EO516_marzo_2024

VITAL SIGNS SENSOR Con un sensore radar a onde millimetriche (mmWave) è possibile rilevare movimenti minimi, persino dal torace di un paziente (quindi i parametri vitali), movimenti a letto o addirittura monitorare più pazienti in una volta sola Input, Multiple Output ). Il sensore è in grado, inoltre, di rilevare i movimenti a letto e informare i caregiver di potenziali piaghe da decubito o addirittura monitorare più pazienti in una volta sola, ad esempio una coppia di anziani. Inoltre, un sensore mmWave permette di rile- vare la caduta di una persona e informare dell’accaduto i caregiver in tempo reale. L’importanza dell’integrazione Uno dei parametri necessari per garantire misurazio- ni accurate e ripetibili nei sistemi FMCW è la lineari- tà della rampa chirp. L’integrazione dell’intera catena analogica su un circuito integrato monolitico a mi- croonde permette non soltanto di ridurre le variazio- ni da un progetto all’altro, ma contribuisce anche ad aumentare la linearità complessiva della misurazione, in quanto è possibile provvedere a monitoraggio e cali- brazione efficaci per età e temperatura. Osservando lo schema a blocchi dell’IWR6843 di Texas Instruments (TI) in figura 1, è possibile notare come l’unico componente esterno per la sezione trasmetti- tore-ricevitore sia un cristallo standard a 40 MHz. Ol- tre a questo cristallo esterno a 40 MHz, l’IWR6843 of- fre un’integrazione trasmettitore-ricevitore completa, con: • Un generatore di rampa • Un loop frazionario ad aggancio di fase • Un oscillatore a tensione controllata (VCO) da 20 GHz che, se instradato esternamente (o seleziona- to da una fonte esterna), è in grado di sincroniz- Costruire un sensore di parametri vitali senza contatto per più pazienti per uso domestico Greg Peake Field Applications Engineer Texas Istruments Matthieu Chevrier Field Applications Engineer Texas Istruments Solitamente i parametri vitali degli esseri umani ven- gono misurati per mezzo di sistemi di monitoraggio che, storicamente, si basano su connessioni cablate con il corpo del paziente per segnalare le frequenze car- diache e respiratorie per mezzo di una combinazione di sensori per elettrocardiogramma e per la saturazione di ossigeno. Mantenere un contatto costante di questi sensori con neonati, pazienti gravemente ustionati, persone che soffrono di epilessia o pazienti psichiatri- ci può essere difficile. Inoltre, può essere impegnativo monitorare i parametri vitali di quei pazienti in grado di muoversi e spostarsi nella loro abitazione. Un sen- sore radar a onde millimetriche (mmWave) è in grado di rilevare movimenti minimi, persino dal torace di un paziente. Poiché i movimenti toracici sono influenza- ti sia dalla respirazione (frequenza fondamentale) che dalla frequenza cardiaca (armoniche aggiuntive), la misurazione fine dei movimenti toracici consente di misurare i parametri vitali senza contatto. Il fattore principale che rende possibile questa funzio- nalità è la capacità del sensore di rilevare la posizione e la velocità del torace di un paziente attraverso una combinazione di sistemi radar per rilevamento FMCW ( Frequency-Modulated Continuous Wave , onda continua modulata in frequenza) e ad antenna MIMO ( Multiple EO MEDICAL - MARZO 2024 XIX