Три ученика 11 «А» класса школы №2065: Вячеслав Примизенкин, Александр Тимошенко и Мансур Икрами — в рамках школьного проекта изобрели компактный прибор для оценки работы легких. Он способен не только выявить повреждения легочных тканей из-за коронавируса, но и определить другие заболевания органов дыхательной системы.
Фото: © Лена Грачева / Москва Меняется
В отличие от уже всем известного пульсоксиметра, который измеряет только сатурацию, прибор юных изобретателей проводит комплексную диагностику жизненной емкости легких — максимальный объем воздуха, который можно вдохнуть после максимального выдоха (или, наоборот, выдохнуть после максимального вдоха). Кстати, жизненная емкость легких у взрослого человека в среднем равна 3500—5000 см³, и у мужчин она может быть чуть больше, чем у женщин.
Фото: © Лена Грачева / Москва Меняется
Аналогичные изобретению ребят аппараты сегодня существуют. Но у них есть два больших минуса: огромный размер и такая же стоимость. Современный спирометр — медицинский прибор для измерения объёма воздуха, поступающего из лёгких, стоит порядка 100 тыс. рублей! В то время как цена за ноу-хау школьников колеблется в районе 8 тыс. рублей, так что, уважаемые инвесторы, просим вас обратить внимание!
«Габариты нашего прибора относительно небольшие примерно 120 х 80 х 60 мм. Изобретение состоит из сконструированного нами датчика расхода воздуха, который работает по принципу трубки Прандтля (прибор для измерения динамического давления. — Прим. редакции), пульсоксиметра, дисплея и микроконтроллера, который обеспечивает работу прибора», — объяснил Александр.
Фото: © Лена Грачева / Москва Меняется
Ребята говорят, что проводить диагностику с помощью их прибора проще некуда, пациентам требуется сделать всего пару простых вещей, чтобы получить довольно детальный анализ состояния их лёгких.
«Для измерения объёма легких в трубку надо вдыхать или выдыхать воздух. Для измерения пульса требуется приложить палец к пульсоксиметру. Результаты измерения датчиков обрабатываются микроконтроллером и выводятся на экран. Прибор сверяет данные с нормативами, принятыми ВОЗ», — объяснил ещё один из изобретателей, Мансур Икрами.
Фото: © Лена Грачева / Москва Меняется
Прибор разработан на основе газовых законов и основных физических соотношений (закон Менделеева – Клапейрона, полного давления при движении газов) и создан из деталей, часть которых была напечатана на 3D-принтере на собственном IT-полигоне школы № 2065. Кроме сборки самого «Домашнего спирометра Ш-2065», которые сами школьники между собой называют просто «Ш-2065», «юные Кулибины» также немало времени потратили на написание кода для обработки данных пульсоксиметра. С его помощью все показатели лёгких превращаются в понятные и простые данные на дисплее прибора.
«Прежде чем написать код, мы разработали вычислительный алгоритм для оценки объёма лёгких. По сути, это численное интегрирование кривой давлений при выдохе во времени. Если говорить проще, то программный код, написанный на алгоритмическом языке С++, обеспечивает работу микроконтроллера — микросхемы, предназначенной для управления электронным устройством, — то есть позволяет производить необходимые вычисления и в итоге выводит нужную информацию на монитор прибора», — разъяснил Мансур.
Фото: © Лена Грачева / Москва Меняется
В целом ребята видят огромные перспективы для своего изобретения, так как оно может помочь не только в диагностике и профилактике лёгочных заболеваний, но и, например, в подготовке спортсменов, которым необходим контроль дыхательной системы во время тренировок. К тому же важно отметить, что данный вариант «Ш-2065» — не окончательный. Следующий этап модернизации прибора — уменьшение его габаритов, а также проработка его совместимости с обычным компьютером.
«В настоящее время работаем с ребятами над дизайном прибора и увеличением функционала прибора, чтобы с его помощью можно было измерять дополнительные показатели: частота дыхания (за одну минуту), дыхательный объём за один вдох, минутный объём дыхания, объём форсированного вдоха. Эти показатели вместе дают более полную картину здоровья лёгких. Также дополним конструкцию подключением к ноутбуку, компьютеру через USB-порт для печати результатов измерений. Это даст возможность пациенту обратиться к врачу-специалисту для обоснованного детального обследования при необходимости», — рассказал научный руководитель юных изобретателей Виталий Лифар.
Фото: © Лена Грачева / Москва Меняется
Одновременно с улучшением прибора уже готовится пакет документов для подачи заявки для патентования изобретения. По словам преподавателя, патентные исследования показали, что прибор содержит необходимую новизну в сравнении с аналогами. Когда все процедуры будут завершены, прибор может появиться на российском и, может быть, даже мировых рынках.
Фото: © Лена Грачева / Москва Меняется
Стоит добавить, что, к счастью, мэр Москвы Сергей Собянин ещё в июне расширил программу поддержки инноваторов и изобретателей, в которую входит, в частности, финансовая поддержка патентования — соответствующие заявки принимают на платформе Московского инновационного кластера i.moscow. Поэтому можно быть уверенным, что, когда школьники доберутся до юридических аспектов своего изобретения — власти столицы помогут им в этом вопросе.
Автор: Данила Белов
Обложка: © Лена Грачева / Москва Меняется