Respiratory Rate Measurement Using Force Sensitive Resistor
Article Sidebar
Main Article Content
Abstract
In this research, we propose a respiratory rate monitoring method using a force sensitive resistor (FSR) to measure the force from chest or abdominal movement. Two digital signal processing techniques including the signal smoothing and the mean adjustment are applied to reduce unwanted additional signals, i.e., noise and artifacts. The applications of these techniques result in less complexity in signal peak detection. The tests on a human-model robot with 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55 and 60 breaths-per-minute settings demonstrate a very good performance of the proposed method. The plotted results show that the proposed method yields the rates very close to the actual respiratory rates at any given time instances. In addition, considering the average values over 11 tests using 11 actual respiratory rates, it yields the average of the mean absolute error (MAE) of 0.22 and the average of the root mean square error (RMSE) of 0.32.
Article Details
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
References
Christy Bowen, Lindsay Draper, Heather Moore, Fundamentals of Nursing. Texas: OpenStax, Rice University, 2024.
กิตติศักดิ์ ธานีทรัพย์, “เรียนรู้การฝึกหายใจ เรื่องง่าย ๆ ที่มีประโยชน์มากกว่าที่คิด,” เวชบันทึกศิริราช, ปีที่ 10 (2), หน้า 122–125, 2560.
Centers for Disease Control and Prevention. (5 January 2025). Respiratory Rate. [Online] Available : https://www.cdc.gov/dengue/training/cme/ccm/page57286.html
American Lung Association. (5 January 2025). Understanding Vital Signs: The Importance of Your Respiratory Rate. [Online] Available : https://www.lung.org/blog/respiratory-rate-vital-signs
วัลภา คุณทรงเกียรติ. เปรียบเทียบค่าความอิ่มตัวของออกซิเจนในเลือดแดงระหว่างการให้อากาศภายในห้อง การให้ออกซิเจนที่มีอัตราไหล 5, 10, และ 15 ลิตรต่อนาที ร่วมกับการทำให้ปอดขยายตัวภายหลังการดูดเสมหะทางท่อหลอดลมคอ. วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต. สาขาวิชาพยาบาลศาสตร์. มหาวิทยาลัยเชียงใหม่, 2532.
นัฏฐกาล ลีลารุ่งระยับ. “ชีวเคมีและความบกพร่องทางระบบหายใจในกายภาพบำบัดและระบบทรวงอก,” วารสารเทคนิคการแพทย์เชียงใหม่, ปีที่ 31 (1), หน้า 42-56, 2541.
John P. Bentley, Principles of Measurement System. 4th ed. Harlow. Pearson Education Limited, 2005.
Miguel Hernandez-Aguila, Jose-Luis Olvera-Cerventes, Aldo-Eleazar Perez-Ramos, Alonso Corona-Chavez, “Methodology for the determination of human respiration rate by using Doppler radar and empirical modal decomposition,” Scientific Reports, Vol. 12, pp. 1-9, 2022. doi: 10.1038/s41598-022-12726-z
Tauseef Hussain, Sana Ullah, Raúl Fernández-García, Ignacio Gil, “Wearable sensors for respiration monitoring: A review,” Sensors (Basel, Switzerland), Vol. 23 (17), pp. 1-28, 2023. doi: 10.3390/s23177518
Ji-Seon Kim, Tran Thuy Nga Troung, Jooyong Kim, “Development of embroidery-type sensor capable of detecting respiration using the capacitive method,” Polymers, Vol. 15 (3), pp. 1-15, 2023. doi: 10.3390/polym15030503
Ala’aldeen Al-Halhouli, Ahmed Albagdady, Alexander Rabadi, Musab Hamdan. Jumana Abu-Khalaf, Mahmoud Abeeleh, “Screen-printed wearable sensors for continuous respiratory rate monitoring: fabrication, clinical evaluation, and point-of-care potential,” Materials Advances, Vol. 5 (24), pp. 9586-9595, 2024. doi: 10.1039/d4ma00510d
ไตรสิทธ์ เบญบุญยสิทธิ์. การพัฒนาต้นแบบเครื่องติดตามอัตราการหายใจแบบพกพา. วิทยาศาสตรดุษฎีบัณฑิต. สาขาธุรกิจเทคโนโลยีและการจัดการนวัตกรรม. จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2562.
Ruonan Liu, Yanpeng Wang, Haoxiang Chu, Yiqi Li, Yehan Li, Yunjun Zhao, Ye Tian, Zhixiu Xia, “High-performance gelatin-based hydrogel flexible sensor for respiratory monitoring and human–machine interaction,” Chemical Engineering Journal, Vol. 502, pp. 1-10, 2024. doi: 10.1016/j.cej.2024.157975
