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CN103126684A - 一种非接触式肠蠕动监测设备 - Google Patents

一种非接触式肠蠕动监测设备 Download PDF

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CN103126684A
CN103126684A CN2013100471359A CN201310047135A CN103126684A CN 103126684 A CN103126684 A CN 103126684A CN 2013100471359 A CN2013100471359 A CN 2013100471359A CN 201310047135 A CN201310047135 A CN 201310047135A CN 103126684 A CN103126684 A CN 103126684A
Authority
CN
China
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signal
module
radar
radar signal
enterokinesia
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2013100471359A
Other languages
English (en)
Inventor
洪弘
朱晓华
顾陈
李洪涛
李彧晟
陈恒明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing University of Science and Technology
Original Assignee
Nanjing University of Science and Technology
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Publication date
Application filed by Nanjing University of Science and Technology filed Critical Nanjing University of Science and Technology
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Publication of CN103126684A publication Critical patent/CN103126684A/zh
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Abstract

本发明公开了一种非接触式肠蠕动监测设备包括雷达信号发射模块、雷达信号模拟接收模块和数字信号处理模块，雷达信号模拟接收模块分别与雷达信号发射模块和数字信号处理模块相连；雷达信号发射模块用于向被监测人员发射连续波雷达信号，由雷达信号发射模块发射的连续波雷达信号经过人体反射后得到的雷达回波信号，雷达回波信号经过雷达信号模拟接收模块接收并解调成为基带信号，再将基带信号经过数字信号处理模块进行频率检测。本发明设备体积小巧，便于安装，发射功率微小，不会对被监测者及医务人员产生任何伤害或副作用，方便医务人员实时、连续掌握病人的肠蠕动状况。

Description

一种非接触式肠蠕动监测设备
技术领域
本发明属于雷达领域，特别涉及一种非接触式肠蠕动监测设备。
背景技术
肠蠕动和呼吸、心跳等信号一样都是人体重要的身体特征状况的信号。目前常用的肠蠕动监测方法主要有听诊肠鸣音、胃肠内窥镜监测等接触式监测方法，而雷达探测技术在肠运动功能监测方面由于具有非侵入性、无放射性，因此有着广泛的应用前景。本发明涉及的非接触式肠蠕动监测设备可以对患者肠运动进行实时、准确、量化、客观、连续的监测，能够方便判断不同肠信号与患者胃肠功能状况的关系，区分正常状态与病理状态下肠蠕动的不同。目前用于临床应用的非接触式肠蠕动监测设备体积庞大，不便于安装，测量精度不高，发射功率较大，同时不方便医务人员准确、实时、连续掌握病人的肠蠕动状况。
发明内容
本发明的目的在于提供一种非接触式肠蠕动监测设备，通过对患者肠运动进行实时、准确、量化、客观、连续的监测，判断不同肠信号与患者胃肠功能状况的关系，区分正常状态与病理状态下肠蠕动的不同。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种非接触式肠蠕动监测设备，包括雷达信号发射模块、雷达信号模拟接收模块和数字信号处理模块，雷达信号模拟接收模块分别与雷达信号发射模块和数字信号处理模块相连；雷达信号发射模块用于向被监测人员发射连续波雷达信号，由雷达信号发射模块发射的连续波雷达信号经过人体反射后得到的雷达回波信号，雷达回波信号经过雷达信号模拟接收模块接收并解调成为基带信号，再将基带信号经过数字信号处理模块进行频率检测。
本发明与现有技术相比，其显著优点：该系统体积小巧，便于安装，测量精度高，发射功率微小，不会对被监测人员产生任何伤害或副作用，方便医务人员准确、实时、连续掌握病人的肠蠕动状况。
附图说明
图1是本发明所提供的非接触式肠蠕动监测设备的系统结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
本发明提供了一种非接触式肠蠕动监测设备，包括雷达信号发射模块、雷达信号模拟接收模块和数字信号处理模块，雷达信号模拟接收模块分别与雷达信号发射模块和数字信号处理模块相连；雷达信号发射模块用于向被监测人员发射连续波雷达信号，由雷达信号发射模块发射的连续波雷达信号经过人体反射后得到的雷达回波信号经过雷达信号模拟接收模块接收并解调成为基带信号，由雷达信号模拟接收模块处理后得到的基带信号经过数字信号处理模块进行频率检测。
雷达信号发射模块包括压控振荡器和发射天线，发射天线一端与压控振荡器相连，另一端与雷达信号模拟接收模块相连，压控振荡器用于产生连续波雷达信号，由压控振荡器产生的连续波雷达信号通过发射天线向被监测人员发射。
雷达信号模拟接收模块包括接收天线、低噪声放大器、射频带通滤波器和混频器，接收天线一端与雷达信号发射模块相连，另一端与低噪声放大器连接，射频带通滤波器一端与低噪声放大器连接，另一端与混频器连接，混频器再与数字信号处理模块连接，接收天线用于接收经过被监测人员反射的雷达回波信号，由接收天线接收的雷达回波信号经过低噪声放大器滤除噪声，将信号放大；由经过低噪声放大器放大的信号经过射频带通滤波器滤除射频信号中夹带的低频信号，再由经过射频带通滤波器后得到的射频信号经过混频器解调得到基带信号。
数字信号处理模块包括滤波模块和与滤波模块相连的频率检测模块，滤波模块一端与雷达信号模拟接收模块连接，另一端连接频率检测模块，由经过滤波模块滤波后的信号经过频率检测模块进行肠蠕动频率检测。
本发明的工作原理：压控振荡器用于产生连续波雷达信号，由压控振荡器产生的连续波雷达信号通过发射天线向被监测人员发射。发射的雷达信号经过被监测人员反射得到回波信号并由接收天线接收，由接收天线接收的雷达回波信号经过低噪声放大器滤除噪声，将信号放大。由经过低噪声放大器放大的信号经过射频带通滤波器滤除射频信号中夹带的低频信号，由经过射频带通滤波器后得到的射频信号经过混频器解调得到基带信号。得到的基带信号经过滤波模块滤除基带中的干扰信号。由经过滤波模块滤波后的信号经过频率检测模块进行肠蠕动频率检测。
本发明实施所提供的设备参数如下：
压控振荡器：工作频率为2.4GHz，用于产生S波段的连续波雷达信号；
发射天线和发射天线：经典平板天线，其中波束宽度为V≤±20°，H≤±20°，天线增益为12.5dBi，天线发射功率为0.1mW，监测距离为3米；
低噪声放大器：中心频率为2.4GHz，噪声系数为1.65dB（含隔离器损耗）；
射频带通滤波器：中心频率为2.4GHz，带宽100MHz，插入损耗小于3dB；
混频器：混频器中本地振荡器工作频率为2.4GHz；
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步的详细说明。
（1）利用压控振荡器产生连续波信号，并通过发射天线发射相应的连续波雷达信号；
（2）由接收天线接收雷达回波进行低噪声放大、射频带通滤波和混频处理，将回波信号由射频解调至基带；
（3）基带信号经过截止频率为0.4Hz的低通滤波器滤除基带信号中的干扰信号（如呼吸信号、肢体抖动信号）及噪声信号，最后对肠蠕动信号进行频率检测。
本发明实施所提供的设备参数如下：
（1）工作频率：2–5GHz；
（2）发射功率：0.1mW；
（3）监测距离：3米。
该监测设备可采用一体化结构，即将压控振荡器、发射天线、接收天线、低噪声放大器、射频带通滤波器和混频器六个部分加工为一个整体。

Claims (4)

1.一种非接触式肠蠕动监测设备，其特征在于：包括雷达信号发射模块、雷达信号模拟接收模块和数字信号处理模块，雷达信号模拟接收模块分别与雷达信号发射模块和数字信号处理模块相连；雷达信号发射模块用于向被监测人员发射连续波雷达信号，由雷达信号发射模块发射的连续波雷达信号经过人体反射后得到的雷达回波信号，雷达回波信号经过雷达信号模拟接收模块接收并解调成为基带信号，再将基带信号经过数字信号处理模块进行频率检测。
2.根据权利要求1所述的一种非接触式肠蠕动监测设备，其特征在于：雷达信号发射模块包括压控振荡器和发射天线，发射天线一端与压控振荡器相连，另一端与雷达信号模拟接收模块相连，压控振荡器用于产生连续波雷达信号，由压控振荡器产生的连续波雷达信号通过发射天线向被监测人员发射。
3.根据权利要求1所述的一种非接触式肠蠕动监测设备，其特征在于：雷达信号模拟接收模块包括接收天线、低噪声放大器、射频带通滤波器和混频器，接收天线一端与雷达信号发射模块相连，另一端与低噪声放大器连接，射频带通滤波器一端与低噪声放大器连接，另一端与混频器连接，混频器再与数字信号处理模块连接，接收天线用于接收经过被监测人员反射的雷达回波信号，上述雷达回波信号经过低噪声放大器滤除噪声，将信号放大；在将由低噪声放大器放大的信号经过射频带通滤波器滤除射频信号中夹带的低频信号，再由经过射频带通滤波器后得到的射频信号经过混频器解调得到基带信号。
4.根据权利要求1所述的一种非接触式肠蠕动监测设备，其特征在于：数字信号处理模块包括滤波模块和频率检测模块，滤波模块一端与雷达信号模拟接收模块连接，另一端连接频率检测模块，滤波模块用于滤除基带信号中的干扰信号，由经过滤波模块滤波后的信号经过频率检测模块进行肠蠕动频率检测。
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