Разработка программно-аппаратного комплекса для контроля и коррекции дыхательных функций на основе мультимодульных технологий

Компьютерное моделирование функциональных систем организма по заданным математическим программам может отразить и дать информационную оценку адаптационного потенциала организма. Современные информационные технологии и системно-аналитическое обеспечение станут ключевым условием для успешного развития информационных технологий в прикладном плане в различных областях медицины, включая разработки методов компьютерного моделирования и многомерного анализа данных по функциональной биометрии. Обращает на себя внимание рост системного анализа в оценке параметров функционирования любой формации на уровне органных, клеточных систем организма. В рамках проекта предлагается разработка конструкции тренажера дыхания с датчиками, встроенными в загубник и определяющими дыхательные параметры. Таким образом, тренажер дыхания во время реабилитации не будет оказывать вредного воздействия на основные физиологические параметры, при интенсивности ритма дыхания он может увеличить уровень резистивной нагрузки на вдохе и при гипокапнической вентиляции физиологического порога во время дыхания. Компьютерное моделирование является эффективным концептуальным и практическим инструментом для обоснованной оценки по сбору и анализа данных, полученных с тренажера дыхания во время реабилитации, а отсутствие на казахстанском рынке придаст новое начало в качестве отечественного бренда интеллектуальных тренажеров дыхания.

Проведён системный анализ физиолого-респираторных модифицированных тренажеров дыхания с автономным питанием. Определены тренажеры дыхания, которые работают с применением технологии беспроводных передач. Проведен анализ мировых разработок различных программно-аппаратных комплексов, используемых для работы с дыхательными функциями пациентов.

Создание моторизованного дыхательного устройства для маски представляет собой инновационный этап, в рамках которого разработан компонент – моторизованный клапан. Сделан моторизованный клапан с целью точного контроля за подачей кислорода в маску, учитывая данные, получаемые от специализированных датчиков. Основной миссией этого технологического решения является повышение эффективности и комфортности использования дыхательной маски. Выбран тип гипоксической системы, включая системы с низким содержанием кислорода в воздухе или системы с контролируемым потоком кислорода. Разработана маска, которая обеспечивает надежное удержание гипоксической среды. Маска обеспечивает плотное прилегание к лицу пользователя. Спроектировано несколько вариантов клапана. Разработана первая версия электронной схемы. Произведен подбор узловых элементов для данной схемы.

Были разработаны датчики О2, СО2, температуры, влажности, давления. Произведена планировка установки и интеграции датчиков в маску. Определены местоположение и типы датчиков. Разработана и реализована автоматизированная система для регулировки поступления кислорода в маску с использованием серво моторов. Для этой цели были созданы чертежи и объекты, которые были напечатаны с использованием 3D-печати. Эти моторы регулируют поступление кислорода в зависимости от показателей уровня кислорода и углекислого газа, что обеспечивает более высокий уровень комфорта и безопасности для пользователя при ношении маски.

Результаты проекта могут быть коммерциализированы.