RU2470581C1 - Method of registering patient's breathing and heartbeat rhythms and device for its realisation - Google Patents
Method of registering patient's breathing and heartbeat rhythms and device for its realisation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2470581C1 RU2470581C1 RU2011125578/14A RU2011125578A RU2470581C1 RU 2470581 C1 RU2470581 C1 RU 2470581C1 RU 2011125578/14 A RU2011125578/14 A RU 2011125578/14A RU 2011125578 A RU2011125578 A RU 2011125578A RU 2470581 C1 RU2470581 C1 RU 2470581C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase shift
- patient
- transmitted
- signal
- envelope
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области медицины и может быть использовано в медицинской практике для дистанционной регистрации ритмов дыхания и сердечной деятельности пациента в реальном времени. Регистрация предназначена для использования в стационарных условиях, когда пациент находится в спокойном состоянии и использование контактных датчиков затруднительно, например в случае, когда пациент сильно поврежден вследствие какой-либо травмы или ожога или когда длительное использование контактных датчиков может вызывать аллергические реакции и раздражение кожи пациента, а также причинять существенные неудобства.The invention relates to medicine and can be used in medical practice for remote registration of breathing rhythms and cardiac activity of a patient in real time. Registration is intended for use in stationary conditions when the patient is in a calm state and the use of contact sensors is difficult, for example, when the patient is severely damaged due to any injury or burn, or when prolonged use of contact sensors can cause allergic reactions and irritation of the patient’s skin, and cause significant inconvenience.
Известны способы наблюдения за сердечной деятельностью и процессом дыхания путем регистрации перемещений тканей участка тела, вызванных комбинированным воздействием дыхательной и сердечной деятельностей, с помощью электродов или датчиков перемещений [1, 2, 3, 4].Known methods for monitoring cardiac activity and the breathing process by recording the movements of tissues of the body area caused by the combined effects of respiratory and cardiac activities using electrodes or displacement sensors [1, 2, 3, 4].
Недостатком данных способов является то, что они регистрируют ритмы дыхания и сердцебиения контактным методом, оставляя необходимость размещать на теле пациента электроды или закреплять специальные датчики, не позволяя производить дистанционную диагностику.The disadvantage of these methods is that they record the rhythms of breathing and heartbeat by the contact method, leaving the need to place electrodes on the patient's body or to fix special sensors, not allowing remote diagnostics.
Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и по совокупности признаков последовательности действий является «Способ регистрации артериального пульса и частоты дыхания и устройство для его осуществления» [5], по которому дистанционно регистрируют микроперемещение участка тела с помощью доплеровского локатора с частотой 10-100 ГГц, раскладывая сигнал на квадратурные составляющие. Выделение изменений сигнала позволяет отделить дыхательные волны от пульсовых.Closest to the proposed method according to the technical essence and the totality of the signs of the sequence of actions is the "Method for registering an arterial pulse and respiratory rate and device for its implementation" [5], which remotely records the micromotion of a body area using a Doppler locator with a frequency of 10-100 GHz laying out the signal in quadrature components. Highlighting changes in the signal allows you to separate the respiratory wave from the pulse wave.
Недостатком данного способа является крайне низкая чувствительность, которая выражается в малом доплеровском сдвиге частот относительно частоты излучения. Для доказательства этого учтем, что доплеровское смещение частоты определяется в соответствии с выражением:The disadvantage of this method is the extremely low sensitivity, which is expressed in a small Doppler frequency shift relative to the radiation frequency. To prove this, we take into account that the Doppler frequency shift is determined in accordance with the expression:
, ,
где Δf - доплеровское смещение частоты;where Δf is the Doppler frequency shift;
f0 - частота КВЧ-излучения (10-100 ГГц);f 0 is the frequency of EHF radiation (10-100 GHz);
V - скорость перемещения границы отражения, в данном случае это скорость перемещения участков тела пациента;V is the speed of movement of the boundary of reflection, in this case it is the speed of movement of parts of the patient’s body;
С - скорость распространения КВЧ-излучения (3·108 м/с);C is the propagation velocity of EHF radiation (3 · 10 8 m / s);
θ - угол падения луча КВЧ.θ is the angle of incidence of the EHF beam.
Оценим доплеровское смещение частоты для случая, при котором перемещения участков тела соответствуют гармоническим колебаниям частоты F с амплитудой l. Тогда максимальная скорость равна:Let us estimate the Doppler frequency shift for the case in which the displacements of body sections correspond to harmonic oscillations of the frequency F with amplitude l. Then the maximum speed is:
V=ωlcos(ωt).V = ωlcos (ωt).
При этом частота является частотой пульса пациента, а l - амплитуда колебаний участков тела, связанная с сердечной деятельности. Выбрав предельно возможные значения F=3 Гц, а l=1 мм, можно подсчитать, что даже при столь высоком значении пульса максимальная скорость перемещения участков тела пациента не превышает 0,02 м/с. При этом дыхательная составляющая дает еще меньшие значения скоростей.In this case, the frequency is the patient’s pulse rate, and l is the amplitude of fluctuations in body parts associated with cardiac activity. Having chosen the maximum possible values of F = 3 Hz, and l = 1 mm, it can be calculated that even with such a high pulse value, the maximum speed of movement of the patient’s body parts does not exceed 0.02 m / s. In this case, the respiratory component gives even lower values of speeds.
Относительное смещение доплеровской частоты можно подсчитать в соответствии с выражением:The relative displacement of the Doppler frequency can be calculated in accordance with the expression:
. .
Подставляя в данное выражение вышеприведенные значения V и С, получаем максимальное относительное изменение частоты за счет доплеровского смещения:Substituting the above values of V and C into this expression, we obtain the maximum relative frequency change due to the Doppler shift:
Следовательно, доплеровское смещение частоты при регистрации пульса и дыхания оказывается намного меньше, чем собственная нестабильность любого генератора КВЧ, даже на базе кварцевой стабилизации. С другой стороны, при частотах КВЧ излучения f0 в 10 ГГц (1010 Гц) доплеровское смещение не превышает 1,3 Гц, что явно недостаточно для регистрации пульса в 3 Гц, т.к., опираясь на теорему Котельникова, доплеровское смещение частоты должно быть как минимум 6 Гц. Таким образом, измерение ритмов сердцебиения и дыхания с помощью КВЧ излучения, основанное на эффекте Доплера, практически нереально.Consequently, the Doppler frequency shift during pulse and respiration recording turns out to be much less than the intrinsic instability of any EHF generator, even on the basis of quartz stabilization. On the other hand, at EHF frequencies f 0 of 10 GHz (10 10 Hz), the Doppler shift does not exceed 1.3 Hz, which is clearly not enough to register a pulse at 3 Hz, because, based on Kotelnikov’s theorem, the Doppler frequency shift must be at least 6 Hz. Thus, the measurement of rhythms of heartbeat and respiration using EHF radiation, based on the Doppler effect, is practically unrealistic.
Известно устройство для регистрации пульса и дыхания [7], основанное на контроле изменений интенсивности принятого сигнала под действием дыхательной и сердечной деятельностей. Устройство содержит оптические излучатель и приемник, а также фильтры для разделения дыхательной и сердечной составляющих принятого сигнала.A device for recording pulse and respiration [7], based on the control of changes in the intensity of the received signal under the influence of respiratory and cardiac activities. The device contains an optical emitter and receiver, as well as filters for separating the respiratory and cardiac components of the received signal.
Недостатками данного устройства являются низкая помехозащищенность и малое процентное изменение интенсивности принятого сигнала под действием дыхательной и сердечной деятельностей.The disadvantages of this device are low noise immunity and a small percentage change in the intensity of the received signal under the influence of respiratory and cardiac activities.
Известно устройство для дистанционного мониторинга дыхания и сердцебиения [6], основанное на радиолокации сверхширокополосным сигналом пациента и обработке принятого сигнала с выделением дыхательной и сердечной деятельностей.A device is known for remote monitoring of respiration and heartbeat [6], based on radar location by an ultra-wideband signal of a patient and processing the received signal with the release of respiratory and cardiac activities.
Недостатком данного устройства является низкая помехозащищенность и малая чувствительность, что потребовало использования малошумящих усилителей. Помимо этого данное устройство является источником серьезных электромагнитных помех другому медицинскому радиоэлектронному оборудованию из-за своей сверхширокополосности, что недопустимо в стационарных лечебных учреждениях.The disadvantage of this device is the low noise immunity and low sensitivity, which required the use of low-noise amplifiers. In addition, this device is a source of serious electromagnetic interference to other medical electronic equipment due to its ultra-wide bandwidth, which is unacceptable in inpatient hospitals.
Наиболее близким к заявляемому устройству является устройство для регистрации артериального пульса и частоты дыхания [5]. Данное устройство содержит передающий генератор, соединенный с излучателем, приемник отраженного сигнала, блок обработки с регистратором. Последний блок содержит блок выделения сигнала о частоте дыхания и блок выделения пульсового сигнала.Closest to the claimed device is a device for recording arterial pulse and respiratory rate [5]. This device contains a transmitting generator connected to the emitter, a receiver of the reflected signal, a processing unit with a registrar. The last block contains a block for allocating a signal about the respiratory rate and a block for allocating a pulse signal.
Недостатками данного устройства является крайне низкая чувствительность способа регистрации доплеровского сдвига частот при работе с КВЧ-излучением в соответствии с вышеприведенным доказательством.The disadvantages of this device is the extremely low sensitivity of the registration method of the Doppler frequency shift when working with EHF radiation in accordance with the above proof.
Предлагаемое изобретение направлено на создание надежного способа дистанционной регистрации ритмов сердечной и дыхательной деятельностей, обладающего намного большей чувствительностью и помехозащищенностью, чем аналоги.The present invention is aimed at creating a reliable method for remote recording of rhythms of cardiac and respiratory activities, which has much greater sensitivity and noise immunity than analogues.
Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в способе регистрации ритмов дыхания и сердцебиения облучение участков тела пациента производят суммой двух ультразвуковых сигналов с различающимися частотами f1 и f2, разность между которыми связывают с колебаниями участков тела пациента выражением:The solution to this problem is provided by the fact that in the method of recording breathing and heartbeats, irradiation of the patient’s body parts is performed by the sum of two ultrasonic signals with different frequencies f 1 and f 2 , the difference between which is associated with the fluctuation of the patient’s body parts by the expression:
где А - амплитуда колебаний участков тела пациента;where A is the amplitude of the oscillations of the patient’s body parts;
С - скорость распространения волны излучения в среде;C is the propagation velocity of the radiation wave in the medium;
k - коэффициент, устанавливающий чувствительность регистрации.k is the coefficient establishing the sensitivity of registration.
После этого измеряют текущие изменения фазового сдвига между огибающими переданного и отраженного сигналов, соответствующего колебаниям участков тела пациента. В результате обработки результатов измерений выделяют ритмы дыхания и сердцебиения. При этом для измерения текущего изменения фазового сдвига между огибающими переданного и отраженного сигналов интегрируют огибающую переданного сигнала от момента появления минимума огибающей переданного сигнала до момента равенства огибающих переданного и отраженного сигналов и продолжают интегрировать, но теперь уже огибающую отраженного сигнала до момента появления минимума огибающей отраженного сигнала, получая общую сумму S1. Затем интегрируют огибающую отраженного сигнала до момента нового равенства огибающих переданного и отраженного сигналов и продолжают интегрировать огибающую переданного сигнала до момента появления следующего минимума огибающей переданного сигнала, получая общую сумму S2. После чего определяют разность S1-S2, соответствующую текущему фазовому сдвигу между огибающими переданного и отраженного сигналов, освобожденную от помех, и продолжают этот процесс, отслеживая изменения фазового сдвига, соответствующие колебаниям участков тела пациента.After that, the current changes in the phase shift between the envelopes of the transmitted and reflected signals, corresponding to the vibrations of the patient’s body sections, are measured. As a result of processing the measurement results, breathing and heartbeats are distinguished. In this case, to measure the current change in the phase shift between the envelopes of the transmitted and reflected signals, integrate the envelope of the transmitted signal from the moment the envelope of the transmitted signal reaches the minimum until the envelopes of the transmitted and reflected signals are equal and continue to integrate, but now the envelope of the reflected signal until the minimum of the envelope of the reflected signal getting the total amount of S 1 . Then integrate the envelope of the reflected signal until the new equality of the envelopes of the transmitted and reflected signals and continue to integrate the envelope of the transmitted signal until the next minimum envelope of the transmitted signal, obtaining the total sum S 2 . Then determine the difference S 1 -S 2 corresponding to the current phase shift between the envelopes of the transmitted and reflected signals, freed from interference, and continue this process by tracking changes in the phase shift corresponding to the fluctuations of the patient’s body parts.
Устройство для регистрации ритмов дыхания и сердцебиения, содержащее в передающей части последовательно соединенные генератор, усилитель мощности и излучатель, а в приемной части последовательно соединенные приемник, узкополосный усилитель, первый детектор и блок выделения дыхательной и пульсовой составляющих, отличается тем, что в передающей части снабжено вторым генератором другой частоты и сумматором сигналов обоих генераторов, подключенным ко входу усилителя мощности с ультразвуковым излучателем. В приемной части оно снабжено вторым детектором сигнала сумматора и блоком измерения фазового сдвига, на два входа которого поступают сигналы с обоих детекторов и выход которого подключен к входу блока выделения дыхательной и пульсовой составляющих. Блок измерения фазового сдвига снабжен двумя АЦП, двумя экстрематорами и компаратором напряжения, причем к входам первого АЦП, первого экстрематора и положительному входу компаратора напряжения подключен выход первого детектора, а входы второго АЦП, второго экстрематора и отрицательный вход компаратора соединены с выходом второго детектора, а также снабжен цифровым интегратором, к двум входам данных которого подключены соответствующие выходы обоих АЦП, а с тремя входами управления соответственно соединены выходы обоих экстрематоров и компаратора напряжения, при этом выход цифрового интегратора подключен к входу блока выделения дыхательной и пульсовой составляющих.A device for recording rhythms of breathing and heartbeat, comprising in the transmitting part a series-connected generator, power amplifier and emitter, and in the receiving part, a series-connected receiver, narrow-band amplifier, a first detector and a respiratory and pulse component extraction unit, characterized in that it is equipped with a transmitting part a second generator of a different frequency and an adder of signals of both generators connected to the input of the power amplifier with an ultrasonic emitter. In the receiving part, it is equipped with a second adder signal detector and a phase shift measuring unit, the two inputs of which receive signals from both detectors and whose output is connected to the input of the respiratory and pulse components extraction unit. The phase shift measuring unit is equipped with two ADCs, two extremators and a voltage comparator, and the output of the first detector is connected to the inputs of the first ADC, the first extremator and the positive input of the voltage comparator, and the inputs of the second ADC, second extremator and the negative input of the comparator are connected to the output of the second detector, and it is also equipped with a digital integrator, to the two data inputs of which the corresponding outputs of both ADCs are connected, and the outputs of both extremators are respectively connected to three control inputs and a voltage comparator, while the output of the digital integrator is connected to the input of the allocation unit of the respiratory and pulse components.
Регистрация колебаний участков тела пациента в целях определения ритмов дыхания и сердечной деятельности согласно предлагаемому изобретению осуществляется с помощью устройства, функциональная схема которого представлена на фиг.1. Функциональная схема блока измерения фазового сдвига представлена на фиг.2. Временные диаграммы, поясняющие работу генераторов и сумматора, представлены на фиг.3. Временные диаграммы, поясняющие процедуру вычисления фазового сдвига, представлены на фиг.4.The registration of fluctuations of the patient’s body parts in order to determine the rhythms of respiration and cardiac activity according to the invention is carried out using a device whose functional diagram is shown in FIG. A functional diagram of the phase shift measurement unit is shown in FIG. Timing diagrams explaining the operation of the generators and the adder are presented in figure 3. Timing diagrams explaining the phase shift calculation procedure are shown in FIG. 4.
Устройство содержит генераторы гармонических колебаний 1 и 2, сумматор 3, усилитель мощности 4, ультразвуковой излучатель 5, первый детектор 6, блок измерения фазового сдвига 7, ультразвуковой приемник 8, узкополосный усилитель 9, второй детектор 10, блок выделения пульсовой и дыхательной составляющих 17. Блок измерения фазового сдвига 7 содержит первый экстрематор 11, второй экстрематор 12, первый АЦП напряжения 13, второй АЦП напряжения 14, компаратор напряжения 15, цифровой интегратор 16.The device contains
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Генератор 1 вырабатывает сигнал, соответствующий выражению:The
х1(t)=A1sin(2πf 1·t),x 1 (t) = A 1 sin (2π f 1 · t),
где A1 и f1 - амплитуда и частота колебаний на выходе первого генератора.where A 1 and f 1 - the amplitude and frequency of oscillations at the output of the first generator.
Генератор 2 вырабатывает сигнал, соответствующий выражению:
х2(t)=A2sin(2πf 2·t)x 2 (t) = A 2 sin (2π f 2 · t)
где A1 и f2 - амплитуда и частота колебаний на выходе второго генератора.where A 1 and f 2 - the amplitude and frequency of oscillations at the output of the second generator.
Выходные колебания генераторов суммируются с помощью сумматора 3. На выходе сумматора при A1=А2=А образуется сигнал биений вида (см. фиг.3):The output oscillations of the generators are summed using the
который усиливается с помощью усилителя мощности 4 и поступает на ультразвуковой излучатель 5, где преобразуется в акустические волны, которые облучают участки тела, например грудную клетку пациента, а также поступает на вход детектора 6, где происходит выделение огибающей переданного суммарного сигнала. Сигнал, соответствующий огибающей переданного сигнала, подается на первый вход блока измерения фазового сдвига 7.which is amplified by a power amplifier 4 and supplied to an
Отраженный от пациента акустический сигнал преобразуется с помощью ультразвукового приемника 8 в электрическое напряжение. Выходной сигнал ультразвукового приемника усиливается и фильтруется от помех узкополосным (из-за малой разности частот f1 и f2) усилителем 9. Детектор 10 выделяет огибающую биений отраженного сигнала, которая поступает на второй вход блока 7 измерения фазового сдвига.The acoustic signal reflected from the patient is converted using an ultrasonic receiver 8 into electrical voltage. The output signal of the ultrasonic receiver is amplified and filtered from interference by a narrow-band (due to the small frequency difference f 1 and f 2 )
В блоке измерения фазового сдвига 7 экстрематоры 11 и 12 выделяют моменты минимумов огибающих переданного и отраженного сигналов соответственно. Пример схемы простейшего экстрематора, работающего на основе пикового детектора с закрытым входом на база-эмиттерном переходе транзистора, представлен на фиг.5. АЦП 13 и 14 преобразуют текущие напряжения с детекторов 6 и 10 в массив цифровых кодов, которые поступают на соответствующие входы данных цифрового интегратора 16. Помимо этого сигналы с детекторов 6 и 10 сравниваются компаратором напряжения 15, выход которого подключен к входу управления цифровым интегратором 16. К двум другим входам управления цифрового интегратора подключены выходы экстрематоров 11 и 12. Сигналы с экстрематоров 11, 12 и компаратора 15 управляют по времени процессом интегрирования огибающих переданного и отраженного сигналов.In the phase
Цифровой интегратор 16 работает следующим образом (см. фиг.4). После поступления импульса с выхода экстрематора 11 начинается интегрирование выборок АЦП 13. Процесс интегрирования выборок АЦП 13 продолжается до момента времени t1, когда появится единичный потенциал на выходе компаратора напряжения 15. После чего интегрируются выборки АЦП 14 до момента t2, когда с экстрематора 12 поступит импульс, сигнализирующий о минимуме огибающей отраженного сигнала. В момент t2 заканчивается накопление первого интеграла S1.
Затем начинается накопление второго интеграла. В момент времени t2 начинается интегрирование выборок АЦП 14 до момента t3, когда на выходе компаратора напряжения 15 снова установится нулевой потенциал. После появления логического нуля на выходе компаратора 15 интегрируются выборки АЦП 13 до момента t4, когда с экстрематора 7 придет следующий импульс, сигнализирующий о новом минимуме огибающей переданного сигнала. В момент времени t4 заканчивается накопление второго интеграла S2. После этого происходит получение разностного кода N=S1-S2, соответствующего текущему фазовому сдвигу между огибающими переданного и отраженного сигналов, освобожденный от помех. Затем процесс измерения фазового сдвига повторяется. При фазовом сдвиге, равном 90°, код N равен нулю (см. фиг.4а), при фазовом сдвиге >90° код N будет положительным (см фиг.4б), при фазовом <90° код N будет отрицательным (см. фиг.4в). Подобные измерения продолжаются от периода к периоду огибающей переданного сигнала, отслеживая тем самым изменения фазового сдвига, соответствующие колебаниям, например, грудной клетки пациента. Для организации исходного сдвига, приближенно равного 90°, достаточно ввести корректировку частоты одного из генераторов 1 или 2, которую можно организовать как ФАПЧ.Then begins the accumulation of the second integral. At time t 2 , the integration of
Из фиг.3 и фиг.4 следует, что для однозначной регистрации фазового сдвига между огибающими переданного и отраженного сигналов должно выполняться условие:From figure 3 and figure 4 it follows that for the unambiguous registration of the phase shift between the envelopes of the transmitted and reflected signals, the condition must be met:
где А - амплитуда колебаний облучаемого участка тела пациента; λ - длина волны биений частот f1 и f2, которая находится в соответствии с выражениемwhere A is the amplitude of the oscillations of the irradiated portion of the patient's body; λ is the wavelength of the beats of frequencies f 1 and f 2 , which is in accordance with the expression
, ,
тогдаthen
. .
Отсюда можно получить значение разности частотFrom here you can get the value of the frequency difference
, ,
т.е. если разность частот выбрать так, чтобы коэффициент k был близок к 0.5, то максимальное изменение фазового сдвига будет достигать величин, близких 180°, т.е. чувствительность и соответственно помехозащищенность будут максимальными. При этом будет сохраняться однозначность измерений фазового сдвига.those. if the frequency difference choose so that the coefficient k is close to 0.5, then the maximum change in the phase shift will reach values close to 180 °, i.e. sensitivity and therefore noise immunity will be maximum. In this case, the uniqueness of phase shift measurements will be preserved.
Код N с выхода цифрового интегратора 16 поступает на блок 17 выделения пульсовой и дыхательной составляющих, где происходит фильтрация и выделение сигналов, соответствующих ритмам дыхания и сердечной деятельности пациента.Code N from the output of the
В простейшем случае блок 17 выделения дыхательной и пульсовой составляющих представляет [6] фильтр нижних частот с частотой среза порядка 10 Гц, выход которого подключен ко входам фильтра верхних частот (ФВЧ) и другого фильтра нижних частот (ФНЧ), частоты среза которых 0,6 Гц и 0,5 Гц соответственно. Первый ФНЧ избавляет сигнал от помех, не связанных с физиологией пациента. ФВЧ выделяет из оставшегося сигнала пульсовую составляющую, а второй ФНЧ выделяет дыхательную составляющую.In the simplest case, the respiratory and pulse
ЛитератураLiterature
1. Патент РФ №2013996, А61В 5/08, 1994.1. RF patent No. 2013996,
2. Патент РФ №2051616, А61В 5/024, 1996.2. RF patent No. 2051616,
3. Патент РФ №2108059, А61В 5/024, 1998.3. RF patent No. 2108059,
4. Патент США US 5022402, 1991.4. US patent US 5022402, 1991.
5. Патент РФ №2053706, А61В 5/02, 1996.5. RF patent №2053706,
6. Патент РФ №2392852, А61В 5/08, 2010.6. RF patent No. 2392852,
7. Е.М.Прошин, Е.М.Григорьев, С.Г.Гуржин, В.Г.Кряков, О.В.Кирьяков. Методы и технические средства оперативной диагностики, синхронизации и биотехнической обратной связи в комплексной магнитотерапии // в кн.: Комплексная магнитотерапия. - Москва: «Радиотехника», 2010, с.155-157.7. E.M. Proshin, E.M. Grigoriev, S.G. Gurzhin, V.G. Kryakov, O.V. Kiryakov. Methods and technical tools for operational diagnostics, synchronization and biotechnological feedback in complex magnetotherapy // in the book: Complex magnetotherapy. - Moscow: Radio Engineering, 2010, p.155-157.
Claims (4)
,
где А - амплитуда колебаний участка тела пациента;
С - скорость распространения волны излучения в среде;
k - коэффициент, устанавливающий чувствительность регистрации,
после чего измеряют текущие изменения фазового сдвига между огибающими переданного и отраженного сигналов, соответствующего колебаниям участка тела пациента, и в результате обработки результатов измерений выделяют ритмы дыхания и сердцебиения.1. The method of recording rhythms of the patient’s breathing and heartbeat, including remote irradiation of parts of the patient’s body with a signal and processing of the emitted and reflected signals to extract the respiratory and pulse components, characterized in that the irradiation is performed by the sum of two ultrasonic signals with different frequencies f 1 and f 2 , the difference between which are associated with fluctuations in the patient’s body parts by the expression:
,
where A is the amplitude of the oscillations of the patient’s body;
C is the propagation velocity of the radiation wave in the medium;
k is the coefficient establishing the sensitivity of the registration,
then measure the current changes in the phase shift between the envelopes of the transmitted and reflected signals, corresponding to the vibrations of the patient’s body part, and as a result of processing the measurement results, breathing and heartbeats are distinguished.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011125578/14A RU2470581C1 (en) | 2011-06-21 | 2011-06-21 | Method of registering patient's breathing and heartbeat rhythms and device for its realisation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011125578/14A RU2470581C1 (en) | 2011-06-21 | 2011-06-21 | Method of registering patient's breathing and heartbeat rhythms and device for its realisation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2470581C1 true RU2470581C1 (en) | 2012-12-27 |
Family
ID=49257356
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011125578/14A RU2470581C1 (en) | 2011-06-21 | 2011-06-21 | Method of registering patient's breathing and heartbeat rhythms and device for its realisation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2470581C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103892835A (en) * | 2014-04-04 | 2014-07-02 | 李祖欣 | Breathing frequency recorder |
RU2631629C2 (en) * | 2016-02-16 | 2017-09-25 | Александр Анатольевич Лебеденко | Device for bronchopulmonary system diseases diagnosis |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2053706C1 (en) * | 1993-03-30 | 1996-02-10 | Федоров Виктор Александрович | Method and device for recording arterial pulse and breathing frequency |
RU2258455C2 (en) * | 2003-11-05 | 2005-08-20 | ЗАО "Транзас" | Method of monitoring functional condition of human |
US20060206032A1 (en) * | 2000-03-23 | 2006-09-14 | Miele Frank R | Method and apparatus for assessing hemodynamic parameters within the circulatory system of a living subject |
US20070032749A1 (en) * | 2003-01-31 | 2007-02-08 | Overall William R | Detection of apex motion for monitoring cardiac dysfunction |
US20080045847A1 (en) * | 2006-06-30 | 2008-02-21 | University Of Louisville Research Foundation, Inc. | Non-contact and passive measurement of arterial pulse through thermal IR imaging, and analysis of thermal IR imagery |
-
2011
- 2011-06-21 RU RU2011125578/14A patent/RU2470581C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2053706C1 (en) * | 1993-03-30 | 1996-02-10 | Федоров Виктор Александрович | Method and device for recording arterial pulse and breathing frequency |
US20060206032A1 (en) * | 2000-03-23 | 2006-09-14 | Miele Frank R | Method and apparatus for assessing hemodynamic parameters within the circulatory system of a living subject |
US20070032749A1 (en) * | 2003-01-31 | 2007-02-08 | Overall William R | Detection of apex motion for monitoring cardiac dysfunction |
RU2258455C2 (en) * | 2003-11-05 | 2005-08-20 | ЗАО "Транзас" | Method of monitoring functional condition of human |
US20080045847A1 (en) * | 2006-06-30 | 2008-02-21 | University Of Louisville Research Foundation, Inc. | Non-contact and passive measurement of arterial pulse through thermal IR imaging, and analysis of thermal IR imagery |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
TOMASZ KRET et al The Fetal Heart Rate Estimation Based on Continuous Ultrasonic Doppler Data, Biocybernetics and Biomedical Engineering 2006, Volume 26, Number 3, pp.49-56, найдено в Интернет 19.03.2012 http://www.ibib.waw.pl/bbe/bbefulltext/BBE_26_3_049_FT.pdf. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103892835A (en) * | 2014-04-04 | 2014-07-02 | 李祖欣 | Breathing frequency recorder |
CN103892835B (en) * | 2014-04-04 | 2016-04-06 | 湖州师范学院 | Frequency of respiration recorder |
RU2631629C2 (en) * | 2016-02-16 | 2017-09-25 | Александр Анатольевич Лебеденко | Device for bronchopulmonary system diseases diagnosis |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5230477B2 (en) | Pulse type ultra-wideband sensor and method thereof | |
US7753849B2 (en) | Doppler radar cardiopulmonary sensor and signal processing system and method for use therewith | |
JP4962947B2 (en) | Non-contact diagnostic device | |
Sun et al. | Remote measurement of human vital signs based on joint-range adaptive EEMD | |
Anitori et al. | FMCW radar for life-sign detection | |
JP2009213881A6 (en) | Pulse type ultra-wideband sensor and method thereof | |
EP1803396B1 (en) | Monitoring apparatus for physical movements of a body organ and method for the same | |
US20130197377A1 (en) | Cardiac signal processing apparatus and cardiac signal processing method | |
CN108113706A (en) | A kind of rhythm of the heart method, apparatus and system based on audio signal | |
Jeger-Madiot et al. | Non-contact and through-clothing measurement of the heart rate using ultrasound vibrocardiography | |
US20060094937A1 (en) | Monitoring apparatus of arterial pulses and method for the same | |
Tan et al. | Non-contact heart rate tracking using Doppler radar | |
Rong et al. | Smart homes: See multiple heartbeats through wall using wireless signals | |
JP2015217143A (en) | Heartbeat measuring device | |
RU2470581C1 (en) | Method of registering patient's breathing and heartbeat rhythms and device for its realisation | |
Will et al. | Intelligent signal processing routine for instantaneous heart rate detection using a Six-Port microwave interferometer | |
CN105105739A (en) | Short-distance wireless heart rate and heart rate variability detection method | |
RU2392852C2 (en) | Impulse superbroadband sensor of remote breath and heartbeat monitoring | |
Mohammad-Zadeh et al. | Contactless heart monitoring (CHM) | |
JP2019013479A (en) | Heart beat and respiration measuring system, and heart beat and respiration measuring method | |
JP2005160944A (en) | Apparatus and method for measuring blood flow rate | |
Wen et al. | A compact non-contact heart sound sensor based on millimeter-wave radar | |
RU2496410C1 (en) | Device for distance registration of processes of patient's heart beats and respiration | |
CN115040091A (en) | VMD algorithm-based millimeter wave radar life signal extraction method | |
Goodman et al. | A digital sonomicrometer for two-point length and velocity measurements |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130622 |