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[光学心率传感器]光学心率传感器产品详细讲解

日期:2022-07-15

许多智能手表和其他数字健身追踪器都具有测量心率的功能。然而,Stat News最近的一份报告表明,这些心率监测器对于有色人种来说可能并不那么准确,而且你的皮肤越黑,读数就越不可靠。最常见的可穿戴心率传感器使用一种称为光电容积描记术(PPG) 的光学技术,该技术使用光来估计动脉体积。可穿戴的 PPG 传感器向皮肤发射光。大部分穿透皮肤的光被身体组织吸收,但也有一些被反射。反射的光量取决于几个因素,其中之一是皮肤表面附近的动脉体积。


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光学心率传感器一、深层组织反射

动脉中的血液比周围的身体组织更能吸收光线,因此当动脉因脉动血压而收缩和膨胀时,反射光的强度会上升和下降。PPG 设备检测反射光的这种变化并使用它来估计您的心率。但是可靠地实现这一点可能很困难。PPG 传感器中光色的选择是一个折衷的问题。红色和红外光最容易穿过皮肤,使传感器能够更深入地“看到”身体——不仅可以接收来自血管的反射,还可以接收来自更深层组织的反射,包括肌肉和肌腱。因此,与其他颜色相比,使用红光的 PPG 传感器更容易受到运动干扰。


光学心率传感器二、心率信号

红光传感器也会受到更多外部光的干扰,这使得心率信号更难隔离。蓝光对人体的穿透力非常差,以至于只能到达脉搏波最弱的表面上最细小的血管。绿光的穿透力比蓝光好,但比红光差。这意味着绿光 PPG 传感器可以感知体内较大的血管,而不会受到更深组织的过多干扰,从而提供更好的对比度信号,易于检测,并且对运动误差的敏感性低于红光。因此,大多数设计为在移动中使用的消费类传感器都使用绿灯。


光学心率传感器三、肤色的影响

皮肤颜色由皮肤色素黑色素的浓度决定,深色皮肤比浅色皮肤含有更多的黑色素。黑色素是一种天然防晒剂,它通过吸收有害的紫外线辐射来保护皮肤,否则会损害细胞。黑色素对可见光的吸收随颜色的不同而显着变化。它几乎完全阻挡紫光,但对红光几乎没有影响。介于这些极端之间。经测量,它通过深色皮肤的传播不到浅色皮肤的一半。在 PPG 传感器中,这种差异意味着更少的光线到达皮肤较深的人的血管,因此接收到的信号更弱,更容易出错。


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光学心率传感器四、光学噪声

运动会产生大量噪声,从而干扰传感器。当光线照射在皮肤上时,只有一小部分光线会返回传感器,而在收集的总光线中,只有大约 100 倍。它的 1/100 可能表明血流。其余是由于其他材料光皮肤、肌肉、肌腱等造成的散射信号。


光学心率传感器五、肤色/颜色

PPG 光学传感器使用绿光,因为我们的身体和血液善于吸收它,而且受运动的影响较小。然而,它可能会出现深色纹身、汗水甚至手臂毛发的问题传感器位置- 手腕不是准确 PPG 监测心率的最佳位置,因为该区域(肌肉、肌腱、骨骼等)产生的光学噪声要高得多,而且血管结构和人的血液灌注差异很大低灌注- 身体将血液输送到毛细血管床的过程中的灌注。靠近身体四肢的低灌注会导致较低的信噪比,从而使血流信号更难以解释为准确的心率记录。


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  以上就是关于光学心率传感器产品详细讲解的分享,相信大家在看了以上的总结之后,也已经对这方面的知识有了一定的了解,想要了解更多关于光学心率传感器以及心率传感器的知识资讯,可以前往官网的客服进行咨询。


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