Senzor dechu X4M200

Rychlost dýchání je důležitým znakem, který může být cenným indikátorem zdravotního stavu. Rychlost dýchání se liší, když je člověk v klidu, při fyzické a psychické zátěži. Rychlost se však může zvyšovat také s horečkou, nemocemi a jinými zdravotními problémy. Řada lékařských přístrojů proto vychází ze sledování dechu a většina z nich je postaverna na přímém dotyku s tělěm uživatele. Moduly XeThru díky radarové technologii umožňují bezkontaktní sledování dechu.

XeThru monitorování dýchání je založeno na pozorování pravidelných pohybů těla, když je člověk v klidu a dýchá. Tento periodický pohyb je pozorován v časových oknech pomocí principu Pulse Doppler.  Frekvenční spektrum je vypočítáváno u každého okna zvlášť, čímž se produkuje tzv. Pulse Doppler matice.  V této matici jsou vyjmuty statické předměty, jako jsou stěny nebo nábytek a zůstanou pouze pohyby těla – dýchání.  To umožňuje snímači XeThru přesně zjistit počet respirací za minutu (RPM).  Kromě rychlosti dýchání je také možné identifikovat skutečný pohyb hrudní stěny, což je časová změna fáze přijatého signálu. To umožňuje snímání v reálném čase.

Technické vlastnosti X4M200

Modul X4M200 je postaven na chipu Novelda UWB X4, který rozšiřuje všechny klíčové vlastnosti radaru, včetně citlivosti, dosahu, úspornosti energie a úrovně integrace. Radar X4 potřebuje méně místa na desce, vyžaduje méně externích komponent. Pro zpracování signálů je použit ARM Cortex-M7, který má dostatečný výkon pro analýzu.

Interface: USB, UART, GPIO

Potenciální aplikace:

• Detekce spánkové apnoe - Apnoe je porucha spánku, která se vyznačuje pauzami při dýchání nebo příznaky mělkého dýchání během spánku. Mnoho lidí žije se spánkovou apnoií bez toho, aniž by věděli o potenciálním zdravotním riziku.
• Lékařské sledování starších pacientů - Dýchání starších lidí by bylo dobré monitorovat doma či v domově pro seniory. Monitorovací systém pak může opatrovateli poskytovat včasná varování před případnými zhoršujícími se případy a může být dokonce použit i v nemocničním prostředí.
• Monitorování vězňů v celách - Ve věznicích je časově náročné, aby ručně kontrolovali každého vězně několikrát během noci. Cely mohou být vybaveny čidly, které by monitorovaly dýchání vězňů. Strážci pak mohou dálkově kontrolovat všechny vězně, aniž by opustili svůj post.
• Inteligentní budík - monitorování spánku může být integrován do inteligentního budíku. Tento spánkový monitor jemně probudí uživatele v nejoptimálnějším spánkovém stadiu.
• Bezkontaktní sledování v nemocnicích - V nemocničním prostředí mohou být místnosti vybaveny čidly, které by monitorovaly dýchání a pohyb pacientů po celou noc. Sestry mohou mít pohodlný přehled o tom, kdo je vzhůru nebo spí, aniž by musel osobně kontrolovat každého pacienta.
• Baby monitoring - dětský monitorovací senzor instalovaný v těsné blízkosti dětské postýlky může rodičům poskytovat přesné informace o době spánku / bdělosti svých dětí v reálném čase. Dnes je rozšířená podložka pro snímání dechu, která se vkládá mezi matraci a postýlku. Jakmile se dítě začne v postýlce přemisťovat, je tato podložka neúčinná. Řešení od XeThru je daleko komfortnější a spolehlivější.

Srovnávací studie XeThru vs Polysomnografie (PSG)

Byla provedena studie srovnávající míru respirace a pohybu hrudního koše pomocí snímače XeThru s údaji z 13 objektů polysomnografie (PSG). Polysomnografie zahrnuje celonoční vyšetření, kdy je snímán videozáznam chování pacienta během noci, je snímáno EEG, EKG, oční pohyby, dechová aktivita, svalová aktivita. K tomu je potřeba několik senzorů připojených přímo na pacientovo tělo. Navíc měření mustí být provedeno mimo domov ve specializované laboratoři.

Při srovnávacím měření bylo analyzováno přes 92 hodin dat. Senzor XeThru měřil rychlost dýchání s průměrnou přesností 98% ve srovnání s údaji PSG u všech 13 testovaných subjektů. Tato studie ukazuje, že Snímač XeThru nabízí kvalitní data srovnatelná s polysomnografií z hlediska měření rychlosti dýchání s vysokou přesností a detekce malých pohybů těla během spánku. 

Videa o monitorování dýchání

Více informací: https://www.xethru.com/x4m200-respiration-sensor.html

Senzor přítomnosti X4M300

Nemohu opomenout zmínit také detektor přítomnosti, který pracuje na podobném principu jako detektor dechu. Snímač přítomnosti Xethru X4M300 integruje také radarový čip Novelda X4 ultra wide band. Snímač detekuje i ty nejmenší lidské pohyby v místnosti. A navíc detekční zóna snímače je plně programovatelná a může být konfigurována až na vzdálenost 9,4 metru. Senzor také přesně měří vzdálenost pohybující se osoby od senzoru. Snímač poskytuje kompletní výsledky o obsazenosti místnosti. Ideální pro automatizaci budov jako je zabezpečení, řízení osvětlení či HVAC systémy. 

Osoba se může v místnosti procházet nebo se někdo jen posadil a píše něco na klávesnici. Technologie ultra širokopásmového radaru XeThru využívá princip pulzního dopplerovského posunu k oddělení rozpoznání mezi lidským pohybem a mezi statickými předměty jako jsou stěny, stoly a židle. Mohou být detekovány i drobné pohyby jako dýchání člověka. Kombinace těchto metrik poskytuje přesné a spolehlivé řešení pro zjišťování obsazenosti detekovaného místa.

Potenciální aplikace:

• Ovládání světla -  V inteligentním domácnosti jsou umístěny senzory, které detekují lidskou přítomnost a automatizují ovládání osvětlení. Osvětlení je zapnuto, pokud senzor detekuje přítomnost člověka. Taková aplikace pomáhá snižovat domácí účty za energie a zvyšuje komfort v domácnosti.
• Řízení HVAC - Prostřednictvím domácí automatizace lze také řídit a nastavit systémy HVAC. Topení, větrání, klimatizace je v chodu jen v přítomnosti člověka. Automatizace HVAC zvyšuje uživatelský komfort, přispívá k úsporám nákladů na energie.
• Sledování evakuace - Snímače mohou být použity v inteligentních budovách pro monitorování osob v nouzovém úniku. Mohou zjistit, které pokoje jsou obsazené, což umožňuje záchranným službám možnost rychlejší a bezpečnější evakuaci.
• Zabezpečení - V nastavení muzea nebo umělecké galerie může být za cennými uměleckými díly umístěny tyto snímače, které mohou varovat na podezřelého návštěvníka, který se příliš přiblíží k vzácnému obrazu.Tyto senzory poskytují 'bezpečnost muzea' - schopnost ochránit sbírky za všech okolností, vyhnout se případným škodám a krádežím umění.

Videa o detekci přitomnosti:

Více informací o senzoru přítomnosti: https://www.xethru.com/x4m300-presence-sensor.html

Rozsáhlá komunita Xethru

Xethru není jen hardware. Disponují širokou komunitou, kde naleznete podpůrný software, příklady zdrojových kódu pro typické aplikace či podrobnou dokumentaci k jednotlivým senzorům.  Zajímavostí je knihovna pro Arduino: https://www.xethru.com/community/resources/arduino-library.36/. Součástí webové komunity je fórum, kde se řeší různé problémy uživatelů, vývojářů, firem. Na tomto fóru působí samotní vývojáři, takže zde můžete získat rychlou a kvalitní odpověď přímo od zdroje. Více informací: https://www.xethru.com/community/resources/

V případě zájmu kontaktujte prosím distributora https://www.codico.com, email: Petr.Rocek@codico.com. Zde také můžete směřovat veškeré své dotazy.