The object of research, development or design (in Russian) : Физиолого-респираторный модифицированный тренажер дыхания для восстановления функциональных систем организма

The object of research, development or design (in Kazakh) : Дененің функционалдық жүйелерін қалпына келтіру үшін физиологиялық және респираторлық модификацияланған тыныс алу симуляторы

Aim of work (in Russian) : Разработка программно-аппаратного комплекса для контроля и коррекции дыхательных функций на основе мультимодульных технологий, создание математических моделей с программным обеспечением с последующей беспроводной передачей информации для наблюдения, контроля и реабилитации дыхательной функций организма.

Aim of work (in Kazakh) : Көпмодульдік технологиялар негізінде тыныс алу функцияларын бақылау және түзету үшін бағдарламалық-аппараттық кешен әзірлеу. Дененің тыныс алу функцияларын бақылау және қалпына келтіру үшін ақпаратты сымсыз беруден кейін бағдарламалық қамтамасыз етумен математикалық модельдерді құру.

Методы исследования (на русском) : В проекте впервые будет предложен физиолого-респираторный модифицированный тренажер дыхания для дистанционных беспроводных компьютеризированных наблюдений, контроля и коррекции функций организма с датчиками, которые будут фиксировать концентрацию О2 и СО2 при вдохе и выдохе. Отработанная математическая модель с программным обеспечением на основе компьютерных трансляционных программ помогут моделировать процессы и связи через определенные схемы устройств с разработкой алгоритмов к функциональным респираторным системам во время дыхания и применения тренажера дыхания в норме и при нагрузках. На основе математической модели и анализа будут рассчитываться и оптимизироваться все ключевые показатели.

Методы исследования (на казахском) : Жобада алғаш рет ингаляция және дем шығару кезінде О2 және СО2 концентрациясын тіркейтін датчиктер арқылы қашықтан сымсыз компьютерленген бақылаулар, дене функцияларын бақылау және түзету үшін модификацияланған физиологиялық-тыныс алу симуляторы ұсынылатын болады. Компьютерлік аударма бағдарламаларына негізделген бағдарламалық жасақтамасы бар. Жақсы әзірленген математикалық модель тыныс алу кезінде функционалды тыныс алу жүйесінің алгоритмдерін әзірлеу және қалыпты және жүктеме кезінде тыныс алу симуляторын пайдалану арқылы белгілі бір құрылғы схемалары арқылы процестер мен коммуникацияларды модельдеуге көмектеседі. Математикалық модель мен талдау негізінде барлық негізгі көрсеткіштер есептеліп, оңтайландырылатын болады.

Obtained results and novelty (in Russian) : Для проекта разработана математическая модель для точного определения состояния дыхательной системы у пациентов, проходящих реабилитацию. Модель состоит из уравнений, алгоритмов и статистических методов анализа данных, позволяя описывать связь между параметрами дыхания и эффективностью тренировок, а также учитывает уровень физической подготовки пациента, его цели и заданные параметры. Модель применяется для оптимизации тренировок и рекомендаций по корректировке режима дыхания и интенсивности в зависимости от текущего состояния пациента. Пользователи получают результаты анализа и рекомендации в виде графиков, диаграмм или текстовых отчетов через интерфейс тренажера или приложение. Были разработаны алгоритмы для расчета функциональных изменений во время реабилитации, с возможностью отображения на компьютере. В ходе экспериментов определены функциональные изменения в процессе реабилитации, зарегистрированы физиологические параметры участников и проведен анализ данных с использованием созданных алгоритмов и математических моделей. Завершена также фаза проектирования базовых прототипов VR/AR приложений для мониторинга дыхания. Включена разработка макета интерфейса, состоящего из центральной зоны, информационной панели, панели управления и вспомогательных элементов. Были определены функциональные требования: отслеживание паттернов дыхания (частота, глубина, ритм) и предоставление обратной связи в реальном времени. Выбраны технологические инструменты для последующей разработки.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Жоба үшін реабилитациядан өтіп жатқан науқастардың тыныс алу жүйесінің күйін дәл анықтауға арналған математикалық модель әзірленді. Модель тыныс алу параметрлері мен жаттығулардың тиімділігі арасындағы байланысты сипаттайды және пациенттің дене дайындығы деңгейін, мақсаттары мен жаттығу параметрлерін ескереді. Ол жаттығу параметрлерін оңтайландыру және науқастың ағымдағы жағдайына қарай тыныс алу үлгілері мен қарқындылығын реттеу бойынша ұсыныстар беру үшін қолданылады. Пайдаланушылар талдау нәтижелері мен ұсыныстарды симулятор интерфейсі немесе қосымша арқылы графиктер, диаграммалар немесе мәтіндік есептер түрінде алады. Сондай-ақ, оңалту кезіндегі функционалдық өзгерістерді есептеу алгоритмдері жасалып, оларды компьютерде көрсету мүмкіндігі енгізілді. Тәжірибелер барысында оңалту кезіндегі функционалдық өзгерістер анықталып, қатысушылардың физиологиялық параметрлері тіркелді және деректер талдауы математикалық модельдер арқылы жүргізілді. Тыныс алуды бақылауға арналған VR/AR қосымшаларының негізгі прототиптерін жобалау кезеңі аяқталды, бұл процесс интерфейс макетін әзірлеуді (орталық аймақ, ақпараттық панель, басқару панелі және көмекші элементтер) қамтыды. Функционалдық талаптар анықталды: тыныс алу үлгілерін бақылау (жиілігі, тереңдігі, ырғағы) және нақты уақыттағы кері байланысты қамтамасыз ету. Кейінгі даму үшін технологиялық құралдар таңдалды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Созданный моторизованный клапан обладает возможностью регулирования как давления, так и потока кислорода, что позволяет оптимизировать процесс подачи кислорода с учетом изменяющихся условий и потребностей пользователя. Эти инновационные функции приносят ощутимые улучшения в дыхательном опыте

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Құрылған моторлы клапанның қысымды да, оттегі ағынын да реттеу мүмкіндігі бар, бұл өзгермелі жағдайлар мен пайдаланушы қажеттіліктерін ескере отырып, оттегі беру процесін оңтайландыруға мүмкіндік береді. Бұл инновациялық мүмкіндіктер тыныс алу тәжірибеңізді айтарлықтай жақсартады

Level of implementation (in Russian) :

Level of implementation (in Kazakh) :

Efficiency (in Russian) : Исследования показали, что в опытной группе значения по PWC170 и МПК были выше, чем в контрольной. Это свидетельствует о том, что применение интервальной гипоксической тренировки с помощью индивидуального дыхательного тренажера положительно влияет на физическую работоспособность. По нашему мнению активизировались адаптационные и метаболические резервы организма. В условиях интервальной гипоксической тренировки увеличился минутный объём дыхания. Отмечено быстрое восстановление дыхания при повышенной сатурации и увеличение индекса PWC170 и максимального потребления кислорода. Таким образом, дыхательные тренировки с помощью тренажера дыхания повышают физическую работоспособность, увеличивают резервы внешнего дыхания и улучшают самочувствия.

Efficiency (in Kazakh) : Зерттеулер эксперименттік топта PWC170 және MIC мәндері бақылау тобына қарағанда жоғары екенін көрсетті. Бұл жеке тыныс алу симуляторын пайдаланып интервалды гипоксиялық жаттығуларды қолдану физикалық өнімділікке оң әсер ететінін көрсетеді. Біздің ойымызша, ағзаның бейімделу және зат алмасу резервтері белсендірек болды. Интервалдық гипоксиялық жаттығулар жағдайында тыныс алудың минуттық көлемі артты. Қаныққандықтың жоғарылауымен тыныс алудың жылдам қалпына келуі және PWC170 индексінің жоғарылауы және оттегінің максималды тұтынуы болды. Осылайша, тыныс алу тренажері арқылы тыныс алу жаттығулары физикалық өнімділікті арттырады, сыртқы тыныс алу қорларын арттырады және әл-ауқатты жақсартады.

Field of application (in Russian) : Компьютерное моделирование функциональных систем организма по заданным математическим программам могут 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 определяющие 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.

Field of application (in Kazakh) : Берілген математикалық бағдарламалар бойынша дененің функционалдық жүйелерін компьютерлік модельдеу дененің бейімделу мүмкіндігін бейнелеп, ақпараттық баға бере алады. Заманауи ақпараттық технологиялар және жүйелік-аналитикалық қамтамасыз ету медицинаның әртүрлі салаларында қолданбалы терминдердегі ақпараттық технологияларды табысты дамытудың негізгі шартына айналады. Оның ішінде компьютерлік модельдеу әдістерін әзірлеу және функционалдық биометрия бойынша деректерді көп өлшемді талдау. Ағзаның орган, жасушалық жүйелері деңгейінде кез келген формацияның қызмет ету параметрлерін бағалауда жүйелік талдаудың өсуіне назар аударылады. Жоба аясында ауыз қуысына орнатылған датчиктері бар және тыныс алу параметрлерін анықтайтын тыныс алу тренажерының жобасын әзірлеу ұсынылады. Осылайша, оңалту кезінде тыныс алу симуляторы негізгі физиологиялық параметрлерге зиянды әсер етпейді. Тыныс алу ырғағының қарқындылығымен дем алу кезіндегі резистивті жүктеменің деңгейін және тыныс алу кезінде физиологиялық шекті гипокапникалық желдету кезінде жоғарылатуы мүмкін. Компьютерлік симуляция оңалту кезінде тыныс алу тренажерынан алынған деректерді жинау мен талдауды саналы бағалаудың тиімді тұжырымдамалық және практикалық құралы болып табылады. Ал қазақстандық нарықта болмауы интеллектуалды тыныс алу тренажерларының отандық бренді ретінде жаңа бастама береді.