В настоящее время заболевания органов дыхания занимают одно из ведущих мест в структуре детской заболеваемости – 82% по данным официальной статистики Роспотребнадзора. При ряде заболеваний, таких как пневмония, бронхиальная астма, муковисцидоз и др., необходимо обязательно выполнять дыхательные упражнения, которые служат как для реабилитации дыхательной системы.
Молодые ученые Воронежского государственного университета совместно с Воронежским государственным медицинским университетом им. Н.Н. Бурденко разработали программно-аппаратный комплекс, который позволяет в игровой форме осуществлять мониторинг дыхательной деятельности детей и проводить их реабилитацию после бронхолегочных патологий. Руководитель проекта – преподаватель кафедры цифровых технологий факультета компьютерных наук ВГУ Алексей Максимов. В создании проекта участвуют студенты второго курса ФКН ВГУ Александр Кравченков и Евгений Кашин. Со стороны ВГМУ над проектом работает интерн кафедры факультетской терапии, врач-онколог Иван Луев.
– Реабилитация детей 4–7 лет – процесс достаточно длительный и сложный. В силу возраста таким детям трудно усидеть на одном месте, сложно сконцентрировать внимание в процессе выполнения упражнений. Именно поэтому мы решили создать систему, которая позволяет ребенку выполнять дыхательные упражнения в процессе игры. Была придумана игровая система под названием «Дыши-Играй», при использовании которой ребенок при помощи дыхания управляет ходом игры, отображаемой на экране монитора. В состав комплекса входит прибор – спирограф – и специальная компьютерная программа. Одна из игр, входящих в комплекс, позволяет ребенку выработать определенный темп дыхания: его глубину и частоту. Спирограф регистрирует дыхание, а с его помощью регулируется интенсивность работы горелки воздушного шара, который передвигается по игровому полю на экране монитора. При этом прибор реагирует только на правильное, глубокое, полноценное дыхание. Был разработан алгоритм, спроектирован компактный прототип спирографа с двумя типами датчиков – индуктивным, измеряющим скорость потока воздуха, и термо-резистивным, фиксирующим температуру вдыхаемого воздуха, – который затем был распечатан на 3D-принтере. Вторая игра была создана для анализа и тренировки максимальной скорости выдоха ребенка. В этой игре ребенку предлагается попасть во вражеский корабль пушечными ядрами, дальность полета которых зависит от того, насколько сильно он выдыхает, – объясняет Алексей Максимов.
На данный момент реабилитационный комплекс для детей находится в стадии тестирования, но у его создателей уже была возможность продемонстрировать его в действии в Воронежском Центре реабилитации детей «Парус надежды», который проявил интерес к внедрению этой системы. Кроме того, благодаря относительной дешевизне разработка будет очень востребована в поликлиниках и в частных реабилитационных центрах.
Работа над проектом была начата летом 2015 года, за несколько месяцев были созданы несколько прототипов устройства – спирографа и программное обеспечение для него. И уже осенью 2015 года с этим проектом молодые ученые выиграли грант конкурса У.М.Н.И.К. и стали лауреатами премии Молодежного правительства Воронежской области.
