Способ реабилитации детей с расстройством аутистического спектра с применением виртуальной реальности и биологической обратной связи Российский патент 2025 года по МПК A61H1/00 

Изобретение относится к медицине, а именно к педиатрии, неврологии, и может быть использовано для реабилитации детей с расстройством аутистического спектра (РАС), а также для работы специалистов в сфере адаптивной физической культуры, врачей физической реабилитационной медицины, физических терапевтов, дефектологов.

Актуальность и социальная значимость проведения реабилитации детей с расстройствами аутистического спектра представляют собой одну из наиболее значимых проблем в нейропедиатрии. Данная патология широко распространена, по оценкам ВОЗ, один из 160 детей страдает РАС. В России соотношение численности детей с РАС и общей детской популяции (0-18 лет) составляет 1:961, а в соответствие с мировой статистикой по РАС - (1:160) [1]. По данным 2020 года численность обучающихся детей с таким диагнозом в России равняется 32899 человек [2].

Одной из ведущих задач реабилитационного процесса у детей с РАС является коррекция патогенетических механизмов заболевания немедикаментозными способами. Важным этапом в коррекционном процессе являются физиотерапевтические процедуры, психологическая коррекция, массаж, лечебная физкультура [3]. При этом, особое значение придается методам двигательной реабилитации, лечебной физической культуре, как фактору гармонизации физического тонуса ребенка, его психофизического состояния [4].

Двигательная активность детей с РАС характеризуется недостаточностью саморегуляции и самоконтроля вследствие функциональной несформированности лобных долей мозга, дисфункции ствола мозга и мозжечка. Дети с вестибулярной и проприоцептивной гиперчувствительностью демонстрирует гравитационную неуверенность, сопротивляются двигательным занятиям, чувствуют потребность сидеть или держать ноги на земле, могут поворачиваться всем телом, чтобы посмотреть на что-то часто очень тревожны. Гипочувствительность проявляется гиперактивностью, ребенок все время в движении, совершает импульсивные движения без учета опасности, не осознает положения тела в пространстве, неуклюж и неловок [5].

Физические упражнения способствуют расширению возможностей для социализации детей с расстройством аутистического спектра, особенно в совместной деятельности со сверстниками [6].

Известен метод применения лечебной физической культуры (ЛФК) в реабилитационной программе для детей с РАС. Это самый близкий к предложенному способ реабилитации. ЛФК является одним из доступных и эффективных методов реабилитации. Физическая активность у детей с РАС улучшает двигательные навыки, крупную моторику. Физические упражнения способствуют совершенствованию исполнения инструкций в открытом пространстве, позволяют учить чувствовать и воспроизводить движения «в» и «на» в большом пространстве тренажерного зала. Приобретение моторных навыков позволяет решать проблемы планирования движения. Занятия повышают ловкость, улучшают координацию, формируют умение управлять своим телом и манипулировать предметами (например, мячом) [7]. В данном методе есть существенной недостаток, ослабляющий эффективность занятий ЛФК для детей с РАС. Ребенку сложно выстраивать коммуникации с инструктором по ЛФК, что ведет к отсутствию контакта на занятиях, нежеланию выполнять задания или неправильной технике выполнения упражнений. Кроме того, существует проблема в наличии мотивации у ребенка выполнять упражнения и проявлении заинтересованности занятиями.

Известен метод биоакустической коррекции головного мозга. Биологическая обратная связь используется в реабилитации пациентов с заболеваниями неврологического профиля для нормализации психофизиологического состояния [8]. Во время проведения лечебной процедуры сигналы мозга пациента регистрируют блоком регистрации сигналов мозга. В блоке контроля по сигналам мозга оценивается психофизиологическое состояние пациента. Одновременно сигналы мозга преобразуются в соответствующие сенсорные сигналы, которыми воздействуют на пациента. В данном способе имеется недостаток при использовании его для нормализации состояния детей с РАС. Во время проведения процедуры ребенок может отказаться вступать в контакт, надевать оборудование на голову, сохранять спокойное расслабленное положение.

Целью изобретения является повышение эффективности коррекционной программы реабилитации детей с расстройством аутистического спектра. Цель достигается путем дифференцированного подхода, основанного на количественной и качественной оценке исходных двигательных и когнитивных нарушений с последующим включением в коррекционную программу биологической обратной связи для визуализации выполняемых физических упражнений.

Предлагается способ, включающий использование комплексного подхода с качественной оценкой способности к вербальному и невербальному общению на основании заключения по результатам психометрической оценки интеллекта детей по тесту Векслера для формирования адекватной по уровню сложности реабилитационной программы физических упражнений с использованием технологий виртуальной реальности (VR) с биологической обратной связью (БОС) на аппаратном комплексе «ReviMotion» [9].

Преимущества способа заключаются в том, что предложенная технология помогает учитывать у детей с РАС не только степень отставаниия в интеллектуальном развитии, но и в большей степени в коммуникации и формировании социальных навыков, что дает возможность объективизировать и скорректировать правильность выполнения двигательных актов. Визуализация движений и биологическая обратная связь способствуют повышению концентрации внимания и повышению быстроты реакций, а также улучшению самоконтроля.

На первых этапах реабилитации ребенку с РАС может быть сложно выстраивать коммуникации с инструктором, а использование БОС позволяет исключить негативные аспекты коммуникации. При работе с «ReviMotion» отсутствует необходимость живого контакта, демонстрация задания и необходимых движений, а также оценка правильности их выполнения осуществляется самим тренажером.

Занятия в игровой форме с использованием компьютерных технологий вызывают больший интерес у ребенка, чем занятия с инструктором по физической культуре. Занятия на тренажере построены в игровой форме, в формате квеста, что в свою очередь, усиливает вовлеченность ребенка в процесс занятия, мотивирует на правильное выполнение упражнений и вызывает различные эмоции. Подключение к тому, что нравится ребенку, является лучшим способом установить с ним эмоциональный контакт, способствует развитию когнитивных навыков.

Способ реализуется следующим образом:

1. На основании заключения психолога по результатам психометрической оценки интеллекта тестом Векслера, с учетом нарушения у детей вербальной сферы (способности вступать в контакт и выполнения инструкций, выраженности степени нарушения памяти и речи,) а также поведенческих особенностей, дети разделяются на группы.

1 группа:

Ребенок с трудом вступает в контакт, инструкции не понимает и не выполняет. Программу движения не выполняет. Пробу на реципрокную координацию рук не выполняет. Движения плохо скоординированы. Общая память непроизвольная. Словарный запас около 20 слов. Несформированность эмоционально-волевой и мотивационных сфер. Элементы полевого поведения.

2 группа:

Ребенок вступает в контакт осторожно, с повышенной тревожностью. Инструкцию почти всегда понимает. Недостаточность в двигательном праксисе (программа движения выполняется, но с ошибками). Пробы на нижней границе возрастной нормы. Речь аграматична, сложность в логических конструкциях. Общая память сохранна. Недостаточная сформированность умения программировать собственную деятельность.

2. Двигательная сфера у всех детей оценивается методом оценки общей двигательной функциональности GMFM-88 по модулям С, D, Е.

3. С учетом выявленных проблем с движениями проводится подбор упражнений из предложенных на тренажере «ReviMotion». По степени сложности формируются 2 уровня. В группе детей с более выраженными проявлениями РАС (в первой группе) инструктор ЛФК объясняет правильность выполнения задания параллельно с программой, при необходимости в пассивной форме показывает движение ребенку; в группе с менее выраженной симптоматикой (второй) дети выполняют упражнения на тренажере самостоятельно, помощь инструктора заключается только в вербальных и невербальных подсказках.

4. Для занятий в первой группе используются простые движения: игры с навыком подъема ног и пинком по виртуальному мячу, навыком перешагивания через препятствие с высоким подниманием бедра навыком прыжка на двух ногах. Для занятий во второй группе на первых занятиях используются простые задания, которые постепенно усложняются путем комбинации простых движений в сочетанные: игры с навыком координации движений с сохранением равновесия во время одновременного подъема двух рук над головой в сочетании с шагом с высоким подниманием бедра ,навык одновременного подъема двух рук над головой, навык обхватывания руками противоположного плеча поочередно направо и налево.

5. Курс реабилитации включает в себя 15 занятий с использованием аппаратного комплекса «ReviMotion», нагрузка дозируется по времени, начиная с 5-10 мин в начале курса лечения и постепенно увеличиваясь до 15 минут для первой группы, до 20-25 мин для второй группы. Продолжительность зависит от уровня концентрации внимания пациента, способности к продуктивной деятельности во время занятий и правильного выполнения упражнений.

6. После завершения курса для контроля динамики повторно проводится оценка общей двигательной функциональности детей с расстройством аутистического спектра.

В ходе апробации вышеописанного способа реабилитации было произведено исследование, в котором участвовали 11 детей в возрасте 4-7 лет с диагнозами: аутизм, аутичное поведение, задержка психоречевого развития.

По результатам предварительного тестирования по Векслеру было сформировано две группы пациентов.

В обеих группах детей по результатам обследования двигательной сферы методом оценки общей двигательной функциональности тестом GMFM-88 изменения вестибулярной и проприоцептивной чувствительности проявлялась в модулях:

С. Ползание и положение на коленях. Дети затрудняются выполнять действия руками, стоя на коленях

D. Положение стоя. Затруднено сохранение равновесия на 1 ноге.

E. Ходьба, бег и прыжки. Затруднено перешагивание через препятствия, прыжки на одной ноге, на обеих ногах.

Первая группа включала 6 пациентов, средний возраст которых соответствует 5 годам. Дети трудно идут на контакт, перед началом занятий требуется время для налаживания контакта с инструктором. Фразовая речь отсутствует. Присутствуют отказные реакции, полевое поведение, имеется гипочувствительность. Выполняют ограниченное количество инструкций. Продолжительность продуктивной деятельности в первой группе составила от 5 до 15 минут. По результатам оценки тестом GMFM-88 до проведения занятий на тренажере ReviMotion дети этой группы, оцениваемые по модулям CDE получают суммарно от 30 до 55 баллов.

Вторая группа включала 5 пациентов, средний возраст которых соответствует 6-7 годам. Дети идут на контакт охотно, практически сразу начали взаимодействовать с инструкторами. Речь преимущественно фразовая. Отказные реакции проявляются редко, имеется гиперчувствительность. Инструкции выполняют с вербальными и невербальными подсказками. Продолжительность продуктивной деятельности составила от 15 до 25 мин. По результатам оценки тестом GMFM-88 до проведения занятий аппаратного комплекса «ReviMotion» дети этой группы, оцениваемые по модулям CDE получают суммарно от 60 до 70 баллов.

2. Курс реабилитации включал в себя 15 занятий с использованием аппаратного комплекса «ReviMotion», с дозированной нагрузкой, возрастающей по мере прохождения курса. По итогам проведения занятий разработанным способом была отмечена положительная динамика у 77% из первой группы и 100% из второй группы пациентов.

По результатам полученным методом наблюдения:

1 группа разделилась на 2 подгруппы. В первой подгруппе значимой динамики в выполнении упражнений аппаратного комплекса «ReviMotion» наблюдалось (2 ребенка). Суммарные баллы по модулям увеличились от 55 до 60 баллов (дети с отказными реакциями, затрудненным контактом, отсутствием фразовой речи) Во второй подгруппе (4 человека) наблюдался прогресс в выполнении упражнений на аппаратном комплексе «ReviMotion» за счет выполнения визуально полученных инструкций с экрана аппаратного комплекса «ReviMotion» речевых и визуальных инструкций проводивших эксперимент. Суммарный балл по модулям увеличился до 60-70 баллов.

Во 2 группе у всех детей наблюдался прогресс в выполнении упражнений аппаратного комплекса «ReviMotion», повышался уровень выполнения как простых, так и сложных движений, возросла физическая выносливость и концентрация внимания при выполнении упражнений. Суммарный балл по модулям CDE увеличился до 100 баллов.

Таким образом, по данным тестирования, включение в реабилитационную программу ЛФК технологий виртуальной реальности с БОС способствует улучшению вестибулярной и проприоцептивной чувствительности в обеих группах детей с РАС.

В таблице приведены результаты прохождения реабилитации.

Группы, сформированные по результатам нейропсихологического тестирования Методика и время занятий Упражнения предложенные в аппаратном комплексе ReviMotion, используемые для занятий Результаты по итогам тестирования после прохождения курса реабилитации 1 группа
Всего: 6 детей
Девочек - 2
Мальчиков - 4 Количество занятий: 15
Время занятий: 5-15 мин
Инструктор объясняет правильное выполнение задания параллельно с программой и, при необходимости, в пассивной форме показывает движение ребенку.
Используются простые движения. Использовались игры:
- навык подъема ног, пинок по виртуальному мячу;
- навык перешагивания через препятствие с высоким подниманием бедра;
- навык прыжка на двух ногах. Положительная динамика: у 4 детей (77%)
Отсутствие динамики: у 2 детей (33%) 2 группа
Всего: 5 детей
Девочек - 1
Мальчиков - 4 Количество занятий: 15
Время занятий: 15-25 мин
Ребенок выполняет упражнения на тренажере самостоятельно, помощь выражается только в вербальных и невербальных подсказках.
На первых занятиях используются простые движения, которые постепенно усложняются путем комбинации простых движений в сочетанные. Использовались игры:
- навык координации движений с сохранением равновесия во время одновременного подъема двух рук над головой в сочетание с шагом с высоким подниманием бедра;
- навык обхватывания руками противоположного плеча поочередно направо и налево;
- навык одновременного подъема двух рук над головой. Положительная динамика: у 5 детей (100%)
Отсутствие динамики: -

Метод оценки общей двигательной функциональности тест GMFM-88 у детей с РАС показал свою результативность при исследовании эффективности реабилитации на аппаратного комплекса «ReviMotion». Дифференцированный подход в выборе физических упражнений с использованием тренажера «ReviMotion» повышает уровень адаптивного функционирования у детей с РАС, что указывает на целесообразность его применения в клинической практике.

Источники информации:

1. Доклад Секретариата No EB133/4: 133 сессия / Всемирная организация здравоохранения: Женева, 2013 г. 9 с.

2. Хаустов А.В., Шумских М.А. Динамика в развитии системы образования детей с расстройствами аутистического спектра в России. 2021. Т. 19. No 1. С. 4-11.

3. Медицинская реабилитация. Под ред. В. М. Боголюбова. Изд. 3-е, испр. и доп. Москва: Бином; 2010.

4. Мартынова О.Г., Валишин Э.Х. Графическое обоснование адаптивной физической культуры как технологии реабилитации детей с расстройствами аутистического спектра // Молодой ученый. - 2017. - №. 4. - С. 337-342.

5. Н.В. Зверева, С.Е. Строгова, А.А Коваль Психометрическая оценка интеллекта у детей с нарушениями психического развития // Неврология и психиатрия. -2015 -№5 С. 21-25.

6. Нейсон Б. О ключевых проблемах аутизма // Аутизм и нарушения развития. 2015. Том 13. № 3. С. 48-55.

7. Литвина Г.А., Кульчицкий В.Е., Воробьева А.Е. Влияние адаптивной физической культуры на развитие двигательной активности детей с расстройствами аутистического спектра // Тенденции развития науки и образования. - 2021. - №. 74-8. - С. 91-94.

8. Слепян М. Аутизм и нарушения развития. 2018. Том 16. № 1. С. 61-68.

9. Пат. 2 410 025 Российская Федерация, Способ нормализации психофизического состояния / Константинов Константин Викторович - № 2009105216/14, заявл. 2009.02.17; опубл. 2011.01.27.

10. Пат. 2 655 200 Российская Федерация, Способ реабилитации больных в различных стадиях нарушений центральной или периферической нервной системы с использованием виртуальной реальности / Захаров А.В., Пятин В.Ф., Чаплыгин С.С., Колсанов А.В. - № 2016152265; заявл. 2016.12.29; опубл. 2018.05.24.

11 Панасюк А.Ю. Адаптированный вариант методики Векслера. - Рипол Классик, 1973.

12. Пат. 2 609 052 Российская Федерация, МПК A61B 5/11, МЕТОД ОЦЕНКИ ОБЩЕЙ ДВИГАТЕЛЬНОЙ ФУНКЦИОНАЛЬНОСТИ У ЮНОШЕЙ-ПОДРОСТКОВ С РАССТРОЙСТВАМИ АУТИСТИЧЕСКОГО СПЕКТРА НИЗКОГО И СРЕДНЕГО ФУНКЦИОНАЛЬНОГО УРОВНЯ / Алоин А.В., Виноградова Л.В. - № 2015156773; заявл. 2015.12.28; опубл. 2017.01.30.

Изобретение относится к медицине, а именно к педиатрии, неврологии, и может быть использовано для реабилитации детей с расстройством аутистического спектра. Проводят диагностическое обследование детей при помощи адаптированного варианта методики Векслера и модулей C, D, E шкалы GMFM-88. По результатам диагностического обследования детей разделяют на две группы. В первую группу включают детей, при исследовании по шкале GMFM-88 набравших по модулям C, D, E суммарно от 30 до 55 баллов. Во вторую группу включают детей, при исследовании по шкале GMFM-88 набравших по модулям C, D, E суммарно от 60 до 70 баллов. При этом дети из обеих групп имеют проблемы с движениями. Реабилитацию проводят путем выполнения упражнений с помощью аппаратного комплекса «ReviMotion». Для первой группы занятия проводят с использованием игры с навыком подъема ног и пинком по виртуальному мячу, навыком перешагивания через препятствие с высоким подниманием бедра, навыком прыжка на двух ногах. Во второй группе дети на первых занятиях выполняют упражнения на тренажере самостоятельно. Затем производят комбинации движений: игры с навыком координации движений с сохранением равновесия во время одновременного подъема двух рук над головой в сочетании с шагом с высоким подниманием бедра, навык одновременного подъема двух рук над головой, навык обхватывания руками противоположного плеча поочередно направо и налево. Курс реабилитации включает в себя 15 занятий с использованием аппаратного комплекса «ReviMotion». Нагрузку дозируют по времени, начиная с 5-10 мин в начале курса лечения и постепенно увеличивая до 15 мин для первой группы и до 20-25 мин для второй группы. Способ обеспечивает возможность объективизировать и скорректировать правильность выполнения двигательных актов. 1 табл.

Способ реабилитации детей с расстройством аутистического спектра, заключающийся в том, что

проводят диагностическое обследование детей в соответствии с адаптированным вариантом методики Векслера и оценку общей двигательной функциональности детей с расстройством аутистического спектра в соответствии с модулями C, D, E шкалы GMFM-88;

по результатам диагностического обследования детей разделяют на две группы: в первую группу включают детей, трудно вступающих в контакт, с непроизвольной общей памятью, словарным запасом 20 слов, несформированностью эмоционально-волевой и мотивационных сфер, продуктивной деятельностью 5-10 мин, с элементами полевого поведения, отсутствием двигательной программы, нарушениями координации, при исследовании по шкале GMFM-88 набравших по модулям C, D, E суммарно от 30 до 55 баллов; во вторую группу включают детей, активно вступающих в контакт, со сформированной фразовой речью, имеющих гиперчувствительность, выполняющих инструкции с вербальными и невербальными подсказками, продолжительностью продуктивной деятельности 15-25 мин, при исследовании по шкале GMFM-88 набравших по модулям C, D, E суммарно от 60 до 70 баллов, при этом дети из обеих групп имеют проблемы с движениями;

реабилитацию проводят путем выполнения упражнений с помощью аппаратного комплекса «ReviMotion», причем для первой группы занятия проводят с объяснением правильности выполнения задания параллельно с программой и при необходимости – с демонстрацией движений ребенку и используют игры с навыком подъема ног и пинком по виртуальному мячу, навыком перешагивания через препятствие с высоким подниманием бедра, навыком прыжка на двух ногах; во второй группе дети на первых занятиях выполняют упражнения на тренажере самостоятельно, помощь оказывают только в виде вербальных и невербальных подсказок, в дальнейшем указанные упражнения усложняют путем комбинации движений: игры с навыком координации движений с сохранением равновесия во время одновременного подъема двух рук над головой в сочетании с шагом с высоким подниманием бедра, навык одновременного подъема двух рук над головой, навык обхватывания руками противоположного плеча поочередно направо и налево;

при этом курс реабилитации включает в себя 15 занятий с использованием аппаратного комплекса «ReviMotion», нагрузку дозируют по времени, начиная с 5-10 мин в начале курса лечения и постепенно увеличивая до 15 минут для первой группы и до 20-25 мин для второй группы;

после завершения курса для контроля динамики повторно проводят оценку общей двигательной функциональности.