Его можно использовать во время физической активности и во время сна

N+1Наука

Гибкий датчик упростил мониторинг дыхания

Артем Моськин

Xue Feng et al./ Advanced Electronic Materials, 2020

Китайские ученые разработали компактный гибкий сенсор для мониторинга дыхания за счет разности температуры вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. Он автоматически обрабатывает сигнал и определяет остановку дыхания. Такой сенсор подходит для мониторинга дыхания через нос и через рот, а применять его можно как во время физических нагрузок, так и во время сна. Статья опубликована в журнале Advanced Electronic Materials.

Регулярное апноэ во сне (остановка дыхания во время сна более чем на десять секунд) приводит к дневной усталости и увеличивает риск повышенного давления, сердечного приступа, инсульта или проблем с печенью. Для медицинской диагностики этого заболевания необходим мониторинг дыхания, а проводят его сейчас двумя способами. Первый позволяет регистрировать дыхание с помощью датчиков непосредственно на лице: они измеряют температуру, влажность и изменение давления. Такой подход реализован в полисомнографе, который измеряет несколько разных физиологических параметров во время сна, но приносит некоторый дискомфорт пациенту.

Второй подход состоит в измерении движения грудной клетки или живота пациента при дыхании, и они уже есть в коммерческом использовании (например, Spire). Например, в прошлом году американские инженеры разработали специальную пижаму для сна, которая отслеживает частоту сердечных сокращений, дыхание и позу спящего человека.

Однако оба механических метода мониторинга часто подвержены ошибкам, вызванными произвольными движениями человека. Именно поэтому ученые пытаются создать компактный и точный датчик, который бы измерял дыхание человека и не мешал. Сюэ Фэн (Xue Feng) из Университета Цинхуа разработал гибкое устройство для мониторинга дыхания, работающее за счет разной температуры вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. Устройство состоит из датчика температуры, располагающегося под ноздрями пользователя, и интегральной схемы на гребне носа: положение датчика не стесняет движений пользователя, а его измерения от них не зависят.

Чтобы датчик переводил разность температур в циклы дыхания, ученые разработали термическую модель для предсказания паттерна дыхания. Они предположили, что скорость дыхательного потока синусоидальная, а поток температуры имеет ступенчатую зависимость. После моделирования дыхания при различных условиях исследователи заметили, что скорость потока меняется экспоненциально, в то время как средняя температура (среднее между максимальной и минимальной) остается постоянной. При это время ответа сенсора прямо пропорционально зависит от коэффициента конвекционного теплообмена, который, в свою очередь,

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

В шаге от пропасти В шаге от пропасти

Подростковая агрессивность: причины, последствия, предотвращение

Лиза
Как в Норильске устраняют последствия утечки топлива Как в Норильске устраняют последствия утечки топлива

Полторы недели спасатели очищают от солярки почву и воду в Норильске

СНОБ
6 способов защиты от болезни Альцгеймера 6 способов защиты от болезни Альцгеймера

Есть полезные привычки, которые помогут сохранить ясность ума

Psychologies
Интересные факты о Сергее Эйзенштейне Интересные факты о Сергее Эйзенштейне

Эйзенштейн снял драму об Иване IV во время войны и попал в немилость к Сталину

Культура.РФ
«Люди на Луне. Главные ответы» «Люди на Луне. Главные ответы»

Был ли достаточно развит технический уровень в 1960-е годы для полета на Луну

N+1
Тонкая работа Тонкая работа

Старинный художественный промысел родом из Ростова Великого

Лиза
Как устроено человеческое сознание Как устроено человеческое сознание

Как работают главные механизмы нашего сознания?

Популярная механика
6 безумно дорогих вещей, купленных за бесценок на блошином рынке 6 безумно дорогих вещей, купленных за бесценок на блошином рынке

Случайно стать обладателем чего-то ценного — хрустальная мечта романтиков

Maxim
Фильм, фильм, фильм! 7 добрых картин для киновечеринки Фильм, фильм, фильм! 7 добрых картин для киновечеринки

Самое время устроить киновечеринку с попкорном, лимонадом и фильмами для всех

Cosmopolitan
«А вдруг не получится?»: как справиться с боязнью нового «А вдруг не получится?»: как справиться с боязнью нового

Научиться чему-либо, не совершая ошибок, невозможно

Psychologies
Как появилась жизнь: кто был самым первым на нашей планете Как появилась жизнь: кто был самым первым на нашей планете

Поиск осязаемых следов первой жизни на нашей планете

Популярная механика
Живая смерть: что такое биологическое оружие Живая смерть: что такое биологическое оружие

Полковник медицинской службы запаса объясняет, что такое биологическое оружие

Популярная механика
Железо обвинили в утечке углекислого газа из многолетней мерзлоты Железо обвинили в утечке углекислого газа из многолетней мерзлоты

Прогнозы эмиссии углекислого газа из мерзлоты занижены примерно на 14 процентов

N+1
Мост в никуда: СУЭК миллиардера Мельниченко может потерять $200 млн из-за аварии под Мурманском Мост в никуда: СУЭК миллиардера Мельниченко может потерять $200 млн из-за аварии под Мурманском

К чему приведет обрушение железнодорожного моста под Мурманском

Forbes
Философия стоиков как путь к успеху: почему чтобы попасть в цель, нужно перестать этого хотеть Философия стоиков как путь к успеху: почему чтобы попасть в цель, нужно перестать этого хотеть

Фрагмент книги «Сила спокойствия» Райана Холидея

Inc.
Когда в России начали пить кофе? Считался ли он аристократическим напитком? Когда в России начали пить кофе? Считался ли он аристократическим напитком?

Путь ароматного напитка на столы россиян занял более века

Культура.РФ
Американского саблезубого сумчатого тигра исключили из хищников Американского саблезубого сумчатого тигра исключили из хищников

Большие клыки нужны были ему, чтобы счищать мясо с трупов, а не убивать добычу

N+1
Половцы: кому враги, а кому союзники Половцы: кому враги, а кому союзники

Половцы больше всех повлияли на развитие молодого государства Древней Руси

Дилетант
Семейный автомобиль на воздушной подушке: красивый и бесполезный Семейный автомобиль на воздушной подушке: красивый и бесполезный

Самолётомобили — сказочная фантазия людей из 1950-х

Популярная механика
Черное сокровище Сицилии: виноград, который подойдет для Крыма и Северного Кавказа Черное сокровище Сицилии: виноград, который подойдет для Крыма и Северного Кавказа

Как сицилийский сорт красного винограда стал главным для производства вин

Forbes
Идеальный «Шторм»: кто и почему стал триумфатором премии Ассоциации продюсеров кино и телевидения Идеальный «Шторм»: кто и почему стал триумфатором премии Ассоциации продюсеров кино и телевидения

Главные награды премии АПКиТ забрали сериалы, созданные для онлайн-платформ

Forbes
Ментальные искажения: почему мы мыслим нерационально Ментальные искажения: почему мы мыслим нерационально

Что нам мешает мыслить рационально и делать логичные выводы

Популярная механика
«Держите чертову российскую политику подальше от нашей компании»: Alion Energy прокомментировала обыски в РВК «Держите чертову российскую политику подальше от нашей компании»: Alion Energy прокомментировала обыски в РВК

Комментарии об обысках в Российской венчурной компании Alion Energy

Forbes
9 языков программирования, которые помогут зарабатывать до $150 тыс. в год 9 языков программирования, которые помогут зарабатывать до $150 тыс. в год

Рейтинг языков программирования по возрастанию дохода

Inc.
8 самых опасных для проживания мест на Земле 8 самых опасных для проживания мест на Земле

8 самых экстремальных мест на планете, которые требуют стойкости

Популярная механика
«Я за свою ошибку заплатил сполна»: главред «Медузы» Иван Колпаков впервые рассказал свою версию инцидента с харассментом «Я за свою ошибку заплатил сполна»: главред «Медузы» Иван Колпаков впервые рассказал свою версию инцидента с харассментом

Иван Колпаков прокомментировал обвинения в харрассменте

Esquire
Боль во спасение: как жить, если вас бросил нарцисс Боль во спасение: как жить, если вас бросил нарцисс

Может ли разрыв сделать нас счастливыми?

Psychologies
Здоровый эгоизм: шаг «для себя» и скачок для человечества Здоровый эгоизм: шаг «для себя» и скачок для человечества

Заботиться о своих личных интересах — это нормально

Psychologies
Как ученый из СССР создал одну из главных американских компаний в области ИИ Как ученый из СССР создал одну из главных американских компаний в области ИИ

Евгений Ижикевич — о том, почему нейроученый должен уметь программировать

Inc.
Программа восстановления лесов в Чили привела к вырубке некоторых лесов под плантации Программа восстановления лесов в Чили привела к вырубке некоторых лесов под плантации

Без вмешательства человека леса запасли бы больше углерода

N+1
Открыть в приложении