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oe1(光电查) - 科学论文

13 条数据
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  • [IEEE 2018智能系统与创新应用国际会议(INISTA) - 塞萨洛尼基(2018年7月3日-7月5日)] 2018智能系统与创新应用国际会议(INISTA) - 压电学家：一种新型基于压电原理的可穿戴心肺监测系统

    摘要： 本文阐述了一种新型可穿戴心肺参数监测传感器及其软件应用的设计、原型制作与软件开发。Piezologist是一款无感式胸戴设备，由贴片型传感器和移动应用程序组成。该传感器采用压电材料作为心肺信号传感元件，MetaWearC板作为信号采集单元——该板卡还支持蓝牙低功耗（BLE）技术用于原始信号传输。本系统的创新性在于：不仅像既往研究那样通过单张廉价压电片获取常规心肺参数（如心率、呼吸频率及周期），更成功利用同一传感器提取出心电图波形和血压数据。研究同时报道了传感器封装设计与原型制作对信号强度及封装体积/重量的影响。为验证性能，我们将该心肺监测系统与eHealth传感器套件中的三导联ECG传感器、Zephyr腰带式BioHarness传感器两款商用设备进行对比测试并汇报结果。验证过程证实，Piezologist提取的心肺信号与商用传感器获得的心跳、呼吸周期及ECG波形具有一致性。此外通过可用性研究对比了Piezologist与市售传感器在测量心肺参数时的用户体验，结果表明Piezologist有望取代现有的腰带式、手表式及三导联ECG商用传感器。

    关键词： 生物医学信号处理、心率提取、可穿戴传感器、传感器、生命体征、心电图波形、家庭医疗保健、心肺功能、心跳、移动医疗保健、呼吸频率

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 利用热成像相机评估呼吸频率的探索性研究

    摘要： 背景：呼吸频率是评估不适儿童和成人健康状况的重要生理指标。目前已有便捷的电子设备可测量脉搏、血压、血氧饱和度和体温，但用于儿童和成人急性评估的呼吸频率测量设备尚未普及临床?？⒁恢治扌杞哟セ颊咔揖际涤玫纳璞钢凉刂匾员苊馄拦婪绞揭⒌牟皇视跋於潦既沸?。 目的：本研究旨在评估热成像技术监测儿童和成人呼吸频率的应用价值。 方法：纳入接受择期多导睡眠监测的成人志愿者与儿童的面部热成像数据。将摄像机置于距受试者面部1米处，持续记录至少2分钟呼吸信号。将热成像仪数据与鼻腔热敏电阻、呼吸阻抗描记法、鼻腔气流及呼气末二氧化碳等接触式测量方法进行对比。 结果：共纳入61名受试者（41名成人，年龄27-46岁；20名儿童，年龄0.5-18岁）。热成像与接触式方法测得的呼吸频率相关性达r=0.94。通过算法迭代优化后实现实时测量，相关性提升至r=0.995。 结论：本探索性研究表明，热成像获取的儿童与成人呼吸频率与当前最佳标准方法高度吻合。经进一步优化后，该技术可应用于儿童及成人的急慢性临床监护场景。

    关键词： 呼吸频率、热成像、生命体征

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 利用热成像技术对啮齿动物进行远程福利监测

    摘要： 动物研究在诸多医学和科学突破中一直发挥着关键作用。它不仅能揭示疾病机制、遗传易感性及药物治疗原理，还引发了现代科学界关于实验动物使用的主要争议。为确保高标准的生物伦理要求，新出台的指令规定：尽可能以替代方案取代动物实验，减少实验动物数量，并优化实验流程以减轻其应激与痛苦。本文基于热成像技术（一种远程无接触检测手段），提出了两种评估啮齿类动物呼吸频率（RR）及探索行为与一般活动的新方法——这些参数正是动物福利评估的金标准。我们通过大鼠和小鼠实验验证了这两种方法的有效性：为测试呼吸频率算法的可行性，采集了麻醉啮齿动物的热成像视频；为验证活动监测能力，则采用旷场实验视频进行测试。呼吸频率评估结果显示，热成像技术与金标准（心电导出的呼吸频率）高度吻合，大鼠和小鼠的平均相对误差分别为0.50±0.15次/分钟和4.55±2.94次/分钟。第二种方法能精准监测并追踪动物活动。本研究证明，热成像技术为啮齿类动物呼吸频率与活动监测提供了极具前景的替代方案，有助于实现动物福利的远程评估。

    关键词： 生命体征、红外热成像、呼吸频率、远程监测、运动活动、运动热图、热成像技术、动物研究

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • [ACM出版社第五届国际研讨会 - 德国柏林（2018年9月20日至21日）] 第五届基于传感器的活动识别与交互国际研讨会论文集 - iWOAR '18 - 基于深度相机的呼吸频率估计

    摘要： 深度相机已被证实能够捕捉用户躯干与相机的微小距离变化，从而估算呼吸频率。多项研究表明，在特定条件下，通过分析深度数据的部分信息，可以准确估算出面向相机且保持静止的用户的呼吸频率。然而迄今为止，尚不清楚哪些因素可能阻碍该技术在任何环境中的应用、需要观察躯干的哪些区域，以及当人与RGB-D相机的距离较远时读数会受到何种影响。本文提出一个基准数据集，包含深度相机采集的点云数据，这些数据监测了7名志愿者在不同距离、采用不同躯干定位方法以及不同呼吸频率下的情况。研究发现，当人与相机的距离接近4米时，呼吸信号的信噪比会严重降低；而选取更大的胸部观测窗口效果尤为显著。此外，深度相机的采样率也会对信号质量产生重大影响。

    关键词： ToF传感、Kinect v2、呼吸频率、呼吸测量、非接触式测量

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 采用项目式教学法讲授独立的光学与激光课程

    摘要： 使用可穿戴传感器获取的记录中识别无效数据尤为重要，因为移动患者的数据通常比非移动患者的噪声更大。本文提出一种信号质量指数（SQI），用于评估通过可穿戴传感器采集的心电图（ECG）和光电容积图（PPG）信号能否获得可靠心率（HR）。算法在人工标注数据上验证，对ECG达到94%灵敏度和97%特异度，对PPG达到91%和95%。此外，我们提出SQI的两项应用：首先，通过将SQI作为节能策略触发器，可在仅轻微损失有效生命体征数据的情况下，将ECG记录时间减少94%，PPG减少93%；其次，展示如何利用SQI降低从PPG估算呼吸率（RR）的误差。两项应用的性能均在能自主行走的住院患者临床研究数据上进行了评估。

    关键词： 电池续航、可穿戴传感器、呼吸频率（RR）、心电图（ECG）、信号质量、远程监测、光电容积图（PPG）

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 使用红外视频对住院患者人群呼吸频率的评估：一项观察性研究

    摘要： 呼吸频率（RR）是患者病情恶化最敏感的指标之一。然而临床医护人员测量时存在显著观察者间差异，且心电图生物阻抗等临床常用监测方式易产生误差。本研究采用红外热成像技术（IRT）对重症监护病房危重患者进行呼吸频率监测，该单中心研究通过两名观察者计数27例拔管ICU患者的呼吸频率，并分别与心电图生物阻抗及不同距离（0.4-0.6米/＞1米）IRT测得的呼吸频率进行对比。采用两种独立计算机视觉算法的IRT测频在0.4-0.6米距离表现优于心电图测频：自相关估计器平均偏差为-0.667次/分钟，快速傅里叶变换估计器平均偏差为-1.000次/分钟；超过1米距离时未获得统计学显著信号。全频段分析显示IRT测频与人工计数存在显著相关性（皮尔逊系数0.796-0.943，p＜0.001），而人工计数与心电图测频仅在＞19次/分钟时显著相关（r=0.562，p=0.029）。0.4-0.6米距离IRT测频与金标准人工计数的总体一致性良好，且优于心电图生物阻抗。非接触式IRT呼吸频率监测有望成为病房及亚急性住院患者的常规监测手段。

    关键词： 监测、重症监护、呼吸频率、红外线、非接触式

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 一种通过光电容积脉搏波描记法估计呼吸频率的信号处理方法

    摘要： 监测呼吸状况对判断患者健康状态至关重要，尤其在术前术后阶段。然而许多传统方法难以应用于自主呼吸患者。本文提出一种通过光电容积图信号估算呼吸频率的方法——这种非侵入式传感器通过测量患者血管的光反射并计算血流变化来获取每分钟心率估算值。PPG信号还包含呼吸相关信息，因此可通过信号处理获得呼吸频率?；谑致瞬ǖ母梅椒ū患芍量纱┐魃璞福?0名志愿者身上进行测试，并与传统测量方式的结果进行对比。数据显示，该设备测量结果与传统方法无统计学显著差异。

    关键词： 生物医学信号处理、远程医疗、光电容积描记法、呼吸频率

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • [2018年IEEE第20届国际电子健康网络、应用与服务会议（Healthcom）- 捷克共和国奥斯特拉瓦（2018.9.17-2018.9.20）] 2018年IEEE第20届国际电子健康网络、应用与服务会议（Healthcom）- 用于监测人体生命体征的智能医用聚二甲基硅氧烷

    摘要： 本文聚焦于采用智能传感器对人体生命体征进行无创监测的当前趋势。文中描述了一种由薄层聚二甲基硅氧烷（PDMS）与单个对称布置的光纤布拉格光栅（FBG）构成的传感器垫。PDMS材料具有抗电磁干扰（EMI）特性且对人体皮肤呈惰性。通过融合光纤技术与PDMS，形成了不仅适用于传统医院环境，还能应用于磁共振成像（MRI）等强电磁干扰环境的SMART PAD传感器。所阐述的基础监测参数包括人体的呼吸频率（RR）和心率（HR）。实验数据采集自10名签署书面同意书的志愿者在实验室环境下的测试结果，采用生物医学研究统计方法中的Bland-Altman（B-A）法对获取数据进行比对分析。

    关键词： 心率、呼吸频率、光纤布拉格光栅、生命体征监测、聚二甲基硅氧烷

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • [IEEE 2018年第40届国际医学与生物工程院大会(EMBC) - 美国夏威夷檀香山(2018年7月18日-2018年7月21日)] 2018年第40届IEEE医学与生物工程院国际年会(EMBC) - 基于腕戴式光学系统的夜间呼吸与心脏监测

    摘要： 睡眠监测能提供个体整体健康状况的重要信息，并有助于诊断睡眠相关疾病。多导睡眠图被视为该领域的黄金标准，但其设备笨重，因此不适合长期分析。我们在此展示一种非侵入式可穿戴系统，通过使用光电容积描记法，可在夜间可靠地估算逐搏间隔、脉率和呼吸频率。该方法的性能在弗里堡大学心理学系进行了实证评估。每位参与者佩戴两枚Ava智能手环，并以完整的多导睡眠监测设备作为参照基准。结果显示：逐搏间隔的平均绝对误差为17.4毫秒（平均绝对百分比误差1.8%），脉率为0.13次/分钟（平均绝对百分比误差0.20%），呼吸频率为0.9次/分钟（平均绝对百分比误差6.7%）。

    关键词： 脉率、心跳间期、可穿戴系统、睡眠监测、光电容积描记法、呼吸频率

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • [ACM出版社第七届国际研讨会 - 中国深圳（2018年11月4日-2018年11月4日）] 第七届现实世界嵌入式无线系统与网络国际研讨会论文集 - RealWSN'18 - 基于超宽带雷达的车辆无接触式呼吸频率监测

    摘要： 监测人体生命体征是评估个人整体健康状况以及检测呼吸窘迫或心脏病发作等事件的基础。由于驾车占据日常生活的相当部分时间，在驾驶过程中监测驾驶员生命体征对于早期发现潜在健康问题十分必要。但同时也要确保监测过程不会分散驾驶员注意力或造成不适。因此，开发非接触式且无处不在的生命体征监测技术是一项挑战。本文提出利用脉冲超宽带（UWB）雷达实现驾驶员无接触式呼吸频率监测。我们证实UWB频段能反射人体信号，并验证该雷达可检测微小的胸部运动。设计了两种信号处理方法用于在线和离线分析。我们在车内研究了16个不同雷达位置，以实现驾驶时身体运动状态下稳健的呼吸频率监测?；乖诘钡爻鞘械缆方惺笛?，最终获得每分钟平均1.06次的呼吸频率估算误差。

    关键词： 智能驾驶、超宽带、呼吸频率、医疗保健

    更新于2025-09-10 09:29:36