[发明专利]用于多普勒雷达的自动发射功率调节

说明书

技术领域

本发明涉及使用多普勒(Doppler)雷达技术检测心脏运动的领域。更具体而言，本发明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。

背景技术

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，参见发明人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，例如如发明人发表的上述文章所述，以前可以从Infineon获得的KMY24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。

发明内容