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

Цикорий: доказанная польза для мужчин и возможные побочные эффекты Цикорий: доказанная польза для мужчин и возможные побочные эффекты

Цикорий — здоровая альтернатива кофе или что-то большее?

Playboy
Синьор Помидор Синьор Помидор

Как не ошибиться с выбором томатов

Лиза
Седьмой шейный позвонок: где живет воля? Седьмой шейный позвонок: где живет воля?

Точка Да Чуэй позволяет воздействовать на волю и энергию

Psychologies
Как отвлечься от работы и наслаждаться свободным временем без чувства вины Как отвлечься от работы и наслаждаться свободным временем без чувства вины

Как научиться переключаться с рабочих вопросов на личные

Forbes
Театр ТРУ Театр ТРУ

Самое яркое явление андеграундной сцены Петербурга

Собака.ru
Александр Колмановский: «Детские сады — зло, которого нужно избегать» Александр Колмановский: «Детские сады — зло, которого нужно избегать»

Что не так в детсадовской системе и опасна ли она для детской психики

Psychologies
Женщина, которая со всем не согласна: как лауреат Нобелевской премии Фрэнсис Арнольд переворачивает науку с ног на голову Женщина, которая со всем не согласна: как лауреат Нобелевской премии Фрэнсис Арнольд переворачивает науку с ног на голову

Почему так важны открытия Фрэнсис Арнольд?

Forbes
«У меня украли активов на $4,5 млрд»: бизнесмен Сергей Полонский — о судах, друзьях и врагах из списка Forbes и новом проекте на $10 млрд «У меня украли активов на $4,5 млрд»: бизнесмен Сергей Полонский — о судах, друзьях и врагах из списка Forbes и новом проекте на $10 млрд

Сергей Полонский о том, как планирует строить новые объекты по всему миру

Forbes
Забывание сработало по принципу «все или ничего» и не повлияло на точность памяти Забывание сработало по принципу «все или ничего» и не повлияло на точность памяти

Ассоциирование помогло запомнить событие в целом, но детали забылись

N+1
Коралловые острова вырастут в ответ на повышение уровня мирового океана Коралловые острова вырастут в ответ на повышение уровня мирового океана

Как волны, переносящие материал из прибрежной зоны, помогут коралловым островам

N+1
«Я не феминистка»: почему женщинам не нравится движение, защищающее их интересы «Я не феминистка»: почему женщинам не нравится движение, защищающее их интересы

Почему не все женщины поддерживают феминизм, а некоторые его даже боятся

Cosmopolitan
Круче, чем Джоли! 5 российских звезд, ставших иконами стиля на Западе Круче, чем Джоли! 5 российских звезд, ставших иконами стиля на Западе

Стиль этих российских знаменитостей не остался на Западе без внимания!

Cosmopolitan
Кодный магазин Кодный магазин

Программист из Ульяновска построил компанию стоимостью $100 млн

Forbes
Идем по грибы Идем по грибы

Как по ошибке не положить в корзинку ложный и опасный гриб

Лиза
10 ежедневных странностей нашего мозга 10 ежедневных странностей нашего мозга

Мелкие ошибки мозга случаются ежедневно, и мы даже успеваем к ним привыкнуть

Популярная механика
12 способов испортить первое свидание 12 способов испортить первое свидание

Темы, которые нежелательно поднимать на первом свидании

Maxim
Инвестиции под арестом: как ослабить силовое давление на венчурный бизнес? Инвестиции под арестом: как ослабить силовое давление на венчурный бизнес?

Какие последствия может иметь силовое давление на венчурных инвесторов?

Forbes
Qiwi решила продать карты рассрочки «Совесть» Совкомбанку Qiwi решила продать карты рассрочки «Совесть» Совкомбанку

Группа Qiwi Plc продает свой проект карт рассрочки «Совесть» Совкомбанку

Forbes
Какие опасности таит в себе красное вино Какие опасности таит в себе красное вино

В чем заключаются главные опасности красного вина?

Популярная механика
Клубничный бой: как Павел Грудинин бьется за «Совхоз имени Ленина» со структурами депутата-единоросса, приставами и чиновниками Клубничный бой: как Павел Грудинин бьется за «Совхоз имени Ленина» со структурами депутата-единоросса, приставами и чиновниками

В «Совхозе имени Ленина» уже третий год идут распри

Forbes
Отрывок из книги Дэвида Райха «Кто мы и как сюда попали» Отрывок из книги Дэвида Райха «Кто мы и как сюда попали»

О чем может рассказать геном современного человека

СНОБ
Календари Майя и не только: как исчисляли время разные народы Календари Майя и не только: как исчисляли время разные народы

В основе практически всех календарей мира — цикличность

Популярная механика
4 имитации Марса на Земле 4 имитации Марса на Земле

О том, что удалось выяснить о жизни на красной планете

Популярная механика
Секретная оценка Tinder и как она работает Секретная оценка Tinder и как она работает

Отрывок из книги «Любовь по алгоритму. Как Tinder диктует, с кем нам спать»

СНОБ
Возбуждающие нейроны гиппокампа мышей превратились в тормозные при взрослении Возбуждающие нейроны гиппокампа мышей превратились в тормозные при взрослении

Активность ГАМК-нейронов может привести к непредсказуемым результатам

N+1
Формируй горизонт и властвуй. Как женщины учатся мыслить стратегически Формируй горизонт и властвуй. Как женщины учатся мыслить стратегически

Что такое стратегическое мышление и какие преимущества оно может дать в карьере

Forbes
Близкие люди Близкие люди

Иногда мы откладываем добрые дела, потому что думаем, что это сложно

Лиза
Месть хазарам Месть хазарам

Многим нравится именовать себя потомками строителей могучих империй

Дилетант
Все, что нельзя Все, что нельзя

Как следовать модной практике, при этом не переедать и отлично выглядеть

Vogue
Низы не хотят: как кризис и пандемия обострили трудовые конфликты в России Низы не хотят: как кризис и пандемия обострили трудовые конфликты в России

Как и почему бастуют российские работники

Forbes
Открыть в приложении