DOI QR코드

DOI QR Code

Detection of Heartbeat and Respiration Using a Modified Signal Model in the CW Bio-Radar

CW 바이오 레이더에서 수정 송수신 모델을 이용한 심장 박동 및 호흡 검출

  • Seo, Myung-Hwan (Department of Telecommunications and Information Engineering, Korea Aerospace University) ;
  • Lee, Byung-Seub (Department of Telecommunications and Information Engineering, Korea Aerospace University)
  • 서명환 (한국항공대학교 정보통신공학과) ;
  • 이병섭 (한국항공대학교 정보통신공학과)
  • Published : 2008.11.30

Abstract

The paper proposes a new signal model which is revised from the commonly used signal model. Recently, many research institutions had a research about CW bio-radar for detecting he heartbeat and respiration. However, when the bio-radar detects the heartbeat using the previous signal model, the bio-radar has a disadvantage of weakness about he residual phase and AWGN. Also, the model is inappropriate in ergonomics because this signal model supposes hat the heart and lung are located at a same place. In this paper, the modified signal model, which is appropriate n ergonomics, is proposed. This paper analyzes and compares with the performance for detecting the heartbeat and respiration using the previous model and revised model in AWGN and multi-path environment.

이 논문에서는 여러 곳에서 통용되고 있는 기존의 CW(Continuous-Wave) 바이오 레이더 송수신 모델을 수정한 새로운 송수신 모델을 제안한다. 최근에 심장 박동과 호흡을 검출하기 위해 CW 바이오 레이더를 이용해서 여러 연구 기관에서 연구가 진행되고 있다. 그러나 이 통용되고 있는 수신 모델을 이용해서 심장 박동을 검출하게 되면 여분의 위상 변이나 가우시안 잡음에 취약하고, 또한 인체 공학적으로 개념상 정확하지 못한 단점을 가지고 있다. 그러므로 이 논문에서 인체 공학상으로 정확한 수정된 CW 바이오 레이더 송수신 모델을 제안함으로써 여분의 위상 변이와 가우시안 잡음이 있는 환경뿐 아니라 다중 경로 환경에서 기존의 송수신 모델과의 심장 박동과 호흡 검출에 대한 성능을 비교 분석한다.

Keywords

References

  1. J. C. Lin, "Microwave sensing of physiological movement and volume change: A review", Bioelectromagnetics, vol. 13, pp. 557-565, 1992 https://doi.org/10.1002/bem.2250130610
  2. C. Li, Y. Xiao, and J. Lin, "Experiment and spectral analysis of a low-power Ka-band heartbeat detector measuring from four sides of a human body", IEEE Trans, on Microwave Theory and Tech., vol. 54, no. 12, pp. 4464-4471, Dec. 2006 https://doi.org/10.1109/TMTT.2006.884652
  3. A. D. Droitcour, O. B. Lubecke, V. M. Lubecke, J. Lin, and G. T. A Kovacs, "Range correlation and I/Q performance benefits in single-chip silicon Doppler radars for noncontact cardiopulmonary monitoring", IEEE Trans, on Microwave Theory and Tech., vol. 52, no. 3, pp. 838-848, Mar. 2004 https://doi.org/10.1109/TMTT.2004.823552
  4. Y. Xiao, J. Lin, O. B. Lubecke, and V. M. Lubecke, "Frequency-tuning technique for remote detection of heartbeat and respiration using low-power double-sideband transmission in the Ka-band", IEEE Trans. on Microwave Theory and Tech., vol. 54, no. 5, pp. 2023-2032, May 2006 https://doi.org/10.1109/TMTT.2006.873625
  5. Y. Xiao, J. Lin, O. B. Lubecke, and V. M. Lubecke, "A Ka-band low power Doppler radar system for remote detection of cardiopulmonary motion", Proceeding of the 2005 IEEE, Engineering in Medicine and Biology 27th Annual Conference, pp. 7151- 7154, Sep. 2005
  6. B. Lohman, O. B. Lubecke, V. M. Lubecke, P. W. Ong, and M. M. Sondhi, "A digital signal processor for Doppler radar sensing of vital signs", Proceeding of the 23rd Annual EMBS International Conference, pp. 3359-3362, Oct. 2001