用于多普勒雷达的自动发射功率调节制造技术

本发明专利技术涉及一种多普勒雷达心脏传感器，包括雷达信号发射器（１０２）；雷达信号接收器（１０３）；信号模式匹配器（１０６）；以及发射功率调节器（１０８）。信号模式匹配器（１０６）被连接到所述雷达信号接收器（１０２）并被布置成分析接收的雷达信号（１０５），将所述接收的雷达信号与信号模式进行比较，并在检测到所述接收的雷达信号与信号模式中的至少一个之间具有足够高的相似性时发出对应的指示信号。发射功率调节器（１０９）被连接到所述雷达信号发射器（１０２）和所述信号模式匹配器（１０６），所述发射功率调节器被布置成逐步修改传递给所述雷达信号发射器（１０２）的发射功率，直到所述信号模式匹配器发出所述指示信号。本发明专利技术还涉及一种对应的方法和计算机程序产品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用多普勒(Doppler)雷达技术检测心脏运动的领域。更具体而言， 本专利技术涉及一种多普勒雷达心脏传感器和用于调节多普勒雷达心脏传感器的发射功率的 方法。
技术介绍
通常，检测和评价心脏活动和健康状态对于医生和保健专业人员而言是常见并 且重要的任务。这适用于人心脏和动物心脏两者。当前对于心脏活动检测和评价有几种 选择。ECG测量在个人保健方面作为评估患者的心肌电激励性能的标准工具具有较长的 历史。更近来的产品通过在小型手持装置中的心率变异性分析使患者能够观察其心脏负 荷(stress)水平。当今仍然缺乏的是同时检测ECG(电激活)以及其通过心肌到机械作 用的转换，这将实现临床以及个人保健(PHC)情形下的广泛应用。与ECG信息一起分析的 心脏机械运动中的问题与心脏负荷以及甚至严重的心-血管状况相关。已经发现射血前 期-限定为ECG的Q波和主动脉瓣打开的时间差-是心理学中精神紧张的指示符(例如， 参见 H. Boudoulas 等人的文章，"Effectof increased Adrenergetic Activity on the Relationship Between Electrical andMechanical Systole，，，Circulation 64，No. 1， 198，在此将其公开全文并入)并且与基于脉搏波方法的血压测量尤其相关。为了测量内 部器官的机械运动，现有技术是超声、阻抗心动描记术、心音描记术或计算机断层摄影(CT) 和磁共振断层摄影(MRT)成像模式。这些技术中的大部分仅在非常有限数量的情况下适用 于PHC应用。像MR和CT的一些技术并不适用于PHC应用。超声测量通常需要受过训练的人 员在允许超声波穿透身体的窗口之一上定位探头。阻抗心动描记术要求在患者胸廓上放置 若干电极，这对于非专业人员而言是困难的。尽管智能纺织物是即将来临的新机遇，但对于 点测量的工作仍然十分重要。心音描记术是医学界中非常成熟的技术，并提供经由瓣膜打 开和闭合时的心音以及与严重状况相关的杂音的信息。在实践中，发现放置扩音器相当困 难。雷达技术已经得到深入研究，用于军事和援救应用中受检者心率和呼吸率的远程监测。 此外，电磁(EM)波允许经由检测身体内导电边界层上的反射来配准内部器官的运动。我们 已经证明，可以检测心率、呼吸、血管扩张-适于脉搏传播时间测量-和更为复杂的心脏运 动阶段(例如，参见专利技术人J. Muehlsteff等人发表的文章“The use of a two channel Doppler Radar Sensor for the detection of heartmotion phases，，，2006, IEEE EMBC 2006，会议录)。本文涉及多普勒雷达传感器的使用，例如如专利技术人发表的上述文章所述，以 前可以从hfineon获得的KMYM型多普勒雷达传感器。在此通过引用将J. Muehlsteff等 人在 2006，IEEE EMBC 2006，会议录中的文章"The use of a two channel DopplerRadar Sensor for The detection of heart motion phases，，全文并入。当使用多普勒雷达传感器对不同受检者进行心脏测量时发生的问题之一是身体 尺度和脂肪组织层厚度的差异。身体组织对电磁波具有高吸收系数。因此，尤其对于超重 和肥胖受检者而言，接收到的多普勒雷达信号被严重衰减。增大发射功率将补偿这一衰减，并且为了具有可靠的可诊断信号将要求这样做。然而，过多增大功率将致使传感器过于灵 敏，并导致从感兴趣区域之外的运动引起伪影。此外，在电池供电的应用中，应当避免不必 要的高功率消耗。本申请描述了可用于以尽可能低的电磁辐射水平和发射功率获得最高信号质量 的两个实施例。本申请增大发射功率直到识别出心脏信号或使用外部已知的运动以将发射 功率调节到最佳值。
技术实现思路
希望实现一种多普勒雷达心脏传感器，其以这样一种方式调节发射功率使其适 于获得预期的信号质量，但不高于该值，即不高于需要的值。这种策略节省电能，这在电池 供电的装置中是有益的，与此同时，使患者对电磁辐射的暴露最小化，同时维持足够的信号 质量。还希望使多普勒雷达心脏传感器能够考虑到患者的物理性质。为了更好地解决这些 问题中的一个或多个，在本专利技术的第一方面中，提供了一种多普勒雷达心脏传感器，其包括 雷达信号发射器、雷达信号接收器、信号模式匹配器和发射功率调节器。信号模式匹配器被 连接到雷达信号接收器并被布置成分析接收的雷达信号。信号模式匹配器还被布置成将接 收的雷达信号与信号模式进行比较，并在检测到接收的雷达信号与信号模式中的至少一个 之间具有足够高的相似性时发出对应的指示信号。发射功率调节器被连接到雷达信号发射 器和信号模式匹配器。发射功率调节器被布置成逐步修改传递给雷达信号发射器的发射功 率，直到信号模式匹配器发出指示信号。雷达信号接收器可以包括天线和放大器。此外，雷达信号接收器可以包括多普勒 分析部分，其确定发射的雷达信号和接收的雷达信号之间的频率偏移量。雷达信号发射器 可以包括天线和可调节的放大器。还希望提供一种能够可靠地区分心搏信号与来自其他源的信号的多普勒雷达心 脏传感器。在实施例中，通过将接收的雷达信号的性质与典型心搏信号的性质进行比较的 信号模式匹配器来解决这一问题。心率和检测到的运动的形状是这种性质的范例。还希望提供一种多普勒雷达心脏传感器，其能够直接将接收的雷达信号与已知对 应于心脏活动的信号进行比较。可以预先记录这些已知对应于心脏活动的信号，记录可能 覆盖若干类型的患者(身高、年龄、性别、健康状态、……)和患者活动的水平(休息、行走、 工作、……)。此外，希望通过提供校准来辅助确定最佳发射功率设置。在实施例中，通过包括雷 达信号接收器覆盖区域中已知的校准运动的多普勒雷达感测信号的信号模式来解决这一 问题。多普勒雷达传感器对其覆盖区域中的活动做出反应。已知校准运动的性质中的至少 一些是预先知道的。因此，识别它们对接收的雷达信号和/或在发射的雷达信号和接收的 雷达信号之间比较所得信号的贡献是相对简单的任务。还希望提供一种多普勒雷达心脏传感器，其能够执行校准运动，用以直接访问和/ 或控制校准运动的性质。在实施例中，通过包括用于产生已知校准运动的运动物体的多普 勒雷达心脏传感器来解决这一问题。应当指出，在多普勒雷达心脏传感器的主要部件和运 动物体之间不必有物理连接。此外，希望提供一种多普勒雷达心脏传感器，其能够调节其发射功率，以便获得足以用于对接收的信号的后续分析的标准信号质量。此外还希望利用代表或指示信号质量的 标准将观察到的信号质量与标准信号质量进行匹配。在实施例中，通过还包括用于先前校 准会话的校准信号质量测量的存储器的多普勒雷达心脏传感器来解决这些问题和其他问 题，其中，信号模式匹配器确定当前信号质量，而发射功率调节器在当前质量测量等于或优 于校准信号测量时停止修改发射功率。还希望提供一种多普勒雷达心脏传感器，其在确定在接收的雷达信号中是否存在 可检测的心脏信号时能够使用来自其他信息源的信息。在实施例中，通过还包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多普勒雷达心脏传感器，包括：雷达信号发射器（１０２）；雷达信号接收器（１０３）；信号模式匹配器（１０６），所述信号模式匹配器被连接到所述雷达信号接收器（１０２）并被布置成分析接收的雷达信号（１０５），将所述接收的雷达信号与信号模式进行比较，并在检测到所述接收的雷达信号与所述信号模式中的至少一个之间具有足够高的相似性时发出对应的指示信号；被连接到所述雷达信号发射器（１０２）和所述信号模式匹配器（１０６）的发射功率调节器（１０８），所述发射功率调节器被布置成逐步修改传递给所述雷达信号发射器（１０２）的发射功率，直到所述信号模式匹配器发出所述指示信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·A·J·西杰斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL