專利名稱：：用于檢測(cè)嬰兒心肺不適的超寬帶(uwb)嬰兒監(jiān)測(cè)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及用于監(jiān)測(cè)嬰兒的非接觸式嬰兒監(jiān)測(cè)器。具體而言，本發(fā)明涉及用于測(cè)量嬰兒心肺狀態(tài)以及檢測(cè)不適的超寬帶(UWB)嬰兒監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及包括集成式UWB監(jiān)測(cè)器和搖籃和/或阻抗變換器襯墊(impedancetransformerpad)的設(shè)備,用于優(yōu)化UffB系統(tǒng)與被監(jiān)測(cè)嬰兒之間的能量傳遞。
背景技術(shù)：
：新生兒特護(hù)病房(NI⑶)是醫(yī)院專門用于護(hù)理患病或早產(chǎn)的新生兒的病房。在美國(guó)，每年近500，000名出生嬰兒新生兒特護(hù)病房接受治療，常見的入住原因包括早產(chǎn)、難產(chǎn)、呼吸問(wèn)題、感染和先天缺陷。NI⑶協(xié)議規(guī)定持續(xù)監(jiān)測(cè)生命體征、通知看護(hù)人惡化的狀況或緊急事件。這些事件可能像在可導(dǎo)致心律失常的高鉀血癥中那樣緩慢發(fā)展，也可能像在呼吸困難中常見的那樣突然出現(xiàn)。目前的監(jiān)測(cè)技術(shù)嚴(yán)重依賴于ECG技術(shù)，這種技術(shù)需要用貼附電極直接接觸皮膚，因此由于需要接觸皮膚而非常不理想。早產(chǎn)兒的皮膚極為嬌嫩，很容易受到損傷和感染，從而增加了并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)，并可能會(huì)延長(zhǎng)其在NICU中的時(shí)間。30至32周以下的早產(chǎn)兒皮膚非常薄，缺少本來(lái)在孕期最后幾周會(huì)增加的體脂肪層。對(duì)于過(guò)早出生的早產(chǎn)兒而言，尚未形成粗質(zhì)上層皮膚。當(dāng)他們待在NICU中時(shí)，需要竭力避免皮膚接觸，甚至限制父母和看護(hù)人的身體接觸。除了將電極直接放在嬰兒皮膚上可能導(dǎo)致并發(fā)癥之外，已認(rèn)識(shí)到還必須減少對(duì)新生特護(hù)患者的身體接觸量，因?yàn)橐阎@種接觸會(huì)給嬰兒帶來(lái)壓力并可能影響康復(fù)和發(fā)育。因此，非常需要一種能夠最小化電極與患者的接觸以及最小化看護(hù)人接觸患者來(lái)收集生命體征信息的需要的監(jiān)測(cè)技術(shù)。因此，需要非接觸式幼兒/嬰兒監(jiān)測(cè)器，并且這種需求在NI⑶上下文中更為迫切。已經(jīng)提出若干非接觸式UWB傳感器變形，例如由Sensiotec提供的、在U.S.7，432，847和U.S.2009/0227882中描述的傳感器。但是，這些設(shè)備在其配置中具有內(nèi)在的限制，從而導(dǎo)致信號(hào)強(qiáng)度損失。這種信號(hào)強(qiáng)度損失造成設(shè)備低效，并限制穿透力和精確度。因此，需要提供以可靠、低能耗和非接觸式的方式監(jiān)測(cè)嬰兒、特別是監(jiān)測(cè)NICU環(huán)境中的嬰兒的系統(tǒng)、設(shè)備和方法。此處描述了可能解決此需求的系統(tǒng)、設(shè)備和方法。
發(fā)明內(nèi)容此處描述非接觸式監(jiān)測(cè)UWB系統(tǒng)，也稱為UWB雷達(dá)系統(tǒng)或UWB雷達(dá)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。具體而言，此處描述了在發(fā)射器(和/或接收器)天線與患者之間提供阻抗匹配、從而高效地發(fā)射和接收所發(fā)射的UWB能量的UWB監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。在某些變形中，所述系統(tǒng)可以包括阻抗變換器，該變換器被配置為將天線阻抗(例如，介電值)與患者阻抗進(jìn)行匹配的襯墊或其他倚靠面。這樣，阻抗變換器可減少天線與患者之間的UWB能量反射，從而防止能量損失并實(shí)現(xiàn)更高效的操作。在某些變形中，所述系統(tǒng)包括其中集成了UWB組件的專用搖籃；集成可允許優(yōu)化UWB天線定位。此處還描述被配置為與現(xiàn)有嬰兒床或搖籃結(jié)合使用以進(jìn)行監(jiān)測(cè)(包括在家監(jiān)測(cè))的系統(tǒng)。例如，此處描述與超寬帶(UWB)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)合使用以最小化UWB能量的反射損失的阻抗變換器襯墊。所述阻抗變換器襯墊可以包括:至少部分地從厚度介于大約0.4cm至7cm之間的阻抗變換器區(qū)域形成的柔軟或彈性倚靠面，其中該阻抗變換器區(qū)域具有至少一個(gè)介電常數(shù)介于大約5和大約20之間的層；以及鄰接阻抗變換器區(qū)域的UWB天線；其中UWB天線被配置為穿過(guò)阻抗變換器區(qū)域發(fā)射和接收UWB信號(hào)以監(jiān)測(cè)放在襯墊上的患者。無(wú)論如何，其中此處描述的襯墊可與搖籃結(jié)合使用(或集成到其中)。例如，倚靠面的大小可正好放入搖籃。在某些實(shí)現(xiàn)中，阻抗變換器區(qū)域具有單個(gè)同質(zhì)層。該層的介電值介于UWB天線的介電常數(shù)與患者的介電常數(shù)之間(例如，為這兩個(gè)介電常數(shù)的幾何平均數(shù))。阻抗變換器區(qū)域可以包括多個(gè)層(例如，2、3、4、5、6等)；實(shí)際上可以包括任意數(shù)量的層，但是這樣可能增加設(shè)備的成本與復(fù)雜性。在某些變形中，阻抗變換器區(qū)域具有至少兩個(gè)相鄰的平面層，其中每個(gè)平面層具有不同的厚度與介電常數(shù)。例如，在某些變形中，阻抗變換器區(qū)域具有三個(gè)相鄰的平面層，其中每個(gè)平面層具有不同的厚度和介電常數(shù)。阻抗變換器區(qū)域(包括其每個(gè)層)可由任何適當(dāng)?shù)牟牧闲纬桑霾牧峡梢跃哂兴璧暮穸群徒殡娞匦?，是生物相容的、易彎曲?柔軟的、易于清洗的、無(wú)毒性的、低變應(yīng)原性的和防水的。例如，在某些變形中，阻抗變換器區(qū)域的層由硅酮形成。阻抗變換器區(qū)域的大小可具有介于大約0.5cm至5cm之間的厚度，包括所有層，如果存在一個(gè)以上的層的話。在某些變形中，襯墊包括位于阻抗變換器區(qū)域和UWB天線下面的背襯層。襯墊可以包括多個(gè)位于阻抗變換器區(qū)域下面并與之鄰接的UWB天線。天線可被配置為發(fā)射具有某個(gè)帶寬的UWB信號(hào)，且其中所述阻抗變換器區(qū)域具有一個(gè)或多個(gè)平面層，每個(gè)平面層具有一個(gè)介電值，且其中每個(gè)層的厚度大約為該層介電質(zhì)中的帶寬中心頻率的波長(zhǎng)的四分之一或二分之一。此處還描述了具有阻抗變換器襯墊以最小化反射損失的超寬帶(UWB)患者監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)具有用于發(fā)射傳感信號(hào)的UWB帶寬，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括:具有位于阻抗變換器區(qū)域下面的UWB天線的阻抗變換器襯墊，所述天線被配置為穿過(guò)阻抗變換器區(qū)域?qū)WB信號(hào)發(fā)射到放在襯墊上的患者，其中阻抗變換器區(qū)域具有一個(gè)或多個(gè)平面層并且每個(gè)層的厚度大約為該層介電質(zhì)中的帶寬中心頻率的波長(zhǎng)的四分之一或二分之一；以及被配置為從UWB天線接收信號(hào)以監(jiān)測(cè)患者的處理器。此處描述的任何系統(tǒng)和設(shè)備還可以包括UWB電子器件(可與處理器隔離或集成到處理器內(nèi))，用于產(chǎn)生由UWB天線發(fā)射和接收的UWB信號(hào)。此類UWB電子器件可以包括信號(hào)發(fā)生器、D/A和A/D轉(zhuǎn)換器、定時(shí)電路、比較器、放大器、過(guò)濾器等。例如，請(qǐng)參閱U.S.7，725，150、公開號(hào)為US2010/0274145A1的美國(guó)專利申請(qǐng)序號(hào)12/765，680、公開號(hào)為US2011/0060215A1的美國(guó)專利申請(qǐng)序號(hào)12/749,861。UWB電子器件通常被配置為產(chǎn)生用于從天線發(fā)射的UWB信號(hào)，并處理接收的信號(hào)(反射)來(lái)提取生理數(shù)據(jù)。如上所述，阻抗變換器襯墊還可以包括位于阻抗變換器層和天線后面的背襯層。背襯層可以支撐由阻抗變換器區(qū)域形成的倚靠面(背襯層也可以形成帶有阻抗變換器區(qū)域的倚靠面)。在某些變形中，襯墊包括連接阻抗變換器襯墊的天線與UWB電子器件和/或處理器的電纜。通常，阻抗變換器襯墊具有彈性、低變應(yīng)原性性和防水性。襯墊可用于嬰兒床或搖籃。例如，襯墊的大小可調(diào)節(jié)為用于嬰兒床或搖籃，包括NI⑶。在某些變形中，襯墊包括指示器(例如，標(biāo)記)，用于指示傳感器/天線的位置和/或躺在襯墊上的患者(例如，嬰兒)的優(yōu)選位置。在某些變形中，阻抗變換器襯墊的阻抗變換器區(qū)域具有單個(gè)同質(zhì)層，該同質(zhì)層被配置為四分之一波長(zhǎng)層，其中厚度大約為該層介電質(zhì)中的帶寬中心頻率的波長(zhǎng)的四分之一。在某些變形中，阻抗變換器襯墊的阻抗變換器區(qū)域具有兩個(gè)或更多個(gè)層。在某些變形中，阻抗變換器襯墊的阻抗變換器區(qū)域具有三層，包括被配置為四分之一波長(zhǎng)層、二分之一波長(zhǎng)層和四分之一波長(zhǎng)層的相鄰平面層。在此處描述的任何變形中，阻抗變換器襯墊可以包括多個(gè)UWB天線?？墒褂貌煌奶炀€，也可使用同一類型的天線。例如，UWB天線可以是空氣天線(airantenna)(例如，可輕易購(gòu)買到的天線，此類天線被配置為用于空氣中傳輸，因此被設(shè)計(jì)為將能量傳輸?shù)较鄬?duì)介電常數(shù)大致為I的介質(zhì)內(nèi))。此處還描述了使用包括阻抗變換器襯墊的超寬帶(UWB)雷達(dá)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)嬰兒的方法，所述方法包括:將嬰兒放到阻抗變換器襯墊上面；以及通過(guò)UWB天線發(fā)射UWB信號(hào)，其中信號(hào)從天線發(fā)出，穿過(guò)阻抗變換器襯墊的阻抗變換器區(qū)域，到達(dá)嬰兒體內(nèi)，進(jìn)一步地，其中阻抗變換器區(qū)域具有至少一個(gè)介電常數(shù)介于大約5至大約20之間的層，其中阻抗變換器襯墊減少天線與嬰兒之間的阻抗失配，從而減少信號(hào)的能量的反射損失。所述方法還可以包括使用UWB天線接收來(lái)自嬰兒的UWB反射信號(hào)，然后分析該信號(hào)以對(duì)嬰兒進(jìn)行監(jiān)測(cè)。所述方法可以包括判定嬰兒生命體征，且在某些變形中，顯示生命體征。例如，可分析信號(hào)以判定心律等。所述系統(tǒng)可以包括一個(gè)或多個(gè)警報(bào)器，以根據(jù)監(jiān)測(cè)在嬰兒不適時(shí)發(fā)出指示。一般而言，此處描述的系統(tǒng)、方法和設(shè)備可以使用一個(gè)或多個(gè)天線，這些天線可被配置為發(fā)射天線(發(fā)射UWB信號(hào))和/或接收天線(接收反射的UWB信號(hào))或這兩者。因此，接收天線與發(fā)射天線可以完全相同。發(fā)射UWB信號(hào)的步驟可以包括使信號(hào)穿過(guò)阻抗變換器區(qū)域，其中阻抗變換器區(qū)域具有單個(gè)同質(zhì)層，該同質(zhì)層的介電值是天線的介電值和嬰兒的介電值的幾何平均數(shù)。在某些變形中，發(fā)射UWB信號(hào)包括使信號(hào)穿過(guò)阻抗變換器區(qū)域，其中阻抗變換器區(qū)域的厚度介于大約0.4cm至大約7cm之間。發(fā)射UWB信號(hào)的步驟可以包括使信號(hào)穿過(guò)阻抗變換器區(qū)域，其中阻抗變換器區(qū)域具有多個(gè)層，每個(gè)層具有一個(gè)介電值，其中每個(gè)層的厚度接近該層介電質(zhì)中的發(fā)射信號(hào)的帶寬中心頻率的波長(zhǎng)的四分之一或二分之一。一般而言，發(fā)射步驟包括將來(lái)自天線的UWB信號(hào)穿過(guò)阻抗變換器區(qū)域發(fā)射到嬰兒，而無(wú)需UWB通過(guò)空氣或標(biāo)準(zhǔn)床墊(這在使用此處描述的阻抗變換器襯墊時(shí)，可導(dǎo)致?lián)p失增加)。在此處描述的任何方法中，將嬰兒放在襯墊上可以包括將嬰兒放在NI⑶搖籃內(nèi)的阻抗變換器襯墊上面。此處還描述了超寬帶(UWB)嬰兒監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:阻抗變換器襯墊，該襯墊具有可放置嬰兒的柔軟或彈性倚靠面；UWB天線，該天線與阻抗變換器襯墊相連并被配置為穿過(guò)變換器襯墊將UWB信號(hào)發(fā)射到嬰兒體內(nèi)，其中阻抗變換器襯墊被配置為防止UWB信號(hào)能量的超過(guò)50%的反射損失；以及處理器，該處理器與UWB天線進(jìn)行通信并被配置為當(dāng)嬰兒放在阻抗變換器襯墊上時(shí)監(jiān)測(cè)嬰兒。如上所述，此處描述的任何系統(tǒng)和設(shè)備還可以包括UWB電子器件作為處理器的一部分(或作為處理器的補(bǔ)充)。所述系統(tǒng)通常被配置為應(yīng)用具有中心頻率的帶寬中的UWB信號(hào)，其中阻抗變換器襯墊包括形成倚靠面的阻抗變換器區(qū)域，阻抗變換器區(qū)域具有一個(gè)或多個(gè)平面層，每個(gè)平面層具有不同的介電值。例如，所述系統(tǒng)可被配置為應(yīng)用具有中心頻率的帶寬中的UWB信號(hào)，其中阻抗變換器襯墊包括形成倚靠面的阻抗變換器區(qū)域，阻抗變換器區(qū)域具有一個(gè)或多個(gè)平面層，每個(gè)平面層具有一個(gè)介電值，其中每個(gè)層的厚度小于或等于該層介電質(zhì)中的中心頻率的波長(zhǎng)的二分之一。具體而言，所述系統(tǒng)可被配置為應(yīng)用具有中心頻率的帶寬中的UWB信號(hào)，其中阻抗變換器襯墊包括形成倚靠面的阻抗變換器區(qū)域，阻抗變換器區(qū)域具有一個(gè)或多個(gè)平面層，每個(gè)平面層具有一個(gè)介電值，其中每個(gè)層的厚度接近該層介電質(zhì)中的中心頻率的波長(zhǎng)的四分之一或二分之一。如上所述，阻抗變換器襯墊可被配置為正好放入搖籃。進(jìn)一步地，阻抗變換器襯墊可由無(wú)毒的低變應(yīng)原性防水材料形成。此處還描述了針對(duì)超寬帶(UWB)嬰兒監(jiān)測(cè)配置的搖籃。例如，所述搖籃可以包括:具有壁和底面的溫控?fù)u籃外殼；以及至少一個(gè)集成到搖籃內(nèi)的UWB天線，該天線被配置為穿過(guò)搖籃的底面將UWB能量發(fā)射到搖籃中的嬰兒體內(nèi)；其中搖籃的底面阻抗匹配以最小化UffB天線與嬰兒之間的UWB能量反射損失。在某些變形中，搖籃的底面包括覆蓋UWB天線的阻抗變換器襯墊，以便UWB天線穿過(guò)阻抗變換器襯墊發(fā)射UWB信號(hào)?？墒褂蒙鲜鋈魏我r墊；在某些變形中，襯墊可集成到搖籃內(nèi)。UWB天線可被配置為應(yīng)用具有中心頻率的帶寬中的UWB信號(hào)，進(jìn)一步地，其中底面包括覆蓋UWB天線的阻抗變換器區(qū)域，可在該區(qū)域上放置嬰兒，其中阻抗變換器區(qū)域具有一個(gè)或多個(gè)平面層，每個(gè)平面層具有一個(gè)介電值，其中每個(gè)層的厚度小于該層介電質(zhì)中的中心頻率的波長(zhǎng)的二分之一。在某些變形中，UWB天線可以具有與嬰兒的介電值幾乎匹配的介電值。例如，天線可被配置為具有接近50的介電值。介電質(zhì)的外表面可配置為使得嬰兒舒適地躺在上面。例如，天線的上表面可以是柔軟的、適應(yīng)的(compliant)等。在此處描述的任何變形中，搖籃可以包括多個(gè)UWB天線。進(jìn)一步地，搖籃可以包括被配置為接收來(lái)自UWB天線的信號(hào)以監(jiān)測(cè)嬰兒的處理器(例如，UffB雷達(dá)處理器)和/或用于發(fā)射和接收UWB信號(hào)并提取生理數(shù)據(jù)的UWB電子器件。圖1示出一個(gè)具有一個(gè)UWB監(jiān)測(cè)系統(tǒng)變形的NI⑶搖籃變形。圖2示出包括阻抗匹配襯墊的一個(gè)UWB嬰兒監(jiān)測(cè)系統(tǒng)變形。圖3A是通過(guò)一個(gè)阻抗變換器襯墊變形的局部剖視圖。圖3B是圖3A中的阻抗變換器襯墊的頂視圖。圖4A是通過(guò)另一阻抗變換器襯墊變形的局部剖視圖。圖4B是圖4A中的阻抗變換器襯墊的頂視圖。圖5示出另一UWB嬰兒監(jiān)測(cè)系統(tǒng)變形，其中阻抗匹配襯墊在阻抗匹配區(qū)域具有三個(gè)層。具體實(shí)施例方式此處描述的超寬帶(UWB)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還可稱為醫(yī)學(xué)雷達(dá)系統(tǒng)。這些系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)安全和有效的小型超低功率醫(yī)療監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。UWB醫(yī)學(xué)雷達(dá)是一種主動(dòng)成像技術(shù)，在功能概念上與超聲波類似，但它基于電磁能而非聲能。在實(shí)踐中，此處描述的系統(tǒng)通常發(fā)射大約一百皮秒時(shí)間的電磁能微脈沖，這些微脈沖傳播到人體中。當(dāng)能量進(jìn)入人體時(shí)，少量入射能會(huì)反射回設(shè)備。這些反射的出現(xiàn)主要是因?yàn)橄聦咏M織與器官的介電特性不同，并且可以被檢測(cè)為信號(hào)(“反射信號(hào)能量”)。反射信號(hào)能量隨后被接收并使用信號(hào)處理算法被處理以提取有關(guān)被照射組織和器官的位置、大小和相對(duì)運(yùn)動(dòng)的信息。與更傳統(tǒng)的雷達(dá)系統(tǒng)相比，這種短暫的脈沖時(shí)間還允許雷達(dá)在更近的距離上、以更高的分辨率進(jìn)行“觀察”。發(fā)射到患者的能量通常被UWB天線與患者身體之間出現(xiàn)的無(wú)用反射減少(“反射損失”)。某些現(xiàn)有技術(shù)UWB系統(tǒng)中的單向反射損失可占發(fā)射能量的85-90%之多。這一損失導(dǎo)致較低的整體信號(hào)強(qiáng)度，以及來(lái)自內(nèi)部解剖結(jié)構(gòu)的反射能量顯著降低，從而使得提取所需的生理數(shù)據(jù)更難、并且更不精確和可靠。因此，此處描述的系統(tǒng)描述用于降低UWB傳感器系統(tǒng)反射損失的系統(tǒng)。此處描述的所有UWB系統(tǒng)采用能夠穿透諸如塑料、衣服、空氣和骨骼之類物質(zhì)的超低功率電磁能，無(wú)需直接皮膚接觸、導(dǎo)電膏、電極或?qū)Ь€。實(shí)際發(fā)射的功率水平顯著低于為政府安全標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置的閾值，也低于廣泛采用的商業(yè)無(wú)線技術(shù)(例如，移動(dòng)電話、藍(lán)牙設(shè)備、ZigBee設(shè)備、2.4/5.SGHz無(wú)繩電話、無(wú)線對(duì)講機(jī)和嬰兒監(jiān)測(cè)器、以及802.11無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備)所使用的閾值。NI⑶環(huán)境中的嬰兒為非入侵式生命體征監(jiān)測(cè)提出了一些獨(dú)特的挑戰(zhàn)和機(jī)會(huì)。首先，NICU嬰兒通常為早產(chǎn)兒，因此解剖結(jié)構(gòu)非常小，從而使采用非接觸式主動(dòng)技術(shù)收集生命體征數(shù)據(jù)變得復(fù)雜。第二，進(jìn)入NICU的嬰兒呆在為嬰兒提供保護(hù)環(huán)境的專用隔離搖籃內(nèi)。搖籃通常為封閉結(jié)構(gòu)，控制溫度、光照、濕度和氣流。這種搖籃的特征包括由透明塑料制成的側(cè)面。頂蓋可手動(dòng)或機(jī)動(dòng)掀開，且通常包括一個(gè)開關(guān)，用于在頂蓋打開或閉合時(shí)發(fā)信號(hào)。在此處描述的設(shè)備的某些變形中，所述系統(tǒng)包括UWB醫(yī)學(xué)雷達(dá)來(lái)查詢隔離搖籃空間，從而允許以非接觸方式監(jiān)測(cè)包括心臟和呼吸活動(dòng)的生命體征，而無(wú)需接觸嬰兒。這些搖籃通常使用均為非導(dǎo)電的透明塑料外殼和襯墊制成；UWB雷達(dá)可通過(guò)壁或襯墊操作。附接到搖籃的UWB傳感器在某些變形中，此處描述的系統(tǒng)包括具有集成UWB檢測(cè)系統(tǒng)的搖籃。在此變形中，UffB監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和搖籃可一起被配置為優(yōu)化信號(hào)傳輸與檢測(cè)，從而優(yōu)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的效率。例如，可以優(yōu)化嬰兒生命體征檢測(cè)的方式，在搖籃周圍排列UWB天線(位置可能固定)。在某些變形中，搖籃可以包括一個(gè)或多個(gè)指示器，用于以提供最優(yōu)監(jiān)測(cè)的方式，在搖籃內(nèi)定位嬰兒。此外，搖籃底部可以包括被配置優(yōu)化UWB能量傳遞以監(jiān)測(cè)嬰兒的倚靠面。UWB系統(tǒng)還可被配置為檢測(cè)嬰兒是否位于搖籃內(nèi)，被配置為自動(dòng)執(zhí)行監(jiān)測(cè)或關(guān)閉檢測(cè)，以及根據(jù)嬰兒狀況發(fā)出或提供各種警報(bào)。例如，圖1示出搖籃外殼101的一個(gè)變形，其中位于隔離搖籃的壁上的一個(gè)或多個(gè)雷達(dá)組件(例如，發(fā)射器103、接收器105或收發(fā)器)允許以不接觸身體的方式檢測(cè)和監(jiān)測(cè)心臟和呼吸活動(dòng)。在圖1中，NI⑶搖籃包括以雙站(bistatic)模式配置的UWB傳感器，其中在外殼101的一端上具有發(fā)射器103,另一端上具有接收器105。因此,一般而言,所述系統(tǒng)架構(gòu)可以包括單站(monostatic)、雙站或多站(multistatic)拓?fù)?，其位置包括搖籃的角落、側(cè)面、頂面、底面、前面和后面。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，可將組件固定到外表面以最小化可能與嬰兒的任何物理接觸。但在某些變形中，可以有利地將雷達(dá)組件安裝在搖籃內(nèi)，例如安裝在一個(gè)或多個(gè)角上，以提供更寬闊的搜索范圍?？墒褂眉赏馍w開關(guān)，以便在頂蓋打開時(shí)禁用雷達(dá)。在某些變形中，所述系統(tǒng)包括多個(gè)位于搖籃內(nèi)預(yù)定位置上的UWB發(fā)射器/接收器。發(fā)射器、接收器或收發(fā)器可布置在各種配置中。在一個(gè)變形中，UffB組件位于一個(gè)內(nèi)角中(例如，相同位置的發(fā)射器和接收器以單站模式操作)。替代地，UWB組件可以位于任意兩個(gè)相對(duì)的內(nèi)角中，其中分離的發(fā)射器和接收器以雙站模式操作。在某些變形中，UWB組件位于搖籃較短一側(cè)的外表面上，其中位置相同的發(fā)射器和接收器以單站模式執(zhí)行操作。在某些變形中，UWB組件位于相對(duì)的較短側(cè)的外表面上，其中分離的發(fā)射器和接收器以雙站模式操作。在某些變形中，UWB組件位于較長(zhǎng)一側(cè)的外表面上，其中位置相同的發(fā)射器和接收器以單站模式操作。替代地，UWB組件可以位于相對(duì)的較長(zhǎng)側(cè)的外表面上，其中分離的發(fā)射器和接收器以雙站模式操作。在某些變形中，UWB組件可以在相鄰的較長(zhǎng)側(cè)的外表面上操作，其中分離的發(fā)射器和接收器以雙站模式操作。一般而言，三個(gè)或更多相鄰的較長(zhǎng)側(cè)的外表面與分離的發(fā)射器和接收器的組合可以多站模式操作。除了剛才描述的變形之外，搖籃可配置為使得UWB組件(例如，發(fā)射器、接收器或收發(fā)器)形成倚靠面(例如，搖籃底部或用作搖籃底部的襯墊)的一部分或與倚靠面相連，該倚靠面可以像在此處描述的那樣阻抗匹配。這可進(jìn)一步改善UWB信號(hào)發(fā)射/接收，因此改善監(jiān)測(cè)器的可靠性和操作。如果未執(zhí)行此處描述的阻抗匹配，則可能在UWB天線與嬰兒身體范圍之間損失大量能量(高達(dá)85-90%)，從而導(dǎo)致效率大幅降低并且來(lái)自內(nèi)部解剖結(jié)構(gòu)的反射能量顯著減少，這樣使提取所需的生理數(shù)據(jù)更困難、精確度更低和可靠性更低。一般而言，可使用多個(gè)UWB發(fā)射器、接收器和/或收發(fā)器。這些元件可以多路復(fù)用或用作相位陣列的一部分。UWB天線的相位陣列布置的示例在US2003/0090407(特定于使用此類陣列成像)中被闡述。在某些變形中，倚靠面(例如，直接放置嬰兒的搖籃底部)與一個(gè)或多個(gè)UWB天線(發(fā)射器、接收器和/或收發(fā)器)的外表面齊平，即使沒(méi)有如下面描述的中間阻抗變換器襯墊。在這樣的情況下，天線的外表面專門被配置，(I)以便嬰兒可以直接放在上面，不會(huì)產(chǎn)生不適或者不會(huì)損害嬰兒或天線(例如，它可能由柔軟或彈性材料形成)，并且天線本身可被配置為具有接近嬰兒身體介電值(例如，大約50)的介電值。在隔離搖籃中操作UWB傳感器的一個(gè)優(yōu)勢(shì)是搖籃結(jié)構(gòu)在各側(cè)都具有物理邊界。搖籃代表一個(gè)受限的空間，因此具有有限范圍，其中目標(biāo)一嬰兒可以在搖籃中被定位。所述系統(tǒng)可在安裝時(shí)或在將嬰兒放入搖籃之前進(jìn)行調(diào)校，以便優(yōu)化雷達(dá)范圍和表征空的搖籃。然后可使用此調(diào)校數(shù)據(jù)創(chuàng)建代表空搖籃的過(guò)濾器。一旦將嬰兒放入搖籃，過(guò)濾器便會(huì)在雷達(dá)回波上執(zhí)行操作，從而產(chǎn)生增強(qiáng)檢測(cè)嬰兒存在和動(dòng)作的優(yōu)化信號(hào)，最小化檢測(cè)到誤報(bào)的可能性。帶有集成式UWB傳感器的阻抗變換器襯墊此處描述的任何系統(tǒng)可以包括帶有集成UWB組件的倚靠面，所述UWB組件被配置為匹配和/或優(yōu)化UWB天線與嬰兒之間的阻抗。從而大幅減少反射損失。一般而言，倚靠面可以是襯墊、臺(tái)子(table)、平臺(tái)、床墊、靠墊、毯子等，可使嬰兒躺在、坐在或倚在上面，其中倚靠表面充當(dāng)與UWB天線之間的界面，還充當(dāng)阻抗變換器以最小化反射損失并改善天線與嬰兒之間的能量傳遞。例如，NI⑶搖籃中的睡墊可配置為與UWB天線連接以監(jiān)測(cè)嬰兒的阻抗變換器襯墊(或包括該襯墊)。NICU搖籃襯墊通常由具有乙烯基涂層的高密度泡沫橡膠制成，其設(shè)計(jì)主要以舒適為目的。這種泡沫襯墊的能量損耗一般非常大，至少部分地是因?yàn)榕菽牧现写嬖跉獯?，因此如果將襯墊放在UWB天線與嬰兒之間，所應(yīng)用的大量UWB能量將在反射或散射中損失。阻抗變換器襯墊可被配置為在保持舒適的同時(shí)避免反射損失。除了提供舒適的表面之外，襯墊還可被優(yōu)化為與UWB醫(yī)學(xué)雷達(dá)協(xié)同工作以優(yōu)化雷達(dá)與嬰兒之間的能量傳遞，在給定嬰兒中的解剖結(jié)構(gòu)目標(biāo)的小尺寸的情況下尤其重要。因此，雷達(dá)天線與襯墊表面之間的襯墊的成分和襯墊厚度可被配置為充當(dāng)阻抗變換器。包括發(fā)射器、接收器和/或收發(fā)器的UWB傳感器可集成到阻抗變換器襯墊內(nèi)，且阻抗變換器襯墊可放在嬰兒下面，包括放在現(xiàn)有搖籃襯墊/床墊上面或替換這種襯墊。此處描述的阻抗變換器表面在本文中可稱為阻抗變換器襯墊，或者為方便起見簡(jiǎn)稱為“襯墊”，盡管可使用任何適當(dāng)?shù)谋砻?不僅限于床墊類襯墊)。這種被配置為阻抗變換器的備選實(shí)施例(包括毯子、枕頭、座椅、座套、衣服、床套等)也可稱為阻抗變換器襯墊、阻抗匹配襯墊、阻抗變換器，或者被稱為阻抗變換器結(jié)構(gòu)，其中所述結(jié)構(gòu)是指實(shí)施例的形式，例如,毯子、枕頭、座椅等。阻抗變換器襯墊可用于通過(guò)最小化兩個(gè)介質(zhì)之間阻抗失配導(dǎo)致的UWB能量反射，高效地將能量從一個(gè)介質(zhì)傳遞到另一介質(zhì)(例如，從天線到嬰兒)。一般而言，對(duì)于非導(dǎo)電、非磁性材料而言，兩個(gè)介質(zhì)(例如，天線與主體(subject)之間)的相對(duì)介電常數(shù)是為實(shí)現(xiàn)此目的考慮的參數(shù)。通常，阻抗變換器襯墊可由置于UWB天線外表面(天線表面)與將安放患者的襯墊外表面(倚靠面)之間的一個(gè)或多個(gè)材料(層)形成。選擇襯墊的這些阻抗變換器層以通過(guò)控制變換器層的厚度和介電特性，高效地在天線表面與倚靠表面之間傳遞預(yù)定帶寬中的UWB能量。理論上，簡(jiǎn)單的單層阻抗變換器可使用介電值為變換器兩側(cè)的兩個(gè)主要介質(zhì)(例如，天線和嬰兒)的幾何平均數(shù)的材料制造，且厚度為能量基波長(zhǎng)的奇數(shù)倍。也可使用更復(fù)雜的阻抗變換器襯墊，其中襯墊包括多個(gè)材料層，這些材料層具有不同的介電常數(shù)和特定厚度，下面將詳細(xì)進(jìn)行介紹。雖然可以像這里討論并在下面詳細(xì)介紹地那樣，更加準(zhǔn)確地判定阻抗變換器襯墊的阻抗層厚度及介電成分，但是在某些變形中，具有一個(gè)或多個(gè)層的阻抗變換器襯墊一般可被描述為具有厚度介于0.4cm至7cm(例如,0.5cm至5cm,或者在某些變形中為0.5至7cm)之間的阻抗變換器區(qū)域(例如，天線的發(fā)射/接收面與倚靠面之間的區(qū)域)，其中該阻抗變換器區(qū)域的至少一個(gè)平面層具有介于大約5至20的介電值。例如，基于下面描述的理論計(jì)算和考量，典型的阻抗變換器襯墊可以包括由一個(gè)或多個(gè)同質(zhì)材料(平面)層形成的阻抗變換器區(qū)域；襯墊外表面(例如，接觸嬰兒的表面)與天線的發(fā)射/接收面之間的阻抗變換器區(qū)域的厚度通常位于大約0.4cm至大約7cm的范圍中，該層中的至少一個(gè)材料層的介電常數(shù)介于大約0.5至大約20之間。這種一般的阻抗變換器襯墊(其厚度和介電特性在上述范圍中)可充分地最小化UffB天線與嬰兒身體之間的UWB信號(hào)反射損失，從而大幅增加兩個(gè)介質(zhì)之間的能量傳遞效率，因而增加從患者內(nèi)部結(jié)構(gòu)反射的能量，提高接收信號(hào)強(qiáng)度以及系統(tǒng)精確度。在操作中，此處描述的阻抗變換器襯墊可以將天線與主體之間的單向反射損失減少到50%以下。在此處描述的監(jiān)測(cè)器上下文中，NI⑶搖籃中的主介質(zhì)為雷達(dá)天線和嬰兒；因而，可以選擇相對(duì)介電常數(shù)為這兩個(gè)介質(zhì)的幾何平均數(shù)的變換器材料。因此，阻抗變換器襯墊可被配置為使得襯墊厚度被控制并與UWB傳感器系統(tǒng)的能量基波波長(zhǎng)匹配，且阻抗變換器襯墊的材料成分可被控制，以便選定材料的介電值位于最優(yōu)值范圍(例如，天線和嬰兒的幾何平均數(shù))內(nèi)。阻抗變換器襯墊可被配置為厚度位于基于天線介電值(假設(shè)平均患者介電值)和UffB信號(hào)帶寬的最優(yōu)范圍內(nèi)，并且介電值(或者多層襯墊情況中的多個(gè)介電值)位于也基于天線特性和UWB信號(hào)帶寬的最優(yōu)范圍內(nèi)。厚度和介電值的最優(yōu)范圍可通過(guò)基于下面詳細(xì)描述的原理的計(jì)算來(lái)確定。此外，阻抗變換器襯墊還可以包括一個(gè)或多個(gè)集成式UWB天線，用于發(fā)射和/或接收UWB探測(cè)信號(hào)。此類組件可以集成在襯墊的阻抗變換器區(qū)域的背面(不接觸嬰兒的一面)上，和/或集成在阻抗變換器襯墊內(nèi)。例如，襯墊可以包括一個(gè)或多個(gè)背襯層，其中天線嵌入阻抗變換器區(qū)域的下面。在下面的描述中，阻抗變換器區(qū)域是指天線外表面(發(fā)射和/或接收面)與可安放嬰兒的襯墊外表面(倚靠面)之間的襯墊區(qū)域。如上所述，襯墊的阻抗變換器區(qū)域的最佳厚度可以取決于系統(tǒng)應(yīng)用的UWB信號(hào)帶寬和襯墊的阻抗變換器區(qū)域的介電特性。襯墊的阻抗變換器區(qū)域的介電值可以取決于天線和患者的介電值，且在阻抗變換器區(qū)域具有多個(gè)層的情況下，每個(gè)層的介電值還可基于阻抗變換器區(qū)域的其他層的介電值。圖3A示出阻抗變換器襯墊303的一個(gè)變形，其包括由單個(gè)層形成的阻抗變換器區(qū)域305。阻抗變換器層下面具有至少一個(gè)UWB天線307。UWB天線可以是平面天線，并且可被配置為發(fā)射器、接收器和/或收發(fā)器。UWB天線連接到(例如，通過(guò)電纜308)可形成UWB監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一部分的處理器309。所述系統(tǒng)可包括襯墊、天線和處理器。處理器可以根據(jù)來(lái)自天線的UWB信號(hào)分析和/或輸出傳感信號(hào)。還可以包括附加的UWB電子器件。例如，此處描述的系統(tǒng)和設(shè)備還可以包括與處理器分離或集成到處理器內(nèi)的UWB電子器件。這些UWB電子器件一般被配置為產(chǎn)生待發(fā)射UWB信號(hào)，以及幫助處理UWB天線接收的UWB信號(hào)(反射信號(hào))。UffB電子器件可以包括信號(hào)發(fā)生器、D/A和A/D轉(zhuǎn)換器、計(jì)時(shí)電路、比較器、放大器、過(guò)濾器等。例如，請(qǐng)參閱U.S.7，725，150、公開號(hào)為US2010/0274145A1的美國(guó)專利申請(qǐng)序號(hào)12/765，680、以及公開號(hào)為US2011/0060215A1的美國(guó)專利申請(qǐng)序號(hào)12/749,861。UWB電子器件可被配置為產(chǎn)生用于從天線發(fā)射的UWB信號(hào)，并處理接收的信號(hào)(反射)來(lái)提取生理數(shù)據(jù)。在圖3A中，襯墊還包括背襯區(qū)域311，該區(qū)域還可以充當(dāng)放置天線和阻抗變換器表面的襯底。背襯區(qū)域可以是泡沫材料，或者其他任何適當(dāng)?shù)牟牧?，并且可以具有與上面的阻抗變換器表面的介電值不匹配的介電值。在圖3A中，阻抗變換器表面可以具有介于大約0.4cm至7cm(例如，0.5cm至5cm，或者在某些變形中為0.5至7cm)之間范圍內(nèi)的厚度。該阻抗變換器表面由介電值一般介于5至20之間的同質(zhì)材料形成。在某些變形中，該阻抗變換器表面由硅酮溶液形成，此溶液已通過(guò)添加添加劑(例如，鹽等)被調(diào)整為具有所需的介電值。在該示例中，外部阻抗變換器層直接層壓在背襯層和天線上。為了舒適，襯墊可以提供支撐，但不是太硬/剛性，從而避免在身體的壓力點(diǎn)上產(chǎn)生潰瘍。襯墊還可易于清洗，且無(wú)毒、低變應(yīng)原性和防水。因此，在某些變形中，襯墊的外部阻抗變換區(qū)域可通過(guò)硅凝膠制造。如上所述，這些硅凝膠可摻雜普通材料，例如，炭黑或鈦酸鋇，以制備介電值位于所需范圍(例如，〈30)內(nèi)的層。襯墊的整體形狀(包括UWB天線的數(shù)量和方位)可變化。圖3B示出與UWB監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)合使用的UWB變換器襯墊的一個(gè)變形，該UWB監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有四個(gè)跨襯墊中線區(qū)域布置的天線。圖3B示出向下觀察阻抗變換器區(qū)域外表面的頂視圖；位于該區(qū)域下面的天線307、307’、307’’、307’’’由虛線方框指示。在某些變形中，襯墊還可以包括標(biāo)記來(lái)指示躺在襯墊上的患者(例如，嬰兒)的優(yōu)選位置。在圖3B中，這通過(guò)嬰兒321的陰影輪廓示出。這可以可視的方式在襯墊上指示，或者襯墊可以簡(jiǎn)單地標(biāo)記(例如，通過(guò)顏色和/或文字)天線位置和/或理想的患者方位。襯墊可以具有任何適當(dāng)?shù)拇笮?。例如，襯墊可以為一平方英尺，也可以更小或更大。UWB天線的類型和大小也可調(diào)整；在該實(shí)例中，天線長(zhǎng)度為2英寸。上面針對(duì)圖3A和3B所示示例提供的阻抗變換器區(qū)域的厚度和介電值范圍是大概值，但是如果給定天線特性，并且假設(shè)了UWB信號(hào)帶寬，則可以計(jì)算更精確的值。例如，在一個(gè)具有襯墊的單層阻抗變換器區(qū)域的阻抗變換器襯墊變形中，襯墊的傳輸層厚度通常集中于所應(yīng)用的UWB信號(hào)的中心頻率(例如，帶寬的幾何平均數(shù))的大約1/4周圍。因此，可通過(guò)此估計(jì)判定最優(yōu)或適當(dāng)?shù)暮穸确秶?。為了估?jì)這些值，做出下列假設(shè):(I)所需的傳輸帶寬大約3GHz至6GHz；(2)天線的特性阻抗大約3770hm(空氣)，以及相對(duì)介電常數(shù)為I;(3)假設(shè)患者的相對(duì)介電常數(shù)大約50(對(duì)于諸如早產(chǎn)兒之類的低脂肪含量身體來(lái)說(shuō)，這個(gè)值特別準(zhǔn)確)。假設(shè)UWB信號(hào)帶寬大約3-6GHZ，幾何平均數(shù)大約4.25GHz，該幾何平均數(shù)可稱為中心頻率(f。)。在該單層示例中，單個(gè)層的近似優(yōu)化介電值可以基于天線介電值與目標(biāo)介電值(例如，嬰兒身體的總介電值)之間的平均值。例如:對(duì)于單層四分之一波長(zhǎng)襯墊，襯墊的相對(duì)介電常數(shù)為空氣介電值(ε&)與患者介電值(Spatimt)的幾何平均數(shù)或近似為7.07(εd)。因此，用于四分之一波長(zhǎng)情況的襯墊厚度等于介電質(zhì)中的中心頻率處的波長(zhǎng)的四分之一，或者:襯塾厚度=介電質(zhì)中的權(quán)利要求1.一種與超寬帶(UWB)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)合使用以最小化UWB能量反射損失的阻抗變換器襯墊，所述阻抗變換器襯墊包括:至少部分地通過(guò)厚度介于大約0.4cm至大約7cm之間的阻抗變換器區(qū)域形成的柔軟或彈性倚靠面，其中所述阻抗變換器區(qū)域具有至少一個(gè)介電常數(shù)介于大約5至大約20之間的層；以及鄰接所述阻抗變換器區(qū)域的UWB天線；其中所述UWB天線被配置為穿過(guò)所述阻抗變換器區(qū)域發(fā)射和接收UWB信號(hào)以監(jiān)測(cè)放在襯墊上的患者。2.根據(jù)權(quán)利要求1的襯墊，其中所述倚靠面的大小正好放入搖籃。3.根據(jù)權(quán)利要求1的襯墊，其中所述阻抗變換器區(qū)域具有單個(gè)同質(zhì)層。4.根據(jù)權(quán)利要求1的襯墊，其中所述阻抗變換器區(qū)域具有至少兩個(gè)相鄰的平面層，其中每個(gè)平面層具有不同的厚度和介電常數(shù)。5.根據(jù)權(quán)利要求1的襯墊，其中所述阻抗變換器區(qū)域具有三個(gè)相鄰的平面層，其中每個(gè)平面層具有不同的厚度和介電常數(shù)。6.根據(jù)權(quán)利要求1的襯墊，其中所述阻抗變換器區(qū)域由硅酮形成。7.根據(jù)權(quán)利要求1的襯墊，其中所述阻抗變換器區(qū)域的厚度介于大約0.5cm至5cm之間。8.根據(jù)權(quán)利要求1的襯墊，進(jìn)一步包括位于所述阻抗變換器區(qū)域和所述UWB天線下面的背襯層。9.根據(jù)權(quán)利要求1的襯墊，進(jìn)一步包括多個(gè)位于所述阻抗變換器區(qū)域下面并與其鄰接的多個(gè)UWB天線。10.根據(jù)權(quán)利要求1的襯墊，其中所述天線被配置為發(fā)射具有一帶寬的UWB信號(hào)，且其中所述阻抗變換器區(qū)域具有一個(gè)或多個(gè)平面層，每個(gè)平面層具有一個(gè)介電值，且其中每個(gè)層的厚度大約為該層介電質(zhì)中的帶寬中心頻率的波長(zhǎng)的四分之一或二分之一。11.一種具有阻抗變換器襯墊以最小化反射損失的超寬帶(UWB)患者監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)具有用于發(fā)射傳感信號(hào)的UWB帶寬，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括:具有位于阻抗變換器區(qū)域下面的UWB天線的阻抗變換器襯墊，所述天線被配置為穿過(guò)所述阻抗變換器區(qū)域?qū)WB信號(hào)發(fā)射到放在所述襯墊上的患者，其中所述阻抗變換器區(qū)域具有一個(gè)或多個(gè)平面層并且每個(gè)層的厚度大約為該層介電質(zhì)中帶寬中心頻率的波長(zhǎng)的四分之一或二分之一；以及被配置為從所述UWB天線接收信號(hào)以監(jiān)測(cè)所述患者的處理器。12.根據(jù)權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中所述阻抗變換器襯墊進(jìn)一步包括位于所述阻抗變換器層和所述天線下面的背襯層。13.根據(jù)權(quán)利要求11系統(tǒng)，進(jìn)一步包括連接所述阻抗變換器襯墊的所述天線與所述處理器的電纜。14.根據(jù)權(quán)利要求11系統(tǒng)，其中所述阻抗變換器襯墊具有彈性、低變應(yīng)原性和防水性。15.根據(jù)權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中所述阻抗變換器襯墊的所述阻抗變換器區(qū)域具有單個(gè)同質(zhì)層，所述單個(gè)同質(zhì)層被配置為四分之一波長(zhǎng)層，其厚度大約為該層介電質(zhì)中帶寬中心頻率的波長(zhǎng)的四分之一。16.根據(jù)權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中所述阻抗變換器襯墊的所述阻抗變換器區(qū)域具有兩層或更多層。17.根據(jù)權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中所述阻抗變換器襯墊的所述阻抗變換器區(qū)域具有三層，包括被配置為四分之一波長(zhǎng)層、二分之一波長(zhǎng)層和四分之一波長(zhǎng)層的相鄰平面層。18.根據(jù)權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中所述阻抗變換器被配置為正好放入搖籃。19.根據(jù)權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中所述阻抗變換器襯墊包括多個(gè)UWB天線。20.根據(jù)權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中所述UWB天線為空氣天線。21.一種使用包括阻抗變換器襯墊的超寬帶(UWB)雷達(dá)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)嬰兒的方法，所述方法包括:將所述嬰兒放置到所述阻抗變換器襯墊上面；以及通過(guò)UWB天線發(fā)射UWB信號(hào)，其中所述信號(hào)從天線發(fā)出，穿過(guò)所述阻抗變換器襯墊的阻抗變換器區(qū)域，到達(dá)所述嬰兒體內(nèi)，進(jìn)一步地，其中所述阻抗變換器區(qū)域具有至少一個(gè)介電常數(shù)介于大約5至大約20之間的層，其中所述阻抗變換器襯墊減少所述天線與所述嬰兒之間的阻抗失配，從而減少所述信號(hào)的能量的反射損失。22.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，進(jìn)一步包括使用所述UWB天線接收來(lái)自所述嬰兒的UWB反射信號(hào)。23.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中發(fā)射UWB信號(hào)包括使所述信號(hào)穿過(guò)所述阻抗變換器區(qū)域，其中所述阻抗變換器區(qū)域具有單個(gè)同質(zhì)層，所述單個(gè)同質(zhì)層的介電值是所述天線的介電值和所述嬰兒的介電值的幾何平均數(shù)。24.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中發(fā)射UWB信號(hào)包括使所述信號(hào)穿過(guò)所述阻抗變換器區(qū)域，其中所述阻抗變換器區(qū)域的厚度介于大約0.4cm至大約7cm之間。25.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中發(fā)射UWB信號(hào)包括使所述信號(hào)穿過(guò)所述阻抗變換器區(qū)域，其中所述阻抗變換器區(qū)域具有多個(gè)層，每個(gè)層具有一個(gè)介電值，所述每個(gè)層的厚度大約為該層介電質(zhì)中發(fā)射信號(hào)帶寬中心頻率的波長(zhǎng)的四分之一或二分之一。26.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中放置包括將所述嬰兒放在NICU搖籃內(nèi)的所述阻抗變換器襯墊上面。27.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中發(fā)射包括將來(lái)自所述天線的所述UWB信號(hào)穿過(guò)所述阻抗變換器區(qū)域發(fā)射到所述嬰兒，而不通過(guò)空氣。28.—種超寬帶(UWB)嬰兒監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:阻抗變換器襯墊，所述襯墊具有可放置嬰兒的柔軟或彈性倚靠面；UWB天線，所述天線與所述阻抗變換器襯墊相連并被配置為穿過(guò)所述變換器襯墊將UWB信號(hào)發(fā)射到所述嬰兒體內(nèi)，其中所述阻抗變換器襯墊被配置為防止所述UWB信號(hào)能量的超過(guò)50%的反射損失；以及處理器，所述處理器與所述UWB天線進(jìn)行通信并被配置為在所述嬰兒放在所述阻抗變換器襯墊上時(shí)監(jiān)測(cè)所述嬰兒。29.根據(jù)權(quán)利要求28的系統(tǒng)，被配置為應(yīng)用具有中心頻率的帶寬中的UWB信號(hào)，其中所述阻抗變換器襯墊包括形成所述倚靠面的阻抗變換器區(qū)域，所述阻抗變換器區(qū)域具有一個(gè)或多個(gè)平面層，每個(gè)平面層具有不同的介電值。30.根據(jù)權(quán)利要求28的系統(tǒng)，被配置為應(yīng)用具有中心頻率的帶寬中的UWB信號(hào)，其中所述阻抗變換器襯墊包括形成所述倚靠面的阻抗變換器區(qū)域，所述阻抗變換器區(qū)域具有一個(gè)或多個(gè)平面層，每個(gè)平面層具有一個(gè)介電值，其中每個(gè)層的厚度小于該層介電質(zhì)中的中心頻率的波長(zhǎng)的二分之一。31.根據(jù)權(quán)利要求28的系統(tǒng)，被配置為應(yīng)用具有中心頻率的帶寬中的UWB信號(hào)，其中所述阻抗變換器襯墊包括形成所述倚靠面的阻抗變換器區(qū)域，所述阻抗變換器區(qū)域具有一個(gè)或多個(gè)平面層，每個(gè)平面層具有一個(gè)介電值，其中每個(gè)層的厚度大約為該層介電質(zhì)中的中心頻率的波長(zhǎng)的四分之一或二分之一。32.根據(jù)權(quán)利要求28的系統(tǒng)，其中所述阻抗變換器襯墊被配置為正好放入搖籃。33.根據(jù)權(quán)利要求28的系統(tǒng)，其中所述阻抗變換器襯墊包括無(wú)毒的低變應(yīng)原性防水材料。34.一種針對(duì)超寬帶(UWB)嬰兒監(jiān)測(cè)配置的搖籃，所述搖籃包括:具有壁和底面的溫控?fù)u籃外殼；以及至少一個(gè)集成到所述搖籃內(nèi)的UWB天線，所述天線被配置為從所述搖籃的底面將UWB能量發(fā)射到所述搖籃中的嬰兒體內(nèi)；其中所述搖籃的底面阻抗匹配以最小化所述UWB天線與所述嬰兒之間的UWB能量反射損失。35.根據(jù)權(quán)利要求34的搖籃，其中所述底面包括覆蓋所述UWB天線的阻抗變換器襯墊，以便所述UWB天線穿過(guò)所述阻抗變換器襯墊發(fā)射UWB信號(hào)。36.根據(jù)權(quán)利要求34的搖籃，其中所述UWB天線被配置為應(yīng)用具有中心頻率的帶寬中的UWB信號(hào)，進(jìn)一步地，其中所述底面包括覆蓋所述UWB天線的阻抗變換器區(qū)域，可在所述區(qū)域上放置嬰兒，其中所述阻抗變換器區(qū)域具有一個(gè)或多個(gè)平面層，每個(gè)平面層具有一個(gè)介電值，其中每個(gè)層的厚度小于該層介電質(zhì)中的中心頻率的波長(zhǎng)的二分之一。37.根據(jù)權(quán)利要求34的搖籃，其中所述UWB天線具有與所述嬰兒的介電值大致匹配的介電值。38.根據(jù)權(quán)利要求34的搖籃，其中所述UWB天線具有大約50的介電值。39.根據(jù)權(quán)利要求34的搖籃，其中進(jìn)一步包括多個(gè)UWB天線。40.根據(jù)權(quán)利要求34的搖籃，進(jìn)一步包括被配置為接收來(lái)自所述UWB天線的信號(hào)以監(jiān)測(cè)所述嬰兒的處理器。全文摘要超寬帶患者監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，特別為嬰兒監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，適合于防止天線與患者身體之間的反射損失。此處描述的設(shè)備、系統(tǒng)和方法可用于高效地將UWB能量耦合到患者以用于患者監(jiān)測(cè)。具體而言，此處描述了阻抗變換器襯墊、床墊等，患者可舒適地躺在其上，同時(shí)通過(guò)一個(gè)或多個(gè)UWB傳感器(例如，天線)被監(jiān)測(cè)；阻抗變換器襯墊幫助匹配阻抗并防止UWB能量的反射損失。此處還描述了搖籃，包括NICU搖籃和嬰兒監(jiān)測(cè)器。文檔編號(hào)A61B5/0205GK103220967SQ201180047760公開日2013年7月24日申請(qǐng)日期2011年8月2日優(yōu)先權(quán)日2010年8月2日發(fā)明者J·P·小蒂潘申請(qǐng)人:萊夫韋弗公司