Принципы системы обнаружения функции дыхания с использованием гибких датчиков и приложения
- Авторы: Ян И.1, Линь И.2, Се Б.3, Лю С.L.1, Демихов Е.И4
-
Учреждения:
- Сямэньский университет, Китай
- Первая клиническая больница Сямэньского университета, Китай
- Больница провинции Фуцзянь, Китай
- Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук
- Выпуск: Том 8, № 7 (2025)
- Страницы: 37-47
- Раздел: СТАТЬИ
- URL: https://ogarev-online.ru/2658-3313/article/view/377543
- ID: 377543
Цитировать
Аннотация
в данной статье представлена носимая респираторная спектрометрия, использующая технологию динамического измерения влажности для мониторинга функции легких. Традиционные тесты измеряют изменения потока воздуха и давления при дыхании с помощью механических датчиков (например, дифференциальных датчиков давления или турбинных датчиков), оценивая такие параметры, как пик экспираторного потока (PEF) и форсированную жизненную емкость (FVC). Спектрометр, основанный на законе Дарси, связывает скорость потока газа с разностью давления, устанавливая количественную зависимость между PEF, FVC и изменениями сигналов датчиков. Результаты показывают линейную зависимость между изменениями влажности и PEF, с ошибками PEF ниже 10%, погрешностями соседних тестов менее 5% и ошибками частотной характеристики ниже 12%, что соответствует отраслевым стандартам. По сравнению с традиционными спирометрами, спектрометр достигает значительно меньших ошибок для PEF (0,35%) и FVC (0,23%). Даже при свободном дыхании (PEF 12-24 л/мин, FVC 0,5-0,7 л) сохраняется линейная зависимость между изменениями сигнала и объемом дыхания, что позволяет осуществлять непрерывный, реальный мониторинг функции легких и дистанционное управление заболеваниями дыхательных путей. В заключение, носимый спектрометр обеспечивает точный мониторинг функций легких в реальном времени с минимальными ошибками, что делает его подходящим инструментом для дистанционного наблюдения за состоянием дыхательной системы.
Об авторах
Инчи Ян
Сямэньский университет, Китай
Ихуа Линь
Первая клиническая больница Сямэньского университета, Китай
Баосун Се
Больница провинции Фуцзянь, Китай
Сяньян Liu Лю
Сямэньский университет, Китай
Е. И Демихов
Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук
Email: edemikhov@gmail.com
Список литературы
- Инь П., Ван Л., Лю С., Лю Я., Лю Дж., Ю Дж., Цзэн С., Чжоу М., Бремя хронической обструктивной болезни легких среди людей в возрасте старше 15 лет в 1990 и 2010 годах в Китае // Китайский журнал профилактической медицины. 2015. Т. 49. № 4. С. 334.
- Соде Б.Ф., Даль М., Нордестгаард Б.Г. Инфаркт миокарда и другие сопутствующие заболевания у пациентов с хронической обструктивной болезнью легких: датское общенациональное исследование с участием 7,4 миллиона человек // Европейский кардиологический журнал. 2011. Т. 32. № 19. С. 2365 – 2375.
- Риз Дж.Т., Блау Х., Казираги Е., Бергквист Т., Лумба Дж.Дж., Каллахан Т.Дж., Ларауэй Б., Антонеску К., Коулман Б., Гаргано М., Уилкинс К. Дж., Каппеллетти Л., Фонтана Т., Аммар Н., Антони Б., Мурали Т. М., Кофилд Дж.Х., Карлебах Г., МакМюррей Дж.А., Уильямс А., Моффитт Р., Банерджи Дж., Соломонидес А.Е., Дэвис Х., Костка К., Валентини Г., Санер Д., Чут К. Г., Мэдлок-Браун К., Хаэндель М. А., Робинсон П. Н., Консорциум НК, Консорциум Р. Консорциум N3C; Консорциум по ВОССТАНОВЛЕНИЮ. Поддающиеся обобщению долгосрочные подтипы COVID: результаты программ NIH N3C и RECOVER // Эбиомедицина. 2023. № 87. С. 104413.
- Линь Н., Лю С.Я. Корреляция между иерархической структурой кристаллических сетей и макроскопическими характеристиками мезоскопических мягких материалов и инженерными принципами // Обзоры химического общества. 2015. Т. 44. № 21. С. 7881 – 7913.
- Моин А., Чжоу А., Рахими А., Менон А., Бенатти С., Александров Г., Тамакло С., Тинг Дж., Ямамото Н., Хан Я., Бургхардт Ф., Бенини Л., Ариас А.К., Рабей Дж. М. Носимая биосенсорная система с адаптивным машинным обучением внутри сенсора для распознавания жестов рук // Природная электроника. 2021. Т. 4. № 1. С. 54 – 63.
- Ху Ф., Ли В., Цзоу М., Ли Я., Чэнь Ф., Линь Н., Го В., Лю С. Я. Подкожная передача энергии/сигнала на основе шелкового фиброина с ап-конверсионным фотонным усилением // АСН Нано. 2020. Т. 15. № 6. С. 9559.
- Ма Л., Ву Р., Патил А., Чжу С., Мэн З., Мэн Х., Хоу Ц., Чжан Я., Лю Ц., Ю Р., Ван Дж., Линь Н., Лю С. Я. Полностью текстильный беспроводной гибкий датчик влажности для физиологического мониторинга человека // Передовые функциональные материалы. 2019. Т. 29. № 43. С. 45 – 49.
- Лу Ч.-Ш., Цзян Ц.-Ж., Ван С., Ли К.-И., Линь Г.-Я., Ян И.-Ц., Линь И.-Х., Чжэн Г.-И., Се Б.-С., Лю С.-Я. Носимая система определения функции дыхания на основе динамического измерения влажности: принцип и экспериментальное сравнение определения функции легких // Acta Physica Sinica. 2024. Т. 73. № 3. С. 25.
- Хаяши Т., Сано Я., Шигемацу Х., Сугимото Р., Сакао Н., Сакауэ Т. Корреляция между фактическим значением измерения после резекции доли легкого и прогнозируемым значением объема форсированного выдоха за 1 секунду // Журнал торакальной онкологии. 2019. Т. 14. № 10. С. 601.
- Феттер К. У. Прикладная гидрогеология. М.: Мир, 2001. 616 с. Цзя С.-Я., Ван С.-Ж., Цзян Я.-Я., Ань М.-Ц., Пэй Д.-Ц., Ли Ц.-П., Чжоу Ц.-Х. Минерва // Анестезиология. 2023. Т. 89. № 9. С. 762.
- Цзя X.-Y., Ван X.-R., Цзян Y.-Y., Ань M.-Z., Пэй D.-Q., Ли Z.-P., Чжоу Q.-H. Влияние интраоперационного низкого по сравнению с обычным дыхательным объемом на частоту послеоперационного острого повреждения почек после несердечной операции: двухцентровое рандомизированное клиническое исследование // Minerva Anestesiologica. 2023. Т. 89. № 9. С. 762.
Дополнительные файлы
