Умные стельки следят за здоровьем: студенты создают систему мониторинга стоп

В Ростове-на-Дону создают умную систему, которая поможет врачам буквально видеть, как пациент встает на ноги. Студенты Донского государственного технического университета (ДГТУ) разработали инновационный комплекс OrthoFlow - систему мониторинга состояния стоп, использующую искусственный интеллект для диагностики заболеваний опорно-двигательного аппарата.

Когда диагностика начинается с шага

Основная идея проекта проста и гениальна: превратить обычные стельки в высокоточный медицинский инструмент.
Комплекс OrthoFlow состоит из двух частей:

• умных стелек, оснащённых датчиками давления;

• программного обеспечения, которое анализирует собранные данные.

Во время ходьбы стельки фиксируют, как распределяется нагрузка на стопу, в каком месте возникает перенапряжение или асимметрия. Искусственный интеллект обрабатывает данные в реальном времени, выявляя аномалии походки и опоры.

"Мы не просто решаем задачу диагностики. Хотим изменить сам подход к взаимодействию между врачом и пациентом — сделать процесс лечения прозрачным, персонализированным и технологичным", — отмечают авторы проекта.

Как работает OrthoFlow

Система анализирует тысячи микросигналов, поступающих от сенсоров, и строит цифровую модель стопы. Затем алгоритм формирует отчёт, который показывает врачу распределение нагрузки, давление на каждую зону и даже динамику изменений в процессе лечения.

Благодаря этому врач может следить за состоянием пациента между очными приёмами, что особенно важно при реабилитации после травм, ортопедических операций или у людей с хроническими заболеваниями суставов.

Что система может определить

• плоскостопие и нарушения свода стопы;

• последствия травм и растяжений;

• ранние признаки артроза и диабетической стопы;

• нарушения походки, связанные с заболеваниями позвоночника.

Искусственный интеллект в медицинских стельках

Алгоритмы OrthoFlow обучаются на основе больших массивов данных о походке людей разного возраста и состояния здоровья. Это позволяет системе самостоятельно различать норму и патологию, а также адаптироваться под конкретного пациента.

Программная часть включает функцию динамической обратной связи: если пациент выполняет упражнения или проходит курс лечения, врач получает обновлённый отчёт и может корректировать терапию.

"Разработка демонстрирует, как технологии помогают управлять здоровьем и выявлять болезни на ранних стадиях", — пояснил руководитель модуля "Системная инженерия" Алексей Авилов.

От студенческой идеи — к медицинскому инструменту

Изначально проект OrthoFlow появился в рамках учебного курса по системной инженерии в Институте опережающих технологий "Школа Икс" ДГТУ. Сегодня над ним работают студенты разных специальностей — от инженеров до программистов.

В планах команды — создание прототипа для клинических испытаний и последующая интеграция системы в медицинские учреждения Ростова и других регионов России.

Почему это важно

Диагностика заболеваний стоп традиционно требует посещения врача, дорогостоящих анализов и инструментальных исследований. Но нарушения походки и давления на стопу часто появляются задолго до боли — и именно в этот момент их можно предотвратить.

OrthoFlow позволяет:

• выявлять проблемы на доклинической стадии;

• контролировать процесс реабилитации дистанционно;

• повышать точность врачебных решений;

• создавать базу данных для научных исследований.

Ошибка → Последствие → Альтернатива

• Ошибка: игнорировать ранние симптомы боли в стопе.
  Последствие: развитие хронических нарушений и суставных патологий.
  Альтернатива: профилактическое обследование с помощью систем мониторинга походки.

• Ошибка: ориентироваться только на визуальный осмотр.
  Последствие: неполная диагностика, упущенные скрытые деформации.
  Альтернатива: использовать цифровые сенсоры давления и ИИ-аналитику.

• Ошибка: откладывать восстановление после травмы.
  Последствие: неправильное распределение нагрузки и повторные повреждения.
  Альтернатива: дистанционный контроль восстановления с помощью OrthoFlow.

Плюсы и минусы системы OrthoFlow

Три интересных факта

1. В каждой стельке OrthoFlow планируется до 40 сенсоров давления, что делает систему чувствительной к изменениям даже на 1 мм.

2. Данные поступают по беспроводному каналу, что позволяет использовать систему в реальной жизни, а не только в лаборатории.

3. Технология может применяться не только в медицине, но и в спортивной индустрии - для анализа техники бега и предотвращения травм.

Исторический контекст

1. Первые попытки анализа походки с помощью датчиков появились в 1980-х, но технологии были громоздкими и дорогими.

2. С развитием ИИ и миниатюрных сенсоров стало возможным создание носимых систем диагностики.

3. OrthoFlow — пример того, как университетская разработка может стать практическим медицинским инструментом нового поколения.

Ростовские студенты доказывают: медицина будущего может начинаться не в лабораториях крупных корпораций, а в университетской аудитории, где инженерия и забота о здоровье идут рука об руку.