宋慧浩，張自啟，殷 悅，祁富貴，王鵬飛，王健琪，呂 昊*

（1.空軍軍醫(yī)大學(xué)軍事生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)系，西安 710032；2.聯(lián)勤保障部隊(duì)第983醫(yī)院，天津 300142）

0 引言

生物雷達(dá)是一種以生命體（人體或動(dòng)物）為探測(cè)對(duì)象的新型雷達(dá)技術(shù)，它以特殊雷達(dá)發(fā)射的電磁波為探測(cè)媒介，能穿透衣物、樹叢、墻壁、廢墟等非金屬遮擋物，非接觸獲取人體目標(biāo)信息，在軍事、公共安全、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景，如在城市巷戰(zhàn)中穿墻探測(cè)建筑物內(nèi)隱藏的敵人、地震等自然災(zāi)害發(fā)生后搜尋壓埋在建筑廢墟下的幸存者、臨床上燒傷等特殊患者生理信息的非接觸監(jiān)測(cè)等[1-9]。

作為一種新型的非接觸生命探測(cè)技術(shù)，對(duì)生物雷達(dá)技術(shù)開展研究常常需要評(píng)估探測(cè)結(jié)果的可靠性與準(zhǔn)確性。國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)表明，生物雷達(dá)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的評(píng)價(jià)可分為2類：一類是根據(jù)人體呼吸、心跳頻率范圍的先驗(yàn)信息進(jìn)行判斷，通常是觀察處理后回波的功率譜峰值頻率是否與先驗(yàn)信息一致[1，4，7]；另一類是在生物雷達(dá)探測(cè)的同時(shí)對(duì)人體呼吸、心跳等生命信號(hào)進(jìn)行同步測(cè)量，并將該測(cè)量結(jié)果用于參考[10-17]。顯然第一類評(píng)價(jià)方法主觀性較強(qiáng)，僅能用于生物雷達(dá)探測(cè)結(jié)果的定性評(píng)價(jià)，如驗(yàn)證系統(tǒng)可行性、判斷有無(wú)目標(biāo)等。隨著生物雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展，同步測(cè)量方法成為開展相關(guān)研究的一種必要手段，如基于生物雷達(dá)的多人體目標(biāo)識(shí)別[10]、心率變異性分析[11]等都需要參考信號(hào)來(lái)定量分析生物雷達(dá)檢測(cè)結(jié)果的可靠性與準(zhǔn)確性。因此，研究一種人體呼吸、心跳等生命信號(hào)的參考測(cè)量方法或系統(tǒng)，可以為生物雷達(dá)實(shí)驗(yàn)探測(cè)結(jié)果提供定量的標(biāo)準(zhǔn)和參考，對(duì)于生物雷達(dá)技術(shù)的研究具有重要意義。

為此，Lv等[12]在生物雷達(dá)探測(cè)實(shí)驗(yàn)中采用人工計(jì)數(shù)的方法，即在探測(cè)過(guò)程中由被測(cè)對(duì)象默數(shù)自己呼吸的次數(shù)，然后將計(jì)算出來(lái)的呼吸率作為生物雷達(dá)探測(cè)結(jié)果的參考，這種方法簡(jiǎn)便易行但精度有限；胡治等[13]和Lu等[14]采用了多導(dǎo)生理記錄儀來(lái)同步測(cè)量人體的呼吸和心電信號(hào)（electrocardiograph，ECG），并利用該儀器提供的數(shù)據(jù)分析軟件提取所需的呼吸和心電參數(shù)與生物雷達(dá)探測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析；Patwari等[15]則采用了臨床上呼吸監(jiān)測(cè)的金標(biāo)準(zhǔn)——呼氣末二氧化碳監(jiān)測(cè)儀來(lái)同步測(cè)量呼吸率；此外，Suzuk等[11]采用了心電傳感器（ECG電極）結(jié)合AD采集模塊開發(fā)同步測(cè)量系統(tǒng)，為生物雷達(dá)檢測(cè)到的心跳信號(hào)提供參考；而Li等[16]和Baboli等[17]采用了指尖佩戴式的光電傳感器來(lái)同步測(cè)量人體脈搏波并將以此計(jì)算出來(lái)的脈率作為心率的參考，其中Baboli等[17]還采用胸帶式呼吸傳感器同步測(cè)量了實(shí)驗(yàn)對(duì)象的呼吸。

綜上所述，目前用于生物雷達(dá)探測(cè)的參考測(cè)量系統(tǒng)均采用接觸式方法檢測(cè)人體呼吸、心電、脈搏等信號(hào)，采用ECG電極、光電傳感器等小型接觸式傳感器開發(fā)的系統(tǒng)在成本、體積、質(zhì)量等方面更具優(yōu)勢(shì)。然而接觸式傳感器在與生物雷達(dá)系統(tǒng)同時(shí)測(cè)量時(shí)存在時(shí)間同步的問(wèn)題——在計(jì)算機(jī)上控制2種系統(tǒng)開始/停止保存數(shù)據(jù)時(shí)總有先后順序，從而導(dǎo)致兩者測(cè)量得到的人體生命信號(hào)數(shù)據(jù)存在時(shí)間誤差。

因此，本文提出了一種用于生物雷達(dá)參考的生命信號(hào)同步測(cè)量系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用小型化接觸式傳感器分別測(cè)量人體呼吸和脈搏（用于心跳的參考），傳感器前端和控制顯示后端采用無(wú)線藍(lán)牙連接，且后端軟件基于Windows消息機(jī)制實(shí)現(xiàn)與生物雷達(dá)系統(tǒng)軟件的時(shí)間同步，具有低成本、可便攜、通用化的特點(diǎn)，不僅可為實(shí)驗(yàn)室內(nèi)外、多目標(biāo)探測(cè)等多種場(chǎng)景的生物雷達(dá)探測(cè)實(shí)驗(yàn)提供定量標(biāo)準(zhǔn)和參考，還可為生物醫(yī)學(xué)研究中生命信號(hào)的定量檢測(cè)提供一種簡(jiǎn)便易行的通用方法和手段。

1 系統(tǒng)整體架構(gòu)

該同步測(cè)量系統(tǒng)由傳感器前端和控制顯示后端2個(gè)部分組成，其整體架構(gòu)如圖1所示。其中傳感器前端包括多個(gè)接觸式傳感器組，每組由1個(gè)定制的壓電式呼吸傳感器和1個(gè)光敏式脈搏傳感器組成，可用于多人體目標(biāo)探測(cè)?？刂骑@示后端由計(jì)算機(jī)和藍(lán)牙路由器組成，后者采用藍(lán)牙4.0標(biāo)準(zhǔn)與前端無(wú)線連接，在該標(biāo)準(zhǔn)中：（1）工作頻率范圍為2.402～2.480 GHz；（2）無(wú)線通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)100 m；（3）信道容量為1 Mbit/s。根據(jù)傳感器參數(shù)（呼吸傳感器采樣頻率50 Hz、脈搏傳感器采樣頻率200 Hz，采樣數(shù)據(jù)精度均為8 bit）可知，1組傳感器傳輸帶寬需要2 Kbit/s（200 Hz×8 bit+50 Hz×8 bit），因而 1 Mbit/s的信道容量最多可連接512組傳感器，但受限于藍(lán)牙微網(wǎng)的3 bit地址長(zhǎng)度（其中000編碼已被藍(lán)牙自身占用），實(shí)際最多可同時(shí)接收7路數(shù)據(jù)，即最多連接3組呼吸、脈搏傳感器用于3個(gè)人體目標(biāo)測(cè)量。此外，后端計(jì)算機(jī)上運(yùn)行同步測(cè)量軟件，同時(shí)連接生物雷達(dá)并運(yùn)行該系統(tǒng)。

圖1 系統(tǒng)整體架構(gòu)圖

2 傳感器原理與參數(shù)

該系統(tǒng)前端呼吸傳感器[如圖2（a）所示]采用聚偏氟乙烯高分子膜壓電材料檢測(cè)呼吸時(shí)人體體表產(chǎn)生的收縮和舒張壓力變化，產(chǎn)生mV級(jí)的微應(yīng)變電信號(hào)，經(jīng)過(guò)內(nèi)置信號(hào)調(diào)理電路后輸出呼吸波形數(shù)據(jù)，使用時(shí)配合彈性綁帶束縛在人體胸/腹部進(jìn)行測(cè)量。脈搏傳感器[如圖2（b）所示]利用紅外線對(duì)射式指夾，通過(guò)主動(dòng)發(fā)射和接收870 μm波長(zhǎng)的紅外線檢測(cè)心臟活動(dòng)引起的手指末梢血管容積變化，然后通過(guò)放大、信號(hào)調(diào)理等輸出脈搏波信號(hào)。這2種傳感器均向相關(guān)企業(yè)定制（型號(hào) HKG-11L、HKG-07L），除基本的傳感測(cè)量功能外，已內(nèi)置AD采集器、串口藍(lán)牙適配器、供電等模塊，具備體積小、質(zhì)量輕、方便使用的特點(diǎn)，其主要技術(shù)原理和參數(shù)見表1。

圖2 前端傳感器實(shí)物圖

表1 傳感器技術(shù)原理和參數(shù)

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

在同步測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，核心問(wèn)題是該系統(tǒng)與生物雷達(dá)系統(tǒng)開始/停止保存數(shù)據(jù)的時(shí)間同步。為此，本文采用Windows平臺(tái)下的軟件設(shè)計(jì)，以Windows消息傳遞機(jī)制為基礎(chǔ)，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)視生物雷達(dá)系統(tǒng)軟件的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)2種系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的同步。同步測(cè)量系統(tǒng)軟件的基本流程如圖3所示：（1）利用藍(lán)牙適配器的USB轉(zhuǎn)串口功能，采用串口通信技術(shù)建立藍(lán)牙數(shù)據(jù)通信鏈路。（2）根據(jù)不同傳感器數(shù)據(jù)包的幀頭提取多路呼吸和脈搏數(shù)據(jù)，進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)處理后顯示各路數(shù)據(jù)波形和參數(shù)。（3）利用Hook（鉤子）技術(shù)建立第三方軟件監(jiān)視器，即利用鉤子捕獲生物雷達(dá)系統(tǒng)軟件的事件消息——當(dāng)監(jiān)測(cè)生物雷達(dá)開始/停止保存數(shù)據(jù)的事件時(shí)，立即觸發(fā)同步測(cè)量系統(tǒng)開始/停止保存數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)兩者測(cè)量數(shù)據(jù)的時(shí)間同步。上述流程中，生物雷達(dá)系統(tǒng)軟件被當(dāng)作第三方軟件，只需了解其開始/停止保存數(shù)據(jù)的相關(guān)控制信息（如所需點(diǎn)擊按鈕的名稱），就能監(jiān)測(cè)到生物雷達(dá)開始/停止保存數(shù)據(jù)的事件。因此，該同步測(cè)量系統(tǒng)軟件即使針對(duì)不同的生物雷達(dá)系統(tǒng)軟件進(jìn)行使用，也不需要重新設(shè)計(jì)代碼，從而保證了通用性。

3.1 藍(lán)牙數(shù)據(jù)通信——串口通信技術(shù)

藍(lán)牙路由器在收發(fā)藍(lán)牙無(wú)線數(shù)據(jù)的同時(shí)還起到了USB轉(zhuǎn)串口的作用，因此采用串口通信技術(shù)讀寫該適配器對(duì)應(yīng)的虛擬COM口（串行通信端口）即可建立系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信鏈路。目前在Windows平臺(tái)下實(shí)現(xiàn)串口通信通常包括使用第三方控件、Windows API函數(shù)和其他串口通信程序3種方法。本文使用第三方SPCOMM控件提供的與串口通信相關(guān)的屬性、事件和操作來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)前端傳感器與后端顯示控制的無(wú)線通信。為此，本文在同步測(cè)量軟件中使用了6個(gè)SPCOMM控件，每個(gè)控件對(duì)應(yīng)1個(gè)傳感器，共計(jì)3組呼吸和脈搏傳感器組；然后，對(duì)串口進(jìn)行初始化，設(shè)置SPCOMM控件的控制對(duì)象（虛擬COM口號(hào)）和屬性；采用事件驅(qū)動(dòng)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，即當(dāng)該虛擬COM口接收到數(shù)據(jù)時(shí)觸發(fā)控件的OnRecieveData事件，在該事件中讀取緩存中的數(shù)據(jù)包后對(duì)其進(jìn)行解析和顯示。表2列出了軟件中SPCOMM控件的主要屬性設(shè)置情況。

圖3 同步測(cè)量系統(tǒng)軟件的流程圖

表2 SPCOMM控件的主要屬性設(shè)置

3.2 數(shù)據(jù)解析和顯示——多線程技術(shù)

通過(guò)無(wú)線藍(lán)牙數(shù)據(jù)鏈路讀取傳感器前端發(fā)回的數(shù)據(jù)包后，本文采用多線程技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的解析和顯示，即在串口通信線程之外建立新的線程對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取、預(yù)處理和顯示，以確保數(shù)據(jù)通信的優(yōu)先級(jí)和實(shí)時(shí)性。由于這2個(gè)線程都是對(duì)同一數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫，本文在多線程編程中采用了臨界區(qū)（CriticalSection）來(lái)緩存數(shù)據(jù)，從而有效避免多個(gè)線程同時(shí)訪問(wèn)同一數(shù)據(jù)時(shí)破壞數(shù)據(jù)完整性的問(wèn)題。此外，本設(shè)計(jì)在讀取前端傳感器數(shù)據(jù)時(shí)利用了定制傳感器規(guī)定的數(shù)據(jù)包格式，可以自動(dòng)從數(shù)據(jù)包頭中識(shí)別傳感器類型，便于后續(xù)波形數(shù)據(jù)的預(yù)處理。

呼吸和脈搏傳感器波形數(shù)據(jù)的預(yù)處理流程如下：首先，采用滑動(dòng)減平均的方法校正波形中可能存在的基線漂移[12]；然后，采用低通濾波處理以提高信噪比，其中對(duì)呼吸數(shù)據(jù)采用0.5 Hz截止頻率的低通濾波器，對(duì)脈搏數(shù)據(jù)采用2 Hz截止頻率的低通濾波器；最后，采用短時(shí)傅里葉變換來(lái)估計(jì)呼吸率/脈率[16]。

3.3 第三方監(jiān)視器——Windows鉤子技術(shù)

鉤子是Windows系統(tǒng)中非常重要的消息機(jī)制和接口，可以用來(lái)監(jiān)視系統(tǒng)或進(jìn)程中的各種事件消息，截獲發(fā)往目標(biāo)窗口的消息并進(jìn)行處理。因此，本文通過(guò)同步測(cè)量系統(tǒng)軟件安裝自定義的鉤子，監(jiān)視系統(tǒng)中特定事件的發(fā)生（如生物雷達(dá)系統(tǒng)軟件開始/停止保存數(shù)據(jù)按鈕的鼠標(biāo)點(diǎn)擊事件）來(lái)實(shí)現(xiàn)同步測(cè)量系統(tǒng)和生物雷達(dá)數(shù)據(jù)采集的時(shí)間同步。在實(shí)現(xiàn)這一設(shè)計(jì)過(guò)程中，本文主要考慮了以下4個(gè)方面：

（1）不同生物雷達(dá)系統(tǒng)軟件開始/停止保存數(shù)據(jù)按鈕定義有所差別。例如有“開始”“開始采集”或“開始保存”，同步測(cè)量系統(tǒng)軟件在安裝鉤子前需指定第三方軟件開始/停止保存數(shù)據(jù)按鈕的相關(guān)信息。

（2）生物雷達(dá)系統(tǒng)軟件存在不是通過(guò)點(diǎn)擊按鈕來(lái)開始/停止保存數(shù)據(jù)的可能。因此同步測(cè)量系統(tǒng)軟件在安裝鼠標(biāo)鉤子的同時(shí)還安裝了文件監(jiān)視鉤子，即生物雷達(dá)系統(tǒng)軟件開始保存數(shù)據(jù)時(shí)必然觸發(fā)某一路徑下文件的操作事件，此時(shí)同步測(cè)量系統(tǒng)軟件可通過(guò)該事件實(shí)現(xiàn)同步數(shù)據(jù)采集。此外，通過(guò)文件監(jiān)視鉤子還可以自動(dòng)獲取生物雷達(dá)數(shù)據(jù)的文件名，以此來(lái)為同步測(cè)量系統(tǒng)保存的數(shù)據(jù)文件命名，便于實(shí)驗(yàn)后2種數(shù)據(jù)的對(duì)照分析。

（3）生物雷達(dá)與同步測(cè)量系統(tǒng)軟件實(shí)際運(yùn)行時(shí)分屬不同進(jìn)程。由于各進(jìn)程地址空間彼此相隔，導(dǎo)致前者無(wú)法直接調(diào)用后者進(jìn)程地址空間的鉤子函數(shù)，因而采用全局鉤子，即將鉤子函數(shù)建立在dll（dynamic link library）文件中，從而實(shí)現(xiàn)多個(gè)進(jìn)程共享。

（4）全局鉤子dll必須與同步測(cè)量系統(tǒng)軟件和生物雷達(dá)系統(tǒng)軟件共享事件類型、開始/停止的相關(guān)信息、文件路徑和文件名等參數(shù)信息。為了保證dll中的這些信息對(duì)其他進(jìn)程的可見性，本文采用內(nèi)存文件映射技術(shù)，即在dll中定義特殊的內(nèi)存段來(lái)保存這些參數(shù)變量，從而實(shí)現(xiàn)了有效的參數(shù)傳遞。

3.4 系統(tǒng)軟件界面

同步測(cè)量系統(tǒng)軟件界面如圖4所示。該界面可分為5個(gè)部分：（1）標(biāo)題和退出按鈕部分；（2）控制部分，主要用于配置藍(lán)牙通信、選擇是/否同步、選擇存儲(chǔ)路徑、指定第三方軟件開始/停止保存等相關(guān)信息；（3）藍(lán)牙路由器狀態(tài)顯示部分，通過(guò)調(diào)用外部藍(lán)牙控制程序?qū)崿F(xiàn)，用于觀察當(dāng)前連接的傳感器前端的各個(gè)傳感器及其通信情況；（4）波形顯示部分，最多可顯示6個(gè)傳感器，即3組呼吸和脈搏傳感器組的波形數(shù)據(jù)；（5）狀態(tài)欄部分，用于顯示程序運(yùn)行過(guò)程中的提示和錯(cuò)誤信息。

圖4 同步測(cè)量系統(tǒng)軟件的界面

4 實(shí)驗(yàn)與結(jié)果

4.1 與超寬帶（ultra-wideband，UWB）生物雷達(dá)的同步探測(cè)實(shí)驗(yàn)

本文使用課題組前期研制的UWB生物雷達(dá)系統(tǒng)配合本文的同步測(cè)量系統(tǒng)開展了實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中一位22歲健康成年男性志愿者作為探測(cè)目標(biāo)位于約30 cm厚單磚墻后2 m處保持坐姿并平靜呼吸，雷達(dá)天線在磚墻另一側(cè)緊貼墻壁（天線離地面高度約1.2 m）正對(duì)目標(biāo)探測(cè)，目標(biāo)胸部佩戴本文研制系統(tǒng)同步測(cè)量呼吸，時(shí)長(zhǎng)約1 min。UWB生物雷達(dá)和同步測(cè)量數(shù)據(jù)均采用MATLAB軟件進(jìn)行處理和分析。其中，UWB生物雷達(dá)只選用通道2的數(shù)據(jù)，并對(duì)其在時(shí)間上采用基線校正、低通濾波后選取所有距離點(diǎn)上的能量最大值作為探測(cè)波形。同步測(cè)量數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)采樣率分?jǐn)?shù)倍變換后（由50 Hz變?yōu)?4 Hz）與生物雷達(dá)回波數(shù)據(jù)采樣率保持一致并采用3.2章節(jié)中的預(yù)處理算法進(jìn)行處理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖5所示，該UWB生物雷達(dá)測(cè)得的時(shí)域波形與同步測(cè)量系統(tǒng)基本一致，且頻域波形顯示兩者對(duì)應(yīng)的呼吸率完全相同，從而驗(yàn)證了生物雷達(dá)探測(cè)結(jié)果的正確性。

4.2 與點(diǎn)頻連續(xù)波（continuous wave，CW）生物雷達(dá)的同步探測(cè)實(shí)驗(yàn)

本文將上述同步測(cè)量系統(tǒng)與實(shí)驗(yàn)室正在研制的CW生物雷達(dá)系統(tǒng)一起開展了同步測(cè)量實(shí)驗(yàn)。如圖6所示，CW生物雷達(dá)系統(tǒng)采用點(diǎn)頻CW體制，發(fā)射信號(hào)頻率24.15 GHz，在硬件設(shè)計(jì)上采用直接下變頻解調(diào)和收發(fā)共用微帶天線，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、小型化的特點(diǎn)，擬研制用于家庭和臨床中患者呼吸等生理信息的非接觸監(jiān)測(cè)。在實(shí)驗(yàn)中一位22歲健康成年男性志愿者作為探測(cè)目標(biāo)位于生物雷達(dá)前方約1 m處保持坐姿并平靜呼吸，雷達(dá)天線正對(duì)目標(biāo)胸部，目標(biāo)同時(shí)佩戴本文研制系統(tǒng)同步測(cè)量呼吸和脈搏，時(shí)長(zhǎng)少于2 min。為便于結(jié)果分析和顯示，生物雷達(dá)和同步測(cè)量數(shù)據(jù)存入計(jì)算機(jī)并用MATLAB軟件進(jìn)行分析，采用與上述相同的預(yù)處理算法進(jìn)行處理。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖7所示，CM生物雷達(dá)系統(tǒng)與同步測(cè)量系統(tǒng)測(cè)得的呼吸波形基本一致，但兩者測(cè)得的心跳/脈搏波形存在顯著差別——生物雷達(dá)系統(tǒng)測(cè)得心跳波形的節(jié)律性明顯不如作為參考的脈搏波形。這表明采用直接下變頻解調(diào)導(dǎo)致人體回波信號(hào)中存在較強(qiáng)的呼吸-心跳互調(diào)[16]，因此該生物雷達(dá)系統(tǒng)的人體心跳檢測(cè)性能還需進(jìn)一步提高。圖8顯示了少于2 min時(shí)長(zhǎng)的人體呼吸率和心率（脈率）變化情況，以所研制同步測(cè)量系統(tǒng)為參考，該生物雷達(dá)系統(tǒng)呼吸檢測(cè)準(zhǔn)確率較高，但心跳檢測(cè)準(zhǔn)確率存在較大誤差，這與圖7所示結(jié)論一致。

圖5 UWB生物雷達(dá)與同步測(cè)量系統(tǒng)的呼吸波形測(cè)量結(jié)果

圖6 CW生物雷達(dá)原理框圖

圖7 CW生物雷達(dá)與同步測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量結(jié)果

圖8 少于2 min時(shí)長(zhǎng)的CW生物雷達(dá)與同步測(cè)量系統(tǒng)估計(jì)結(jié)果

5 結(jié)論

生物雷達(dá)是一種以人體為主要探測(cè)對(duì)象的新型雷達(dá)技術(shù)，對(duì)其開展研究常常需要同時(shí)測(cè)量人體呼吸、心跳等生命信號(hào)作為參考，以評(píng)估生物雷達(dá)探測(cè)結(jié)果的可靠性與準(zhǔn)確性。本文介紹了一種用于生物雷達(dá)參考的生命信號(hào)同步測(cè)量系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò)小型化接觸式的壓電傳感器和光敏傳感器分別測(cè)量人體呼吸和脈搏（用于心跳的參考），具有低成本和可便攜的特點(diǎn)；采用藍(lán)牙無(wú)線方式連接傳感器前端和控制顯示后端，能滿足自由空間、穿透等多種場(chǎng)景的實(shí)驗(yàn)需求；其控制顯示后端通過(guò)基于Windows鉤子技術(shù)的軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)與生物雷達(dá)系統(tǒng)開始/停止保存數(shù)據(jù)的同步，且不需要反復(fù)修改軟件代碼來(lái)配合不同生物雷達(dá)系統(tǒng)開展實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，該系統(tǒng)有效解決了現(xiàn)階段生物雷達(dá)參考測(cè)量系統(tǒng)的時(shí)間同步問(wèn)題，不僅可為生物雷達(dá)探測(cè)實(shí)驗(yàn)提供定量標(biāo)準(zhǔn)和參考，還可為生物醫(yī)學(xué)研究中生命信號(hào)的定量檢測(cè)提供一種簡(jiǎn)便易行的通用方法和手段。下一階段將使用該同步測(cè)量系統(tǒng)開展更多的生物雷達(dá)探測(cè)實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)和軟件界面。