В Башкирии разработан прибор для диагностики плоскостопия

В Уфимском государственном авиационном техническом университете ведется разработка прибора–подографа. Устройство позволяет анализировать распределение давления на опорной поверхности стопы человека и своевременно диагностировать плоскостопие и другие болезни. Подробностями поделились с «Электрогазетой» авторы новации.

— Своевременное обнаружение патологий стопы позволяет предотвратить более серьезные последствия. Например, даже банальное плоскостопие зачастую приводит к изменению работы голеностопных суставов, а в перспективе — и к сколиозу, — рассказывает автор проекта, магистрант кафедры электроники и биомедицинских технологий УГАТУ Эмилия Даминова. — Наша система основана на явлении пропорционального изменения электрического сигнала в зависимости от оказываемого на датчики давления. Устройство состоит из сенсорных датчиков (вмонтированных в обувную стельку), измерительного блока с микроконтроллером (размещается на поясе) и двух шлейфов — каналов данных для правой и левой ноги. Чтобы начать исследование, достаточно нажать на кнопку. Человек может при этом стоять, идти или бежать.

Как объясняет Эмилия, сигналы, поступающие от датчиков, пройдя предобработку, передаются в память микроконтроллера. После чего могут быть переданы на любой носитель, к примеру, стационарный компьютер.

— Анализируя эти данные, можно ставить диагнозы, — подчеркивает магистрант УГАТУ. — В норме человек опирается на пятку, внешний свод стопы, подушечку большого пальца, а также на область под плюсневой костью в передней части стопы. При патологии, например, плоскостопии, происходит опущение тканей, и человек начинает наступать на внутренний свод стопы. И, конечно же, датчики зафиксируют это давление.

Еще одна область применения прибора — диагностика синдрома диабетической стопы, который характеризуется появлением трофических язв. Этот синдром возникает у диабетиков второго типа и является следствием нарушения проходимости магистральных артерий. Все начинается с красноватой точки на ноге, на которую человеку больно наступать. Естественно, человек старается опираться на другие области стопы. Но язва быстро растет, и если ее своевременно не обнаружить, все может закончиться плачевно. Так, 80 процентов операций по ампутациям за год — следствие именно этого синдрома. Наш прибор, анализируя распределение давления, поможет заранее распознать зарождающуюся трофическую язву. Учитывая, что в России насчитывается около трех миллионов больных диабетом, а к 2020 году эта цифра возрастет троекратно, актуальность устройства налицо.

Важно, что прибор позволяет исследовать распределение давления на опорной поверхности стопы человека как в статике, так и в динамике. Отсюда вытекает и еще одна сфера применения — спортивная медицина.

— В первую очередь, устройство интересно для спортсменов-легкоатлетов, — объясняет Эмилия. — Узнав, как распределяется давление на опору у конкретного спортсмена, можно разработать для него индивидуальную стельку, снижающую нагрузку на стопу.

Следующая область, где может оказаться полезной данная разработка, — наука «постурология», исследующая взаимосвязь между положениями тела и заболеваниями. Эта область человеческих знаний, зародившаяся в 1969 году во Франции, занимается изучением осанки, механизмов поддержания вертикальной позы и равновесия человеческого тела.

Как можно оценить новизну прибора?

— Стоит признать, что такие динамические системы уже существуют — например, в Белоруссии и Германии. Но наша разработка гораздо дешевле, — отмечает магистрант УГАТУ. — В частности, цена европейских аналогов составляет 11 тысяч евро, мы же готовы внедрить в производство прибор себестоимостью 100 тысяч рублей, пусть и с более скромными заданными параметрами. Кроме того, мы предложили новую карту размещения датчиков на стельке. Конечно же, цена прибора будет зависеть от состояния рынка микроэлектроники и курса валют. Самое дорогое в нашем устройстве — датчики. Возможно, будут применены отечественные тензокристаллы, которые производятся в России. Работа таких кристаллов основана на тензоэффекте (свойство материалов изменять при деформации свое электрическое сопротивление). Кроме того, есть возможность использовать американские сенсорные элементы, но их стоимость будет выше.

В любом случае, отмечает автор, тема создания подографа очень актуальна, особенно если учесть курс на импортозамещение оборудования в России.

В настоящее время Эмилия Даминова вместе с научным руководителем, доцентом кафедры электроники и биомедицинских технологий Татьяной Мириной работают над созданием прототипа в рамках программы «УМНИК» при поддержке Фонда Содействия Развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере.