用于非接觸生命探測的模擬人體呼吸運動系統(tǒng)研制.pdf

1、雷達式生命探測是一種前沿的非接觸探測技術(shù)，它融合雷達技術(shù)和生物醫(yī)學工程技術(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、心動等所引起的體表微動，進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)可以廣泛運用在軍事醫(yī)療、搶險救災(zāi)和反恐斗爭等領(lǐng)域，具有非常重要的實際應(yīng)用價值[1-2]。
　　在雷達式非接觸生命探測的實驗過程中，要求被測目

2、標能夠提供定量穩(wěn)定的生命信號，而以實際人體作為目標時，因個體差異，每個人的身體狀態(tài)和姿勢均不相同，甚至同一個人在不同時刻，也會由于身體不自主的微動和呼吸不規(guī)律造成生命信號的差異。這些因素不但會影響對系統(tǒng)性能的客觀評價和定量檢測，而且會制約生命探測技術(shù)的科學、深入、全面研究。同時，有些非接觸探測實驗要求多個對電磁波反射程度不同的人體分別作為被測目標，如果數(shù)據(jù)采集時間過長，就會帶來人力資源和時間的浪費。而且，當需要在廢墟壓埋等危險環(huán)境下進行

3、災(zāi)害現(xiàn)場模擬探測實驗時，考慮到安全因素，不宜用真人作為被測目標。因此，迫切需要研制一種仿真人體呼吸運動的系統(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)的人體呼吸運動模擬系統(tǒng)，不僅克服了用人體作為被測目標所帶來的問題，還能模擬不同人體的呼吸運動，為雷達式非接觸生命探測提供了定標信號。
　　本研究主要完成以下工作：
　　1、根據(jù)雷達式非接觸生命探測實驗對被測目標的要求和人體呼吸運動的特點，選取一種用于心肺復蘇的人體模型、

4、一種雙水平正壓睡眠呼吸機、特殊的氣囊和電磁波反射材料，設(shè)計搭建了系統(tǒng)平臺，使系統(tǒng)能夠模擬人體的呼吸運動。
　　2、對系統(tǒng)和人體分別進行接觸式和非接觸式對比實驗，證明了系統(tǒng)具有更好的穩(wěn)定性和可調(diào)性，并根據(jù)實驗總結(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，進行非接觸探測。
　　3、為系統(tǒng)設(shè)計了位移傳感器電路，能夠動態(tài)直觀的監(jiān)測系統(tǒng)模擬人體呼吸運動所引起的胸壁運動幅度。同時