JP5230477B2 - パルス型超広帯域センサおよびその方法 - Google Patents
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Description
2 マイクロ波発生器
3 送信アンテナ
4 受信アンテナ
5 第1の電子スイッチ
6 バッファ増幅器
7 バンドパスフィルタ
8 バンドパスフィルタ
9 増幅器
10 バンドパスフィルタ
11 低周波増幅器
12 位相シフト回路
13 信号混波器
14 バンドパスフィルタ
15 低周波増幅器
16 低周波フィルタ
17 A/Dコンバータ
18 信号混波器
19 バンドパスフィルタ
20 低周波増幅器
21 低周波フィルタ
22 A/Dコンバータ
23 駆動信号発生器
24 第1のショートパルス生成手段
25 制御可能なディジタル遅延線
26 第2のショートパルス生成手段
27 ORゲート回路
28 第1のフィルタ
29 第2のフィルタ
30 第1の加算器
31 第2の加算器
32 第1の信号振幅計算部
33 第2の信号振幅計算部
34 第1の信号エネルギー計算部
35 第2の信号エネルギー計算部
36 第1の積分器
37 第2の積分器
38 第1の比較器
39 第2の比較器
40 第1の信号乗算部
41 第2の信号乗算部
42 第1の基準信号生成部
43 第2の基準信号生成部
44 第2の電子スイッチ
45 第3の電子スイッチ
46 呼吸周期計算部
47 心拍周期計算部
48 データ表示部
2501 第1のフィルタ
2502 第2のフィルタ
2503 第1の信号振幅計算手段
2504 第2の信号振幅計算手段
2505 第1の電子スイッチ
2506 第1の加算器
2507 第2の加算器
2508 第1の信号積分手段
2509 第2の信号積分手段
2510 第1の信号エネルギー計算手段
2511 第2の信号エネルギー計算手段
2512 第2の電子スイッチ
2513 第1の比較器
2514 第2の比較器
2515 第1の信号乗算部
2516 第1の積分器
2517 第2の信号乗算部
2518 第2の積分器
Claims (18)
- 生理パラメータの測定するための、処理回路を備えたパルス型超広帯域センサであって、前記処理回路が、
探知信号を送信するための探知信号送信手段と、
前記探知信号の戻り信号である反射信号を受信し、第1の生理パラメータおよび第2の生理パラメータを示す第1の情報信号と、第1の生理パラメータおよび第2の生理パラメータを示し、かつ前記第1の情報信号に対して90°の位相差を持つ第2の情報信号を生成する反射信号受信手段と、
前記第1の情報信号を受信し、前記第1および第2の生理パラメータのうちの第1の生理パラメータのみを示す第1のフィルタ済み信号を生成するための第1のフィルタと、
前記第2の情報信号を受信し、前記第1および第2の生理パラメータのうちの第1の生理パラメータのみを示す第2のフィルタ済み信号を生成するための第2のフィルタと、
前記第1のフィルタ済み信号の振幅を計算するための第1の信号振幅計算手段と、
前記第2のフィルタ済み信号の振幅を計算するための第2の信号振幅計算手段と、
前記第1および第2の信号振幅計算手段の計算結果が、前記第1のフィルタ済み信号の振幅が前記第2のフィルタ済み信号よりも大きいときことを示すときは前記第1のフィルタ済み信号を出力し、前記第2のフィルタ済み信号の振幅が前記第1のフィルタ済み信号よりも大きいときことを示すときは前記第2のフィルタ済み信号を出力するための第1の電子スイッチと、
前記第1の電子スイッチの出力信号に基づいて前記第1の生理パラメータを測定する第1の生理パラメータ測定手段と、
前記第1の情報信号から前記第1のフィルタフィルタ済み信号を減算し、前記第1および第2の生理パラメータのうちの前記第2のパラメータのみを示す第1の減算信号を生成するための第1の加算器と、
前記第2の情報信号から前記第2のフィルタ済み信号を減算し、前記第1および第2の生理パラメータのうちの前記第2のパラメータのみを示す第2の減算信号を生成するための第1の加算器と、
前記第1の減算信号と第1の基準信号との相関積分を計算するための第1の信号積分手段と、
前記第2の減算信号と第2の基準信号との相関積分を計算するための第2の信号積分手段と、
前記第1の信号積分手段の出力信号のエネルギーを計算するための第1の信号エネルギー計算手段と、
前記第2の信号積分手段の出力信号のエネルギーを計算するための第2の信号エネルギー計算手段と、
前記第1のおよび第2の信号エネルギー計算手段計算が、前記第1の信号積分手段の出力信号のエネルギーが前記第2の信号積分手段の出力信号のエネルギーよりも高いことを示すときは前記第1の信号積分手段の出力信号を出力し、前記第2の信号積分手段の出力信号のエネルギーが前記第1の信号積分手段の出力信号のエネルギーよりも高いことを示すときは前記第2の信号積分手段の出力信号を出力する第2の電子スイッチと、
前記第2の電子スイッチの出力信号に基づいて前記第2の生理パラメータを測定する第2の生理パラメータ測定手段とを備えたことを特徴とするパルス型超広帯域センサ。 - 前記第1の基準信号が一定波形であることを特徴とする請求項1に記載のパルス型超広帯域センサ。
- 前記第1の基準信号が前記第1の減算信号に基づいて生成されるものであることを特徴とする請求項1に記載のパルス型超広帯域センサ。
- 前記第2の基準信号が一定波形であることを特徴とする請求項1に記載のパルス型超広帯域センサ。
- 前記第2の基準信号が前記第2の減算信号に基づいて生成されるものであることを特徴とする請求項1に記載のパルス型超広帯域センサ。
- 前記第1の信号積分手段が、
前記第1の減算信号と前記第1の基準信号との乗積を計算するための第1の信号乗算部と、
前記第1の信号乗算部の出力信号の積分値を計算するための第1の積分器と、を備えたことを特徴とする請求項1に記載のパルス型超広帯域センサ。 - 前記第2の信号積分手段が、
前記第2の減算信号と前記第2の基準信号との乗積を計算するための第2の信号乗算部と、
前記第2の信号乗算部の出力信号の積分値を計算するための第2の積分器と、を備えたことを特徴とする請求項1に記載のパルス型超広帯域センサ。 - 前記処理回路が、前記第1の信号振幅計算手段と前記第2の信号振幅計算手段との計算結果を比較することにより、前記第1の電子スイッチを制御するための第1の比較器を更に備えたことを特徴とする請求項1に記載のパルス型超広帯域センサ。
- 前記処理回路が、前記第1の信号エネルギー計算手段と第2の信号エネルギー計算手段との計算結果を比較することにより、前記第2の電子スイッチを制御するための第2の比較器を更に備えたことを特徴とする請求項1に記載のパルス型超広帯域センサ。
- 前記処理回路が、前記第1の基準信号を生成するための第1の基準信号生成部を更に備えたことを特徴とする請求項1に記載のパルス型超広帯域センサ。
- 前記処理回路が、前記第2の基準信号を生成するための第2の基準信号生成部を更に備えたことを特徴とする請求項1に記載のパルス型超広帯域センサ。
- 生理パラメータの測定方法であって、
探知信号を送信するステップと、
前記探知信号の戻り信号である反射信号を受信し、第1の生理パラメータおよび第2の生理パラメータを示す第1の情報信号と、第1の生理パラメータおよび第2の生理パラメータを示し、かつ前記第1の情報信号に対して90°の位相差を持つ第2の情報信号を生成するステップと、
前記第1の情報信号および第2の情報信号をフィルタリングして、前記第1および第2の生理パラメータのうちの第1の生理パラメータのみを示す第1のフィルタ済み信号および第2のフィルタ済み信号を生成するステップと、
前記第1の情報信号から前記第1のフィルタ済み信号を減算し、前記第1および第2の生理パラメータのうちの第2の生理パラメータのみを示す第1の減算信号を生成するステップと、
前記第2の情報信号から前記第1のフィルタ済み信号を減算し、前記第1および第2の生理パラメータのうちの第2の生理パラメータのみを示す第2の減算信号を生成するステップと、
前記第1の減算信号と第1の基準信号との相関計算を行って第1の相関信号を生成するステップと、
前記第2の減算信号と第2の基準信号との相関計算を行って第2の相関信号を生成するステップと、
前記第1の生理パラメータ信号として選択された前記第1のフィルタ済み信号または第2のフィルタ済み信号に基づいて前記第1の生理パラメータを測定するステップと、
前記第1の相関信号のエネルギーが前記第2の相関信号のエネルギーよりも高いときは、前記第1の相関信号を第2の生理パラメータ信号として選択し、前記第2の相関信号のエネルギーが前記第1の相関信号のエネルギーよりも高いときは前記第2の相関信号中を第2の生理パラメータ信号として選択するステップと、
前記第2の生理パラメータ信号として選択された前記第1の相関信号または第2の相関信号に基づいて前記第2のパラメータを測定するステップとを
を含むことを特徴とする生理パラメータの測定方法。 - 前記第1の減算信号と前記第1の基準信号の相関計算が、前記第1の減算信号と前記第1の基準信号との乗積を積分することにより実現されることを特徴とする請求項12に記載の方法。
- 前記第2の減算信号と前記第2の基準信号の相関計算が、前記第2の減算信号と前記第2の基準信号との乗積を積分することにより実現されることを特徴とする請求項12に記載の方法。
- 前記第1の生理パラメータを測定するステップでは、前記第1の生理パラメータ信号として選択された前記第1のフィルタ済み信号または前記第2のフィルタ済み信号の局所最大値に基づいて前記第1の生理パラメータを測定することを特徴とする請求項12に記載の方法。
- 前記第2の生理パラメータを測定するステップでは、前記第2の生理パラメータ信号として選択された前記第1の相関信号または前記第2の相関信号の局所最大値に基づいて前記第2の生理パラメータを測定することを特徴とする請求項12に記載の方法。
- 前記第1の生理パラメータが呼吸周期であることを特徴とする請求項12に記載の方法。
- 前記第2の生理パラメータが心拍周期であることを特徴とする請求項12に記載の方法。
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