健康监测和健身追踪

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随着“量化生活运动”日益普及,人们对 能够集成到手表、智能手 机或健身手环等所谓可佩戴式小配件中的医疗测量方法也越来越感兴趣。这种兴趣,始于使 用加速传感器来测定步频的健身追踪器。现在,光学传 感器还能直接测量心率和血氧饱和度,进一步 扩大了自我观察的可能性。除此之外,在手腕 或手指上进行脉搏测量,比佩戴胸带更加方便。最后同样重要的是,光学方 法在经济方面同样具有优势,因为高效 LED 的新技 术能够实现更高能效和更紧凑的传感器。

欧司朗 光电半导体提供种类繁多的创新型元件,用于现 代健身追踪和健康监测,其中包 括采用不同封装、尺寸和 性能级别的绿光和红光 LED、光电二 极管和红外发光二极管。我们所 有的传感器产品均基于高效芯片技术,保证了 低能耗和高信号质量,从而实 现了极为可靠的测量。根据您 的特殊天天彩票网站选择所需元件即可

适用于 测量心率和血氧饱和度的光学传感器,利用的 是血液对光的吸收,更具体地说,是血液 中所含血红蛋白对光的吸收。

心率监测

光照射到身体组织上,然后历经传输、吸收和反射(图 1)等过程。接受照射的血量越大,所反射的光量越低。动脉中 的血量会随心动周期而变化,因此可 根据检测器信号周期推算出心率(图 2)。这种血 管中血量变化的光测量方法,称为光电容积描记 (PPG)。传感器 由并列光源和检测器组成。在实践中,传感器 直接放置在皮肤上(通常是 手腕或手指部位)。因位置不同,测量所 使用的波长也有所不同:绿光已 证明是手腕部位的最佳选择,而红光 和红外光则是手指部位的理想之选。

脉搏血氧饱和度

同时使 用红外光和红光时,可测量血氧饱和度(图 3)。所谓的 脉搏血氧饱和度,是基于血红蛋白 (Hb) 与氧结合时(氧合血红蛋白 HbO2)吸收行 为会发生变化这一事实。这两种 血红蛋白变体的浓度可以通过测量两种不同波长下的吸收来确定。如此即 可得出血氧饱和度。在此天天彩票网站中,红光 (660 nm) 和红外光 (940 nm) 是理想选择,因为在这两个波长下,两种血 红蛋白分子的吸收行为差异最大。与只考 虑光吸收相关变化的脉搏测量相反,这种情 况下必须测量动脉血液的光吸收绝对值。在实践中,血氧饱 和度可通过相应波长下最小与最大检测器信号的比率函数 (Imin/Imax) 来表示。

生物测
定数据的光学测量

图 1

生物测 定数据的光学测量
SFH 7050 传感器发射绿光、红光或红外光,这些光 照射皮肤或组织并被吸收或反射。检测器 所记录的反射光量,随动脉 中的血量而变化(光电容积描记)。对于手腕部位,通过绿光进行测量;对于手指部位,则使用 红光波长或红外波长进行测量。

心率的测量

图 2

心率的测量
检测器信号 I 的周期 对应动脉中血量的脉动。最小与 最大信号值比率 (Imin/Imax) 与血氧饱和度(脉搏血氧饱和度)的测定相关。

血氧饱和度的测定

图3

血氧饱和度的测定
血液(更准确 地说应该是血液色素血红蛋白 (Hb))的吸收 行为随吸氧量而变化(氧合血红蛋白或 HbO2)。通过测 量红光和红外光的吸收,可测定血氧饱和度。