雷達多被用來做什麼?

你知道的雷達是什麼?較為大眾熟知,是應用在航太、船舶、國防武器上面。例如:在海上,雷達偵測到某個方向有其它航行物體;你可能也聽過新聞報導,我方雷達偵測到它國戰機,接近我國領空。簡言之,雷達多被用來偵測物體移動。它是一種電磁波,某個位置主動發射電磁波,當遇到其它物體,電磁波反射回來,被接受器給接受到。透過一些運算,我們就可以知道這個未知物體的位置,移動速度..等等。這種方式來偵測周遭物體的特點,就是能以非接觸的方式持續偵測反射回來的訊號。而訊號解讀的精準度,就靠背後運算的功力了。

傳統式血壓量測,能以連續波雷達的穿戴產品替代嗎?
傳統式血壓量測,能以連續波雷達的穿戴產品替代嗎? Credit: [email protected] Public Domain Mark 1.0

連續波雷達量測心臟數據

這樣的概念和方式,在生醫產品上,有什麼應用可能性?雷達只能用在大型物體移動嗎?最近 Infineon Technologies AG 和美國的新創公司Blumio發表了合作開發的新聞稿,目標在2021年,完成以連續波雷達為基本原理,長時間監測人體心臟相關數據的解決方案。內容提到 Infineon Technologies AG 將提供一款雷達晶片(monolithic microwave integrated circuits (MMIC) XENSIV 60 GHz ),另倚重Blumio在心臟血管方面的專業和數位訊號處理專長,共同開發新一代的穿戴技術,特別應用於心臟的訊號監測,像是脈搏、收縮壓、舒張壓。

為什麼雷達可以量測血壓呢?當心臟跳動輸出血液到身體,在動脈某些位置,可以感受到皮膚的微小跳動(也就是脈搏),皮膚這樣的微小變化,能夠被雷達偵測到,經過訊號處理,轉換成連續的訊號,進而分析出舒張壓(diastolic pressure)、收縮壓(systolic pressure)、增大壓(augmentation pressure)、脈搏壓(pulse pressure)。

成為穿戴式產品的挑戰

建基在接收反射的雷達訊號,接受到的訊號中雜訊處理,像是濾波,會是這個產品開發上的挑戰。此外,就是電磁波訊號,用在穿戴產品上,要確保仍然能夠得到穩定的訊號,特別是人體穿戴,除了原來的脈搏動作,還有身體的動作,要怎麼能夠讓收到的訊號品質穩定。再者,生物組織對會吸收無線電頻率(Radiofrquency)的電磁波,設計上也希望有個安全的限制,必須遵守電磁波吸收率限制(例如: 美國和台灣都是限制每一公克平均值在1.6瓦/公斤(W/kg))。換言之,就是能量不能太大。但是要能在運作時,適應穿戴者不同的動作、接收距離,接收到穩定訊號,發出的能量值,確實是考量。這兩者之間的考量,需要權衡。

連續波雷達,在概念上似乎真的可行。要發展成為產品,要克服的問題如上述,已經不簡單。生醫人網摘認為,連續性、長時間的生理訊號監測,會是下一場穿戴產品開發的競賽主題。你有興趣也參與嗎?

文章參考:  Infineon Technologies AG, Nature
圖片來源:Blood pressure measuring. Doctor and patient. Health care by agilemktg1@flickr Public Domain Mark 1.0



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BioMeder

生醫人網摘的編輯。熱愛創新和用腦袋的事物,堅持文章一定要有邏輯性,藉由追蹤報導生醫領域的創新和應用來傳播知識。