Resumen

La frecuencia respiratoria es un parámetro importante para muchas aplicaciones de salud, asistencia domiciliaria, trabajo o deporte. En este artículo se ha desarrollado un nuevo sistema de detección portátil basado en un sensor piezoresistivo FlexiForce. El sensor puede acoplarse a cualquier correa pectoral común. Se ha diseñado una carcasa 3D compacta que se ha impreso con una impresora 3D. Esta carcasa integra el sensor y todos los elementos auxiliares del sistema: microcontrolador, batería, módulo Bluetooth, conexiones, cargador de batería y circuito de adquisición. Hasta donde sabemos, este es el primer estudio que presenta un sensor de respiración FlexiForce que incluye todos los elementos del sistema en una única carcasa compacta. Los archivos fuente con el diseño de la carcasa se han publicado como material suplementario para que cualquier investigador interesado pueda reutilizarlos. El sistema sensor se probó con veintiún sujetos para diferentes frecuencias respiratorias. Se desarrollaron dos algoritmos diferentes para obtener la frecuencia respiratoria a partir de las señales de tensión registradas por el sensor. Se realizaron pruebas estadísticas para determinar la ventana temporal de cálculo y el algoritmo óptimos. Este enfoque también es novedoso en este campo. Se obtuvieron valores de error bajos para una ventana temporal de 27 s con un algoritmo basado en el cálculo del tiempo entre cruces por cero (4,02%) y con un algoritmo basado en el recuento de los mismos (3,40%). Para fomentar la transparencia y la reutilización de la investigación, también se ha publicado el conjunto de datos con los datos registrados y el código fuente de los algoritmos y las pruebas estadísticas. Por lo tanto, se desarrolló y probó un sistema de detección abierto, replicable, de bajo error, portátil, inalámbrico y compacto para medir la frecuencia respiratoria.

• Materias:Biotecnología Sensores Sistema de sensores Tecnología de sensores
• Subjects:Biotechnology sensors Sensor system Sensor technology
• Palabras claves:sistema, algoritmo, sensor, frecuencia respiratoria, ventana de tiempo de cálculo óptimo, sensor de respiración flexiforce, valores de error bajos, correa pectoral común, carcasa 3d compacta, diferentes frecuencias respiratorias
• Keywords:system, algorithm, sensor, respiratory rate, optimal computation time window, flexiforce respiration sensor, low error values, common chest strap, compact 3d casing, different breathing rates