大部分可穿戴設(shè)備采用光電容積脈息波描記法（PPG）來(lái)丈量心率及其他生物計(jì)量目標(biāo)。PPG是一種將光照進(jìn)皮膚并丈量因血液活動(dòng)而發(fā)作的光散射的辦法。該辦法非常簡(jiǎn)略，光學(xué)心率傳感器根據(jù)以下作業(yè)原理：當(dāng)血活動(dòng)力發(fā)作改變時(shí)，例如血脈息率（心率）或血容積（心輸出量）發(fā)作改變時(shí)，進(jìn)入人體的光會(huì)發(fā)作可預(yù)見(jiàn)的散射。下圖1介紹了光學(xué)心率傳感器的主要元件和基本作業(yè)原理。

光學(xué)心率傳感器運(yùn)用四個(gè)主要技能元件來(lái)丈量心率：

·光發(fā)射器 - 一般至少由兩個(gè)光發(fā)射二極管（LED）構(gòu)成，它們會(huì)將光波照進(jìn)皮膚內(nèi)部。

·光電二極管和模擬前端（AFE） - 這些元件捕獲穿戴者折射的光，差壓傳感器批發(fā)廠并將這些模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)用于核算可實(shí)踐使用的心率數(shù)據(jù)。

·加快計(jì) - 加快計(jì)可丈量運(yùn)動(dòng)，與光信號(hào)結(jié)合運(yùn)用，作為PPG算法的輸入。

·算法 - 算法能夠處理來(lái)自AFE和加快計(jì)的信號(hào)，然后將處理后的信號(hào)疊加到PPG波形上，由此可生成持續(xù)的、運(yùn)動(dòng)容錯(cuò)心率數(shù)據(jù)和其他生物計(jì)量數(shù)據(jù)。

光學(xué)心率傳感器能夠丈量什么？

光學(xué)心率傳感器可生成丈量心率的PPG波形并將該心率數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)生物計(jì)量值，但是利用PPG波形能夠丈量的對(duì)象遠(yuǎn)不止于此。智能溫度開(kāi)關(guān)定做盡管很難獲得和保護(hù)準(zhǔn)確的PPG丈量成果（咱們將在下一篇具體論述它），但是如果您能夠成功獲得準(zhǔn)確的PPG丈量成果，它將發(fā)揮強(qiáng)壯的效果。高品質(zhì)PPG信號(hào)是當(dāng)今市場(chǎng)需求的很多生物計(jì)量的基礎(chǔ)。圖2是經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化的PPG信號(hào)，該信號(hào)代表了多個(gè)生物計(jì)量的丈量成果。

下面咱們進(jìn)一步具體解讀某些光學(xué)心率傳感器能夠測(cè)得的成果：

·呼吸率 - 歇息時(shí)的呼吸率越低，一般這表明身體狀況越好。

·最大攝氧量（VO2max）– VO2丈量人體能夠攝入的最大氧氣量，水位監(jiān)控?zé)o線傳輸是人們廣泛運(yùn)用的有氧耐力目標(biāo)。

·血氧水平（SpO2） - 是指血液中的氧氣濃度。

·R-R間期（心率變異率）- R-R間期是血脈沖的間隔時(shí)間；一般而言，心跳間隔時(shí)間越長(zhǎng)越好。R-R間期剖析，可用作壓力水平和不同心臟問(wèn)題的目標(biāo)。

·血壓 - 經(jīng)過(guò)PPG傳感器信號(hào)，無(wú)需運(yùn)用血壓計(jì)即可丈量血壓。

·血液灌注 - 灌注是指人體推動(dòng)血液流經(jīng)循環(huán)系統(tǒng)的才能，特別是在瀕于死亡時(shí)流經(jīng)全身毛細(xì)血管床的才能。由于PPG傳感器可盯梢血液活動(dòng)，所以能夠丈量血流相對(duì)灌注率及血液灌注水平的改變。

·心功率 - 這是心腦血管健康和身體狀況的另一個(gè)目標(biāo)，一般來(lái)說(shuō)，它丈量的是心臟每搏的做功功率。

光學(xué)心率傳感器帶來(lái)的挑戰(zhàn)

規(guī)劃可穿戴設(shè)備上的光學(xué)心率傳感器的難度很高，由于規(guī)劃辦法會(huì)遭到人體運(yùn)動(dòng)的很大影響。為了補(bǔ)償這一點(diǎn)，您需求強(qiáng)壯的光力學(xué)和信號(hào)提取算法。圖3說(shuō)明了您在規(guī)劃光學(xué)心率傳感器時(shí)可能面臨的部分主要挑戰(zhàn)。