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

Секреты мастеров Секреты мастеров

Путешествие по городам ремесел – неисчерпаемый источник вдохновения

Лиза
«Русский Джастин Бибер»: как Егор Крид стал кумиром поколения Z и заработал $6,9 млн, несмотря на «развод» с Тимати «Русский Джастин Бибер»: как Егор Крид стал кумиром поколения Z и заработал $6,9 млн, несмотря на «развод» с Тимати

Как Криду удается зарабатывать миллионы, эксплуатируя образ хорошего парня?

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

Точка Да Чуэй позволяет воздействовать на волю и энергию

Psychologies
Магнитная губка поможет бороться с разливами нефти Магнитная губка поможет бороться с разливами нефти

Такие губки благодаря своему покрытию эффективно впитывают нефть

N+1
Манграм предрекли вымирание из-за антропогенного повышения уровня моря Манграм предрекли вымирание из-за антропогенного повышения уровня моря

Повышение уровня моря станет угрозой мангровым лесам к 2050 году

N+1
Вопрос с подвохом: самые загадочные тайны физики Вопрос с подвохом: самые загадочные тайны физики

Почему в физике с каждым новым открытием вопросов становится только больше.

Популярная механика
Что делают протоны, когда на них никто не смотрит Что делают протоны, когда на них никто не смотрит

Как развивался сюжет необычного исследования

N+1
Режиссер Дэвид Кроненберг — о теориях заговора, рептилоидах и всемогущей русской мафии Режиссер Дэвид Кроненберг — о теориях заговора, рептилоидах и всемогущей русской мафии

Почему люди хотят верить в рептилоидов, козни иллюминатов и самолет с мертвецами

Esquire
Зрение не спасло ночного попугая от заборов и машин Зрение не спасло ночного попугая от заборов и машин

Как устроено зрение ночного попугая?

N+1
Лет ми рид: 5 простых правил, которые помогут вам начать читать по-английски Лет ми рид: 5 простых правил, которые помогут вам начать читать по-английски

Инструкция для тех, кто еще не читает по-английски, но очень хочет начать

Esquire
План спасения План спасения

Если вам кажется, что мир обречен и ничего уже не исправить, вы не одиноки

Вокруг света
15 коротких советов про отношения, знакомства и свидания 15 коротких советов про отношения, знакомства и свидания

Минимум знаний, который принесет максимум пользы

Maxim
Спаривание наградило мышей лишним весом и сократило их жизнь Спаривание наградило мышей лишним весом и сократило их жизнь

Как спаривание способно изменить физиологию самок мышей

N+1
Время утечек: почему на удаленке сотрудники чаще похищают корпоративные секреты Время утечек: почему на удаленке сотрудники чаще похищают корпоративные секреты

Работа на удаленке создает новые риски для информационной безопасности

Forbes
Месть Чингисхана Месть Чингисхана

Вторжение монголов положило конец господству половцев в Великой степи

Дилетант
Таблетка от старости: Миф или реальность Таблетка от старости: Миф или реальность

Отрывок из книги биолога и научного журналиста Полины Лосевой о геронтологии

СНОБ
Извержение вулкана на Аляске связали с падением Римской республики Извержение вулкана на Аляске связали с падением Римской республики

Как извержение вулкана привело к политическим изменениям в западной цивилизации

N+1
Насколько близко можно подобраться к черной дыре Насколько близко можно подобраться к черной дыре

Минимальное безопасное расстояние до черных дыр без риска для жизни

Популярная механика
Реки вынесли треть черного углерода от лесных пожаров в океан Реки вынесли треть черного углерода от лесных пожаров в океан

Ежегодно реки выносят в океан более 30 процентов черного углерода

N+1
Ножки-сухарики. История одного воспоминания Ножки-сухарики. История одного воспоминания

Порой достаточно свести двух умирающих людей, чтобы тем самым продлить их жизнь

СНОБ
От звонка до звонка: что люди спрашивали в справочных службах до появления интернета От звонка до звонка: что люди спрашивали в справочных службах до появления интернета

В архиве Нью-Йоркской публичной библиотеки хранятся тысячи вопросов

Esquire
Эксклюзив Cosmo: Наталья Рудова о сериале Эксклюзив Cosmo: Наталья Рудова о сериале

Наталья Рудова о том, как отвечать на нетактичные вопросы

Cosmopolitan
«Сейчас легко испытывать страх или гнев. Сложнее — благодарить за то, что есть». Андрей Дороничев (Google) — о том, как управлять собой во время турбулентности «Сейчас легко испытывать страх или гнев. Сложнее — благодарить за то, что есть». Андрей Дороничев (Google) — о том, как управлять собой во время турбулентности

Андрей Дороничев о том, как управлять стрессом и принимать себя во время кризиса

Inc.
Маршрут для Грефа: зачем Сбербанк покупает конкурента «Яндекс.Карт» Маршрут для Грефа: зачем Сбербанк покупает конкурента «Яндекс.Карт»

Зачем Сбербанк покупает контрольную долю в компании 2ГИС

Forbes
Солнечная энергия в вашей квартире Солнечная энергия в вашей квартире

Когда-то давным-давно, ещё в СССР, в Москве работал магазин «Пионер»

Наука и жизнь
12 вариантов семьи — многомужество, групповой брак, полигиния и другие забавы 12 вариантов семьи — многомужество, групповой брак, полигиния и другие забавы

Сколько нужно жен для гармоничного брака?

Maxim
Стесняюсь спросить: 8 вопросов дерматологу о том, как победить проблему черных точек на лице Стесняюсь спросить: 8 вопросов дерматологу о том, как победить проблему черных точек на лице

Почему появляются черные точки и как с ними бороться?

Esquire
Почему люди по-разному воспринимают эмоции Почему люди по-разному воспринимают эмоции

Почему эмоции являются главным фактором в принятии многих решений

СНОБ
Держаться корней Держаться корней

Вершки и корешки все чаще перестают быть скромным гарниром

Bones
10 великих людей, которых выгнали из школы 10 великих людей, которых выгнали из школы

Отсутствие общего образования не помешало этим людям добиться успеха

Maxim
Открыть в приложении