В ЮФУ для переболевших COVID-19 разработали пневмотренажер
В Южном федеральном университете (ЮФУ) специалисты разработали портативный прибор, который поможет реабилитироваться людям после перенесенных заболеваний органов дыхания – астмы и пневмоний, в том числе вызванных коронавирусной инфекцией.
В университете обратили внимание на то, что ситуация в последние два года показала беззащитность человечества перед внезапно возникающими пандемиями с очень тяжелыми последствиями для людей. Коронавирусная инфекция на практике показала, насколько она опасна для органов дыхания человека. Но самое неприятное то, что даже после выздоровления у людей остаются изменения в тканях легких. Специалисты отметили, что после болезни легочная ткань теряет упругость и эластичность, что негативно влияет на функционирование дыхательного органа в целом.
По мнению врачей, помочь людям реабилитироваться после болезни комплекс дыхательных упражнений, который тренирует легочную ткань, мышцы, нервные окончания, то есть всю дыхательную систему человека.
Если рассматривать любые дыхательные упражнения с научной точки зрения, то они всегда направлены на контроль двух параметров: объема вдыхаемого (выдыхаемого) воздуха и его потока через верхние дыхательные пути (скорость и течение). При нормальном состоянии легких во время естественного дыхания, указанные параметры можно отобразить в виде кривой, с заданной траекторией. Но, если есть какие-то нарушения в дыхательной системе, траектория начинает видоизменяться.
Обычному человеку сложно самому контролировать параметры дыхания по петле потока и объему. Для того, чтобы облегчить задачу и был создан пневмотренажер, который будет осуществлять сбор данных дыхательной статистики, а также анализировать состояние больного.
Над разработкой прибора трудились специалисты ООО «Биофизсигнал». Руководил группой кандидат технических наук, завкафедрой встраиваемых и радиоприемных систем Института радиотехнических систем управления ЮФУ Сергей Синютин. Он рассказал об устройстве дыхательного тренажера и принципе его работы.
Прибор представляет из себя трубку, в которой установлен датчик который регистрирует скорость движения воздуха, насыщения его СО2, температуру и некоторые другие параметры.
Человеку достаточно дышать в трубку, а датчик через микроконтролер собирает, обрабатывает и передает данные по радио-каналу на андроид-устройство. Приложение, установленное на принимающем устройстве, уже в виде определенной тренажно-игровой картинки отображает полученные параметры.
Сергей Синютин привел несколько примеров. Например, человеку нужно надуть воздушный шарик определенного размера и за установленное время. Поскольку шарик реальный и имеет сопротивление, человеку потребуется приложить усилия к тому, чтобы его надуть. Это помогает тренировать дыхательную систему. Или второй пример тренажно-игровой картинки, когда человеку резким выдохом нужно сдуть лепестки цветка.
Меняя параметры процесса дыхания, со временем можно усложнять задачи, что поможет достичь необходимого лечебного эффекта. При этом ученый отметил, что пневмотренажер не просто формирует игровую ситуацию, но и измеряет реальные параметры дыхательной системы человека, что позволяет контролировать безопасность методики. Если человеку приходиться выполнять задачу на пределе возможностей, прибор это зафиксирует и сообщит, что дыхательную тренировку нужно остановить.
По мнению ученых такой пневмотренажер будет полезен для людей, которые страдают хроническими заболеваниями дыхательных путей, астмой, последствиями пневмонии, в том числе после COVID-19. Отмечено, что сейчас проходят лабораторные испытания прибора, готовятся документы для того, чтобы изготовить опытные образцы и провести клинические испытания.