一种可重复使用的非粘附式胸壁声学可穿戴设备可在静息和运动期间估计呼吸频率

呼吸频率是一项在临床和行为层面均具有重要信息价值的信号，然而，在安静静息状态之外实现连续监测仍然困难。可穿戴系统通常依赖心血管或运动替代信号对呼吸进行间接推断，而直接的胸壁感知通常依赖于皮肤粘附或受控实验室条件。我们评估了 Alveos One——一种与身体耦合的声学与惯性胸壁可穿戴设备——以检验一种可重复使用的隔织物磁吸式形态是否能够在静息、控制呼吸、运动任务和分级运动条件下估计呼吸频率。在单次实验流程中，我们分析了 20 名健康成年人的记录数据，并以结构光体积描记法、逐次呼吸肺量测定法和节律呼吸目标作为参考。在静息和控制呼吸期间，94.6% 的有效时间窗内估计值与参考值的误差在 2 次呼吸/分钟以内；在运动期间，这一比例为 79.3%。Bland--Altman 偏倚在静息和控制呼吸期间为 0.24 次呼吸/分钟，在运动期间为 -1.07 次呼吸/分钟。次要分析比较了磁吸配置与皮肤粘附贴片的差异，并评估了气道模式分类以及运动相关操作边界。这些发现表明，可重复使用、非粘附式胸壁声学感知是实现纵向呼吸频率监测的一条切实可行路径，同时指出，运动强度升高和高通气需求是限制可靠报告的主要因素。

呼吸频率是一项在临床和行为层面均具有重要信息价值的信号，但在安静静息状态之外实现连续监测仍然困难。可穿戴系统通常通过心血管或运动替代信号间接推断呼吸，而直接的胸壁传感通常依赖于皮肤粘附或受控实验室条件。我们评估了 Alveos One——一种与身体耦合的声学和惯性胸壁可穿戴设备——以检验一种可重复使用的磁体隔织物固定形态是否能够在静息、控制呼吸、运动任务和分级运动条件下估计呼吸频率。在单次实验流程中，我们分析了 20 名健康成人的记录数据，并以结构光体积描记法、逐次呼吸肺量测定法以及节律呼吸目标作为参考。在静息和控制呼吸期间，94.6% 的有效时间窗内，其估计值与参考值的误差在 2 次/分以内；在运动期间，这一比例为 79.3%；Bland--Altman 偏倚在静息和控制呼吸期间为 0.24 次/分，在运动期间为 -1.07 次/分。次要分析比较了磁体配置与皮肤粘附贴片的差异，并评估了气道模式分类以及与运动相关的工作极限。这些发现表明，可重复使用、非粘附式胸壁声学传感是实现呼吸频率纵向监测的一条切实可行路径，同时指出不断增加的运动强度和较高的通气需求是实现高置信度报告的主要限制因素。

A.S. 和 L.H. 是 Alveos Oy 的员工；该公司开发了本研究所评估的设备并为本研究提供了资金支持。因此，资助方通过其作者贡献部分所述的贡献参与了本项工作。C.F. 和 J.W.D. 声明不存在利益冲突。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.15.732303v1?rss=1

🏷️ 呼吸频率监测 可穿戴设备 胸壁声学传感 非粘附式传感 运动生理监测