KFU. Card publication. Построение системы определения частоты поверхностного дыхания по данным виброметрических сенсоров смартфона

KAZAN
FEDERAL UNIVERSITY

- RUS
- 中文
- ES

ПОСТРОЕНИЕ СИСТЕМЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧАСТОТЫ ПОВЕРХНОСТНОГО ДЫХАНИЯ ПО ДАННЫМ ВИБРОМЕТРИЧЕСКИХ СЕНСОРОВ СМАРТФОНА

Form of presentation

Articles in Russian journals and collections

Year of publication

2023

Язык

русский

Authors, employees of KFU

Egorchev Anton Aleksandrovich, author

Pashin Dmitriy Mikhaylovich, author

Sarambaev Nikita Andreevich, author

Chikrin Dmitriy Evgenevich, author

Bibliographic description in the original language

Chikrin D. E., Egorchev A. A., Pashin D. M., Sarambaev N. A. Postroenie sistemy opredeleniya chastoty poverkhnostnogo dykhaniya po dannym vibrometricheskikh sensorov smartfona // Izvestiya YuFU. Tekhnicheskie nauki.. - 2023. - №4. - S. 35-42.

Annotation

Издание ЮФУ. Технические науки

Keywords

Частота дыхания, мобильное приложение, трёхосевой акселерометр, полосовой фильтр Баттерворта, анализ независимых компонент (ICA), спектральный анализ

The name of the journal

Издание ЮФУ. Технические науки

URL

https://izv-tn.tti.sfedu.ru/index.php/izv_tn/article/view/826/1012

Please use this ID to quote from or refer to the card

https://repository.kpfu.ru/eng/?p_id=297736&p_lang=2

Full metadata record

Field DC	Value	Language
dc.contributor.author	Egorchev Anton Aleksandrovich	ru_RU
dc.contributor.author	Pashin Dmitriy Mikhaylovich	ru_RU
dc.contributor.author	Sarambaev Nikita Andreevich	ru_RU
dc.contributor.author	Chikrin Dmitriy Evgenevich	ru_RU
dc.date.accessioned	2023-01-01T00:00:00Z	ru_RU
dc.date.available	2023-01-01T00:00:00Z	ru_RU
dc.date.issued	2023	ru_RU
dc.identifier.citation	Чикрин Д. Е., Егорчев А. А., Пашин Д. М., Сарамбаев Н. А. Построение системы определения частоты поверхностного дыхания по данным виброметрических сенсоров смартфона // Известия ЮФУ. Технические науки.. - 2023. - №4. - С. 35-42.	ru_RU
dc.identifier.uri	https://repository.kpfu.ru/eng/?p_id=297736&p_lang=2	ru_RU
dc.description.abstract	Издание ЮФУ. Технические науки	ru_RU
dc.description.abstract	Современные реалии ставят человечеству задачи по цифровизации в различных об- ластях работы и быта, ускоряя срок выполнения задач и облегчая их. Современная техни- ка, оснащенная датчиками, которые можно использовать для предварительной диагно- стики, позволяет выявлять различные симптомы, которые могут являться причиной по- сещения медицинских учреждений. Это позволяет выиграть время – очень ценный ресурс, когда речь идет о жизни человека. Поэтому возможность выполнять такую диагностику, в частности, определение частоты дыхания, является актуальной задачей на сегодняшний день. В статье представлен метод определения частоты дыхания с использованием трех- осевого акселерометра на мобильном устройстве. Данный метод может быть использо- ван в приложении мониторинга состояния здоровья пользователя при отсутствии смарт- часов. Метод позволяет пользователю измерять частоту дыхания человека только при условии того, что пользователь находится в сидячем положении и мобильное устройство, оснащенное необходимым датчиком, расположено в верхней передней области бедра (об- ласть кармана). Алгоритм по определению частоты дыхания реализован на двух языках программирования: Python и MatLab. В алгоритме используется стабилизатор частоты дыхания, т.к. с мобильного устройства на базе Android частота дискретизации акселеро- метра не постоянна. Далее сигнал нормируется методом z-нормирования. Для выделения частотного промежутка, в котором вычисляется частота дыхания, используется фильтр Баттерворта 1-ого порядка. Анализ независимых компонент позволяет получить из смеси сигналов его независимые компоненты. Были протестированы несколько реализаций дан- ного метода на языке Python и Matlab. Наилучшие по качеству результаты показал алго- ритм, реализованный на языке MatLab с использованием встроенного восстановительного анализа независимых компонент (RICA) из набора инструментов статистики и машинно- го обучения. По скорости работы лучшие результаты показала реализация алгоритма на языке Python с методом быстрого анализа независимых компонент (FastICA). Среднеквад- ратичная ошибка для диапазона 10–20 вдоха в мин составила 2,14 вдоха в мин. Средне- квадратичная ошибка для 20–30 вдоха в мин составила 3,46 вдоха в мин.	ru_RU
dc.language.iso	ru	ru_RU
dc.subject	Частота дыхания	ru_RU
dc.subject	мобильное приложение	ru_RU
dc.subject	трёхосевой акселерометр	ru_RU
dc.subject	полосовой фильтр Баттерворта	ru_RU
dc.subject	анализ независимых компонент (ICA)	ru_RU
dc.subject	спектральный анализ	ru_RU
dc.title	Построение системы определения частоты поверхностного дыхания по данным виброметрических сенсоров смартфона	ru_RU
dc.type	Articles in Russian journals and collections	ru_RU