[發明專利]基于毫米波雷達的健康監測裝置及方法

在審

• 申請號: 202010790316.0
• 申請日: 2020-08-07
• 公開（公告）號: CN111938613A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 吳健康;劉璐瑤
• 申請（專利權）人: 南京茂森電子技術有限公司
• 主分類號: A61B5/0205
• 分類號: A61B5/0205;A61B5/113;A61B5/00;G01S7/41;G01S13/50;G01S13/88
• 代理公司: 北京細軟智谷知識產權代理有限責任公司 11471
• 代理人: 譚承世

1.一種基于毫米波雷達的健康監測裝置，其特征在于，包括：

信號采集模塊，用于采集待檢測的人體信息，根據所述人體信息獲取因人體距離產生的調制脈沖相位變化信號；

信號處理模塊，用于采用小波轉換法根據所述調制脈沖相位變化信號分離并重構呼吸信號、心跳信號以及體動信號，以確定人體的健康指標，將所述健康指標與預設值進行對比分析，確定提示信息；其中，所述健康指標包括：心肺諧振指標、心率變異性、呼吸變異性；

指標提醒模塊，用于顯示所述提示信息；

其中，所述采用小波轉換法根據所述調制脈沖相位變化信號分離并重構呼吸信號、心跳信號以及體動信號，包括：

其分離過程為：

φ_l+1,…2m(t)＝∑h(n)φ_l,m(t-nk) (1)

φ_l+1,…2m+1(t)＝∑g(n)φ_l,m(t-nk) (2)

其中，式(1)和(2)表示信號分解過程，h(n)和g(n)分別表示分解過程中的低通濾波器和高通濾波器；l表示分解的層數，m表示在相應的層所對應的節點位置；式(3)表示信號分解的逆過程，用于將分解后的信號根據相應的頻率范圍進行重構。

2.根據權利要求1所述的基于毫米波雷達的健康監測裝置，其特征在于，所述采用小波轉換法根據所述調制脈沖相位變化信號分離并重構呼吸信號、心跳信號以及體動信號，還包括：對分離出的心跳信號進行處理；

所述對分離出的心跳信號進行處理，包括：

將得到的心跳信號HR(t)沿著時間軸移動一段間隔t_d得到平移后的心率信號HR(t+t_d)；

利用自相關算法計算平移前后心率波形的自相關系數：

通過調整平移時間間隔t_d得到多個自相關系數直到時間間隔覆蓋整個時間軸。

3.根據權利要求1所述的基于毫米波雷達的健康監測裝置，其特征在于，還包括：

預處理模塊，用于根據用戶的健康狀態對提示信息進行處理；其中，所述健康狀態包括：睡眠、感染、突發疾病、心里健康、死亡。

4.根據權利要求1所述的基于毫米波雷達的健康監測裝置，其特征在于，所述信號采集模塊，包括：

毫米波調頻連續波雷達，多個發射天線以及多個接收天線，所述毫米波調頻連續波雷達一端與所述發射天線連接，其另一端與所述接收天線連接；

所述毫米波調頻連續波雷達用于產生調制脈沖并采用調頻方式調制為第一毫米波雷達信號；

所述發射天線用于將所述第一毫米波雷達信號發射至人體；

所述接收天線用于接收所述第一毫米波雷達信號被人體反射后投射到所述調頻連續波毫米波雷的第二毫米波雷達信號。

5.根據權利要求4所述的基于毫米波雷達的健康監測裝置，其特征在于，所述信號采集模塊還包括：

功率放大器、前置放大器、解調器以及模數轉換器；

所述功率放大器一端與所述毫米波調頻連續波雷達連接，其另一端與所述發射天線連接，用于放大第一毫米波雷達信號；

所述前置放大器一端與所述接收天線連接，其另一端與所述解調器一端連接，所述解調器另一端分別與所述毫米波調頻連續波雷達、模數轉換器連接；

所述前置放大器用于對第二毫米波雷達信號進行降噪放大；

所述解調器用于對第一毫米波雷達信號、第二毫米波雷達信號進行解調，得到因人體距離產生的調制脈沖相位變化信號；

所述模數轉換器用于對解調后的因人體距離產生的調制脈沖相位變化信號進行模數轉換。

6.根據權利要求5所述的基于毫米波雷達的健康監測裝置，其特征在于，所述信號處理模塊，包括：

信號處理單元，用于根據模數轉換后的因人體距離產生的調制脈沖相位變化信號獲取人體距離隨時間變化的曲線；

體征信號檢測單元，用于采用小波轉換法對所述曲線進行分解，分離出呼吸信號、心跳信號以及體動信號。