用于非接觸生命探測的模擬人體呼吸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)研制.pdf

1、雷達(dá)式生命探測是一種前沿的非接觸探測技術(shù)，它融合雷達(dá)技術(shù)和生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)于一體，無需任何電極或者傳感器接觸生命體，以電磁波為探測媒介，間隔一定距離，并可穿透非金屬介質(zhì)（如衣服、磚墻、廢墟等），探測到由呼吸、心動(dòng)等所引起的體表微動(dòng)，進(jìn)而提取出人體的生命體征參數(shù)，并判斷有無生命體的存在。這種技術(shù)可以廣泛運(yùn)用在軍事醫(yī)療、搶險(xiǎn)救災(zāi)和反恐斗爭等領(lǐng)域，具有非常重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值[1-2]。
　　在雷達(dá)式非接觸生命探測的實(shí)驗(yàn)過程中，要求被測目

2、標(biāo)能夠提供定量穩(wěn)定的生命信號(hào)，而以實(shí)際人體作為目標(biāo)時(shí)，因個(gè)體差異，每個(gè)人的身體狀態(tài)和姿勢均不相同，甚至同一個(gè)人在不同時(shí)刻，也會(huì)由于身體不自主的微動(dòng)和呼吸不規(guī)律造成生命信號(hào)的差異。這些因素不但會(huì)影響對系統(tǒng)性能的客觀評價(jià)和定量檢測，而且會(huì)制約生命探測技術(shù)的科學(xué)、深入、全面研究。同時(shí)，有些非接觸探測實(shí)驗(yàn)要求多個(gè)對電磁波反射程度不同的人體分別作為被測目標(biāo)，如果數(shù)據(jù)采集時(shí)間過長，就會(huì)帶來人力資源和時(shí)間的浪費(fèi)。而且，當(dāng)需要在廢墟壓埋等危險(xiǎn)環(huán)境下進(jìn)行

3、災(zāi)害現(xiàn)場模擬探測實(shí)驗(yàn)時(shí)，考慮到安全因素，不宜用真人作為被測目標(biāo)。因此，迫切需要研制一種仿真人體呼吸運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)。本課題研制了一種輸出定量、穩(wěn)定、生命參數(shù)連續(xù)可調(diào)的人體呼吸運(yùn)動(dòng)模擬系統(tǒng)，不僅克服了用人體作為被測目標(biāo)所帶來的問題，還能模擬不同人體的呼吸運(yùn)動(dòng)，為雷達(dá)式非接觸生命探測提供了定標(biāo)信號(hào)。
　　本研究主要完成以下工作：
　　1、根據(jù)雷達(dá)式非接觸生命探測實(shí)驗(yàn)對被測目標(biāo)的要求和人體呼吸運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，選取一種用于心肺復(fù)蘇的人體模型、

4、一種雙水平正壓睡眠呼吸機(jī)、特殊的氣囊和電磁波反射材料，設(shè)計(jì)搭建了系統(tǒng)平臺(tái)，使系統(tǒng)能夠模擬人體的呼吸運(yùn)動(dòng)。
　　2、對系統(tǒng)和人體分別進(jìn)行接觸式和非接觸式對比實(shí)驗(yàn)，證明了系統(tǒng)具有更好的穩(wěn)定性和可調(diào)性，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)總結(jié)出人體在非接觸生命探測中對電磁波的反射能量值范圍，通過調(diào)整參數(shù)，使系統(tǒng)能夠模擬不同人體的反射能量值，進(jìn)行非接觸探測。
　　3、為系統(tǒng)設(shè)計(jì)了位移傳感器電路，能夠動(dòng)態(tài)直觀的監(jiān)測系統(tǒng)模擬人體呼吸運(yùn)動(dòng)所引起的胸壁運(yùn)動(dòng)幅度。同時(shí)