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老人心率手表监测的原理

作者:365来源:365物联 日期:2018年7月21日 14:25
我们研发的老人健康手表有心率监测的功能,下面给大家讲一讲心率监测的原理。
 
1.PPG 光电容积脉搏波描记法
 
2.原理
当一定波长的光束照射到指端皮肤表面时,光束将通过透射或反射方式传送到光电接收器,在此过程中由于受到指,端皮肤肌肉和血液的吸收衰减作用,检测器检测到的光强度将减弱。其中皮肤、肌肉组织等对光的吸收在整个血液循环中是保持恒定不变的,而皮肤内的血液,容积在心脏作用下呈搏动性变化。当心脏收缩时外周血容量最多光吸收量也最大,检测到的光强度最小。而在心脏舒张时,正好相反,检测到的光强度最大,使光接收器接收到的光强度随之呈脉动性变化。
3.苹果
Apple Watch利用LED绿光和红外光,以及两种光传感器来检测心率。当其处于15摄氏度(59华氏度)以下的低温时,通过测量绿光的吸收状况来获取更为精准的数据。而高温环境下,比如用户正在健身房里挥汗如雨时,皮肤表面水分增加,由于更多绿光已经被吸收掉,要检测皮下反射的绿光就比较困难,这时Apple Watch就转换到红外光模式。
Apple Watch的绿光模式每分钟检测一次,而红外光模式每十分钟检测一次
心脏跳动的一瞬,手腕处流通的血液量增加,吸收更多绿光;而心跳间隙,吸收的绿光就少一些。Apple Watch上LED光每秒闪动数百次,计算出每分钟的心跳次数,也就是心率。
Apple Watch心率传感器的红外光模式每十分钟检测一次心率。倘若红外系统无法读取足够数据的话,Apple Watch就会自动转换到绿光模式。心率传感器还通过提高LED亮度和采样率来应对信号不足的情况。
4.影响因素
其他因素也会影响心率传感器的工作,例如皮肤血流(skin perfusion)和运动状态(motion)。皮肤血流是指流经皮肤的血液量,因个人情况和环境影响产生差别,比如在寒冷的环境下健身时,手腕上的皮肤血流量可能过低,导致心率传感器无法读取数据;就运动状态而言,跑步或自行车等节律性运动相比网球和拳击等非节律性运动,更以获取准确的心率数据。
 
 

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