KR102457730B1 - 생리학적 파라미터 검출을 위한 서브-ｔｈｚ 및 ｔｈｚ 시스템 및 그 방법 - Google Patents

생리학적 파라미터 검출을 위한 서브-ｔｈｚ 및 ｔｈｚ 시스템 및 그 방법 Download PDF

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요캐넌 스테인베르그
이자크 리트마
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네티라 테크놀로지스 엘티디.
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Abstract

본 발명은 대상자의 생리학적 파라미터들을 원격으로 검출하기 위한 방법 및 휴대용 비-침습 서브-THz 및 THz(THz) 레이더 시스템을 제공하며, 레이더 시스템은: 대상자의 미리 정의된 조직으로 THz 신호들을 송신하기 위한 하나 이상의 송신 수단; 대상자의 THz 신호들을 수신하기 위한 하나 이상의 수신 수단으로서, THz 신호들은 대상자의 조직으로부터의 THz 신호의 반사이며, 그럼으로써 적어도 하나의 생리학적 파라미터 변화를 수신하기 위한, 상기 하나 이상의 수신 수단; 및 반사된 신호들을 수신하고 프로세싱하기 위해 송신기 수단 및/또는 수신 수단과 통신하도록 구성된 마이크로프로세서 수단을 포함한다. 마이크로프로세서는, 반사된 신호들을 사전-처리 및 폴딩하는 명령어들; 폴딩된 신호들의 선택된 부분들을 필터링하고 데시메이팅하며 폴딩된 세그먼트들을 제거하는 명령어들; 데시메이팅된 신호들을 서브-컴포넌트 신호들로 분해하는 명령어들; 랜덤 모션들에 기인하는 서브-컴포넌트 신호들을 식별하고 제거하는 명령어들; 남아 있는 서브-컴포넌트 신호들로부터 준-주기적 신호 정보의 위치를 찾아, 준-주기적 신호 정보 컴포넌트들에 기초하여 대상자의 적어도 하나의 생리학적 파라미터를 결정하는 명령어들을 포함한다.

Description

생리학적 파라미터 검출을 위한 서브-ＴＨＺ 및 ＴＨＺ 시스템 및 그 방법
본 발명은 서브-THz 및 THz 레이더 시스템 및 방법에 관한 것이다. 보다 더 구체적으로, 본 발명은 생리학적 파라미터 검출을 위한 서브-THz 및 THz 레이더 시스템 및 방법에 관한 것이다.
자동차들로부터 집까지 그리고 산업용 전기기기들로 컴퓨팅 디바이스들이 확산됨에 따라, 사용자들은 점점 더 다양한 파라미터들을 검출하기 위한 매끄럽고 직관적인 방식들을 희망한다. 이러한 요구로 인해, 이러한 컴퓨팅 디바이스들에 대한 검출 수단이 확산되었다.
이러한 통상적인 검출 디바이스들은 비싸고, 일부 경우들에서 대규모이며, 접촉을 요구하며, 모션 또는 마찰에 민감하고, 사용자들에 의해 희망되는 비-접촉의 매끄럽고 효율적인 검출을 제공하지 못한다.
따라서, 건강 특성 및 파라미터 검출을 위한 다양한 애플리케이션 및 요건들과 관련하여 높은 검출 효율을 갖는 휴대용 디바이스 및 시스템에 대한 오랫동안 충족되지 못한 요구가 여전히 존재하고 있다.
특허문헌 1: CN 106037644 A 특허문헌 2: US 9,057,785 B1 특허문헌 3: DE 19626556 A1
본 발명의 목적은 하기의 단계들을 포함하는 공간 내의 적어도 1명의 대상자(subject)의 적어도 하나의 생리학적 파라미터를 원격으로 검출하는 방법을 개시하는 것이며, 상기 방법은:
대상자의 생리학적 파라미터들을 원격으로 검출하기 위한 휴대용 비-침습 서브-THz 및 THz 레이더 시스템을 제공하는 단계로서, 레이더 시스템은:
대상자 조직으로 서브-THz 및 THz(THz) 신호들을 송신하기 위한 하나 이상의 송신 수단;
대상자의 THz 신호들을 수신하기 위한 하나 이상의 수신 수단으로서, THz 신호들은 대상자 조직으로부터의 THz 신호의 반사인, 상기 하나 이상의 수신 수단: 및
반사된 신호들을 수신하고 프로세싱하기 위하여 송신 수단 및/또는 수신 수단과 통신하는 마이크로프로세서 수단을 포함하는, 단계;
마이크로프로세서 수단에 의해 반사된 신호들을 사전-처리(pre-treatment) 및 폴딩(fold)하는 단계;
폴딩된 신호들의 선택된 부분들을 필터링하고 데시메이팅(decimate)하며, 폴딩된 세그먼트들을 제거하는 단계;
데시메이팅된 신호들을 서브-컴포넌트 신호들로 분해하는 단계;
랜덤 모션들에 기인하는 서브-컴포넌트 신호들을 식별하고 제거하는 단계;
남아 있는 서브-컴포넌트 신호들로부터 준-주기적(quasi-periodic) 신호 정보의 위치를 찾아, 준-주기적 신호 정보 컴포넌트들에 기초하여 대상자의 적어도 하나의 생리학적 파라미터를 결정하는 단계를 포함한다.
이상 중 임의의 것에서 언급된 바와 같은 방법으로서, 추가적으로, 평균 심박수 대 시간, 심박 대 심박 간격, 평균 심박수에서의 변동, 심박 간격에서의 변동, 심박수 변동들에서 시간적 또는 스펙트럼 변화, 호흡 간격, 호흡률에서의 변동들, 및/또는 호흡 진폭에 의해 특징지어지는 하나 이상의 생리학적 파라미터 프로파일을 생성하는 단계들을 포함하는, 방법을 개시하는 것이 본 발명의 다른 목적이다.
이상 중 임의의 것에서 언급된 바와 같은 방법으로서, 추가적으로, 사용자 요구, 시스템 온라인/오프라인 활성화 또는 미리 정의된 명령어들에 의해 실시간으로 생리학적 파라미터들을 수집하는 단계를 포함하는 방법을 개시하는 것이 본 발명의 다른 목적이다.
이상 중 임의의 것에서 언급된 바와 같은 방법으로서, 추가적으로, 자동 경고, 전자 디바이스의 활성화 명령어, 전자 메시지, 플래그 및 이들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 출력을 사용자에게 송신하는 단계를 포함하는 방법을 개시하는 것이 본 발명의 다른 목적이다.
이상 중 임의의 것에서 언급된 바와 같은 방법으로서, 추가적으로 생리학적 파라미터 정보를 클라우드-기반 시스템과 연관시키는 단계를 더 포함하는 방법을 개시하는 것이 본 발명의 다른 목적이다.
이상 중 임의의 것에서 언급된 바와 같은 방법으로서, 하기의 단계들을 더 포함하는 방법을 개시하는 것이 본 발명의 다른 목적이며, 상기 단계들은:
(a) 생리학적 파라미터 신호 정보를 저장하는 단계;
(b) 저장된 대상자 신호 정보와 비교한 실시간으로 수신된 신호들의 해석;
(c) 피로, 수면, 스트레스, 분노, 생리학적 위기, 편안함 레벨, 및 이들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 대상자 건강 상태를 나타내는 단계; 및
(d) 건강 상태와 연관된, 경고, 전자 메시지, 플래그 또는 전자 회로 또는 디바이스의 활성화 명령어를 내보내는 단계를 포함한다.
이상 중 임의의 것에서 언급된 바와 같은 방법을 개시하는 것이 본 발명의 다른 목적이며, 여기에서, 심박수, 심박수 간격, 심박수 변동성, 호흡률, 호흡률 변동성, 호흡 진폭, 호흡 진폭 변동성, 혈압, 체온, 체액들, 성대, 안구 운동, 신체 운동, 모션 상태 및 이들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 생리학적 파라미터들을 선택한다.
이상 중 임의의 것에서 언급된 바와 같은 방법으로서, 추가적으로, 대상자, 사용자, 의료 센터, 보호자, 전자 디바이스, 하나 이상의 차량 및 이들의 임의의 조합과 통신하기 위한 무선 통신 수단을 포함하는 방법을 개시하는 것이 본 발명의 다른 목적이다.
이상 중 임의의 것에서 언급된 바와 같은 방법을 개시하는 것이 본 발명의 다른 목적이며, 여기에서 생리학적 파라미터들은 사용자 요구, 시스템 오프라인/온라인 활성화 또는 미리 정의된 명령어들에 의해 실시간으로 수집될 수 있다.
이상 중 임의의 것에서 언급된 바와 같은 방법으로서, 대상자의 연령, 성별, 인종, 생리학적 상태, 정신 상태, 건강 상태, 병력 및 이들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 식별 데이터에 따라 대상자의 수신된 생리학적 파라미터를 식별하고 순위를 매기기 위한 대상자 분류를 더 포함하는 방법을 개시하는 것이 본 발명의 다른 목적이다.
이상 중 임의의 것에서 언급된 바와 같은 방법으로서, 추가적으로, 미리 정의된 위치 내의 다수의 대상자들을 동시에 모니터링하거나 및/또는 식별하는 단계를 포함하는 방법을 개시하는 것이 본 발명의 다른 목적이다.
이상 중 임의의 것에서 언급된 바와 같은 방법으로서, 추가적으로 카메라 또는 임의의 열화상 카메라와 같은 적어도 하나의 센서를 통해 센서 데이터 융합을 제공하는 단계를 포함하는 방법을 개시하는 것이 본 발명의 다른 목적이다.
대상자의 생리학적 파라미터들을 원격으로 검출하기 위한 휴대용 비-침습 서브-THz 및 THz(THz) 레이더 시스템을 제공하는 것이 본 발명의 다른 목적이며, 상기 레이더 시스템은:
대상자의 미리 결정된 조직으로 THz 신호들을 송신하기 위한 하나 이상의 송신 수단;
대상자의 THz 신호들을 수신하기 위한 하나 이상의 수신 수단으로서, THz 신호들은 대상자 조직으로부터의 THz 신호의 반사이며, 그럼으로써 적어도 하나의 생리학적 파라미터 변화를 수신하기 위한, 상기 하나 이상의 수신 수단: 및
반사된 신호들을 수신하고 프로세싱하기 위하여 송신기 수단 및/또는 수신 수단과 통신하는 마이크로프로세서 수단을 포함하며,
상기 마이크로프로세서는 반사된 신호들을 사전-처리 및 폴딩하는 명령어들;
폴딩된 신호들의 선택된 부분들을 필터링하고 데시메이팅하며, 폴딩된 세그먼트들을 제거하는 명령어들;
데시메이팅된 신호들을 서브-컴포넌트 신호들로 분해하는 명령어들;
랜덤 모션들에 기인하는 서브-컴포넌트 신호들을 식별하고 제거하는 명령어들;
남아 있는 서브-컴포넌트 신호들로부터 준-주기적 신호 정보의 위치를 찾아(locate), 준-주기적 신호 정보 컴포넌트들에 기초하여 대상자의 적어도 하나의 생리학적 파라미터를 결정하는 명령어들을 포함한다.
이상 중 임의의 것에서 언급된 바와 같은 시스템으로서, 수신 수단은 적어도 하나의 안테나 수신기를 포함하는, 시스템을 개시하는 것이 본 발명의 다른 목적이다.
이상 중 임의의 것에서 언급된 바와 같은 시스템으로서, 송신 수단이 적어도 하나의 안테나 송신기를 포함하는, 시스템을 개시하는 것이 본 발명의 다른 목적이다.
이상 중 임의의 것에서 언급된 바와 같은 시스템으로서, 시스템은, 스마트워치, 마이크, 헬멧, 헤드폰들 또는 임의의 머리-착용형 디스플레이들, 의류 물품, 의복, 팔찌 또는 임의의 손목 디바이스, 목걸이, 반지, 안경, 고글, 패치, 전자 디바이스 및 임의의 다른 플랫폼으로 구성된 그룹으로부터 선택된 하우징 내에 위치되는, 시스템을 개시하는 것이 본 발명의 다른 목적이다.
이상 중 임의의 것에서 언급된 바와 같은 시스템으로서, 추가적으로, 센서 데이터 융합을 위한 적어도 하나의 추가적인 센서 소스를 포함하는 시스템을 개시하는 것이 본 발명의 다른 목적이다.
이상 중 임의의 것에서 언급된 바와 같은 시스템으로서, 생리학적 파라미터들은, 사용자 요구, 시스템 온라인/오프라인 활성화 또는 미리 정의된 명령어들에 의해 실시간으로 수집될 수 있는, 시스템을 개시하는 것이 본 발명의 다른 목적이다.
이상 중 임의의 것에서 언급된 바와 같은 시스템으로서, 마이크로프로세서 수단은 미리 정의된 생리학적 파라미터의 신호를 추출하기 위하여 신호 데이터의 미리 정의되지 않은 모션 스트림들을 기초 컴포넌트들로 분리(isolate)하도록 구성되는, 시스템을 개시하는 것이 본 발명의 다른 목적이다.
이상 중 임의의 것에서 언급된 바와 같은 시스템으로서, 추가적으로, 자동 경고, 전자 메시지, 플래그, 전자 디바이스의 활성화 명령어 및 이들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 출력을 사용자에게 송신하는 것을 포함하는, 시스템을 개시하는 것이 본 발명의 다른 목적이다.
이상 중 임의의 것에서 언급된 바와 같은 시스템으로서, 마이크로프로세서가 생리학적 파라미터 정보를 클라우드-기반 시스템과 연관시키도록 구성된, 시스템을 개시하는 것이 본 발명의 다른 목적이다.
이상 중 임의의 것에서 언급된 바와 같은 시스템으로서, 마이크로프로세서 수단은 대상자의 호흡 프로파일 패턴 및/또는 심박수 프로파일 패턴을 제공하기 위해 신호들을 프로세싱하도록 구성되는, 시스템을 개시하는 것이 본 발명의 다른 목적이다.
이상 중 임의의 것에서 언급된 바와 같은 시스템을 개시하는 것이 본 발명의 다른 목적이며, 여기에서, 심박수, 심박수 간격, 심박수 변동성, 호흡률, 호흡률 변동성, 호흡 진폭, 호흡 진폭 변동성, 혈압, 체온, 체액들, 성대, 안구 운동, 신체 운동, 모션 상태 및 이들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 생리학적 파라미터들을 선택한다.
이상 중 임의의 것에서 언급된 바와 같은 시스템으로서, 추가적으로, 대상자, 사용자, 의료 센터, 전자 디바이스, 하나 이상의 차량, 보호자 및 이들의 임의의 조합과 통신하기 위한 무선 통신 수단을 포함하는 시스템을 개시하는 것이 본 발명의 다른 목적이다.
이상 중 임의의 것에서 언급된 바와 같은 시스템을 개시하는 것이 본 발명의 다른 목적이며, 여기에서 생리학적 파라미터들은 사용자 요구, 시스템 오프라인/온라인 활성화 또는 미리 정의된 명령어들에 의해 실시간으로 수집될 수 있다.
이상 중 임의의 것에서 언급된 바와 같은 시스템으로서, 대상자의 연령, 성별, 인종, 생리학적 상태, 정신 상태, 건강 상태, 병력 및 이들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 식별 데이터에 따라 대상자의 수신된 생리학적 파라미터를 식별하기 위한 대상자 분류를 더 포함하는 시스템을 개시하는 것이 본 발명의 다른 목적이다.
이상 중 임의의 것에서 언급된 바와 같은 시스템으로서, 추가적으로, 미리 정의된 위치 내의 다수의 대상자들을 동시에 모니터링하거나 및/또는 식별하는 것을 포함하는 시스템을 개시하는 것이 본 발명의 다른 목적이다.
이상 중 임의의 것에서 언급된 바와 같은 시스템으로서, 추가적으로, 피로, 수면, 스트레스, 분노, 생리학적 위기, 편안함 레벨, 및 이들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 대상자 건강 상태에 관한 표시를 제공하는 시스템을 개시하는 것이 본 발명의 다른 목적이다.
이상 중 임의의 것에서 언급된 바와 같은 시스템으로서, 추가적으로, 건강 상태와 연관된 경고, 전자 메시지, 플래그 또는 전자 회로 또는 디바이스의 활성화 명령어를 내보내는 것을 포함하는 시스템을 개시하는 것이 본 발명의 다른 목적이다.
대상자의 생리학적 파라미터들을 원격으로 검출하기 위한 휴대용 착용형 디바이스를 제공하는 것이 본 발명의 목적이며, 상기 휴대용 착용형 디바이스는:
대상자의 생리학적 파라미터들을 원격으로 검출하기 위한 휴대용 비-침습 서브-THz 및 THz(THz) 레이더 시스템을 포함하며, 상기 레이더 시스템은:
대상자의 미리 결정된 조직으로 THz 신호들을 송신하기 위한 하나 이상의 송신 수단;
대상자의 THz 신호들을 수신하기 위한 하나 이상의 수신 수단으로서, THz 신호들은 대상자 조직으로부터의 THz 신호의 반사이며, 그럼으로써 적어도 하나의 생리학적 파라미터 변화를 수신하기 위한, 상기 하나 이상의 수신 수단: 및
반사된 신호들을 수신하고 프로세싱하기 위하여 송신기 수단 및/또는 수신 수단과 통신하는 마이크로프로세서 수단을 포함하며,
상기 마이크로프로세서는 반사된 신호들을 사전-처리 및 폴딩하는 명령어들;
폴딩된 신호들의 선택된 부분들을 필터링하고 데시메이팅하며, 폴딩된 세그먼트들을 제거하는 명령어들;
데시메이팅된 신호들을 서브-컴포넌트 신호들로 분해하는 명령어들;
랜덤 모션들에 기인하는 서브-컴포넌트 신호들을 식별하고 제거하는 명령어들;
남아 있는 서브-컴포넌트 신호들로부터 준-주기적 신호 정보의 위치를 찾아, 준-주기적 신호 정보 컴포넌트들에 기초하여 대상자의 적어도 하나의 생리학적 파라미터를 결정하는 명령어들을 포함한다.
본 발명 및 본 발명의 실제 구현예를 더 양호하기 위하여, 이제 복수의 실시예들이 첨부된 도면들을 참조하여, 오로지 비-제한적인 예를 통해 설명될 것이다.
도 1은 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 서브-THz 및 THz 레이더 시스템의 스키마의 일 예를 나타낸다.
도 2는 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 서브-THz 및 THz 레이더 시스템의 스키마의 일 예를 나타낸다.
도 3은 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 서브-THz 및 THz 레이더 시스템의 스키마의 일 예를 나타낸다.
도 4는 본 개시의 예시적인 실시예에 따라 동시에 측정되는 BCG 및 ECG 데이터 세트들의 그래프를 나타낸다.
도 5는 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 대상자의 생리학적 파라미터들을 검출하는 방법의 순서도를 나타낸다.
도 6은 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 심박 및 호흡률 데이터 세트 트랙들의 비교의 그래프를 예시한다.
도 7은 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 클라우드-기반 시스템 통신의 개략도를 나타낸다.
도 8은 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 차량 내의 대상자의 측정된 심박수 대 시간의 그래프를 나타낸다.
도 9는 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 차량 내의 대상자의 측정된 심박수 대 시간의 그래프를 나타낸다.
도 10은 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 차량 내의 대상자의 측정된 호흡률 대 시간의 그래프를 나타낸다.
도 11은 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 차량 내의 대상자의 측정된 심박수 대 시간의 그래프를 나타낸다.
도 12는 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 차량 내의 대상자의 측정된 심박수 대 시간의 그래프를 나타낸다.
도 13은 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 차량 내의 대상자의 측정된 심박수 대 시간의 그래프를 나타낸다.
도 14는 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 차량 내의 대상자의 측정된 심박수 대 시간의 그래프를 나타낸다.
본 발명의 모든 챕터들과 함께, 다음의 설명은, 임의의 당업자가 본 발명을 만드는 것을 가능하게 하기 위하여 제공되며, 본 발명을 수행하는 본 발명자들에 의해 고려된 최적 모드들을 기술한다. 그러나, 본 발명의 포괄적인 원리들이 회로 수단을 사용하는 생리학적 파라미터들의 서브-THz 및 THz 검출을 위한 시스템 및 방법을 제공하도록 구체적으로 정의되었기 때문에, 다양한 수정들이 당업자들에게 명백하게 남아 있을 것이다.
본 발명은 서브-THz 및 THz 라디오-주파수 전자기장을 사용하여 대상자의 생리학적 파라미터들 및/또는 건강 상태를 원격으로 모니터링하는 디바이스, 시스템, 및 방법을 제공한다.
본 발명은 추가로, 성인, 유아, 어린 아이, 아기, 어린이, 노인 대상자, 탑승자, 및/또는 동물과 같은 적어도 하나의 대상자의 적어도 하나의 생리학적 파라미터를 실시간으로 검출하고 모니터링하도록 구성된 서브-THz 및 THz 기반 레이더 시스템을 포함하는 시스템을 제공한다. 검출은 소정의 거리, 공간, 환경, 자세, 제스처, 위치, 방향 및/또는 임의의 위치 내에 있을 수 있다. 미리 정의된 공간은 차량, 자율주행 차량, 공공 및 개인 운송수단, 의료 및/또는 보건 기관, 가정 환경, 작업 환경, 공개 및 사설 액세스가능 영역들/기업들, 및 임의의 다른 정의된 위치일 수 있다.
이제, 원격 휴대용 비-접촉 검출 시스템으로서 Tx - Rx FMCW 또는 CW 서브-THz 및 THz 기반 레이더 시스템을 나타내는 도 1에 대한 참조가 이루어진다. 시스템은: 대상자의 신체 또는 조직으로 서브-THz 및 THz 신호들을 송신하기 위한 하나 이상의 송신 수단, 및 대상자의 서브-THz 및 THz 신호를 수신하기 위한 하나 이상의 수신 수단을 포함한다. 수신된 서브-THz 및 THz 신호들은 대상자로부터의 서브-THz 및 THz 신호이며, 그럼으로써 대상자와 연관된 적어도 하나의 생리학적 파라미터에 대한 정보를 포함한다.
도 1에 도시된 바와 같이, THz 레이더 시스템은, 통합된 안테나들과 결합된 적어도 하나의 송신기(Tx)(110) 및 적어도 하나의 수신기(120)를 포함할 수 있다. FMCW 레이더는 주기적인 주파수 변조를 갖는 신호를 송신한다. 정확한 주파수 및 주파수 변조를 획득하기 위하여, 송신되는 신호는 주파수 합성기(130)에 의해 생성될 수 있다. 수신된 신호들은 동-위상 및 직교-위상(in-phase and quadrature-phase; IQ) 신호들(140)을 획득하기 위해 중간 주파수(intermediate frequency; IF) 영역으로 변환된다. 애플리케이션에 의존하여, IF는 비제로(nonzero)(수퍼헤테로다인 수신기)이거나 또는 제로(직접 변환 수신기)일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예들에 있어서, 시스템은, 기저대역으로의 필터링 변환 및 복조가 아날로그 IF를 따라 또는 디지털 영역의 샘플링 및 A/D 변환 이후에 수행될 수 있도록 헤테로다인 수신기를 포함할 수 있다. 시스템은 주파수 제어 및 임의의 데이터 프로세싱 수단(150)을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예들에 있어서, 레이더 시스템이 제어될 수 있으며, 수신된 데이터는 애플리케이션 인터페이스(160)를 통해 획득될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예들에 있어서, 레이더 시스템은 모놀리식 마이크로파 집적 회로(monolithic microwave integrated circuit; MMIC) 칩에 의해 특징지어질 수 있으며, 여기에서 믹서(mixer) 및 발진기를 포함하는 능동 회로는 반도체 기판 상에 적어도 하나의 안테나 또는 복수의 안테나들을 가지고 모놀리식적으로 형성된다. 추가로, MMIC는 수지 패키지와 같은 패키지를 가지고 밀봉될 수 있다. 추가로, 시스템 안테나, 능동 회로 및/또는 패키징은 적어도 부분적으로 모놀리식적으로 형성될 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 다중경로 전파를 활용하기 위하여 다수의 송신 및 수신 안테나들(즉, MIMO)을 사용할 때 라디오 링크의 용량을 배증(multiply)하기 위한 방법이 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 유전체 렌즈가 희망되는 빔폭을 획득하기 위해 패키지 상에 형성될 수 있다. 추가로, 렌즈 및 패키지는 임의의 알려진 인-몰드(in-mold) 기술을 사용하여 일체로 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예들에 있어서, 시스템은 통합된 PLL-기반 분수 주파수 합성기(fractional frequency synthesizer)를 더 포함할 수 있다. 회로 칩 상의 주파수 합성기는 분수 디바이더(divider), 분수 디바이더의 제수(divisor)를 수정하기 위한 변조기, 및 주파수 합성기의 주파수를 스윕(sweep)하기 위한 램프(ramp)를 생성하도록 구성된 램프 생성기를 포함할 수 있다. 주파수 합성기는 램프 생성기를 제어하도록 구성된 인터페이스 회로를 더 포함할 수 있다.
다른 실시예에 있어서, PLL 수단은 정확한 Tx 주파수 제어를 제공하도록 구성된다. PLL은 외부 VCO를 가지고 동작될 수 있으며, FMCW 레이더에 대한 주파수 변조 파형을 생성할 수 있다.
용어 '테라헤르츠' 또는 'THz'는 본원에서, 0.03으로부터 3 테라헤르츠(THz; 1 THz = 1012 Hz)까지의 주파수들의 ITU-지정 대역 내의 전자기파들로 구성된 - 서브-밀리미터 및 밀리미터 파 방사, 테라헤르츠 파들, THF(tremendously high frequency), 또는 THz로도 알려진 - 테라헤르츠 및 서브-테라헤르츠 방사를 지칭한다. 테라헤르츠 대역 내의 방사의 파장들은 그에 대응하여 10 mm 내지 0.1 mm (또는 100 마이크로기호m)의 범위이다.
본원에서 용어 '생리학적 파라미터들'은, 임의의 생리학적 지표, 바이탈 사인, 심장 또는 폐 메트릭들, 의학적 상태, 건강 지표 또는 건강 특성, 예컨대, 심박수(heart rate; HR), 호흡률(respiratory rate; RR), 심박수 변동성(heart rate variability HRV), 호흡 진폭(respiration amplitude; RA), 호흡 진폭 변동성, 호흡률 변동성(respiration rate variability; RRV), 심탄동도(ballistocardiogram; BCG), BCG 진폭 변동성, 맥파 속도(pulse wave velocity; PWV), 혈압(즉, MAP, 수축기 및 이완기), 혈관 저항, 체온, 맥압 변동성, 박출량 및 변동성, 체액(예컨대 땀, 타액 및/또는 눈물), 성대 진동으로 인한 신체 움직임, 눈 움직임, 언어로 인한 신체 또는 피부 움직임, 모션 분류 예컨대 말하기 또는 노래하기, 음성의 변화, 미세한 피부 모션들 및 신체 모션(예컨대, 발작, 떨림, 떨림, 전율 및/또는 진동)을 포함한다.
본 발명의 다른 실시예들에 있어서, 바이탈 사인들, 예컨대 HR, RR, HRV, RA, RRV, 및 BCG는 수신되거나 및/또는 기록된 신호들로부터 프로세싱될 수 있다. 신호 데이터의 관련 공간(즉, 진폭) 및 시간(즉, 시간 종속) 특성들의 분석은 신호 컴포넌트들과 관련된 호흡 및 심박수 사이의 시간적 및/또는 스펙트럼 분리를 가능하게 한다.
본원에서, 용어 '마이크로프로세서' 또는 '마이크로프로세서 수단'은, 중앙 프로세싱 유닛(central processing unit; CPU) 또는 단일 집적 회로(integrated circuit; IC), 또는 몇몇 집적 회로들의 기능들을 통합하는 적어도 하나의 컴퓨터 프로세서를 지칭한다. 마이크로프로세서는 입력을 수신하고 관련 출력을 제공하도록 구성된다. 마이크로프로세서는 추가로, 분석, 계산, 데이터 프로세싱, 자동화된 추론을 수행하고, 수신된 서브-THz 및 THz 신호들을 저장하거나 및/또는 프로세싱하고 적어도 하나의 생리학적 파라미터를 검출하도록 구성된다.
마이크로프로세서는 추가로, 수신된 신호 정보 및/또는 저장된 정보에 기초하여 대상자의 건강 상태의 변화를 나타내는 수신된 신호의 해석을 검출하고, 비교하며 제공할 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 변화는, 생리학적 변화, 정신적 변화, 정서적 변화, 외부 또는 내부 자극, 프로세스 또는 이벤트에 대한 생리학적 반응, 수신된 신호 정보가 정상적인 한계 내에 있지 않을 때 또는 하나 이상의 미리 정의된 의학적 한계들에 따라 검출될 수 있는 비정상적인 변화일 수 있다. 예를 들어, 사용자 또는 모니터링되고 있는 대상자와 같은 대상자와 연관된 비정상적인 상태들, 예컨대 고혈당증, 다한증, 빈맥, 심부전, 신경 장애, 출혈 및/또는 기타 생물학적, 화학적 및/또는 생리학적 기능 부전, 예컨대 갑작스러운 마비의 징후가 수신된 신호 정보에 기초하여 검출될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 프로세싱 수단을 포함하는 시스템은 대상자의 임의의 신체 움직임, 진동, 회전, 임의의 모션 시나리오들 동안 또는 상대 운동의 부재로 인한 휴식 중에 대상자의 생리학적 파라미터들을 검출하도록 구성된다. 프로세싱 수단은 검출된 신호들의 혼합물의 컴포넌트 분석에 의해 소스 분리를 수행하고, 추가로 신호들의 혼합물로부터 희망되고 미리 선택된 컴포넌트 신호(들)를 복구하고 추출하도록 구성된다.
이제, 통합된 안테나들 및 아날로그 중간 주파수(IF) 또는 기저대역 출력을 갖는 연속파(continuous wave; CW) 또는 주파수-변조 연속파(frequency-modulated continuous wave; FMCW) 레이더 시스템 트랜시버일 수 있는 단일-주파수 풀 듀플렉스로서 레이더 시스템의 스키마들을 나타내는 도 2 및 도 3에 대한 참조가 이루어진다. 시스템은 셋업을 위한 MCU, 제어부, A/D 변환 클라우드-기반 프로세싱 및 임의의 데이터 프로세싱 수단을 포함할 수 있다.
시스템은, Tx 출력 주파수(fTX) 및 Rx 로컬 주파수(fLO) 둘 모두를 생성하는 주파수 합성기를 더 포함할 수 있다. 송신 경로는 하나 이상의 전력 증폭기(들)(290)로 구성되며, 하나 이상의 Tx 안테나(들)(220, 320)를 가질 수 있다. 수신기는 하나 이상의 수신기(Rx) 안테나들(210, 310)을 가질 수 있다. 수신기는 헤테로다인(즉, 호모다인 또는 수퍼헤테로다인)일 수 있다. 수신기가 수퍼헤테로다인일 때, fLO는 상수 fIF만큼 fTX로부터 시프트된다. fIF를 갖는 제 2 하향변환이 기저대역 신호를 획득하기 위해 사용된다. 직교 IF 및 기저대역 구조는 이미지 억제를 제공한다. I 및 Q 기저대역 신호들(260, 350) 둘 모두가 출력 상에서 이용가능하다.
본 발명의 다른 실시예들에 있어서, 시스템은 이의 위상 어레이 레이더 시스템으로서 구성될 수 있으며, 복수의 안테나들의 컴퓨터-제어형 어레이는 상이한 방향들을 가리키도록 전자적으로 조향될 수 있는 라디오 파들의 빔을 생성한다. 추가로, 위상 어레이는 약 2x2 내지 16x16 설계 패턴의 범위 내의 안테나 어레이(예를 들어, 8x8, 4x8, 4x4 또는 4x6의 어레이)의 레이더로서 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예들에 있어서, 시스템은 추가로, 동시에 2개 이상의 빔이 충분한 각도 분해능(resolution)을 가지고 형성되고 추가로 측정될 1명 이상의 대상자들을 향해 보내질 때, 빔 스팟 크기들이 충분히 공간적으로 분리되도록 위상 어레이 레이더로서 구성될 수 있다. 이는 추가로, 대상자 상의 인접한 영역들의 수신된 신호들로부터 동시에 수집되는 정보로부터 도출되는 맥파 속도(pulse wave velocity; PWV)와 같은 대상자의 생리학적 파라미터들을 측정하고 결정하는 것을 가능하게 할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 레이더 시스템은, 다중경로 페이딩(multipath fading)의 확률을 감소시키기 위한 4개의 스위치 선택가능 Rx 안테나들(230), 외부 스위치 제어부(240), 이득 제어부 및/또는 수신 신호 강도 표시자(received signal strength indicator; RSSI) 출력(250, 340)을 포함하는 수신 경로에 의해 특징지어질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 대상자의 PWV는, 그들의 빔들이 대상자의 공간적으로 분리된 영역들로 보내지는 적어도 2개의 포인트 대 포인트 동기화된 레이더 시스템들로부터 수신된 정보를 사용하여 측정될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 복수의 송신기 및 수신기 안테나들의 사용은, 다수의 반사 신호들로부터 적어도 하나의 대상자를 식별하기 위해 도착 각도들 또는 공간적 위상들에서의 차이를 보여줄 수 있는 신호들의 생성을 용이하게 하도록 적응될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 복수의 송신기 및 수신기 안테나들의 사용은, 측정 환경을 매핑하는 범위, 방위, 및 반사율의 형성을 용이하게 하도록 적응될 수 있다. 이는, 서브-THz 또는 THz 기반 이미지 형성의 용이함을 포함한다.
수신기는 직교 IF 신호 경로를 갖는 수퍼헤테로다인(듀얼 변환)으로 구성될 수 있다. 수정 발진기(270)는, RF 하향변환 믹서에 대한 제 1 로컬 신호를 얻기 위하여 RF 발진기 주파수(280)를 시프트하기 위해 사용된다. 이것은 추가로 IF 하향변환 믹서에 대한 제 2 로컬 신호를 제공한다. 수신 체인을 가능한 한 많이 선형 영역 내에 유지하기 위하여, RF 스테이지들(LNA들) 및 IF 스테이지들 둘 모두의 이득이 디지털적으로 선택가능하다. 수신기는 또한 직교 복조를 갖거나 또는 갖지 않는 직접 헤테로다인 변환으로 구성될 수 있다. 이러한 예시에 있어서, mm-파 시스템은, 서브-THz 및 THz 파 범위에서 동작하는 시스템-온-칩(system-on-chip; SoC)일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예들에 있어서, 레이더 시스템은 약 60 내지 약 500GHz, 보다 더 구체적으로는 약 77GHz 내지 160GHz의 범위에서 동작하는 실리콘 트랜시버들을 포함할 수 있다. 온-칩 안테나 어레이는 효율적인 방사 및 수신을 제공한다. 이러한 시스템은 낮은 전력을 소비하며, 범위 및 범위 레이트(range rate), 및 목표 반사 강도에서의 투박하고 미세한 스케일 변화들을 포함하여, 목표에 대한 범위, 범위 레이트, 및 방위를 포함하기 위해 이러한 정보를 사용하는 다양한 애플리케이션들에 대하여 향상된 성능을 제공한다.
본 발명의 다른 실시예들에 있어서, 시스템은, 송신된 신호들을 수신하고 반사된 서브-THz 및 THz 신호를 프로세싱하기 위한, 송신기 수단 및/또는 수신기 수단과 통신하는 마이크로프로세서 수단을 더 포함한다. 마이크로프로세서 수단은, 범위, 범위 레이트, 및 목표 반사 강도에서의 투박하고 미세한 스케일 변화들을 포함하여, 범위, 범위 레이트, 및 방위를 결정하기 위해 수신된 신호들을 분석하도록 구성된다. 마이크로프로세서는 추가로 검출된 대상자의 바이탈 사인 정보, 예컨대 심박 간격, 순간적인 심박수, 시간 평균 심박수, 심박수 변동성, 호흡 간격, 시간 평균 호흡률, 호흡률 변동성, 및 호흡 진폭을 제공할 수 있다. 신호들은 시스템과 관찰되고 있는 목표 사이의 랜덤 상대 운동의 효과를 억제하기 위해 추가로 프로세싱될 수 있으며, 이는 상대 운동들의 존재 시에 바이탈 사인 정보의 정확한 결정을 가능하게 한다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 마이크로프로세서 수단은, 생리학적 파라미터들 또는 바이탈 사인 정보로부터 도출되는, 대상자의 건강 상태를 나타내는 데이터 해석의 단기 출력, 예컨대, 피로 상태, 수면 상태, 정서적, 정신적, 물리적(즉, 죽었거나 또는 살아 있음) 및/또는 생리학적 상태(즉, 스트레스, 분노, 생리학적 위기 및 대상자의 편안함 레벨)를 더 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 시스템은, 생리학적 파라미터들 및 신체 기능들에서의 변화들 및 경향들을 검출하기 위하여 그리고 추가적인 의학적 진단을 위하여 출력 및/또는 저장된 시스템 정보에 기초하여 시간에 걸친 장기 데이터 분석을 더 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 시스템은 추가로, 경고, 표시 플래그, 전자 디바이스의 활성화 명령어, 전자 메시지 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 건강 상태와 연관된 출력을 내보낼 수 있다. 출력은 시스템 사용자, 의사, 사용자의 전자 의료 기록들, 지원 센터, 응급 의료 서비스들, 의료 시설 및/또는 자율주행 차량 제어 센터로 송신될 수 있다. 경고는, 사용자에게 측정된 파라미터들, 전자 메시지 플랫폼에서의 임의의 변화를 경고하고 표시하기 위한 광원, 소음 패턴, 작은 고-주파수 진동일 수 있다. 이는 추가로, 사용자 또는 그의 의사 또는 사용자에 의해 경고를 받도록 인가된 임의의 다른 조직 또는 사람의 주의를 필요로 하는 상태 변화, 식별된 증가된 위험, 식별된 변화, 경향의 표시를 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예들에 있어서, 시스템은, 시스템 내에 저장된 적어도 하나의 신원(identification; ID) 데이터에 따라 대상자 및 수신된 생리학적 파라미터 신호들을 식별하거나, 분류하거나 및/또는 순위를 매기기 위한 대상자 분류 메커니즘의 명령어들을 제공하는 프로세싱 유닛을 더 포함할 수 있다. ID 데이터는, 대상자의 연령, 성별, 인종, 정신 상태, 생리학적 상태, 건강 상태, 병력, 대상자 평가 데이터, 크기, 키, 체중, 체형, 저장된 건강 프로필 및 이들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된다.
본 발명의 다른 실시예들에 있어서, 프로세싱은, 동일한 공간 또는 환경 내의, (즉, 연령, 건강 상태, 등의 범위에 따라) 미리 정의된 그룹들 사이의 또는 복수의 대상자들 사이의, 대상자의 기준선 특성들을 비교하기 위한 명령어들을 더 포함할 수 있다. 따라서, 시스템은 미리 정의된 공간 내의 대상자의 특성 또는 상태에서의 차이 또는 변화와 관련된 출력을 제공할 수 있다.
프로세싱 유닛은 추가로, 대상자의 생리학적 데이터, 물리적 데이터, 의료 센터들, 건강 유지관리 기관, 의료 기록들, 병력 및 이들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 데이터와 동기화될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예들에 있어서, 프로세싱 유닛은 추가로, 대상자의 환경 또는 차량 시스템들을 제어하기 위한 시스템으로 명령어들을 추가로 송신할 수 있는 유인(manned) 제어 센터와 통신할 수 있다. 프로세싱 유닛은 추가로 수신된 신호 정보를 수집하거나 및/또는 저장하도록 구성된다. 기록된 정보는, 대상자, 시스템 사용자 및/또는 보호자들이 정보를 관찰하고 추가적인 진행, 진단 및 치료를 위한 피드백을 제공하는 것을 가능하게 하기 위하여 임의의 디스플레이 디바이스 또는 전자 디바이스로 송신될 수 있다.
본 발명에 따르면, 프로세싱 유닛은 추가로, 전자 제어 유닛(electronic control unit; ECU), 서버, 모바일 디바이스 예컨대 스마트폰, 핸드헬드 디바이스, 착용형 디바이스 및 이들의 임의의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 전자 디바이스를 통해 적어도 1명의 사용자에게 전송되는 명령어들을 생성할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예들에 있어서, 시스템은, 프로세싱 수단과 통신하는 추가적인 센서들을 더 포함할 수 있으며, 따라서, 이종 소스들로부터 도출된 데이터 또는 센서 데이터를 통합함으로써 센서 융합을 생성하여 더 정확하고 완전한 정보를 야기하고 데이터 해석 및 의사 결정을 위한 프로세싱 유닛 또는 신뢰도 레벨을 추가로 증가시킨다. 센서 융합은 직접 융합, 간접 융합, 또는 직접 및 간접의 출력의 조합일 수 있다. 센서 데이터는 다양한 센서 유형들, 카메라 또는 임의의 열화상 카메라(즉, 적외선 카메라, 열 이미징 카메라 또는 적외선 열화상)로부터 도출될 수 있다. 따라서, 시스템은 미리 정의된 공간 내의 몇몇 대상자들을 식별하고 이들을 구별하기 위하여 그리고 적어도 1명의 대상자의 전자기 이미지를 제공하기 위해 센서 데이터 융합에 기초할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예들에 있어서, 본 발명의 레이더 시스템은 CMOS-기반 시스템, SiGe 기반 시스템일 수 있거나 또는 다른 반도체 기술들에 기초할 수 있다. CMOS-기반 시스템은, 전자 회로에 의해 검출된 빔을 수신하고, 송신하며, 분석하고, 대상자의 적어도 하나의 생리학적 파라미터들 및 관련된 변화를 식별하도록 구성된다.
본 발명의 다른 실시예들에 있어서, 시스템은 임의의 희망되는 위치에 위치될 수 있으며, 검출되는 각각의 고유하게 구별된 대상자에 대해 상이한 범위, 각도 방위각, 및/또는 각도 고도 정보를 이용하여 다수의 대상자들로부터 기인하는 생리학적 파라미터들을 동시에 공간적으로 분해(resolve)하고, 구별하며, 결정할 수 있다. 추가로, 이는, 검출되는 각각의 고유하게 구별된 대상자에 대해 상이한 범위, 각도 방위각, 및/또는 각도 고도 정보의 차이들에 기초하여 복수의 대상자들의 식별을 용이하게 할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예들에 있어서, 시스템은 비-이온화 방사를 제공하며, 다양한 애플리케이션들에 대해 사용하기에 안전하다. 따라서, 시스템은 자동차 산업, 테스트 방법들, 보건 애플리케이션 및 시설들, 노인 및/또는 아기 모니터링 애플리케이션들 및 보안 애플리케이션들에 대하여 이용될 수 있다. 추가적인 애플리케이션들은 생체 측정들, 음성 인식, 커버된 물체들의 비-파괴 테스트를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예들에 있어서, 본 개시의 마이크로-진동은 나노-진동을 포함할 수 있으며, 즉, 나노미터 및 마이크로미터 스케일 둘 모두에 대한 진동 프로세스들을 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예들에 있어서, 시스템은, 수신된 반사된 신호를 측정하고 관찰되는 조직의 반사율을 계산함으로써, 1 Hz 내지 10 GHz의 주파수 범위에 대하여 다양한 포유류 조직 및 생물학적 유체들의 유전체 속성들을 검출하도록 더 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예들에 있어서, 시스템은, 주변 잡음들, 음성들, 소리들, 모션들 및 이들의 임의의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 미리 결정된 신호로부터 잡음을 감소시키거나 및/또는 제거하기 위한 신호 대 잡음비(signal to noise ratio; SNR) 또는 정보-기반 콘텐트 수단을 더 포함할 수 있다. 그럼으로써, 저 잡음 신호를 획득하는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 다른 실시예들에 있어서, 시스템은 차량, 대상자의 가정 및/또는 의료 기관/시설 내의 소형화된 시스템일 수 있으며, 이는 추가로 다양한 디바이스들, 물품들, 표면들, 임의의 하우징, 임의의 물체, 희망되는 환경 또는 전자 회로들 또는 디바이스들의 장소 또는 위치 내에 위치되거나, 배치되거나, 구축되거나, 장착되거나, 결합되거나, 부착되거나, 내장되거나 또는 통합된다. 예를 들어, 차, 시트, 문, 차량-내 엔터테인먼트(in-car entertainment; ICE) 시스템, 차량의 제어 시스템, 시트 벨트, 대시보드, 차량 후드, 내부 조명 장치, 중앙 콘솔 또는 차량 내의 임의의 다른 영역, 플랫폼, 회로부 또는 인터페이스와 같은 차량 내에. 예를 들어, 대상자의 가정 또는 의료 시설 예컨대 집 또는 의료 시설 내에 위치된 임의의 가구, 어셈블리, 물체, 물품, 영역, 플랫폼, 전자 디바이스, 회로부 또는 인터페이스 내에.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 시스템은, 이를 통해 사용자 또는 전자 디바이스가 의료 서비스 제공자들 중 하나 이상과 연관된 외부 통신 매체들 및 하나 이상의 서버들과 통신할 수 있는 유선 매체 또는 무선 매체를 포함하는 통신 네트워크를 더 포함할 수 있다. 통신 네트워크의 예들은, 비제한적으로, 인터넷, 클라우드 네트워크, 근거리 네트워크(LAN), 전화 라인(POTS), 도시권 네트워크(MAN), 무선 근거리 네트워크(WLAN), 및/또는 셀룰러 네트워크, 예컨대 장기 진화(LTE) 3G 및/또는 4G 네트워크를 포함할 수 있다. 네트워크 환경 내의 다양한 디바이스들은 다양한 무선 통신 프로토콜들에 따라 통신 네트워크에 연결하도록 동작가능할 수 있다. 이러한 무선 통신 프로토콜들, 통신 표준들, 및 기술들의 예들은, 비제한적으로, 전송 제어 프로토콜 및 인터넷 프로토콜(TCP/IP), 사용자 데이터 그램 프로토콜(UDP), 하이퍼 텍스트 전송 프로토콜(HTTP), 장기 진화(LTE), 파일 전송 프로토콜(FTP), 향상된 데이터 GSM 환경(EDGE), 인터넷 전화 프로토콜(VoIP), 이메일 프로토콜, 인스턴트 메시징 및/또는 단문 메시지 서비스(SMS) 및/또는 셀룰러 통신 프로토콜들을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 통신 네트워크는 추가로 차량-대-차량 통신에 대응할 수 있다. 따라서, 시스템은 제 1 대상자와 연관된 대상자의 생리학적 파라미터들을 검출하기 위해 제 1 차량 내에 위치될 수 있으며, 추가로 제 2 차량 제어 시스템과 통신한다.
시스템 프로세서는, 대상자의 건강 상태를 나타내는 데이터 해석의 단기 출력, 예컨대, 피로 상태, 수면 상태, 정서적, 정신적, 물리적 및/또는 생리학적 상태(즉, 스트레스, 분노, 생리학적 위기 및 대상자의 편안함 레벨)를 더 제공할 수 있으며, 대상자의 건강 상태로부터 도출된 활성화 명령어들을 제공하는 제 2 차량과 추가로 통신할 수 있다.
예를 들어, 차량 내의 대상자의 건강 상태 표시가 피로인 경우, 시스템은 '피로'를 보고할 수 있으며, 차량 제어 시스템은, 대상자에 대한 경고와 함께 또는 경고 없이 "오토파일럿(autopilot)" 동작을 비활성화할 수 있거나 또는 대안적으로 이는 운전자의 피로에 기인하여 "오토파일럿" 동작의 작동을 허용하지 않을 것이다.
다른 예시적인 실시예는, 차량 내의 대상자의 건강 상태 표시가 수면 상태(즉, 잠든 상태 또는 깊은 수면 상태)인 경우에, 시스템이 '수면'을 보고할 수 있으며, 차량 제어 시스템이 핸드-백(hand-back) 제어 동작을 비활성화할 수 있는 경우일 수 있다. 대안적으로, 시스템은 안전 모드로 차량을 비활성화하기 위한 명령어들을 제공할 수 있거나 및/또는 차량 제어 시스템(즉, 조명, 오디오, 에어컨, 또는 임의의 촉각적 피드백)을 통해 대상자에게 깨움 경고(awake alert)를 송신할 수 있다. 추가로, 차량 제어 시스템이 오작동을 보고하고 대상자가 '수면 중'인 경우, 제어 시스템은 기능하지 않는 대상자에게 다시 제어를 넘겨주는 대신에 도로의 측면에 정지하도록 차량에 명령할 수 있다.
다른 예시적인 실시예는, 대상자의 건강 상태 표시가 의학적으로 응급 상태에 있을 때, 시스템은 '응급'을 보고하고 응급 서비스들과 통신하며, 차량을 안전한 방식으로 비활성화하거나 및/또는 차량을 미리 선택된 의료 시설로 보내거나 또는 도로의 측면에 정지시키고 응급 서비스들을 기다리도록 차량 제어 시스템에 지시할 수 있는 경우일 수 있다.
다른 예시적인 실시예는, 자율주행 차량 내의 대상자의 건강 상태 표시가 수면 상태(즉, 잠든 상태 또는 깊은 수면 상태)인 경우에, 시스템은 '안전한 수면'을 보고하고 차량 제어 시스템은 차량 편안 상태(즉, 운전석에서의 잡음, 창문 투명도, 오디오 볼륨, 등의 감소)를 인에이블(enable)하는 경우일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 통신 네트워크는, 비제한적으로, 전용 단거리 통신(DSRC) 네트워크, 블루투스, 와이파이, 차량 애드-혹 네트워크(VANET), 지능형 차량 애드-혹 네트워크(InVANET), 인터넷-기반 모바일 애드-혹 네트워크들(IMANET), 모바일 애드-혹 네트워크(MANET), 무선 센서 네트워크(WSN), 무선 메시 네트워크(WMN), 무선 근거리 네트워크(WLAN) 및/또는 셀룰러 네트워크, 예컨대 장기 진화(LTE) 3G 및/또는 4G 네트워크를 포함할 수 있다.
이제, 본 발명의 THz 시스템 및 정규 ECG 기술들을 사용하여 동시에 측정되는 심탄동도(Ballistic Cardiogram; BCG) 및 심전도(Electrocardiogram; ECG) 데이터 세트들을 예시하는 도 4에 대한 참조가 이루어진다.
본 개시의 일부 실시예들에 있어서, 레이더 시스템은 라디오 플랫폼, 레이더 안테나, 신호 프로세싱 유닛, 송신 수단, 프로세싱 수단, 시스템 매체, 및 시스템 관리자를 포함한다.
본 개시의 일부 실시예들에 있어서, 시스템은 원격 및 실시간 방식으로 사람의 심박 및/또는 호흡률을 모니터링하도록 구성된다. 시스템의 성능은, 본 발명의 시스템에 의해 동시에 측정되는 바이탈 신호들, 심탄동도(BCG) 및 실제 ECG를 비교함으로써 증명될 수 있다.
이제, 공간의 거리 내의 적어도 1명의 대상자의 적어도 하나의 생리학적 파라미터를 원격으로 검출하는 방법의 순서도를 나타내는 도 5에 대한 참조가 이루어지며, 상기 방법은: 대상자의 생리학적 파라미터들을 원격으로 검출하기 위한 휴대용 비-침습 서브-THz 및 THz 레이더 시스템을 제공하는 단계(500)를 포함하며, 레이더 시스템은: 대상자의 미리 정의된 조직으로 서브-THz 및 THz 신호들을 송신하기 위한 하나 이상의 송신 수단, 대상자의 THz 신호들을 수신하기 위한 하나 이상의 수신 수단으로서, THz 신호들은 대상자의 조직으로부터의 THz 신호의 반사이며, 그럼으로써 적어도 하나의 생리학적 파라미터 변화를 수신하기 위한, 상기 하나 이상의 수신 수단, 및 송신된 신호들을 수신하고 반사된 THz 신호를 프로세싱하기 위해 송신 수단 및/또는 수신 수단과 통신하는 마이크로프로세서를 포함한다.
방법은, 수신된 신호들을 분석함으로써 수신된 신호들을 프로세싱하는 단계들을 더 포함한다. 따라서, 추출된 신호는, 대상자의 정확한 호흡률 및/또는 심박수와 같은 대상자의 생리학적 파라미터들을 결정하기 위해 프로세싱되고 분석될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 수신된 신호들은 사전-처리되거나(510), 프로세싱되거나, 계산되거나, 분석되거나 및/또는 해석될 수 있다. 수신된 신호의 사전-처리(510)의 단계는, 신호들을 필터링, 즉, 폴딩하거나 또는 미러링(mirroring)하고, 폴딩된 신호들의 선택된 부분들을 데시메이팅하며, 폴딩된 세그먼트들을 제거하는 단계를 포함한다. 이는 추가로, 적절한 대역통과 필터링 및 데이터의 폴딩된 부분들을 제거하는 것(520)을 가능하게 한다.
방법은, 준-주기적 신호 정보의 위치를 찾는 것에 의한 모션 잡음 억제를 더 포함하며; 이러한 단계는 준-주기적 바이탈 사인 데이터에 대한 랜덤 잡음의 효과를 억제할 수 있다(530).
방법은, 이상의 단계로부터 생성된 관련 컴포넌트들을 유지하고 남아 있는 스펙트럼 콘텐트 및 그들의 하모닉 거동 및 그룹화들에 기초하여 기초 바이탈 사인 컴포넌트를 결정하는 것을 가능하게 하기 위해 지능형 의사결정 트리를 이용하여 용이해지거나 및/또는 조정되는 컴포넌트 선택을 더 포함한다.
방법은, 남아 있는 서브컴포넌트 신호들로부터 기초 생리학적 신호 컴포넌트들 및 그들의 개별적인 하모닉들을 선택하고 사용하는 단계를 더 포함할 수 있다.
방법은 생리학적 파라미터 계산 및 추적을 더 포함한다. 추적은, 입자 필터 추적기에 의해 또는 이러한 그리고 심지어 1 차원으로 제한되는 임의의 수정을 사용하여 달성될 수 있다.
이제, 본 발명의 THz 시스템 및 ECG 또는 손가락 맥박 옥시미터(Oximeter) 센서들(FDA 인증)에 의해 검출되는 심박수 및 호흡률 데이터 세트들의 비교의 시계열 그래프를 나타내는 도 6에 대한 참조가 이루어진다.
도 6에 도시된 바와 같이, 달성된 결과들은, 상부 그래프는 호흡률 결과들을 나타내며 하단 그래프는 심박수 결과들을 나타낸다. 본 발명의 시스템 및 ECG 또는 손가락 맥박 옥시미터 기술들(FDA 인증)의 공차 분석은 5% 이하의 차이를 보여준다. 이는, 인체의 바이탈 사인들을 정확하게 모니터링하기 위한 본 발명의 시스템의 능력을 증명한다.
이제, 본 발명의 클라우드-기반 시스템을 예시하는 도 7에 대한 참조가 이루어진다. 예시된 바와 같이, 클라우드-기반 시스템(720)은, 본 발명의 THz 레이더 시스템(710)과 같은 복수의 소스들, 의료 센터/보건 센터(740), 다른 OEM 차량(730), 클라우드-기반 센터(750), OEM 클라우드-기반 시스템/센터(760) 또는 임의의 다른 데이터 소스 시스템 및 시설과 통신할 수 있다.
다른 실시예들에 있어서, 시스템은, 사용자, 의료 기관 센터, 미리 결정된 사용자들, 보호자, 응급 서비스들 및/또는 서비스 제어 유닛과 연관된 임의의 전자 회로 또는 디바이스와 통신하는 서버를 더 포함할 수 있다. 통신은 무선 통신 수단을 통해서 이루어질 수 있다. 수신 정보는 프로세싱 유닛 및/또는 클라우드-기반 시스템에 저장된다.
이제, 대상자의 측정된 심박수(bpm) 대 시간(초)의 그래프를 나타내는 도 8에 대한 참조가 이루어진다. 그래프는 추가로 차량에서 수행된 STFT 계산된 HR 및 추가로 비교된 SPO2 실측자료 HR 데이터를 나타낸다.
관찰될 수 있는 바와 같이, 본 발명의 레이더 시스템을 사용한 심박수 측정들은 SPO2 센서 측정들(FDA 인증)과 유사한 결과들을 제공한다.
이제, 대상자의 측정된 HRI(밀리초) 대 시간(초)의 그래프를 나타내는 도 9에 대한 참조가 이루어진다. SDNN을 사용하여 시간 영역 BCG 기반 HRI 데이터로부터 계산된 HRV는 27.9 밀리초이고, 추가로 26.6 밀리초의 계산된 SDNN HRV 값을 갖는 일반적인 ECG 센서와 비교되며, 이는 측정 시스템들 사이에 5% 미만의 차이이다.
이제, 대상자의 측정된 호흡률(bpm) 대 시간(초)을 나타내는 도 10에 대한 참조가 이루어진다. 호흡률 데이터는 차량에서 수행되었으며, 본 발명의 시스템으로부터 프로세싱되고 일반적인 호흡 센서와 비교되었다.
이제, 차량에서 수행된 측정에 대한 심박수(bmp) 대 시간(분)의 그래프를 나타내는 도 11에 대한 참조가 이루어진다. 데이터는 본 발명의 시스템을 사용하여 검출되고 프로세싱되었다. 측정들은 차 시트의 후방 상에 장착된 본 발명의 시스템을 사용하여 수행되었으며, 여기에서 테스트 대상자는 랜덤 신체 모션들을 느리게 증가시키겼고, 동시에 그의 HR이 상승되었다. 추가로, 표준 프로세싱(STFT)뿐만 아니라 모션 보상 알고리즘(MC 알고리즘) 둘 모두에 대한 HR 예측들이 도시되고, 및 실측 자료 센서 데이터(SPO2, FDA 인증)와 비교된다. 이제, 차량 내의 심박수(bpm) 대 시간(분) 측정들의 그래프를 나타내는 도 12에 대한 참조가 이루어진다. 데이터는 본 발명의 시스템을 사용하여 검출되고 프로세싱되었다.
측정들은 고속도로 주행 동안 운전자의 바이탈 사인들의 도로 테스트 모니터링으로서 수행되었다. 본 발명의 시스템의 표준 프로세싱(STFT)뿐만 아니라 모션 보상 알고리즘(MC 알고리즘)에 둘 모두에 대한 HR 결과들이 도시되고, 일반적인 ECG에 의해 결정되는 바와 같은 HR과 비교된다.
이제, 차량-내 설비로부터의 심박수(bpm) 대 시간(초)의 그래프를 나타내는 도 13에 대한 참조가 이루어진다. 데이터는 본 발명의 시스템을 사용하여 검출되고 프로세싱되었다. 심박수는 추가로 일반적으로 ECG와 비교되었으며, 이는 유사한 심박수 검출 결과들을 예시한다.
이제, 달리 실험실 세팅 내에 위치된 차 시트에 위치되어 있는 동안, 공칭 모션들에 참여하는 대상자의 측정된 심박수(bpm) 대 시간(초)의 그래프를 나타내는 도 14에 대한 참조가 이루어진다. 모션은 가벼운 방향 전환, 손 및 팔 모션으로 구성되어, 표준 프로세싱이 대상자의 HR을 정확하게 예측하는데 실패하였다. 데이터는 본 발명의 시스템을 사용하여 검출되고 프로세싱되었다.
테스트되는 대상자는 다음과 같은 지시를 받았다:
(a) 0-120 초, 대상자는 말하지 않는다
(b) 120-240 초, 대상자가 말하며, 이는 추가적인 랜덤 신체 모션 및 HR에서의 증가를 야기한다.
(c) 240 초 종료까지, 대상자가 더 이상 말하지 않고, HR이 정상으로 돌아온다. 이러한 결과들은 추가로, 희망되지 않는 신호 데이터가 본 시스템에 의해 추출된 신호로부터 추가로 분리되거나 또는 차단되었으며, 따라서 측정의 지속기간 동안 희망되는 심박수 출력 신호를 성공적으로 추적했다는 것을 예시한다.

Claims (30)

  1. 적어도 1명의 대상자의 적어도 하나의 생리학적 파라미터를 원격으로 검출하는 방법으로서,
    대상자의 생리학적 파라미터들을 원격으로 검출하기 위한 휴대용 비-침습 서브-THz 및 THz 레이더 시스템을 제공하는 단계로서, 상기 휴대용 비-침습 서브-THz 및 THz 레이더 시스템은,
    0.03 THz 내지 3 THz의 주파수 범위에서 상기 대상자의 조직으로 송신 신호를 송신하기 위한 적어도 하나의 송신기들;
    반사 신호로서, 상기 조직으로부터 상기 송신 신호의 반사를 수신하기 위한 하나 이상의 수신기들; 및
    상기 송신기 및 상기 수신기 중 적어도 하나의 통신하도록 구성되며, 상기 반사 신호를 수신하고 프로세싱하도록 구성되는 마이크로프로세서를 포함하는, 단계; 및
    상기 마이크로프로세서를 사용하여:
    상기 반사 신호들을 사전-처리(pre-treatment) 및 폴딩(fold)하는 단계;
    상기 폴딩된 신호의 선택된 부분들을 필터링하고 데시메이팅(decimate)하며, 폴딩된 세그먼트들을 제거하는 단계;
    상기 데시메이팅된 신호를 서브-컴포넌트 신호들로 분해하는 단계;
    상기 대상자의 랜덤 모션들에 기인하는 서브-컴포넌트 신호들을 식별하고 제거하는 단계;
    남아 있는 서브-컴포넌트 신호들 내의 준-주기적 신호 컴포넌트들의 위치를 찾는(locate) 단계; 및
    상기 준-주기적 신호 정보 컴포넌트들에 기초하여 상기 대상자의 적어도 하나의 생리학적 파라미터를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 방법은, 상기 적어도 하나의 결정된 생리학적 파라미터에 기초하여 상기 대상자의 하나 이상의 생리학적 파라미터 프로파일들을 생성하는 단계로서, 상기 하나 이상의 생리학적 파라미터 프로파일들은, 평균 심박수 대 시간, 심박 대 심박 간격, 평균 심박수에서의 변동, 심박 간격에서의 변동, 심박수 변동들에서 시간적 변화, 심박수 변동들에서 스펙트럼 변화, 호흡 간격들, 호흡률에서의 변동들, 및 호흡 진폭으로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 단계를 더 포함하는, 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 방법은 상기 적어도 하나의 결정된 생리학적 파라미터에 관한 데이터를 클라우드-기반 시스템과 연관시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 방법은,
    (a) 상기 적어도 하나의 결정된 생리학적 파라미터에 관한 데이터를 저장하는 단계;
    (b) 상기 적어도 하나의 결정된 생리학적 파라미터에 관한 저장된 데이터에 대하여 실시간으로 수신되는 반사 신호들을 해석하는 단계;
    (c) 해석하는 단계에 응답하여, 피로, 수면, 스트레스, 분노, 생리학적 위기, 편안함 레벨, 및 이들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 대상자의 건강 상태를 결정하는 단계; 및
    (d) 결정된 대상자의 건강 상태에 기초하여, 경고, 전자 메시지, 플래그, 상기 건강 상태와 연관된 전자 회로의 활성화 명령어, 및 상기 건강 상태와 연관된 디바이스의 활성화 명령어로 구성된 그룹으로부터 선택된 출력을 내보내는 단계를 더 포함하는, 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 대상자의 상기 적어도 하나의 생리학적 파라미터를 결정하는 단계는, 심박수, 심박수 간격, 심박수 변동성, 호흡률, 호흡률 변동성, 호흡 진폭, 호흡 진폭 변동성, 혈압, 체온, 체액들, 성대, 안구 운동, 신체 운동, 모션 상태, 박출량 및 이들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 상기 대상자의 적어도 하나의 생리학적 파라미터를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 방법은, 상기 대상자의 연령, 상기 대상자의 성별, 상기 대상자의 인종, 상기 대상자의 생리학적 상태, 상기 대상자의 정신 상태, 상기 대상자의 건강 상태, 상기 대상자의 병력 및 이들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 기준에 따라 상기 적어도 하나의 결정된 생리학적 파라미터를 식별하고 순위를 매기는 단계를 더 포함하는, 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 방법은, 상기 휴대용 비-침습 서브-THZ 및 THz 레이더 시스템을 사용하여 미리 정의된 위치 내의 1명 이상의 추가적인 대상자들을 동시에 모니터링하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 방법은, 카메라 및 열화상 카메라로 구성된 그룹으로부터 선택된 것과 같은 적어도 하나의 센서를 통해 센서 데이터 융합을 제공하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  9. 대상자의 생리학적 파라미터들을 원격으로 검출하기 위한 휴대용 비-침습 서브-THz 및 THz(THz) 레이더 시스템으로서,
    0.03 THz 내지 3 THz의 주파수 범위에서 상기 대상자의 조직으로 송신 신호를 송신하기 위한 적어도 하나의 송신기들;
    반사 신호로서, 상기 조직으로부터 상기 송신 신호의 반사를 수신하기 위한 하나 이상의 수신기들; 및
    상기 송신기 및 상기 수신기 중 적어도 하나의 통신하도록 구성되며, 상기 반사 신호를 수신하고 프로세싱하도록 구성되는 마이크로프로세서를 포함하며, 상기 마이크로프로세서는,
    상기 반사 신호들을 사전-처리(pre-treatment) 및 폴딩(fold)하는 동작;
    상기 폴딩된 신호의 선택된 부분들을 필터링하고 데시메이팅(decimate)하며, 폴딩된 세그먼트들을 제거하는 동작;
    상기 데시메이팅된 신호를 서브-컴포넌트 신호들로 분해하는 동작;
    상기 대상자의 랜덤 모션들에 기인하는 서브-컴포넌트 신호들을 식별하고 제거하는 동작;
    남아 있는 서브-컴포넌트 신호들 내의 준-주기적 신호 컴포넌트들의 위치를 찾는 동작; 및
    상기 준-주기적 신호 정보 컴포넌트들에 기초하여 상기 대상자의 적어도 하나의 생리학적 파라미터를 결정하는 동작에 의해 상기 반사 신호를 프로세싱하는, 시스템.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 시스템은, 스마트워치, 마이크, 헬멧, 헤드폰, 머리-착용형 디스플레이, 의류 물품, 의복, 팔찌, 손목 디바이스, 목걸이, 반지, 안경, 고글, 패치, 및 전자 디바이스로 구성된 그룹으로부터 선택된 하우징 내에 하우징되도록 구성되는, 시스템.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 시스템은 센서 데이터 융합을 위한 적어도 하나의 추가적인 센서 소스를 더 포함하는, 시스템.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 레이더 시스템은 사용자 요구, 시스템 온라인/오프라인 활성화 또는 미리 정의된 명령어들에 의해 실시간으로 활성화되도록 구성되는, 시스템.
  13. 청구항 9에 있어서,
    상기 마이크로프로세서는 상기 생리학적 파라미터를 나타내는 신호를 추출하기 위하여 신호 데이터의 미리 정의되지 않은 모션 스트림들을 기초 컴포넌트들로 분리(isolate)하도록 구성되는, 시스템.
  14. 청구항 9에 있어서,
    상기 마이크로프로세서는 상기 적어도 하나의 결정된 생리학적 파라미터 정보에 관한 데이터를 클라우드-기반 시스템과 연관시키도록 구성되는, 시스템.
  15. 청구항 9에 있어서,
    상기 마이크로프로세서는 상기 결정된 생리학적 파라미터에 기초하여 상기 대상자의 프로파일 패턴을 제공하도록 구성되며, 상기 프로파일 패턴은 호흡 프로파일 패턴, 및 심박수 프로파일 패턴으로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 시스템.
  16. 청구항 9에 있어서,
    상기 마이크로프로세서는, 심박수, 심박수 간격, 심박수 변동성, 호흡률, 호흡률 변동성, 호흡 진폭, 호흡 진폭 변동성, 혈압, 체온, 체액들, 성대, 안구 운동, 신체 운동, 모션 상태, 박출량 및 이들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 상기 대상자의 적어도 하나의 생리학적 파라미터를 결정하도록 구성되는, 시스템.
  17. 청구항 9에 있어서,
    상기 마이크로프로세서는, 상기 대상자의 연령, 상기 대상자의 성별, 상기 대상자의 인종, 상기 대상자의 생리학적 상태, 상기 대상자의 정신 상태, 상기 대상자의 건강 상태, 상기 대상자의 병력 및 이들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 기준에 따라 상기 적어도 하나의 결정된 생리학적 파라미터를 식별하고 순위를 매기도록 더 구성되는, 시스템.
  18. 청구항 9에 있어서,
    상기 레이더 시스템은 미리 정의된 위치 내의 1명 이상의 추가적인 대상자들을 동시에 모니터링하도록 구성되는, 시스템.
  19. 청구항 9에 있어서,
    상기 마이크로프로세서는, 피로, 수면, 스트레스, 분노, 생리학적 위기, 편안함 레벨, 및 이들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 상기 대상자의 건강 상태에 관한 표시를 생성하도록 구성되는, 시스템.
  20. 대상자의 생리학적 파라미터들을 원격으로 검출하기 위한 휴대용 착용형 디바이스로서,
    대상자의 생리학적 파라미터들을 원격으로 검출하기 위한 서브-THz 및 THz(THz) 레이더 시스템을 포함하며, 상기 서브-THz 및 THz(THz) 레이더 시스템은,
    0.03 THz 내지 3 THz의 주파수 범위에서 상기 대상자의 조직으로 송신 신호를 송신하기 위한 적어도 하나의 송신기들;
    반사 신호로서, 상기 조직으로부터 상기 송신 신호의 반사를 수신하기 위한 하나 이상의 수신기들; 및
    상기 송신기 및 상기 수신기 중 적어도 하나의 통신하도록 구성되며, 상기 반사 신호를 수신하고 프로세싱하도록 구성되는 마이크로프로세서를 포함하며, 상기 마이크로프로세서는,
    상기 반사 신호를 폴딩하는 동작;
    상기 폴딩된 신호의 선택된 부분들을 필터링하고 데시메이팅하며, 폴딩된 세그먼트들을 제거하는 동작;
    상기 데시메이팅된 신호를 서브-컴포넌트 신호들로 분해하는 동작;
    상기 대상자의 랜덤 모션들에 기인하는 서브-컴포넌트 신호들을 식별하고 제거하는 동작;
    남아 있는 서브-컴포넌트 신호들로부터 준-주기적 신호 정보의 위치를 찾는 동작, 및 상기 준-주기적 신호 컴포넌트들에 기초하여 상기 대상자의 적어도 하나의 생리학적 파라미터를 결정하는 동작에 의해 상기 반사 신호를 프로세싱하는, 휴대용 착용형 디바이스.
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