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《基于ppg的心率和呼吸频率的测量研究_马俊领》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第37卷第3期光学技术Vol.37No.32011年5月OPTICALTECHNIQUEMay2011文章编号:1002-1582(2011)03-0309-04＊基于PPG的心率和呼吸频率的测量研究马俊领,王成,李章俊,赵宏垚(上海理工大学医疗器械与食品学院,上海200093)摘要:利用光电容积脉搏波描记法(PhotoPlethysmoGraphy,PPG)测量人体生理参数具有操作简单、性能稳定和适应性强等优点。采用反射式光电测量法获得桡动脉PPG信号,对PPG信号做快速傅里叶变换,分析频域实现人体心率和呼吸频率的检测。实验结果表明利用快速傅里叶变换获得的心率和呼吸频率与监护仪获
2、得的相应数据之间有良好的相关性。基于快速傅里叶变换的生理参数测量仪可便携、快速、准确的测量心率和呼吸频率,适用于医院或家庭的日常监护。关键词:生物光学;光电容积脉搏波描记法;快速傅里叶变换;呼吸频率;心率中图分类号:TP274+.2文献标识码:AStudyofmeasuringheartrateandrespirationratebasedonPPGMAJunling,WANGCheng,LIZhangjun,ZHAOHongyao(SchoolofMedicalInstrumentandFoodEngineering,UniversityofShanghaiforSciencea
3、ndTechnology,Shanghai200093,China)Abstract:PhotoPlethysmoGraphy(PPG)isusedtomeasurethehumanphysiologicalparametersbecauseitissimple,stableandstrongadaptability.ThehumanheartrateandrespirationrateisdetectedinfrequencydomainofthePPGsig-nalwhichiscomputedbyFouriertransform.ThePPGsignaloftheradial
4、arteryisobtainedbasedonreflectingphotoelec-tricmodeestablished.ThecorrespondingdateofheartandrespirationratesobtainedbyFastFouriertransformofPPGgoodagreewiththeresultsdetectedbymedicalmonitor.ThemethodofFastFouriertransformcanrealizetomeasurehu-manheartandrespirationratesquicklyandaccurately.A
5、portabledevicecanbemadebythismethodandcanbeusedinhospitalordailylifecare.Keywords:biologicaloptics;PPG;FFT;heartrate;respirationrate脏功能的好坏。0引言呼吸频率的检测方法分为接触式测量和非接触呼吸频率是急性呼吸功能障碍的敏感指标,也式。接触式测量分为基于应变片式和热敏电阻式两是衡量人心脏功能好坏和气体交换是否正常的重要种方法;非接触式测量主要为超声多普勒呼吸频率[1]指标。实时测量出呼吸频率对评估一个人的心脏检测。心率可以从心电信号中获得,也可以从脉搏
6、功能和气体交换功能有着重要的意义。心率是人体中获得。随着光电技术在医疗应用中的扩大,人们四大生命体征之一,心率的稳定与否直接反映着心对利用光电技术测量人体生理参数的研究也逐渐加＊收稿日期:2010-10-20;收到修改稿日期:2010-12-30E-mail:majunling606@163.com;shhwangcheng@yahoo.com.cn基金项目:上海市教育基金晨光计划资助项目(2007CG62)作者简介:马俊领(1985-),男,上海理工大学硕士研究生,从事生物医学光学研究。通讯作者:王成(1977-),男,上海理工大学副教授,博士,从事医学光子学研究。309光学技术
7、第37卷强。长为660nm的LED作为光源,采用3DU5B光敏三1981年,Nijboer等提出影响PPG信号强度的极管作为光电探测器。LED和光电探测器固定在因素包括血液容量、红血球的位置和血管运动等因一个探头内,二者之间的距离为12mm。为了减少[2]素。随着对PPG信号的研究深入,人们发现外界杂散光的干扰,减少未携带血流信息的光线被PPG信号中包含着多种频率信号:心跳、呼吸、由中光电探测器接收,在LED和光电探测器周围设置遮[3]枢神经系统引起的压力反射和体温调
