Программно-технические решения для реабилитации детей с заболеваниями нервной системы и опорно-двигательного аппарата Текст научной статьи по специальности «Науки о здоровье»

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №11-3/2016 ISSN 2410-700Х_

гармонических сигналов. / В. С. Дубровин. // Электроника и информационные технологии. 2011. № 1 (10). 9. Дубровин В. С. Фазовращатель гармонического сигнала / В. С. Дубровин // Austrian Journal of Technical and Natural Sciences. - 2014. - № 9-10. - С. 192-195.

© Дубровин В С., 2016

УДК 004.9

Ершов Евгений Валентинович

д.т.н., профессор ФГБОУ ВО «Череповецкий государственный университет»

[email protected]

Виноградова Людмила Николаевна

к.т.н., доцент ФГБОУ ВО «Череповецкий государственный университет»

[email protected] Пыж Сергей Викторович инженер-программист ФГБОУ ВО «Череповецкий государственный университет»

[email protected] г. Череповец, РФ

ПРОГРАММНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ДЛЯ РЕАБИЛИТАЦИИ ДЕТЕЙ С ЗАБОЛЕВАНИЯМИ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ И ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНОГО АППАРАТА

Аннотация

Приведено описание программно-технических решений для реабилитации детей с заболеваниями центральной нервной системы и опорно-двигательного аппарата. Представлен обобщенный алгоритм работы программно-аппаратного комплекса. Приведено описание упражнения «Баскетбол» для развития мелкой моторики у ребенка.

Ключевые слова

Реабилитация, ДЦП, программно-аппаратный комплекс, Kinect, обратная связь

E.V. Ershov, doctor of technical Sciences, the Cherepovets state University, [email protected]

L.N.Vinogradova, candidate of technical Sciences, the Cherepovets state University, [email protected] S.V. Pysh, Software Engineer, the Cherepovets state University,

[email protected]

SOFTWARE ENGINEERING SOLUTIONSFOR REHABILITATION OF CHILDREN WITH DISEASES

NERVOUS SYSTEM AND LOCOMOTOR SYSTEM

Annotation

The description of the software and hardware solutions for the rehabilitation of children with diseases of the central nervous system and locomotor system. The generalized algorithm of hardware and software. The description

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №11-3/2016 ISSN 2410-700Х_

of "Basketball" exercises to develop fine motor skills of the child.

Keywords

Rehabilitation, cerebral palsy, software and hardware, Kinect, inverse connection.

Заболевания центральной нервной системы (ЦНС) и опорно-двигательного аппарата (ОДА) являются распространенными для Российской Федерации. По статистике в среднем по России на 100 тысяч детей приходится 340 заболевших детским церебральным параличом (ДЦП) Эти нарушения проявляются в неспособности детей целенаправленно управлять своими движениями [1, с. 170].

Развитие мелкой моторики и координация движений являются одними из важнейших аспектов развития детей дошкольного возраста. Руки участвуют во всех рабочих движениях ребёнка. Развитие мелкой моторики положительно влияет на становление детской речи, повышает работоспособность ребёнка, активность, внимательность, стимулирует интеллектуальную и творческую деятельность.

Некоторые простейшие основы развития мелкой моторики у детей с ДЦП и заболеваниями ОДА заключены в программно-аппаратном комплексе «GESIS».

Разработанный программно-аппаратный комплекс (рис. 1) обеспечивает развитие мелкой моторики маленьких пациентов за счет простоты движений кистью и фалангами, предоставляя возможность сосредоточиться на простейших движениях для соотнесения изображения игрового объекта с положением своих рук, что позволяет формировать базовые движения. В качестве вибратора имеется возможность использовать виброперчатки для повышения тактильной чувствительности, передаваемой непосредственно через пальцы рук. Виброперчатка адаптирована под размер детской руки (для возраста от 3 до 10 лет) и содержит 5 вибромоторов, каждый из которых расположен над нижней фалангой соответствующего пальца руки, заряжаемый от USB, низковольтный аккумулятор и приемник радиосигналов.

Рисунок 1 - Программно-аппаратный комплекс

Определяющим параметром программно-аппаратного комплекса является вибровоздействие на кисти рук, сочетающееся с визуальной и аудиальной составляющими специальных упражнений. В совокупности они оказывают комплексное воздействие на органы чувств ребенка: зрение, слух, осязание.

Основным измеримым показателем процесса обучения является время выполнения упражнения одинаковой сложности. Ребенку, при условии сохранения когнитивных способностей в пределах нормы, достаточно 1-2 повторений упражнения для понимания принципа его действия. В дальнейшем он сможет корректно выполнять конкретное упражнение в течение более длительного промежутка времени.

Разработанное программное обеспечение состоит из двух подсистем: «Реабилитация» и «Анализ и статистика». Подсистема «Реабилитация» предназначена для выполнения специальных упражнений с целью повышения скорости реабилитации детей с нарушениями центральной-нервной системы и опорно-двигательного аппарата. На данном этапе реализовано 5 упражнений различной сложности: «Фигуры»,

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №11-3/2016 ISSN 2410-700Х_

«Собачка», «Цифры», «Баскетбол» и «Руки».

Например, упражнение «Баскетбол» требует захвата баскетбольного мяча рукой, и передвижение его к баскетбольной корзине. После «броска», в случайном месте появляется следующий мяч (рис. 2).

Рисунок 2 - Упражнение «Баскетбол»

Подсистема «Анализ и статистика» предназначена для автоматизации обработки данных, полученных от подсистемы «Реабилитация» и обеспечивает выполнение следующих задач: просмотр информации об объектах, добавление записи в базу, удаление записи из базы, поиск информации, автоматическое составление отчета и вывод его на печать.

Обобщенный алгоритм работы программно-аппаратного комплекса заключается в следующем:

1. Фиксируется начальное положение рук пациента с помощью датчика Ктес!

2. Ребенок располагается перед широкоформатным экраном или изображением от проектора с запущенной программой, держит в руках устройства, формирующие вибросигнал обратной связи.

3. Ребенок выполняет движение руками, которому соответствует перемещение игрового образа в заданную область на экране (проекции). Движение рук ребенка постоянно фиксируется датчиком.

4. В случае попадания игрового образа в заданную область на устройство-вибратор в руке ребенка посылается сигнал. Местоположение целевой области изменяется программно и игра повторяется заново.

Тестирование программно-аппаратного комплекса было произведено в условиях реабилитационного центра «Череповецкий центр психолого-педагогической, медицинской и социальной помощи». Тестирование проводилось сотрудником центра - дефектологом в рамках индивидуальной коррекционно-развивающей работы с детьми с детским церебральным параличом, приводящим к нарушениям общей и мелкой моторики.

Работа выполнена при поддержке РГНФ (номер заявки 16-16-35001).

Список использованной литературы:

1. Ершов, Е.В. Программно-аппаратный комплекс для реабилитации детей с заболеваниями нервной системы и опорно-двигательного аппарата [Текст] Е.В. Ершов, С.В. Пыж, Л.Н. Виноградова. Медико-экологические информационные технологии-2016:сборник материалов XIX Междунар. научн.-техн. конф. Юго-Зап. гос. унт. Курск, 2016, 193-198 с.

© Ершов Е.В., Виноградова Л.Н., Пыж С.В., 2016