CN102961164A - 一种基于毫米波雷达的非接触式听诊器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于毫米波雷达的非接触式听诊器。包括检测被测对象的毫米波雷达传感器以及与毫米波雷达传感器的输出端相连的信号处理器，信号处理器的输出端连接有音频播放器及波形显示器。将毫米波雷达应用于医用听诊器，采用相应的信号处理器来分离呼吸和心跳信号，并将这些信号采用音频播放器和波形显示器输出。由于高频毫米波雷达具有多种特点和优点，该听诊器能够从检测原理上弥补传统听诊器的不足和限制，具有非接触、可避免被测对象间的交叉感染、对衣物等介质的穿透性、方便灵活、灵敏度高、抗干扰性强、能克服检查过程中的不适等诸多优点。
Description
技术领域
本发明属于医疗器械领域，特别涉及一种基于毫米波雷达的非接触式听诊器。
背景技术
听诊器是临床检测中最基本、最广泛使用的医生诊断用具，自听诊器被应用于临床以来，发挥了巨大的作用。随着科技的发展，其外形及传音方式都不有断的改进，但其基本结构和原理一直变化不大。实际上，传统听诊器具有如下缺点：（1）必须对被测对象进行接触式检测。这在某种程度上限制了听诊器的应用范围，如对烧伤病人、传染病人、皮肤过敏病人就无法使用接触式的检测方式；（2）接触式的检测方式容易在被测对象间引起交叉感染；（3）接触式的检测方式普遍给被测对象带来不适，如被测对象必须解开部分衣物、男医生为女性对象做检查时，对婴幼儿做检查时，被测对象均会感到不适；（3）在嘈杂及恶劣的听诊环境中，如救护车中、繁忙的急救室等，传统听诊器往往不能进行的效的诊断；（4）即使在正常的听诊环境中，传统听诊器的传音胶管也存在着使用不方便及声学干扰大的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种能够从检测原理上弥补传统听诊器的不足和限制，具有非接触、可避免被测对象间的交叉感染、对衣物等介质的穿透性强、方便灵活、灵敏度高、抗干扰性强的基于毫米波雷达的非接触式听诊器。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：包括检测被测对象的毫米波雷达传感器以及与毫米波雷达传感器的输出端相连的信号处理器，信号处理器的输出端连接有音频播放器及波形显示器。
所述的毫米波雷达传感器的工作频率为30-300GHz。
所述的信号处理器对毫米波雷达传感器的雷达回波信号中的呼吸与心跳信号进行分离，其包含至少一种呼吸与心跳分离算法。
所述的音频播放器能够实时播放出信号处理器2所分离出的呼吸和心跳信号的播放器。
所述的音频播放器采用耳机或音箱。
所述的波形显示器将信号处理器所提取出来的呼吸信号显示在电子显示屏上的显示设备。
所述的信号处理器的输出端还连接有存储呼吸和心跳信号的信号存储器。
本发明突破了传统听诊器的限制，克服了传统听诊器接触式检测方式在性别、年龄等上的限制，既具有非接触、穿透性等优势，又具有灵敏度高，抗干扰性强（具有方向性），实时、快速、便携、操作简易等诸多优点。本发明既能检测正常及病理的心音和呼吸音，又能捕捉肺音，肠鸣音。还可以将检测并经处理后的信号采用麦克风进行实时播放，或在电子屏幕或电脑屏上实时播放
本发明还可以通过信号存储器将数据保存到存储器中以便以后进行分析、查阅及存档。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，但此处描述的具体实施方式仅仅用于解释本发明，而不用于限定本发明。
参见图1，本发明包括检测被测对象的毫米波雷达传感器1以及与毫米波雷达传感器1的输出端相连的信号处理器2，信号处理器2的输出端连接有音频播放器3及波形显示器4；其中，毫米波雷达传感器1的工作频率为30-300GHz，包括点频毫米波相控振荡器、定向耦合器、环形器，平衡混频器，雷达收发天线，及信号处理器；信号处理器2对毫米波雷达传感器1的雷达回波信号中的呼吸与心跳信号进行分离，其包含至少一种呼吸与心跳分离算法；音频播放器3能够实时播放出信号处理器2所分离出的呼吸和心跳信号的播放器即采用耳机或音箱；波形显示器4将信号处理器2所提取出来的呼吸信号显示在电子显示屏上的显示设备。
本发明的信号处理器2的输出端还连接有存储呼吸和心跳信号的信号存储器5。
所述的毫米波雷达的发射频率在30-300GHz之间，其电路组成结构为点频混频式雷达收发机。其大致的工作原理如下：通过点频毫米波相控振荡器产生雷达波，经定向耦合器转为两路，一路经环形器发往天线，另一路经衰减后与经环形器来的雷达回波信号进行平衡混频，此平衡混频的输出信号中即含有人体呼吸和心跳的信息；
所述的信号处理器的主要作用是对雷达回波信号中的呼吸与心跳信号进行分离。它包含至少一种呼吸与心跳信号分离算法。目前已有多种算法可达到此目的。
由雷达发射出的点频信号经由雷达天线发射向被测对象，雷达波经被测对象的呼吸和心跳体动信号进行调制以后反射回雷达，经同一雷达天线接收，再经信号处理器进行呼吸与心跳信号分离，从而实现生命体征信号的麦克风实时播放或由屏幕进行实时显示。该呼吸和心跳数据也可方便地保存到存储器中以便以后进行分析、查阅及存档。
尽管本发明所论述的是一种非接触式的医用听诊器，但本发明的使用范围并不仅限于呼吸和心跳信号的检测，由于高频毫米波雷达波具有灵敏度高、方向性强的特点，因此本发明还可广泛应用于各类广谱声学信号的探测，包括利用传统麦克风无法采集到的，极微弱的声学和振动信号的探测，并能将这些信号以音频和波形两种形式同步显示出来。
Claims (7)
1.一种基于毫米波雷达的非接触式听诊器，其特征在于：包括检测被测对象的毫米波雷达传感器（1）以及与毫米波雷达传感器（1）的输出端相连的信号处理器（2），信号处理器（2）的输出端连接有音频播放器（3）及波形显示器（4）。
2.根据权利要求1所述的基于毫米波雷达的非接触式听诊器，其特征在于：所述的毫米波雷达传感器（1）的工作频率为30-300GHz。
3.根据权利要求1所述的基于毫米波雷达的非接触式听诊器，其特征在于：所述的信号处理器（2）对毫米波雷达传感器（1）的雷达回波信号中的呼吸与心跳信号进行分离，其包含至少一种呼吸与心跳分离算法。
4.根据权利要求1所述的基于毫米波雷达的非接触式听诊器，其特征在于：所述的音频播放器（3）能够实时播放出信号处理器（2）所分离出的呼吸和心跳信号的播放器。
5.根据权利要求4所述的基于毫米波雷达的非接触式听诊器，其特征在于：所述的音频播放器（3）采用耳机或音箱。
6.根据权利要求1所述的基于毫米波雷达的非接触式听诊器，其特征在于：所述的波形显示器（4）将信号处理器（2）所提取出来的呼吸信号显示在电子显示屏上的显示设备。
7.根据权利要求1所述的基于毫米波雷达的非接触式听诊器，其特征在于：所述的信号处理器（2）的输出端还连接有存储呼吸和心跳信号的信号存储器（5）。
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