[發明專利]一種利用太赫茲波進行非接觸式探測生命體征的探測方法

在審

• 申請號: 201410593962.2
• 申請日: 2014-10-29
• 公開（公告）號: CN104434059A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 蔣俊;涂建
• 申請（專利權）人: 上海無線電設備研究所
• 主分類號: A61B5/0205
• 分類號: A61B5/0205
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 張妍

技術領域

本發明涉及電子醫學技術領域，具體涉及一種利用太赫茲波進行非接觸式探測生命體征的探測方法。

背景技術

當前國內外在太赫茲生物醫學領域的大量研究，主要集中于頻譜分析和醫學成像。然而太赫茲波的微多普勒現象極為明顯，目前尚未得到關注和應用。微多普勒現象是指目標在雷達徑向運動的同時，目標或目標組成部分的振動或轉動會對雷達回波的頻譜產生展寬調制，在目標多普勒頻率上產生邊帶。微多普勒現象在自然界普遍存在，如人體心跳、呼吸、行人手和腿的擺動等。利用太赫茲波提取生命體征是太赫茲技術發展的趨勢，可以為生物醫學域提供新的體征探測手段。太赫茲微多普勒現象的生物醫學應用研究相對較少，但國外已經開始重視和大力發展太赫茲微多普勒現象的醫學應用，將其應用于生命體特征探測——心跳和呼吸檢測。由于太赫茲微多普勒現象明顯；因此，將其應用在生命體特征探測上，可以極大地提高探測精度。

相比微波，太赫茲微多普勒效應更明顯，探測靈敏度更高，太赫茲非接觸式生命體征特征探測具有重要意義。太赫茲科學技術在生物醫學領域的應用是一場技術變革,它將帶來了更精密、更準確、更安全的檢測手段,其應用潛力巨大，非接觸式太赫茲生命體探測具有極高的科學價值和應用價值。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用太赫茲波進行非接觸式探測生命體征的探測方法，通過設置利用太赫茲波進行非接觸式探測生命體征的系統，將該系統的發射天線、接收天線設置在被測生命體等距離的位置，對被測生命體的檢測信號進行采樣；對采樣的檢測信號進行兩次時頻變換后，進行時間加權后提取被測生命體的運動頻率信號、呼吸信號及心跳信號。本發明提供的利用太赫茲波進行非接觸式探測生命體征的探測方法，探測靈敏度高于現有技術中的微波探測，同時采用該方法進行探測能夠得到的生命體征數據更精密、更準確；使得該方法能夠廣泛應用于醫學、救援、安保等領域，例如能夠實現非接觸式心跳監控、個人自動健康檢測、慢性健康狀況診斷、甚至地震或雪崩搜尋人員等。

為了達到上述目的，本發明通過以下技術方案實現：

一種利用太赫茲波進行非接觸式探測生命體征的系統，其特點是，該系統包含：

第一頻率綜合器，

發射倍頻鏈路部件，與所述第一頻率綜合器輸出端連接；

發射天線，與所述發射倍頻鏈路部件輸出端連接；

接收天線，接收生命體反射信號；

第二頻率綜合器；

接收端本振產生部件，所述接收端本振產生部件輸入端與所述第二頻率綜合器輸出端連接；

第一混頻器，所述第一混頻器輸入端分別與所述接收天線輸出端、接收端本振產生部件輸出端連接；

第二混頻器，所述第二混頻器輸入端分別與所述第一頻率綜合器輸出端、第二頻率綜合器輸出端連接；

中頻本振產生部件，所述中頻本振產生部件的輸入端與第二混頻器的輸出端連接；

信號處理部件，分別與第一混頻器輸出端、中頻本振產生部件輸出端連接。

優選地，所述發射倍頻鏈路部件包含：

發射倍頻鏈路，所述發射倍頻鏈路輸入端與所述第一頻率綜合器輸出端連接；

所述發射倍頻鏈路包含：多個倍頻單元；所述多個倍頻單元依次串聯連接形成該發射倍頻鏈路；

每個所述倍頻單元包含：依次連接的第一濾波器、第一放大器及第一倍頻器；

功率放大器，與所述發射倍頻鏈路輸出端連接；

第一個所述倍頻單元的濾波器輸入端與所述第一頻率綜合器輸出端連接；最后一個所述倍頻單元的倍頻器輸出端與所述功率放大器輸入端連接。

優選地，所述接收端本振產生部件包含：多個倍頻單元；所述多個倍頻單元依次串聯連接；

每個所述倍頻單元包含：依次連接的第二濾波器、第二放大器及第二倍頻器；

第一個所述倍頻單元的濾波器輸入端與所述第二頻率綜合器輸出端連接；

最后一個所述倍頻單元的倍頻器輸出端與所述第一混頻器的輸入端連接。

優選地，所述中頻本振產生部件包含：

第三濾波器，所述第三濾波器輸入端與所述第二混頻器輸出端連接；

第三放大器，與所述第三濾波器輸出端連接；

第三倍頻器，與所述第三放大器輸出端連接；

第四放大器，與所述第三倍頻器輸出端連接；

第四濾波器，所述第四濾波器輸入端與所述第四放大器輸出端連接，該第四濾波器輸出端與所述信號處理部件連接。

優選地，所述信號處理部件包含：

正交雙通道處理模塊，分別與所述第一混頻器輸出端、中頻本振產生部件輸出端連接；