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

Какими вырастают дети при «токсичных» мамах Какими вырастают дети при «токсичных» мамах

Кто такая токсичная мама?

Psychologies
За горизонтом событий черных дыр: прощальный «вальс» света За горизонтом событий черных дыр: прощальный «вальс» света

Горизонт событий — это гипотетическая трехмерная поверхность вокруг черной дыры

Популярная механика
Седьмой шейный позвонок: где живет воля? Седьмой шейный позвонок: где живет воля?

Точка Да Чуэй позволяет воздействовать на волю и энергию

Psychologies
10 самых знаменитых пари в истории 10 самых знаменитых пари в истории

Ты даже не представляешь, какие глупости на спор вытворяли люди!

Maxim
10 самых скандальных фильмов всех времен 10 самых скандальных фильмов всех времен

Жестокие, провокационные и (неспроста) запрещенные к прокату ленты

Esquire
Какое будущее ждет МКС после исторического запуска SpaceX Какое будущее ждет МКС после исторического запуска SpaceX

Появление нового перевозчика означает, что будущее МКС изменится

Популярная механика
Правила жизни Рэя Чарльза Правила жизни Рэя Чарльза

Музыкант, умер 10 июня 2004 года в возрасте 73 лет

Esquire
«Я теперь смело ношу купальники!»: женщина феноменально похудела ради мужа «Я теперь смело ношу купальники!»: женщина феноменально похудела ради мужа

35-летняя Эшли Страхан из Ланаркшира ради мужа похудела на 45 кг

Cosmopolitan
Шкатулка с секретом Шкатулка с секретом

Какие тайны хранятся в изящной черной коробочке

Лиза
Токсичные родственники: как оборвать связи Токсичные родственники: как оборвать связи

Можно ли перестать общаться с родственниками и как разрешить себе это сделать?

Psychologies
Данила Дунаев: «Мы часто путаем роли» Данила Дунаев: «Мы часто путаем роли»

Поэт, психолог, актер — все это один человек Данила Дунаев

Добрые советы
Будни физиков-ядерщиков: как и зачем они создают новые изотопы Будни физиков-ядерщиков: как и зачем они создают новые изотопы

Лаборотория, которая открыла самый легкий изотоп менделевия

Популярная механика
Как женщины в России используют краудфандинг и почему преуспевают в нем больше мужчин Как женщины в России используют краудфандинг и почему преуспевают в нем больше мужчин

Как менялся краудфандинг в России за последние 8 ле

Forbes
Наркоманка, шпионка... и продюсер в 16 лет: как Зендая стала знаменитой актрисой Наркоманка, шпионка... и продюсер в 16 лет: как Зендая стала знаменитой актрисой

Путь к успеху актрисы Зендаи Мари Штермер Коулман

Cosmopolitan
Жизнь в горах заставила тибетских антилоп отказаться от «взрослого» гемоглобина Жизнь в горах заставила тибетских антилоп отказаться от «взрослого» гемоглобина

Тибетские антилопы приспособились к жизни в условиях гипоксии неожиданным путем

N+1
Как огурчик! Как огурчик!

За 7 дней на этой диете ты потеряешь до 4 кг лишнего веса

Лиза
Идеальный пас: в чьих интересах урезание зарплат топ-менеджерам госкорпораций Идеальный пас: в чьих интересах урезание зарплат топ-менеджерам госкорпораций

Нужен ли предельно допустимый уровень годового дохода топ-менеджеров госкомпаний

Forbes
Елена Проклова, Наталья Селезнева и еще 8 советских актрис в купальниках Елена Проклова, Наталья Селезнева и еще 8 советских актрис в купальниках

Мы решили вспомнить самые яркие образы советских актрис в купальниках

Cosmopolitan
Чтобы кожа сияла Чтобы кожа сияла

Всего за неделю у моря кожа становится ухоженной и отдохнувшей

Худеем правильно
Государство выделит миллиард на минимизацию физических контактов россиян Государство выделит миллиард на минимизацию физических контактов россиян

Государство выделит миллиард в форме грантов на разработку любых приложений

Forbes
«Большую часть денег я хотел бы потратить при жизни»: почему миллиардер Светаков решил оставить детям «минимум» «Большую часть денег я хотел бы потратить при жизни»: почему миллиардер Светаков решил оставить детям «минимум»

Миллиардер Александр Светаков о том, почему к капиталу нужно быть готовым

Forbes
Портативный датчик избирательно посчитал концентрацию метанола и этанола Портативный датчик избирательно посчитал концентрацию метанола и этанола

Приложение на смартфоне покажет безопасность алкогольного напитка

N+1
Как расстаться с ненужными вещами: 10 идей японца Фумио Сасаки Как расстаться с ненужными вещами: 10 идей японца Фумио Сасаки

Из-за обилия предметов, копившихся годами, японец потерял контроль над жизнью

Psychologies
Американская летающая тарелка 1959 года Американская летающая тарелка 1959 года

В XX веке американские военные мечтали построить свою летающую тарелку

Популярная механика
10 фактов о кошках: киприоты, пацифисты, полиглоты 10 фактов о кошках: киприоты, пацифисты, полиглоты

Эти факты помогут узнать и понять кошек чуть больше

Популярная механика
Что такое феромоны и как работают афродизиаки Что такое феромоны и как работают афродизиаки

Как работают особые молекулы запаха, придающие телу притягательность

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

Каковы перспективы проектов в рамках делового сотрудничества России и Германии

РБК
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
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
Открыть в приложении