Архив номеров
Медицинская Техника / Медицинская техника №5, 2025 / с. 36-39

Применение технологии структурированного света для неконтактной оценки параметров дыхательной системы человека и его активности

В.С. Кубланов, А.И. Дьяченко, Д.С. Невструев, Г.С. Вылегжанин, Е.В. Ханин, Р.А. Насыров


Аннотация 

Представлены результаты разработки аппаратно-программного комплекса, способного удаленно контролировать изменения параметров активности дыхательной системы. В состав комплекса входят камера «Orbbec Astra Embedded STM» и оригинальное программное обеспечение. Обсуждаются способы калибровки комплекса; получены оценки точности измерения частоты и объема дыхательных движений, когда доброволец имеет голый торс и когда он укрыт одеялом. Показано, что комплекс позволяет измерять изменения параметров дыхательных движений в области грудной клетки и брюшной полости, обнаруживать особенные эпизоды активности дыхания (апноэ/гипопноэ, волнообразные изменения), а также изменения позы человека на кровати во время исследований в ночное время.


Вернуться к содержанию

Сведения об авторах

Владимир Семенович Кубланов, д-р техн. наук, руководитель, научно-исследовательский медико-биологический инженерный центр высоких технологий, профессор, кафедра радиоэлектроники и телекоммуникаций, ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина», г. Екатеринбург, 
Александр Иванович Дьяченко, д-р техн. наук, профессор, ведущий научный сотрудник, зав. отделом, отдел физиологии и биомеханики кардиореспираторной системы в экстремальных условиях, ФГБУН «Государственный научный центр Российской Федерации «Институт медико-биологических проблем» РАН, г. Москва, 
Дмитрий Сергеевич Невструев, студент-магистрант, 
Григорий Сергеевич Вылегжанин, магистр, 
Евгений Викторович Ханин, аспирант, 
Роман Ахатович Насыров, аспирант, кафедра радиоэлектроники и телекоммуникаций, ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина», г. Екатеринбург, 

Список литературы

1. McCarter S.J., Hagen P.T., St Louis E.K., Rieck T.M., Haider C.R., Holmes D.R., Morgenthaler T.I. Physiological markers of sleep quality: A scoping review // Sleep Medicine Reviews. 2022. Vol. 64.
2. Addison A.P., Addison P.S., Smit P., Jacquel D., Borg U.R. Noncontact Respiratory Monitoring Using Depth Sensing Cameras: A Review of Current Literature // Sensors. 2021. Vol. 21. Р. 1135. 
3. Leach R.M. Symptoms and signs of respiratory disease // Medicine. 2008. Vol. 36. № 3. РР. 119-125. 
4. Ghani F., Cheung I., Phillips A., Tawhai M., Ashworth E. Lung volume, capacity and shape in microgravity: A systematic review and meta-analysis // Acta Astronautica. 2023. Vol. 212. РР. 424-435. 
5. Hargens A.R., Vico L. Long-duration bed rest as an analog to microgravity // Journal of Applied Physiology. 2016. Vol. 120. РР. 891-903. 
6. Bretl K., Clark T. Quantitative analysis of short-radius artificial gravity parameters to mitigate spaceflight-relevant physiological deconditioning // Acta Astronautica. 2022. Vol. 194. РР. 202-215. 
7. Chiu C.Y., Thelwell M., Senior T., Choppin S., Hart J., Wheat J. Comparison of depth cameras for three-dimensional reconstruction in medicine // The Journal of Engineering in Medicine. 2019. Vol. 233. № 9. РР. 938-947. 
8. Silverstein E., Snyder M. Comparative analysis of respiratory motion tracking using Microsoft Kinect v2 sensor // Journal of Applied Clinical Medical Physics. 2018. Vol. 19. № 3. РР. 193-204. 
9. Rao A., Huynh E., Royston T.J., Kornblith A., Roy S. Acoustic Methods for Pulmonary Diagnosis // IEEE Review in Biomedical Engineering. 2019. Vol. 12. РР. 221-239. 
10. Kuklina A., Kukhta M. Features of the Microgravity Impact on the Person’s Physiological and Psychological State // Ergodesign. 2023. № 1. РР. 62-68. 
11. Miserocchi G. Respiration in spaceflight: Mechanics, gas exchange, and fluid balance / In: Precision Medicine for Long and Safe Permanence of Humans in Space. 2025. РР. 121-135.