Технические науки

Белый шум использовали для мониторинга дыхания младенцев

Dennis Wise/University of Washington

Исследователи из Вашингтонского университета разработали новый интеллектуальный динамик, который позволяет устройству использовать белый шум, чтобы успокоить спящих младенцев и фиксировать их дыхание и движения. Работа ученых будет представлена на конференции MobiCom 2019.

«Одна из самых больших проблем, с которыми сталкиваются новоиспеченные родители, — им нужно убедиться, что их дети достаточно спят. Они также хотят следить за своими детьми, пока те спят. Имея это в виду, мы стремились разработать систему, которая сочетает успокаивающий белый шум с возможностью ненавязчиво измерять движение и дыхание ребенка», — сказал соавтор статьи доктор Джейкоб Саншайн, ассистент профессора анестезиологии и медицины боли в Вашингтонском университете.

Белый шум — это комбинация различных звуковых частот, создающая кажущийся случайным успокаивающий звук, который скрывает другие шумы, могущие разбудить спящего ребенка. Чтобы использовать белый шум в качестве инструмента для мониторинга дыхания, команде необходимо было разработать метод для обнаружения крошечных изменений в сигнале белого шума, который воспроизводит смарт-динамик, и белого шума, который отражается от тела ребенка в микрофон динамика.

Фиксация дыхания у младенцев имеет дополнительную сложность: движение их грудной клетки настолько незначительное, что «умный» динамик должен точно знать, где находятся дети, чтобы «видеть» их дыхание. Но новая программа, созданная учеными, хорошо справляется с этой задачей. Она получила названием BreathJunior. В ходе своей работы это программное обеспечение отслеживает как колебания грудной клетки, так и движения детей в кроватках. Также BreathJunior может улавливать звук детского плача.

Команда создала прототип смарт-динамика для тестирования BreathJunior на симуляторе. Исследователи установили тренажер, который «дышал» с определенной скоростью, что позволило им проверить, насколько хорошо BreathJunior фиксирует дыхание разной частоты — от 20 вдохов в минуту до 60. Тренажер также позволил команде проверить, может ли BreathJunior обнаруживать аномальные паттерны дыхания, такие как апноэ, распространенное у детей, родившихся раньше срока. Система хорошо показала себя во время обоих тестов.

Затем команда проверила, насколько хорошо их прототип отслеживал дыхание реальных младенцев в отделении интенсивной терапии новорожденных. Там дети были подключены к проводным, стационарным респираторным мониторам, поэтому команда могла сравнить их показания с BreathJunior. Система была в состоянии точно определить частоту дыхания до 65 вдохов в минуту.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.