研究目的
研究基于聚合物涂层光纤光栅探针监测呼吸模式和呼吸频率的能力。
研究成果
研究表明，基于聚合物涂层光纤光栅的探针在检测呼吸频率方面具有高精度，大多数情况下绝对百分比误差低于2.07%。布兰德-奥特曼分析证实了逐次呼吸监测的可行性，显示出较低的偏差。该系统能有效追踪呼吸活动并监测呼吸模式，表明其在医疗保健中进行无创生命体征监测的潜力。
1：实验设计与方法选择：
研究在健康志愿者进行肺活量测试时，采用聚合物包覆的基于光纤布拉格光栅（FBG）的探针监测呼吸模式和呼吸频率。设计原理是利用FBG传感器实现无创生命体征监测，通过聚合物功能化实现化学传感。方法包括使用FBG探针检测呼吸信号，并与肺活量计数据进行对比。
2：样本选择与数据来源：
样本包含9名健康志愿者。数据采集于标准肺功能测试——肺活量测试过程中。
3：实验设备与材料清单：
设备包括聚合物包覆的FBG基探针和肺活量计。给定内容中未提供具体型号、品牌或详细规格参数。
4：实验流程与操作步骤：
在志愿者接受肺活量测试时，使用FBG探针监测呼吸活动。将探针信号与肺活量计读数对比以估算呼吸频率和模式。数据采集通过两台设备同步监测完成。
5：数据分析方法：
数据分析包括计算探针与肺活量计呼吸频率间的百分比误差（报告绝对百分比误差）。采用Bland-Altman分析法比较肺活量计与FBG探针的瞬时呼吸率值，评估逐次呼吸监测的偏差与一致性。
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Fiber Bragg grating sensor
Used as the core sensing element in the probe for monitoring breathing patterns and respiratory rates by detecting changes in optical signals.
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Polymer-coated FBG-based probe
A probe incorporating a Fiber Bragg grating sensor with a polymer coating, designed for non-invasive monitoring of breathing activities and respiratory rates, potentially enabling chemical sensing.
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Spirometer
Used as a reference device for pulmonary function testing to measure respiratory rates and patterns, allowing comparison with the FBG probe data.
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