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[PPG传感器]PPG传感器产品应用原理是什么

日期:2022-04-22

光电容积描记术 (PPG) 是一种简单的光学技术,用于检测外周循环中血液的体积变化。这是一种低成本且非侵入性的方法,可在皮肤表面进行测量。该技术提供了与我们的心血管系统相关的有价值的信息。技术的最新进展重新唤起了人们对该技术的兴趣,该技术广泛用于临床生理测量和监测。


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PPG传感器一、原理

PPG 使用低强度红外 (IR) 光。当光穿过生物组织时,它会被骨骼、皮肤色素以及静脉和动脉血吸收。由于血液比周围组织更强烈地吸收光,因此PPG传感器可以将血流的变化检测为光强度的变化。来自 PPG 的电压信号与流过血管的血量成正比。使用这种方法甚至可以检测到血量的微小变化,尽管它不能用于量化血量。PPG 信号有几个分量,包括与心脏活动相关的动脉血容量变化、调节 PPG 信号的静脉血容量变化、显示组织光学特性的 DC 分量和体内细微的能量变化。影响 PPG 记录的一些主要因素是测量位置以及该位置与传感器之间的接触力。血流变化主要发生在动脉中而不是静脉中。


PPG传感器二、波形

PPG 借助条形图或图表将血流变化显示为波形。该波形具有交流(AC)分量和直流(DC)分量。AC分量对应于与心跳同步的血容量变化。DC 分量来自组织反射或传输的光信号,并由组织结构以及静脉和动脉血量决定。DC 分量随呼吸显示出微小的变化。交流分量的基本频率随心率而变化,并叠加在直流基线上。


PPG传感器三、产品用途

基于 PPG 技术的医疗设备广泛用于临床设置中的各种应用。具体应用包括:临床生理监测、血氧饱和度、血压、心输出量、心率、呼吸、血管评估、动脉疾病、动脉顺应性和老化、静脉评估、内皮功能、微血管血流、血管痉挛状况、自主功能监测、血管舒缩功能和体温调节、血压和心率变异性、直立其他心血管变异性评估。


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PPG传感器四、可穿戴设备

使用这项技术,已开发出可穿戴的脉搏率监测器。这些低成本和小型设备具有高强度绿色发光二极管 (LED) 和光电探测器,有助于以非侵入方式可靠地监测脉搏率。这些系统的重要设计要求包括小型化、稳健性和用户友好性。这些设备有一个传感器,可以监测通过组织或从组织反射的光强度的微小变化。这些强度变化与通过组织的血流变化相关,并提供重要的心血管信息,例如脉搏率。


PPG传感器五、其他系统

PPG 已用于远程医疗、PPG 成像技术和远程监控等其他技术。研究人员使用近红外 CCD PPG 成像系统研究了皮肤血流和相关节律。本研究旨在获得对生物组织灌注的新见解,并研究与伤口愈合和溃疡形成相关的变化。其他研究已将 PPG 应用于组织内动脉血氧饱和度 (SpO2) 分布的远程成像。这样的图像可能在医学诊断研究中很有价值,例如组织活力的量化。在远程医疗领域,PPG 在远程监测患者健康方面很有前景。


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