[發明專利]基于太赫茲雷達的人體生命信號高精度測量方法

在審

• 申請號: 201710302984.2
• 申請日: 2017-05-03
• 公開（公告）號: CN107144840A
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發明（設計）人: 楊琪;王宏強;秦玉亮;鄧彬;羅成高;范波
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: G01S13/88
• 分類號: G01S13/88;G01S13/89
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司11429
• 代理人: 陸薇薇

技術領域

本發明屬于雷達信號處理技術和生命醫學/遠程醫療領域，具體涉及一種基于太赫茲雷達的人體生命信號高精度測量方法。

背景技術

呼吸心跳等生命信號測量的應用十分廣泛，在醫療方面，不管是個人健康的監控還是對慢性疾病的診斷，呼吸心跳參數都是一個人健康狀況的直觀反映，而在工程應用方面，地震、雪崩、泥石流等嚴重的自然災害會危及人們的生命和財產安全，及時有效的救援能夠大大減少人員的傷亡，能夠精確的檢測人體呼吸心跳的參數有著廣泛的安全應用。目前，有很多方法可以進行呼吸心跳頻率的檢測，主要分為接觸式和非接觸式的。隨著科技的進步以及雷達在生物、生物醫學方面越來越廣泛的應用，使得人們的研究重點集中在非接觸式的方法上面。

利用雷達手段實現目標運動特征提取是一種廣泛使用的方法，具有全天時、全天候、高精度等特點，在遙感測量、生命探測和軍事偵察等方面具有十分重要的應用。太赫茲(Terahertz,THz)頻段通常指頻率在0.1THz到10THz(對應波長30μm-3mm)之間的電磁波，該頻率帶的頻譜極具科研價值，屬于全新的頻率資源，以其獨特的性能及在多個領域的廣闊應用前景引起了廣泛關注，是國際公認的重要前沿科學技術領域之一。近年來，隨著太赫茲源、檢測和相關器件的突破，太赫茲雷達技術發展迅速，在高分辨成像和運動精細測量方面逐漸顯現出優勢。人體的呼吸和心跳是典型的生命信號形式，是人體生命體征的重要參數，也是進行人體探測和診療的重要依據。但是目前的人體生命信號(人體的呼吸和心跳)測量手段基本以接觸式測量為主，這種方式雖然精度較高、操作簡單，但是尤其固有應用局限性。非接觸式呼吸心跳信號檢測對大面積燒傷、燙傷病人、遠程患者、嬰幼兒、自然災害中的受害者、以及戰場士兵都有重要的應用，能夠有效彌補接觸式測量手段的不足，具有廣闊的發展前景和重要的應用價值。

在接觸式測量方面，主要手段是心電圖^[1,2]。心電圖測量雖然具有較高的測量精度，但其具有明顯缺陷，比如對于燒燙傷患者，測量的同時容易產生二次傷害；對于嬰幼兒患者和遠程患者實施困難等。

在非接觸式測量方面，目前的測量系統主要集中在微波波段和毫米波波段，頻率相比太赫茲頻段較低，系統對于微弱的生命信號不夠敏感，需要較為復雜的系統構成和信號處理手段^[3-6]。

因此，利用太赫茲雷達實現人體生命信號高精度測量，充分發揮太赫茲雷達微多普勒敏感性的優勢是一個有待研究的問題，針對這一問題，當前并沒有有效的手段。相關參考文獻如下：

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發明內容