GRAIL

GRAIL (Греил) – это уникальный комплекс для функционального и клинического 3Д-видеоанализа движений, цифровой постурографии и реабилитации ходьбы с расширенной БОС в среде виртуальной реальности.

Комплекс включает в себя:

• Сенсорную беговую дорожку с двумя независимыми беговыми полотнами (для левой/правой ноги), режимами пертурбации (наклон, толчок, раскачка) и адаптивного темпа, системой динамической разгрузки веса (опция);
• Интегрированную высокоточную маркерную систему захвата движений с 10 оптическими камерами Vicon;
• 3 камеры видеоанализа;
• Датчик ЧСС и модуль беспроводной электромиографии (опции);
• Синхронизированную среду виртуальной реальности с экраном 180°, проекцией на дорожку и системой объёмного звука;
• Набор клинического ПО (включая динамическое выравнивание протеза, сравнение левой-правой конечности, ударная нагрузка, динамическая стабильность, адаптивность походки, когнитивные двойные задачи, тренировка толчка и переноса стопы).

Реабилитационный комплекс GRAIL в Ортопедическом Исследовательском Университете Борнмута (Великобритания)

Система вычисляет все параметры ходьбы в режиме реального времени: пространственно-временные, кинематические, кинетические, активации мышц (включая средние величины, стандартные отклонения, вариабельность во времени) – и позволяет построить функциональную мышечно-скелетную модель тела. Доступен расширенный интерактивный анализ множественных циклов ходьбы, экспорт данных и формирование отчетов.

Реабилитация детей на комплексе GRAIL

Согласно исследованию «Иммерсионная виртуальная реальность для улучшения навыка ходьбы при детском церебральном параличе: пилотное исследование», Gagliardi C, Turconi AC, Biffi E, et al. Immersive Virtual Reality to Improve Walking Abilities in Cerebral Palsy: A Pilot Study. Ann Biomed Eng. 2018 Apr 27:

Иммерсивная виртуальная реальность (IVR) предлагает новые возможности для проведения лечения в экологической и интерактивной среде с мультимодальной обратной связью. Шестнадцать детей школьного возраста (средний возраст 11 ± 2,4 года) со спастической диплегий вследствие ДЦП, посещающих общеобразовательные школы, были набраны для пилотного экспериментального исследования.

Терапия была сосредоточена на функции ходьбы и выносливости и проводилось в интерактивной лаборатории анализа ходьбы в реальном времени (GRAIL), на инновационной беговой дорожке с применением IVR. Участникам было проведено восемнадцать сеансов терапии в течение 4 недель. 

Функциональная оценка, а также инструментальные исследования, включая анализ движений и родительский опросник, были использованы для оценки эффектов лечения. Стереотип ходьбы, (длина шага, левой и правой ноги соответственно, p = 0,001 и 0,003, скорость ходьбы p = 0,001), выносливость (6MWT, p = 0,026), глобальные моторные функции (GMFM-88, p = 0,041) и большинство кинематических и кинетических показателей, после вмешательства значительно улучшились. Изменения были в основном предсказаны возрастом и когнитивными способностями. 

Эффект мог быть связан с возможностью IVR способствовать интеграции моторных/перцепционных компетенций за пределы тренировки ходьбы, давая возможность улучшения и старшим и уже прошедшим лечение детям.

Программное обеспечение D-Flow

Программное обеспечение D-Flow — это визуальный программный инструмент, предназначенный для разработки интерактивной и захватывающей виртуальной реальности. Объединяйте различные модули для создания сложных и интерактивных приложений.

D-Flow объединяет множество различных аппаратных устройств, от инфракрасных камер захвата движения, платформ с 6-ю плоскостями движений и двухполосными беговыми дорожками до датчиков инерции и тактильных устройств.

Мультисенсорные устройства ввода измеряют поведение субъекта, в то время как устройства вывода предоставляют моторную, визуальную и слуховую обратную связь.

Самоопределяемые стратегии обратной связи посредством гибкой и расширяемой системы разработки приложений.

Программные модули напрямую управляют виртуальными средами, потоками данных или конкретным оборудованием таким, как беговая дорожка или движущаяся платформа.

HBM — Модель Человеческого Тела

МЧТ – полная компьютерная модель человеческого тела, представляющая в общей сложности 46 кинематических степеней свободы. Она предназначена для биомеханического анализа, оценки суставной кинематики и кинетики, а также оценку и визуализацию функции мышц в реальном времени.

МЧТ является частью нашего программного обеспечения D-Flow, в котором данные биомеханики человека могут использоваться для обеспечения обратной связи пациенту и врачу в режиме реального времени.

Клиницисты, исследователи и специалисты ЛФК, могут получать полезные сведения о движении человека и его фундаментальных основах как после терапии, так и в реальном времени.

МЧТ была разработана в сотрудничестве с профессором ван ден Богерт, основанная на результатах, которые он впервые опубликовал в 2013 году: Система для биомеханического анализа движении человека и функции мышц в реальном времени.
С тех пор были опубликованы различные исследования ведущих научных групп, что привело к появлению улучшенной модели, выпущенной в июне 2017 года.

Ключевые особенности комплекса GRAIL

• Быстрота. Полный клинический 3Д-анализ множественных циклов ходьбы всего за 30 минут, возможность анализа и реабилитации в течение одной сессии;
• Интерактивность. Все показатели биомеханики ходьбы доступны в режиме реального времени для анализа и тренировок с БОС;
• Доказательность. GRAIL включает научно доказанные клинические протоколы доступные на данный момент (включая 6-минутный тест);
• Эффективность. Бесконечные возможности для тренировок дают возможность использовать комплекс на 100%;
• Компактность. Требуется всего 25 м2, в отличие от классической лаборатории движения (около 88 м2);
• Наглядность. Интуитивные аналитические данные облегчают общение между специалистами и пациентами;
• Результативность. GRAIL можно использовать для неврологических и ортопедических пациентов, пациентов с нервно-мышечной патологией и для престарелых;
• Стимуляция. Синхронизированная среда виртуальной реальности, отображаемая на полуцилиндрическом экране 180°, погружает пациента в виртуальные миры и естественные условия, предлагая захватывающие игровые программы реабилитации;
• Адаптивность. Режим адаптивного темпа беговой дорожки позволяет пациенту самостоятельно начинать ходьбу и идти с собственной (естественной) скоростью, в то время как виртуальная реальность и беговая дорожка подстраиваются под ритм его движения;
• Функциональность. Симуляция ходьбы в гору/ с горы в комбинации с пертурбациями и визуальными раздражителями усложняет задачу пациентам и позволяет измерить поведение походки, предоставляя «функциональный анализ ходьбы» с возможностью выявления и оценки компенсаторных возможностей.

Ход реабилитации пациента с протезами на комплексе GRAIL

Кому подойдет GRAIL

• Лаборатория биомеханики;
• Лаборатория клинического анализа движения;
• Лаборатория двигательного контроля;
• Лаборатория робототехники;
• Лаборатория виртуальной реальности;
• Технические университеты;
• Университетские больницы;
• Общие университеты;
• Реабилитационные центры
• Центры детской реабилитации;
• Военные госпитали.

Медицинский центр VU. Амстердам, Нидерланды

Тип: Лаборатория двигательного контроля (нейро)
Тематика: Церебральный паралич
Расположение: Университетская больница

Университет Борнмута, Великобритания

Тип: Клинический анализ движения (орто)
Тематика: патология коленного и тазобедренного суставов

Левенский университет, Бельгия

Объект: Лаборатория клинического анализа движений
Тип: Ведущий реабилитационный центр
Тематика: Детский церебральный паралич, ортопедия