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用于生物计量设备的光学心率传感器

发布时间:2021-09-20 01:28:01人气:
本文摘要:本篇侧重讲解这些传感器系统的工作原理和通过它们可以测量什么。大部分可穿着设备使用光电容积脉搏波用笔记法(PPG)来测量心率及其他生物计量指标。 PPG是一种将光照入皮肤并测量因血液流动而产生的光衍射的方法。该方法非常简单,光学心率传感器基于以下工作原理:当血流动力发生变化时,例如血脉搏亲率(心率)或血容积(心输出量)发生变化时,转入人体的光会再次发生可意识到的衍射。右图1讲解了光学心率传感器的主要元件和基本工作原理。

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本篇侧重讲解这些传感器系统的工作原理和通过它们可以测量什么。大部分可穿着设备使用光电容积脉搏波用笔记法(PPG)来测量心率及其他生物计量指标。

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PPG是一种将光照入皮肤并测量因血液流动而产生的光衍射的方法。该方法非常简单,光学心率传感器基于以下工作原理:当血流动力发生变化时,例如血脉搏亲率(心率)或血容积(心输出量)发生变化时,转入人体的光会再次发生可意识到的衍射。右图1讲解了光学心率传感器的主要元件和基本工作原理。

图1:光学心率传感器的基本结构与运营光学心率传感器用于四个主要技术元件来测量心率:●光发射器——一般来说最少由两个光升空二极管(LED)包含,它们不会将光波照进皮肤内部。●光电二极管和仿真前端(AFE)——这些元件捕捉穿着者反射的光,并将这些模拟信号转换成数字信号用作计算出来可实际应用于的心率数据。●加快计——加快计可测量运动,与光信号融合运用,作为PPG算法的输出。

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●算法——算法需要处置来自AFE和加快收的信号,然后将处置后的信号变换到PPG波形上,由此可分解持续的、运动容错心率数据和其他生物计量数据。光学心率传感器可以测量什么?光学心率传感器可分解测量心率的PPG波形并将该心率数据作为基础生物计量值,但是利用PPG波形可以测量的对象远不止于此。尽管很难获得和确保准确的PPG测量结果(我们将在下一篇详尽阐述它),但是如果您需要顺利取得准确的PPG测量结果,它将充分发挥强劲的起到。

高品质PPG信号是当今市场需求的大量生物计量的基础。图2是经过修改的PPG信号,该信号代表了多个生物计量的测量结果。


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