灵活的基于织传感器的呼吸监测智能T恤:设计,开发和初步验证

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 可穿戴技术可穿戴技术
• 生理监测 生理监测

背景情况:

• 通过可穿戴设备监测呼吸速率 (fR),可以了解健康和体育表现.
• 服装中的应变传感器是有希望的,但需要在放置和信号质量方面进行优化.
• 嵌入式传感器的计量特性经常被忽视.

研究的目的:

• 设计,开发和评估使用两个灵活的应变传感器进行FR监测的智能T恤的可行性.
• 为了确定最佳的传感器放置考虑信号大小和质量.
• 执行嵌入式传感器的计量表征.

主要方法:

• 开发了一款智能T恤,配有两个灵活的应变传感器用于FR监控.
• 使用运动捕捉系统来确定最佳的传感器放置在胸壁上的位置.
• 对静态和循环负荷的传感器响应进行了测量特征,并在各种活动中对健康志愿者评估了系统可行性.

主要成果:

• 传感器表现出显著的静态灵敏度 (9.4 Ω⋅%-1和9.1 Ω⋅%-1) 和循环负载响应 (min. 在每小时36次) 的hysteresis为20.4%.
• 综合的双传感器系统在所有受试者和测试中实现了0.32bpm的平均绝对误差.
• 综合传感器性能超过了单个传感器的精度 (0.53bpm对于传感器A,0.78bpm对于传感器B).

结论:

• 最佳的传感器位置评估必须考虑信号幅度和信号质量,以有效监控fR.
• 嵌入式传感器的计量表征对于可穿戴呼吸道监测系统至关重要.
• 开发的智能T恤提供了一个可行且准确的解决方案,用于在各种条件下进行FR监控.