日期：2022-04-29
血壓 (BP) 的測量對于許多疾病的治療和管理至關重要。高血壓與許多慢性疾病有關，并且是全世界死亡率和發病率的主要來源。對于門診護理和一般健康監測，人們對能夠在臨床環境之外使用移動或可穿戴設備準確、頻繁地測量血壓非常感興趣。一種可能的解決方案是光體積描記術 (PPG)，它最常用于臨床環境中的脈搏血氧飽和度測量中以測量氧飽和度。心率技術正變得越來越容易獲得、便宜、方便且易于集成到便攜式設備中。最近的進展包括開發智能手機和收集脈搏血氧儀信號的可穿戴設備。
心率傳感器一、光體積描記術
PPG 于 1930 年代首次探索，是一種測量活組織中血管吸收或反射的光量的方法。由于光吸收或反射的量取決于光路中存在的血液量，因此PPG信號響應于血量的變化，而不是血管的壓力。也就是說，心率通過光電技術檢測血量的變化，無論是透射的還是反射的，記錄傳感器覆蓋區域內的血量，形成傳感信號。實際上，傳感器覆蓋區域包括靜脈和動脈，以及許多毛細血管。因此，PPG 信號是心血管循環系統的靜脈和動脈中血流的復雜混合物。15
心率傳感器二、血容量變化
傳感信號的脈動成分與動脈內血容量的變化有關，并與心跳同步，而非脈動成分是基本血容量、呼吸、交感神經系統和體溫調節的功能。16在臨床實踐中，PPG 常用于監測身體周邊部位(如手指、前額、耳垂和腳趾)微血管床中心臟引起的血容量變化。17由于反射光的最大脈動分量大約出現在 510 和 590 nm 之間的范圍內，18綠色 (565 nm) 或黃色 (590 nm) 光通常用于反射式 PPG 傳感器。19然而，紅色 (680 nm) 或近紅外 (810 nm) 光通常用于透射式 PPG 器件，其中紅外光具有最深的穿透力。20 , 21鑒于血紅蛋白的光吸收是氧合和光波長的函數，因此在脈搏血氧儀中也經常使用多波長的傳感信號。
心率傳感器三、穿透能力強
由于波長不同，常使用綠色和紅色紅外光來獲取PPG信號;每一種光都以不同的方式穿透人體組織。紅外線的穿透能力最強，能反射來自深層組織的脈搏。因此，它被更多地使用。紅光和紅外光可以穿透約
2.5 毫米，22而綠光可以穿透小于 1
毫米22進入組織。因此，血壓、動脈粥樣硬化、血糖等生理參數的檢測使用紅外光(比綠光更深的光穿透)來獲得PPG信號。
心率傳感器四、心血管檢測
因此，PPG 技術代表了一種方便且低成本的技術23，可應用于心血管監測的各個方面，包括檢測血氧飽和度、心率、血壓、心輸出量、呼吸、動脈老化、內皮功能、微血管血流, 和自主功能。8已觀察到幾種不同類型的 圖像波形，并發現它們與年齡和心血管病理學相關。24 , 25由于動脈的體積和擴張與動脈內的壓力有關，因此 PPG 信號產生的脈搏波形與眼壓計產生的壓力波形非常相似;然而，PPG 提供了額外的優勢，即可以使用微型、廉價和可穿戴的光學電子設備對其進行連續測量。
心率傳感器五、心電圖和光電容積描記術
脈沖到達時間 (PAT) 和脈沖轉換時間 (PTT) 參數經常互換使用;28然而，這些傳播時間的定義不同。如圖1 ii 和圖2所示，PAT 間期包括 PTT 間期加上預射血期(PEP)，這是左心室電去極化之間的額外延遲時間(如心電圖 QRS 所示)復雜)和機械心室射血的開始。圖2中的示例演示了 PAT 和 PTT 持續時間的計算(請注意，當 PTT 除以距離時，結果稱為脈搏波速度)。
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