Робототехника в реабилитации

Реабилитационная робототехника находится на пересечении биомедицинской инженерии, цифровой реабилитации^[5] и человеко-машинного взаимодействия. В данной области совместно работают врачи, терапевты и инженеры для совершенствования реабилитационных методик.

В 2024—2025 годах в реабилитационной робототехнике и цифровой реабилитации наметился ряд ключевых тенденций, направленных на повышение эффективности и доступности лечения^[6]. Основными драйверами развития стали искусственный интеллект (ИИ), технологии виртуальной (VR) и дополненной (AR) реальности, а также развитие телемедицинских платформ.

• Персонализация на основе ИИ. Алгоритмы искусственного интеллекта используются для анализа данных пациента с целью создания индивидуальных планов лечения. ИИ позволяет адаптировать программы реабилитации в реальном времени, отслеживая прогресс и корректируя нагрузку^[7][8].
• Телереабилитация и удалённый мониторинг. Развитие телемедицины обеспечивает пациентам, в том числе с ограниченной мобильностью, доступ к профессиональной помощи на дому^[9]. Носимые устройства и биосенсоры позволяют врачам непрерывно отслеживать жизненные показатели и прогресс восстановления^[10].
• Интеграция иммерсивных технологий (VR/AR). Виртуальная и дополненная реальность применяются для создания контролируемой и мотивирующей среды. С помощью VR-симуляций и игровых механик пациенты восстанавливают моторные функции, равновесие и координацию^[11][12].
• Создание единых цифровых платформ. В России создаётся система единой централизованной цифровой платформы в сфере комплексной реабилитации. Платформа призвана объединить пациентов, специалистов медико-социальной экспертизы и производителей технических средств реабилитации, упростив получение услуг^[13][14].

Клиническая практика включает применение роботов для:

• физической реабилитации (Бертани и др., 2017^[15]; Kim и др., 2017^[15]; Мороне и др., 2017^[16]; Veerbeek и др., 2017^[17]; Пенниси и др., 2016^[18][19])
• когнитивной реабилитации^[20], предназначенной для определённых групп — например, детей с расстройствами аутистического спектра, детей с дислексией^[21] и пожилых людей^[22].

Международная конференция по робототехнике реабилитации (англ. International Conference on Rehabilitation Robotics, ICORR) проводится раз в два года, начиная с 1989 года. В 2019 году мероприятие проходило в Торонто в рамках RehabWeek. В 2021 году конференция была проведена в виртуальном формате^[23], а в 2023 году состоялась в Сингапуре, также в рамках RehabWeek^[24]. 19-я конференция прошла в мае 2025 года в Чикаго^[25].

Робототехника реабилитации была внедрена в конце XX века для помощи пациентам с неврологическими нарушениями^[26] и их терапевтам^[27]. Первые реабилитационные роботы, в частности, помогали пациентам с поражениям нервной системы распознавать предметы на ощупь.

В дальнейшем такие роботы стали использовать для поддержки восстановления пациентов с нарушениями равновесия, ходьбы и позы^[27]. Некоторые модели также разрабатывались с учётом темпа восстановления и индивидуального прогресса пациента^[28], интегрировали виртуальную реальность^[29][30] и потенциально способны интегрировать искусственный интеллект для комбинированной роли ассистирования и реабилитации.

В условиях старения населения, особенно там, где расширяются реабилитационные службы для пожилых людей, возрастает спрос на подобную робототехническую помощь^[31].

Реабилитационные роботы разрабатываются с учётом уровня адаптивности и динамики изменений состояния пациента.

Они позволяют выполнять активные ассистированные, ограниченные активные, резистивные активные, пассивные и адаптивные упражнения.

• При активных ассистированных упражнениях пациент, к примеру, движет рукой по заранее определённой траектории самостоятельно, без внешней механической силы.
• В ограниченном активном упражнении робот корректирует движение, если оно не соответствует заданной траектории.
• Резистивное активное упражнение предполагает выполнение движений «против» сопротивления.

Несмотря на медленное распространение из-за требований клинических испытаний, с 2000-х годов реабилитационная и медицинская робототехника всё шире используются в медицине, хирургии (в том числе дистанционной) и других сферах. Однако их внедрение ставит перед обществом комплексные задачи в области безопасности, этики и права^[32].

• Физическая безопасность. Существует риск травм из-за неправильной работы устройств^[32]. Технические неисправности или неверные настройки могут стать причиной падения робота или выполнения им физиологически некорректных движений^[32].
• Кибербезопасность. Реабилитационные роботы собирают и обрабатывают конфиденциальные данные о состоянии и местонахождении пациента, что создаёт риски взлома, перехвата управления и кражи персональных данных^[33]. Нарушение работы роботизированных систем может привести к финансовым потерям, травмам или гибели людей^[33].

• Утрата человеческого контакта. Одной из главных проблем является замена живого общения между врачом и пациентом машинным взаимодействием, поскольку эмпатия и сочувствие считаются важными факторами в процессе выздоровления^[34].
• Конфиденциальность данных. Использование медицинских данных для обучения систем искусственного интеллекта поднимает вопросы о врачебной тайне и праве на частную жизнь из-за риска их доступности третьим лицам, например, страховым компаниям^[34].
• Терапия против «улучшения». Роботизированные протезы и экзоскелеты стирают грань между лечением (терапией) и улучшением физических возможностей человека, что требует глубокого этического осмысления^[32].
• Доверие и принятие решений. Возникает вопрос, должны ли системы ИИ лишь дополнять опыт врача или могут полностью его заменять^[35].

Правовое регулирование в сфере робототехники значительно отстаёт от темпов развития технологий, что создаёт «нормативный вакуум»^[36]. Ключевой нерешённой проблемой является определение ответственного за вред, причинённый в результате сбоя или ошибки робота: неясно, кто должен нести ответственность — врач, медицинское учреждение или производитель оборудования^[37][38]. На сегодняшний день у медицинских роботов и систем ИИ нет правосубъектности, то есть они не могут нести юридическую ответственность, а робот рассматривается как инструмент в руках медицинского работника^[39][40]. Отсутствие чёткого юридического определения понятия «медицинский робот» также усложняет создание нормативных актов^[36].

Преимущества: робот не устаёт, облегчает физическую нагрузку для терапевта, позволяет многократно и точно воспроизводить процедуры и измерять динамику показателей пациента с помощью сенсоров^[28]. Однако робот не заменяет опытного специалиста^[27].

Промышленные роботы рассчитаны на точные и рутинные операции, тогда как реабилитационные роботы должны быть гибко настраиваемыми и программируемыми для работы с разнообразными и меняющимися нуждами^[28].

В ряде стран, например в Испании, растёт количество людей с нарушенной подвижностью и самостоятельностью из-за старения населения.

В таких условиях реабилитационные роботы приобретают популярность благодаря доступной стоимости и эффективности, в частности при восстановлении после инсульта с применением методов проприоцептивной нейромускулярной фасилитации.

Роботы (пневматические и иные) помогают лицам с двигательными нарушениями в результате инсульта или других заболеваний^[41].

В терапии с использованием «зеркала» пациенту визуально демонстрируется движение поражённой конечности. Эта техника активно применяется с использованием виртуальной реальности (VR) и робототехники. В отличие от более ранних оценок, систематические обзоры и метаанализы, опубликованные после 2018 года, подтверждают, что зеркальная терапия на основе VR (VRMT) является перспективным подходом для восстановления функций верхних конечностей у пациентов после инсульта^[42]. Метаанализ 2022 года показал статистически значимые улучшения по шкале Фугл-Майера, тесту с коробкой и кубиками (BBT) и тесту мануальной функции (MFT)^[42]. Другой метаанализ (данные до 2025 года) также подтвердил положительное влияние на моторную функцию, однако отметил, что улучшения не всегда достигали минимально клинически значимой разницы^[43]. Кроме того, сетевой метаанализ 2022 года пришёл к выводу, что сочетание роботизированной реабилитации с виртуальной реальностью является, вероятно, наилучшим вмешательством для улучшения равновесия у пациентов после инсульта^[44].

Часть устройств акцентирована на восстановлении силы, другие — на переобучении точного управления движениями; некоторые решения совместимы с обеими задачами. Примерами служат комплексы для восстановления ходьбы (Lokomat®, GaitTrainer®, Walkbot^[45]), системы для реабилитации верхних конечностей (Armeo®^[46], «Экзокисть-2»^[47]) и многофункциональные устройства, такие как «КРИСАФ»^[48], имитирующий плавание и ходьбу.

Основные типы реабилитационных роботов:

• Роботы с терминальными эффекторами (англ. end-effector) — устройства, в которых конечность пациента крепится к роботу только в дистальной точке (например, к стопе или кисти). Они быстро монтируются, иногда портативны, легко адаптируются, но обеспечивают меньший контроль над промежуточными суставами. К этому типу относятся многие системы для локомоторной терапии, такие как Lokomat® и «КРИСАФ»^[48].
• Экзоскелеты — носимые роботизированные устройства, повторяющие анатомию человека и обеспечивающие точный контроль над движениями в нескольких суставах. Они требуют более тщательной индивидуальной настройки и, как правило, дороже. Успешно применяются при восстановлении движений конечностей и кистей, способствуя самостоятельности пациента. Примерами являются комплексы для реабилитации верхних конечностей Armeo®^[46] и «Экзокисть-2»^[47], а также системы для восстановления ходьбы, такие как Walkbot^[45].

Помимо коммерчески доступных систем, ведётся активная разработка новых устройств. В 2024 году были представлены прототипы российских экзоскелетов: программно-аппаратный комплекс для руки от МФТИ, использующий нейросетевые алгоритмы и собранный из отечественных комплектующих^[49], и адаптивный экзоскелет для нижних конечностей от ЮЗГУ^[50][51].

В 2022—2025 годах клинические исследования в области реабилитационной робототехники были сосредоточены на оценке эффективности конкретных роботизированных комплексов, их интеграции с виртуальной реальностью (VR) и изучении их влияния на нейропластичность при различных состояниях.

Исследования подтверждают, что роботизированная терапия, основанная на многократном повторении целенаправленных движений, является эффективным инструментом восстановления двигательных функций.

• Реабилитация после инсульта. Роботизированные комплексы активно применяются для восстановления пациентов. Обзорные статьи 2024 года подтверждают, что роботизированная терапия может значительно улучшить двигательные функции, силу и координацию^[52]. Рандомизированное исследование (2024) показало, что сочетание занятий на роботизированном тренажёре с иммерсивной виртуальной реальностью у пациентов в остром периоде ишемического инсульта привело к улучшению баланса и динамики восстановления^[53].

• Детский церебральный паралич (ДЦП). Исследования демонстрируют положительную динамику при использовании роботизированных систем. В 2024 году было показано, что терапия на комплексе Walkbot привела к улучшению двигательных навыков у детей с ДЦП на 6,8 % по шкале GMFM-66 (в контрольной группе — на 4,1 %). Исследование комплекса «Экзокисть-2» (2022) у подростков со спастическими формами ДЦП было направлено на оценку динамики спастичности и мышечной силы. В 2025 году были представлены результаты применения комплекса «КРИСАФ», после курса на котором у детей со спастической формой ДЦП наблюдалось снижение спастичности и формирование новых двигательных навыков, таких как ползание и самостоятельное сидение.

• Нарушения сознания. В 2025 году опубликованы данные о применении комплекса «КРИСАФ» у пациентов с хроническими нарушениями сознания. Терапия в сочетании с электростимуляцией спинного мозга привела к повышению уровня сознания по шкале CRS-R и значительному снижению спастичности.

Исследования всё чаще показывают положительное влияние роботизированной терапии на когнитивные функции, часто в связке с физическим восстановлением.

• Связь физической и когнитивной реабилитации. Пилотное исследование (2024) показало, что реабилитация ходьбы на аппарате R-BOT PRO у пациентов после инсульта способствовала значительному улучшению не только физических, но и когнитивных функций, что измерялось по шкале MMSE^[54].

• Деменция. Систематический обзор и метаанализ 15 клинических исследований (март 2025) продемонстрировал, что вмешательства с использованием интеллектуальных роботов (как человекоподобных, так и в виде животных) значительно снижают уровень ажитации (возбуждения) и тревожности у людей с деменцией^[55].

• Умеренные когнитивные нарушения (УКН). Опубликован протокол крупного европейского исследования engAGE, изучающего влияние социального робота в сочетании с мобильным приложением на когнитивные функции у пожилых людей с УКН^[56].

• Психоэмоциональная коррекция. На конгрессе «Нейрореабилитация-2025» были представлены результаты апробации VR-тренажёра ReviSide, который используется для стабилизации психоэмоционального состояния и коррекции тревожно-депрессивных расстройств^[57].