Таганрогские ученые разработали прибор, тренирующий органы дыхания

Таганрогские ученые разработали прибор, тренирующий органы дыхания

Таганрогский ученый Сергей Синютин за время своего отпуска доработал три прибора, которые «заботятся» о здоровье, причем не только людей: благо, отпуск у него – как летние каникулы – двухмесячный. За плечами, конечно, были годы слаженной работы целого научного коллектива, череда неудачных опытов, бессонные ночи… 

Работающий в Таганроге Научно-технический центр «Техноцентр» Южного федерального университета имеет большой опыт разработки приборов для медицинской диагностики и аппаратно-программных комплексов для реабилитации больных. Пандемия COVID-19, с одной стороны, сделала их еще более востребованными, с другой стороны, — потребовала создание новых.

— В этом году в качестве эксперимента мы разработали демонстратор технологии, которая позволяет и тренировать дыхательную систему, и параллельно определять, насколько она пострадала, — рассказывает заместитель директора по науке «Техноцентра» ЮФУ, заведующий кафедрой встраиваемых и радиоприемных систем ИРТСУ ЮФУ, кандидат технических наук, доцент Сергей Синютин. – Это – пневмотренажер. В медицинских учреждениях приборы такого типа есть, но стоят они десятки тысяч рублей, поскольку параллельно решают и другие задачи. Мы поставили перед собой задачу создать аналогичный узкоспециализированный прибор, который стоил бы дешевле сотового телефона, и к этому телефону подключался. И нам это сделать удалось. Информация о состоянии дыхательной системы человека отражается на экране его гаджета. Это позволяет при необходимости вовремя обращаться к врачу и, кроме того, тренировать, развивать свои органы дыхания. Теперь, после прохождения процесса рабочего проектирования и сертификации (по срокам это займет не менее года и окажется достаточно недешево), можно будет запускать этот прибор в промышленное производство.

Инженерно-техническая академия ЮФУ (бывший ТРТИ) имеет собственную производственную базу. Кроме того, у «Техноцентра» ЮФУ налажены кооперационные связи с Азовским оптико-механическим заводом и с научно-производственным предприятием «Квант», работающим в Ростове-на-Дону.

Сергей Синютин с пневмотренажером, который похож на детскую свистульку и умещается в ладони взрослого человека.

«Спасибо!» — сердце говорит. За терренкуры

Другая разработка Сергея Алексеевича Синютина и его коллег может помочь в лечении сердечно-сосудистых заболеваний.

— Для анализа таких заболеваний используется так называемый суточный холтеровский мониторинг: на теле человека размещается монитор, подключаются электроды, и он в течение суток пишет кардиограмму, — объясняет ученый. — Мы такие приборы разрабатывали, а НПП КП «Квант» выпускает. Но для врачей очень ценно не просто увидеть, как у человека работает сердце в течение суток, но и заметить, как связаны изменения в работе сердца в связи с нагрузкой и мощностью, которую развивает человек во время движения. Обычно пациент пишет дневник, но это – субъективная оценка. Мы решили сделать запись объективную. Здесь очень помог опыт, который мы накопили при создании систем управления беспилотными летательными аппаратами (БПЛА). Задача очень похожая (тот же набор датчиков), похожи и алгоритмы первичной обработки их сигналов. Далее, правда, все сложнее. Человек движется в целом более сложно, чем БПЛА, информация от датчиков (скорость и ускорение движения человека) поступает на специально обученную нейросеть, которая определяют характер движения и развиваемую при этом механическую мощность. Эта информация – очень ценное дополнение к нашим же приборам, отражающим работу сердца. Благодаря этому можно дозировать свои нагрузки при тренировках, чтобы они были полезны для здорового организма и не вредны для больного.

 Минувшим летом этот прибор тестировался на терренкурах («тропах здоровья») в Кисловодске, где показал возможность определения механической мощности и восстановления вертикального профиля пути, пройденного человеком.

Таганрогские ученые сотрудничают с ростовскими кардиохирургическим центром и медицинским университетом, с Южным центром Федерального медико-биологического агентства.

— Профессор-кардиолог Амиянц Владимир Юрьевич – заведующий клиникой в Кисловодске. Мы десятки лет сотрудничаем с ним, — делится Сергей Алексеевич. – Профессор Амиянц и его клиника занимаются реабилитацией. Кисловодская клиника ФМБА находится в парке. Это – уникальный парк, самый крупный искусственный парк Европы, в котором проложены стежки-дорожки – «тропы здоровья».

Рабочее название нового прибора – регистратор механической мощности, развиваемой человеком во время движения.

— С Владимиром Юрьевичем Амиянцем идею создания такого прибора мы начали обсуждать еще 20 лет назад. Но то, что сделано, — это еще не серийные образцы, и даже не опытные образцы, — предупреждает Сергей Алексеевич. — Это — демонстраторы технологии. Их даже к человеку пока поднести нельзя: нет разрешения Росздравнадзора. Это касается и пневмотренажера.

Сергей Синютин – с беспилотным летательным аппаратом

Лошадиное здоровье и творчество юных

Минувшим летом Сергей Синютин успел побывать не только в Кисловодске, но и в Кабардино-Балкарии. Там объектом его внимания были… лошади.

— Подготовка скаковых лошадей – это целая отдельная конно—спортивная отрасль, требующая немалых вложений, — говорит инженер Синютин. — И важно как можно раньше выяснить, может ли из данного жеребенка вырасти спортсмен, чемпион, или же не может. Проводятся самые различные исследования, начиная с генетических и заканчивая всякими разными тренажерами. Мы вместе с тренерами и ветеринарами, используя нейросети и современные технологии, разработали прибор, который определяет характер движения лошади: как она ставит ноги на опору, как перемещается её центр тяжести, есть ли фаза полета во время шага, экономно ли расходует она энергию, насколько она вынослива. Такой цифровой «портрет» аллюра лошади, полученный с помощью нашего прибора, позволяет сказать, перспективен ли процесс длительной тренировки этой лошади, или нет. Хочется поблагодарить энтузиастов разведения лошадей кабардинской породы и ученых Кабардино-Балкарского университета, особенно Заура Анатольевича Кокова: если бы не его многолетний энтузиазм, — не было бы этой разработки.

Сергей Синютин (справа) – на конезаводе в Кабардино-Балкарии

В НТЦ «Техноцентр» ЮФУ ведутся работы по многим направлениям, в рамках одной статьи трудно обо всех рассказать, но хочется отметить одну особенность: в наших работах принимают участие довольно многие студенты, магистранты и аспиранты. Это — не просто слова. Молодыми учеными и инженерами выигрывались престижные конкурсы: «Умник» (500 тыс. руб.) и «Старт» (2 млн. руб.); их разработки экспонировались на выставках различного уровня, в том числе и зарубежных. Сейчас наша забота – заинтересовывать школьников в приобретении знаний в области электроники, приборостроения и робототехники. Для этого наши инженеры ведут занятия в колледже и кружках технического творчества, а заинтересованных ребят будем привлекать к участию в реальных проектах, начиная со школьной скамьи. Родители часто спрашивают: с какого возраста можно осваивать радиотехнику и электронику? Отвечу так: 10-12 лет – критический возраст для выбора (по крайней мере, в технике). Позже уже сложнее, а если выбор производится при поступлении в ВУЗ – это слишком поздно! 

Владимир ПРОЗОРОВСКИЙ, фото из архива Сергея Синютина

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Skip to content