【導讀】隨著(zhù)醫學(xué)和醫療保健的進(jìn)步，人類(lèi)的平均預期壽命不斷增加。世界上幾乎每個(gè)國家/地區的老年人口規模和比例都在增長(cháng)，65 歲及以上的人口總數預計到 2050 年將翻一番，達到 15 億。與此同時(shí)，為了應對這一老齡化發(fā)展趨勢，必須擴大居家照護或護理設施的規模。
疾病控制與預防中心的數據顯示，每年有近 25% 的老年人跌倒，老年人跌倒是美國創(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，有助于確?；颊叩玫剿璧淖o理。
當前技術(shù) – 家庭健康
醫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。這些醫用傳感器通?；诩铀儆媮?lái)檢測跌倒等運動(dòng)特征，并可自動(dòng)呼叫家人或護理人員尋求幫助。
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別諸如跌倒等宏觀(guān)運動(dòng)，并使用連接節點(diǎn)聯(lián)系家人或護理人員。其他傳感器（如心電圖或脈搏血氧計）也可以提供健康參數的連續視圖（如生命體征或睡眠質(zhì)量）。
如圖 1 所示，這些醫用傳感器均面臨各自的挑戰。為確保有效運行，消費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，傳感器需要非常準確，以便區分跌倒事件和日?；顒?dòng)。當一個(gè)人快速坐下或拍手時(shí)，當前的傳感器往往會(huì )誤判。某些類(lèi)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(cháng)期健康趨勢或睡眠質(zhì)量的生命體征檢測等問(wèn)題的技術(shù)，可幫助實(shí)現家庭健康。
毫米波雷達：具有隱私保護功能的非接觸式感應
60GHz 毫米波雷達是另一種可用于檢測和跟蹤家庭健康和行為的傳感技術(shù)。雷達有助于解決多種傳感挑戰，包括確定房間是否有人（以及有多少人），識別運動(dòng)特征以辨別跌倒事件，以及測量一個(gè)人的生命體征以評估睡眠質(zhì)量等問(wèn)題。毫米波雷達本質(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，由于該傳感器不提供任何視覺(jué)識別信息，因此可安裝在臥室或浴室等敏感區域。在應用層面將這些功能結合在一起，有助于通過(guò)家庭監控系統獲取家人的安全和健康信息，從而讓親人和護理人員放心。
IWR6843AOP 利用片上天線(xiàn)以及微控制器和數字信號處理器的板載處理功能來(lái)處理目標的距離、速度和角度信息。距離和角度信息可用于生成“點(diǎn)云”，當將其輸入歷史跟蹤器時(shí)，不僅可以確定一個(gè)房間內是否有人，還可以確定這個(gè)人在房間內的位置。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)檢測一個(gè)人是否跌倒。
圖 2：一個(gè)人跌倒后的雷達點(diǎn)云示例
速度信息可以測量房間內目標的運動(dòng)特征。通過(guò)量身定制的算法或人工智能，這些運動(dòng)特征可以識別諸如步態(tài)不穩、跌倒或近乎跌倒等行為。另一種用途是放在床邊測量睡眠期間的活動(dòng)，并確定睡眠模式是否發(fā)生變化。如圖 3 所示，運動(dòng)特征甚至可以測量一個(gè)人坐著(zhù)或躺下時(shí)的心率和呼吸頻率。
圖 3：使用 IWR6843AOP 傳感器測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(zhù)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測器（黑線(xiàn)），與 IWR6843AOP 處理過(guò)的輸出（綠線(xiàn)）的比較。心率誤差小于 5bpm（相對于胸掛式傳感器的真實(shí)值），表明無(wú)需傳感器接觸身體，即可保障良好的測量精度。
結語(yǔ)
毫米波雷達是一項不斷發(fā)展的技術(shù)，非常適合在家庭監控和醫療領(lǐng)域實(shí)現全新的創(chuàng )新功能。請前往 TI 官網(wǎng)，了解有關(guān)毫米波雷達傳感器的更多信息，包括評估模塊、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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