تشخیص علائم حیاتی بیمار با استفاده از رادار FMCW
محور پژوهش
تجهیزات و ملزومات پزشکی
پژوهشکده/دانشکده
مهندسی برق و کامپیوتر
حوزه پژوهش
تشخیص نوع حرکت در رادار
عنوان
تشخیص علائم حیاتی بیمار با استفاده از رادار FMCW
هدف از اجرای پژوهش، کاربردها، مزیت‌ها و ضرورت انجام پروژه
: اندازه‌گیری علائم حیاتی انسان همواره نیاز فوری در کاربردهای پزشکی بوده است؛ امروزه برای این انجام این کار، محصولات گسترده‌ای برای اندازه‌گیری غیرتماسی علائم حیاتی معرفی شده‌اند. با استفاده ازپردازش سیگنال در رادار علاوه بر تشخیص فاصله و سرعت جسم مورد نظر، می‌توان نوع ریزحرکت های هدف را نیز مشاهده کرد. در واقع اگر هدفی دارای ریز حرکت باشد(مانند تنفس و ضربان قلب) با پردازش مناسب می‌توان این ریز حرکت ها را در رادار مشخص کرد و بین حرکات مختلف تمایز قائل شد.به همین دلیل برای تشخیص علائم حیاتی با حرکت مکانیکی، یعنی تنفس و ضربان قلب می‌توان از امواج الکترومغناطیسی استفاده کرد، استفاده از رادار برای تشخیص علائم حیاتی در مواردی که امکان دسترس مستقیم به بیمار ممکن نیست یا حتی تشخیص موجودات زنده در زیر آوار یا در اتوموبیل و یا حتی در منزل کاربرد بیشتری پیدا می‌کند، علاوه بر این از سیگنال‌های مربوط به قلب یا تنفس می‌توان بیماری‌های مختلفی را تشخیص داد مساله مهم دیگر اندازه‌گیری علائم حیاتی بیمار به صورت پیوسته است، تا در صورت بروز هرگونه ناهنجاری به وضعیت بیمار رسیدگی شود؛ برای مثال اندازه‌گیری برخط تنفس یک بیمار مبتلا به کرونا می‌تواند کمک زیادی برای تشخیص میزان حاد بودن وضعیت بیمار کند گزارش و شرح زیرساخت‌ها، فعالیت‌ها، و دستاوردها هدف این پروژه تخمین نرخ تنفس و نرخ ضربان قلب به عنوان دو علامت مهم حیاتی انسان، به صورت غیرتماسی توسط رادار موج میلی‌متری FMCW می‌باشد. در این خصوص اگرچه تلاش‌های زیادی در مراکز پژوهشی مختلف دنیا انجام پذیرفته است اما هنوز مشکلات زیادی به ویژه در تفکیک ضربان قلب از تنفس وجود دارند که نیازمند پژوهش های بیشتر است. در دانشگاه صنعتی اصفهان برای نیل به اهداف فوق ضمن پیاده سازی بسترهای سخت افزاری مورد نیاز برای ارسال، دریافت و پردازش سیگنال، اقدام به طراحی الگوریتم های مورد نیاز جهت استحراج سیگنال قلب و حذف اثر تنفس صورت گرفت. نتایج تحقیقات صورت گرفته منجر به تخمین قابل قبول سیگنال قلب گردید که با اتفاده از آن ضربان قلب کاملا قابل تشخیص می باشد که نمونه سیگنال دریافت شده در شکل زیر قابل مشاهده است. مراجع: Mostafa Alizadeh, George Shaker, and Safeddin Safavi-Naeini. Remote Heart Rate Sensing with mm-wave Radar. In Proceedings ANTEM 2018: 2018 18th International Symposium on Antenna Technology and Applied Electromagnetics, 2018. ISBN 9781538613375. Chen, K. M., and H. -R. Chuang, “Measurement of Heart and Breathing Signals of Human Subjects Through Barriers with Microwave Life-Detection Systems,” Proceedings of Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, New Orleans, LA, 1988, pp. 1279–1280. Arno Van Hoek, Elyas Razzaghi , 2019 , Detection of human micro-shivering using a 77 GHz radar , Master thesis , university of HalmstadArno Van Hoek, Elyas Razzaghi , 2019 , Detection of human micro-shivering using a 77 GHz radar , Master thesis , university of Halmstad تصاویر و محتوای گرافیکی مرتبط