CC BY
13
УДК 621.38
Потрахов Н. Н., д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой ЭПУ,
ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В. И. Ульянова (Ленина)»
Инновационная деятельность на кафедре электронных приборов и устройств Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета им. В. И. Ульянова (Ленина)
Ключевые слова: инновационная деятельность, технопарк, инновационный центр. Keywords: innovative activity, science and technology park, innovative center.
Описана история инновационной деятельности на кафедре электронных приборов и устройств СПбГЭТУ. Проанализированы особенности соответствующих работ в настоящее время. Представлены основные результаты внедрения достижений кафедральной науки в отечественную медицинскую практику.
Одна из первых успешных попыток начать процесс внедрения результатов интеллектуальной деятельности сотрудников кафедры электронных приборов и устройств (ЭПУ) в хозяйственный оборот была предпринята в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете «ЛЭТИ» (СПбГЭТУ) еще в конце прошлого века. В 1999 году на базе кафедры ЭПУ было создано малое предприятие ЗАО «ЭЛТЕХ-Мед». Его основные направления деятельности — разработка и мелкосерийное производство малогабаритных источников рентгеновского излучения, а также аппаратов на их основе для промышленного просвечивания, медицинской диагностики и научных исследований.
Существенным этапом в развитии ЗАО «ЭЛТЕХ-Мед» стало сотрудничество с Фондом содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере. До настоящего времени финансирование проектов, связанных с передачей технологий, осуществлялось, как правило, полагалось только для одного из участников: либо вуза, разрабатывающего технологию, либо малого предприятия, осваивающего данную технологию. Это тормозило инновационный процесс, отодвигало сроки выпуска продукции на рынок и не могло не сказаться на конкурентных преимуществах производимого
товара. В новой схеме передачи технологии одновременно, по согласованному графику фондом финансировались и университет в лице кафедры ЭПУ, передающей технологию, и ЗАО «ЭЛТЕХ-Мед», внедряющее данную технологию.
Безусловно, возможность инициирования и успешной реализации подобных согласованных проектов во многом определяется взаимным доверием партнеров с учетом предшествующего опыта взаимодействия. Оптимальным представляется вхождение предприятия в инновационный комплекс вуза — технопарк или инновационный центр. Существенным фактором является роль малого предприятия в налаживании производственной кооперации с крупными промышленными компаниями и предприятиями.
Опыт реализации предложенной схемы в проекте, выполненном кафедрой ЭПУ в сотрудничестве с ЗАО «ЭЛТЕХ-Мед», показал ее преимущества: сравнительно быстрое решение вопросов взаимодействия вуза и малого предприятия, в том числе согласование технических заданий, урегулирование условий оформления и передачи прав на объекты интеллектуальной собственности, организация тендеров на закупку оборудования и др. Очевидно, что описанные достоинства обусловлены преимуществами схемы софинансирования, в должной мере мотивирующей обе стороны.
Одним из первых совместных проектов кафедры ЭПУ и ЗАО «ЭЛТЕХ-Мед» стали создание и производство полной номенклатуры современных портативных рентгеновских аппаратов для медицинской диагностики. Основная научно-техническая проблема — разработка новой конструкции рентгеновской трубки и излучателя аппарата — решалась силами сотрудников кафедры.
Рис. 1
Отпаянные микрофокусные рентгеновские трубки БС-1, БС-4^6 с полым вынесенным анодом
Работы начались еще в 1970-х годах, когда специалистами ОКБ опытно-конструкторского бюро (стоит дать полностью при первом упоминании) рентгеновских приборов Ленинградского объединения электронного приборостроения «Светлана» совместно с сотрудниками ЛЭТИ была разработана серия отпаянных микрофокусных рентгеновских трубок БС-1, БС-4^6 с полым вынесенным анодом и мишенью прострельного типа, обеспечивающих фокусное расстояние менее 1 мм (рис. 1). Сочетание вынесенного анода с малым фокусным пятном (для трубки БС-5 — не более 3 мкм) так же, как и в трубках с постоянной откачкой, позволяло получать рентгеновские изображения объектов с увеличением от нескольких десятков до нескольких сотен раз. При этом гарантированный срок службы в номинальном режиме составлял не менее 200 ч.
На базе указанных трубок было создано семейство малогабаритных микрофокусных источников рентгеновского излучения РЕИС, которые успешно использовались для медицинских целей в составе рентгенодиагностических аппаратов серии «Электроника». Важнейшей отличительной особенностью последних стала высокая разрешающая способность, другими словами, возможность получать «тонкоструктурные снимки ». Аппараты серии «Электроника» обладали малыми весом и габаритами, что делало их удобными для использования в нестационарных условиях.
В качестве основы при реализации проекта принята созданная ранее партнерами инновационная инфраструктура научно-технического и образовательного профилей. С этой целью ЗАО «ЭЛТЕХ-Мед» в рамках соглашения о сотрудничестве с СПбГЭТУ была организована учебно-научная лаборатория рентгено-телевизионных систем (УНТ РТС) при кафедре ЭПУ, оснащенная современным оборудованием за счет средств малого предприятия. Под руководством преподавателей вуза и ведущих сотрудников малого предприятия в этой лаборатории
и по сей день проходят обучение, технологическую практику и выполняют научные исследования по тематике предприятия студенты и аспиранты. Это позволяет развивать навыки самостоятельной научно-исследовательской и проектной деятельности у будущих специалистов, навыки работы в команде, инновационные компетенции.
Организационная схема реализации проекта
СПбГЭТУ обеспечивает:
• научные исследования в целях разработки технологии микрофокусной рентгенографии и методик оценки качества рентгеновского изображения;
• предоставление помещения площадью 200 м2 для размещения производства микрофокусных рентгеновских аппаратов;
• оказание научно-технической и консультационной поддержки разработки технологии и производства микрофокусных рентгеновских аппаратов;
• проведение патентных исследований и патентование результатов научных исследований, а также предоставление ЗАО «ЭЛТЕХ-Мед» лицензии на конструкцию микрофокусного источника излучения;
• подбор и привлечение к работе сотрудников для передачи технологии, в том числе подготовка не менее 10 целевых студентов для малого предприятия и предприятий — стратегических партнеров, участвующих в разработке и производстве рентгеновских аппаратов;
• софинансирование проекта из средств хоздоговоров и международных проектов, направляемое на развитие инфраструктуры и системы поддержки инновационной деятельности университета.
ЗАО «ЭЛТЕХ-Мед» обеспечивает:
• разработку технологии производства, выпуск и реализацию портативных рентгеновских аппаратов на основе микрофокусного источника излучения;
• оснащение производственного участка общей площадью 200 м2 необходимым оборудованием, тепловыми, электрическими и прочими сетями, включая вакуумные откачные посты, высоковольтные стенды, рентгенозащитные камеры, радиомонтажные столы, электроизмерительную аппаратуру, вычислительную технику и т. п.;
• инвестиции собственных средств за счет собственной прибыли предприятия, а также за счет заключенных договоров;
• оснащение учебно-научной лаборатории РТС современным оборудованием для обеспечения целевой подготовки кадров для предприятия в рамках соглашения о сотрудничестве с СПбГЭТУ;
• ноу-хау в области рентгеноаппаратостроения, оригинальные конструкторские, схемотехнические и технологические решения, защищенные авторскими свидетельствами, патентами на изобретение и полезную модель.
биотехносфера
№ 4(28)/2013
В результате выполнения проекта была разработана конструкция микрофокусного источника на основе оригинальной рентгеновской трубки «закрытого» типа, что позволяло существенно уменьшить массогабаритные параметры изделия. Впервые в отечественной практике обеспечена возможность оперативной замены анодного и катодного узлов в приборе, не требующем постоянной откачки. Разработана методика оценки качества рентгеновского изображения, получаемого на микрофокусном источнике, которая позволяет корректно и объективно сравнивать любые рентгеновские снимки, как микрофокусные, так и « обычные».
В ходе научно-исследовательских работ (НИР) были выявлены технические решения, способные к правовой охране. Поданы две заявки на получение патента на изобретение. Передача технологии реализована в форме заключения двух лицензионных договоров между СПбГЭТУ и ЗАО «ЭЛТЕХ-Мед ».
Особенностью рассматриваемой схемы является включение малого предприятия в цепочку сотрудничества университета в лице кафедры ЭПУ с крупными предприятиями — стратегическими партнерами: ОАО «Светлана» и ОАО «НПП "Буревестник"». В кооперации со стратегическими партнерами была разработана технология производства, организованы выпуск и реализация портативных рентгеновских аппаратов на основе микрофокусного источника излучения.
На базе учебно-научной лаборатории осуществлялись подготовка и переподготовка специалистов для работы в ЗАО «ЭЛТЕХ-Мед» и на предприятиях — стратегических партнерах. Всего только по результатам одного проекта подготовлено 10 студентов, в том числе для ЗАО « ЭЛТЕХ-Мед» —
4 человека, для ОАО «НПП "Буревестник"» —
5 человек, ОАО «Светлана» — 1 человек. Среди партнеров «ЗАО «ЭЛТЕХ-Мед», помимо СПбГЭТУ, в настоящее время — Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики, Военно-медицинская академия им. С. М. Кирова, Московский государственный медико-стоматологический университет, Всероссийский научно-исследовательский и испытательный институт медицинской техники, НИИ радиационной гигиены, «НПП "Буревестник"», ОАО «Гипрорыбфлот», ООО « Диагностика-М», НПО «Азимут», ЗАО НИПК «Электрон», ЗАО «Амико», НПО «Фотон» и др.
Еще одним важным направлением деятельности малого предприятия с момента его образования явилось непосредственное участие его сотрудников в подготовке инженерных и научных кадров по специальности 200300, в том числе и на базе учебно-научной лаборатории РТС, созданной совместно СПбГЭТУ и ЗАО «ЭЛТЕХ-Мед». Они читают лекции, проводят практические и лабораторные занятия, модернизацию старых и подготовку новых лекционных курсов. При этом особое внимание уделяется обновлению лабораторной базы кафедры ЭПУ и изданию методиче-
Рис. 2
Учебно-методическая литература, выпущенная при участии сотрудников ЗАО «ЭЛТЕХ-Мед»
ских указаний, пособий, монографий и другой учебной литературы (рис. 2).
Дальнейшим результатом развития инновационной деятельности в области рентгенотехники явилось создание на кафедре ЭПУ одного из первых в нашей стране малых предприятий в соответствии с Федеральным законом 217. Учредителями нового предприятия, ООО «Лаборатория рентгенодиаг-ностических систем» (ООО «РДС-Лаб»), явились СПбГЭТУ, три студента ЛЭТИ и один сотрудник кафедры ЭПУ. Немалую помощь, в том числе финансовую, при организации ООО «РДС-Лаб» оказали непосредственно СПбГЭТУ и ЗАО «ЭЛТЕХ-Мед». Одним из первых успешно выполненных проектов ООО «РДС-Лаб» стала разработка первого отечественного портативного цифрового рентгено-диагностического комплекса для стоматологии и челюстно-лицевой хирургии.
В целом важнейшим общим результатом научно-производственной деятельности кафедры ЭПУ и малых предприятий ЗАО «ЭЛТЕХ-Мед» и ООО «РДС-Лаб» явилось создание нового направления в медицинской диагностике — микрофокусной рентгенографии. По оценке ведущих специалистов, микрофокусная рентгенография является классическим отечественным примером подрывной технологии в медицинской диагностике. Термин « подрывная технология» (не путать с «прорывной») был впервые употреблен гарвардским экономистом К. Кристенсеном в 1997 году в книге «Дилемма ин-новатора» и с тех пор используется для характеристики вновь предлагаемой технологии, фактически вытесняющей какую-либо существующую технологию. Например, цифровые фото- и видеокамеры на основе матриц прибора с зарядовой связью вытеснили традиционные пленочные фотоаппараты и видеокамеры, а металлопластиковые рамы — деревянные оконные переплеты и т. п.
Портативный микрофокусный рентгенодиагно-стический аппарат позволяет принципиально:
• повысить информативность рентгеновских изображений;
Рис. 3
Микрофокусный портативный цифровойрентгено-диагностический комплекс «ПАРДУС-Стома»
• снизить дозу облучения пациентов и обслуживающего персонала.
При прочих равных условиях мощность, потребляемая таким аппаратом, на несколько порядков меньше, чем у классических рентгеновских аппаратов.
Однако, как это часто бывает на практике, появление новых технических решений опережает действующую отраслевую нормативную базу, поэтому одной из важнейших задач на современном этапе развития инновационной деятельности на кафедре является подготовка рекомендаций к новой редакции санитарных правил и нормативов (СанПиН), регламентирующих условия применения микрофокусных рентгеновских аппаратов в медицине.
В настоящее время для практической реализации технологий портативной микрофокусной рентгенографии разработано целое семейство микрофокусных рентгеновских аппаратов и цифровых диагностических комплексов, включая принципи-
ально новое техническое средство диагностики — портативный рентгеновский аппарат. Конструкция портативного аппарата обеспечивает безопасное использование при съемке без использования штатива («с руки»), что принципиально важно при проведении исследований в нестационарных условиях: полевых, военно-полевых, непосредственно на месте происшествия или на дому у пациента и т. д. Основные технические решения и методики применения микрофокусных аппаратов защищены многочисленными патентами РФ на изобретение и полезную модель, а также свидетельствами на промышленные образцы и регистрацию программ для ЭВМ.
Новейшая разработка предприятия — цифровой рентгенодиагностический комплекс « ПАРДУС-Сто-ма» состоит из модернизированного портативного рентгеновского аппарата «ПАРДУС-Р» и устройства визуализации рентгеновского изображения (рис. 3). Рентгеновский аппарат разработан на основе оригинального моноблочного источника рентгеновского излучения. В моноблоке установлена микрофокусная рентгеновская трубка БС-11 с вынесенным анодом и прострельной мишенью. Устройство визуализации разработано на основе рентгеночувствительной ПЗС-матрицы CCD-78. Изображение диагностируемого участка челюстно-лицевого отдела выводится на экран портативного персонального компьютера. Комплекс полностью автономен от электрической сети.
Принципиальное отличие способа использования комплекса на практике от всех известных аналогов заключается в том, что при выполнении укладки рентгенолаборант держит аппарат «ПАРДУС» на вытянутой руке и упирает торец его тубуса в диагностируемую область. В итоге исключается возможность «смаза» изображения и значительно облегчается выполнение укладки — «прицеливание». Такой тип съемки получил условное название «пистолет». Эта разработка вы-
Рис. 4
У стенда СПбГЭТУ «ЛЭТИ» на Форуме субъектов малого предпринимательства Санкт-Петербурга «Малый бизнес Санкт-Петербурга - 2011». 14-15 декабря 2011 года
Рис. 5 У совместного стенда предприятий электронной
промышленности России на выставке — презентации отечественной медицинской продукции работникам здравоохранения Москвы и федеральных органов исполнительной власти. 27-28 марта 2012 г.
биотехносфера
№ 4(28)/2013
Рис. 6
У стенда кафедры ЭПУ на выставке достижений СПбГЭТУ «ЛЭТИ». 19 июня 2013 года
звала большой интерес не только у губернатора Санкт-Петербурга Г. С. Полтавченко, мэра Москвы С. С. Собянина, но и у президента РАН В. Е. Фортова (рис. 4-6).
Еще одна перспективная разработка — портативный рентгенодиагностический комплекс « ПАР-ДУС-Травма» (рис. 7). Он предназначен для проведения рентгенодиагностики в нестационарных условиях, полевых, бытовых, а также для оснащения машин скорой помощи. Комплекс позволяет получать снимки практически всех частей и органов человеческого тела непосредственно на месте проис-
Рис. 7
Цифровой рентгенодиагностический комплекс «ПАРДУС-Травма»
Рис. 8. Награды, полученные предприятиями ЗАО «ЭЛТЕХ-Мед» и ООО «РДС-лаб» за научную и производственную деятельность в 2010-2012 годах
шествия или в домашних условиях для постановки диагноза или контроля хода лечебного процесса. В состав комплекса входит рентгеновский аппарат семейства «ПАРДУС», штатив напольного типа, стол для пациентов (модификации) и устройство для визуализации рентгеновского изображения на основе фотостимулируемого люминофора.
Обе разработки востребованы отечественной медициной. Только за прошедшие три года для нужд Министерства обороны России было поставлено 57 цифровых микрофокусных рентгенодиагностиче-ских комплексов семейства «ПАРДУС». При этом суммарный объем производства только в 2011 году превысил 20 млн рублей.
Подтверждением высокого уровня выполненных разработок служат многочисленные награды на ведущих российских и международных выставках инновационных достижений: Гран-при на Петербургской промышленной ярмарке 2010 года и большие золотые медали в 2011, 2012 годах, две золотые медали на Цивилизационном форуме, состоявшемся в рамках «Экспо-2010» (Шанхай), золотая медаль на Выставке российских инноваций (Всероссийский выставочный центр, 2011 год) и т. д. (рис. 8).
Инновационная деятельность на кафедре ЭПУ является важной составляющей вузовской системы продвижения результатов интеллектуальной деятельности и подготовки кадров. Ее реализация в СПбГЭТУ привела к системным эффектам, связанным с развитием соответствующих профилю университета высокотехнологичных секторов экономики Санкт-Петербурга. Проявление этих эффектов заключается в создании новых рабочих мест, повышении уровня доходов работников, росте налоговых поступлений и инвестиционной привлекательности региона.
