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技术文章:基于光电容积脉搏波(PPG)信号的心率按需估算方法

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简介:
本文提出了一种高效的心率估算方法,利用光电容积脉搏波(PPG)信号,在保证精度的前提下减少计算复杂度,适用于资源受限的可穿戴设备。 想象几十年后的未来世界,在那时您的孙子们可能已经不再熟悉“医院”这个概念了;所有健康数据都是通过传感器进行远程记录与监测的。设想一下您家中的各种传感器,它们可以测量空气质量、温度、噪音水平、光照强度以及气压等参数,并依据个人化的健康信息自动调节家居环境设置以达到最佳状态。 在迈向这样一个美好未来的进程中,ADI公司凭借其提供的互补性传感技术、软件及算法解决方案,在数字健康管理领域占据着独特且有利的地位。心率监测是许多现有可穿戴设备和临床仪器的关键功能之一;这些装置通常通过测量光电容积脉搏波(PPG)信号来获取数据。具体来说,它们会利用LED光源照射人体皮肤,随后借助光敏二极管捕捉因血液流动而产生的反射光线强度变化以形成该信号。 由于其形态与动脉血压波动曲线相似,因此可以通过分析这些PPG信号间接推断出相关的心血管健康状况信息。

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客服
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  • (PPG)
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    本文提出了一种高效的心率估算方法,利用光电容积脉搏波(PPG)信号,在保证精度的前提下减少计算复杂度,适用于资源受限的可穿戴设备。 想象几十年后的未来世界,在那时您的孙子们可能已经不再熟悉“医院”这个概念了;所有健康数据都是通过传感器进行远程记录与监测的。设想一下您家中的各种传感器,它们可以测量空气质量、温度、噪音水平、光照强度以及气压等参数,并依据个人化的健康信息自动调节家居环境设置以达到最佳状态。 在迈向这样一个美好未来的进程中,ADI公司凭借其提供的互补性传感技术、软件及算法解决方案,在数字健康管理领域占据着独特且有利的地位。心率监测是许多现有可穿戴设备和临床仪器的关键功能之一;这些装置通常通过测量光电容积脉搏波(PPG)信号来获取数据。具体来说,它们会利用LED光源照射人体皮肤,随后借助光敏二极管捕捉因血液流动而产生的反射光线强度变化以形成该信号。 由于其形态与动脉血压波动曲线相似,因此可以通过分析这些PPG信号间接推断出相关的心血管健康状况信息。
  • 优质
    光电信号脉搏波是一种通过光学传感器捕捉人体血液循环引起的皮肤表面变化,并将其转换为电信号的技术。这种技术广泛应用于医疗健康监测设备中,如心率检测和血氧饱和度测量等。 光电容积脉搏波的论文资料。光电容积脉搏波的论文资料。光电容积脉搏波的论文资料。光电容积脉搏波的论文资料。
  • LabVIEW采集系统构建
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    本项目旨在利用LabVIEW开发一款高效的光电容积脉搏波(PPG)信号采集系统。该系统能够实时、精确地监测人体心率和血氧饱和度等生理参数,具备操作简便、数据处理能力强等特点,为医疗健康领域提供了一种新的研究工具和技术手段。 基于LabVIEW的光电容积脉搏波信号采集系统是一款专门用于采集人体光电容积脉搏波(PPG)信号的应用程序或硬件设备。该系统利用了LabVIEW这一强大的图形化编程平台,为研究人员、医疗工作者以及相关领域的工程师提供了一个便捷高效的工具来获取和分析心率变化等生理数据。
  • MATLAB图像均误差计提取代码
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    本项目提供使用MATLAB编写的代码,用于计算图像间的均方误差,并从光电容积脉搏波(PPG)信号中提取关键信息。 图像的均方误差的MATLAB代码用于处理成像光体积描记图(iPPG)以提取脉冲率估计光电眼波描记图的数据。iPPG是一种非接触式的远程脉搏测量技术,通常从面部或手掌视频中获取数据。 该软件包提供了多种工具来帮助进行iPPG信号的提取和处理工作,并使用恒河猴iPPG数据作为测试集。 输入:视频文件。 输出:iPPG信号;估计的脉搏率。 功能包括: - **extract_color_channels_from_video** 从视频中提取颜色信号。每个视频帧的颜色成分(红色、绿色、蓝色)在感兴趣区域内的平均值被计算出来,可以手动选择第一帧中的ROI或者使用Viola-Jones算法自动设置ROI。 - **compute_ippg** 实现了iPPG的多种提取方法以及一些预处理和后期处理技术。这些方法包括CHROM和POS等最新提出的方法。 - **ippg_extraction_example** 为用户提供了一个基本示例,展示如何使用该软件包从视频中提取脉冲率估计值。 以上功能共同帮助用户有效获取iPPG信号并进行进一步分析与研究。
  • 图(ECG)与描记(PPG)原理比较
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    本文对比分析了心电图(ECG)和光电容积描记(PPG)两种生物信号检测技术的基本原理、应用范围及优缺点,旨在为医疗健康领域的研究者提供参考。 心脏的运作能够揭示人体许多重要的信息,包括健康状况、生活方式以及情绪状态和早期心脏病迹象等。传统的医疗设备通常通过测量电生理信号和心电图(ECG)来监测心跳速率及心脏活动,这需要将电极连接到身体以捕捉心脏组织中产生的电气活动信号。此外,随着每一次心跳会产生一个压力波沿着血管传播,并稍微改变血管直径的现象存在,因此除了ECG之外的另一种选择——光体积变化描记图法(PPG)就利用了这一现象。这是一种不需要测量生物电信号就能获取心脏功能信息的光学技术。 通常情况下,PPG主要用于测定血氧饱和度(SpO2),但同样可以不依赖于生物电信号来提供有关心脏健康的信息。借助这种技术,心率监测装置能够被集成到如智能手表或护腕等可穿戴设备中,从而实现持续监控的应用场景。
  • 单片机PPG检测系统【含形显示】.zip
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    本项目为一款基于单片机设计的心率监测系统,能够实时采集PPG(光电容积脉搏波)信号,并通过算法计算得出用户当前心率数值,同时展示脉搏波形。 基于单片机设置的PPG脉搏波及心率检测系统利用光电容积脉搏波(Photoplethysmography,简称PPG)原理工作。该技术通过向人体皮肤表面发射绿光,并使用光电传感器监测反射光的变化来获取脉搏波形和心率数据。 本系统的核心是一个PulseSensor模块作为心率传感器,它能够检测到因血液流动引起的光强变化。当血液流经手指或其他体表部位时,会吸收一部分绿光,导致反射的光线强度发生变化。通过光电传感器捕捉这些变化,可以绘制出脉搏波形,并进一步计算得出心率值。 为了便于读取信号,PulseSensor模块对原始信号进行了放大处理,将其调整至接近电源电压的一半水平附近。这样做的好处是使后续的数据采集和分析变得更加便捷。 PPG脉搏波及心率检测系统在多个领域都有应用价值,包括日常健康管理、体育运动监测以及医疗临床辅助诊断等。通过实时监控心率变化,用户可以了解自身健康状况;医生则可以通过这些数据评估病人的身体状态,并可能用于早期发现心血管疾病等问题。 本系统的文档包含详细的设计原理介绍、制作指南和使用说明等内容。此外还提供了一段演示视频来展示系统的工作流程与效果,以及一份电子元件清单(BOM)以方便采购所需材料;另外还有心率传感器支撑柱设计文件供有需要的用户参考。 总之,基于单片机设置的PPG脉搏波及心率检测系统是一个结合了传感器技术、信号处理和显示功能于一体的综合性解决方案,在个人健康管理和医疗领域都具有广泛的应用前景。
  • HRV及HRV非线性分析__变异性研究;小去噪应用
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    本研究聚焦于HRV(心率变异)的脉搏波分析及其非线性特性,探讨了小波去噪技术在优化脉搏信号质量方面的应用,深入探究心率变异性对健康评估的重要性。 实现脉搏波信号心率变异性分析。
  • 分析处理
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    本研究提出了一种利用小波变换技术对脉搏信号进行降噪和特征提取的方法,以提高心率监测准确性。 在分析脉搏波信号之前,去除噪声是非常重要的。本论文采用Mallat算法对脉搏波信号进行多分辨分析和去噪,并详细探讨了阈值法、平移不变量法以及模极大值法的降噪原理。通过大量实验对比,比较了这些方法处理脉搏波信号时各自的优缺点。通过对一段含有噪声的脉搏波信号进行降噪处理,最终取得了满意的去噪效果。
  • 利用进行测量
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    本研究探讨了如何应用光电技术精确地监测人体脉搏。通过分析光信号变化与血容量波动的相关性,实现非接触式、连续性生命体征数据采集,为医疗健康领域提供创新解决方案。 基于光电技术的脉搏测量方法利用红外接收二极管和红外发射二极管来检测有无脉搏信号,并在体育测量与医疗电子领域有着广泛应用。 该方法的工作原理如下:当手指放置于传感器上时,红外光透过皮肤照射到血管中。随着心脏每次跳动,血液流动导致透射光线的吸收率发生变化,进而使接收器接收到的变化电流转化为电信号。这一过程由一系列电路进行处理和放大以获取清晰可读的脉搏信号。 具体实现包括几个主要环节: - **脉冲拾取**:通过两个特定型号(BPW83与IR333)的红外二极管,它们在940nm波长下工作。手指放置时,发射器发出光线被接收器捕捉。 - **放大及滤波电路设计**:使用IC2A和相关元件构成二级放大器兼比较器结构来增强信号并过滤噪声,确保脉搏信息准确无误地传递给后续处理单元。 - **整形与输出**:利用单稳态多谐振荡器(如CD4528)将原始波形转换为固定宽度的方波,并通过或非门逻辑组合实现最终输出控制。 整个系统设计考虑到了零点漂移、干扰信号排除以及不同通道间相互作用等问题,确保了测量结果的高度可靠性。此外,在实际应用中还需注意电源分配与开关机制的设计以提高设备的整体性能和稳定性。
  • 采集
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    心脏电脉搏信号采集是指通过生物医学传感器捕捉人体心脏产生的电信号的过程,是诊断心律失常等心脏疾病的重要手段。 这是一款简易脉搏信号采集系统,采用压电陶瓷片作为传感器来收集信号,并设计了合适的低通和高通滤波电路以及放大电路,从而能够获取较为清晰的脉搏信号。