TW202002893A - 非接觸式脈搏傳輸時間量測系統及其非接觸式生理徵象感測裝置 - Google Patents

非接觸式脈搏傳輸時間量測系統及其非接觸式生理徵象感測裝置 Download PDF

Info

Publication number
TW202002893A
TW202002893A TW107118813A TW107118813A TW202002893A TW 202002893 A TW202002893 A TW 202002893A TW 107118813 A TW107118813 A TW 107118813A TW 107118813 A TW107118813 A TW 107118813A TW 202002893 A TW202002893 A TW 202002893A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
signal
continuous wave
oscillator
antenna
reflected
Prior art date
Application number
TW107118813A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI675643B (zh
Inventor
洪子聖
王復康
唐牧群
廖健閔
Original Assignee
國立中山大學
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 國立中山大學 filed Critical 國立中山大學
Priority to TW107118813A priority Critical patent/TWI675643B/zh
Priority to CN201910209346.5A priority patent/CN110547778B/zh
Priority to US16/379,937 priority patent/US20190365244A1/en
Application granted granted Critical
Publication of TWI675643B publication Critical patent/TWI675643B/zh
Publication of TW202002893A publication Critical patent/TW202002893A/zh

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/021—Measuring pressure in heart or blood vessels
    • A61B5/02108—Measuring pressure in heart or blood vessels from analysis of pulse wave characteristics
    • A61B5/02125—Measuring pressure in heart or blood vessels from analysis of pulse wave characteristics of pulse wave propagation time
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/0205—Simultaneously evaluating both cardiovascular conditions and different types of body conditions, e.g. heart and respiratory condition
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/08—Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6802—Sensor mounted on worn items
    • A61B5/6804—Garments; Clothes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6802—Sensor mounted on worn items
    • A61B5/681—Wristwatch-type devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
    • G01S13/583—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems using transmission of continuous unmodulated waves, amplitude-, frequency-, or phase-modulated waves and based upon the Doppler effect resulting from movement of targets
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/87—Combinations of radar systems, e.g. primary radar and secondary radar
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/35—Details of non-pulse systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/41—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section
    • G01S7/415—Identification of targets based on measurements of movement associated with the target
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/024—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/0507—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves  using microwaves or terahertz waves
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/08—Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs
    • A61B5/0816—Measuring devices for examining respiratory frequency

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

一種非接觸式脈搏傳輸時間量測系統藉由兩個連續波雷達偵測一人體上兩個位置的位移波形，進而計算該人體上該兩個位置之間的脈搏傳輸時間，由於該兩個連續波雷達皆為非接觸式量測方式，使得脈搏傳輸時間的量測更具便利性與舒適性

Description

非接觸式脈搏傳輸時間量測系統及其非接觸式生理徵象感測裝置
本發明是關於一種脈搏傳輸時間量測系統，特別是關於一種非接觸式脈搏傳輸時間量測系統。
脈搏傳輸時間(Pulse transit time)是脈搏壓力波形(Pulse pressure waveform)通過一段長度之動脈所花費的時間，根據脈搏傳輸時間與脈搏通過動脈之長度可以計算脈搏波速度(Pulse wave velocity)，進而估算出血壓。相較於傳統血壓量測方法，以脈搏傳輸時間為基礎之血壓量測方法可以免除充放氣袖帶(Cuff)的使用，因而能夠更連續且持久地量測血壓。
請參閱第1圖，一般習知技術是藉由人體之胸部上測得心電圖(Electrocardiography, ECG)及人體之手指上測得光體積變化描記圖(Photoplethysmography, PPG)來計算脈搏傳輸時間，但心電圖的取得必須在胸部或四肢之皮膚上貼附多個接觸式電極進行量測，而光體積變化描記圖則須在手指之皮膚上設置光學感測裝置進行量測，所量測到的心電圖及光體積變化描繪圖再傳送至一生理系統BS計算脈搏傳輸時間。但心電圖及光體積變化描記圖皆屬於接觸式量測方法，在長時間使用下容易造成皮膚不適或傷害，讓使用者難以持久藉由量測脈搏傳輸時間來監視血壓。
請參閱美國專利公開號US20140171811，為一種生理徵象感測器，其藉由兩個脈衝波雷達量測人體兩個鄰近位置間的脈搏傳輸時間，而由於脈衝波雷達是使用超寬頻 (Ultra-wideband) 訊號，其系統成本偏高，且超寬頻訊號的發射功率受到嚴格管制，導致其穿透性不佳，因此，須將天線緊貼人體皮膚才可測得人體之脈搏訊號，這也讓其兩個量測點之間的距離相當接近，於先前技術中，兩個量測點之間的距離僅介於1 cm至10 cm，這使量測到的脈搏傳輸時間過短而容易造成計算脈搏波速度時會產生較大的誤差，因而影響到血壓估算值的準確性。
本發明的主要目的在於藉由兩個連續波(Continuous wave)雷達以非接觸方式分別偵測人體上兩個位置的位移波形，再透過這兩個位置的位移波形求得脈搏傳輸時間，來達成非接觸式脈搏傳輸時間的量測。
本發明之一種非接觸式脈搏傳輸時間量測系統包含一第一連續波雷達、一第二連續波雷達及一計算單元，該第一連續波雷達用以發射一第一無線訊號至一人體上一第一位置，該第一連續波雷達接收由該第一位置反射之一第一反射訊號，且該第一連續波雷達根據該第一反射訊號進行解調，以得到一第一解調訊號，該第二連續波雷達用以發射一第二無線訊號至該人體上一第二位置，該第二連續波雷達接收由該第二位置反射之一第二反射訊號，且該第二連續波雷達根據該第二反射訊號進行解調，以得到一第二解調訊號，該計算單元耦接該第一連續波雷達及該第二連續波雷達，以接收該第一連續波雷達之該第一解調訊號及該第二連續波雷達之該第二解調訊號，且該計算單元藉由該第一解調訊號及該第二解調訊號得到一脈搏傳輸時間。
本發明藉由該第一連續波雷達及該第二連續波雷達分別測得該人體上該第一位置及該第二位置的位移波形，進而可求得該人體上該第一位置及該第二位置之間的該脈搏傳輸時間，由於該第一連續波雷達及該第二連續波雷達均為非接觸式的量測裝置，使得該脈波傳輸時間的量測更加便利且不會產生長時間配戴的不適感，讓需要的使用者能長時間藉由量測脈搏傳輸時間來監視血壓。由於該第一連續波雷達及該第二連續波雷達之發射與接收訊號皆為單頻(Single frequency)連續波訊號，因此相較於先前技術使用超寬頻訊號之脈衝波雷達來量測脈搏傳輸時間，本發明之系統成本較低，且可被容許發射較高的訊號功率而具有較佳的穿透性，可以隔著障礙物(衣物、繃帶、毛髮…等)測得該人體上兩個不同位置間的脈搏傳輸時間，且此兩個位置的距離可以較遠而降低計算脈搏波速度的誤差，故具有進步性。
請參閱第2圖，其為本發明之一第一實施例，一非接觸式脈搏傳輸時間量測系統100的電路示意圖，該非接觸式脈搏傳輸時間量測系統100包含一非接觸式生理徵象感測裝置NS及一計算單元CU，其中，該非接觸式生理徵象感測裝置NS具有一第一連續波雷達110及一第二連續波雷達120。
請參閱第2圖，在本實施例中，該第一連續波雷達110為自我注入鎖定雷達(Self-injection locked radar)，該第二連續波雷達120為直接轉頻雷達(Direct-conversion radar)，該第一連續波雷達110具有一第一振盪器111、一第一天線112、一第一解調單元113、一第一功率分配器114及一第二功率分配器115，該第一功率分配器114及該第二功率分配器115耦接該第一振盪器111，該第一天線112耦接該第一功率分配器114，該第一解調單元113耦接該第二功率分配器115。
請參閱第2圖，該第一振盪器111用以產生一第一連續波訊號CW1，該第一功率分配器114接收該第一連續波訊號CW1，該第一功率分配器114將該第一連續波訊號CW1分為兩路，其中一路之該第一連續波訊號CW1傳送至該第一天線112，另一路之該第一連續波訊號CW1傳送至該第二續波雷達120，該第一天線112將該第一連續波訊號CW1朝向一人體O上一第一位置P1發射出去成為一第一無線訊號W1。
請參閱第2圖，該第一無線訊號W1到達該第一位置P1，由該第一位置P1反射一第一反射訊號R1，藉由電磁波的都普勒效應(Doppler effect)，若該第一位置P1有產生位移時，該第一反射訊號R1會含有該第一位置P1之位移變化所造成的都普勒相移量，該第一天線112接收由該第一位置P1反射之該第一反射訊號R1，且該第一反射訊號R1經由該第一功率分配器114注入該第一振盪器111，使該第一振盪器111進入自我注入鎖定狀態(Self-injection-locked state)並產生一第一自我注入鎖定訊號SIL1。由於該第一反射訊號R1含有該第一位置P1之位移變化所造成的都普勒相移量，使得被該第一反射訊號R1注入鎖定之該第一振盪器111所輸出之該第一自我注入鎖定訊號SIL1的頻率變化量會正比於該第一位置P1之位移變化所造成的都普勒相移量。
請參閱第2圖，該第二功率分配器115由該第一振盪器111接收該第一自我注入鎖定訊號SIL1，且該第二功率分配器115用以將該第一自我注入鎖定訊號SIL1分為兩路，其中一路之該第一自我注入鎖定訊號SIL1傳送至該第一解調單元113，另一路之該第一自我注入鎖定訊號SIL1傳送至該第二連續波雷達120，該第一解調單元113接收該第一自我注入鎖定訊號SIL1並對該第一自我注入鎖定訊號SIL1進行頻率解調，以得到一第一解調訊號D1，而可藉此測得該第一位置P1的位移波形。較佳的，該第二功率分配器115經由一緩衝放大器BF耦接該第一振盪器111，該緩衝放大器BF用以隔離該第一振盪器111與其後端電路，以避免後端電路影響該第一振盪器111的振盪頻率。
請參閱第2圖，該第二連續波雷達120具有一第二天線121、一第二解調單元122及一環行器123，該環行器123耦接該第一連續波雷達110之該第一功率分配器114、該第二天線121及該第二解調單元122，該環行器123由該第一功率分配器114接收另一路的該第一連續波訊號CW1，且該環行器123將該第一連續波訊號CW1傳送至該第二天線121，該第二天線121將該第一連續波訊號CW1朝向該人體O上一第二位置P2發射出去成為一第二無線訊號W2。
請參閱第2圖，該第二無線訊號W2到達該第二位置P2，由該第二位置P2反射一第二反射訊號R2，相同地，若該第二位置P2有產生位移時，該第二反射訊號R2會含有該第二位置P2之位移變化所造成的都普勒相移量，該第二天線121接收該第二位置P2反射之該第二反射訊號R2，該第二反射訊號R2傳送至該環行器123，且該環行器123將該第二反射訊號R2傳送至該第二解調單元122。其中，藉由該環行器123的特性，該第二反射訊號R2僅會被該環行器123傳送至該第二解調單元122而不會傳送至該第一功率分配器114，以避免該第二反射訊號R2傳送至該第一振盪器111而影響該第一振盪器111的振盪頻率。
請參閱第2圖，該第二解調單元122經由該環行器123耦接該第二天線121，該第二解調單元122接收該第二反射訊號R2並由該第一連續波雷達110之該第二功率分配器115接收另一路之該第一自我注入鎖定訊號SIL1，該第二解調單元122以該第一自我注入鎖定訊號SIL1為參考訊號對該第二反射訊號R2進行相位解調，以得到一第二解調訊號D2，而可藉此測得該第二位置P2的位移波形。較佳的，該第二解調單元122經由一低雜訊放大器LN耦接該環行器123，以藉由該低雜訊放大器LN放大該第二反射訊號R2，使該第二解調訊號D2的訊雜比(Signal to noise ratio)得到改善。
請參閱第2圖，該計算單元CU耦接該第一連續波雷達110及該第二連續波雷達120，以分別由該第一解調單元113及該第二解調單元122接收該第一解調訊號D1及該第二解調訊號D2，以得到該第一位置P1及該第二位置P2的位移波形。因此，該計算單元CU可藉由該第一位置P1的位移波形尖峰與該第二位置P2的位移波形尖峰之間的時間差距來得到該第一位置P1與該第二位置P2之間的一脈搏傳輸時間。
請參閱第2圖，由於該第二連續波雷達120並不具有獨立之振盪器做為其參考訊號源(Reference source)，可避免該非接觸式生理徵象感測裝置NS因使用兩個振盪器所引起的牽引效應(Pulling effect)而造成脈搏傳輸時間量測上的困難，並且還能夠降低該非接觸式生理徵象感測裝置NS的電路功耗。
請參閱第3圖，在本實施例中，該第一位置P1及該第二位置P2分別為該人體O之一手腕W及一胸部C，因此，該第一位置P1的位移波形為脈搏壓力波經過該手腕W所造成之振動，該第二位置P2的位移波形為脈搏壓力波經過該胸部C所造成之振動，因此，該第一位置P1與該第二位置P2之間的該脈搏傳輸時間為該人體O之脈搏壓力波由該胸部C傳播至該手腕W所花費之時間。
請參閱第3圖，較佳的，在本實施例中該非接觸式脈搏傳輸時間量測系統100可為一手腕型穿戴裝置(如智慧手錶、智慧手環…等)配戴於該人體O之該手腕W上，該第一天線112及該第二天線121設置於該手腕型穿戴裝置中且不需與皮膚相接觸，且該第一天線112及該第二天線121之輻射方向分別指向該人體O之該手腕W與該胸部C時，即可以非接觸方式測量該脈搏傳輸時間。或者，請參閱第4圖，該非接觸式脈搏傳輸時間量測系統100可為一智慧衣型穿戴裝置，該第一天線112及該第二天線121分別設置於該智慧衣中靠近該人體O之該手腕W及該胸部C且不需與皮膚相接觸，這樣的天線設置方式能使輻射方向更容易保持指向該手腕W及該胸部C，因而更穩定量測該脈搏傳輸時間。
在其他實施例中，該第一位置P1及該第二位置P2亦可為該人體O之同一部位上的兩個位置，且由於本案是使用兩個單頻連續波雷達進行感測，所發射訊號的功率較超寬頻訊號為高，故具有較佳的穿透性，無須將天線緊貼皮膚也能測得脈搏訊號，因此可量測較長距離下的脈搏傳輸時間。較佳的，該第一位置P1與該第二位置P2之間的距離大於10 cm，以避免該第一位置P1及該第二位置P2之間的該脈搏傳輸時間過短而導致些微的誤差就會影響到計算脈搏波速度的準確性。
請參閱第5圖，其為習知技術量測一28歲受測者之胸部上的心電圖ECG及手指上的光體積變化描記圖PPG，由圖中可以看到藉由心電圖ECG之峰值及光體積變化描記圖PPG之峰值-谷值的中間值計算出脈搏傳輸時間平均值為273 ms，請參閱第6及7圖，其分別為本發明之第一實施例之該手腕型穿戴裝置及該智慧衣型穿戴裝置量測該28歲受測者之手腕上位移波形及胸部上位移波形，由圖中可以看到藉由胸部上位移波形之峰值及手腕上位移波形之峰值計算出脈搏傳輸時間平均值為246 ms及256 ms，兩者之間差異有10 ms是由於該手腕型穿戴裝置及該智慧衣型穿戴裝置之天線輻射方向指向該28歲受測者之位置稍有不同所致，而相較於習知技術的量測結果分別減少了27 ms及17 ms，這是由於本案是量測胸部至手腕的脈搏傳輸時間，而習知技術則是量測胸部至手指的脈搏傳輸時間，本案量測結果減少的時間約為手腕至手指的脈搏傳輸時間，可知，本案提出之該非接觸式脈搏傳輸時間量測系統100能準確地測得該28歲受測者之胸部至手腕的脈搏傳輸時間。
請參閱第8圖，為本案與習知技術對於22-28歲之間13個受測者所測得脈搏傳輸時間之相關性，其中本案所測得脈搏傳輸時間分佈於 220 ms至320 ms之間，相對於圖中之迴歸直線(Regression line)其均方根誤差(Root-mean-square error)為6.1 ms，顯示本案及習知技術所測得脈搏傳輸時間兩者具有良好的相關性。
請再參閱第6及7圖，在本實施例中，該非接觸式生理徵象感測裝置NS僅使用單一個振盪器即可測得該28歲受測者之兩個位置間因脈搏訊號引起的位移波形，可避免該非接觸式生理徵象感測裝置NS因使用兩個振盪器所引起的牽引效應而造成脈搏傳輸時間量測上的困難，此外，大型動物之非接觸式生理徵象的感測常須將無線訊號發射至身體不同部位的兩個位置才能分別測得呼吸訊號及脈搏訊號，因此，本實施例僅使用單一個振盪器即可測得人體或動物上兩個不同位置的生理徵象訊號確實有其實用之處。
請參閱第9圖，其為本發明之一第二實施例，一非接觸式脈搏傳輸時間量測系統100的電路示意圖，該非接觸式脈搏傳輸時間量測系統100包含一第一連續波雷達110、一第二連續波雷達120及一計算單元CU，該第一連續波雷達110為自我注入鎖定雷達，該第二連續波雷達120為直接轉頻雷達，其中，該第二連續波雷達120具有一第二振盪器124、一環行器123、一第二天線121、及一第二解調單元122，本實施例與第一實施例的主要差異在於該第二連續波雷達120具有一獨立之振盪器做為其參考訊號源。
請參閱第9圖，該環行器123耦接該第二振盪器124及該第二天線121，該第二解調單元122耦接該環行器123及該第二振盪器124，該第二振盪器124用以產生一第二連續波訊號CW2，該環行器123將該第二連續波訊號CW2傳送至該第二天線121，該第二天線121將該第二連續波訊號CW2朝向一人體O上一第二位置P2發射出去成為一第二無線訊號W2，該第二無線訊號W2到達該第二位置P2，由該第二位置P2反射一第二反射訊號R2，若該第二位置P2有產生位移時，該第二反射訊號R2會含有該第二位置P2之位移變化所造成的都普勒相移量。
請參閱第9圖，該第二天線121接收該第二反射訊號R2並將該第二反射訊號R2傳送至該環行器123，該環行器123將該第二反射訊號R2傳送至該第二解調單元122，該第二振盪器124之該第二連續波訊號CW2亦傳送至該第二解調單元122，該第二解調單元122以該第二連續波訊號CW2為參考訊號對該第二反射訊號R2進行相位解調，以得到一第二解調訊號D2，而可藉此測得該第二位置P2的位移波形。較佳的，該第二解調單元122經由一低雜訊放大器LN耦接該環行器123，以藉由該低雜訊放大器LN放大該第二反射訊號R2，使該第二解調訊號D2的訊雜比得到改善，且該第二振盪器124之該第二連續波訊號CW2經由一緩衝放大器BF傳送至該第二解調單元122，該緩衝放大器BF用以隔離該第二振盪器124及該第二解調單元122，以避免該第二解調單元122影響該第二振盪器124的振盪頻率。
請參閱第9圖，由於該第二連續波雷達120具有獨立之振盪器做為其參考訊號源，因此，該第一連續波雷達110並不具有第一實施例之該第一功率分配器114及該第二功率分配器115。在本實施例中，該第一連續波雷達110具有一第一振盪器111、一第一天線112及一第一解調單元113，該第一天線112及該第一解調單元113耦接該第一振盪器111，其中，該第一振盪器111用以輸出一第一連續波訊號CW1，該第一天線112接收該第一連續波訊號CW1並將該第一連續波訊號CW1朝向該人體O上一第一位置P1發射出去成為一第一無線訊號W1，該第一無線訊號W1到達該第一位置P1，由該第一位置P1反射一第一反射訊號R1，若該第一位置P1有產生位移時，該第一反射訊號R1會含有該第一位置P1之位移變化所造成的都普勒相移量。該第一天線112接收由該第一位置P1反射之該第一反射訊號R1，且該第一反射訊號R1注入該第一振盪器111，使該第一振盪器111進入自我注入鎖定狀態並產生一第一自我注入鎖定訊號SIL1。由於該第一反射訊號R1含有該第一位置P1之位移變化所造成的都普勒相移量，使得被該第一反射訊號R1注入鎖定之該第一振盪器111輸出之該第一自我注入鎖定訊號SIL1的頻率變化量會正比於該第一位置P1之位移變化所造成的都普勒相移量。該第一解調單元113接收該第一自我注入鎖定訊號SIL1並對該第一自我注入鎖定訊號SIL1進行頻率解調，以得到一第一解調訊號D1，而可藉此測得該第一位置P1的位移波形。較佳的，該第一解調單元113經由一緩衝放大器BF耦接該第一振盪器111，該緩衝放大器BF用以隔離該第一振盪器111與該第一解調單元113，以避免該第一解調單元113影響該第一振盪器111的振盪頻率。
請參閱第9圖，該計算單元CU耦接該第一解調單元113及該第二解調單元122，以接收該第一解調訊號D1及該第二解調訊號D2，相同地，在本實施例中該計算單元CU可藉由該第一解調訊號D1及該第二解調訊號D2計算該第一位置P1及該第二位置P2之間的一脈搏傳輸時間，再根據該脈搏傳輸時間計算脈搏波速度進而估算出血壓。
請參閱第10圖，其為本發明之一第三實施例，一非接觸式脈搏傳輸時間量測系統100的電路示意圖，該非接觸式脈搏傳輸時間量測系統100包含一第一連續波雷達110、一第二連續波雷達120及一計算單元CU，該第一連續波雷達110及該第二連續波雷達120均為自我注入鎖定雷達。其中，該第二連續波雷達120具有一第二振盪器124、一第二天線121及一第二解調單元122，該第二天線121及該第二解調單元122耦接該第二振盪器124，其中，該第二振盪器124用以產生一第二連續波訊號CW2，該第二天線121接收該第二連續波訊號CW2並將該第二連續波訊號CW2朝向一人體O上一第二位置P2發射出去成為一第二無線訊號W2，該第二無線訊號W2到達該第二位置P2，由該第二位置P2反射一第二反射訊號R2，若該第二位置P2有產生位移時，該第二反射訊號R2會含有該第二位置P2之位移變化所造成的都普勒相移量。該第二天線121接收該第二位置P2反射之該第二反射訊號R2，且該第二反射訊號R2注入該第二振盪器124，使該第二振盪器124進入自我注入鎖定狀態並產生一第二自我注入鎖定訊號SIL2，由於該第二反射訊號R2含有該第二位置P2之位移變化所造成的都普勒相移量，使得被該第二反射訊號R2注入鎖定之該第二振盪器124輸出之該第二自我注入鎖定訊號SIL2的頻率變化量會正比於該第二位置P2之位移變化所造成的都普勒相移量。該第二解調單元122接收該第二自我注入鎖定訊號SIL2並對該第二自我注入鎖定訊號SIL2進行頻率解調，以得到一第二解調訊號D2，而可藉此測得該第二位置P2的位移波形。較佳的，該第二解調單元122是經由一緩衝放大器BF耦接該第二振盪器124，該緩衝放大器BF用以隔離該第二解調單元122及該第二振盪器124，以避免該第二解調單元122影響該第二振盪器124的振盪頻率。
請參閱第10圖，該第一連續波雷達110具有一第一振盪器111、一第一天線112及一第一解調單元113，該第一天線112及該第一解調單元113耦接該第一振盪器111，其中，該第一振盪器111用以輸出一第一連續波訊號CW1，該第一天線112將該第一連續波訊號CW1朝向該人體O上一第一位置P1發射出去成為一第一無線訊號W1，該第一無線訊號W1到達該第一位置P1，由該第一位置P1反射一第一反射訊號R1，若該第一位置P1有產生位移時，該第一反射訊號R1會含有該第一位置P1之位移變化所造成的都普勒相移量。該第一天線112接收由該第一位置P1反射之該第一反射訊號R1，且該第一反射訊號R1注入該第一振盪器111，使該第一振盪器111進入自我注入鎖定狀態並產生一第一自我注入鎖定訊號SIL1，由於該第一反射訊號R1含有該第一位置P1之位移變化所造成的都普勒相移量，使得被該第一反射訊號R1注入鎖定之該第一振盪器111輸出之該第一自我注入鎖定訊號SIL1的頻率變化量會正比於該第一位置P1之位移變化所造成的都普勒相移量。該第一解調單元113接收該第一自我注入鎖定訊號SIL1並對該第一自我注入鎖定訊號SIL1進行頻率解調，以得到一第一解調訊號D1，而可藉此測得該第一位置P1的位移波形。較佳的，該第一解調單元113經由一緩衝放大器BF耦接該第一振盪器111，該緩衝放大器BF用以隔離該第一振盪器111與該第一解調單元113，以避免該第一解調單元113影響該第一振盪器111的振盪頻率。
請參閱第10圖，該計算單元CU耦接該第一解調單元113及該第二解調單元122，以接收該第一解調訊號D1及該第二解調訊號D2，相同地，在本實施例中該計算單元CU可藉由該第一解調訊號D1及該第二解調訊號D2計算該第一位置P1及該第二位置P2之間的一脈搏傳輸時間，再根據該脈搏傳輸時間計算脈搏波速度進而估算出血壓。
請參閱第11圖，其為本發明之一第四實施例，一非接觸式脈搏傳輸時間量測系統100的電路示意圖，該非接觸式脈搏傳輸時間量測系統100包含一第一連續波雷達110、一第二連續波雷達120及一計算單元CU，該第一連續波雷達110及該第二連續波雷達120均為直接轉頻雷達，其中，該第一連續波雷達110具有一第一振盪器111、一第一循環器116、一第一天線112及一第一解調單元113，該第一循環器116耦接該第一振盪器111及該第一天線112，該第一解調單元113耦接該第一循環器116及該第一振盪器111，該第一振盪器111用以產生一第一連續波訊號CW1，該第一循環器116接收該第一連續波訊號CW1，且該第一循環器116將該第一連續波訊號CW1傳送至該第一天線112，該第一天線112將該第一連續波訊號CW1朝向一人體O上一第一位置P1發射出去成為一第一無線訊號W1，該第一無線訊號W1到達該第一位置P1，由該第一位置P1反射一第一反射訊號R1，若該第一位置P1有產生位移時，該第一反射訊號R1會含有該第一位置P1之位移變化所造成的都普勒相移量。該第一天線112接收該第一反射訊號R1，該第一反射訊號R1傳送至該第一循環器116，該第一循環器116將該第一反射訊號R1傳送至該第一解調單元113，該第一解調單元113並由該第一振盪器111接收該第一連續波訊號CW1，該第一解調單元113以該第一連續波訊號CW1為參考訊號對該第一反射訊號R1進行相位解調，以得到一第一解調訊號D1，而可藉此測得該第一位置P1的位移波形。較佳的，該第一解調單元113經由一低雜訊放大器LN耦接該第一循環器116，藉由該低雜訊放大器LN放大該第一反射訊號R1，使該第一解調訊號D1的訊雜比得到改善，此外，該第一振盪器111之該第一連續波訊號CW1經由一緩衝放大器BF傳送至該第一解調單元113，該緩衝放大器BF用以隔離該第一振盪器111及該第一解調單元113，以避免該第一解調單元113影響該第一振盪器111的振盪頻率。
請參閱第11圖，該第二連續波雷達120具有一第二振盪器124、一第二循環器125、一第二天線121及一第二解調單元122，該第二循環器125耦接該第二振盪器124及該第二天線121，該第二解調單元122耦接該第二循環器125及該第二振盪器124，該第二振盪器124用以產生一第二連續波訊號CW2，該第二循環器125接收該第二連續波訊號CW2，且該第二循環器125將該第二連續波訊號CW2傳送至該第二天線121，該第二天線121將該第二連續波訊號CW2朝向該人體O上一第二位置P2發射出去成為一第二無線訊號W2，該第二無線訊號到達該第二位置P2，由該第二位置P2反射一第二反射訊號R2，若該第二位置P2有產生位移時，該第二反射訊號R2會含有該第二位置P2之位移變化所造成的都普勒相移量。該第二天線121接收該第二反射訊號R2，該第二反射訊號R2傳送至該第二循環器125，且該第二循環器125將該第二反射訊號R2傳送至該第二解調單元122，該第二解調單元122並由該第二振盪器124接收該第二連續波訊號CW2，該第二解調單元122以該第二連續波訊號CW2為參考訊號對該第二反射訊號R2進行相位解調，以得到一第二解調訊號D2，而可藉此測得該第二位置P2的位移波形。較佳的，該第二解調單元122經由一低雜訊放大器LN耦接該第二循環器125，藉由該低雜訊放大器LN放大該第二反射訊號R2，使該第二解調訊號D2的訊雜比得到改善，此外，該第二振盪器124之該第二連續波訊號CW2經由一緩衝放大器BF傳送至該第二解調單元122，該緩衝放大器BF用以隔離該第二振盪器124及該第二解調單元122，以避免該第二解調單元122影響該第二振盪器124的振盪頻率。
請參閱第11圖，該計算單元CU耦接該第一解調單元113及該第二解調單元122，以接收該第一解調訊號D1及該第二解調訊號D2，相同地，在本實施例中該計算單元CU可藉由該第一解調訊號D1及該第二解調訊號D2計算該第一位置P1及該第二位置P2之間的一脈搏傳輸時間，再根據該脈搏傳輸時間計算脈搏波速度進而估算出血壓。
本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準，任何熟知此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內所作之任何變化與修改，均屬於本發明之保護範圍。
100‧‧‧非接觸式脈搏傳輸時間量測系統110‧‧‧第一連續波雷達111‧‧‧第一振盪器112‧‧‧第一天線113‧‧‧第一解調單元114‧‧‧第一功率分配器115‧‧‧第二功率分配器116‧‧‧第一循環器120‧‧‧第二連續波雷達121‧‧‧第二天線122‧‧‧第二解調單元123‧‧‧環行器124‧‧‧第二振盪器125‧‧‧第二循環器CU‧‧‧計算單元W1‧‧‧第一無線訊號R1‧‧‧第一反射訊號D1‧‧‧第一解調訊號CW1‧‧‧第一連續波訊號W2‧‧‧第二無線訊號R2‧‧‧第二反射訊號D2‧‧‧第二解調訊號CW2‧‧‧第二連續波訊號BF‧‧‧緩衝放大器O‧‧‧人體P1‧‧‧第一位置P2‧‧‧第二位置SIL1‧‧‧第一自我注入鎖定訊號SIL2‧‧‧第二自我注入鎖定訊號LN‧‧‧低雜訊放大器ECG‧‧‧心電圖BS‧‧‧生理系統PPG‧‧‧光體積變化描繪圖C‧‧‧胸部W‧‧‧手腕
第1圖： 習知技術之一種量測脈搏傳輸時間系統的示意圖。 第2圖： 依據本發明之一第一實施例，一種非接觸式脈搏傳輸時間量測系統的電路示意圖。 第3圖： 依據本發明之第一實施例，手腕型穿戴裝置之該非接觸式脈搏傳輸時間量測系統的示意圖。 第4圖： 依據本發明之第一實施例，智慧衣型穿戴裝置之該非接觸式脈搏傳輸時間量測系統的示意圖。 第5圖： 習知技術量測人體之胸部上的心電圖及手指上的光體積變化描記圖。 第6圖：本發明之手腕型穿戴裝置之該非接觸式脈搏傳輸時間量測系統量測人體之胸部上位移波形及手腕上位移波形。 第7圖：本發明之智慧衣型穿戴裝置之該非接觸式脈搏傳輸時間量測系統量測人體之胸部上位移波形及手腕上位移波形。 第8圖：本發明與習知技術量測之脈搏傳輸時間的相關性。 第9圖： 依據本發明之一第二實施例，一種非接觸式脈搏傳輸時間量測系統的電路示意圖。 第10圖： 依據本發明之一第三實施例，一種非接觸式脈搏傳輸時間量測系統的電路示意圖。 第11圖： 依據本發明之一第四實施例，一種非接觸式脈搏傳輸時間量測系統的電路示意圖。
100‧‧‧非接觸式脈搏傳輸時間量測系統
110‧‧‧第一連續波雷達
111‧‧‧第一振盪器
112‧‧‧第一天線
113‧‧‧第一解調單元
114‧‧‧第一功率分配器
115‧‧‧第二功率分配器
120‧‧‧第二連續波雷達
121‧‧‧第二天線
122‧‧‧第二解調單元
123‧‧‧環行器
W1‧‧‧第一無線訊號
R1‧‧‧第一反射訊號
D1‧‧‧第一解調訊號
CW1‧‧‧第一連續波訊號
W2‧‧‧第二無線訊號
R2‧‧‧第二反射訊號
D2‧‧‧第二解調訊號
O‧‧‧人體
P1‧‧‧第一位置
P2‧‧‧第二位置
SIL1‧‧‧第一自我注入鎖定訊號
LN‧‧‧低雜訊放大器
BF‧‧‧緩衝放大器
CU‧‧‧計算單元

Claims (16)

  1. 一種非接觸式脈搏傳輸時間量測系統，其包含： 一非接觸式生理徵象感測裝置，具有： 一第一連續波雷達，用以發射一第一無線訊號至一人體上一第一位置，該第一連續波雷達接收由該第一位置反射之一第一反射訊號，且該第一連續波雷達根據該第一反射訊號進行解調，以得到一第一解調訊號；及 一第二連續波雷達，用以發射一第二無線訊號至該人體上一第二位置，該第二連續波雷達接收由該第二位置反射之一第二反射訊號，且該第二連續波雷達根據該第二反射訊號進行解調，以得到一第二解調訊號；以及 一計算單元，耦接該非接觸式生理徵象感測裝置之該第一連續波雷達及該第二連續波雷達，以接收該第一連續波雷達之該第一解調訊號及該第二連續波雷達之該第二解調訊號，且該計算單元藉由該第一解調訊號及該第二解調訊號得到一脈搏傳輸時間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之非接觸式脈搏傳輸時間量測系統，其中該第一連續波雷達具有一第一振盪器、一第一天線及一第一解調單元，該第一振盪器用以產生一第一連續波訊號，該第一天線耦接該第一振盪器以接收該第一連續波訊號，並將該第一連續波訊號朝向該人體上該第一位置發射出去成為該第一無線訊號，且該第一天線接收由該第一位置反射之該第一反射訊號，該第一反射訊號注入該第一振盪器，使該第一振盪器進入自我注入鎖定狀態並產生一第一自我注入鎖定訊號，該第一解調單元耦接該第一振盪器以接收該第一自我注入鎖定訊號，且該第一解調單元對該第一自我注入鎖定訊號進行頻率解調以得到該第一解調訊號。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之非接觸式脈搏傳輸時間量測系統，其中該第二連續波雷達具有一第二天線及一第二解調單元，該第二天線耦接該第一振盪器以接收該第一連續波訊號，並將該第一連續波訊號朝向該人體上該第二位置發射出去成為該第二無線訊號，且該第二天線接收由該第二位置反射之該第二反射訊號，該第二解調單元耦接該第二天線以接收該第二反射訊號，且該第二解調單元用以解調該第二反射訊號。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之非接觸式脈搏傳輸時間量測系統，其中該第一連續波雷達另具有一第一功率分配器，該第二連續波雷達另具有一環行器，該第一功率分配器耦接該第一振盪器，該環行器耦接該第一功率分配器、該第二天線及該第二解調單元，該第一功率分配器用以將該第一連續波訊號分為兩路，其中之一路之該第一連續波訊號傳送至該第一天線，另一路之該第一連續波訊號傳送至該環行器，該環行器將該第一連續波訊號傳送至該第二天線，該第二天線接收之該第二反射訊號傳送至該環行器，該環行器將該第二反射訊號傳送至該第二解調單元。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之非接觸式脈搏傳輸時間量測系統，其中該第一連續波雷達另具有一第二功率分配器，該第二功率分配器耦接該第一振盪器、該第一解調單元及該第二解調單元，該第二功率分配器用以將該第一振盪器產生之該第一自我注入鎖定訊號分為兩路，其中一路之該第一自我注入鎖定訊號傳送至該第一解調單元，另一路之該第一自我注入鎖定訊號傳送至該第二解調單元，該第二解調單元以該第一自我注入鎖定訊號為參考訊號對該第二反射訊號進行相位解調以得到該第二解調訊號。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之非接觸式脈搏傳輸時間量測系統，其中該第二連續波雷達具有一第二振盪器、一環行器、一第二天線及一第二解調單元，該第二振盪器用以產生一第二連續波訊號，該環行器耦接該第二振盪器、該第二天線及該第二解調單元，該環行器將該第二振盪器產生之該第二連續波訊號傳送至該第二天線，該第二天線將該第二連續波訊號朝向該人體上該第二位置發射出去成為該第二無線訊號，且該第二天線接收由該第二位置反射之該第二反射訊號，並將該第二反射訊號傳送至該環行器，該環行器將該第二反射訊號傳送至該第二解調單元，該第二解調單元耦接該第二振盪器以接收該第二連續波訊號，並以該第二連續波訊號為參考訊號對該第二反射訊號進行相位解調，以得到該第二解調訊號。
  7. 如申請專利範圍第2項所述之非接觸式脈搏傳輸時間量測系統，其中該第二連續波雷達具有一第二振盪器、一第二天線及一第二解調單元，該第二振盪器用以產生一第二連續波訊號，該第二天線接收該第二連續波訊號，該第二天線將該第二連續波訊號朝向該人體上該第二位置發射出去成為該第二無線訊號，且該第二天線接收由該第二位置反射之該第二反射訊號，該第二反射訊號注入該第二振盪器，使該第二振盪器進入自我注入鎖定狀態並產生一第二自我注入鎖定訊號，該第二解調單元耦接該第二振盪器以接收該第二自我注入鎖定訊號，且該第二解調單元對該第二自我注入鎖定訊號進行頻率解調以得到該第二解調訊號。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之非接觸式脈搏傳輸時間量測系統，其中該第一連續波雷達具有一第一振盪器、一第一循環器、一第一天線及一第一解調單元，該第一循環器耦接該第一振盪器、該第一天線及該第一解調單元，該第一振盪器用以產生一第一連續波訊號，該第一循環器將該第一連續波訊號傳送至該第一天線，該第一天線將該第一連續波訊號朝向該人體上該第一位置發射出去成為該第一無線訊號，且該第一天線接收由該第一位置反射之該第一反射訊號並傳送至該第一循環器，該第一循環器將該第一反射訊號傳送至該第一解調單元，該第一解調單元耦接該第一振盪器以接收該第一連續波訊號，並以該第一連續波訊號為參考訊號對該第一反射訊號進行相位解調，以得到該第一解調訊號。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之非接觸式脈搏傳輸時間量測系統，其中該第二連續波雷達具有一第二振盪器、一第二循環器、一第二天線及一第二解調單元，該第二循環器耦接該第二振盪器、該第二天線及該第二解調單元，該第二振盪器用以產生一第二連續波訊號，該第二循環器將該第二連續波訊號傳送至該第二天線，該第二天線將該第二連續波訊號朝向該人體上該第二位置發射出去成為該第二無線訊號，該第二天線接收由該第二位置反射之該第二反射訊號並傳送至該第二循環器，且該第二循環器將該第二反射訊號傳送至該第二解調單元，該第二解調單元耦接該第二振盪器以接收該第二連續波訊號，並以該第二連續波訊號為參考訊號對該第二反射訊號進行相位解調，以得到該第二解調訊號。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之非接觸式脈搏傳輸時間量測系統，其中該人體上該第一位置與該第二位置之間的一距離大於10 cm。
  11. 如申請專利範圍第3、6、7或9項所述之非接觸式脈搏傳輸時間量測系統，其中該非接觸式脈搏傳輸時間量測系統整合於一穿戴裝置中，且該第一天線及該第二天線之輻射方向分別指向該人體上之該第一位置及該第二位置。
  12. 一種非接觸式生理徵象感測裝置，包含： 一振盪器，產生一第一連續波訊號； 一第一功率分配器，耦接該振盪器，該第一功率分配器用以將該第一連續波訊號分為兩路； 一第一天線，耦接該第一功率分配器，以接收其中一路之該第一連續波訊號，該第一天線將該第一連續波訊號朝向一人體上一第一位置發射出去成為一第一無線訊號，且該第一天線接收由該第一位置反射之一第一反射訊號，該第一反射訊號經由該第一功率分配器注入該振盪器，使該振盪器處於一自我注入鎖定狀態並產生一第一自我注入鎖定訊號； 一環行器，耦接該第一功率分配器，以接收另一路之該第一連續波訊號； 一第二天線，耦接該環行器，其中該環行器將接收之該第一連續波訊號傳送至該第二天線，該第二天線將該第一連續波訊號朝向該人體上一第二位置發射出去成為一第二無線訊號，且該第二天線接收由該第二位置反射之一第二反射訊號，該第二反射訊號傳送至該環行器； 一第二功率分配器，耦接該振盪器，以接收該第一自我注入鎖定訊號，該第二功率分配器用以將該第一自我注入鎖定訊號分為兩路； 一第一解調單元，耦接該第二功率分配器，以接收其中一路之該第一自我注入鎖定訊號，該第一解調單元用以對該第一自我注入鎖定訊號進行頻率解調，以得到一第一解調訊號；以及 一第二解調單元，耦接該環行器及該第二功率分配器，該環行器將該第二反射訊號傳送至第二解調單元，且該第二解調單元由該第二功率分配器接收另一路之該第一自我注入鎖定訊號，並以該第一自我注入鎖定訊號為參考訊號對該第二反射訊號進行相位解調，以得到一第二解調訊號。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之非接觸式生理徵象感測裝置，其包含有一緩衝放大器，該緩衝放大器耦接該振盪器，該第二功率分配器經由該緩衝放大器耦接該振盪器。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之非接觸式生理徵象感測裝置，其包含有一低雜訊放大器，該低雜訊放大器耦接該環行器，該第二解調單元經由該低雜訊放大器耦接該環行器。
  15. 如申請專利範圍第12項所述之非接觸式生理徵象感測裝置，其中該第一解調訊號及該第二解調訊號可用來分析該人體之生命徵象，包括呼吸、心跳、脈搏及血壓。
  16. 如申請專利範圍第12項所述之非接觸式生理徵象感測裝置，其中該非接觸式生理徵象感測裝置僅具有單一個該振盪器。
TW107118813A 2018-05-31 2018-05-31 非接觸式脈搏傳輸時間量測系統及其非接觸式生理徵象感測裝置 TWI675643B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW107118813A TWI675643B (zh) 2018-05-31 2018-05-31 非接觸式脈搏傳輸時間量測系統及其非接觸式生理徵象感測裝置
CN201910209346.5A CN110547778B (zh) 2018-05-31 2019-03-19 非接触式脉搏传输时间测量系统及其生理征象感测装置
US16/379,937 US20190365244A1 (en) 2018-05-31 2019-04-10 Non-contact pulse transit time measurement system and non-contact vital sign sensing device thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW107118813A TWI675643B (zh) 2018-05-31 2018-05-31 非接觸式脈搏傳輸時間量測系統及其非接觸式生理徵象感測裝置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TWI675643B TWI675643B (zh) 2019-11-01
TW202002893A true TW202002893A (zh) 2020-01-16

Family

ID=68694824

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW107118813A TWI675643B (zh) 2018-05-31 2018-05-31 非接觸式脈搏傳輸時間量測系統及其非接觸式生理徵象感測裝置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20190365244A1 (zh)
CN (1) CN110547778B (zh)
TW (1) TWI675643B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI719893B (zh) * 2020-04-29 2021-02-21 國立中山大學 數位自我注入鎖定雷達

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111887828B (zh) * 2020-07-08 2021-05-07 中南大学湘雅医院 围术期患者非接触式生理信息监测装置、计算机设备和存储介质
CN112205971B (zh) * 2020-09-17 2022-06-21 四川长虹电器股份有限公司 一种非接触式脉搏波波速测量装置
TWI744046B (zh) * 2020-10-22 2021-10-21 國立中山大學 相位追蹤自我注入鎖定雷達
TWI756993B (zh) * 2020-12-17 2022-03-01 國立中山大學 使用無線網路訊號之生命徵象雷達感測器
WO2022231525A1 (zh) * 2021-04-29 2022-11-03 新加坡国立大学 生命体征检测装置、系统及数据处理方法
TWI800229B (zh) * 2022-01-20 2023-04-21 國立中山大學 自我注入鎖定單脈衝雷達

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101006915A (zh) * 2006-01-26 2007-08-01 香港中文大学 非接触式关键生理参数测量方法
TWI362253B (en) * 2006-12-13 2012-04-21 Ind Tech Res Inst Non-contact apparatus for monitoring heart-lung activities and method for acquiring the same
US8154389B2 (en) * 2007-03-15 2012-04-10 Endotronix, Inc. Wireless sensor reader
TWI458271B (zh) * 2010-05-17 2014-10-21 Ind Tech Res Inst 無線感測裝置與方法
US20140171811A1 (en) * 2012-12-13 2014-06-19 Industrial Technology Research Institute Physiology measuring system and method thereof
EP3188650B1 (en) * 2014-09-05 2021-07-21 Lakeland Ventures Development, LLC Method and apparatus for the continous estimation of human blood pressure using video images
US9924880B2 (en) * 2015-02-11 2018-03-27 Samsung Electronics Co., Ltd. RF doppler bio-signal sensor for continuous heart rate variability and blood pressure monitoring
JP6498004B2 (ja) * 2015-03-23 2019-04-10 国立大学法人九州工業大学 生体信号センサ
CN204971247U (zh) * 2015-08-21 2016-01-20 歌尔声学股份有限公司 一种智能终端和一种智能腕表
TWI609638B (zh) * 2016-03-17 2018-01-01 財團法人工業技術研究院 生理感測織物、生理感測系統及織物天線的製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI719893B (zh) * 2020-04-29 2021-02-21 國立中山大學 數位自我注入鎖定雷達
US11662453B2 (en) 2020-04-29 2023-05-30 National Sun Yat-Sen University Self-injection-locked radar with digital demodulator

Also Published As

Publication number Publication date
CN110547778B (zh) 2021-09-21
CN110547778A (zh) 2019-12-10
TWI675643B (zh) 2019-11-01
US20190365244A1 (en) 2019-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI675643B (zh) 非接觸式脈搏傳輸時間量測系統及其非接觸式生理徵象感測裝置
Droitcour et al. Signal-to-noise ratio in Doppler radar system for heart and respiratory rate measurements
US11925442B2 (en) Blood pressure information measuring system, blood pressure information measuring method, blood pressure information measuring program, blood pressure information measuring device, server device, computation method, and computation program
US9877659B2 (en) Sensing system and method for physiology measurements
JP6386327B2 (ja) 心肺パラメータモニタ用装置および心肺パラメータモニタ用システム
EP2291111B1 (en) Contactless respiration monitoring of a patient and optical sensor for a photoplethysmography measurement
US11357417B2 (en) Continuous autoregulation system
Mishra et al. Intermodulation-based nonlinear smart health sensing of human vital signs and location
US11259715B2 (en) Monitoring and diagnostics systems and methods
US20150018676A1 (en) Microwave contactless heart rate sensor
EP2862508B1 (en) Sensing system and method for physiology measurements through a measuring signal with overshoot and undershoot pulses
JP2005102959A (ja) 脈波検出器及びこれを使用した脈波検出装置
US10631741B2 (en) Heart activity measurement
US20130184544A1 (en) Body-mounted photoacoustic sensor unit for subject monitoring
AU2018365148A1 (en) Continuous autoregulation system
Tang et al. Noncontact pulse transit time measurement using a single-frequency continuous-wave radar
Santra et al. Short-range multi-mode continuous-wave radar for vital sign measurement and imaging
Churkin et al. Millimeter-wave radar for vital signs monitoring
Tseng et al. Noncontact wrist pulse waveform detection using 24-GHz continuous-wave radar sensor for blood pressure estimation
Schreurs et al. Radar-based health monitoring
Giordano et al. Survey, analysis and comparison of radar technologies for embedded vital sign monitoring
Chara et al. Respiratory biofeedback using acoustic sensing with smartphones
CN114642409B (zh) 人体脉搏波感知方法、心率监测方法及血压监测装置
US20210361180A1 (en) Gigahertz frequency fringing near-field biomedical sensor
Ganguly et al. Sensitive transmit receive architecture for body wearable RF plethysmography sensor