Prueba de concepto cuantitativa de monitoreo de la respiración utilizando hilo piezoeléctrico portátil de baja energía
Autores: Horie, Kenta; Al Farisi, Muhammad Salman; Hasegawa, Yoshihiro; Matsushima, Miyoko; Kawabe, Tsutomu; Shikida, Mitsuhiro
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Prueba de concepto cuantitativa de monitoreo de la respiración utilizando hilo piezoeléctrico portátil de baja energía
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Sensores portátiles
Frecuencias de signos vitales
Datos cuantitativos
Volumen tidal respiratorio
Flujo de aire en la boca
Sensor de hilo piezoeléctrico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 40
Citaciones: Sin citaciones
Actualmente, los sensores portátiles pueden medir las frecuencias de signos vitales, como la frecuencia respiratoria, pero no logran proporcionar datos cuantitativos, como el volumen tidal respiratorio. Mientras tanto, el flujo de aire en la boca lleva tanto las señales respiratorias de frecuencia como las cuantitativas. En este estudio, proponemos un método para calibrar un sensor de hilo piezoeléctrico portátil colocado en el pecho utilizando el flujo de aire de la boca para una monitorización precisa de la respiración cuantitativa. Antes de los ensayos en humanos, presentamos un ventilador artificial como sujeto de prueba. Para validar el concepto propuesto, incorporamos un sensor de flujo de aire en miniatura en la salida del ventilador, que simula la respiración humana, y colocamos un hilo piezoeléctrico portátil en el pistón, que se mueve periódicamente para imitar el movimiento del pecho humano. Las lecturas de salida integradas del sensor portátil se alinearon con las mediciones de la tasa de flujo de aire, demostrando su capacidad para monitorear con precisión no solo la frecuencia respiratoria, sino también métricas cuantitativas como el volumen respiratorio. Finalmente, se demostró la medición del volumen tidal utilizando el hilo piezoeléctrico portátil.
Descripción
Actualmente, los sensores portátiles pueden medir las frecuencias de signos vitales, como la frecuencia respiratoria, pero no logran proporcionar datos cuantitativos, como el volumen tidal respiratorio. Mientras tanto, el flujo de aire en la boca lleva tanto las señales respiratorias de frecuencia como las cuantitativas. En este estudio, proponemos un método para calibrar un sensor de hilo piezoeléctrico portátil colocado en el pecho utilizando el flujo de aire de la boca para una monitorización precisa de la respiración cuantitativa. Antes de los ensayos en humanos, presentamos un ventilador artificial como sujeto de prueba. Para validar el concepto propuesto, incorporamos un sensor de flujo de aire en miniatura en la salida del ventilador, que simula la respiración humana, y colocamos un hilo piezoeléctrico portátil en el pistón, que se mueve periódicamente para imitar el movimiento del pecho humano. Las lecturas de salida integradas del sensor portátil se alinearon con las mediciones de la tasa de flujo de aire, demostrando su capacidad para monitorear con precisión no solo la frecuencia respiratoria, sino también métricas cuantitativas como el volumen respiratorio. Finalmente, se demostró la medición del volumen tidal utilizando el hilo piezoeléctrico portátil.