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用于生物计量可穿戴设备的光学心率传感器|快三平台注册

编辑:快三平台 来源:快三平台 创发布时间:2021-06-23阅读45732次
  

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快三平台app:大部分穿戴设备都可以使用光电容积脉搏波书写法(PPG)测量心率及其他生物测量指标。PPG是一种将光线照射到皮肤上,并测量血液流动引起的光线衍射的方法。

这个方法很快三平台app简单。光学心率传感器会在血流动力变化时,例如血脉亲和率(心率)或血容量(心输出量)变化时,引起进入人体的光线再次认知的衍射。右边1说明了光学心率传感器的主要组成部分和基本工作原理。

图1:光学心率传感器的基本结构和工作光学心率传感器由四个主要技术组件——光发射器——一般至少两个光孔二极管(LED)组成,不会将光波照射到皮肤内部。光电二极管和模拟前端(AFE)-这些组件捕获佩戴者反射的光,并将这些模拟信号转换为数字信号,用作实际适用的心率数据。加速度计-加速可测量的运动,与光信号融合,用作PPG算法的输出。

算法-算法需要处理来自AFE的信号,加速接收,然后将处置的信号转换成PPG波形,分解持续运动容错心率数据和其他生物特征数据。光学心率传感器可以测量什么?光学心率传感器分解测量心率的PPG波形,将该心率数据用作基本生物测量值,但可以使用PPG波形测量的对象不止这些。虽然很难获得和确保准确的PPG测量结果(下一篇文章将详细说明),但如果需要成功获得准确的PPG测量结果,则可以发挥强大的效果。

高质量的PPG信号是对当今市场需求进行大量生物测量的基础。图2是表示多个生物测量结果的修改后的PPG信号。图2:在典型的PPG波形下,一些光学心率传感器可以测量的结果:排便亲切率-睡觉时排便率越低,一般身体状况越好。

氧气摄入量(VO2max)-VO2是人体仅次于氧气的摄取量的测定,是人们普遍使用的有氧耐力指标。血氧水平(SpO2)-表示血液的氧气浓度。

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R-R间隔(心率变异亲和率)-R-R间隔是血液脉冲的间隔。一般来说,跳动间隔越长越好。R-R区间分析可用于不同压力水平和心脏问题的指标。

需要血压计通过血压-PPG传感器信号测量血压计。血液输入-输入是指人体通过循环系统流动血液的能力,特别是在濒临死亡的时候,通过全身毛细血管床流动的能力。

PPG传感器可以跟踪血液流动,因此可以测量血流比较注入率和血液流入水平的变化。心效率-心脑血管健康和身体状态的另一个指标,通常测量心脏的每搏功效率。光学心率传感器带来的挑战设计,可以戴在设备上的光学心率传感器再生的可能性很高。

因为设计方法不会受到人体运动的太大影响。要填充它,必须使用强大的光动力学和信号提取算法。图3显示了设计光学心率传感器时可能面临的一些主要挑战。

图3:构建光学心率传感器的主要挑战光动力学以下是构建PPG传感器的光动力学考虑事项:光动力学结合-传感器和人体之间是否需要有效地展开双向光纤和耦合?最大限度地提高血流信号,最大限度地减少传感器产生噪音的周围噪音(如日光)是关键。人体部位使用了正确的波长吗?不同部位的波长要不同。

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因为不同部位的生理结构不同,周围的噪音会对不同部位产生影响。设计否用于多个发射器,间隔是否正确?发射器的间隔是最重要的,通过准确的放置测量足够数量的正确类型的血流,测量结果中的人工效果较小。

在身体运动或身体运动中,机械力学(如皮肤和传感器之间的偏移)是否更大?这在很多戴着可穿戴设备活动的罕见情况下成为了问题,例如跑步、跑步和健身房磨练。在信号提取算法下,将进一步说明信号提取注意事项的详细内容。算法在不同的人群中进行了检查吗?这是最重要的,进行这种检查,确保设备适应环境中不同的肤色、性别、体型和健康状况,需要长时间运营。

算法有抵抗多种类型运动噪音的强壮性吗?算法需要在多种活动期间长时间工作,还包括步行、跑步(高速顺畅跑步和间歇训练)、飙车、健身房训练、盲文或驾驶等日常行为。算法是否需要持续改进来处理更多的用途和新的生物测量?这种技术和可穿戴设备市场正在快速增长,为了适应大幅度变化的客户市场需求,需要不断创新。(大卫亚设,Northern Exposure(美国电视),)希望通过这个博客了解PPG传感器系统的工作方式和可测量内容的科学知识。该系列的下一个博客将探索将该技术构建在各种设备(手表、健美手镯、耳塞等)上的最佳实践。

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