描述

介紹

隨著年齡的增長帶來了智慧......然后是疼痛和痛苦。這些煩惱之一是無法睡個好覺。睡眠不足或質量差會影響記憶的鞏固（以及其他認知功能），阻礙身體的恢復過程，并對情緒產生負面影響（Killgore，2010）。在更年期，夜間潮熱（也稱為與更年期相關的盜汗）的發生會顯著擾亂睡眠。

事實上，潮熱被認為是更年期過渡最常見的癥狀。它們的強度、頻率和持續時間可能不同。一項針對 1996 年 2 月至 2013 年 4 月期間 3302 名女性進入更年期的研究發現，大多數女性經歷潮熱超過四年，最長持續時間約為 12 年（Avis 等，2015）。鑒于此，夜間潮熱可能會導致長期睡眠中斷（Mayo Clinic，2020）。此外，潮熱發作的持續時間可能從幾秒到超過十分鐘不等。

也許踢掉床單是不夠的，或者穿多層隨后去除它們是非常不方便的。此外，縱觀市場，有各種各樣的可穿戴溫度傳感器和冷卻裝置，但這些都沒有取得大規模的成功。粗略地說，冷卻機制要么無效，要么依從性低，這僅僅是因為產品的美觀性（例如太笨重、不吸引人）（Wark、Henningham、Gorelik、Jayasinghe、Hartley 和 Garland，2015 年）。如果女性要勇敢度過更年期，她們應該得到有效的產品，并且在使用時看起來很棒！

我們的解決方案旨在為夜間潮熱提供可靠和方便的緩解。它以最小的傳感器手鐲為中心，分別以分鐘和秒的間隔監測溫度（攝氏度）和心率（每分鐘跳動數，BPM）。數據由微控制器接收并最終連接到智能風扇、空調系統或智能家居設備（即 Google Home、亞馬遜的 Alexa）。潮熱將被檢測為尖峰，首先表現為心率升高，其次表現為體溫升高。為了響應峰值，連接的冷卻設備，在我們的演示中 - 風扇，將吹冷空氣，直到溫度穩定或直到用戶需要。

通過確保我們身體在睡眠期間自然涼爽的溫度，我們希望幫助女性 (1) 方便地應對夜間潮熱和 (2) 保持上述良好睡眠的好處。雖然我們的原型使用了一個基本的風扇，但我們設計我們的產品是希望方便地集成到許多已經擁有智能技術控制的冷卻系統和設備的家庭中。我們很高興在創新的同時牢記我們所愛的人，并希望能接觸到世界上其他值得擁有美麗睡眠的女性！

項目構成

創建服務器和數據庫

我們處理與我們的手環交互的多個設備的解決方案是在一個 RESTful API 服務器上注冊它們，該服務器將有關每個設備的信息存儲在數據庫中。然后手環可以通過restful API服務器修改這些設備的不同狀態（例如風扇速度級別或光強度）。可以在我們的 Github 上找到 API 列表（在附件中找到）。

服務器堆棧

node.js 服務器部署在 Google Kubernetes Engine (GKE) 上，以允許根據請求負載進行自動擴展。服務器正在將所有數據發送到 mongoDB 實例。隨意使用我們當前正在運行的服務器http://34.66.131.1 。否則，當前狀態的服務器是可部署的；隨意在您喜歡的地方啟動它。您可以運行命令“node index.js”或將服務器構建到 docker 容器中。

設計設備

傳感器

我們設計此設備的首要目標是了解潮熱的檢測方法。根據我們的研究，我們得出的結論是，潮熱包括體溫升高并伴有心率波動。一般來說，我們發現這些峰值的強度因女性而異，取決于她們的基礎溫度和靜息心率。由于體溫是最重要的檢測器，因此需要一個精確的溫度傳感器。DS18B20 數字溫度傳感器提供良好的精度和非常高的分辨率（可調整為 0.5°C、0.25°C、0.125°C 或 0.0625°C 的增量檢測）。至于心率，我們使用了 MAXREFDES117# 心率和血氧傳感器，因為它體積小巧。

我們將兩個傳感器手工縫到彈性織物帶上，佩戴更舒適。為了盡可能保持手鏈的可穿戴性和最小化，我們最終決定在手鏈外部安裝冷卻機制。我們發現其他冷卻可穿戴設備的共同點是珀爾帖板。雖然它可以提供短暫的冷卻緩解，但如果沒有適當的熱分散，就會擔心熱流失。此外，考慮到這一點的產品往往體積龐大（即包括散熱器或風扇）。

?

?

?

?

1 / 2 ?傳感器手環的面包板演示。

?

微控制器(MC)

ESP8266 模塊非常適合我們的項目，它具有小巧的外形、WIFI 功能和低成本。

它是如何工作的（帶有風扇設置）

我們的手環循環運行，連續監測心率并每分鐘檢查一次溫度。兩者的平均值存儲在數組中；只保存最后 15 個條目以提高檢測的準確性。如果檢測到心率升高 15 次，手環會立即讀取溫度讀數。如果檢測到溫差為 0.5°C，手環將在 20 秒后再次讀取，以防止誤報。此步驟中溫度偏差的另一個指示將導致向服務器發送消息以打開已注冊的 IoT 設備。當溫度恢復到基礎平均值時，將發送另一條消息來為相關的已注冊物聯網設備供電/關閉。

傳感器手環原型。

?

Google 助理、IFTTT 和 Webhook

為了提供更多控制和靈活性，我們已將我們的服務器鏈接到 IFTTT 中的 webhook 小程序。這使用戶能夠通過 IFTTT 上提供的服務控制連接到服務器的任何設備。

測試/演示

下一步

我們相信 Br(easy) 的未來迭代可以受益于監測潮熱模式的移動應用程序，例如持續時間、頻率、溫度和心率偏差，以更好地告知用戶他們的癥狀。如前所述，潮熱雖然是更年期的常見癥狀，但在這些方面在女性中也存在極大差異。更好的跟蹤器可以讓用戶做出更明智的健康決定。

?