Impulsinių radarų masyvo taikymas gyvybinių parametrų stebėsenai

Ištrauka

Impulsinių radarų masyvo taikymas gyvybinių parametrų stebėsenai
Baigiamasis magistro projektas

Turinys
Lentelių sąrašas 7
Paveikslų sąrašas 8
Santrumpų ir terminų sąrašas 10
Įvadas 11
1. Literatūros apžvalga 13
1.1. Klinikinė kvėpavimo ir širdies ritmo reikšmė ir jų matavimas 13
1.1.1. Kvėpavimo fiziologija 13
1.1.2. Širdies fiziologija 15
1.1.3. Gyvybinių parametrų stebėjimas elektromagnetiniais radarais 16
1.1.4. Radarų klasifikacija ir veikimo principas 16
1.1.5. Atstumo matavimas radaru 16
1.1.6. IQ duomenys 17
1.2. Plačiajuosčiai impulsiniai radarai ir jų masyvai 17
1.2.1. Impulsiniai radarai ir radarų masyvas 17
1.2.2. A111 radaro masyvas 19
1.2.3. A121 radaro masyvas 19
1.2.4. Radaro struktūrinė schema 20
1.3. Pirmo skyriaus apibendrinimas 21
2. Tyrimo metodologija 22
2.1. Radaro signalų modeliavimas 22
2.2. Radarų masyvo konfigūracija eksperimentų metu 23
2.3. Bendras signalų apdorojimo algoritmas 24
2.3.1. Bendrojo judesio iš radaro signalų išskyrimas 24
2.3.2. Mažiausiųjų vidutinių kvadratų adaptyvusis filtras 25
2.3.3. Atraminių duomenų surinkimas ir apdorojimas 29
2.4. Atlikto matavimo eksperimento eigos aprašymas 32
2.5. Duomenų bazė 34
2.6. Antro skyriaus apibendrinimas 34
3. Rezultatai 35
3.1. Rezultatų pateikimo paaiškinimas 35
3.2. Rezultatai su duomenis, kai tiriamasis sėdi nejudėdamas 35
3.3. Rezultatai su duomenimis kai tiriamasis juda 38
3.4. Rezultatai su duomenimis, kai tiriamasis pasisukęs 30 laipsnių kampu 41
3.1. Rezultatai su duomenimis, kai tiriamasis pasisukęs 30 laipsnių kampu į kitą pusę 44
3.2. Rezultatai po fizinio krūvio, tiriamajam sėdint ramiai 47
3.3. Trečio skyriaus apibendrinimas 50
4. Diskusija 52
Išvados 55
Priedai 59
1priedas. Dalinių rezultatų pristatymas konferencijoje 59
2priedas. A111 Radarų masyvo matavimų rezultatai 60
3priedas. A121 Radarų masyvo matavimų rezultatai 63
4priedas. Kiti išvestiniai matavimų rezultatai 66
5priedas. Pasiūlyto signalų apdorojimo algoritmo bendra schema 67

Įvadas
Žmogaus kūne vyksta įvairūs kompleksiniai procesai, kurie yra būtini kūno funkcionavimui,
gyvybės palaikymui ir aplinkos suvokimui. Vieni procesai užtikrina maistinių medžiagų absorbciją,
kiti temperatūros reguliavimą, dujų apykaitą ar bendros homeostazės palaikymą. Žmogui
sunegalavus, įvykus traumai ar išsivysčius ūminei būklei, medikai pirmiausia vertina svarbiausius
gyvybinius parametrus: širdies ritmą, kvėpavimą, arterinį kraujo spaudimą, deguonies įsisotinimą,
kūno temperatūrą, kadangi šie fiziologiniai parametrai atspindi būtiniausius gyvybės palaikymo
procesus ir bendrą žmogaus būklę. Šiame darbe dėmesys bus skiriamas kvėpavimo ritmo ir širdies
ritmo gyvybiniams parametrams. Kvėpavimas ir širdies darbas – tai procesai, kurie užtikrina ne tik
viso kūno audinių aprūpinimą deguonimi, bet svarbiausia - smegenų audinio gyvybingumą.
Nutraukus kvėpavimo ir širdies darbo procesą žmogų ištinka klinikinė mirtis, kuri tęsiasi apie 4-6
minutes arba iki tol, kol smegenyse atsiranda negrįžtamų pokyčių. Įvykus negrįžtamiems neuronų
žūties procesams smegenyse prasideda biologinės mirties procesas [43, 44]. Tačiau ne vien tik
traumų ar ūmių būklių atvejais kvėpavimo ritmas ar širdies ritmas gali būti naudingas parametras
organizmo būklės vertinimui. Ramybės būsenos širdies ritmas gali būti širdies ir kraujagyslių
sistemos patologijų rizikos indikatorius [45]. Šveicarijos universiteto ligoninės širdies ir
kraujagyslių centre atlikto tyrimo rezultatuose matome, jog padidėjęs ramybės būsenos širdies
ritmas yra susijęs su padidėjusia širdies ligų tikimybe (tiriamieji kurių širdies susitraukimų dažnis
buvo mažiau negu 64 kartus per minutę sirgo širdies ligomis rečiau). Todėl nuolat stebėti širdies
susitraukimų dažnį tikrai naudinga, nes tai gali būti ankstyvas širdies ir kraujagyslių ligų
indikatorius ar net vienas iš rodiklių nusakant žmogaus gyvenimo trukmę [45]. Širdies ir
kraujagyslių ligos išlieka pagrindine mirties priežastimi pasaulyje pagal Pasaulio sveikatos
organizacijos duomenis [46]. 2019 metais 17,9 milijono žmonių mirė nuo širdies ir kraujagyslių
sistemos ligų. Kalbant apie kvėpavimo ritmą, padažnėjęs kvėpavimo ritmas yra fiziologinis atsakas
į stresą [47]. Tyrimai rodo, kad esant stresui ir įtemptam dėmesio sutelkimui kvėpavimo dažnis yra
didesnis, lyginant su ramybės būsenoje esančiu kvėpavimo dažniu. Kitas įdomus...