DE102022117211A1

DE102022117211A1 - Verfahren zum Messen eines physiologischen Signals und Vorrichtung zum Messen eines physiologischen Signals

Info

Publication number: DE102022117211A1
Application number: DE102022117211.2A
Authority: DE
Inventors: Shu-Hua Chang; Wei-Mei Chen; Chao-Hsiung Tseng; Ching-Huan Lin; Yi-Hsiang Lai; Chuang-Yueh Lin; Chun-I Wu; Yi-Chen Hsieh
Original assignee: AUO Corp
Current assignee: AUO Corp
Priority date: 2021-10-20
Filing date: 2022-07-11
Publication date: 2023-04-20
Also published as: CN113925481B; CN113925481A; TW202317029A; TWI784823B; US20230117569A1

Abstract

Ein Verfahren zum Messen eines physiologischen Signals beinhaltet die folgenden Schritte: Erkennen eines ersten physiologischen Signals eines Ziels; Empfangen des ersten physiologischen Signals, um ein erstes Signal und ein zweites Signal durch einen Radarsensor zu erzeugen; Auswählen eines des ersten Signals und des zweiten Signals, um eine Mehrzahl von ursprünglichen Signalen zu erzeugen, wobei eine Phasendifferenz zwischen dem ersten Signal und dem zweiten Signal ausgebildet wird; und Aufnehmen eines Atmungssignals und eines Herzschlagsignals gemäß der Mehrzahl von ursprünglichen Signalen.

Description

STAND DER TECHNIK
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine elektronische Vorrichtung und ein Verfahren. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf eine Vorrichtung zum Messen physiologischer Signale und ein Verfahren zum Messen eines physiologischen Signals.
Beschreibung des verwandten Stands der Technik
Herkömmliche Techniken für die Überwachung physiologischer Signale des menschlichen Körpers werden in Elektrokardiographie-Signale (EKG), die durch Berührungsvorrichtungen gemessen werden, und Signale für die Veränderung des Lichtvolumens, die von Kameras unter Verwendung von rotem oder grünem Licht gemessen werden, unterteilt. Da Berührungsvorrichtungen den menschlichen Körper berühren müssen, kann sich ein Proband dabei unwohl fühlen.
Außerdem werden aufgrund einer Verwendung von Kameras mit rotem oder grünem Licht für die Erfassung die Signale für die Veränderung des Lichtvolumens leicht durch eine Lichtquelle beeinflusst. Gleichzeitig erfassen die Kameras manchmal das Gesicht des Probanden, was zu Problemen mit der Privatsphäre führt.
Aus den vorgenannten Gründen besteht die Notwendigkeit, andere geeignete Gestaltungen für die Messung eines physiologischen Signals bereitzustellen, um die Probleme des Standes der Technik zu lösen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Verfahren zum Messen eines physiologischen Signals. Das Verfahren zum Messen eines physiologischen Signals beinhaltet die folgenden Schritte: Erkennen eines ersten physiologischen Signals eines Ziels; Empfangen des ersten physiologischen Signals, um ein erstes Signal und ein zweites Signal durch einen Radarsensor zu erzeugen; Auswählen eines des ersten Signals und des zweiten Signals, um eine Mehrzahl von ursprünglichen Signalen zu erzeugen, wobei eine Phasendifferenz zwischen dem ersten Signal und dem zweiten Signal ausgebildet wird; und Aufnehmen eines Atmungssignals und eines Herzschlagsignals gemäß der Mehrzahl von ursprünglichen Signalen.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Vorrichtung für die Messung physiologischer Signale. Die Vorrichtung für die Messung physiologischer Signale beinhaltet einen Radarsensor und einen Prozessor. Der Radarsensor ist dazu eingerichtet, ein Erfassungssignal zu emittieren, um ein physiologisches Signal eines Ziels zu erkennen. Der Radarsensor ist dazu eingerichtet, ein erstes Signal und ein zweites Signal gemäß dem physiologischen Signal zu erzeugen. Der Prozessor ist mit dem Radarsensor gekoppelt. Der Prozessor ist dazu eingerichtet, entweder das erste Signal oder das zweite Signal auszuwählen, um eine Mehrzahl von ursprünglichen Signalen zu erzeugen. Zwischen dem ersten Signal und dem zweiten Signal wird eine Phasendifferenz ausgebildet. Der Prozessor ist dazu eingerichtet, ein Atmungssignal und ein Herzschlagsignal gemäß der Mehrzahl der ursprünglichen Signale aufzunehmen.
Figurenliste
Die vorliegende Offenbarung kann durch das Lesen der folgenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsform mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen wie folgt besser verstanden werden:

1 zeigt ein schematisches Schaubild einer Messvorrichtung für physiologische Signale gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
2 zeigt ein schematisches Schaubild von Komponenten einer strahlsteuerbaren Flüssigkristallantenne einer Messvorrichtung für physiologische Signale gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
3 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Messen eines physiologischen Signals gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
4 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Messen eines physiologischen Signals gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
5 zeigt ein schematisches Diagramm von physiologischen Signalen, die von einer Messvorrichtung für physiologische Signale gemessen werden, gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
6 zeigt ein schematisches Diagramm von physiologischen Signalen, die von einer Messvorrichtung für physiologische Signale analysiert werden, gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
7 zeigt ein schematisches Diagramm eines Atmungssignals, das von einer Messvorrichtung für physiologische Signale analysiert wird, gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
8 zeigt ein schematisches Diagramm eines Herzschlagsignals, das von einer Messvorrichtung für physiologische Signale analysiert wird, gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Es wird nun ausführlich auf die vorliegenden Ausführungsformen der Erfindung eingegangen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind. Wo immer möglich, werden in den Zeichnungen und in der Beschreibung die gleichen Bezugszeichen verwendet, um auf gleiche oder ähnliche Teile hinzuweisen.
Die hierin verwendete Terminologie dient nur der Beschreibung bestimmter beispielhafter Ausführungsformen und ist nicht als Einschränkung der vorliegenden Offenbarung gedacht. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „ein, eine, ein“ und „der, die, das“ ebenso die Pluralformen einschließen, es sei denn, aus dem Zusammenhang geht eindeutig etwas anderes hervor.
Darüber hinaus sollte verstanden werden, dass die hierin verwendeten Begriffe „umfassend“, „beinhaltend“, „aufweisend“, „enthaltend“, „einschließend“ und dergleichen offen sind, d. h. beinhaltend, jedoch ohne darauf beschränkt zu sein.
Die in dieser Patentschrift und Ansprüchen verwendeten Begriffe weisen im Allgemeinen ihre gewöhnliche Bedeutung in dem Stand der Technik, innerhalb des Zusammenhangs mit der Offenbarung und in dem spezifischen Zusammenhang auf, in dem jeder Begriff verwendet wird. Bestimmte Begriffe, die für die Beschreibung der Offenbarung verwendet werden, werden im Folgenden oder an anderer Stelle in der Patentschrift erörtert, um dem Fachmann zusätzliche Hinweise in Bezug auf die Beschreibung der Offenbarung bereitzustellen.
1 zeigt ein schematisches Schaubild einer Messvorrichtung 100 für physiologische Signale gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. In einigen Ausführungsformen beinhaltet die Messvorrichtung 100 für physiologische Signale einen Radarsensor 110, einen Prozessor 120, eine Verstärkerschaltung 130, einen Schleifenfilter 140, einen Frequenzsynthesizer 150 und eine Referenzsignalquelle 160.
In einigen Ausführungsformen ist der Radarsensor 110 mit der Verstärkerschaltung 130, dem Schleifenfilter 140 und dem Frequenzsynthesizer 150 gekoppelt. In einigen Ausführungsformen ist der Prozessor 120 mit der Verstärkerschaltung 130 gekoppelt. In einigen Ausführungsformen ist der Frequenzsynthesizer 150 mit dem Schleifenfilter 140 und der Referenzsignalquelle 160 gekoppelt.
In einigen Ausführungsformen ist der Radarsensor 110 dazu eingerichtet, ein Erfassungssignal S1 zu emittieren, um ein physiologisches Signal PS1 eines Ziels O zu erkennen und zu empfangen. Der Radarsensor 110 ist dazu eingerichtet, ein erstes Signal I und ein zweites Signal Q gemäß dem physiologischen Signal PS1 zu erzeugen. Der Prozessor 120 ist dazu eingerichtet, entweder das erste Signal I oder das zweite Signal Q auszuwählen, um eine Mehrzahl von ursprünglichen Signalen zu erzeugen. Zwischen dem ersten Signal I und dem zweiten Signal Q wird eine Phasendifferenz ausgebildet. Der Prozessor 120 ist dazu eingerichtet, ein Herzschlagsignal und ein Atmungssignal des Ziels O gemäß der Mehrzahl der ursprünglichen Signale zu erzeugen. In einigen Ausführungsformen beinhaltet das Ziel O Menschen und Versuchstiere. In einigen Ausführungsformen befindet sich das Ziel O hauptsächlich in einem stationären Zustand, wenn das Ziel O von der Messvorrichtung 100 für physiologische Signale der vorliegenden Offenbarung gemessen wird.
In einigen Ausführungsformen beinhaltet der Radarsensor 110 ein Millimeterwellen-Radar. In einigen Ausführungsformen beträgt die Frequenz des von dem Radarsensor 110 emittierten Erfassungssignals S1 etwa 2,4 GHZ.
In einigen Ausführungsformen beinhaltet der Radarsensor 110 eine drahtlose Hochfrequenzschaltung 111 und einen Radarsensorchip 112. Die drahtlose Hochfrequenzschaltung 111 beinhaltet eine Radar-HF-(Hochfrequenz-)Senderantenne Tx (Transmit) und eine Empfangsantenne Rx (Receive), die zum Aufnehmen reflektierter elektromagnetischer Wellen verwendet wird. In einigen Ausführungsformen ist die Radar-HF-Sendeantenne Tx dazu eingerichtet, das Erfassungssignal S1 zu emittieren. Die Empfangsantenne Rx ist dazu eingerichtet, das physiologische Signal PS1 zu empfangen. Das physiologische Signal PS1 ist ein reflektiertes elektromagnetisches Wellensignal, das das Erfassungssignal S1 an eine Brustposition des Ziels O (z. B. die Position in der Nähe des Herzens) gesendet wird, um es zu erzeugen. In einigen Ausführungsformen beinhaltet die drahtlose Hochfrequenzschaltung 111 eine Mehrzahl von strahlsteuerbaren Flüssigkristallantennenkomponenten. Jede der Mehrzahl von strahlensteuerbaren Flüssigkristallantennenkomponenten ist dazu eingerichtet, das Erfassungssignal S1 zu emittieren und das physiologische Signal PS1 zu empfangen. In einigen Ausführungsformen ist der Radarsensorchip 112 dazu eingerichtet, die Radar-HF-Senderantenne Tx zu steuern, um das Erfassungssignal S1 zu emittieren. Der Radarsensorchip 112 ist dazu eingerichtet, das empfangene physiologische Signal PS1 in das erste Signal I und das zweite Signal Q aufzuteilen. Der Radarsensor 110 der vorliegenden Offenbarung verwendet hauptsächlich die Mehrzahl von strahlsteuerbaren Flüssigkristallantennenkomponenten, und die Vorgänge der Mehrzahl von strahlsteuerbaren Flüssigkristallantennenkomponenten wird in den folgenden Abschnitten beschrieben.
In einigen Ausführungsformen beträgt ein Abstand zwischen dem von dem Radarsensor 110 emittierten Erfassungssignal S1 und dem Ziel O zwischen 0,1 m bis 8 m. Ein Emissionsbereich eines horizontalen Winkels des Erfassungssignals S1 beträgt etwa 150 Grad.
In einigen Ausführungsformen beinhaltet der Prozessor 120 einen einzelnen Prozessor und die Integration mehrerer Mikroprozessoren, wie z. B. zentraler Verarbeitungseinheiten (CPU), Grafikverarbeitungseinheiten (GPU) und Mikrocontrollereinheiten (MCU), ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Der Prozessor 120 ist ein Mikrocomputer, der zentrale Verarbeitungseinheiten, Speicher, Zeitgeber/Zähler und eine Mehrzahl elektronischer Komponenten für Eingangs- und Ausgangsschnittstellen auf einem integrierten Schaltungschip integriert. In einigen Ausführungsformen ist der Prozessor 120 ferner dazu eingerichtet, das Herzschlagsignal und das Atmungssignal an eine elektronische Vorrichtung 900 auszugeben. Die elektronische Vorrichtung 900 beinhaltet ein Anzeigefeld. Das Anzeigefeld ist für eine grafische Benutzeroberfläche (GUI) eingerichtet. In einigen Ausführungsformen umfasst die elektronische Vorrichtung 900 eine der folgenden: Mobiltelefone, Computer, Notebooks und tragbare Vorrichtungen.
In einigen Ausführungsformen beinhaltet eine Verstärkerschaltung 130 einen ersten Verstärker 131 und einen zweiten Verstärker 132. Sowohl der erste Verstärker 131 als auch der zweite Verstärker 132 beinhalten einen Basisbandverstärker. In einigen Ausführungsformen ist die Verstärkerschaltung 130 dazu eingerichtet, das erste Signal I und das zweite Signal Q des Radarsensors 110 zu übertragen, und dazu eingerichtet, eine Mehrzahl von Ausgangsleistungen des ersten Signals und des zweiten Signals zu erhöhen. In einigen Ausführungsformen ist der zweite Verstärker 132 dazu eingerichtet, das erste Signal I zu senden, und ist dazu eingerichtet, die Ausgangsleistung des ersten Signals I zu erhöhen. In einigen Ausführungsformen ist der erste Verstärker 131 dazu eingerichtet, das zweite Signal Q zu senden, und ist dazu eingerichtet, die Ausgangsleistung des zweiten Signals Q zu erhöhen. Es sollte beachtet werden, dass das erste Signal I und das zweite Signal Q Signale für unterschiedliche Datenkanäle sind. Zwischen dem ersten Signal I und dem zweiten Signal Q wird eine Phasendifferenz ausgebildet.
In einigen Ausführungsformen ist der Schleifenfilter 140 dazu eingerichtet, eine Bandbreite einer internen Schaltung der Messvorrichtung 100 für physiologische Signale (in der Figur nicht gezeigt) zu bestimmen und ein Referenzsignal der Referenzsignalquelle 160 in eine Steuerspannung umzuwandeln. Der Schleifenfilter 140 ist ferner dazu eingerichtet, ein gestörtes Hochfrequenzsignal in dem physiologischen Signal PS1 zu entfernen.
In einigen Ausführungsformen ist der Frequenzsynthesizer 150 dazu eingerichtet, eine Mehrzahl von diskreten Frequenzsignalen gemäß einem Referenzsignal oder einer Mehrzahl von Referenzsignalen zu erzeugen.
In einigen Ausführungsformen ist die Referenzsignalquelle 160 dazu eingerichtet, das Referenzsignal oder die die Mehrzahl von Referenzsignalen an den Frequenzsynthesizer 150 bereitzustellen.
In einigen Ausführungsformen ist eine Kombination des Schleifenfilters 140, des Frequenzsynthesizers 150 und der Referenzsignalquelle 160 ein Phasenregelkreis. Die Kombination des Schleifenfilters 140, des Frequenzsynthesizers 150 und der Referenzsignalquelle 160 ist dazu eingerichtet, Signale (z. B. das physiologische Signal PS1) zu demodulieren, die Mehrzahl von ursprünglichen Signalen aus rauschreichen Kommunikationskanälen (z. B. das physiologische Signal PS1) wiederherzustellen, Frequenzen zu erzeugen, die ganzzahlige Vielfache einer Eingangssignalfrequenz sind, oder ein genaues Taktsignal in einer digitalen Schaltung zu erzeugen.
2 zeigt ein schematisches Schaubild von Komponenten einer strahlsteuerbaren Flüssigkristallantenne einer Messvorrichtung 100 für physiologische Signale gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. In einigen Ausführungsformen, siehe 1 und 2, zeigt 2 die in 1 gezeigte Messvorrichtung 100 für physiologische Signale unter Verwendung von strahlsteuerbaren Flüssigkristallantennenkomponenten.
In einigen Ausführungsformen beinhaltet die drahtlose Hochfrequenzschaltung 111 strahlsteuerbare Flüssigkristallantennenkomponenten (z. B.: eine strahlsteuerbare Flüssigkristallantennenkomponente LCA1, eine strahlsteuerbare Flüssigkristallantennenkomponente LCA2 und eine strahlsteuerbare Flüssigkristallantennenkomponente LCA3). Jede der strahlensteuerbaren Flüssigkristallantennenkomponenten ist dazu eingerichtet, das Erfassungssignal S1 zu emittieren, um das physiologische Signal PS1 zu empfangen. In einigen Ausführungsformen ist die Mehrzahl der strahlsteuerbaren Flüssigkristallantennenkomponenten als ein Array angeordnet, wie in 2 gezeigt. In einigen Ausführungsformen können die Positionen der Mehrzahl von strahlensteuerbaren Flüssigkristallantennenkomponenten gemäß dem tatsächlichen Bedarf gestaltet werden und sind nicht auf die in der Figur gezeigten Ausführungsformen beschränkt. In einigen Ausführungsformen sind die strahlsteuerbare Flüssigkristallantennenkomponente LCA1 und die strahlsteuerbare Flüssigkristallantennenkomponente LCA2 Antennen in derselben Reihe und miteinander gekoppelt, wie in der Figur gezeigt. Die strahlsteuerbare Flüssigkristallantennenkomponente LCA1 und die strahlsteuerbare Flüssigkristallantennenkomponente LCA3 sind Antennen in derselben Spalte und sind nicht miteinander gekoppelt, wie in der Figur gezeigt. Es sollte beachtet werden, dass die Richtungen der von den Antennen in verschiedenen Reihen emittierten Erfassungssignale gleich oder unterschiedlich sein können.
In einigen Ausführungsformen, siehe 1 und 2, ist eine vergrößerte Ansicht ZI auf einer rechten Seite von 2 eine vergrößerte Ansicht des strahlsteuerbaren Flüssigkristallantennenelements LCA1 in dem dreidimensionalen Raum. Das strahlsteuerbare Flüssigkristallantennenelement LCA1 ist dazu eingerichtet, das Erfassungssignal S1 entlang einer ersten Strahlrichtung D1 zu emittieren. Das strahlsteuerbare Flüssigkristallantennenelement LCA1 ist dazu eingerichtet, eine Strahlrichtung des Erfassungssignals S1 in eine zweite Strahlrichtung D2, eine dritte Strahlrichtung D3, eine vierte Strahlrichtung D4, eine fünfte Strahlrichtung D5 oder eine sechste Strahlrichtung D6 gemäß einem Steuersignal des Radarsensors 110 zu ändern. Die erste Strahlrichtung D1, die zweite Strahlrichtung D2, die dritte Strahlrichtung D3, die vierte Strahlrichtung D4, die fünfte Strahlrichtung D5 und die sechste Strahlrichtung D6 sind in dem dreidimensionalen Raum nicht parallel zueinander. Es sollte beachtet werden, dass die Strahlungsrichtung durch Ändern der Phase eines in die strahlsteuerbaren Flüssigkristallantennenelemente eingespeisten Signals manipuliert wird, ohne die Positionen der strahlsteuerbaren Flüssigkristallantennenelemente zu ändern. Es sollte beachtet werden, dass die Richtungen der Koordinatenachsen eines dreidimensionalen Raums die X-Achse, die Y-Achse beziehungsweise die Z-Achse sind.
In einigen Ausführungsformen siehe 1 bis 3, um das Verständnis des Verfahrens 300 zum Messen des physiologischen Signals zu erleichtern. 3 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 300 zum Messen eines physiologischen Signals gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. In einigen Ausführungsformen kann das Verfahren 300 zum Messen eines physiologischen Signals von der Messvorrichtung 100 für physiologische Signale der vorliegenden Offenbarung ausgeführt werden.
In Schritt 310 wird ein Erfassungssignal emittiert. In einigen Ausführungsformen, siehe 1 bis 3, wird von dem Radarsensor 110 der Messvorrichtung 100 für physiologische Signale ein Erfassungssignal S1 emittiert.
In Schritt 320 wird ein physiologisches Signal eines Ziels erkannt. In einigen Ausführungsformen, siehe 1 bis 3, nachdem ein physiologisches Signal PS1 von dem Radarsensor 110 der Messvorrichtung 100 für physiologische Signale empfangen wurde, ist die Messvorrichtung 100 für physiologische Signale dazu eingerichtet, einen Schritt 330 auszuführen. In einigen Ausführungsformen ist der Radarsensor 110 dazu eingerichtet, zu bestimmen, ob das physiologische Signal PS1 eines Ziels O erfasst wird. Wenn der Radarsensor 110 das physiologische Signal PS1 des Ziels O nicht erkannt hat, wird der Schritt 340 ausgeführt.
In einigen Ausführungsformen ist die Messvorrichtung 100 für physiologische Signale dazu eingerichtet, wenn die Anzahl von Zielen zwei oder mehr beträgt, die Strahlrichtung des Erfassungssignals S1 anzupassen, bis der Radarsensor 110 der Messvorrichtung 100 für physiologische Signale das physiologische Signal PS1 empfängt. Nachdem die Messvorrichtung 100 für physiologische Signale dazu eingerichtet ist, ein physiologisches Signal eines ersten Ziels (in der Figur nicht gezeigt) zu empfangen und aufzuzeichnen, ist die Messvorrichtung 100 für physiologische Signale dazu eingerichtet, eine Strahlrichtung des Erfassungssignals S1 anzupassen, um ein physiologisches Signal eines nächsten Ziels (in der Figur nicht gezeigt) zu erfassen. In einigen Ausführungsformen beträgt die Messzeit zum Empfangen und Aufzeichnen eines physiologischen Signals jedes Ziels (in der Figur nicht gezeigt) etwa 20 Sekunden, jedoch ist die Messzeit nicht auf Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschränkt.
In Schritt 330 wird das physiologische Signal aufgezeichnet und analysiert. In einigen Ausführungsformen ist der Radarsensor 110 nach dem vorgenannten Schritt 320 dazu eingerichtet, das physiologische Signal PS1 des Ziels O zu erkennen. Der Radarsensor 110 ist dazu eingerichtet, das erste Signal I und das zweite Signal Q verschiedener Datenkanäle gemäß dem physiologischen Signal PS1 zu erzeugen, und das physiologische Signal PS1 wird von dem Prozessor 120 aufgezeichnet und analysiert. Ausführliche Schritte für den Prozessor 120 für die Aufzeichnung und Analyse des physiologischen Signals PS1 werden in den folgenden Abschnitten beschrieben.
In Schritt 340 wird eine Strahlrichtung des Erfassungssignals umgeschaltet. In einigen Ausführungsformen, siehe 1 bis 3, ist der Radarsensor 110 dazu eingerichtet, ein Steuersignal auszugeben, um die erste Strahlrichtung D1 des Erfassungssignals S1 der strahlsteuerbaren Flüssigkristallantennenkomponenten (z. B.: eine strahlsteuerbare Flüssigkristallantennenkomponente LCA1, eine strahlsteuerbare Flüssigkristallantennenkomponente LCA2 und eine strahlsteuerbare Flüssigkristallantennenkomponente LCA3) des Radarsensors 110 als eine von zweiter Strahlrichtung D2 bis sechster Strahlrichtung D6 anzupassen.
4 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Messen eines physiologischen Signals gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. In einigen Ausführungsformen ist das Schrittflussdiagramm in 4 ein ausführlichen Schrittflussdiagramm des Schritts 330 des physiologischen Signalverfahrens 300 zum Messen eines physiologischen Signals 330. In einigen Ausführungsformen siehe 5 bis 8 gemeinsam, um das Verständnis von Schritt 330 des Verfahrens 300 zum Messen eines physiologischen Signals der vorliegenden Offenbarung zu erleichtern. 5 zeigt ein schematisches Diagramm von physiologischen Signalen, die von der Messvorrichtung 100 für physiologische Signale gemessen werden, gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. 6 bis 8 zeigen schematische Diagramme von physiologischen Signalen, die von der Messvorrichtung 100 für physiologische Signale analysiert werden, gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Die ausführlichen Schritte 331 bis Schritt 336 des Schritts 330 werden durch den Prozessor 120 der vorstehend genannten Messvorrichtung 100 für physiologische Signale ausgeführt.
In Schritt 331 werden ein erstes Signal und ein zweites Signal gemäß dem physiologischen Signal erzeugt. In einigen Ausführungsformen, siehe 1, 4 und 5, ist der Radarsensor 110 dazu eingerichtet, ein erstes Signal I und ein zweites Signal Q verschiedener Datenkanäle, wie in 5 gezeigt, gemäß dem physiologischen Signal PS1 zu erzeugen. Zwischen dem ersten Signal I und dem zweiten Signal Q wird eine Phasendifferenz ausgebildet.
In Schritt 332 wird eines des ersten oder des zweiten Signals ausgewählt, um eine Mehrzahl von ursprünglichen Signalen zu erzeugen. In einigen Ausführungsformen, siehe 1, 4 und 5, ist der Prozessor 120 dazu eingerichtet, eines des ersten Signals I oder des zweiten Signals Q auszuwählen. In einigen Ausführungsformen ist der Prozessor 120 dazu eingerichtet, ein besseres Signal (z. B. das erste Signal I) zwischen dem ersten Signal I und dem zweiten Signal Q gemäß den Signalbedingungen des ersten Signals I und des zweiten Signals Q auszuwählen.
In Schritt 333 wird eine erste Signalverarbeitung an der Mehrzahl der ursprünglichen Signale durchgeführt. In einigen Ausführungsformen, siehe 1, 4 bis 6, ist nach dem vorstehenden Schritt, nachdem der Prozessor 120 dazu eingerichtet ist, ein besseres Signal (z. B. das erste Signal I) zwischen dem in 5 gezeigten ersten Signal I und dem zweiten Signal Q auszuwählen, der Prozessor 120 dazu eingerichtet, das bessere Signal (z. B. das erste Signal I) auszuwählen, um die in 6 gezeigte Mehrzahl von ursprünglichen Signalen zu erzeugen. Es sollte beachtet werden, dass die Auswahl des besseren Signals (z. B. des ersten Signals I) durch ein DC-Versatzverfahren angepasst werden muss, bevor die in 6 gezeigte Mehrzahl von ursprünglichen Signalen erhalten wird. Ein Atmungssignal und ein anfängliches Herzschlagsignal des Ziels O können getrennt werden, nachdem die Mehrzahl der ursprünglichen Signale dem DC-Versatzverfahren unterzogen wurde. Es sollte beachtet werden, dass ein DC-Signal in dem physiologischen Signal PS1 das physiologische Signal PS1 selbst beeinträchtigen kann, daher wird das DC-Signal ausgewählt, um aus dem physiologischen Signal PS1 entfernt zu werden.
In Schritt 334 wird ein Atmungssignal aufgenommen. In einigen Ausführungsformen, siehe 1, 4, 6 und 7, kann das Atmungssignal des Ziels O erhalten werden, nachdem die Mehrzahl der ursprünglichen Signale dem DC-Versatzverfahren unterzogen wurde. Der Prozessor 120 ist dazu eingerichtet, das Atmungssignal in ein periodisches Variationstrenddiagramm einiger Male pro Minute umzuwandeln, gezeigt in 7. Es sollte beachtet werden, dass die vertikale Achse des periodischen Variationstrenddiagramms eine Atemfrequenz ist und eine Einheit der Atemfrequenz die Schläge pro Minute (BPM) ist. Eine horizontale Achse ist die Zeit, und eine Einheit der Zeit ist die Sekunde.
In Schritt 335 wird ein anfängliches Herzschlagsignal aufgenommen, und eine zweite Signalverarbeitung wird an dem anfänglichen Herzschlagsignal durchgeführt. In einigen Ausführungsformen, siehe 1, 4 und 6, kann das anfängliche Herzschlagsignal des Ziels O erhalten werden, nachdem die Mehrzahl der ursprünglichen Signale dem DC-Versatzverfahren unterzogen wurde. Zu diesem Zeitpunkt ist der Prozessor 120 dazu eingerichtet, eine zweite Signalverarbeitung für das anfängliche Herzschlagsignal durchzuführen. Es sollte beachtet werden, dass die Frequenz des Herzschlagsignals zwar höher ist als die Frequenz des Atmungssignals, eine Amplitude des Herzschlagsignals jedoch in der Regel niedriger ist als eine Amplitude des Atmungssignals. Daher muss das Herzschlagsignal mehreren Signalverarbeitungen unterzogen werden.
In einigen Ausführungsformen ist der Prozessor 120 dazu eingerichtet, eine Hochpassfilterung und eine bewegende Sonne auf dem anfänglichen Herzschlagsignal durchzuführen, um das Herzschlagsignal zu erhalten. Es sollte beachtet werden, dass die vorliegende Offenbarung offenbart, dass die zweite Signalverarbeitung auf dem anfänglichen Herzschlagsignal durch Hochpassfilterung und bewegende Sonne durchgeführt wird, jedoch nicht auf die vorliegenden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung in der Praxis beschränkt ist.
In Schritt 336 wird ein Herzschlagsignal aufgenommen. In einigen Ausführungsformen, siehe 1, 4, 6 und 8, wird, nachdem der Prozessor 120 dazu eingerichtet ist, die zweite Signalverarbeitung an dem in 6 gezeigten anfänglichen Herzschlagsignal durchzuführen, das in 8 gezeigte Herzschlagsignal erhalten. Der Prozessor 120 ist dazu eingerichtet, das Herzschlagsignal in ein periodisches Variationstrenddiagramm einiger Male pro Minute umzuwandeln, gezeigt in 8. Es sollte beachtet werden, dass eine vertikale Achse des periodischen Variationstrenddiagramms des Herzschlagsignals in 8 eine Herzschlagfrequenz ist und eine Einheit der Herzschlagfrequenz Schläge pro Minute (BPM) ist. Eine horizontale Achse ist die Zeit, und eine Einheit der Zeit ist die Sekunde.
In einigen Ausführungsformen beinhaltet ein Signalanalyseverfahren des vorstehend genannten Atmungssignals und des Herzschlagsignals eine Zeitbereichsanalyse.
In einigen Ausführungsformen, siehe 1, 5 bis 8, ist der Prozessor 120 ferner dazu eingerichtet, Signaldiagramme der 5 bis 8 an ein Anzeigefeld einer elektronischen Vorrichtung 900 zu senden, damit ein Benutzer mit der GUI des Anzeigefelds interagieren kann.
Auf Grundlage der vorstehenden Ausführungsformen stellt die vorliegende Offenlegung ein Verfahren 300 zum Messen eines physiologischen Signals und eine Messvorrichtung 100 für physiologische Signale bereit. Eine Gestaltung einer Messvorrichtung 100 für physiologische Signale der vorliegenden Offenbarung kann ein physiologisches Signal eines Ziels O durch eine berührungslose Messung messen. Ein Erfassungssignal der Messvorrichtung 100 für physiologische Signale ist ein Hochfrequenzsignal und wird durch eine Lichtquelle nicht beeinflusst. Da ein Verfahren 300 zum Messen eines physiologischen Signals der vorliegenden Offenbarung kein Gesicht oder eine Bildinformation eines Ziels misst. Daher bringen ein Verfahren 300 zum Messen eines physiologischen Signals und eine Messvorrichtung 100 für physiologische Signale der vorliegenden Offenbarung keine Rechtsfragen bezüglich des Datenschutzes mit sich.

Claims

Verfahren (300) zum Messen eines physiologischen Signals (PS1), umfassend: Erkennen eines ersten physiologischen Signals (PS1) eines Ziels; Empfangen des ersten physiologischen Signals für die Erzeugung eines ersten Signals (I) und eines zweiten Signals (O) durch einen Radarsensor (110); Auswählen des ersten Signals (I) oder des zweiten Signals (O), um eine Mehrzahl von ursprünglichen Signalen zu erzeugen, wobei eine Phasendifferenz zwischen dem ersten Signal (I) und dem zweiten Signal (O) ausgebildet wird; und Aufnehmen eines Atmungssignals und eines Herzschlagsignals gemäß der Mehrzahl der ursprünglichen Signale.
Verfahren (300) zum Messen des physiologischen Signals (PS1) nach Anspruch 1, wobei das Erkennen des ersten physiologischen Signals des Ziels (O) umfasst: Bestimmen, ob das erste physiologische Signal des Ziels (O) erfasst wird; und Anpassen einer Strahlrichtung eines Erfassungssignals (S1) einer strahlsteuerbaren Flüssigkristallantennenkomponente (LC1) des Radarsensors (110), wenn das erste physiologische Signal des Ziels nicht erfasst wird.
Verfahren (300) zum Messen des physiologischen Signals (PS1) nach Anspruch 2, wobei das Ziel ein erstes Ziel und ein zweites Ziel umfasst, wobei das Anpassen der Strahlrichtung des Erfassungssignals (S1) der strahlsteuerbaren Flüssigkristallantennenkomponente (LC1) des Radarsensors (110) umfasst: Anpassen des Erfassungssignals (S1), um entlang der ersten Strahlrichtung (D1) zu emittieren, um das erste physiologische Signal des ersten Ziels zu erkennen; Anpassen des Erfassungssignals (S1), um entlang einer zweiten Strahl-(D2/D3/D4/D5/D6) Richtung zu emittieren, um ein zweites physiologisches Signal des zweiten Ziels zu erkennen; und Anpassen des Erfassungssignals (S1), um entlang einer dritten Strahlrichtung (D3/D4/D5/D6) zu emittieren, wenn das erste Ziel und das zweite Ziel nicht erfasst werden, wobei die erste Strahlrichtung (D1), die zweite Strahlrichtung (D2/D3/D4/D5/D6) und die dritte Strahlrichtung (D3/D4/D5/D6) nicht parallel zueinander sind.
Verfahren (300) zum Messen des physiologischen Signals (PS1) nach Anspruch 3, ferner umfassend: Aufzeichnen des ersten physiologischen Signals des ersten Ziels, um zu analysieren, ob das erste Ziel erfasst wird, und Anpassen des Erfassungssignals, um entlang der zweiten Strahlrichtung zu emittieren, um das zweite physiologische Signal des zweiten Ziels zu erkennen.
Verfahren (300) zum Messen des physiologischen Signals (PS1) nach einem der Ansprüche 1-3, wobei sich sowohl das erste Ziel als auch das zweite Ziel in einem stationären Zustand befinden.
Verfahren (300) zum Messen des physiologischen Signals (PS1) nach Anspruch 1, wobei das Auswählen eines des ersten Signals (I) oder des zweiten Signals (O) zum Erzeugen der Mehrzahl von ursprünglichen Signalen umfasst: Anpassen der Mehrzahl von ursprünglichen Signalen durch ein DC-VersatzverFahren.
Verfahren (300) zum Messen des physiologischen Signals (PS1) nach Anspruch 6, wobei das Aufnehmen des Atmungssignals und des Herzschlagsignals gemäß der Mehrzahl von ursprünglichen Signalen umfasst: Durchführen einer ersten Signalverarbeitung an der Mehrzahl der ursprünglichen Signale, um ein anfängliches Herzschlagsignal zu erhalten, das dem Herzschlagsignal und dem Atmungssignal entspricht; und Durchführen einer zweiten Signalverarbeitung an dem anfänglichen Herzschlagsignal, um das Herzschlagsignal zu erhalten.
Verfahren (300) zum Messen des physiologischen Signals (PS1) nach Anspruch 1, wobei der Radarsensor (110) eine drahtlose Hochfrequenzschaltung (111) umfasst, wobei die drahtlose Hochfrequenzschaltung (111) eine Mehrzahl von strahlsteuerbaren Flüssigkristallantennenkomponenten (LCA1, LCA2, LCA3) umfasst.
Verfahren (300) zum Messen des physiologischen Signals (PS1) nach Anspruch 1, ferner umfassend: Ausgeben des Herzschlagsignals und des Atmungssignals an eine grafische Benutzeroberfläche eines Anzeigefeldes einer elektronischen Vorrichtung (900).
Verfahren (300) zum Messen des physiologischen Signals (PS1) nach Anspruch 9, wobei die elektronische Vorrichtung (900) eines von Mobiltelefonen, Computern, Notebooks und tragbaren Vorrichtungen umfasst.
Messvorrichtung (100) für physiologische Signale, umfassend: einen Radarsensor (110), der dazu eingerichtet ist, ein Erfassungssignal (S1) zu emittieren, um ein physiologisches Signal (PS1) eines Ziels (O) zu erkennen, und dazu eingerichtet ist, ein erstes Signal (I) und ein zweites Signal (O) gemäß dem physiologischen Signal (PS1) zu erzeugen; und einen Prozessor (120), der mit dem Radarsensor (110) gekoppelt ist, wobei der Prozessor (120) dazu eingerichtet ist, entweder das erste Signal (I) oder das zweite Signal (O) auszuwählen, um eine Mehrzahl von ursprünglichen Signalen zu erzeugen, wobei eine Phasendifferenz zwischen dem ersten Signal (I) und dem zweiten Signal (O) ausgebildet wird, wobei der Prozessor (120) dazu eingerichtet ist, ein Atmungssignal und ein Herzschlagsignal gemäß der Mehrzahl von ursprünglichen Signalen aufzunehmen.
Messvorrichtung (100) für physiologische Signale nach Anspruch 11, wobei der Radarsensor (110) eine drahtlose Hochfrequenzschaltung (111) umfasst, wobei die drahtlose Hochfrequenzschaltung (111) eine Mehrzahl von strahlsteuerbaren Flüssigkristallantennenkomponenten (LCA1 , LCA2, LCA3) umfasst, wobei jede der Mehrzahl von strahlsteuerbaren Flüssigkristallantennenkomponenten (LCA1, LCA2, LCA3) dazu eingerichtet ist, das Erfassungssignal (S1) zu emittieren, um das physiologische Signal (PS1) des Ziels (O) zu empfangen.
Messvorrichtung (100) für physiologische Signale nach einem der Ansprüche 11-12, wobei die Mehrzahl von strahlsteuerbaren Flüssigkristallantennenkomponenten (LCA1, LCA2, LCA3) als ein Array angeordnet sind.
Messvorrichtung (100) für physiologische Signale nach einem der Ansprüche 11-13, ferner umfassend: eine Verstärkerschaltung, die mit dem Radarsensor (110) und dem Prozessor gekoppelt ist, wobei die Verstärkerschaltung (130) dazu eingerichtet ist, das erste Signal (I) und das zweite Signal (O) des Radarsensors (110) zu senden, und dazu eingerichtet ist, eine Mehrzahl von Ausgangsleistungen des ersten Signals (I) und des zweiten Signals (O) zu erhöhen.
Messvorrichtung (100) für physiologische Signale nach Anspruch 11, wobei der Prozessor (120) ferner dazu eingerichtet ist, das Herzschlagsignal und das Atmungssignal an eine grafische Benutzeroberfläche eines Anzeigefeldes einer elektronischen Vorrichtung (900) auszugeben.
Messvorrichtung (100) für physiologische Signale nach Anspruch 15, wobei die elektronische Vorrichtung (900) eines von Mobiltelefonen, Computern, Notebooks und tragbaren Vorrichtungen umfasst.
Messvorrichtung (100) für physiologische Signale nach Anspruch 11, ferner umfassend: eine Referenzsignalquelle (160), die dazu eingerichtet ist, ein Referenzsignal oder eine Mehrzahl von Referenzsignalen zu erzeugen.
Messvorrichtung (100) für physiologische Signale nach Anspruch 17, ferner umfassend: einen Frequenzsynthesizer (150), der mit der Referenzsignalquelle und dem Radarsensor (110) gekoppelt ist, wobei der Frequenzsynthesizer (150) dazu eingerichtet ist, eine Mehrzahl von diskreten Frequenzsignalen gemäß dem Referenzsignal oder der Mehrzahl von Referenzsignalen zu erzeugen.
Messvorrichtung (100) für physiologische Signale nach einem der Ansprüche 17-18, ferner umfassend: ein Schleifenfilter (140), das mit dem Frequenzsynthesizer (150) und dem Radarsensor (110) gekoppelt ist, wobei das Schleifenfilter (140) dazu eingerichtet ist, ein gestörtes Hochfrequenzsignal in dem physiologischen Signal (PS1) zu entfernen.
Messvorrichtung (100) für physiologische Signale nach Anspruch 11, wobei das erste Signal (I) und das zweite Signal (O) Signale unterschiedlicher Datenkanäle sind.