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Theses

Contactless detection of cardiopulmonary activity for a person in different scenarios

Résumé : De nos jours, les mesures sans contact du signal cardiaque du patient en utilisant le radar Doppler a suscité un intérêt considérable chez les chercheurs, surtout que les électrocardiographes traditionnels avec des électrodes fixes ne sont pas pratiques dans certains cas comme les nourrissons ou les victimes de brûlure. En raison de la sensibilité des micro­ondes à de petits mouvements, le radar a été utilisé comme système de surveillance de l'activité cardio-pulmonaire humaine. Selon l'effet Doppler, un signal de fréquence constante est transmis vers la cible ayant un déplacement variable puis réfléchi. Le signal réfléchit possède une variation de phase par rapport au temps. Dans notre cas, la cible est la poitrine du patient; Le signal réfléchi de la poitrine de la personne contient le signal cardiorespiratoire. Le système est basé sur un analyseur de réseau vectoriel et deux antennes cornet. Le S21 est calculé en utilisant un analyseur de réseau. La variation de phase de S21 contient des informations de l'activité cardio-pulmonaire. Des techniques de traitement sont utilisées pour extraire le signal cardiaque de la variation de la phase de S21 . Cette thèse présente une étude comparative dans la détection des signaux de battements cardiaques au niveau de la puissance rayonnée et de la fréquence opérationnelle. Les puissances rayonnées sont comprises entre 3 et -17 dBm et les fréquences opérationnelles utilisées sont 2.4, 5.8, 1 0 et 20 GHz. Cela permet de spécifier la fréquence opérationnelle optimale, qui donne un compromis entre la puissance minimale émise ainsi que la complexité du système de mesure. De plus, une étude comparative entre plusieurs méthodes de traitement de signal est proposée pour extraire la meilleure méthode qui permet de mesurer le signal cardiaque et par suite extraire ses paramètres. Des techniques de traitement basées sur des transformées en ondelettes ou le filtrage classique sont présentées et utilisées afin de faire une comparaison entre elles. Le paramètre extrait dans cette thèse est le taux des battements cardiaques. Les mesures ont été effectuées simultanément avec un électrocardiographe afin de valider les mesures du signal cardiaque. Puisque la personne peut se déplacer d'une pièce à une autre à l'intérieur de son domicile, des mesures des quatre côtés de la personne et derrière un mur sont réalisées. Ajoutons une approche de modélisation fondée sur la mesure cardio-respiratoire pour une personne qui exerce une marche en avant. De plus, une comparaison entre un système à micro-ondes à simple et deux antennes pour une personne qui prend son souffle est effectuée afin de tester la précision du système à antenne unique par rapport au a la deuxième. Par suite, des mesures sont effectuées pour une personne qui respire en utilisant un système à une seule antenne.
Document type :
Theses
Complete list of metadatas

https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01943726
Contributor : Abes Star :  Contact
Submitted on : Tuesday, December 4, 2018 - 10:21:29 AM
Last modification on : Friday, January 24, 2020 - 1:39:47 AM
Document(s) archivé(s) le : Tuesday, March 5, 2019 - 1:39:37 PM

File

2017ISAR0030_SAMAD_Sarah.pdf
Version validated by the jury (STAR)

Identifiers

  • HAL Id : tel-01943726, version 1

Citation

Sarah Samad. Contactless detection of cardiopulmonary activity for a person in different scenarios. Electronics. INSA de Rennes, 2017. English. ⟨NNT : 2017ISAR0030⟩. ⟨tel-01943726⟩

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