پایش آهنگ تنفس با استفاده از سیگنال اطلاعات حالت کانال ESP۳۲

پایش آهنگ تنفس به عنوان یکی از علائم حیاتی کلیدی، نقش مهمی در مراقبت از سالمندان، بیماران تنفسی و مدیریت بیماری های واگیردار ایفا می کند. روش های سنتی مبتنی بر حسگرهای متصل به بدن، با محدودیت هایی نظیر نقض حریم خصوصی، ناراحتی بیمار، هزینه بالا و خطر انتقال عفونت مواجه هستند. در این پژوهش، یک روش کم هزینه، بدون تماس و مبتنی بر سیگنال های وای فای برای تخمین پیوسته آهنگ تنفس ارائه شده است. داده های اطلاعات حالت کانال با استفاده از دو ماژول ESP۳۲ به عنوان فرستنده و گیرنده جمع آوری گردید و دو الگوریتم مرجع Burimas و VitalCSI با وجود تفاوت در سخت افزار اصلی، بر روی داده های جمع آوری شده بازتولید و پیاده سازی شدند. به منظور بهبود عملکرد، سه تغییر بر روی روش Burimas شامل میانگین گیری از همه زیرحامل ها، تفریق سیگنال اتاق خالی و انتخاب بهترین زیرحامل اعمال گردید. با توجه به عملکرد ضعیف روش Burimas در تنفس های سریع و روش VitalCSI در تنفس های آهسته، یک روش ترکیبی جدید با عنوان انتخاب گر خودکار پیشنهاد شده است که بر اساس فرکانس غالب سیگنال، به صورت خودکار بهترین روش را برای هر بازه زمانی انتخاب می کند. روش پیشنهادی بر روی داده های ۴ فرد سالم با ۵ نرخ تنفس کنترل شده در محدوده ۹ تا ۲۱ تنفس در دقیقه ارزیابی گردید. نتایج نشان می دهد که روش ترکیبی با میانگین خطای مطلق ۲/۲ تنفس در دقیقه، عملکردی متعادل در هر دو محدوده تنفس آهسته و سریع داشته و نسبت به روش مرجع VitalCSI که خطایی معادل ۲۴/۳ تنفس در دقیقه داشت، بهبودی معادل ۳۲% را ارائه می دهد. همچنین ریشه میانگین مربعات خطا برابر ۱۴/۳ تنفس در دقیقه محاسبه شده و ۷۰% تخمین ها دارای خطای کمتر از ۴/۲ تنفس در دقیقه هستند که بیانگر قابلیت اطمینان بالای روش در کاربردهای عملی نظیر مراقبت خانگی و پایش از راه دور بیماران می باشد.

کلیدواژه ها:

پایش آهنگ تنفس ، اطلاعات حالت کانال ، بدون تماس ، ESP۳۲