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光學心率傳感器的基本工作原理

更新時間: 2019-04-23 10:48 來源: 網絡 編輯: 傳感器工作原理 閱覽: ? 技術文檔
 

首先,我們先了解下什么叫做PPG,在生物醫學領域應用中,PPG(photoplethysmograph)即利用光電容積描記技術進行人體運動心率的檢測,是紅外無損檢測技術的一種。它是利用光電傳感器檢測經過人體血液和組織吸收后的反射光強度的不同,記錄出血管容積在心動周期內的變化,從而得出脈搏波形心率。

那么,光學心率傳感器是什么,光學心率傳感器的工作原理是當血脈搏率或血容積發生變化時,進入人體的光會發生可預見的散射,這就是PPG的將光照進皮膚并測量因血液流動而產生光散射的方法。

光學心率傳感器

光學心率傳感器的組成,主要由四個技術元件來測量心率:

光發射器:由兩個或以上的發光二極管組成,主要將光波照進皮膚內部。

光電二極管和模擬前端:捕捉折射光,將模擬信號轉換成數字信號用于計算可實際應用的心率數據。

加速計:測量運動,與光信號結合,作為PPG算法的輸入。

算法:處理來自模擬前端和加速計的信號,然后疊加到PPG波形上,生成持續的運動容錯心率數據和其他生物計量數據。

光學心率傳感器測量領域:

呼吸率:人體運動與休息的呼吸率的數據輸出。

血氧水平:可測量血液中的氧氣濃度。

攝氧量:可測量人體可以攝入的最大氧氣量,有氧耐力指標。

心率變異率:血脈沖間隔時間,也稱R-R間期,可用作壓力水平和不同心臟問題的指標。

心效率:心腦血管健康和身體狀況指標,測量心臟每搏的做功功率。

血壓:通過PPG傳感器信號,測量血壓指標。

血液灌注:可跟蹤血流相對灌注率及血液灌注水平變化。

同時,光學心率傳感器也帶來了許多機遇和挑戰,能否完善應用于光力學,能否正確的根據各部位的生理構造的不同而測量出中正確的結果,算法能否適應不同環境的影響等等,都需要一一探究驗證。

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