[发明专利]一种非接触式脉搏波波速测量装置

说明书

本发明公开了一种非接触式脉搏波波速测量装置，包括毫米波雷达、控制终端和显示模块，所述毫米波雷达上设置有多天线，所述多天线在毫米波雷达上的角度固定设置，所述角度分别为A1、A2…An，所述控制终端包括数据处理模块和存储模块，多天线构成的毫米波雷达、控制终端和显示模块电信号连接，所述多天线构成的毫米波雷达采集到信号数据传送给数据处理模块，数据处理模块筛选出两路最强的毫米波雷达信号，并计算其信号差，然后再根据信号差计算得到两路毫米波雷达信号的脉搏波波速，所述脉搏波波速发送到存储模块和显示模块。本发明解决了现有技术中采用基于可穿戴设备的方式测量脉搏波波速，操作不方便、效率低和无法连续测量的技术问题。

技术领域

本发明涉及测量仪器技术领域，具体的说，是一种非接触式脉搏波波速测量装置。

背景技术

脉搏为心脏节律性射血所引起的动脉搏动，而脉搏在动脉内的传播速度就是脉搏波传导速度(PWV)。对于脉搏波传导速度最常见的测量方法为光电-心电结合的办法，即采集光电脉搏波(PPG)的同时，采集心电信号(ECG)。也有方法通过采集人体两个部位的脉搏波，来计算脉搏波传导速度。但上述两种办法，都有一定缺陷而导致商业应用受限：前者需要双手测量心电，因此无法无感连续测量；后者需要用户在不同部位佩戴两个设备，极不便利。

现有技术中，也有采用了两路毫米波雷达测量脉搏波从而计算传导速度(CN110547778A，非接触式脉搏传输时间测量系统及其生理征象感测装置)，但在实际的应用中，由于人体有姿势位置的移动，而脉搏波信号极为微弱，因此单靠两路毫米波雷达无法保证都能捕捉到稳定的脉搏波信号。而一旦某一路毫米波雷达无法捕捉到脉搏波，该方法就会失效。因此本发明使用了多路毫米波雷达确保舒适性和可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种非接触式脉搏波波速测量的方法，用于解决现有技术中采用基于可穿戴设备的方式测量脉搏波波速，操作不方便、效率低和无法连续测量的技术问题。

本发明通过下述技术方案解决上述问题：

一种非接触式脉搏波波速测量装置，包括毫米波雷达、控制终端和显示模块，所述毫米波雷达上设置有多天线，所述多天线在毫米波雷达上的角度固定设置，所述角度分别为A1、A2…An，n为毫米波雷达上的天线总数量，所述控制终端包括数据处理模块和存储模块，多天线构成的毫米波雷达、控制终端和显示模块电信号连接，所述多天线构成的毫米波雷达采集到信号数据传送给数据处理模块，数据处理模块筛选出两路最强的毫米波雷达信号，并计算其信号差，然后再根据信号差计算得到两路毫米波雷达信号的脉搏波波速，所述脉搏波波速发送到存储模块和显示模块。

优选地，所述数据处理模块进行信号筛选和信号差计算时，包括如下步骤：

步骤B1)毫米波雷达正对人体颈动脉；

步骤B2)毫米波雷达的每路天线对准不同的方向；

步骤B3)获得毫米波雷达每路天线的信号数据，并记录为S1、S2…Sn，所述S1、S2…Sn包含多个时间点下对应的幅值，n为毫米波雷达上的天线总数量；

步骤B4)对步骤B3)获得的信号数据采用一阶导计算得到信号数据对应的数据组D1、D2…Dn；

步骤B5)从D1到Dn中挑选出两个均值最大的数据组，标记为Da和Db， Da和Db对应的原始信号为Sa和Sb，所述原始信号Sa和Sb对应的角度为Aa 和Ab；

步骤B6)计算步骤B5)的Aa和Ab之间的角度差值A。

优选地，所述多天线构成的毫米波雷达采用不低于5000Hz的频率。

优选地，所述毫米波雷达与人体颈部之间的距离小于等于1米。

优选地，所述毫米波雷达与人体颈部之间的空间分辨率小于等于5cm。