Устройство бесконтактного мониторинга вариабельности сердечного ритма

Описание проекта

Общая характеристика проекта

В проекте предлагается разработка устройства, которое бесконтактным методом с использованием электромагнитных волн и принципов радиолокации, сможет вести оценку вариабельности ритма сердца человека. Вариабельность сердечного ритма несет информацию не только о состоянии сердечно-сосудистой системы человека, но о его психическом и эмоциональном состоянии, а также общей устойчивости организма к внешним воздействиям. Оценка вариабельности предлагаемым методом может быть востребована при допуске сотрудников, на ответственные виды работ.

Проблема

Современный ритм жизни, непредвиденные обстоятельства, повышенная физическая активность, высокая профессиональная ответственность - все это только малая часть факторов, влияющих на психоэмоциональное состояние человека. Постоянное чувство стресса пагубно влияет не только на качество жизни в целом, но и оказывает отрицательное воздействие на здоровье организма, в частности - на физическое состояние и вегетативную нервную систему. Происходит провокация развития болезней, ухудшается работоспособность, производительность и концентрация. Человеку не всегда предоставлена возможность и действенный инструмент для мониторинга своего общего состояния. Главная проблема заключается в отсутствии получения информации и данных о вышеперечисленных изменениях. Несвоевременно выявленные психоэмоциональные отклонения влекут серьёзные внутренние и внешние последствия.

Решение

Анализ вариабельности сердечного ритма может служить инструментом, позволяющим решит указанную проблему. В частности, в работе Mehrdad Nosrati, Negar Tavassolian. High-Accuracy Heart Rate Variability Monitoring Using Doppler Radar Based on Gaussian Pulse Train Modeling and FTPR Algorithm // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Volume: 66, Issue: 1, January 2018 (https://doi.org/10.1109/TMTT.2...) показано, что датчиком для регистрации и анализа вариабельности сердечного ритма может являться радиолокационная система. Данная идея положена в основу предлагаемого продукта.

Описание продукта

Разрабатываемое устройство будет представлять из себя печатную плату с размещенной на ней микрополосковой MIMO-антенной в диапазоне 77 ГГц на основе микросхемы AWR1642.

Излучающая антенна посылает пачку радиоимпульсов с линейной частотной модуляцией, которые отражаются от объекта интереса - грудной клетки человека - регистрируются приемной антенной и преобразуются в цифровую форму для обработки в цифровом процессоре. Реализуется алгоритм обработки полученной с принимающей антенны информации с целью анализа изменения фазы импульсов, так как характер движения изучаемого объекта заключается именно в фазе отражённого сигнала.

Анализ выполняется с помощью алгоритма оконной обработки сигнала, включающего в себя фильтрацию, выделение максимума спектра, обратное преобразование максимума в гармонический сигнал, из которого выделяется искомая информация путём математических преобразований.

Потребители

Организации с ответственными видами работ такими как водители, диспетчеры электросетей, операторы энергетических установок и другие.