脈搏血氧儀是一種光電容積描記（PPG）傳感器，是一種電子設(shè)備，可以測(cè)量人的血氧飽和度（SpO2）和心率（HR）水平。自1930年代問(wèn)世以來(lái)，這些傳感器已在許多應(yīng)用中找到了應(yīng)用，例如手術(shù)，麻醉后護(hù)理單元，新生兒護(hù)理和新生兒ICU，急診護(hù)理以及呼吸病人監(jiān)護(hù)。最近，這些傳感器被用于可穿戴的健康和健身應(yīng)用中。

PPG傳感器是一種對(duì)器官（包括動(dòng)脈）進(jìn)行體積測(cè)量的儀器。這些傳感器產(chǎn)生光學(xué)獲得的體積描記圖。市場(chǎng)上的產(chǎn)品使用專用的高性能模擬前端（AFE），這些前端驅(qū)動(dòng)LED并檢測(cè)反射的光信號(hào)。產(chǎn)生的原始信號(hào)可以通過(guò)多種方式處理，以產(chǎn)生各種有用的結(jié)果，例如：

• 脈搏血氧飽和度（SpO2）水平
• HR和HR變異性（HRV）級(jí)別
• 收縮/舒張期血容量行為
• 周圍灌注指數(shù)（PPI或PI）
• 厚度變化指數(shù)（PVI）

本文介紹此列表中前兩個(gè)應(yīng)用程序的信號(hào)處理和校準(zhǔn)的詳細(xì)信息：SpO2和HR。如果您熟悉SpO2的基礎(chǔ)知識(shí)，請(qǐng)?zhí)^(guò)本節(jié)，繼續(xù)進(jìn)行反射性脈搏血氧飽和度測(cè)定。

SpO2基本原理
脈搏血氧儀，也稱為脈搏血氧傳感器或監(jiān)護(hù)儀，可無(wú)創(chuàng)地估算動(dòng)脈血氧飽和度（Sa O2）。動(dòng)脈血氧飽和度水平可提供有關(guān)患者呼吸功能的信息，其中一系列器官負(fù)責(zé)吸收氧氣并排出二氧化碳。肺是與此功能相關(guān)的主要器官，它在我們呼吸時(shí)實(shí)現(xiàn)氣體交換。其他涉及的器官包括靜脈和動(dòng)脈，它們分別是氧氣和二氧化碳進(jìn)入細(xì)胞或從細(xì)胞傳出的途徑[1,2]。

傳統(tǒng)上，SaO2的測(cè)量是使用體外血?dú)夥治鰞x進(jìn)行的。這不僅耗時(shí)，而且還需要適當(dāng)?shù)尼t(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室。另一方面，Pulse ox提供了一種技術(shù)，可以以一種快速且無(wú)創(chuàng)的方式以合理的準(zhǔn)確度（即，醫(yī)療級(jí)儀器為2％）估算SaO2[1,2]。

SpO2代表外周毛細(xì)血管血氧飽和度。盡管從技術(shù)上講毛細(xì)管不被認(rèn)為是器官，但血流卻來(lái)自動(dòng)脈（由兩種或多種組織類型組成的器官）。通過(guò)脈沖ox，將功能性SpO2測(cè)量為含氧血紅蛋白（含氧的血紅蛋白，HbO2）與總血紅蛋白（含氧和非含氧血紅蛋白，HbO2+ Hb）之比。非氧化血紅蛋白也稱為還原血紅蛋白。公式如下：

氧飽和度是指血紅蛋白分子對(duì)氧分子具有高親和力的事實(shí)。如此之多，以至于血紅蛋白分子中的所有四個(gè)鐵位點(diǎn)通常會(huì)與氧分子結(jié)合。存在最大數(shù)量的氧分子鍵的這種狀態(tài)稱為氧飽和度。血紅蛋白分子特征性地具有兩種狀態(tài)：零個(gè)氧分子（非氧合血紅蛋白，Hb）或四個(gè)氧分子（氧合血紅蛋白，HbO2）。下面的圖1顯示了血紅蛋白分子的圖，并傳達(dá)了氧通常如何在四個(gè)結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合。

圖1在血紅蛋白分子中，氧通常會(huì)在四個(gè)結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合。

盡管SpO2通常被稱為血液的“氧飽和度水平”，但該術(shù)語(yǔ)在解釋上可能會(huì)產(chǎn)生誤導(dǎo)。SpO2或SpO2實(shí)際上是肺功能的量度。也就是說(shuō)，血紅蛋白分子在肺部時(shí)與氧分子的結(jié)合程度。SpO2水平通常以百分比表示。下表1顯示了典型的脈沖ox范圍。請(qǐng)注意，低氧血癥是動(dòng)脈血缺氧的疾病。低氧血癥可引起缺氧，這是身體器官和組織缺氧的狀況。

表1SpO2級(jí)別

反射式脈搏血氧飽和度儀市場(chǎng)上
可買到的光學(xué)設(shè)備系列由AFE和集成模塊組成，這些模塊采用反射技術(shù)來(lái)測(cè)量脈搏ox和/或HR信號(hào)。為此，需要兩個(gè)用于脈沖ox的固定波長(zhǎng)光源（紅色和紅外）和/或用于手腕HR和一個(gè)光電探測(cè)器的一個(gè)固定波長(zhǎng)的光源（綠色）。圖2說(shuō)明了一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的示例，該光學(xué)系統(tǒng)具有兩個(gè)LED（即固定波長(zhǎng)光源）和一個(gè)光電二極管（即光電檢測(cè)器），其后是用于將信號(hào)數(shù)字化的高性能ADC。

圖2反射式脈搏血氧飽和度測(cè)定法使用的光學(xué)系統(tǒng)帶有兩個(gè)LED，一個(gè)光電二極管和一個(gè)高性能ADC。

注意：“ NO INK”標(biāo)記表示光學(xué)透明的區(qū)域，用于將組織反射的光隔離到光電二極管（PD），同時(shí)減少環(huán)境光。在實(shí)際應(yīng)用中，LED和PD之間通常有一個(gè)光學(xué)墻，以減少串?dāng)_，從而進(jìn)一步隔離反射光。

雖然血液中包含各種類型的血紅蛋白化合物，但我們假設(shè)氧化和脫氧的血紅蛋白是SpO2計(jì)算的重要因素。在反射脈沖牛中，LED照亮皮膚組織，并且反射信號(hào)被光電二極管檢測(cè)到。該反射信號(hào)包含被動(dòng)脈/毛細(xì)血管的體積變化光學(xué)調(diào)制的光。PPG信號(hào)在確定HR和SpO2水平時(shí)非常重要。PPG信號(hào)具有直流成分和交流成分（圖3）。

圖3PPG信號(hào)由直流和交流分量組成。

直流分量歸因于非搏動(dòng)組織，靜脈毛細(xì)血管和動(dòng)脈血的光吸收。[1]另一方面，AC成分是由于動(dòng)脈血的搏動(dòng)性所致。因?yàn)閯?dòng)脈與心臟直接相連，所以動(dòng)脈血會(huì)隨著心臟的搏動(dòng)而搏動(dòng)。瞬時(shí)心率可以通過(guò)測(cè)量連續(xù)收縮峰之間的時(shí)間來(lái)計(jì)算。僅使用一個(gè)LED（例如紅色或綠色）即可測(cè)量HR，因?yàn)榻涣鞣至渴俏ㄒ恍枰男盘?hào)。

SpO2測(cè)量使用兩個(gè)不同波長(zhǎng)的LED來(lái)確定氧合血紅蛋白與氧合血紅蛋白的比率。紅色和IR LED通常用于確定單獨(dú)的PPG信號(hào)。圖4顯示了血紅蛋白的消光圖，該圖揭示了不同波長(zhǎng)下光的相對(duì)組織吸收率。

圖4該血紅蛋白的消光圖顯示了HbO2和Hb的摩爾吸收系數(shù)。

當(dāng)固定波長(zhǎng)的光照射在皮膚組織上時(shí)，反射信號(hào)將包含靜態(tài)信號(hào)（隨時(shí)間變化），搏動(dòng)信號(hào)（隨時(shí)間變化）和一些噪聲。圖5顯示了兩個(gè)波長(zhǎng)脈動(dòng)信號(hào)的典型體積描記圖。

圖5典型的紅色和IR PPG信號(hào)。

由于兩個(gè)LED的DC分量和AC分量具有不同的幅度，因此必須對(duì)其進(jìn)行歸一化以進(jìn)行有用的比較。對(duì)于此比較，比值[R被確定，其正比于血氧飽和度2。

R的以下方程式（也稱為“比率之比”）為：

注意：第二個(gè)因素將紅色和紅外AC信號(hào)的比率歸一化。

一旦找到R的值，就可以使用曲線近似或查找表來(lái)估計(jì)SpO2。

PPG信號(hào)
的信號(hào)處理來(lái)自脈沖ox和HR傳感器IC的數(shù)字化輸出信號(hào)代表原始PPG信號(hào)。以這種方式進(jìn)行有意設(shè)計(jì)，可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行外部信號(hào)處理，以分離出相關(guān)的醫(yī)學(xué)信息，例如收縮/舒張血容量行為，呼吸行為，外周血流灌注指數(shù)（PPI），體積變異性指數(shù)（PVI），血氧（SpO2水平，心率（HR）和心率變異性（HRV）水平等。如前所述，本文的重點(diǎn)是血氧定量數(shù)據(jù)的信號(hào)處理，以得出外周毛細(xì)血管血氧飽和度和心率測(cè)量值。

圖6提供了原始PPG信號(hào)的信號(hào)處理示例，可得出SpO2和HR測(cè)量值。這個(gè)例子不是唯一的，您可以定制為增強(qiáng)信號(hào)信息而定制的步驟順序。通常，您要最大化信噪比。請(qǐng)注意，我們還沒(méi)有解決運(yùn)動(dòng)偽影剔除（由于運(yùn)動(dòng)效應(yīng)而導(dǎo)致數(shù)據(jù)損壞）的問(wèn)題。本節(jié)僅介紹確定HR和SpO2級(jí)別所需的信號(hào)處理，而不會(huì)產(chǎn)生明顯的運(yùn)動(dòng)偽影。接下來(lái)的幾節(jié)將介紹圖6中概述的功能組件。

圖6信號(hào)處理提取了SpO2和HR測(cè)量值。

低通濾波器操作
第一個(gè)低通濾波器（LPF）模塊可提供高頻噪聲抑制功能。這也包括高頻運(yùn)動(dòng)效果。圖7顯示了典型的PPG波形。由于其復(fù)雜的性質(zhì)（即非正弦曲線），在選擇合適的LPF時(shí)必須小心。如果選擇了具有陡峭過(guò)渡的LPF，則由于色散（組成復(fù)雜波形的諧波分量的不相等延遲），PPG波形可能會(huì)失真。在許多情況下，采用恒定或近似恒定群延遲數(shù)字濾波器（又稱線性相位濾波器）。貝塞爾（Bessel），等波紋線性相位和/或過(guò)渡數(shù)字濾波器是也可以在此處使用的濾波器類型。

圖7典型的PPG信號(hào)具有峰值和谷值。

一些系統(tǒng)將結(jié)合LPF操作使用平滑濾波器（例如，移動(dòng)平均濾波器，數(shù)字濾波器，Savitzky-Golay濾波器等）。在需要識(shí)別數(shù)據(jù)趨勢(shì)和抑制噪聲的地方，采用了平滑濾波器。平滑濾波器的另一個(gè)特征是色散最小。這有助于提高數(shù)據(jù)精度，而不會(huì)扭曲信號(hào)趨勢(shì)。

峰值/谷值檢測(cè)
峰值/谷值檢測(cè)操作不僅提供基本的脈沖時(shí)序（即HR信息），而且還提供計(jì)算SpO2級(jí)別所需的未補(bǔ)償?shù)腄C和AC級(jí)別。

圖7示出了典型的原始PPG數(shù)據(jù)信號(hào)。當(dāng)系統(tǒng)相對(duì)穩(wěn)定時(shí)，峰值/谷值檢測(cè)非常簡(jiǎn)單。就是說(shuō)，不是太吵，沒(méi)有運(yùn)動(dòng)偽影，并且沒(méi)有足夠的用戶灌注。現(xiàn)在，我們將專注于檢測(cè)波形的峰值和谷值所需的基本操作。

一種檢測(cè)信號(hào)峰值的技術(shù)是對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行微分。峰值與導(dǎo)數(shù)等于零的點(diǎn)相關(guān)。在圖7中，這些零交叉點(diǎn)用紅色圈出。

不幸的是，PPG信號(hào)很復(fù)雜，具有多個(gè)導(dǎo)數(shù)等于零的點(diǎn)。在存在噪聲的情況下，這甚至更具挑戰(zhàn)性。幸運(yùn)的是，感興趣的導(dǎo)數(shù)零交叉點(diǎn)始終位于導(dǎo)數(shù)波形峰值之后。避免進(jìn)行另一次導(dǎo)數(shù)運(yùn)算（即，獲得第二階導(dǎo)數(shù)以確定一階導(dǎo)數(shù)中的最小/最大點(diǎn)），可以應(yīng)用簡(jiǎn)單的電平檢測(cè)運(yùn)算來(lái)確定峰的負(fù)斜率側(cè)，從而確定下一個(gè)零位。與PPG峰相關(guān)的交叉點(diǎn)。

通過(guò)找到連續(xù)的零交叉之間的時(shí)間，您可以測(cè)量脈沖頻率R'-R'（又稱HR）。將其與ECG RR脈搏率區(qū)分開(kāi)來(lái)稱為R'-R'。盡管R'-R'具有與之相關(guān)的血容量傳輸延遲，但其值是HR的正確度量。

圖8顯示了用于檢測(cè)PPG信號(hào)峰值和谷值的基本流程圖示例。子例程末尾的一些操作是SpO2確定的準(zhǔn)備操作。

圖8用于檢測(cè)峰值和谷值的子例程流程圖示例。

平滑導(dǎo)數(shù)數(shù)據(jù)
為了成功地將微分應(yīng)用到光信號(hào)處理中，必須將微分與平滑結(jié)合使用，以優(yōu)化信噪比（SNR）。進(jìn)行足夠的平滑處理后，平滑后的導(dǎo)數(shù)的SNR會(huì)好于未平滑原始信號(hào)的SNR。

從理論上講，無(wú)論在何處執(zhí)行平滑操作（在導(dǎo)數(shù)函數(shù)之前或之后）都無(wú)關(guān)緊要，應(yīng)牢記信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍。在某些情況下，未平滑的差分信號(hào)可能會(huì)超出允許的“凈空”，從而導(dǎo)致信號(hào)失真。選擇平滑濾波器的主要設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)包括：

• 平滑類型
• 平滑率（平滑寬度與原始峰的寬度之比），以及
• 執(zhí)行平滑操作的次數(shù)[3]。

當(dāng)信號(hào)被微分時(shí)，該信號(hào)中的噪聲也被微分。如果信號(hào)噪聲主要為“白色”，則在導(dǎo)數(shù)信號(hào)中它將變?yōu)椤八{(lán)色”。在有限的頻率范圍內(nèi)，隨著頻率的增加，藍(lán)噪聲功率密度以每倍頻程3dB的速率增加。因此，平滑濾波器將減少藍(lán)噪聲功率，從而與原始信號(hào)相比，會(huì)增加導(dǎo)數(shù)信號(hào)的SNR [3]。

在設(shè)計(jì)使用平滑的算法時(shí)要格外小心。例如，一種用于檢測(cè)和測(cè)量信號(hào)峰值的流行技術(shù)是在平滑的一階導(dǎo)數(shù)中定位向下的零交叉點(diǎn)。平滑操作僅應(yīng)用于導(dǎo)數(shù)以找到信號(hào)峰值的位置。每個(gè)峰的位置，高度和寬度由零交叉點(diǎn)附近的原始原始數(shù)據(jù)段的最小二乘曲線擬合確定。因此，即使需要進(jìn)行大的平滑以可靠地識(shí)別噪聲尖峰，通過(guò)曲線擬合提取的峰值參數(shù)也不會(huì)失真。

由于Savitzky-Golay濾波器[3,4]可以同時(shí)執(zhí)行微分和平滑處理，因此它是考慮的絕佳候選者。平滑有助于減少導(dǎo)數(shù)中的噪聲，從而產(chǎn)生更可靠的過(guò)零檢測(cè)（即時(shí)間戳）。這可能是系統(tǒng)鏈中最困難的處理任務(wù)：區(qū)分噪聲信號(hào)以準(zhǔn)確確定PPG信號(hào)的峰值和谷值位置。訓(xùn)練有素的DSP工程師應(yīng)該能夠?yàn)樗?她的應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)最佳的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)以下處理任務(wù)：

• LPF可以減少較高頻率的噪聲（包括運(yùn)動(dòng)偽影）。
• 平滑濾波器有助于峰值/谷值檢測(cè)過(guò)程。
• 差異化因素。

有多種類型的平滑濾波器可供選擇。以下是一小部分平滑濾波器，供潛在考慮[5]：

• 矩形平滑或未加權(quán)的滑動(dòng)平均平滑
• 加權(quán)滑動(dòng)平均平滑度（例如，三角形，指數(shù)等）
• 卡爾曼濾波器
• Savitzky-Golay平滑濾波器
• 平滑樣條

由于各種平滑濾波器實(shí)現(xiàn)之間需要權(quán)衡取舍，因此您應(yīng)該研究多種平滑濾波器設(shè)計(jì)，以確定給定應(yīng)用的最佳解決方案。

AC / DC估計(jì)器圖9中
的峰值通過(guò)相關(guān)的時(shí)間導(dǎo)數(shù)零交叉點(diǎn)突出顯示。該算法接下來(lái)將找到谷值（即谷值）。

圖9這些圖顯示了PPG信號(hào)的交流和直流電平的估計(jì)。

需要了解峰值和谷值位置處的信號(hào)幅度，以便按以下方式估算AC和DC信號(hào)值：

AC紅色= ADC（紅色）Cnts @峰值– ADC（紅色）Cnts @谷值
AC紅外= ADC（紅外）Cnts @峰值– ADC（紅外）Cnts @谷值
DC紅色=（ADC（紅色）Cnts @峰值+ ADC（紅色）Cnts @谷底）/ 2
DC紅外=（ADC（紅外）Cnts @峰值+ ADC（紅外）Cnts @谷底）/ 2

此處顯示的DC估計(jì)值基于峰值和谷值的平均值。這提供了一些額外的濾波（即平均），可以幫助解決低頻（運(yùn)動(dòng)）偽影和帶內(nèi)噪聲。單獨(dú)的峰值/谷值也可以用作DC估計(jì)值，但是它更容易受到瞬時(shí)噪聲的影響。

在可穿戴應(yīng)用中使用反射式PPG傳感器時(shí)，通常會(huì)觀察到低頻（運(yùn)動(dòng)）偽影，有時(shí)稱為基線漂移。它顯示為PPG信號(hào)趨勢(shì)或漂移。它可以具有正斜率，負(fù)斜率或根本沒(méi)有斜率。

“ R”計(jì)算
下一步是純粹的計(jì)算。例如，我們將使用以下PPG峰值和谷值：

ADC（紅色）Cnts @峰= 81533
ADC（紅色）Cnts @谷= 81427
ADC（紅外）Cnts @峰= 94383
ADC（紅外）Cnts @谷= 94078

計(jì)算AC / DC估計(jì)產(chǎn)量：

AC紅色= 81533 – 81427 = 106
AC紅外= 94383 – 94067 = 305
DC紅色=（81533 + 81427）/ 2 = 81480
DC紅外=（94383 + 94067）/ 2 = 94225

然后使用“比率比率”公式計(jì)算R，如下所示：

SpO2傳感器校準(zhǔn)

為了獲得SaO2估算值（即SpO2傳感器測(cè)量值），必須建立R和SaO2之間的關(guān)系。這涉及通過(guò)以下方法之一對(duì)SpO2傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)：

• 醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室中的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)收集
• 內(nèi)標(biāo)校準(zhǔn)
• 免校準(zhǔn)脈沖牛

對(duì)于高精度（2％）傳感器系統(tǒng)（例如，醫(yī)療級(jí)脈沖牛），美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）為SpO2傳感器系統(tǒng)的測(cè)試，數(shù)據(jù)收集和后續(xù)校準(zhǔn)建立了標(biāo)準(zhǔn)[6] 。這些標(biāo)準(zhǔn)包括以下內(nèi)容：

ISO 80601-2-61：2017 –醫(yī)用電氣設(shè)備—第2-61部分：脈搏血氧儀設(shè)備的基本安全性和基本性能的特殊要求。

脈搏血氧儀–上市前通知提交[510（k）s]工業(yè)和食品藥品監(jiān)督管理局工作人員指南

請(qǐng)注意，F(xiàn)DA要求整個(gè)系統(tǒng)（不僅是傳感器）都要完成SpO2性能分析。因此，每位客戶必須在最終產(chǎn)品中使用所用傳感器產(chǎn)品前面的光學(xué)屏蔽來(lái)驗(yàn)證FDA級(jí)SpO2測(cè)量性能。有關(guān)更多校準(zhǔn)的詳細(xì)信息，請(qǐng)參考使用Maxim MAX32664傳感器集線器進(jìn)行SpO2測(cè)量的指南應(yīng)用說(shuō)明。

使用內(nèi)標(biāo)進(jìn)行校準(zhǔn)涉及對(duì)已知設(shè)備的擁有，維護(hù)和定期校準(zhǔn)。在收集SpO2校準(zhǔn)數(shù)據(jù)時(shí)，該已知單元應(yīng)用作控制單元。請(qǐng)注意，由于缺乏環(huán)境氧氣水平控制，因此涉及的患者數(shù)據(jù)范圍非常有限。需要醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室來(lái)控制和監(jiān)視低于正常水平的環(huán)境氧氣水平，以及受試者的健康和安全。

免校準(zhǔn)脈沖ox基于理論上得出的SpO2/R數(shù)據(jù)。有許多文件可以解決這種方法。由于該技術(shù)伴隨著較大的錯(cuò)誤，因此被用于非臨床應(yīng)用。

下面的圖10顯示了SpO2/R經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的示例。顯示了兩個(gè)數(shù)據(jù)擬合以供參考：1）最佳擬合直線（BFSL）和2）二階多項(xiàng)式擬合，均使用最小二乘回歸法得出。注意，當(dāng)R<0.4時(shí)，SpO?2估計(jì)值實(shí)質(zhì)上為100％。

圖10經(jīng)驗(yàn)SpO2/R）數(shù)據(jù)示例。

取決于給定應(yīng)用的可接受誤差水平，與數(shù)據(jù)擬合方法（例如曲線擬合，分段曲??線，樣條擬合等）相反，可能需要數(shù)據(jù)表查找技術(shù)。

SpO2估計(jì)器（即SpO2測(cè)量）
確定R后，可以使用曲線近似或查找表確定SpO2估計(jì)。以下是使用圖10中的二階多項(xiàng)式逼近確定脈沖ox測(cè)量的示例：

這樣就完成了圖6中概述的信號(hào)處理。如前所述，這只是可以實(shí)現(xiàn)的眾多信號(hào)處理算法之一。

SpO2傳感器錯(cuò)誤源
在得出結(jié)論之前，用戶應(yīng)意識(shí)到可能損壞HR和脈搏氧信號(hào)的潛在錯(cuò)誤源。根據(jù)應(yīng)用程序的不同，可能需要各種設(shè)計(jì)技術(shù)來(lái)減輕下列錯(cuò)誤源的數(shù)量：

• 生物學(xué)因素：CO-Hb和MET-Hb
• 低頻電噪聲（白噪聲和閃爍噪聲，50 / 60Hz電源線噪聲，附近組件的系統(tǒng)噪聲和不良的布局技術(shù)等）
• 低頻光學(xué)噪聲（熒光燈，柵欄效果導(dǎo)致陰影/光事件等）
• 呼吸（與SpO2和HR信號(hào)具有幾乎相同的周期性運(yùn)動(dòng)）
• 傳感器位移
• 運(yùn)動(dòng)偽影

灌注（環(huán)境溫度低；黑色素等生理差異；等）

反射式PPG傳感器系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)偽像是一個(gè)特別難于減小的誤差源。外殼和光學(xué)組件系統(tǒng)設(shè)計(jì)加劇了這兩種情況，這兩種設(shè)計(jì)都針對(duì)特定的可穿戴身體位置。通?？梢酝ㄟ^(guò)使用光學(xué)仿真工具和基準(zhǔn)評(píng)估來(lái)減少這種情況。加速度計(jì)可與HR / SpO2傳感器設(shè)備一起使用，以監(jiān)視和檢測(cè)運(yùn)動(dòng)，使用戶能夠確定運(yùn)動(dòng)事件的必要條件（數(shù)據(jù)平滑，丟棄損壞的數(shù)據(jù)等）。

本文研究了脈沖氧和心率監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的信號(hào)處理和校準(zhǔn)要求。通過(guò)使用強(qiáng)大的信號(hào)處理算法并減輕噪聲源，光學(xué)傳感解決方案可以提供將原始信號(hào)轉(zhuǎn)化為有用的健康狀況所需的性能。

馬克·史密斯（Marc Smith）是Maxim Integrated的前雇員。有關(guān)本文的問(wèn)題或意見(jiàn)，可以直接聯(lián)系Steve Koh ，。

參考

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Maxim集成應(yīng)用筆記AN6845：使用Maxim MAX32664傳感器集線器進(jìn)行SpO2測(cè)量的指南

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