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도플러 레이더를 이용한 비접촉 방식의 심박 및 호흡 검출에 관한 연구
A Study of Noncontact Heartbeat and Respiration Detection Using the Doppler Radar 원문보기

電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. SC, 시스템 및 제어, v.46 no.1 = no.325, 2009년, pp.1 - 9  

신재연 (연세대학교 의공학과) ,  조성필 (연세대학교 의공학과) ,  장병준 (국민대학교 전자공학부) ,  박호동 ,  이윤수 ,  이경중 (연세대학교 의공학과)

초록
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본 연구에서는 기존의 접촉식 센서를 이용한 생체신호 측정이 아닌 비접촉 방식으로 심박과 호흡을 추출하기 위해 2.4GHz 대역에서 동작하는 도플러 레이더 센서와 베이스 밴드 모듈로 구성된 도플러 레이더 시스템을 설계하고 그 성능을 평가하였다. 설계된 도플러 레이더 시스템은 인체표면의 변위변화에 의해 반사되는 위상변화를 이용하여 심폐 활동을 검출할 수 있다. 도플러 레이더 센서의 I/Q 채널에서 획득한 신호는 베이스 밴드 모듈의 전처리 필터부, 증폭부, 옵셋조정부를 통과하여 호흡과 심박 신호로 분리된다. 도플러 레이더 시스템으로부터 측정된 생체신호와 기존의 생체신호 간의 상관성을 확인하기 위해 호흡과 심박 대역이 각각 다른 쥐, 토끼, 사람을 대상으로 측정하여 그 결과를 비교하였다. 설계된 도플러 레이더 시스템에서 분리된 호흡 및 심박 신호는 측정 대상의 움직임이 없는 상태에서는 높은 검출률을 보였으며, 도플러 레이더에서 심박과 호흡 신호를 검출한 결과 거리, 호흡과 심박의 변이량, 호흡과 심박대역에 따라 검출률이 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, a 2.4 GHz doppler radar system consisting of a doppler radar sensor and a baseband module were designed to detect heart beat and respiration signal without direct skin contact. The doppler radar system emits RF signal of 2.4 GHz toward human chest, and then detects phase modulation of...

주제어

#doppler radar   #baseband module   #respiration   #heartbeat   #non-contact  

참고문헌 (9)

  1. Y. G. Lim, K. K. K, K. S. P, 'ECG Measurement on a Chair Without Conductive Contsct', IEEE Trans. Biomedical Engineering, Vol. 53, No. 5, May 2006 

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  2. Y. G. Lim, K. K. K, K. S. P, 'ECG Recording on a Bed During Sleep Without Direct Skin- Contact', IEEE Trans. Biomedical Engineering, Vol. 54, No. 4, April 2006 

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  3. W. Takashi, W. Kajiro, 'Noncontact Method for sleep Stage Estimation', IEEE Trans. Biomedical Engineering, Vol. 51, No. 10, October 2004 

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  4. C-C. Wang, S. Trivedi, Feng Jin, S, Stepanov, Z. Chen, Jacob Khurgin, P. Rodriguez, N. Prasad, 'Human Life Signs Detection Using High- Sensitivity Pulsed Laser Vibrometer', IEEE SENSORS JOURNAL, Vol. 7, No. 9, September 2007 

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  5. J. C. Lin, 'Microwave Apexcardiography,' IEEE Trans. Microwave Theory Tech, Vol. 27, pp. 618-620, 1979 

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  6. S. S. Stuchly, A. Smith, M. Goldberg, A Transnote, A. Menard, 'A Microwave Device for Arterial Wall Motion Analysis,' proc 33rd Annual Conf Eng Med Biol, 1980 

  7. J.C.Lin, 'Non-invasive Microwave Measurement of Respiration,' proc, IEEE, Vol. 63, p.1530, 1975 

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  8. Y. J. Lee, B. J. Jang, J. G. Yook, 'An 2.4GHz Bio-radar System for Non-Contact Measurement of Heart and Respiration', Journal of Korea Electromagnetic Engineering Society, Vol. 19, No. 2, pp.191-199, 2008 

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  9. A. D. Droitcour, O, Boric-Lubecke, V. M. Lubecke, J. Lin, and G. T. A. Kovac, 'Range correlation and I/Q performance benefits in single-chip silicon doppler radar for non-contact cardiopulmonary monitoring', IEEE Trans. Microwave Theory Tech. Vol. 52, pp. 838-848, 2004 

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