RU2392853C1 - Method of remote breath and heartbeat parametre measurement - Google Patents

Method of remote breath and heartbeat parametre measurement Download PDF

Info

Publication number
RU2392853C1
RU2392853C1 RU2008138593/14A RU2008138593A RU2392853C1 RU 2392853 C1 RU2392853 C1 RU 2392853C1 RU 2008138593/14 A RU2008138593/14 A RU 2008138593/14A RU 2008138593 A RU2008138593 A RU 2008138593A RU 2392853 C1 RU2392853 C1 RU 2392853C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signal
signal corresponding
movement
radio
determination
Prior art date
Application number
RU2008138593/14A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008138593A (en
Inventor
Евгений Владимирович Солодов (RU)
Евгений Владимирович Солодов
Original Assignee
Закрытое Акционерное Общество "Нанопульс"
Терье Хауан
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое Акционерное Общество "Нанопульс", Терье Хауан filed Critical Закрытое Акционерное Общество "Нанопульс"
Priority to RU2008138593/14A priority Critical patent/RU2392853C1/en
Publication of RU2008138593A publication Critical patent/RU2008138593A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2392853C1 publication Critical patent/RU2392853C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention refers to methods of examination of physiological functions in living organisms, particularly to radiolocation superbroadband methods of breath and heartbeat parametre diagnostics for patients. Method involves generation of periodic sequence of UHF radio impulses of definite duration, probing radio impulses, reference radio impulses and reference radio impulses phase-shifted by 90° against reference radio impulses. Probing radio impulses are radiated towards examined body part and received in reflected radio impulse intervals. Each reflected radio impulse is correlated with reference radio impulse with further separation of low frequency component of output correlation signals, corresponding to combination of signals caused by examined object movement and signal caused by immobile objects within radiation zone of probing impulses; and each reflected radio impulse is correlated with phase-shifted reference radio impulse with further separation of low frequency component of output correlation signals, corresponding to combination of signals caused by examined object movement and signal caused by immobile objects. Further, presence of signal corresponding to moving object is determined, including signal corresponding to object's chest movement with account of the possible object movement during probing radio impulse radiation, and presence of signal corresponding to chest movement is determined. Signal reflected from immobile objects in probing impulse radiation area is compensated, including substrate surface where the examined object is positioned. Signal corresponding to chest movement is detected, chest movement pattern in time is defined, and decimation and averaging of signal corresponding to chest movement is performed to provide required accuracy of breath and heartbeat parametre measurement. Signal caused by heartbeat is separated from signal corresponding to chest movement, and heartbeat rate is determined. Then signal caused by breath is separated from signal corresponding to chest movement, and breath rate is determined.
EFFECT: improved accuracy and reliability of breath and heartbeat parametre measurement due to enhanced phase sensitivity of diagnostics.
11 cl, 22 dwg

Description

Изобретение относится к медицинским диагностическим способам исследования физиологических функций живых организмов, в частности к радиолокационным сверхширокополосным способам диагностики параметров дыхания и сердцебиения пациентов.The invention relates to medical diagnostic methods for studying the physiological functions of living organisms, in particular to ultra-wideband radar methods for diagnosing patients' respiration and heartbeat parameters.

Известен способ мониторинга физиологических параметров одного и более органов тела пациента с использованием импульсного сверхширокополосного радара малой мощности - заявка US №2004/0249258 А1, кл. А61В 5/05, 2004. В качестве опорного зондирующего сигнала используются короткие видеоимпульсы. Способ позволяет осуществить расширенную статистическую обработку отраженных от исследуемых объектов пациента сигналов. Используемая в способе одноканальная схема обработки сигнала не позволяет получить информацию о физиологических параметрах исследуемого объекта с требуемой степенью достоверности в любой точке на рабочей дистанции, т.к. между радаром и исследуемым объектом появляются так называемые «слепые» зоны, в которых фазовая чувствительность радара существенно снижается, хотя амплитуда отраженных от объекта зондирующих сигналов может быть достаточно большой. Наличие «слепых» зон и малая ширина участка дальности радара, которая определяется длительностью опорных сигналов, снижает точность измерений физиологических параметров пациента в определенных зонах рабочей дистанции, в связи с чем такой способ может применяться только при условии полной неподвижности пациента на строго фиксированном расчетном расстоянии.A known method of monitoring the physiological parameters of one or more organs of the patient’s body using a pulsed ultra-wideband low power radar - application US No. 2004/0249258 A1, cl. АВВ 5/05, 2004. Short video pulses are used as a reference sounding signal. The method allows for extended statistical processing of signals reflected from the studied patient objects. The single-channel signal processing scheme used in the method does not allow obtaining information about the physiological parameters of the studied object with the required degree of reliability at any point at the working distance, because so-called “blind” zones appear between the radar and the object under study, in which the phase sensitivity of the radar is significantly reduced, although the amplitude of the probing signals reflected from the object can be quite large. The presence of “blind” zones and the small width of the radar range portion, which is determined by the duration of the reference signals, reduces the accuracy of measurements of the physiological parameters of the patient in certain areas of the working distance, and therefore this method can only be used if the patient is completely still at a strictly fixed calculated distance.

Известен способ измерения физиологических параметров тела пациента - патент US №4085740, кл. А61В 5/02, 1978. Способ включает излучение модулированного СВЧ-сигнала в сторону исследуемого объекта, прием отраженного от исследуемого объекта сигнала, одновременное смешивание отраженного сигнала с излучаемым СВЧ-сигналом, в одном канале и со сдвинутым на 90° по фазе излучаемым СВЧ-сигналом в другом канале, детектирование и демодуляцию полученных после смешивания сигналов в каждом канале, выделение сигнала, характеризующего дыхание, и сигнала, характеризующего частоту сердцебиения обследуемого объекта. В связи с тем, что обработка сигналов после их смешивания происходит независимо друг от друга, способу присущи те же недостатки: выходной сигнал радара обладает малой информативностью вследствие возникновения «слепых» зон, в которых радар не может одновременно измерять параметры дыхания и сердцебиения; применение способа ограничивается фиксированным расстоянием между радаром и пациентом; исключается применение параметров перемещения обследуемого объекта только в частном случае, когда в поле зрения датчика присутствует только один движущийся объект, например грудная клетка обследуемого объекта, восстановив закон движения объекта согласно следующим зависимостям:A known method of measuring the physiological parameters of the patient’s body is US patent No. 4085740, class. A61B 5/02, 1978. The method includes emitting a modulated microwave signal in the direction of the test object, receiving a signal reflected from the test object, simultaneously mixing the reflected signal with the emitted microwave signal, in one channel and with the emitted microwave frequency shifted 90 ° in phase a signal in another channel, detecting and demodulating the signals obtained after mixing in each channel, extracting a signal characterizing respiration, and a signal characterizing the heart rate of the examined object. Due to the fact that the processing of the signals after mixing occurs independently of each other, the method has the same disadvantages: the output signal of the radar has low information content due to the appearance of "blind" zones in which the radar cannot simultaneously measure respiration and heartbeat parameters; the application of the method is limited to a fixed distance between the radar and the patient; the use of movement parameters of the examined object is excluded only in the particular case when there is only one moving object, for example, the chest of the examined object, in the field of view of the sensor, restoring the law of movement of the object according to the following relationships:

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

где Z1 (t) - выходной сигнал синфазного канала приемника;where Z 1 (t) is the output signal of the in-phase channel of the receiver;

Z2 (t) - выходной сигнал квадратурного канала приемника;Z 2 (t) is the output signal of the quadrature channel of the receiver;

Em=EoE1nTo/2 - максимальная энергия взаимодействия отраженного и зондирующего сигналов, выделяющаяся на выходной нагрузке с единичным сопротивлением;E m = E o E 1 nT o / 2 is the maximum interaction energy of the reflected and probing signals released at the output load with unit resistance;

Е0- максимальная амплитуда зондирующего сигнала;E 0 is the maximum amplitude of the probe signal;

E1 - максимальная амплитуда принятого отраженного сигнала;E 1 is the maximum amplitude of the received reflected signal;

Тo - период колебаний зондирующего сигнала;T o - period of oscillations of the probe signal;

n - целое число периодов колебаний, заполняющих импульс зондирования;n is an integer number of oscillation periods filling the sounding pulse;

φ1 - фазовый сдвиг, обусловленный расстоянием между обследуемым объектом и датчиком;φ 1 - phase shift due to the distance between the examined object and the sensor;

φ(t) - мгновенное значение фазы, обусловленное движением обследуемого объекта;φ (t) is the instantaneous phase value due to the movement of the object being examined;

λ - длина волны колебаний, заполняющих зондирующий сигнал;λ is the wavelength of the oscillations filling the probe signal;

t - текущее время;t is the current time;

Однако реально зондирующий сигнал отражается не только от грудной клетки обследуемого объекта, но и от движущегося самого объекта (пациента) и от находящихся в зоне излучения зондирующих радиоимпульсов неподвижных объектов, в том числе от подстилающей поверхности, что вносит погрешность в достоверность вычисления функции и параметров движения обследуемого объекта.However, a really probing signal is reflected not only from the chest of the object being examined, but also from the moving object (patient) and from stationary objects located in the radiation zone of the probing radio pulses, including from the underlying surface, which introduces an error in the reliability of the calculation of the function and motion parameters the examined object.

Целью настоящего изобретения является создание способа дистанционного определения параметров дыхания и сердцебиения по движению грудной клетки обследуемого объекта, позволяющего повысить точность и достоверность измерений параметров дыхания и сердцебиения пациентов, за счет повышения фазовой чувствительности диагностики обследуемого объекта, исключения «слепых» зон на всей рабочей дистанции зондирования даже при перемещении обследуемого пациента, а также повысить точность воспроизведения функции движения и параметров обследуемого объекта, в том числе за счет учета отраженного сигнала от неподвижных объектов, находящихся вблизи обследуемого объекта в зоне излучения зондирующих радиоимпульсов.The aim of the present invention is to provide a method for remote determination of respiration and heartbeat parameters according to the movement of the chest of the examined object, which allows to increase the accuracy and reliability of measurements of respiration and heartbeat parameters of patients by increasing the phase sensitivity of diagnostics of the examined object, eliminating blind spots over the entire working sensing distance even when moving the patient being examined, and also to increase the accuracy of the reproduction of the movement function and parameters of the patient th object, including by taking into account the signal reflected from fixed objects near the inspected object in the radiation zone probing of radio pulses.

Способ дистанционного определения параметров дыхания и сердцебиения включает формирование периодической последовательности СВЧ радиоимпульсов определенной длительности, формирование зондирующих радиоимпульсов из СВЧ радиоимпульсов, формирование опорных радиоимпульсов из СВЧ радиоимпульсов, формирование из опорных радиоимпульсов радиоимпульсов, сдвинутых по фазе на 90° относительно опорных радиоимпульсов; излучение зондирующих радиоимпульсов в сторону обследуемой части тела объекта; прием в интервалах между зондирующими радиоимпульсами отраженных от обследуемого объекта радиоимпульсов; корреляцию каждого отраженного радиоимпульса с опорным радиоимпульсом с последующим выделением низкочастотной составляющей последовательности выходных сигналов корреляции, соответствующей комбинации сигналов, вызванных механическими перемещениями обследуемого объекта, и сигнала, вызванного неподвижными объектами, включая подстилающую поверхность, находящимися в зоне излучения зондирующих импульсов; корреляцию каждого отраженного радиоимпульса со сдвинутым по фазе на 90° радиоимпульсом с последующим выделением низкочастотной составляющей последовательности выходных сигналов корреляции, соответствующей комбинации сигналов, вызванных механическими перемещениями обследуемого объекта, и сигнала, вызванного неподвижными объектами, включая подстилающую поверхность, находящимися в зоне излучения зондирующих импульсов; определение наличия сигнала от движущегося объекта, включающего сигнал, соответствующий движению грудной клетки объекта с учетом возможного перемещения обследуемого объекта при его облучении зондирующими радиоимпульсами; определение наличия сигнала, соответствующего движению грудной клетки; компенсация сигнала, отраженного от неподвижных объектов, включая подстилающую поверхность, на которой находится обследуемый объект, расположенных в зоне излучения зондирующих импульсов; выделение сигнала, соответствующего движению грудной клетки с определением закона движения грудной клетки во времени; децимацию с усреднением сигнала, соответствующего движению грудной клетки с возможностью обеспечения требуемой точности измерения параметров дыхания и сердцебиения; выделение из сигнала, соответствующего движению грудной клетки, сигнала, вызванного сердцебиением; определение частоты сердцебиения; выделение из сигнала, соответствующего движению грудной клетки, сигнала, вызванного дыханием; определение частоты дыхания.A method for remote determination of respiration and heartbeat parameters includes generating a periodic sequence of microwave radio pulses of a certain duration, generating sounding radio pulses from microwave radio pulses, generating reference radio pulses from microwave radio pulses, generating from radio frequency pulses radio pulses 90 ° out of phase with respect to the supporting radio pulses; radiation of probe radio pulses in the direction of the examined part of the body of the object; receiving in the intervals between the probe radio pulses reflected from the examined object radio pulses; correlation of each reflected radio pulse with the reference radio pulse, followed by highlighting the low-frequency component of the sequence of output correlation signals, the corresponding combination of signals caused by mechanical movements of the object being examined, and the signal caused by stationary objects, including the underlying surface, located in the radiation zone of the probe pulses; correlation of each reflected radio pulse with a 90 ° phase-shifted radio pulse, followed by separation of the low-frequency component of the sequence of output correlation signals, a corresponding combination of signals caused by mechanical movements of the object being examined, and a signal caused by stationary objects, including the underlying surface, located in the radiation zone of the probe pulses; determining the presence of a signal from a moving object, including a signal corresponding to the movement of the chest of the object, taking into account the possible movement of the examined object when it is irradiated with sounding radio pulses; determining the presence of a signal corresponding to the movement of the chest; compensation of the signal reflected from immovable objects, including the underlying surface on which the examined object is located, located in the radiation zone of the probe pulses; the selection of a signal corresponding to the movement of the chest with the determination of the law of movement of the chest in time; decimation with averaging of the signal corresponding to the movement of the chest with the ability to provide the required accuracy of measurement of respiration and heart rate; the selection of a signal corresponding to the movement of the chest, a signal caused by a heartbeat; determination of heart rate; the selection of a signal corresponding to the movement of the chest, a signal caused by breathing; determination of respiratory rate.

При этом суммарная длительность зондирующего и опорного радиоимпульсов равна времени, т.к. отсутствует постороннее влияние на разность фаз опорного и принятого отраженного радиосигналов.In this case, the total duration of the probe and reference radio pulses is equal to time, because there is no extraneous effect on the phase difference of the reference and received reflected radio signals.

Разделение во времени режимов излучения зондирующих радиоимпульсов и приема отраженных от обследуемого объекта радиоимпульсов позволяет, во-первых, в режиме излучения исключить прямое прохождение зондирующих сигналов, что снижает требования к динамическому диапазону приема отраженных радиоимпульсов, а во-вторых, обеспечить защитный интервал (по дальности), в пределах которого прием отраженных сигналов не ведется, что повышает помехозащищенность приема от значительных пассивных помех, создаваемых расположенными в непосредственной близости предметами и подстилающей поверхностью.The separation in time of the radiation modes of the probe radio pulses and the reception of radio pulses reflected from the object being examined allows, firstly, in the radiation mode to exclude the direct passage of the probe signals, which reduces the requirements for the dynamic range of reception of reflected radio pulses, and secondly, to provide a protective interval (in range ), within which the reception of the reflected signals is not carried out, which increases the noise immunity of the reception from significant passive interference created located in the immediate lizosti objects and underlying surface.

Определение наличия сигнала от движущегося объекта, включающего сигнал движения грудной клетки обследуемого объекта с учетом возможного перемещения обследуемого объекта при его облучении зондирующими радиоимпульсами, позволяет провести предварительный анализ целесообразности проведения дальнейших измерений, т.е. дать оценку наличия или отсутствия в отраженном сигнале полезного сигнала (сигнала, соответствующего движению грудной клетки), что повышает точность и достоверность измерений параметров дыхания и сердцебиения.Determining the presence of a signal from a moving object, including the signal of movement of the chest of the examined object, taking into account the possible movement of the examined object when it is irradiated with sounding radio pulses, allows a preliminary analysis of the feasibility of further measurements, i.e. to assess the presence or absence in the reflected signal of a useful signal (a signal corresponding to the movement of the chest), which increases the accuracy and reliability of measurements of respiration and heart rate.

Компенсация сигнала, отраженного от неподвижных объектов, включая подстилающую поверхность, на которой находится обследуемый объект, расположенных в зоне излучения зондирующих импульсов, позволила повысить точность и достоверность измерений параметров дыхания и сердцебиения.Compensation of the signal reflected from immovable objects, including the underlying surface, on which the examined object is located, located in the radiation zone of the probe pulses, allowed to increase the accuracy and reliability of measurements of respiration and heartbeat parameters.

Применение децимации с усреднением сигнала, соответствующего движению грудной клетки, позволяет дополнительно осуществлять фильтрацию сигнала от помех, а также понизить частоту дискретизации, что повышает точность измерения параметров дыхания и сердцебиения.The use of decimation with averaging the signal corresponding to the movement of the chest allows you to additionally filter the signal from interference, as well as lower the sampling frequency, which increases the accuracy of measuring respiration and heart rate.

Построение гистограмм из значений периодов мгновенных частот сигналов, соответствующих дыханию (дыхательных сокращений) и сердцебиению (сердечных сокращений), позволяет исключить ложные значения и повысить точность и достоверность измерений параметров дыхания и сердцебиения.The construction of histograms from the values of the periods of the instantaneous frequencies of the signals corresponding to respiration (respiratory contractions) and heartbeat (heart contractions) allows eliminating false values and increasing the accuracy and reliability of measurements of respiration and heartbeat parameters.

Краткое описание фигур.A brief description of the figures.

Фиг.1 - структурная схема устройства для реализации заявленного способа.Figure 1 - structural diagram of a device for implementing the inventive method.

Фиг.2 - временная диаграмма сигнала на выходе генератора СВЧ радиосигнала.Figure 2 is a timing chart of the signal at the output of the microwave generator.

Фиг.3 - временная диаграмма сигнала на входе формирователя зондирующего сигнала.Figure 3 - timing diagram of the signal at the input of the shaper of the probe signal.

Фиг.4 - временная диаграмма сигнала на входе формирователя опорных сигналов.Figure 4 is a timing chart of the signal at the input of the driver of the reference signals.

Фиг.5 - временная диаграмма зондирующего сигнала на выходе антенны.5 is a timing diagram of a sounding signal at the output of the antenna.

Фиг.6 - временная диаграмма отраженного сигнала на входе синфазного и квадратурного каналов приемника.6 is a timing diagram of the reflected signal at the input of the in-phase and quadrature channels of the receiver.

Фиг.7 - временная диаграмма процесса перемножения опорного и отраженного от7 is a timing diagram of the process of multiplying the reference and reflected from

обследуемого объекта сигналов в корреляторе синфазного канала приемника.the object being examined signals in the correlator of the in-phase channel of the receiver.

Фиг.8 - временная диаграмма процесса перемножения сдвинутого по фазе на 90° опорного и отраженного от обследуемого объекта сигналов в корреляторе квадратурного канала приемника.Fig. 8 is a timing diagram of a process of multiplying a 90 ° phase-shifted reference signal and a signal reflected from the object being examined in the correlator of the quadrature channel of the receiver.

Фиг.9 - временная диаграмма сигнала на выходе коррелятора синфазного канала приемника.Fig.9 is a timing diagram of the signal at the output of the correlator of the in-phase channel of the receiver.

Фиг.10 - временная диаграмма сигнала на выходе коррелятора квадратурного канала приемника.Figure 10 is a timing diagram of the signal at the output of the correlator of the quadrature channel of the receiver.

Фиг.11 - временная диаграмма низкочастотного сигнала на выходе синфазного канала приемника, где а - фрагмент сигнала, соответствующего возвратно-поступательному движению только грудной клетки обследуемого объекта; в - фрагмент сигнала, соответствующего движению обследуемого объекта в направлении источника зондирующих импульсов; с - фрагмент сигнала, в котором отсутствует какое-либо движение в зоне облучения зондирующими импульсами.11 is a timing diagram of a low-frequency signal at the output of the in-phase channel of the receiver, where a is a fragment of the signal corresponding to the reciprocating movement of only the chest of the examined object; in - a fragment of the signal corresponding to the movement of the examined object in the direction of the source of the probe pulses; c is a fragment of a signal in which there is no movement in the irradiation zone by probe pulses.

Фиг.12 - временная диаграмма низкочастотного сигнала на выходе квадратурного канала приемника, где а - фрагмент сигнала, соответствующего возвратно-поступательному движению только грудной клетки обследуемого объекта; в - фрагмент сигнала, соответствующего движению обследуемого объекта в направлении источника зондирующих импульсов; с - фрагмент сигнала, в котором отсутствует какое-либо движение в зоне облучения зондирующими радиоимпульсами.Fig - time diagram of a low-frequency signal at the output of the quadrature channel of the receiver, where a is a fragment of the signal corresponding to the reciprocating movement of only the chest of the examined object; in - a fragment of the signal corresponding to the movement of the examined object in the direction of the source of the probe pulses; c is a fragment of a signal in which there is no movement in the irradiation zone by probing radio pulses.

Фиг.13 - временная диаграмма выделения каких-либо механических перемещений в зоне облучения зондирующими импульсами на примере фрагмента сигнала синфазного канала приемника, соответствующего возвратно-поступательному движению грудной клетки обследуемого объекта.13 is a timing diagram of the allocation of any mechanical displacements in the irradiation zone by probing pulses using an example of a signal in-phase signal channel of the receiver corresponding to the reciprocating movement of the chest of the object being examined.

Фиг.14 - временная диаграмма выделения механических перемещений, не соответствующих перемещениям грудной клетки в зоне облучения зондирующими радиоимпульсами на примере фрагмента сигнала квадратурного канала приемника, соответствующего прямолинейному движению обследуемого объекта в направлении к или от источника зондирующих радиоимпульсов.Fig. 14 is a timing diagram of the allocation of mechanical displacements not corresponding to the movements of the chest in the irradiation zone by probing radio pulses using the example of a signal fragment of the quadrature channel of the receiver corresponding to the rectilinear movement of the object being examined in the direction to or from the source of the probing radio pulses.

Фиг.15 - временная диаграмма сигнала на выходе блока вычисления, соответствующего движению грудной клетки обследуемого объекта.Fig - time diagram of the signal at the output of the calculation unit corresponding to the movement of the chest of the examined object.

Фиг.16 - временная диаграмма сигнала на выходе дециматора.Fig is a timing diagram of the signal at the output of the decimator.

Фиг.17 - временная диаграмма зависимости амплитуды движения грудной клетки, определяемого только дыханием обследуемого объекта.Fig is a timing chart of the dependence of the amplitude of movement of the chest, determined only by the respiration of the examined object.

Фиг.18 - временная диаграмма зависимости амплитуды движения грудной клетки, определяемого только сердцебиением обследуемого объекта.Fig. 18 is a timing chart showing the dependence of the amplitude of movement of the chest, determined only by the heartbeat of the subject being examined.

Фиг.19 - временная диаграмма, иллюстрирующая принцип определения мгновенного периода дыхания обследуемого объекта по найденным локальным максимумам.Fig. 19 is a timing chart illustrating the principle of determining the instantaneous respiration period of an examined object from the found local maxima.

Фиг. 20 - временная диаграмма, иллюстрирующая принцип определения мгновенного периода сердцебиения обследуемого объекта по найденным локальным максимумам. FIG. 20 is a time chart illustrating the principle of determining the instantaneous period of the heartbeat of the examined object from the found local maxima.

Фиг. 21 - гистограмма определения частоты дыхания, построенная по результатам определения мгновенных периодов дыхания.FIG. 21 is a histogram for determining respiratory rate, based on the results of determining instant periods of respiration.

Фиг. 22 - гистограмма определения частоты сердцебиения, построенная по результатам определения мгновенных периодов сердцебиения.FIG. 22 is a histogram of determining the heart rate, based on the results of determining the instant periods of the heartbeat.

Способ согласно изобретению может быть реализован при помощи устройства (фиг. 1), включающего генератор 1 СВЧ радиосигнала, выход которого через управляемый электронный ключ 2 соединен со входами формирователя 3 зондирующего сигнала и формирователя 4 опорных сигналов, приемно-передающую антенну 5 с управляемым антенным переключателем 6, приемник 7 отраженного сигнала, состоящий из синфазного 8 и квадратурного 9 каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных коррелятора и фильтра низкой частоты (ФНЧ), вход антенного переключателя 6 соединен с выходом формирователя 3, а выход - с входами коррелятора 10 синфазного 8 и коррелятора 11 квадратурного 9 каналов приемника 7, выход формирователя 4 опорного сигнала соединен с вторым входом коррелятора 10 синфазного канала 8 приемника 7 и через фазосдвигатель 12 на 90° с вторым входом коррелятора 11 квадратурного канала 9 приемника 7, выход коррелятора 10 через ФНЧ 13 соединен с входом второго управляемого ключа 15 и первым входом блока 16 анализа, выход коррелятора 11 через ФНЧ 14 соединен с входом третьего управляемого ключа 17 и вторым входом блока 16 анализа, первый выход которого соединен с входом управления электронного ключа 15, а второй выход соединен с входом управления электронного ключа 17, выходы электронных ключей через блок 18 корректировки соединены с входами блока 19 обработки, выход которого соединен с дециматором 20. Выход дециматора 20 соединен с входами канала 21 определения частоты дыхания и канала 22 определения частоты сердцебиения. Канал 21 определения частоты дыхания включает последовательно соединенные фильтр 23 низкой частоты, блок 24 передачи данных, блок 25 определения мгновенного периода сигнала дыхания и блок 26 определения частоты дыхания. Канал 22 определения частоты сердцебиения включает последовательно соединенные полосовой фильтр 27, блок 28 передачи данных, блок 29 определения мгновенного периода сигнала сердцебиения и блок 30 определения частоты сердцебиения. Выходы блока 26 определения частоты дыхания и блока 30 определения частоты сердцебиения соединены с блоком 31 отображения информации. Входы управления генератора 1 СВЧ сигнала, электронного ключа 2 и антенного переключателя 6 соединены с блоком 32 управления и синхронизации.The method according to the invention can be implemented using a device (Fig. 1), including a microwave signal generator 1, the output of which is connected via a controlled electronic key 2 to the inputs of a probe signal generator 3 and a reference signal generator 4, a transmit-receive antenna 5 with a controlled antenna switch 6, the reflected signal receiver 7, consisting of in-phase 8 and quadrature 9 channels, each of which consists of a correlator and a low-pass filter (LPF) connected in series, the antenna switch input the target 6 is connected to the output of the shaper 3, and the output is connected to the inputs of the correlator 10 of the in-phase 8 and correlator 11 of the quadrature 9 channels of the receiver 7, the output of the driver 4 of the reference signal is connected to the second input of the correlator 10 of the in-phase channel 8 of the receiver 7 and through the phase shifter 12 90 ° s the second input of the correlator 11 of the quadrature channel 9 of the receiver 7, the output of the correlator 10 through the low-pass filter 13 is connected to the input of the second managed key 15 and the first input of the analysis unit 16, the output of the correlator 11 through the low-pass filter 14 is connected to the input of the third controlled key 17 and the second the input of the analysis unit 16, the first output of which is connected to the control input of the electronic key 15, and the second output is connected to the control input of the electronic key 17, the outputs of the electronic keys through the correction unit 18 are connected to the inputs of the processing unit 19, the output of which is connected to the decimator 20. The output of the decimator 20 is connected to the inputs of the respiratory rate determination channel 21 and the heart rate determination channel 22. The respiratory rate determination channel 21 includes a series-connected low-pass filter 23, a data transmission unit 24, an instantaneous breathing signal period determination unit 25, and a respiratory rate determination unit 26. The heart rate determining channel 22 includes a series-connected bandpass filter 27, a data transmission unit 28, an instantaneous heartbeat signal determining unit 29, and a heartbeat determining unit 30. The outputs of the respiratory rate determination unit 26 and the heart rate determination unit 30 are connected to the information display unit 31. The control inputs of the generator 1 of the microwave signal, electronic key 2 and antenna switch 6 are connected to the control unit 32 and synchronization.

Устройство работает следующим образом. После поступления сигнала запуска с блока 32 управления и синхронизации генератор 1 формирует относительно длинные радиоимпульсы (фиг.2) длительностью 10-21 нс с частотой заполнения ~6,5 ГГц и частотой повторения, зависящей от сигнала запуска, например, при дальности действия датчика до 2-х метров -1...2 МГц.The device operates as follows. After the trigger signal is received from the control and synchronization unit 32, the generator 1 generates relatively long radio pulses (Fig. 2) with a duration of 10-21 ns with a fill frequency of ~ 6.5 GHz and a repetition rate that depends on the trigger signal, for example, with a sensor range of up to 2 meters -1 ... 2 MHz.

Из сигнала, поступающего из генератора 1, управляемый электронный ключ 2 выделяет зондирующий сигнал (фиг.3) длительностью ~ 2 нс, поступающий через формирователь 3 зондирующего сигнала на вход управляемого электронного переключателя 6, и опорный сигнал (фиг.4) длительностью порядка 8-19 нс, поступающий через формирователь 4 опорных сигналов на вход коррелятора 10 синфазного канала 8 приемника 7, а через формирователь 4 опорных сигналов и фазосдвигатель 12 на вход коррелятора 11 квадратурного канала 9 приемника 7. Нестабильность положения поступающего из блока 32 управления и синхронизации сигнала управления электронным ключом 2 во времени не влияет на разность фаз опорного и принятого отраженного сигналов в корреляторах 10 и 11, так как эти сигналы сформированы из одного СВЧ сигнала.From the signal coming from the generator 1, the controlled electronic switch 2 extracts the probing signal (Fig. 3) with a duration of ~ 2 ns, coming through the shaper 3 of the probing signal to the input of the controlled electronic switch 6, and the reference signal (Fig. 4) with a duration of the order of 8- 19 ns, coming through the driver 4 of the reference signals to the input of the correlator 10 of the in-phase channel 8 of the receiver 7, and through the driver 4 of the reference signals and the phase shifter 12 to the input of the correlator 11 of the quadrature channel 9 of the receiver 7. Instability of the control and synchronization unit 32 of the electronic key control signal 2 in time does not affect the phase difference of the reference and received reflected signals in the correlators 10 and 11, since these signals are formed from a single microwave signal.

Формирователь 3 зондирующего сигнала удаляет низкочастотные гармоники сигналов управления электронным ключом 4 путем фильтрации сигнала с частотой среза ~ 5,5 ГГц и усиливает сигнал зондирования с возможностью регулирования коэффициента усиления до уровня, необходимого для работы устройства на заданной дальности. Антенный переключатель 6 обеспечивает работу приемно-передающей антенны 5 в двух режимах - на передачу и на прием. По умолчанию антенна 5 работает в режиме приема отраженного от обследуемого объекта сигнала, а при подаче сигнала с блока 32 управления и синхронизации на управляющий вход антенного переключателя 6 антенна работает в режиме передачи зондирующего сигнала (фиг.5).The probe signal generator 3 removes the low-frequency harmonics of the electronic key 4 control signals by filtering the signal with a cutoff frequency of ~ 5.5 GHz and amplifies the sensing signal with the possibility of adjusting the gain to the level necessary for the device to operate at a given range. Antenna switch 6 provides the operation of the transmit-receive antenna 5 in two modes - transmission and reception. By default, the antenna 5 operates in the mode of receiving a signal reflected from the object being examined, and when a signal is supplied from the control unit 32 and synchronizes to the control input of the antenna switch 6, the antenna operates in the transmission mode of the probing signal (Fig. 5).

Отраженный от обследуемого объекта сигнал (фиг.6) с задержкой, равной времени распространения сигнала до объекта и обратно, поступает на антенный переключатель 6, который после излучения зондирующего импульса был переключен обратно в положение «прием». Далее сигнал поступает в коррелятор 10 синфазного канала 8 приемника 7, где происходит его перемножение (фиг.7) с опорным радиоимпульсом, и в коррелятор 11 квадратурного канала 9 приемника 7, где происходит его перемножение (фиг.8) с сдвинутым по фазе на 90° фазосдвигателем 12 опорным радиоимпульсом. Такая работа устройства в режиме приема отраженного сигнала позволяет обеспечить защитный интервал (по дальности), в пределах которого прием отраженных сигналов не ведется. Это позволяет повысить помехозащищенность приемника 7 от значительных пассивных помех, создаваемых расположенными в непосредственной близости от приемно-передающей антенны 5 предметами.The signal reflected from the object being examined (Fig. 6) with a delay equal to the propagation time of the signal to the object and back arrives at the antenna switch 6, which, after the radiation of the probe pulse, was switched back to the “receive” position. Next, the signal enters the correlator 10 of the in-phase channel 8 of the receiver 7, where it multiplies (Fig. 7) with a reference radio pulse, and to the correlator 11 of the quadrature channel 9 of the receiver 7, where it multiplies (Fig. 8) with a phase shift of 90 ° phase shifter 12 reference radio pulse. Such operation of the device in the reception mode of the reflected signal allows you to provide a protective interval (range), within which the reception of reflected signals is not conducted. This allows you to increase the noise immunity of the receiver 7 from significant passive interference created by objects located in the immediate vicinity of the transmitting and receiving antenna 5.

Выходные сигналы корреляторов (фиг.9 и 10 соответственно) проходят ФНЧ 13 и 14 с частотой среза ~30 Гц. На выходе ФНЧ 13 и 14 получаем сигналы, соответствующие изменению фазы принятого отраженного от обследуемого объекта сигнала, по отношению к опорным сигналам (фиг.11 и 12 соответственно). После фильтрации сигнал с ФНЧ 13 поступает на вход блока 16 анализа, а с ФНЧ 14 поступает на второй вход блока 16 анализа.The output signals of the correlators (Fig.9 and 10, respectively) pass through the low-pass filter 13 and 14 with a cutoff frequency of ~ 30 Hz. At the output of the low-pass filter 13 and 14, we obtain signals corresponding to a change in the phase of the received signal reflected from the object being examined, in relation to the reference signals (Figs. 11 and 12, respectively). After filtering, the signal from the low-pass filter 13 is fed to the input of the analysis block 16, and from the low-pass filter 14 is fed to the second input of the analysis block 16.

В блоке 16 анализа определяется наличие любых механических движений в зоне зондирования обследуемого объекта. Диапазон возможных значений параметров этого движения, например скорость или амплитуда движения при возвратно-поступательном характере движения, определяются полосой пропускания синфазного 8 и квадратурного 9 каналов приемника 7. Если амплитуда выходных сигналов приемника 7, соответствующих движению, больше порогового значения, то принимается решение об обнаружении в зоне действия приемника 7 двигающегося объекта (фиг.13). Значение порога обнаружения определяется вероятностью ложного обнаружения. Например, значение порога может быть определено эмпирическим путем, на основе статистических априорных данных наблюдения в конкретной ситуации. Одновременно с этим оценивается амплитуда механических движений с большой амплитудой. Под большой амплитудой подразумевается такая амплитуда движения, которая превышает максимально возможную амплитуду движения грудной клетки обследуемого объекта, например, в 5 раз. При этом в спектре выходных сигналов каналов приемника 7 появляются спектральные составляющие с частотой более 10 Гц. Так как процесс расчета частотного спектра достаточно ресурсоемкий и требующий достаточно большого времени, может быть применен временной метод определения движения с большой амплитудой. Он заключается в сравнении с порогом абсолютной разности амплитуд сигнала взятых в двух точках через 0,05 секунд, что соответствует прямолинейному движению объекта со скоростью около 0,25 м/с. Если порог превышен, то принимается решение о наличии движения с большой амплитудой (фиг.14). При выполнении условия наличия любого движения и отсутствия большого движения, т.е. при наличии полезного сигнала, соответствующего сигналу колебаний грудной клетки обследуемого объекта, сигналы с ФНЧ 13 и 14 через электронные ключи 15 и 17 поступают на блок 18 корректировки. Блок 18 отфильтровывает сигналы обоих каналов приемника 7 от постоянных составляющих, обусловленных отражениями сигналов зондирования от неподвижных объектов, включая подстилающую поверхность (пол, потолок, мебель и т.п.), которые вносят значительную ошибку в дальнейшие вычисления функции движения обследуемого объекта и должны быть учтены при расчетах.In block 16 of the analysis determines the presence of any mechanical movements in the sensing zone of the examined object. The range of possible values of the parameters of this movement, for example, the speed or amplitude of the movement with the reciprocating nature of the movement, is determined by the passband of the in-phase 8 and quadrature 9 channels of the receiver 7. If the amplitude of the output signals of the receiver 7 corresponding to the movement is greater than the threshold value, then a decision is made about the detection in the range of the receiver 7 of a moving object (Fig.13). The detection threshold value is determined by the probability of false detection. For example, the threshold value can be determined empirically, based on statistical a priori observation data in a specific situation. At the same time, the amplitude of mechanical movements with a large amplitude is estimated. By large amplitude is meant such an amplitude of movement that exceeds the maximum possible amplitude of movement of the chest of the examined object, for example, 5 times. At the same time, spectral components with a frequency of more than 10 Hz appear in the spectrum of the output signals of the channels of the receiver 7. Since the process of calculating the frequency spectrum is quite resource-intensive and requires quite a lot of time, a temporary method for determining motion with large amplitude can be applied. It consists in comparing with the threshold of the absolute difference in the amplitudes of the signal taken at two points in 0.05 seconds, which corresponds to the rectilinear movement of the object at a speed of about 0.25 m / s. If the threshold is exceeded, then a decision is made about the presence of movement with a large amplitude (Fig. 14). When the conditions for the presence of any movement and the absence of large movement, i.e. in the presence of a useful signal corresponding to the signal of fluctuations of the chest of the examined object, signals from the low-pass filter 13 and 14 through electronic keys 15 and 17 are fed to the block 18 adjustments. Block 18 filters out the signals of both channels of receiver 7 from constant components, caused by reflections of sounding signals from stationary objects, including the underlying surface (floor, ceiling, furniture, etc.), which introduce a significant error into further calculations of the motion function of the object being examined and should be taken into account in the calculations.

Далее скорректированные сигналы приемника поступают на блок 19 обработки. В блоке 19 обработки вычисляется арктангенс отношения двух скорректированных сигналов каналов приемника 7.Next, the corrected receiver signals are sent to the processing unit 19. In the processing unit 19, the arctangent of the ratio of the two corrected signals of the channels of the receiver 7 is calculated.

Figure 00000005
Figure 00000005

где Z11(t) - скорректированный сигнал синфазного канала приемника;where Z 11 (t) is the corrected signal of the common mode channel of the receiver;

Z22(t) - скорректированный сигнал квадратурного канала приемника;Z 22 (t) is the adjusted signal of the quadrature channel of the receiver;

С - скорость света;C is the speed of light;

f0 - средняя частота спектра сигналов зондирования.f 0 is the average frequency of the spectrum of the sounding signals.

После вычисления аргумента (объединения квадратур) на выходе блока 19 мы располагаем функцией движения обследуемого объекта измерений, максимально приближенной к истинной функции движения. В частности, мы располагаем функцией движения грудной клетки, которая помимо дыхательных движений включает в себя движения, вызванные сердцебиением (фиг.15). Сигнал с выхода блока 19 через дециматор 20 поступает на входы канала 21 определения частоты дыхания и канала 22 определения частоты сердцебиения. Дециматор 20 осуществляет децимацию сигнала с усреднением (фиг.16), что позволяет обеспечить требуемую точность измерения параметров дыхания и сердцебиения, а также дополнительно фильтровать сигнал от помех. После децимации ФНЧ 23 с полосой среза ~ 0,66 Гц выделяет сигнал, обусловленный только дыханием обследуемого объекта (фиг.17), а полосовой фильтр 27 с полосой 0,75-3 Гц выделяет сигнал, обусловленный только сердцебиением обследуемого объекта (фиг.18). В блоках 24 и 28 в течение ~ 1 мин происходит накопление полученных сигналов, после чего в блоках 25 и 29 периодически каждую секунду происходит определение мгновенного периода сигнала дыхания (фиг.19) и сердцебиения (фиг.20) соответственно. По результатам определения мгновенных периодов сигналов дыхания и сердцебиения в блоках 26 и 30 строятся гистограммы, по которым и определяется частота дыхания (фиг.21) и сердцебиения (фиг.22) соответственно. В блоке 31 проводится отображение результатов дистанционного определения параметров и состояния дыхательной и сердечно-сосудистой систем обследуемого объекта.After calculating the argument (combining quadratures) at the output of block 19, we dispose the motion function of the object being measured, as close as possible to the true motion function. In particular, we have the function of the movement of the chest, which in addition to respiratory movements includes movements caused by the heartbeat (Fig. 15). The signal from the output of block 19 through the decimator 20 enters the inputs of the channel 21 for determining the respiratory rate and channel 22 for determining the heart rate. The decimator 20 decimates the signal with averaging (Fig. 16), which allows to provide the required accuracy of measuring respiration and heartbeat parameters, as well as additionally filter the signal from interference. After decimation, the low-pass filter 23 with a cut-off band of ~ 0.66 Hz emits a signal caused only by the respiration of the examined object (Fig. 17), and the band-pass filter 27 with a band of 0.75-3 Hz emits a signal caused only by the heartbeat of the examined object (Fig. 18 ) In blocks 24 and 28, accumulation of the received signals occurs for ~ 1 min, after which, in blocks 25 and 29, the instantaneous determination of the breathing signal period (Fig. 19) and heartbeat (Fig. 20) is periodically determined every second. According to the results of determining the instant periods of the respiratory and heartbeat signals in blocks 26 and 30, histograms are constructed, according to which the respiratory rate (Fig. 21) and heart rate (Fig. 22) are determined, respectively. In block 31, the results of remote determination of the parameters and condition of the respiratory and cardiovascular systems of the examined object are displayed.

Claims (11)

1. Способ дистанционного определения параметров дыхания и сердцебиения, включающий
формирование периодической последовательности СВЧ радиоимпульсов определенной длительности;
формирование зондирующих радиоимпульсов из СВЧ радиоимпульсов;
формирование опорных радиоимпульсов из СВЧ радиоимпульсов;
формирование из опорных радиоимпульсов радиоимпульсов, сдвинутых по фазе на 90° относительно опорных радиоимпульсов;
излучение зондирующих радиоимпульсов в сторону обследуемой части тела объекта;
прием в интервалах между зондирующими радиоимпульсами отраженных от обследуемого объекта радиоимпульсов;
корреляцию каждого отраженного радиоимпульса с опорным радиоимпульсом с последующим выделением низкочастотной составляющей последовательности выходных сигналов корреляции, соответствующей комбинации сигналов, вызванных механическими перемещениями обследуемого объекта и сигнала, вызванного неподвижными объектами, включая подстилающую поверхность, находящимися в зоне излучения зондирующих импульсов;
корреляцию каждого отраженного радиоимпульса со сдвинутым по фазе на 90° радиоимпульсом с последующим выделением низкочастотной составляющей последовательности выходных сигналов корреляции, соответствующей комбинации сигналов, вызванных механическими перемещениями обследуемого объекта и сигнала, вызванного неподвижными объектами, включая подстилающую поверхность, находящимися в зоне излучения зондирующих импульсов;
определение наличия сигнала, соответствующего движущемуся объекту, включающего сигнал, соответствующий движению грудной клетки обследуемого объекта с учетом возможного перемещения обследуемого объекта при его облучении зондирующими радиоимпульсами;
определение наличия сигнала, соответствующего движению грудной клетки;
компенсацию сигнала отраженного от неподвижных объектов, включая подстилающую поверхность, на которой находится обследуемый объект, расположенных в зоне излучения зондирующих импульсов;
выделение сигнала, соответствующего движению грудной клетки с определением закона движения грудной клетки во времени;
децимацию с усреднением сигнала, соответствующего движению грудной клетки с возможностью обеспечения требуемой точности измерения параметров дыхания и сердцебиения;
выделение из сигнала, соответствующего движению грудной клетки, сигнала, вызванного сердцебиением;
определение частоты сердцебиения;
выделение из сигнала, соответствующего движению грудной клетки, сигнала, вызванного дыханием;
определение частоты дыхания.1. The method of remote determination of respiration and heart rate, including
the formation of a periodic sequence of microwave radio pulses of a certain duration;
the formation of sounding radio pulses from microwave radio pulses;
the formation of reference radio pulses from microwave radio pulses;
the formation of the reference radio pulses of radio pulses shifted in phase by 90 ° relative to the reference radio pulses;
radiation of probe radio pulses in the direction of the examined part of the body of the object;
receiving in the intervals between the probe radio pulses reflected from the examined object radio pulses;
correlation of each reflected radio pulse with the reference radio pulse, followed by separation of the low-frequency component of the sequence of output correlation signals, the corresponding combination of signals caused by mechanical movements of the object being examined and the signal caused by stationary objects, including the underlying surface, located in the radiation zone of the probe pulses;
correlation of each reflected radio pulse with a 90 ° phase-shifted radio pulse, followed by isolation of the low-frequency component of the sequence of output correlation signals corresponding to a combination of signals caused by mechanical movements of the object being examined and a signal caused by stationary objects, including the underlying surface, located in the radiation zone of the probe pulses;
determining the presence of a signal corresponding to a moving object, including a signal corresponding to the movement of the chest of the examined object, taking into account the possible movement of the examined object when it is irradiated with sounding radio pulses;
determination of the presence of a signal corresponding to the movement of the chest;
compensation of the signal reflected from immovable objects, including the underlying surface on which the examined object is located, located in the radiation zone of the probe pulses;
the selection of a signal corresponding to the movement of the chest with the determination of the law of movement of the chest in time;
decimation with averaging of the signal corresponding to the movement of the chest with the ability to provide the required accuracy of measurement of respiration and heartbeat parameters;
the selection of a signal corresponding to the movement of the chest, a signal caused by a heartbeat;
determination of heart rate;
the selection of a signal corresponding to the movement of the chest, a signal caused by breathing;
determination of respiratory rate. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что суммарная длительность зондирующего и опорного радиоимпульсов равна длительности СВЧ радиоимпульса.2. The method according to claim 1, characterized in that the total duration of the probe and reference radio pulses is equal to the duration of the microwave radio pulse. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что выделение сигнала, соответствующего движущемуся объекту, включает:
определение в каждом промежуточном временном интервале из заданного временного интервала min и max амплитуд сигнала;
определение в каждом промежуточном временном интервале разности max и min амплитуд сигнала и сравнение ее с предварительно определяемым порогом;
выделение сигнала, превышающего пороговое значение.3. The method according to claim 1, characterized in that the selection of the signal corresponding to a moving object includes:
determination in each intermediate time interval from a given time interval min and max signal amplitudes;
determination in each intermediate time interval of the difference of max and min signal amplitudes and comparing it with a predefined threshold;
highlighting a signal that exceeds a threshold value. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что верхняя граница заданного временного интервала определяется предварительно заданной наиболее низкой частотой дыхания обследуемого объекта.4. The method according to claim 3, characterized in that the upper boundary of a given time interval is determined by a predetermined lowest respiratory rate of the subject. 5. Способ по п.3, отличающийся тем, что промежуточный временной интервал определяется максимальной скоростью перемещения обследуемого объекта.5. The method according to claim 3, characterized in that the intermediate time interval is determined by the maximum speed of the examined object. 6. Способ по п.3, отличающийся тем, что величина порога определяется максимальным значением шумов аппаратуры измерения.6. The method according to claim 3, characterized in that the threshold value is determined by the maximum value of the noise of the measurement equipment. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что выделение сигнала, соответствующего движению грудной клетки, включает:
определение на границах заданного временного интервала амплитуд сигнала;
определение разности амплитуд в каждом измерении и сравнение ее с предварительно определяемым порогом;
выделение сигнала, не превышающего пороговое значение.7. The method according to claim 1, characterized in that the selection of the signal corresponding to the movement of the chest includes:
determination at the boundaries of a given time interval of the signal amplitudes;
determining the difference in amplitudes in each measurement and comparing it with a predefined threshold;
selection of a signal not exceeding a threshold value. 8. Способ по п.7, отличающийся тем, что заданный временной интервал определяется максимально допустимой скоростью перемещения обследуемого объекта.8. The method according to claim 7, characterized in that the predetermined time interval is determined by the maximum permissible speed of movement of the examined object. 9. Способ по п.7, отличающийся тем, что величина порога определяется минимально возможной величиной отражения зондирующих радиоимпульсов от обследуемого объекта и максимально возможной частотой дыхания обследуемого объекта.9. The method according to claim 7, characterized in that the threshold value is determined by the minimum possible reflection value of the probe radio pulses from the examined object and the maximum possible respiratory rate of the examined object. 10. Способ по п.1, отличающийся тем, что определение частоты сердцебиения включает:
определение локальных максимумов сигнала, соответствующего сердцебиению, на временном интервале, границы которого задаются минимальной и максимальной частотой сердцебиения обследуемого объекта;
определение временных интервалов между соседними локальными максимумами сигнала, соответствующего сердцебиению, являющихся периодами мгновенной частоты сердцебиения;
построение гистограммы из значений периодов мгновенной частоты сигнала, соответствующего сердцебиению.10. The method according to claim 1, characterized in that the determination of the heart rate includes:
determination of local maxima of the signal corresponding to the heartbeat in a time interval whose boundaries are set by the minimum and maximum heart rate of the examined object;
determination of time intervals between adjacent local maximums of the signal corresponding to the heartbeat, which are periods of the instantaneous heart rate;
building a histogram from the values of the periods of the instantaneous frequency of the signal corresponding to the heartbeat. 11. Способ по п.1, отличающийся тем, что определение частоты дыхания включает:
определение локальных максимумов сигнала, соответствующего дыханию, на временном интервале, границы которого задаются минимальной и максимальной частотой дыхания обследуемого объекта;
определение временных интервалов между соседними локальными максимумами сигнала, соответствующего дыханию, являющихся периодами мгновенной частоты дыхания;
построение гистограммы из значений периодов мгновенной частоты сигнала, соответствующего дыханию. 11. The method according to claim 1, characterized in that the determination of the respiratory rate includes:
determination of local maxima of the signal corresponding to respiration, in a time interval whose boundaries are set by the minimum and maximum respiration rate of the examined object;
determination of time intervals between adjacent local maxima of the signal corresponding to respiration, which are periods of the instantaneous respiration rate;
building a histogram from the values of the periods of the instantaneous frequency of the signal corresponding to respiration.
RU2008138593/14A 2008-09-26 2008-09-26 Method of remote breath and heartbeat parametre measurement RU2392853C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008138593/14A RU2392853C1 (en) 2008-09-26 2008-09-26 Method of remote breath and heartbeat parametre measurement

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008138593/14A RU2392853C1 (en) 2008-09-26 2008-09-26 Method of remote breath and heartbeat parametre measurement

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008138593A RU2008138593A (en) 2010-04-10
RU2392853C1 true RU2392853C1 (en) 2010-06-27

Family

ID=42670790

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008138593/14A RU2392853C1 (en) 2008-09-26 2008-09-26 Method of remote breath and heartbeat parametre measurement

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2392853C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012091617A1 (en) * 2010-12-30 2012-07-05 Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Московский Государственный Технический Университет Имени Н.Э.Баумана" (Мгту Им. Н.Э.Баумана) Method for the automated remote evaluation of parameters of human or animal motor activity, respiration and pulse
RU2631629C2 (en) * 2016-02-16 2017-09-25 Александр Анатольевич Лебеденко Device for bronchopulmonary system diseases diagnosis
RU2656532C1 (en) * 2017-06-07 2018-06-05 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского" Method of remote control of movement of the surface of an object
WO2020053610A1 (en) 2018-09-14 2020-03-19 SOLOVEV, Sergei, Vladimirovich A method for automatic contactless authentication

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110037721B (en) * 2019-04-30 2023-08-04 西门子(深圳)磁共振有限公司 X-ray imaging apparatus and method of operating the same

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012091617A1 (en) * 2010-12-30 2012-07-05 Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Московский Государственный Технический Университет Имени Н.Э.Баумана" (Мгту Им. Н.Э.Баумана) Method for the automated remote evaluation of parameters of human or animal motor activity, respiration and pulse
RU2463949C2 (en) * 2010-12-30 2012-10-20 Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Московский Государственный Технический Университет Имени Н.Э. Баумана" Method of automated remote estimation of parameters of human or animal motor activity, respiration and pulse
RU2631629C2 (en) * 2016-02-16 2017-09-25 Александр Анатольевич Лебеденко Device for bronchopulmonary system diseases diagnosis
RU2656532C1 (en) * 2017-06-07 2018-06-05 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского" Method of remote control of movement of the surface of an object
WO2020053610A1 (en) 2018-09-14 2020-03-19 SOLOVEV, Sergei, Vladimirovich A method for automatic contactless authentication

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008138593A (en) 2010-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5230477B2 (en) Pulse type ultra-wideband sensor and method thereof
US10582877B2 (en) High-frequency device
JP2009213881A6 (en) Pulse type ultra-wideband sensor and method thereof
US6208286B1 (en) Method for discovering the location of a living object and microwave location device for realizing the same
US6909397B1 (en) Stabilizing motion in a radar detection system using ultrasonic radar range information
JP4962947B2 (en) Non-contact diagnostic device
RU2392853C1 (en) Method of remote breath and heartbeat parametre measurement
Ambrosanio et al. A multi-channel ultrasound system for non-contact heart rate monitoring
CN109738885B (en) Life detection radar system and method based on random code modulation sine wave signals
Jeger-Madiot et al. Non-contact and through-clothing measurement of the heart rate using ultrasound vibrocardiography
Alizadeh et al. Remote heart rate sensing with mm-wave radar
Rong et al. Smart homes: See multiple heartbeats through wall using wireless signals
RU2384860C2 (en) Method of detecting people and moving objects behind barrier and device for realising said method
RU2392852C2 (en) Impulse superbroadband sensor of remote breath and heartbeat monitoring
RU2441252C2 (en) Method to detect moving objects through non-transparent barriers
IL267774B1 (en) Contact-free acoustic monitoring and measurement system
D'Urso et al. Differential approach for through-the-wall life signs detection
Radzicki et al. Standoff CW radar for through-the-wall detection of human heartbeat signatures
RU2159942C1 (en) Procedure detecting location of living objects and microwave locator for realization of procedure
CN201341897Y (en) Hand-held heart ultrasonic testing instrument
KR102558865B1 (en) How to detect at least one object around the vehicle
Li et al. A quadrature Doppler radar system for sensing human respiration and heart rates
RU2260816C2 (en) Method for detection of living objects and device for its realization
RU2234112C1 (en) Geophysical radar
Song et al. A novel scheme based on variational mode decomposition and multiple denoising technologies for heartbeat rate estimation

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110927