Специалисты ЮФУ разработали пневмотренажер для больных после Covid-19

Последние два года показали, что человечество не избавилось от угрозы внезапно возникающих пандемий с весьма тяжелыми последствиями. Общеизвестно, что коронавирусная инфекция (Covid-19) особо опасна для дыхательной системы человека и приводит к изменениям в тканях легких, которые сохраняются даже после окончания заболевания. Специалисты отмечают, что меняется упругость и эластичность тканей, и это негативно отражается на функционировании легких в целом.

Врачи отмечают, что один из эффективных методов коррекции состояния пораженных тканей легких в начальной стадии, – комплекс дыхательных упражнений, тренирующий легочную ткань, мышцы, нервные окончания, то есть всю дыхательную систему в комплексе.

С научной точки зрения любое дыхательное упражнение направлено на контроль двух параметров: объема вдыхаемого/выдыхаемого воздуха и потока воздуха через верхние дыхательные пути, его скорость и течение. В процессе естественного дыхания при нормальном состоянии легких, эти два параметра можно отобразить в виде кривой, с заданной траекторией. По словам ученых, как только траектория меняется, это свидетельствует о нарушениях в дыхательной системе.

Обычному человеку достаточно тяжело контролировать дыхание по петле потока и объема, поэтому был создан тренажер, способный собирать дыхательную статистику и анализировать состояние больного. Такой пневмотренажер разработан ООО «Биофизсигнал» под руководством кандидата технических наук, заведующего кафедрой встраиваемых и радиоприемных систем Института радиотехнических систем управления ЮФУ Сергея Синютина.

«Пневмотренажер представляет собой портативный прибор, состоящий из трубки, в которой находится специальный датчик регистрации скорости движения воздуха, насыщения углекислым газом, температуры воздуха и некоторых других параметров», – рассказал Сергей Синютин. Человек дышит в трубку, поток воздуха поступает на датчик, подключенный к микроконтроллеру, который обрабатывает и передает данные по радиоканалу на андроид-устройство. Приложение в андроид-устройстве отображает эти данные в виде определенной тренажно-игровой картинки.

«Например, нужно надуть шарик определенного размера за определенное время. Как реальный шарик он обладает сопротивлением, и чтобы его надуть необходимо приложить усилия. Таким образом происходит тренировка дыхательной системы. Другой пример тренажно-игровой картинки: резким выдохом сдуть лепестки цветка», – отметил заведующий кафедрой встраиваемых и радиоприемных систем Института радиотехнических систем управления ЮФУ Сергей Синютин.

Изменяя параметры процессов, можно со временем усложнять задачу и достигать тем самым нужного лечебного эффекта. Пневмотренажер не просто формирует игровую ситуацию, но и измеряет реальные параметры дыхательной системы человека, за счет чего достигается безопасность методики. Таким образом, если человек пытается выполнить задачу с запредельными усилиями, то прибор это заметит и остановит процесс.

Тренажер будет полезен для людей, страдающих хроническими заболеваниями дыхательных путей, астмой, последствиями пневмонии, в том числе вызванной Covid-19. По словам ученых, на данный момент прибор проходит лабораторные испытания, идет подготовка документации для изготовления опытных образцов и их клинических испытаний.

ЮФУ

100 статей

Южный федеральный университет образован в рамках национального проекта "Образование" распоряжением Правительства Российской Федерации от 23 ноября 2006 года N1616-р (pdf) и приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 4 декабря 2006 года N1447 путем присоединения к Ростовскому государственному университету трех вузов: Таганрогского государственного радиотехнического университета, Ростовского государственного педагогического университета, Ростовской государственной академии архитектуры и искусств.

Показать больше