隨著醫(yī)學(xué)和醫(yī)療保健的進(jìn)步，人類的平均預(yù)期壽命不斷增加。世界上幾乎每個(gè)國(guó)家/地區(qū)的老年人口規(guī)模和比例都在增長(zhǎng)，65 歲及以上的人口總數(shù)預(yù)計(jì)到 2050 年將翻一番，達(dá)到 15 億。與此同時(shí)，為了應(yīng)對(duì)這一老齡化發(fā)展趨勢(shì)，必須擴(kuò)大居家照護(hù)或護(hù)理設(shè)施的規(guī)模。
疾病控制與預(yù)防中心的數(shù)據(jù)顯示，每年有近 25% 的老年人跌倒，老年人跌倒是美國(guó)創(chuàng)傷性入院的主要原因。了解跌倒或其他與健康相關(guān)的事件何時(shí)發(fā)生，并能夠快速做出反應(yīng)，有助于確?；颊叩玫剿璧淖o(hù)理。
當(dāng)前技術(shù) – 家庭健康
醫(yī)用傳感器以及連接技術(shù)的創(chuàng)新正幫助老年人在家中過(guò)上正常的生活，并確保在發(fā)生意外時(shí)能夠及時(shí)提供幫助。這些醫(yī)用傳感器通?；诩铀儆?jì)來(lái)檢測(cè)跌倒等運(yùn)動(dòng)特征，并可自動(dòng)呼叫家人或護(hù)理人員尋求幫助。
老年人必須在脖子或手腕上佩戴這些由電池供電的傳感器;將他們佩戴在身體上有助于傳感器識(shí)別諸如跌倒等宏觀運(yùn)動(dòng)，并使用連接節(jié)點(diǎn)聯(lián)系家人或護(hù)理人員。其他傳感器(如心電圖或脈搏血氧計(jì))也可以提供健康參數(shù)的連續(xù)視圖(如生命體征或睡眠質(zhì)量)。
如圖 1 所示，這些醫(yī)用傳感器均面臨各自的挑戰(zhàn)。為確保有效運(yùn)行，消費(fèi)者必須記得佩戴并為其充電，這可能會(huì)影響舒適性或可行性。有些型號(hào)需要患者在發(fā)生健康事件時(shí)按下按鈕，但如果患者無(wú)行為能力時(shí)，便無(wú)法發(fā)揮作用。最后，傳感器需要非常準(zhǔn)確，以便區(qū)分跌倒事件和日?；顒?dòng)。當(dāng)一個(gè)人快速坐下或拍手時(shí)，當(dāng)前的傳感器往往會(huì)誤判。某些類型的傳感器(如光學(xué)攝像頭中使用的傳感器)放置在家中時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生隱私問(wèn)題。
圖1：通過(guò)解決久坐或移動(dòng)、跌倒以及表示長(zhǎng)期健康趨勢(shì)或睡眠質(zhì)量的生命體征檢測(cè)等問(wèn)題的技術(shù)，可幫助實(shí)現(xiàn)家庭健康。
毫米波雷達(dá)：具有隱私保護(hù)功能的非接觸式感應(yīng)
60GHz 毫米波雷達(dá)是另一種可用于檢測(cè)和跟蹤家庭健康和行為的傳感技術(shù)。雷達(dá)有助于解決多種傳感挑戰(zhàn)，包括確定房間是否有人(以及有多少人)，識(shí)別運(yùn)動(dòng)特征以辨別跌倒事件，以及測(cè)量一個(gè)人的生命體征以評(píng)估睡眠質(zhì)量等問(wèn)題。毫米波雷達(dá)本質(zhì)上是一種基于射頻的傳感器，可在不接觸身體的情況下進(jìn)行感應(yīng)，由于該傳感器不提供任何視覺識(shí)別信息，因此可安裝在臥室或浴室等敏感區(qū)域。在應(yīng)用層面將這些功能結(jié)合在一起，有助于通過(guò)家庭監(jiān)控系統(tǒng)獲取家人的安全和健康信息，從而讓親人和護(hù)理人員放心。
IWR6843AOP 利用片上天線以及微控制器和數(shù)字信號(hào)處理器的板載處理功能來(lái)處理目標(biāo)的距離、速度和角度信息。距離和角度信息可用于生成“點(diǎn)云”，當(dāng)將其輸入歷史跟蹤器時(shí)，不僅可以確定一個(gè)房間內(nèi)是否有人，還可以確定這個(gè)人在房間內(nèi)的位置。該點(diǎn)云和跟蹤器信息可用于確定一個(gè)人是在移動(dòng)還是久坐，或者他們是否具有正常行為，例如早晨步行到廚房。
以指示跌倒的雷達(dá)點(diǎn)云為例，圖 2 用綠點(diǎn)表示點(diǎn)云，并為這一簇點(diǎn)云分配了一條紅色軌跡。右圖顯示了人的瞬時(shí)高度和平均高度，可以使用算法來(lái)檢測(cè)一個(gè)人是否跌倒。
圖2：一個(gè)人跌倒后的雷達(dá)點(diǎn)云示例
速度信息可以測(cè)量房間內(nèi)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)特征。通過(guò)量身定制的算法或人工智能，這些運(yùn)動(dòng)特征可以識(shí)別諸如步態(tài)不穩(wěn)、跌倒或近乎跌倒等行為。另一種用途是放在床邊測(cè)量睡眠期間的活動(dòng)，并確定睡眠模式是否發(fā)生變化。如圖 3 所示，運(yùn)動(dòng)特征甚至可以測(cè)量一個(gè)人坐著或躺下時(shí)的心率和呼吸頻率。
圖3：使用 IWR6843AOP 傳感器測(cè)量的心率和呼吸頻率，該傳感器安裝在胸部高度位置，分別距離坐著的人 1.2m 和 2.5m 處。
在圖 3 中，上面部分的圖片顯示了使用胸掛式商用心率監(jiān)測(cè)器(黑線)，與 IWR6843AOP 處理過(guò)的輸出(綠線)的比較。心率誤差小于 5bpm(相對(duì)于胸掛式傳感器的真實(shí)值)，表明無(wú)需傳感器接觸身體，即可保障良好的測(cè)量精度。
結(jié)語(yǔ)
毫米波雷達(dá)是一項(xiàng)不斷發(fā)展的技術(shù)，非常適合在家庭監(jiān)控和醫(yī)療領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)全新的創(chuàng)新功能。請(qǐng)前往 TI 官網(wǎng)，了解有關(guān)毫米波雷達(dá)傳感器的更多信息，包括評(píng)估模塊、演示軟件或來(lái)自我們第三方合作伙伴提供的解決方案。
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