Диджитал-реабилитация: ученые Сеченовского Университета разрабатывают «цифровой паспорт движения спортсмена»
11 апреля 2023
 Диджитал-реабилитация: ученые Сеченовского Университета разрабатывают «цифровой паспорт движения спортсмена»

Для этого используется стелька с датчиком, который замеряет параметры человека и позволяет отследить его биомеханику. В будущем эту систему планируют распространить на людей с заболеваниями суставов. 

Ученые кафедры спортивной медицины и медицинской реабилитации Института клинической медицины им. Н.В. Склифосовского Сеченовского Университета Минздрава России разрабатывают «золотой стандарт движения», который на 30% сократит процесс восстановления после травм и заболеваний. Это «Цифровой паспорт двигательного стереотипа спортсмена». Он позволяет сделать весь путь реабилитации прозрачным.

Систему разработал врач-травматолог, ассистент кафедры спортивной медицины и медицинской реабилитации, к.м.н. Николай Полукаров. Работа ведется под руководством заведующего кафедрой, д.м.н., профессора Евгения Ачкасова совместно с «Центром спортивных инновационных технологий и подготовки сборных команд» Департамента спорта г. Москвы (ГКУ «ЦСТиСК» Москомспорта). За техническо-инженерную сторону отвечают инженеры Московского энергетического института на основании договора межвузовского взаимодействия. В ближайшее время команда планирует подать заявку на грант РНФ.

Разработка представляет собой стельку, датчик и программно-аппаратный комплекс, который обрабатывает данные с помощью искусственного интеллекта. Для каждого спортсмена создается отдельный файл. В нем формируется его цифровой профиль на основе данных, приходящих с инерциального датчика, установленного на стопе.

«Цифровой паспорт движения спортсмена» предназначен для представителей всех двигательных видов спорта — таких как баскетбол, волейбол, футбол, бег, теннис, гандбол и другие. Он позволяет оценить уровень подготовки человека на основании его скоростных, силовых характеристик и выносливости. Система может выявить его сильные или слабые стороны, отслеживать прогресс или регресс, контролировать процесс лечения, а также прогнозировать и выявлять риск травм. Предполагается, что эти персональные данные будут храниться в облачном сервере, доступ к ним смогут получить только спортивные врачи и реабилитологи. 

По словам Николая Полукарова, для начала нужно оценить уровень подготовки спортсмена по главным параметрам: это перемещение в пространстве, координация и баланс. Для этого он должен пройти три теста: прыжковый тройной, гексотест и Y-тест. Это не требует дополнительного громоздкого оборудования и можно сделать в полевых условиях, так как датчик крепится на обувь скотчем. 

«Мы анализируем спортсмена во всех проекциях: при прыжках в высоту, в длину, в стороны. Мы смотрим его объемно: до этого мы изучали параметры движения самой стопы, а сейчас изучаем движения нижних конечностей и перемещение всего тела в пространстве. Потом программа с помощью искусственного интеллекта анализирует эти данные, сравнивает с эталоном и выдает уровень подготовки спортсмена. Эти данные считаются исходником. И как только тот получит травму или заболеет, мы в процессе реабилитации можем провести повторные замеры, открыть файл и сравнить текущие данные с первоначальными — чтобы понять, как спортсмен восстанавливается, когда ему можно будет подключать скоростные или прыжковые нагрузки», — говорит разработчик. 

По его мнению, «Цифровой паспорт двигательного стереотипа спортсмена» будет востребован всеми сторонами. Во-первых, он защитит спортсменов, которые не долечились и которым пока нельзя выходить на поля и площадки. Во-вторых, он поможет сориентироваться спортивным клубам, которые набирают спортсменов себе в команды. Кроме того, «золотой стандарт движения» позволит оценить уровень подготовки спортсменов федеральным органам, например, Министерству спорта. Также он поможет определиться самим спортсменам: они смогут сравнить свои показатели со средней шкалой, с данными чемпионов России, мира и Олимпийских игр. 

«В будущем изучение биомеханики планируют распространить на пациентов с патологией опорно-двигательного аппарата, которым уже назначено эндопротезирование тазобедренного сустава», — отмечает Николай Полукаров. Их будут тестировать до операции, в момент выписки из стационара, через 3 и 6 месяцев. Таким образом, после создания «Цифрового паспорта двигательного стереотипа пациента» можно будет подбирать человеку индивидуальную программу реабилитации и прогнозировать последствия. Основная обследуемая выборка для исследования будет представлена отделением травматологии и ортопедии УКБ №1 Сеченовского Университета. 

Также в планах у разработчиков — создание пьезостельки, которая будет самозаряжающейся и позволит избавиться от аккумуляторной батарейки. 

В основу данного исследования легли два предыдущих. Летом 2021 года кафедра спортивной медицины Сеченовского Университета провела клиническое исследование на группе военнослужащих в Центре горной подготовки и выживания «Терскол» Министерства обороны РФ. Разработчики испытали 3D-стельки, созданные для 4 видов разной обуви (кроссовки беговые, ботинки горные, берцы и горнолыжные ботинки). Осенью 2021 года уникальные стельки испытали на баскетболистах на спортивной базе ГБУ СШОР № 71 «Тимирязевская» в Москве.

Заведующий кафедрой Евгений Ачкасов высоко оценивает перспективы развития этого проекта в медицинской реабилитации. Он подчеркивает, что создание «цифрового паспорта движения спортсмена» станет специализированным, персонифицированным лечебным мероприятием, приблизит переход на персонализированную медицину и будет способствовать здоровьесбережению нации.

Сеченовский Университет продолжает трансформироваться в исследовательский медицинский университет мирового уровня в соответствии с национальным проектом «Наука и университеты» и государственной программой «Приоритет 2030». Сегодня Первый МГМУ реализует три стратегических проекта – «Биодизайн», «Трансляционные исследования в медицине и фармацевтике» и «Сеть развития лучших практик в медицине».