本发明专利技术提供一种非接触式心肺活动监视装置，其包含一用以产生一高频弦波脉冲序列的脉冲产生器、一用以从所述高频振波脉冲序列产生一探测高频弦波脉冲序列及一参考高频弦波脉冲序列的分割器、一发射所述探测高频弦波脉冲序列至一待测者的心肺部的发射天线、一接收经所述心肺部散射的探测高频弦波脉冲序列的接收天线、一耦合于所述接收天线且产生一心肺活动信号的平衡混波器以及一耦接于所述平衡混波器的信号处理模块。所述平衡混波器包含一接收所述参考高频弦波脉冲序列的第一输入端以及一电气连接于所述接收天线的第二输入端。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种非接触式心肺活动监视装置及心肺活动信号的获取方法，尤其涉及 一种使用高频弦波脉冲序列测量心跳及呼吸信号的非接触式心肺活动监视装置及心肺活 动信号的获取方法。
技术介绍
早产儿常发生呼吸障碍疾病，例如呼吸暂停或间歇性呼吸等。呼吸障碍疾病可引发 两种症状其一主要发生于早产儿的呼吸暂停，又称未熟性呼吸暂停症(apnea of prematurity, AOP);另一则为婴儿猝死症(sudden infant death syndrome, SIDS)或明显 的致命性事件(apparentlife threatening event, ALTE)。未熟性呼吸暂停症如不予以治疗 的话，有这种病症的早产儿属于婴儿猝死症的高危险群，在家中发生意外的可能性较高 。呼吸停止后可能会发生心跳迟缓，甚至血压下降等血流动力学上的连锁反应，而这些 血流动力学上的变化则可能会引起重要器官，尤其是脑组织暂时性的缺血或缺氧，甚至 造成永久性伤害。临床上对早产儿的照顾经常遭遇到婴儿在其它各方面均已经恢复而达 到可出院回家的状态，仅有此类偶发性的呼吸暂停症使得他们必须留在医院里接受持续 观察。目前临床使用的婴儿监视器都以传统的床边病人生理监视器为基础，使用上必须以 三片电极紧贴在婴儿胸部皮肤上，获取因呼吸而产生的胸腔阻抗的变化信号以及心跳信 号，然后将这两种信号以滤波器分离转换计算为呼吸频率及心跳频率。此种监测技术的 最大缺点为电极长期接触皮肤易于造成敏感红肿溃烂等后遗症。此外，临床用监视器的 价格相当昂贵，因而不适于居家护理用途。为了解决上述问题，美国专利US 4，738，264揭示一种可放置于床上且与病人分离的振 动测量装置，其工作原理为将呼吸与心跳造成人体体表的微弱振动经过床铺传送至测量 装置，再转换为代表婴儿呼吸与心跳的综合能量指标。此一技术的缺点为无法准确的分 辨及测量婴儿的呼吸频率与心跳频率，因此无法满足临床对于AOP的检测警示阀值的需 求(即呼吸率低于20次/分钟或呼吸中止期间超过15秒，及心跳率低于80次/分钟)。另外，美国专利US 5,964,720揭示一种分散式振动测量系统，其使用压电晶体为振动感测元件，并以条状导电薄膜作为感测元件的基座。这些条状导电膜可埋入床垫、椅 背或椅垫内以便检测病人呼吸与心跳所造成的人体体表微弱振动。此一技术的主要缺点 在于感测元件所获取的信号为心脏与胸腔振动经过人体与床铺或座椅传送，易受到环境 振动噪音的干扰。
技术实现思路
本专利技术提供一种使用高频弦波脉冲序列测量心跳及呼吸信号的非接触式心肺活动监 视装置及心肺活动信号的获取方法，其可避免常规技术使用电极长期接触皮肤而易于造 成敏感红肿溃烂等后遗症。本专利技术的非接触式心肺活动监视装置包含一输出一探测高频弦波脉冲序列及一参考 高频弦波脉冲序列的脉冲序列产生器、 一发射所述探测高频弦波脉冲序列至一心肺部的 发射天线、 一接收经所述心肺部散射的探测高频弦波脉冲序列的接收天线、 一平衡混波 器以及一根据所述心肺部散射的探测脉冲序列产生心肺活动信号的信号处理模块。所述 平衡混波器包含一接收所述参考高频弦波脉冲序列的第一输入端以及一电气连接于所述 接收天线的第二输入端。本专利技术的心肺活动信号的获取方法可在所述心肺活动异常时发出一警示信号，其首 先发射一探测高频弦波脉冲序列至一心肺活动处(其散射所述探测高频弦波脉冲序列而 产生一反射高频弦波脉冲序列)，再测量所述反射高频弦波脉冲序列与一参考高频弦波脉 冲序列之间的相位差。因所述相位差信号与心肺活动成正比例线性关系而可转换成一代 表所述心肺活动的模拟信号，再经由所述信号处理模块的模拟数字转换器产生数字信号 据以判断所述心肺活动的状态并在异常状态时发出一警示信号。本专利技术的心肺活动信号的获取方法还可测量所述心肺活动的频率，其首先发射一探 测脉波至一心肺活动处(其散射所述探测脉波而产生一反射脉波)，再测量所述反射脉波 与一参考脉波之间的相位差信号。之后，将所述相位差信号转换成一代表所述心肺活动 的数字信号，并根据所述数字信号计算所述心肺活动的频率。 附图说明图l例示本专利技术的非接触式心肺活动监视装置的功能方框图2例示本专利技术的非接触式心肺活动监视装置的系统架构图； 图3例示本专利技术的平衡混波器的输出信号； 图4例示本专利技术的信号处理模块的功能方框图； 图5例示本专利技术第一实施例的心肺活动信号的获取方法；图6例示本专利技术第二实施例的心肺活动信号的获取方法；以及 图7例示本专利技术测量一待测者的呼吸频率(心跳频率)的方法。 具体实施例方式图1例示本专利技术非接触式心肺活动监视装置10的功能方框图。所述接触式心肺活动监 视装置10包含一输出一探测高频弦波脉冲序列及一参考高频弦波脉冲序列的脉冲序列产 生器12、 一发射所述探测髙频弦波脉冲序列至一心肺部的发射天线42、 一接收经所述心 肺部散射的探测高频弦波脉冲序列的接收天线44、 一包含一第一输入端46A (用以接收所 述参考高频弦波脉冲序列)以及一第二输入端46B (电气连接于所述接收天线44)的平衡 混波器46以及一根据所述心肺部散射的探测脉冲序列产生心肺活动信号的信号处理模块 50。所述心肺部散射所述高频弦波脉冲序列而产生一反射脉波，其包含所述高频弦波脉 冲序列及一代表所述待测者的呼吸或心跳的低频模拟信号。图2例示本专利技术非接触式心肺活动监视装置10的系统架构图。所述脉冲序列产生器12 包含一产生所述高频弦波脉冲序列的脉波产生器20、 一从所述高频弦波脉冲序列产生所 述探测高频弦波脉冲序列及所述参考高频弦波脉冲序列的分割器30。所述脉波产生器20 包含一产生一高频连续弦波信号的弦波信号产生器26、 一产生一开关信号的开关信号产 生器22以及一根据所述开关信号导通使得所述高频连续弦波信号通过而产生所述高频弦 波脉冲序列的开关元件24，其具有一信号输入端24A及一信号输出端24B。所述开关信号 产生器22包含一产生一时脉信号的时脉产生器22A以及一调节所述时脉信号的时距而产 生所述开关信号的波形压縮器22B。所述非接触式心肺活动监视装置10可另外包含一电气耦合于所述脉波产生器20的输 出端的第一放大器32A、 一电气耦合所述第一放大器32A与所述分割器30的第一高频滤波 器34A、 一电气耦合于所述接收天线44的第二高频滤波器34B以及一电气耦合所述第二高 频滤器34B与所述平衡混波器46的第二放大器32B。优选地，所述第一放大器34A的放大 倍率可增强所述微波脉波使得传送至所述平衡混波器46的信号强度可达+7dBm。图3例示本专利技术的信号处理模块50的功能方框图。所述信号处理模块50包含一电气耦 合于所述平衡混波器46的输出端的低频滤波器34C、 一电气耦合于所述低频滤波器34C的 第三放大器32C、 一内置模拟/数字转换器54的微处理器52、 一电气耦合所述第三放大器 32C与所述模拟/数字转换器54的带通滤波器56、 一警示信号产生器58、 一用以存储数据 的存储器60以及一无线传输模块62。所述低频滤波器34C从所述平衡混波器46输出产生代表待测者的呼吸或心跳的模拟信号，所述微处理器52内置的模拟/数字转换器54再将模拟信号予以数字化。数字化的信 号可运用所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种非接触式心肺活动监视装置，其特征在于包含：一脉冲序列产生器，其输出一探测脉冲序列及一参考脉冲序列；一发射天线，其发射所述探测脉冲序列至一心肺部；一接收天线，其接收经所述心肺部散射的探测脉冲序列；一混波器， 包含：一接收所述参考脉冲序列的第一输入端；以及一电气连接于所述接收天线的第二输入端；以及一信号处理模块，其根据所述心肺部散射的探测脉冲序列产生心肺活动信号。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陶德和，胡仕人，郭苏珍，彭家洪，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]
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