疲劳性骨折

毫米波雷达在医疗健康领域的典型应用


1、生理体征监测:

生理体征是反映人体身体和精神状态的重要指标。在医疗健康监测领域,例如睡眠监测、疲劳检测、情绪感知等高级应用都依赖准确的生理体征监测。部分生理活动能够导致人体表面特定区域出现局部微振动。毫米波雷达对于微振动具有较高的分辨率,能够获取到微振动信号,从而准确地监测生理体征。

2、睡眠质量监测

良好的睡眠质量对个人的身心健康,生活质量,工作效率有着重要意义。为了定量地评估睡眠质量,美国睡眠医学学会(AmericanAcademyofSleepMedicine,AASM)将睡眠分为觉醒(WAKE)、快速眼动期(RapidEyeMovement,REM)、N1、N2和N35个睡眠阶段,其中N1被归类为浅睡期,N2,N3被归类为深睡期,这些阶段在整晚睡眠中的占比是评估睡眠质量的重要指标,对HRV与心肺耦合(心血管系统与呼吸系统的相互作用机制)的相关研究表明,呼吸和心跳模式与睡眠阶段有着潜在的联系。通过计算睡眠延迟(SleepLatency,SL)、卧床时间(TimeinBed,TIB)、总睡眠时间(TotalSleepTime,TST)、睡眠效率(SleepEfficiency,SE,即TST/TIB)、觉醒后清醒时间(WakeAfterSleepOnset,WASO)等与失眠程度量化评估指标(该指标由美国国家睡眠基金会依据AASM标准制定,受到广泛认可),从而判断被试者是否失眠。

3、呼吸暂停监测

睡眠呼吸暂停(SleepApnea,SA)是一种常见且可能致命的睡眠障碍。作为一种潜在的身体疾病,睡眠障碍很难在睡眠中被轻易发现,会增加患心血管功能障碍、中风、糖尿病等疾病的风险,对健康构成威胁。

4、睡姿识别

睡眠时的姿势对人体健康有着一定影响。研究表明,睡眠质量与睡眠姿势以及姿势的改变密切相关。同时,睡姿的监测在SA、帕金森[等疾病的治疗过程中有着重要价值,例如,对于阻塞性SA患者,仰卧这一睡姿会导致不良的气道几何形状,减小肺容积,是不推荐的睡姿。不正确的睡姿甚至会增加癫痫、婴儿猝死综合征等疾病患者猝死的风险

5、跌倒检测

跌倒是老年人意外死亡、受伤的主要原因。对于老年人群,跌倒造成骨折的概率约为90%。在65岁以上的老人中,约三分之一每年至少经历一次摔倒,其中大部分老人跌倒后受伤并住院接受治疗。调查显示,跌倒直接导致每年上百亿美元的医疗开销。如果老人在跌倒后没有被及时被发现,那么跌倒的风险就大得多,因为老人跌倒后往往无法独立爬起,长时间躺在地板上可能会导致体温过低、脱水、横纹肌溶解、吸入性肺炎和压疮,甚至死亡。对于独居老人,跌倒后没有被及时治疗的情况则更加普遍。近年来,随着信息技术与物联网技术的发展,跌倒检测系统成为医疗健康领域的研究热点。如果能够在被监测者跌倒时及时向亲属及监护人员示警,不仅能降低死亡及受伤的风险,同时也能够减少医疗资源消耗。

6、脑血管监测/心血管疾病检测:

心脑血管疾病是心脏血管和脑血管疾病的统称,泛指由于高脂血症、血液黏稠、动脉粥样硬化、高血压等所导致的心脏、大脑及全身组织发生的缺血性或出血性疾病。心脑血管疾病是一种严重威胁人类,特别是50岁以上中老年人健康的常见病,具有高患病率、高致残率和高死亡率的特点,即使应用目前最先进、完善的治疗手段,仍可有50%以上的脑血管意外幸存者生活不能完全自理,全世界每年死于心脑血管疾病的人数高达万人,居各种死因首位。

7、慢性呼吸疾病检测:

慢性呼吸疾病在中国发病率高。其中,我国20岁及以上人群哮喘患病率为4.2%,成人患者总数达万人。此外,研究表明,我国慢性阻塞性肺疾病(ChronicObstructivePulmonaryDisease,COPD)患者人数约1亿人。慢性呼吸疾病的早期发现与康复评估对于该疾病的整体防控有着重要意义。目前已有基于ECG信号中提取的呼吸努力值进行COPD检测的研究。慢性呼吸疾病患者普遍存在气短、咳嗽和呼吸困难等症状。毫米波雷达能够对上述症状及使用者的生理体征进行监测,基于数据融合对使用者的肺功能进行综合性评估,有望为慢性呼吸疾病的早期发现和康复评估提供有效的手段。

8、心理健康状况评估:

对心理健康的评估也是医疗健康应用的重要方面。一些研究揭示了心血管系统、呼吸系统与人的情绪、压力等心理状态有着潜在的联系。FMCW雷达能够监测心血管系统以及呼吸系统的活动,因此具有监测用户当前心理状态的潜在可能。对用户的心理状态进行长时间持续监测,得到的统计结果理论上能够反映用户的心理健康状况。

9、疲劳检测:

疲劳是界定虚弱和衰老问题的主要医学症状。同时,疲劳也是导致健康生活质量下降的关键因素,这可能会造成相当大的健康和经济负担。当人们长时间驾驶或过度工作学习时,疲劳会导致记忆力或注意力的下降,甚至会危及生命。此外,疲劳是许多常见疾病的症状,如类风湿性关节炎、癌症等。相关研究表明,呼吸努力值、心率等生理体征能够反映人体疲劳程度。




转载请注明:http://www.pilaoxingguzhe.com/pzzd/9928.html


当前时间: