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

Радуйтесь кошмарным снам — они помогают справиться с кризисом Радуйтесь кошмарным снам — они помогают справиться с кризисом

Как кошмарные сны помогают прожить кризис в жизни быстрее и эффективнее

Psychologies
«Да, шеф!» Как проходят стажировки на ресторанных кухнях «Да, шеф!» Как проходят стажировки на ресторанных кухнях

Как пережить бесконечные смены и получить максимум от каждого дня на чужой кухне

Bones
Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие

Двадцать разных способов мастурбации на любой вкус и цвет

Cosmopolitan
Эмма Стоун, Крис Эванс и другие артисты с психическими отклонениями Эмма Стоун, Крис Эванс и другие артисты с психическими отклонениями

Знаменитости, не боящиеся открыто говорить о своих психических расстройтсвах

РБК
Появление кори сдвинули на 1400 лет в прошлое Появление кори сдвинули на 1400 лет в прошлое

Скорее всего корь появилась, когда люди начали жить в крупных городах

N+1
Седьмой шейный позвонок: где живет воля? Седьмой шейный позвонок: где живет воля?

Точка Да Чуэй позволяет воздействовать на волю и энергию

Psychologies
Мы в ответе Мы в ответе

Этот проект — призыв обществу задуматься

OK!
Жизнь в «пузыре». Почему важно окружать себя людьми, которые на вас вообще не похожи Жизнь в «пузыре». Почему важно окружать себя людьми, которые на вас вообще не похожи

Как привычка общаться с людьми со схожими взглядами может мешать руководителю

Forbes
«Я совсем не радикальная феминистка» «Я совсем не радикальная феминистка»

Юлдус Бахтиозина о своем фильме «Дочь рыбака» и татарском барокко

Weekend
Усадьба Абрамцево в русской культуре Усадьба Абрамцево в русской культуре

Самые интересные факты о творческом наследии хозяев Абрамцево и гостей усадьбы

Культура.РФ
Почему цены иногда уходят в минус? Почему цены иногда уходят в минус?

Нефть не подешевела, подорожало её хранение в одном месте в конкретное время

N+1
Ирина Актуганова Ирина Актуганова

Ирина Актуганова сделала первую в России постоянную сайнсарт-экспозицию

Собака.ru
Проблемы с желудком из-за стресса: как справиться? Проблемы с желудком из-за стресса: как справиться?

Если состояние стресса сохраняется надолго, то начинает сказываться на здоровье

Psychologies
У людей обнаружили стереообоняние У людей обнаружили стереообоняние

Сетереобоняние вероятно, не связано с тройничным нервом

N+1
Всему своё время: пять причин не торопиться с замужеством Всему своё время: пять причин не торопиться с замужеством

Почему не стоит называть девушек «старородками» и пугать их разбитым корытом

Cosmopolitan
Суп как способ выжить Суп как способ выжить

Простая тарелка супа с куском хлеба способна сохранить человеческую жизнь

Bones
“Дикая роза” и “Просто Мария”: как сейчас выглядят актеры любимых сериалов 90-х “Дикая роза” и “Просто Мария”: как сейчас выглядят актеры любимых сериалов 90-х

Что стало с главными героями мексиканских сериалов 90-х?

Cosmopolitan
Планетарная оборона: что делать, если на нас летит астероид Планетарная оборона: что делать, если на нас летит астероид

Наша планета несчетное число раз сталкивалась с астероидами и кометами

Популярная механика
Балет и шоу «Танцы». Кто такая Татьяна Денисова? Балет и шоу «Танцы». Кто такая Татьяна Денисова?

На всю страну танцовщица прославилась благодаря шоу «Танцы»

Cosmopolitan
Желатин и соли железа помогут эффективно преобразовать тепло человеческого тела в электричество Желатин и соли железа помогут эффективно преобразовать тепло человеческого тела в электричество

Благодаря синергии двух эффектов такие устройства имеют рекордную эффективность

N+1
Поднять всех наверх: грандиозные клады ХХI века Поднять всех наверх: грандиозные клады ХХI века

Далеко не все некогда потерянные или спрятанные богатства были обнаружены

Популярная механика
Как мотивировать команду работать в стрессовых условиях Как мотивировать команду работать в стрессовых условиях

В жизни стартапа бывают моменты, когда всей команде приходится работать на износ

Inc.
Как «зеленый» предприниматель из Индии обманул Америку. Расследование Forbes USA Как «зеленый» предприниматель из Индии обманул Америку. Расследование Forbes USA

Обещания К.Р. Сридхара американцам обернулись крахом

Forbes
Муммия с виллы в Чивите Джулиане Муммия с виллы в Чивите Джулиане

Чем занимались сотрудники археологического парка Помпей во время карантина

N+1
В России с любовью В России с любовью

Прошло больше 20 лет с тех пор, как Россию накрыла волна иностранных шеф-поваров

Bones
«Время кризиса — время повышать эффективность» «Время кризиса — время повышать эффективность»

Каковы перспективы проектов в рамках делового сотрудничества России и Германии

РБК
Это нас не защитит: что не так с новым законопроектом о домашнем насилии? Это нас не защитит: что не так с новым законопроектом о домашнем насилии?

В чём разница между редакциями законопроекта о профилактике семейного насилия

Cosmopolitan
Ментальные искажения: почему мы мыслим нерационально Ментальные искажения: почему мы мыслим нерационально

Что нам мешает мыслить рационально и делать логичные выводы

Популярная механика
Первый привет от темной материи? Действительно ли физики открыли новую фундаментальную частицу Первый привет от темной материи? Действительно ли физики открыли новую фундаментальную частицу

Физики сообщили о возможной регистрации аксиона — что даст этот результат?

Forbes
Как пережить провал, принять неопределённость и начать создавать продукты, которые нужны людям Как пережить провал, принять неопределённость и начать создавать продукты, которые нужны людям

Как после нескольких неудач найти нерешенную проблему клиентов?

Inc.
Открыть в приложении