人体表面変位の高調波成分に着目した超広帯域ドップラレーダによる非接触心拍間隔測定

Abstract

レーダを用いて非接触で心拍数や呼吸等のバイタル情報をモニタリングするシステムの開発が注目を集めている．レーダは体表面の微小変位を測定してバイタル情報を推定することができる．近年，超広帯域ドップラレーダを用いて，体表面の微小な変位を観測し，その繰り返しパターンから心拍間隔を推定する方法が提案された．提案された方法では，呼吸による影響を除くためにフィルタが用いられている．本研究では，高周波成分を強調するフィルタを用いることで測定精度が改善することを報告する．心拍数が 1.2Hz 程度である 8 人の被験者を測定し，従来法のフィルタを用いた場合と 1.2, 3.6, 6.2, 8.4Hz を中心周波数とする四つのフィルタを用いた場合の推定精度を評価した．その結果，高次高調波成分を用いることで，基本波・低次高調波を用いる場合と比べて心拍間隔推定精度が大きく改善することが明らかとなった．

Development of non-contact vital information measurement, such as the respiration and heart rate, with ultra-wideband radars attracts strong attention. An estimation algorithm for the interbeat interval based on topological information has been proposed. In the algorithm, a filter which rejects the effects of the respiration is employed. In this study, we report the effectiveness of the filter which emphasizes the high-frequency component. The performance of the filter used in conventional method and filters with the center frequency of 1.2 Hz, 3.6, 6.2, and 8.4 Hz are examined in the experimental studies with eight participants. It is found that the estimation accuracy of the filters with high center frequencies are higher than that selects the baseband frequency of the heart beat.