PPG 光电容积脉搏波描记法

Posted 2021-12-04 ZhangJiQun.

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PPG 光电容积脉搏波描记法

为什么有误差

更好的解决办法

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PPG 光电容积脉搏波描记法

主要是用传感器接触皮肤，设备通过每秒闪烁其LED灯数百次特定的光波（最常见的是绿光，简单来说就是：血液是红色的，因为它反射红色的光并吸收绿色的光，当您的心脏跳动时，手腕中的血液流动以及绿色光的吸收就会更大；心跳间隔期间则会减少；），通过得到的反射波，计算血液的流速变化，从而可以计算每分钟心跳的次数-心率。

选择绿光：

1. 皮肤的黑色素会吸收大量波长较短的波
2. 皮肤上的水份也会吸收大量的UV和IR部分的光
3. 进入皮肤组织的绿光(500nm)-- 黄光(600nm)大部分会被红细胞吸收
4. 红光和接近IR的光相比其他波长的光更容易穿过皮肤组织
5. 血液要比其他组织吸收更多的光
6. 相比红光，绿（绿-黄）光能被氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白吸收

 

总体来说，绿光-红光能作为测量光源。以前多数采用红光为光源，随着进一步的研究和对比，绿光作为光源得到的信号更好，信噪比也比其他光源好些，所以现在大部分穿戴设备采用绿光为光源。但是考虑到皮肤情况的不用（肤色、汗水），高端产品会根据情况自动使用换绿光、红光和IR多种光源。

为什么有误差

由于测量部位的移动、自然光、日光灯等等其他的干扰，最终测到的信号有很多噪点，需要通过很多方法进行滤波处理，这就是各家厂商最核心的算法，直接关系到最终心率的准确性。

更好的解决办法

现在很多智能手表已经开始使用 PPG+ ECG（心电） 结合起来测量心率，再加上过滤算法加持，测量到的心率准确性非常高，误差可以缩短到 +-2BPM 之内。目前市面上支持 ECG 的手表有如下推荐：