呼吸、心率等生理指標是人體的基本生命特征信息,可直接反映人體的健康狀況,此外生命特征參數(shù)的異常往往能引發(fā)醫(yī)學上的突發(fā)緊急事件,因此對于這些生命特征信息的實時檢測有非常重要的實用價值。同時,近年來隨著全球人口老齡化嚴重,慢性病普見以及突發(fā)的疫情,對生命體征的監(jiān)測需求日漸強烈。而目前生命特征信息主要依靠貼附于人體的接觸式傳感器、電極進行測量,這些方法都需要傳感器直接或間接地接觸人體,接觸式測量制約了其應用范圍,同時存在使用者依從性問題,當使用者不愿意佩戴或者忘記佩戴傳感設備時,這些系統(tǒng)無法進行監(jiān)測。與上述傳感設備相比,無線信號能夠在用戶毫無察覺的情況下進行監(jiān)測,無需佩戴任何傳感器?;跓o線信號的醫(yī)療健康監(jiān)測系統(tǒng)對用戶的正常生活不造成影響,且能夠解決用戶依從性問題。研究表明,無線技術能夠持續(xù)地監(jiān)測用戶的健康狀況,這使其能夠在發(fā)生暈厥、心臟驟停等緊急情況時及時示警,降低死亡或致殘的風險,從而減輕社會醫(yī)療負擔。
相對于WiFi、音頻設備、視頻設備等無線設備,毫米波雷達的特性使得其更適用于醫(yī)療健康監(jiān)測領域。首先,毫米波雷達是通過對連續(xù)波進行頻率調制,根據(jù)發(fā)射信號和回波信號的頻率差、相位差來獲取目標信息的一種雷達體制。毫米波雷達能夠將獲取的雷達信號劃分為多個角度、距離尺度,相較于WiFi, CW雷達捕獲的信息具有更多的細節(jié),這對于醫(yī)療健康監(jiān)測系統(tǒng)有著重要意義。毫米波固態(tài)器件技術的高速發(fā)展,毫米波雷達能夠兼具調頻連續(xù)波與毫米波集成技術的優(yōu)勢,這進一步縮小了毫米波雷達的體積,同時降低了基于該雷達的醫(yī)療健康監(jiān)測系統(tǒng)的成本。呼吸、心跳引起的身體表面局部振動的幅度分別約 5 mm, 200~500 μm,毫米級的波長有利于監(jiān)測小幅度的振動,從而準確地監(jiān)測生理體征。
同時,在毫米波波段存在大量未使用的頻段,使得基于毫米波雷達的醫(yī)療健康監(jiān)測系統(tǒng)能夠抵抗來自其他頻段的干擾。絕大多數(shù)商用雷達與醫(yī)療設備專用頻段無共享頻段,因此不會對已有的醫(yī)療設備,尤其是植入式醫(yī)療設備造成干擾。隨著5G技術的發(fā)展與廣泛應用,數(shù)據(jù)的傳輸速率與處理速率得到了革命性的提升,這為毫米波雷達的數(shù)據(jù)傳輸與實時處理提供了保障。綜上所述,毫米波雷達在醫(yī)療健康監(jiān)測領域(臨床監(jiān)測、日常健康狀況監(jiān)測等)有著廣泛的應用前景。
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