呼吸速度のリアルタイムモニタリングのための光ファイバベースのスマートテキスタイル

Fiber-Optic Based Smart Textiles for Real-Time Monitoring of Breathing Rate.

• Aizhan Issatayeva
• Aidana Beisenova
• Daniele Tosi
• Carlo Molardi

抄録

ウェアラブル・ライト・テキスタイルは、生物物理学的パラメータの測定およびモニタリングのためのアプリケーションで広く関心を集めています。光ファイバセンサ、特にブラッググレーティング（FBG）センサは、センサが物理的な動きを波長シフトに変換できるため、胸部および腹部領域の呼吸行動を監視するための競争力のある方法となり得る。本研究では、2人のボランティアが行った呼吸活動中に、光ファイバを内蔵した弾性ベルトの性能を示すことを目的としている。さらに、ボランティアの位置が光ファイバによって検出された呼吸パターンにどのような影響を与えるかを明らかにすることを目的としている。参考として、振動を感知するための商用モバイルアプリケーションを使用した。得られた結果は、FBGが呼吸中の胸部と腹部の動きを検出し、結果として呼吸パターンを再構成できることを示している。結果の精度は2人のボランティアによって異なるが、一貫している。

Wearable light textiles are gaining widespread interest in application for measurement and monitoring of biophysical parameters. Fiber optic sensors, in particular Bragg Grating (FBG) sensors, can be a competitive method for monitoring of respiratory behavior for chest and abdomen regions since the sensors are able to convert physical movement into wavelength shift. This study aims to show the performance of elastic belts with integrated optical fibers during the breathing activities done by two volunteers. Additionally, the work aims to determine how the positions of the volunteers affect the breathing pattern detected by optical fibers. As a reference, commercial mobile application for sensing vibration is used. The obtained results show that the FBGs are able to detect chest and abdomen movements during breathing and consequently reconstruct the breathing pattern. The accuracy of the results varies for two volunteers but remains consistent.