使用毫米波雷達(dá)傳感器構(gòu)建一種適用于家庭使用的多患者非接觸式生命體征傳感器

作者：Greg Peake，Matthieu Chevrier

在涉及信號(hào)和數(shù)據(jù)的醫(yī)療傳輸中，準(zhǔn)確區(qū)分機(jī)器人路徑上的靜止物體和人類(lèi)至關(guān)重要。在本文中，了解如何利用FMCW雷達(dá)、MIMO和波束指向結(jié)合相位信息的方法，可可靠地檢測(cè)人類(lèi)并準(zhǔn)確測(cè)量障礙物距離。

本文介紹了一種利用FMCW（頻率調(diào)制連續(xù)波）雷達(dá)與MIMO（多輸入多輸出）和波束指向相結(jié)合的方法。這種方法利用相位信息，可以可靠地檢測(cè)到人類(lèi)，并準(zhǔn)確測(cè)量到障礙物的距離。

人類(lèi)的生命體征通常是通過(guò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來(lái)測(cè)量的，而監(jiān)測(cè)系統(tǒng)歷來(lái)依賴(lài)于與患者身體的有線連接，通過(guò)心電圖和氧飽和度傳感器的組合來(lái)報(bào)告心臟和呼吸頻率。這些傳感器很難與新生兒、嚴(yán)重?zé)齻颊?、癲癇患者或精神病病房的患者保持持續(xù)接觸。對(duì)于那些移動(dòng)的患者來(lái)說(shuō)，隨著患者在家中移動(dòng)，監(jiān)測(cè)生命體征可能具有挑戰(zhàn)性。

毫米波(mmWave)雷達(dá)傳感器可以探測(cè)到非常細(xì)微的動(dòng)作，甚至從病人的胸部。由于胸部運(yùn)動(dòng)受到呼吸(基本頻率)和心率運(yùn)動(dòng)(附加諧波)的影響，因此胸部運(yùn)動(dòng)的精細(xì)測(cè)量可以實(shí)現(xiàn)非接觸式生命體征測(cè)量。

該功能的主要實(shí)現(xiàn)因素是傳感器能夠通過(guò)頻率調(diào)制連續(xù)波(FMCW)傳感和多輸入多輸出(MIMO)天線雷達(dá)系統(tǒng)的組合來(lái)檢測(cè)患者胸部的位置和速度。

該傳感器還可以檢測(cè)床上的運(yùn)動(dòng)，并通知護(hù)理人員潛在的褥瘡，甚至可以同時(shí)監(jiān)測(cè)多名患者，比如一對(duì)老年夫婦。此外，毫米波傳感器可以檢測(cè)到跌倒的人，并實(shí)時(shí)通知護(hù)理人員。