空中超音波を用いたバイタルサインのリモートモニタリング

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これまでの計測システムでは，一組の送受波器を用いた一次元計測を行っていた．一次元計測においては，複数のターゲットが存在した場合，各ターゲットからの反射波を見分けることが困難であり，またターゲットの位置の同定ができないといった問題点がある．この問題点に加え，計測状況の違いによる計測への影響について把握するため，実験を通じて検討を行った．はじめに仰臥位・脱衣状態と仰臥位・着衣状態での計測結果を比較し，衣服による影響について考察した．その結果，衣服の皺などにより，音波がさまざまな方向に反射し，受信信号に複数の反射点からの信号が含まれることがわかった．受信信号の形状は被験者によって異なっており，含まれている各信号の位相差の変化パターンが異なるため，適切な時刻の反射波を用いて体表面速度を算出する必要がある．続いて，仰臥位・脱衣状態と立位・脱衣状態での計測結果を比較し，姿勢による影響について考察した．その結果，仰臥位と比べ姿勢に自由度があるため，受信信号には体の正面からの反射波に加え，側面などからの反射波が含まれており，体表面速度算出に関しても上記と同様の問題があることがわかった．これらの問題の共通点として，受信信号に複数の反射点からの反射波が含まれているという点が挙げられる．そこで解決手法として，複数の送受波器を用い，得られた信号を開口合成法により処理を行うことにより，各反射信号を分離することを考える．一組の送波器，受波器を用いて，計測位置を変えて計測を行うことにより，仮想的に複数の送受波器を用いた場合の結果を得た．得られた受信信号を開口合成法により処理を行い，体表面の速度分布を取得したところ，3Dスキャナを用いた計測結果と比較し，同様の傾向の速度分布を得ることができた．この結果から，複数の送受波器を用いて体表面の速度分布を高精度に計測できる可能性があることがわかった．