Luận văn Thạc sĩ: Phát hiện nhịp thở bằng cảm biến radar

Giám sát nhịp thở là một trong những chỉ số sinh tồn quan trọng bậc nhất, cung cấp thông tin quý giá về tình trạng sức khỏe con người và cảnh báo sớm các bất thường y tế. Các phương pháp đo truyền thống thường đòi hỏi tiếp xúc trực tiếp, gây khó chịu cho bệnh nhân và hạn chế khả năng giám sát liên tục trong thời gian dài. Trong bối cảnh đó, sự phát triển của công nghệ cảm biến radar không tiếp xúc đã mở ra một hướng tiếp cận đầy tiềm năng. Luận văn này tập trung nghiên cứu và ứng dụng cảm biến radar để phát hiện nhịp thở, nhằm khắc phục những hạn chế của phương pháp truyền thống, mang lại giải pháp giám sát hiệu quả, chính xác và tiện lợi hơn.

Đối tượng độc giả chính bao gồm các nhà nghiên cứu, kỹ sư, sinh viên ngành điện tử, viễn thông, công nghệ thông tin quan tâm đến công nghệ cảm biến và ứng dụng y tế, cũng như các chuyên gia y tế tìm kiếm giải pháp giám sát dấu hiệu sinh tồn không xâm lấn.

Nghiên cứu này khám phá tiềm năng của cảm biến radar trong việc phát hiện nhịp thở một cách không tiếp xúc, giải quyết các hạn chế cố hữu của phương pháp truyền thống như điện tâm đồ (ECG) vốn yêu cầu gắn điện cực trực tiếp, gây bất tiện và khó khăn cho việc giám sát liên tục. Luận văn trình bày một cái nhìn tổng quan về các phương pháp đo nhịp thở hiện có, nhấn mạnh sự cần thiết của các giải pháp không tiếp xúc, đặc biệt trong các tình huống như đại dịch hoặc khi bệnh nhân có vấn đề về da. Trọng tâm của công trình là nghiên cứu sâu về cảm biến radar Doppler và công nghệ mmWave (ví dụ như cảm biến TI IWR-1443), phân tích nguyên lý hoạt động và các thuật toán xử lý tín hiệu để trích xuất thông tin nhịp thở từ những chuyển động tinh vi của lồng ngực. Phương pháp này dựa trên việc phân tích phản hồi sóng radar từ cơ thể, kết hợp với các kỹ thuật như mạng thần kinh nhân tạo (ANN) để nâng cao độ chính xác và giảm nhiễu. Luận văn cũng tổng hợp các nghiên cứu trước đây về việc sử dụng radar cho việc giám sát dấu hiệu sinh tồn, minh chứng cho độ tin cậy của công nghệ này. Giá trị ứng dụng của hệ thống giám sát nhịp thở bằng radar là rất lớn, bao gồm khả năng theo dõi liên tục trong thời gian thực, mang lại sự thoải mái tối đa cho người bệnh và giảm thiểu rủi ro lây nhiễm trong môi trường y tế. Kết quả của đề tài hướng tới việc xây dựng và thử nghiệm một hệ thống giám sát nhịp thở hoàn chỉnh, có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong y học, chăm sóc sức khỏe tại nhà, cũng như các môi trường công nghiệp và ô tô, góp phần cải thiện chất lượng cuộc sống và an toàn cho cộng đồng.