Диагностика будущего: российские инженеры создают нейроинтерфейс для «умных» протезов и лечения двигательных нарушений
27.04.2026
86
Молодые инженеры из Института искусственного интеллекта РТУ МИРЭА разрабатывают систему поверхностной электромиографии высокой плотности. Современные методы диагностики мышечных нарушений часто не дают полной картины из-за малого количества электродов и сложности их точного расположения над необходимыми группами мышц. Новая разработка позволит в будущем врачам получать детальную карту работ мышц, что поможет точнее диагностировать болезни, подбирать лечение и даже управлять бионическими протезами.
Когда у человека возникают проблемы с движением — слабость, дрожь, судороги или нарушение координации — врачам нужно понять, в чём причина. Один из основных методов диагностики — электромиография (ЭМГ), которая регистрирует электрическую активность мышц. Но классические ЭМГ- аппараты используют всего несколько электродов, и их данных часто не хватает, чтобы разобраться в сложных случаях. Также не всегда удаётся с первого раза расположить электроды так, чтобы получить максимальную амплитуду регистрируемого сигнала. Особенно частой проблемой это движение электродов во время съёма миограммы. Наличие же большого числа электродов и их плотного расположения, и подбор оптимальных пар электродов решает эти проблемы. «Обычная ЭМГ — как попытка понять симфонию по трём инструментам. Вы слышите, что музыка играет, но не различаете партий. Наша система высокой плотности позволяет услышать каждый инструмент в отдельности. Врач увидит не просто "мышца активна", а как именно распределена активность, есть ли очаги патологического возбуждения, как синхронизированы разные участки. Это даёт совершенно новый уровень диагностики», — объясняет Станислав Карчевский, студент Института искусственного интеллекта РТУ МИРЭА, автор проекта.
Фото - РТУ МИРЭА
Команда РТУ МИРЭА разрабатывает систему электромиографии высокой плотности. В ней,как было сказано выше, используется множество электродов, расположенных на минимально возможном расстоянии друг относительно друга, что позволит зарегистрировать не просто отдельные сигналы, а карту активности мышц. Это как
сравнивать чёрно-белое фото с детальным цветным снимком: видно не только, что мышца работает, но и как именно, какие её участки задействованы, как распространяется возбуждение. Команде приходится решать сложные схемотехнические задачи, начиная от усилительного тракта до разработки алгоритма и программы переключения электродов с последующей цифровой обработке сигналов.
Поэтому команда состоит из инженеров, математиков, разбирающихся в алгоритма ЦОС и программистов микроконтроллеров. Важно, что каждый из них является специалистом во всех областях, кто-то меньше кто-то больше, но это позволяет им находить общий язык и успешно двигаться к достижению поставленной цели. Система включает аналоговый тракт для усиления слабых сигналов, блок конфигурации отведений, цифровую обработку и тестовый генератор для проверки. Инженеры уже спроектировали основные функциональные блоки и приступили к сборке прототипа. В команде каждый отвечает за своё направление: конструктор, программист, схемотехники.
«Мы проектируем систему так, чтобы она нашла применение не только в клиниках, но и в других областях. Например, для управления бионическими протезами: чем точнее мы распознаем и выполним анализ, зарегистрированных сигналов с мышц культи, тем естественнее можно будет воспроизвести движения искусственной конечности. Также может быть применено и для разработки нейроинтерфейсов в робототехнике. В мире доля таких систем пока невелика — около 3-5% рынка, а в России и того меньше», — комментирует Денис Семеренко, доцент Института искусственного интеллекта РТУ МИРЭА, научный руководитель проекта.
Сейчас команда завершает разработку прототипа и готовится к тестированию. После отладки и доработки систему можно будет готовить к регистрации в качестве медицинского изделия и выводу на рынок. Проект получил грант акселерационной программы «Акселератор РТУ МИРЭА», что позволит инженерам завершить создание прототипа, провести испытания и подготовить конструкторскую документацию для дальнейшего масштабирования.
Источник: РТУ МИРЭА
Назад к списку
