BR24992820 — Ортопедия және медициналық оңалту саласында протездеу және оңалту кезіндегі хирургиялық араласуларды жақсартуға арналған инновациялық медициналық технологиялар мен құрылғылар

Жұмыс мақсаты: Ортопедия және медициналық оңалту саласында протездеу және оңалту кезіндегі хирургиялық араласуларды жақсарту үшін инновациялық медициналық технологиялар мен құрылғыларды әзірлеу және енгізу.

Жұмыстың өзектілігі : Бағдарламаның тиімділігі роботталған жүйелер мен заманауи деректерді өңдеу алгоритмдерін енгізу арқылы хирургиялық араласулардың дәлдігі мен қауіпсіздігін арттыруда, экзоскелеттер мен протездерді әзірлеу арқылы пациенттердің оңалту үдерісін жақсартуда, сондай-ақ емдеуге жұмсалатын уақыт пен шығындарды азайтуда көрінеді. Инновациялық медициналық технологияларды жасау пациенттердің өмір сапасын арттыруға, емдеуді дараландыруға және отандық әзірлемелердің халықаралық нарықтағы орнын нығайтуға ықпал етеді.

Ғылыми жетекшісі: Техникалық ғылымдар кандидаты, Профессор, Ожикенов Касымбек Адильбекович

Алынған нәтижелер: 2025 жылы жоба аясында медицина саласына арналған роботтандырылған және биомедициналық жүйелерді әзірлеуге бағытталған кешенді пәнаралық зерттеулер жүргізілді. Жоғары дәлдікпен жұмыс істейтін хирургтың робот-ассистенті математикалық модельдеу мен кері кинематика алгоритмдері негізінде жасалды. Медициналық бейнелерді өңдеу және персоналдандырылған 3D-модельдер құруға арналған бағдарламалық жүйе әзірленіп, сегментацияның жоғары дәлдігін қамтамасыз етті. Биосигналдар арқылы басқарылатын экзоскелет прототипі жасалып, оның тұрақтылығы мен энергия тиімділігі дәлелденді. Пациент деректерін бақылау және талдау үшін микросервистік архитектура негізінде цифрлық платформа іске асырылды. Машиналық оқыту әдістерін қолдана отырып, жоғарғы және төменгі аяқ-қолдарға арналған интеллектуалды протездер әзірленді. Алынған нәтижелер технологиялық дайындықтың жоғары деңгейін және медициналық практикаға енгізу мүмкіндігін көрсетеді.

Жарияланымдар тізімі 

1. Karasheva M., Saudanbekova A., Utepbergen A., Akkulova S., Niyetkaliyev A., Ozhikenov K., Ozhiken A., Alimbayev C., Shylmyrza U., Aimukhanbetov Y. Sensor-Driven Control Strategies for Post-Stroke Shoulder Rehabilitation Exoskeletons: A Systematic Review // MethodsX. – 2025. – DOI: https://doi.org/10.1016/j.mex.2025.103648.
2. Boltaboyeva A., Baigarayeva Z., Imanbek B., Ozhikenov K., Getahun A.J., Aidarova T., Karymsakova N. A Review of Innovative Medical Rehabilitation Systems with Scalable AI-Assisted Platforms for Sensor-Based Recovery Monitoring // Applied Sciences. – 2025. – Vol. 15. – Article 6840. – DOI: https://doi.org/10.3390/app15126840.
3. Abdikenov B., Zholtayev D., Suleimenov K., Assan N., Ozhikenov K., Ozhikenova A., Nadirov N., Kapsalyamov A. Emerging Frontiers in Robotic Upper-Limb Prostheses: Mechanisms, Materials, Tactile Sensors and Machine Learning-Based EMG Control: A Comprehensive Review // Sensors. – 2025. – Vol. 25, № 13. – Article 892. – DOI: https://doi.org/10.3390/s25133892.
4. Sergazin G., Ozhiken A., Zhetenbayev N., Ozhikenov K., Tursunbayeva G., Nurgizat Y., Uzbekbayev A., Ayazbay A.-A. Development of an Ankle Exoskeleton: Design, Modeling, and Testing // Sensors. – 2025. – Vol. 25. – Article 2020. – DOI: https://doi.org/10.3390/s25072020.
5. Akhmejanov S., Zhetenbayev N., Sultan A., Zhauyt A., Nurgizat Y., Ozhikenov K., Ayazbay A.-A., Uzbekbayev A. Design and Analysis of an Autonomous Active Ankle–Foot Prosthesis with 2-DoF // Sensors. – 2025. – Vol. 25. – Article 4881. – DOI: https://doi.org/10.3390/s25164881.
6. Aidarkhan A., Mukhamediya A., Askhatova A., Beisembekova R., Alimbayeva Z., Ozhikenova A., Ozhikenov K., Jamwal P.K. Self-supervised learning with BYOL for anterior cruciate ligament tear detection from knee MRI // MethodsX. – 2025. – Vol. 15. – Article 103664. – DOI: https://doi.org/10.1016/j.mex.2025.103664.
7. Beisembekova R., Aidarova T., Boltaboeva A., Imanbek B., Ozhikenov K., Karymsakova N. AI-Driven Smart Wearable Systems for Personalized Rehabilitation Monitoring // Trauma & Ortho Kaz. – 2025. – № 76. – Article jto010. – DOI: https://doi.org/10.52889/1684-9280-2025-76-4-jto010.
8. Карымсакова Н., Ожикенов К., Бейсембекова Р., Болысбек М. Архитектура платформы медицинской реабилитации // Academic Scientific Journal of Computer Science. – 2025. – № 2. – С. 140–154. – DOI: https://doi.org/10.32014/2025.2518-1726.349.
9. Zhetenbayev N., Uzbekbayev A., Sultan A., Sergazin G., Ayazbay A. Analysing the Integration of Artificial Intelligence into Rehabilitation Ankle Joint Exoskeletons // Proceedings of I4SDG Workshop 2025 – IFToMM for Sustainable Development Goals. – Springer, Cham, 2025. – (Mechanisms and Machine Science, vol. 180). – DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-031-91179-8_16.
10. Akhmejanov S., Zhetenbayev N., Sultan A., Nurgizat Y., Sergazin G., Ozhikenov K. Engineering an Active Ankle-Foot Prosthesis: Conceptual Design for Enhanced Walking Dynamic // Proceedings of I4SDG Workshop 2025. – Springer, Cham, 2025. – (Mechanisms and Machine Science, vol. 180). – DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-031-91179-8_19.
11. Sultan A., Zhetenbayev N., Nurgizat Y., Ayazbay A., Ozhikenov K., Sergazin G. Analysis of the Lower Limb Prosthesis Market and Research of Advanced Prosthetic Methods // New Trends in Medical and Service Robotics (MESROB 2025). – Springer, Cham, 2025. – (Mechanisms and Machine Science, vol. 186). – DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-031-96081-9_19.
12. Akhmejanov S. et al. Foot and Ankle Prosthetics Using Artificial Intelligence: Innovative Developments and Conceptual Solutions // New Trends in Medical and Service Robotics (MESROB 2025). – Springer, Cham, 2025. – (Mechanisms and Machine Science, vol. 186). – DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-031-96081-9_22.
13. Zhetenbayev N., Ceccarelli M. Design and Performance Analysis of Almaty Ankle Exoskeleton V.2 // New Trends in Medical and Service Robotics (MESROB 2025). – Springer, Cham, 2025. – (Mechanisms and Machine Science, vol. 186). – DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-031-96081-9_23.
14. Sayat A., Nursultan Z., Aidos S., Arman U., Gani S., Ozhikenov K. Development of an Adaptive Foot Prosthesis with an Elastic Element and Shock-Absorbing Sole Without Electric Actuators // Artificial Intelligence in Healthcare (AIiH 2025). – Springer, Cham, 2025. – (Lecture Notes in Computer Science, vol. 16039). – URL: https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-032-00656-1_16.
15. Sayat A., Nursultan Z., Yerkebulan N., Aidos S., Arman U., Gani S., Ozhikenov K., Asset N. Review and Comparative Analysis of Modern Knee Prostheses with Development of a Conceptual Design // Engineering Proceedings. – 2025. – Vol. 104. – Article 80. – DOI: https://doi.org/10.3390/engproc2025104080.
16. Zhetenbayev N., Ayazbay A.A., Seisenova D., Sergazin G. Modeling of an Ankle Exoskeleton with Linear Actuator in MATLAB // Mechanical Engineering Solutions (MES 2025). – Springer, Cham, 2025. – (Mechanisms and Machine Science, vol. 191). – URL: https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-032-02352-0_21.
17. Айтказин М.Қ. и др. Устройство для мониторинга сердечного ритма и вариабельности сердечного ритма в реальном времени на основе PPG-датчика MAX30102 и одноплатного компьютера Raspberry Pi Zero 2 W // Авторское свидетельство № 58003. – 12.05.2025.
18. Қарасаева А.А. и др. Отслеживание частоты сердечных сокращений и мышечной активности во время упражнений с использованием PPG-датчика MAX30102 и датчика мышечной активности DFRobot SEN0213 на базе ESP32 // Авторское свидетельство № 58198. – 14.05.2025.
19. Айтказин М.Қ. и др. Устройство для мониторинга сердечного ритма в реальном времени для отслеживания движения мышцы с использованием микроконтроллера ESP32 и датчика DFRobot SEN0213 // Авторское свидетельство № 57173. – 22.04.2025.