레이더 기반 비접촉 심장 소리 모니터링

청진기는 심장과 폐에서 발생하는 소음을 진단하는 데 사용됩니다. 기존 방식으로 사용하면 신체 표면의 진동이 흉부의 멤브레인으로 전달된 다음 사용자의 고막으로 전달되어 소리로 인식됩니다. 음향 청진기는 비교적 저렴하고 수십 년간 신뢰성 있게 사용되어 왔지만 단점이 하나 있습니다. 심잡음 진단(심장 판막 기능 평가 등)은 주관적으로 수행되며 검사를 수행하는 의사의 경험에 직접 의존합니다.

[그림 1]은 레이더 시스템을 보여줍니다.

레이더를 사용하여 심장 소리를 신뢰성 있게 감지하고 진단하는 절차가 개발되었습니다. 모바일 레이더 장치가 기존 청진기를 대체할 수 있고, 고정형 레이더 장치를 사용하여 환자 활력 기능의 영구적인 비접촉 모니터링이 가능해질 수 있습니다.

6포트 연속파 레이더 시스템을 사용하여 심장 박동으로 인한 피부 진동을 측정했습니다. 이 과정에서 레이더파가 물체 표면을 향해 조준되고 반사됩니다. 물체가 움직이면 반사파의 위상이 변합니다. 이를 사용하여 흉부 움직임의 강도와 주파수를 계산합니다. 교통 모니터링용 레이더 시스템과 달리 생체 의료 레이더 시스템은 몇 마이크로미터의 움직임 변화를 감지할 수 있으며, 이는 부전, 협착, 제대로 닫히지 않는 심장 판막 같은 가장 작은 이상을 진단하는 중요한 전제 조건입니다.

테스트 환자들은 휴식 중, 운동 후 등 다양한 활동 상태에서 검사되었고 심장 소리가 감지되었습니다. 레이더 시스템과 디지털 청진기, 심전도(ECG) 같은 기존 표준 기기 간의 직접 비교에서 매우 높은 상관관계(디지털 청진기와 신호 형태 직접 비교 시 83%)를 보였습니다. 약간의 편차는 레이더 시스템과 기준 시스템 측정이 정확히 같은 신체 부위에서 동시에 수행될 수 없기 때문입니다. 또한 레이더 시스템은 청진기처럼 단일 지점이 아닌 표면 영역을 측정하므로 측정값이 달라지는 이유이기도 합니다.

레이더가 제공하는 중요한 이점은 값이 디지털로 기록되어 주관적이지 않다는 점입니다. 이로 인해 이상이나 질병 진단 시 인간 오류를 점점 더 배제할 수 있습니다. 생체 의료 레이더 시스템을 자동 예방 검진(의사 대기실, 직장, 집 등)에 사용하는 것도 가능합니다.