120GHzのダブルレーダーシステムによる非接触呼吸パターンモニタリング

科学分野:

• 生物医学工学
• 医療機器
• 呼吸器の生理学

背景:

• 呼吸器の継続的なモニタリングは,医療において極めて重要です.
• コンタクトデバイスには 不快感や制限された使用といった 限界があります
• 非接触レーダーは 潜力を秘めていますが 複雑な呼吸パターンと 動きのアーティファクトに 苦労しています

研究 の 目的:

• 呼吸器の正確なモニタリングのための非接触のダブルレーダーシステムを開発する.
• 胸部と腹部の動きを別々に測定する.
• 動作の干渉を軽減して 精度を向上させるため

主な方法:

• 狭いビームのアンテナとカスタム信号を備えたダブルレーダーシステムが採用されました.
• アダプティブ・ダイナミック・タイム・ウォーピング (DTW) アルゴリズムは,動作の干渉を抑制するために使用されました.
• 胸部と腹部の波形から 呼吸器のパラメータを抽出しました

主要な成果:

• 胸部と腹部のレーダーと呼吸帯の信号の高相関性 (0. 92)
• 精密な呼吸率 (RMSE: 0. 80bpm) と胸腹相角 (MAE: 3.4°) を測定する.
• 35人の健康な被験者と3人の呼吸器疾患の患者に強固なパフォーマンスを示した.

結論:

• 二重レーダーシステムにより 精密で非接触の 呼吸器の長時間監視が可能になります
• 胸部と腹部のアシンクロニティを評価し,無呼吸を検出することができます.
• 呼吸器系疾患の検出と 家庭医療の応用に期待されています