bsuirДоклады БГУИРDoklady BGUIR1729-76482708-0382БГУИР10.35596/1729-7648-2023-21-6-92-98bsuir-3796Research ArticleЭЛЕКТРОНИКА, РАДИОФИЗИКА, РАДИОТЕХНИКА, ИНФОРМАТИКАELECTRONICS, RADIOPHYSICS, RADIOENGINEERING, INFORMATICSМетодика оценки легочных объемов на основе записи биомеханики дыхательных движенийMethodology for Assessing Lung Volumes Based on Recording the Biomechanics of Respiratory MovementsРевинскаяИ. И.RevinskayaI. I.

Ревинская Инна Ивановна, асп. каф. электронной техники и технологий

220013, г. Минск, ул. П. Бровки, 6

Тел.: +375 17 293-84-14

Revinskaya Ina Ivanauna, Postgraduate at the Department of Electronic Technology and Engineering

220013, Minsk, P. Brovki St., 6

Tel.: +375 17 293-84-14

inna_revinskaya@bsuir.byКамлачП. В.KamlachP. V.

канд. техн. наук, доц., доц. каф. электронной техники и технологии

г. Минск

Pavel V. Kamlach, Cand. of Sci., Associate Professor, Associate Professor at the Department of Electronic Engineering and Technology

Minsk

Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроникиBelarusian State University of Informatics and Radioelectronics2023050120242169298Copyright © Ревинская И.И., Камлач П.В., 20242024Ревинская И.И., Камлач П.В.Revinskaya I.I., Kamlach P.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.bsuir.by/jour/article/view/3796

Разработана методика исследования биомеханики дыхания для определения объема вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. Методика основана на записи движений стенок грудной клетки и живота человека во время дыхания. Запись движения стенок грудной клетки и живота выполняли с помощью видеокамеры. В качестве эталонного метода измерения легочных объемов использовали спирометр. По предложен ному алгоритму проведены исследования среди 63 человек (возраст – 18–26 лет, индекс массы тела – 18,1–32,6 кг/м2, рост – 160–192 см). Статистическая обработка результатов показала тесную взаимосвязь между измеренными объемами и относительными отклонениями стенок грудной клетки и живота человека. Разработанная методика может быть использована для косвенной оценки легочных объемов.

The method for studying the biomechanics of breathing has been developed to determine the volume of inhaled and exhaled air. The technique is based on recording the movements of the walls of the chest and abdomen of a person during breathing. A video camera was used to record movements of the chest and abdominal walls, with a spirometer used as the reference method for measuring lung volumes. According to the proposed technique, studies were conducted among 63 people (age – 18–26 years, body mass index ranged from 18.1–32.6 kg/m2, height – 160–192 cm). Statistical processing of the results showed a strong relationship between the measured volu mes and the relative deviations of the walls of the human chest and abdomen. The developed technique for studying the biomechanics of breathing can be used for indirect assessment of lung volumes.

биомеханикадыханиеспирометриявидеокамераобъем легкихстатистический анализметодикаbiomechanicsrespirationspirometryvideo cameralungs volumestatistical analysistechniqueНаучная работа выполнена при финансовой поддержке Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований и Министерства образования Республики Беларусь в рамках научного проекта Т22МВ-017 «Методы и средства транскутанного мониторинга объемных и скоростных показателей дыхания».The scientific work was supported by the Belarusian Republican Foundation for Fundamental Research and Ministry of Education of the Republic of Belarus (project Т22МВ-017 “Methods and means of transcutaneous monitoring of volumetric and velocity parameters of respiration”).ReferencesRespiration Rate and Volume Measurements Using Wearable Strain Sensors / M. Chu [et al.] // npj. Digital Medicine. 2019. No 2. https://doi.org/10.1038/s41746-019-0083-3.Chu M., Nguyen T., Pandey V., Zhou Y., Hoang N. Pham, Bar-Yoseph R., Radom-Aizik S., Jain R., Dan M. Cooper, Khine M. (2019) Respiration Rate and Volume Measurements Using Wearable Strain Sensors. npj Digital Medicine. (2). https://doi.org/10.1038/s41746-019-0083-3.Artefact Detection in Impedance Pneumography Signals: A Machine Learning Approach / J. Moeyersons // Sensors. 2021. Vol. 21, No 8. https://doi.org/10.3390/s21082613.Moeyersons J., Morales J., Seews N., Van Hoof C., Hermeling E., Groenendaal W., Willems R., Van Huffel S., Varon C. (2021) Artefact Detection in Impedance Pneumography Signals: A Machine Learning Approach. Sensors. 21 (8). https://doi.org/10.3390/s21082613.Contact-Based Methods for Measuring Respiratory Rate / C. Massaroni // Sensors. 2019. Vol. 19, No 4. https://doi.org/10.3390/s19040908.Massaroni C., Nicolò A., Lo Presti D., Sacchetti M., Silvestri S., Schena E. (2019) Contact-Based Methods for Measuring Respiratory Rate. Sensors. 19 (4). https://doi.org/10.3390/s19040908.Ревинская, И. И. Математическая модель для оценки объемных параметров дыхания / И. И. Ревинская // Доклады БГУИР. 2023. Т. 21, № 1. С. 19–25. https://doi.org/10.35596/1729-7648-2023-21-1-19-25.Revinskaya I. I. (2023) Mathematical Model for Estimation of Volume Respiratory Parameters. Doklady BGUIR. 21 (1), 19–25. http://dx.doi.org/10.35596/1729-7648-2023-21-1-19-25 (in Russian).Revinskaya, I. I. Hardware-Software Complex for Studying of Breathing Volume Parameters / I. I. Revinskaya, P. V. Kamlach, Ya. I. Liashchevich // Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-Technical Series. 2023. Vol. 68, No 2. Р. 149–155. https://doi.org/10.29235/1561-8358-2023-68-2-149-155.Revinskaya I. I., Kamlach P. V., Liashchevich Ya. I. (2023) Hardware-Software Complex for Studying of Breathing Volume Parameters. Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-Technical Series. 68 (2), 149–155. https://doi.org/10.29235/1561-8358-2023-68-2-149-155.Standardisation of Spirometry / M. R. Miller [et al.] // Еuropean Respiratory Journal Series. “ATS/ERS TASK FORCE: Standardisation of Lung Function Testing”. 2005. Vol. 26, No 2. Р. 319–338. Doi: 10.1183/09031936.05.00034805.Miller M. R., Hankinson J., Brusasco V., Burgos F., Casaburi R., Coates A., Crapo R., Enright P., van der Grinten C. P. M., Gustafsson P., Jensen R., Johnson D. C., MacIntyre N., McKay R., Navajas D., Pedersen O. F., Pellegrino R., Viegi G., Wanger J. (2005) Standardization of Spirometry. Еuropean Respiratory Journal. Series “ATS/ERS TASK FORCE: Standardization of Lung Function Testing”. 26 (2), 319–338. Doi: 10.1183/09031936.05.00034805.Организация работы по исследованию функционального состояния легких методами спирографии и пневмотахографии и применение этих методов в клинической практике / О. И. Турина [и др.]. Минск, 2002. 81 с.Turinа O. I., Lapteva I. M., Kalechits O. M., Manichev I. A., Shcherbitsky V. G. (2002) Organization of Work on the Study of the Functional State of the Lungs Using Spirography and Pneumotachography and the Use of These Methods in Clinical Practice. Minsk. 81 (in Russian).Давыдченко, С. В. Исследование вентиляционной функции легких в клинической практике / С. В. Давыдченко, А. А. Бова. Минск: Белор. гос. мед. ун-т, 2007. 112 с.Davydchenko S. V., Bova A. A. (2007) The Study of the Ventilation Function of the Lungs in Clinical Practice. Minsk, Belarusian State Medical University. 112 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.