Сочинение на тему Текстильный волоконно-оптический датчик микроизгибов для контроля сердцебиения и дыхания

В статье описан метод измерения одновременно сердцебиения и дыхания человека в положениях стоя и сидя. Поясняется новый метод проектирования для измерения основных показателей жизнедеятельности человеческого тела с использованием волоконно-оптических датчиков в текстильной конструкции. Секция многомодового оптического волокна, расположенная между параллельными полосами, действует как микробонд, интегрирующийся на эластичную подложку. Конструкция основана на «Волоконно-оптической теории микроизгиба». Полученные значения пульса от сенсорной системы соответствуют измерениям, взятым из коммерческого метода SpO2. Для проверки частоты дыхания был проведен ручной подсчет дыхания. Мы характеризуем частотную характеристику датчика с помощью имитационной установки и находим, что чувствительность датчика достаточно велика при 105 об / мин, хотя она уменьшается с увеличением скорости двигателя.

Разработанный метод предлагает различные преимущества. Текстильный волоконно-оптический датчик очень удобен для ношения благодаря эластичной природе подложки. Принцип мониторинга сердцебиения и дыхания с помощью волоконно-оптических датчиков основан на вибрациях тела, которые вызываются сердцебиением и функциями дыхания. Жизненно важные показатели человека важны для мониторинга здоровой жизни, особенно людей с определенными потребностями и пожилых людей.

Непрерывный мониторинг этих жизненно важных функций и домашняя диагностика могут помочь выявить различные заболевания, связанные с сердцем, такие как сердечная недостаточность, сердечный приступ и инсульт. Для постоянного наблюдения за показателями жизнедеятельности необходимо прикрепить к телу датчики, например, частота пульса может быть определена путем размещения электродов на коже и мониторинга электрокардиограммы, которая может вызвать раздражение кожи и дискомфорт пациента. В последние годы было разработано несколько методов и устройств на основе волоконно-оптических датчиков для мониторинга сердцебиения и дыхания. Несколько исследовательских групп сообщили о мониторинге показателей жизнедеятельности на основе метода волоконной интерферометрии. Датчики волоконной решетки Брэгга использовались для мониторинга сердечной деятельности и дыхания, но они считаются дорогостоящими и сложными. В январе 2014 года исследователи из Университета науки и технологии Хуажонг в Китае сообщили о неинвазивном датчике дыхания на основе волоконного лазера в J. of Biomedical Optics, но датчик волоконного лазера контролировал единственное сердцебиение, и система датчиков была слишком сложной и дорого. В 2004 году исследователи из Virginia Tech провели несколько исследований пространственно распределенных интегрирующих многомодовых волоконно-оптических датчиков и разработали интеллектуальную кровать для ненавязчивого мониторинга дыхания, частоты сердечных сокращений и движения пациента.

Оптоволоконные датчики можно использовать для измерения показателей жизнедеятельности, поскольку они обладают рядом преимуществ, таких как электромагнитная стойкость, химически инертный характер, искробезопасные режимы работы и легкий вес. Оптическое волокно не выделяет тепло. Они не чувствительны к электрическим разрядам, которые имеют значительные преимущества при использовании рядом с биомедицинскими устройствами или в диагностической среде. Микроизгибающие оптоволоконные датчики, разработанные нашей группой для измерения показателей жизнедеятельности, были встроены в подушки благодаря своей простоте и низкой стоимости реализации. Он может измерять частоту дыхания, частоту сердечных сокращений и движения тела одновременно и неинвазивно, и подходит для долгосрочного непрерывного мониторинга без каких-либо ограничений активности пользователя и без необходимости контакта с кожей. Оптическое волокно в некотором роде является нитью и может обрабатываться как обычные текстильные нити, в сердцевине оптического волокна будет происходить распознавание. Для встраивания чувствительных к волокну элементов в текстильные ткани можно использовать несколько технологий, таких как вязание с помощью укутывания и утка, плетение и сшивание. В этой статье представлен новый периодический волоконно-оптический датчик микроизгибов, встроенный в эластичный текстиль для контроля сердцебиения и дыхания.

Как изготовление текстильного волоконного датчика, так и демодуляция намного проще и экономичнее, и предлагаемый текстильный датчик может обеспечить высокий ______ * волоконно-оптический датчик микроизгибов, используемый для мониторинга чувствительности сердцебиения и дыхания одновременно для измерения сердцебиения и дыхания и неинвазивно. Он может быть встроен в пояс и может использоваться для измерения сердцебиения и дыхания одновременно из разных мест человека с помощью одного датчика и системы. Он сможет обеспечить широкий спектр приложений для мониторинга здравоохранения. Первым шагом в поиске литературы является определение темы изучения, которая ведет к теме интереса. Выбор правильных ключевых слов очень важен для достижения точной цели.

Наиболее распространенный метод поиска в литературе – использование сайтов поисковых систем, таких как Google Scholar, PubMed и т. д. Рис. 1. Блок-схема, показывающая метод поиска в литературе для поиска связанных статей с критериями исключения и включения с помощью ключевого слова «Волоконно-оптические датчики». ”В Google Scholar 979,000 Результаты были найдены. Так как статьи были в широком спектре, небольшая модификация ключевого слова „волоконно-оптические датчики для мониторинга здоровья? была предпринята попытка, и номера статей были сокращены до 102 000. Многие исследования в настоящее время основаны на сенсорной системе для мониторинга здоровья; следовательно число было все еще высоким. Поэтому был применен фильтр по годам, и были выбраны документы только после 2013 года, что позволило сократить количество статей до 17 000. Наша цель исследования была ограничена измерением жизненно важных функций человеческого организма с помощью волоконно-оптических датчиков. Данные измерения сердцебиения были выбраны ввиду их значимости для безопасности здоровья.

Теперь измененное ключевое слово «Текстильные волоконно-оптические датчики для мониторинга здоровья» было использовано в Google scholar, и была получена только 1 статья «Текстильный волоконно-оптический датчик микроизгибов, используемый для мониторинга сердцебиения и дыхания». разрабатывает метод разработки интеллектуального недорогого метода измерения сердцебиения и дыхания в организме человека. Был также использован исследовательский движок PubMed, специфичный для биомедицинских исследований, и были получены различные документы, связанные с измерением показателей жизнедеятельности, и помогли установить дальнейшие отношения с нашей выбранной статьей. Анализ данных «Волоконно-оптическая теория микроизгиба» используется в этом методе для измерения вибрации, что уже доказано. Вибрации тела, вызванные дыханием и сердцебиением, используются для модуляции интенсивности света в микроизгибающемся волокне. Сгенерированный сигнал затем принимается фотоприемником в оптическом приемопередатчике и передается в компьютерную систему через устройство Bluetooth. Затем сигнал обрабатывается программой Lab View.