使用可调节的FBG传感器单元监测鼻腔呼吸
Xiyan Yan1,2, Yan Feng1,2, Min Xu3
1Robotics Institute, School of Mechanical and Automotive Engineering, Shanghai University of Engineering Science, Shanghai 201620, China.
Sensors (Basel, Switzerland)
|July 12, 2025
概括
这项研究介绍了一种可调节的纤维布拉格格 (FBG) 传感器,用于鼻腔呼吸监测. 封装的FBG (FBG1) 显示出高于裸体FBG (FBG2) 的性能,表明压力压力.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 光学传感技术的技术
- 可穿戴健康监测设备
背景情况:
- 精确监测呼吸模式对于诊断和管理各种疾病至关重要.
- 现有的呼吸监测系统可能缺乏适应个体生理差异或最佳灵敏度的适应性.
研究的目的:
- 开发和评估可调节的纤维布拉格格 (FBG) 传感器单元,用于个性化的鼻腔呼吸监测.
- 为了比较两个FBG配置 (封装与裸体) 的呼吸监测性能.
主要方法:
- 设计了一个可调节的FBG传感器单元,可适应不同面部尺寸的可适应耳挂器.
- 使用了两个FBG配置:封装FBG (FBG1) 和裸体FBG (FBG2).
- 进行温度和压力灵敏度的校准,并使用随机森林算法对志愿者进行呼吸测试进行分析.
主要成果:
- 与FBG2 (1.18 pm/N) 相比,FBG1表现出更高的压力灵敏度 (2.05 pm/N).
- 传感装置在男性和女性志愿者中有效地区分了静止和运动状态之间的呼吸速率.
- 随机森林算法确定FBG1在呼吸监测方面优越,强调了压力灵敏度的积极影响.
结论:
- 可调节的FBG传感器为个性化鼻腔呼吸监测提供了一个有前途的解决方案.
- 封装FBG (FBG1) 在呼吸监测中提供了更高的准确性,这可能是由于它们对压力变化的敏感性.
- 这项技术在远程患者监测和呼吸系统健康诊断方面具有潜在的应用.
