[发明专利]基于太赫兹雷达的人体生命信号高精度测量方法

说明书

技术领域

本发明属于雷达信号处理技术和生命医学/远程医疗领域，具体涉及一种基于太赫兹雷达的人体生命信号高精度测量方法。

背景技术

呼吸心跳等生命信号测量的应用十分广泛，在医疗方面，不管是个人健康的监控还是对慢性疾病的诊断，呼吸心跳参数都是一个人健康状况的直观反映，而在工程应用方面，地震、雪崩、泥石流等严重的自然灾害会危及人们的生命和财产安全，及时有效的救援能够大大减少人员的伤亡，能够精确的检测人体呼吸心跳的参数有着广泛的安全应用。目前，有很多方法可以进行呼吸心跳频率的检测，主要分为接触式和非接触式的。随着科技的进步以及雷达在生物、生物医学方面越来越广泛的应用，使得人们的研究重点集中在非接触式的方法上面。

利用雷达手段实现目标运动特征提取是一种广泛使用的方法，具有全天时、全天候、高精度等特点，在遥感测量、生命探测和军事侦察等方面具有十分重要的应用。太赫兹(Terahertz,THz)频段通常指频率在0.1THz到10THz(对应波长30μm-3mm)之间的电磁波，该频率带的频谱极具科研价值，属于全新的频率资源，以其独特的性能及在多个领域的广阔应用前景引起了广泛关注，是国际公认的重要前沿科学技术领域之一。近年来，随着太赫兹源、检测和相关器件的突破，太赫兹雷达技术发展迅速，在高分辨成像和运动精细测量方面逐渐显现出优势。人体的呼吸和心跳是典型的生命信号形式，是人体生命体征的重要参数，也是进行人体探测和诊疗的重要依据。但是目前的人体生命信号(人体的呼吸和心跳)测量手段基本以接触式测量为主，这种方式虽然精度较高、操作简单，但是尤其固有应用局限性。非接触式呼吸心跳信号检测对大面积烧伤、烫伤病人、远程患者、婴幼儿、自然灾害中的受害者、以及战场士兵都有重要的应用，能够有效弥补接触式测量手段的不足，具有广阔的发展前景和重要的应用价值。

在接触式测量方面，主要手段是心电图^[1,2]。心电图测量虽然具有较高的测量精度，但其具有明显缺陷，比如对于烧烫伤患者，测量的同时容易产生二次伤害；对于婴幼儿患者和远程患者实施困难等。

在非接触式测量方面，目前的测量系统主要集中在微波波段和毫米波波段，频率相比太赫兹频段较低，系统对于微弱的生命信号不够敏感，需要较为复杂的系统构成和信号处理手段^[3-6]。

因此，利用太赫兹雷达实现人体生命信号高精度测量，充分发挥太赫兹雷达微多普勒敏感性的优势是一个有待研究的问题，针对这一问题，当前并没有有效的手段。相关参考文献如下：

[1]王德纯.微多普勒生物探测雷达技术研究[J].现代雷达.2011(10).

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[6]Kim K,Suh J,Shin D,et al.High Sensitivity Doppler Radar System for detecting Respiration and Heart Rate Using Improved Isolation Technique[J].2014.

发明内容