Новый метод лечения артроза колена: правильная походка под контролем ИИ

Коленный сустав — самый уязвимый в человеческом теле. По данным мировой статистики, артрозом страдают 528 миллионов человек, и у 365 миллионов из них поражён именно коленный сустав. Это состояние называется гонартрозом, или остеоартрозом коленного сустава. Многие пациенты с трудом передвигаются, опираются на трость, и почти всегда причина тому — гонартроз. Существует множество методов лечения, но недавно появился новый, который может потеснить даже самые эффективные из них. Речь идёт об индивидуально подобранной манере ходьбы.

Разработка принадлежит биоинженеру Скотту Ульриху из Университета Юты. Первые впечатляющие результаты были опубликованы в прошлом году в авторитетном научном журнале The Lancet Rheumatology. Ульрих провёл точные биомеханические измерения во время ходьбы пациентов с гонартрозом и выяснил, как изменить походку, чтобы снизить нагрузку на коленный сустав, особенно на те участки хряща, которые страдают сильнее всего. Обычно достаточно правильно ставить ступни при ходьбе, поворачивая их на 5–10 градусов внутрь или наружу. Главное — точный угол и направление поворота. Для их определения требуется дотошное биомеханическое изучение походки с помощью компьютерной техники.

В течение полутора месяцев пациентов обучали правильно ходить. Новая моторика легко усваивалась и существенно снижала боли — лучше, чем многие лекарства. Что особенно важно, контрольные МРТ подтвердили снижение травматического поражения хряща. Это означает, что такой подход тормозит прогрессирование деградации коленного сустава и отодвигает время замены его на протез. Возможно, навсегда.

Однако у методики была проблема: обследование для разработки индивидуальной походки трудно сделать массовым. «Это слишком дорого и сложно для обычных поликлиник», — говорили эксперты. Но недавно в журнале Machine Learning with Applications вышло исследование, доказывающее, что можно обойтись без сложной биомеханической аппаратуры. Для оценки нагрузки на колено достаточно видеозаписи со смартфона и датчиков ускорения, размещённых в обычной обуви. Искусственный интеллект, анализируя эти данные, научился разрабатывать правильную походку индивидуально.

Таким образом, процесс обучения новой походке перестаёт быть эксклюзивным научным экспериментом и превращается в понятный протокол реабилитации. Если раньше путь пациента напоминал сложнейшее исследование, то сегодня всё становится обыденным. Сначала врач с помощью приложения на смартфоне строит 3D-модель движения и за 15 минут определяет, какое именно положение стопы сильнее всего вредит больному хрящу у конкретного человека. На основе этого вырабатывается новая модель походки, которой и обучают пациента.

Чтобы освоить её быстрее, вместо громоздких лабораторных комплексов используются компактные датчики или специальные стельки. Они соединяются со смартфоном, и каждый раз, когда стопа отклоняется от заданного угла, гаджет вибрирует, обеспечивая обратную связь. Мозг быстро связывает вибрацию с ошибкой и корректирует её. За несколько сеансов вырабатывается мышечная память, и правильная походка становится привычной.

В определённом смысле это идеальное лечение — без побочных эффектов лекарств и опасностей, связанных с хирургией. И, думается, ждать, пока оно станет массовым, осталось не очень долго. А недавно мы писали о том, употребление каких продуктов может провоцировать развитие артроза коленного сустава.