Một hệ thống giám sát hơi thở sử dụng tín hiệu radio có tên gọi là “Breath Taking” do Neal Patwari và nhóm nghiên cứu của trường Đại học Utah ( Mỹ) phát triển mới đây hứa hẹn sẽ là một công cụ hỗ trợ đắc lực cho việc quan sát những bệnh nhân đang hồi phục sau phẫu thuật, những người mắc hội chứng ng...
Một hệ thống giám sát hơi thở sử dụng tín hiệu radio có tên gọi là “Breath Taking” do Neal Patwari và nhóm nghiên cứu của trường Đại học Utah ( Mỹ) phát triển mới đây hứa hẹn sẽ là một công cụ hỗ trợ đắc lực cho việc quan sát những bệnh nhân đang hồi phục sau phẫu thuật, những người mắc hội chứng ngừng thở khi ngủ và những em bé có nguy cơ bị hội chứng đột tử ở trẻ em (SIDS).
Hệ thống này bao gồm một mạng lưới các máy thu phát vô tuyến không dây có bán rộng rãi trên thị trường xếp dọc theo hai bên, đầu và cuối giường của bệnh nhân.
Mỗi máy thu phát vô tuyến truyền và nhận tín hiệu từ tất cả những máy còn lại rồi tiếp tục gửi tín hiệu đó đi máy khác.
Tuy nhiên, khi thở ngực và bụng của người bệnh phồng lên xẹp xuống nên gây cản trở không ít cho các tín hiệu không dây chiếu qua giường.
Một thuật toán máy tính sẽ xử lý dữ liệu từ các máy phát sau đó xác định thời điểm đối tượng ngừng thở khi phát hiện thấy khoảng cách giữa các đợt gián đoạn tín hiệu xảy ra quá lâu.
Kỹ sư điện Neal Patwari đang thử hệ thống giám sát hơi thở không dây của mình.
Tính ưu việt của hệ thống này là không cần gắn bất cứ thứ gì vào cơ thể bệnh nhân giống như các hệ thống giám sát hơi thở truyền thống khác. Thêm vào đó, hệ thống có chi phí thấp và độ chính xác cao.
Để thử nghiệm hệ thống, Patwari đã dùng 20 máy thu phát vô tuyến và phát hiện thấy tối thiểu 13 máy có một số lỗi không đáng kể và ít nhất 19 máy cho kết quả không bị bất kỳ lỗi gì. Chiều cao các máy thu phát được đặt cũng không ảnh hưởng nhiều đến độ chính xác của việc giám sát.
Hiện nay, nhóm nghiên cứu của trường Đại học Utah đang nghiên cứu việc sử dụng nhiều tần số radio khác nhau cho hệ thống để phát hiện có bao nhiêu người khác nhau đang thở trong một căn phòng. Nếu thành công, tính năng này sẽ rất hữu ích cho các tình huống giải cứu con tin.
Patwari cho biết ít nhất năm năm nữa hệ thống này mới có mặt trên thị trường.
Một hệ thống giám sát hơi thở bằng tín hiệu radio, mang tên “Breath Taking”, đang mở ra hướng theo dõi bệnh nhân nhẹ nhàng hơn trong nhiều hoàn cảnh y tế. Công trình do kỹ sư điện Neal Patwari cùng nhóm nghiên cứu thuộc trường Đại học Utah, Mỹ, phát triển, hướng tới những người cần được quan sát liên tục. Đối tượng có thể hưởng lợi gồm bệnh nhân hồi phục sau phẫu thuật, người mắc hội chứng ngừng thở khi ngủ và em bé có nguy cơ mắc hội chứng đột tử ở trẻ em (SIDS).
Khác với thiết bị theo dõi truyền thống, hệ thống này không yêu cầu gắn cảm biến hoặc bộ phận đo đạc trực tiếp lên cơ thể người bệnh. Một mạng lưới máy thu phát vô tuyến không dây, đều là thiết bị có thể mua rộng rãi trên thị trường, được bố trí quanh giường bệnh. Các máy thường nằm dọc hai bên, phía đầu và phía cuối giường, tạo thành mạng lưới liên tục trao đổi tín hiệu trong không gian.
Mỗi máy thu phát không chỉ gửi tín hiệu mà còn tiếp nhận tín hiệu từ tất cả máy còn lại trong mạng lưới được sắp xếp quanh giường. Sau đó, thiết bị tiếp tục chuyển dữ liệu nhận được tới những máy khác, giúp hệ thống có nhiều đường quan sát thay vì phụ thuộc vào một cảm biến duy nhất. Cách tổ chức này cho phép mạng lưới thu thập biến đổi tín hiệu ở nhiều vị trí, ngay cả khi một vài thiết bị xuất hiện sai số nhỏ.
Khi con người hít vào hoặc thở ra, lồng ngực và bụng lần lượt phồng lên rồi xẹp xuống theo từng nhịp thở tự nhiên. Những chuyển động ấy làm cản trở một phần tín hiệu không dây truyền qua khu vực giường, tạo ra các gián đoạn có thể được mạng lưới ghi nhận. Máy tính sau đó xử lý dữ liệu từ các máy phát, tìm quy luật thay đổi giữa những lần tín hiệu bị gián đoạn.
Điểm quan trọng nằm ở khoảng thời gian giữa các đợt gián đoạn tín hiệu, thay vì chỉ dựa vào một biến động đơn lẻ trong quá trình truyền sóng. Nếu khoảng cách giữa những lần gián đoạn kéo dài bất thường, thuật toán có thể xác định người được theo dõi đang ngừng thở. Nhờ vậy, hệ thống biến chuyển động rất nhỏ của lồng ngực và bụng thành thông tin cảnh báo về nhịp thở.
Neal Patwari đã trực tiếp thử nghiệm hệ thống giám sát hơi thở không dây do mình phát triển trong quá trình đánh giá khả năng hoạt động thực tế. Trong một thử nghiệm, ông sử dụng 20 máy thu phát vô tuyến để kiểm tra mức độ ổn định của mạng lưới thiết bị. Kết quả cho thấy tối thiểu 13 máy xuất hiện một số lỗi không đáng kể, trong khi ít nhất 19 máy vẫn cho kết quả không bị bất kỳ lỗi nào.
Những con số này cho thấy hệ thống vẫn có thể hoạt động đáng tin cậy dù mạng lưới gồm nhiều thiết bị riêng biệt cùng trao đổi dữ liệu. Độ cao đặt máy thu phát cũng không ảnh hưởng nhiều đến độ chính xác giám sát, giúp việc bố trí thiết bị quanh giường trở nên linh hoạt hơn. Chi phí thấp, độ chính xác cao và không cần tiếp xúc trực tiếp với cơ thể là những ưu điểm đáng chú ý của “Breath Taking”.
Nhóm nghiên cứu Đại học Utah hiện tiếp tục thử nghiệm nhiều tần số radio khác nhau, với mục tiêu nhận biết số người đang thở trong cùng một căn phòng. Nếu đạt kết quả thành công, khả năng này có thể hỗ trợ các tình huống giải cứu con tin, nơi việc xác định người bên trong cần thực hiện từ xa. Tuy nhiên, Patwari cho biết hệ thống vẫn cần ít nhất năm năm nữa trước khi có thể xuất hiện trên thị trường và phục vụ rộng rãi.
