一种面向家庭的非接触生理信息监测关键技术研究

It is urgent to need a convenient, unobtrusive and family oriented new technique for monitoring the health of the aged. Present methods mainly used wearable and touchable ways, which limited their applications because of the human subject feeling uncomfortable and inconvenience. The project aimed to study the key techoniques for non-contact monitoring of physiological informaton,combining the techonology of bioradar and wireless communication with biomedical signal processing.The key techoniques included extraction of multi-parameter from physiological information,seperation of the multiple human subjects, retraining of the motion interferences and R&D the low-power and miniature bioradar,which could non-invasively and unconstrainedly monitor the heart rate,respiration rate and gait of human subject at home enviroment.The techonology of non-contact monitoring of the physiological information can be practicaly and widely used in early warning of the health status of the elder people with chronic diseases and mobility.

人口老龄化迫切需要方便、无约束、面向家庭的新型监护技术。现行的监测手段多以接触式穿戴技术为主，由于其不方便和不舒适性，使其应用推广受限。本项目融合生物雷达、无线通信以及生物医学信号处理技术，研究适用于家庭的非接触生理信息监测关键技术。主要研究非接触多生理参数提取、多目标分离、运动干扰抑制及小型化、低功率生物雷达设计等关键技术，实现面向家庭的多参数生理信息（包括呼吸率、心率及变异性指标、步态等）的无创、无约束监测。该研究对慢性病和行动不便老人健康状态的早期预警具有很好的实用价值和应用前景。

人口老龄化迫切需要方便、无约束、面向家庭的新型监护技术。现行的监测手段多以接触式穿戴技术为主，由于其不方便和不舒适性，使其应用于家庭健康监护受限。为此，本项目通过研究非接触呼吸、心跳分离、运动干扰抑制、微型化和低功率生物雷达设计、数据无线传输关键技术，实现了适用于家庭环境的人体呼吸、心跳非接触检测。首先，建立了用于家庭人体呼吸、心跳等信号的非接触检测的单通道IQ正交和脉冲多普勒生物雷达实验平台，实现了人体呼吸和体动信号的非接触检测。在此基础上，本项目提出自适应谐波抵消技术从体动信号中分离呼吸和心跳信号，解决了呼吸信号的谐波与心跳频带混叠导致从体动信号难分离的问题。在家庭环境中使用生物雷达探测人体呼吸或心跳信号时，容易受到其他运动人体干扰的影响，我们提出全向MIMO生物雷达与自适应谱线增强技术相结合，通过通道之间信息的相关性，有效抑制了探测区域人体走动干扰信号，提高了呼吸信号检测的信噪比。最后，本项目以老年人易发疾病-睡眠呼吸暂停为应用点，依据睡眠呼吸暂停后呼吸信号能量的变化以及随机性，我们提出小波信息熵和能量法检测呼吸暂停的技术方法，融合ZigBee无线传输技术，研制出非接触呼吸暂停实验装置，初步实现呼吸和心跳的非接触监测、睡眠呼吸暂停的非接触报警。本项目研究对慢性病和行动不便老人健康状态的早期预警具有很好的实用价值和应用前景。