光電容積描記術 (PPG) 是一種簡單的低成本光學技術，可用于檢測每次心跳時組織微血管床中的血容量變化。它通常在皮膚表面無創使用或使用成像 PPG 遠程使用。PPG 動脈波形包括一個脈動 ('AC') 生理波形，該波形歸因于心臟與每次心跳的血容量同步變化，并疊加在緩慢變化 ('DC') 基線上，其中各種低頻分量歸因于呼吸、交感神經系統活動和體溫調節。雖然 PPG 信號成分的來源尚不完全清楚，但人們普遍認為它們可以提供有價值的心血管信息。

PPG傳感器一、高級信號處理

在全球范圍內，PPG 的研發活動迅速增長，特別是傳感器開發和生理測量、高級信號處理、心血管評估和廣泛的臨床應用。近年來，獲取 PPG 信號的便利性極大地促進了 PPG 傳感器的普及——尤其是在可穿戴設備和數字電子健康系統領域。此外，當前光學元件的進步使這種傳感器的極端小型化成為可能。信號處理技術的最新進展，包括機器學習和人工智能，也為基于 PPG 的醫療診斷開辟了令人興奮的新視野。

PPG傳感器二、光學技術

PPG 是一種低成本的光學技術，用于區分組織微血管床中的血容量變化。它經常用于在皮膚表面進行測量。PPG 波形包含一個 AC 波形，用于與每次心跳的血容量同步心臟變化，并疊加在具有幾個低頻分量的緩慢變化的 DC 基線上。盡管 PPG 信號成分的來源尚未完全了解，但通常已知它們可以傳遞與心血管系統相關的重要信息。

PPG傳感器三、血氧波形

PPG 波形，也稱為脈搏血氧儀波形，是一種有用的臨床波形。波形是組織吸收的經過高度過濾的光量，是心血管、呼吸和自主神經系統之間的相互作用。脈搏血氧儀代表從不同波長的 PPG 測量中提取的氧飽和度和 HR。PPG 是一種特殊的心律失常監測器，尤其是與 ECG 一起使用時。稍作調整的 PPG 可用于評估與低血容量相關的呼吸機誘導的調節。PPG 可以通過利用數字信號處理算法進行分析，以產生新的物理參數，并擴展 PPG 的潛在優勢。艾倫和雪萊，2014 年)。

PPG傳感器四、導電凝膠

PPG 監測可以在身體的外圍位置實現，并且不需要導電凝膠，這與 ECG 不同，其中粘性金屬電極位于胸部以監測心臟的電活動。因此，PPG 傳感器在智能手表和可穿戴設備等新應用中得到了廣泛應用，因為它們可以用于非專業用戶的普通心臟監測(Jarchi & Casson，2016 年)。不同類型的可穿戴傳感器，例如智能手表，可以記錄 ECG 或 PPG 信號。查爾頓等人。(2016)比較了 ECG 和 PPG 的性能，以確定在理想條件下操作時算法與黃金標準呼吸率 (RR) 測量值的吻合程度。此外，他們通過比較使用 ECG 和 PPG 時的算法性能，將算法性能與連續 RR 測量的臨床標準進行了比較。

PPG傳感器五、失控誤差

另一方面，(2012)首先提出了一種啟發式方法來消除這個問題。他們提出了一種在 HR 估計中利用先前估計的 HR 值的算法。Zhang、Pi 和 Liu (2015)采用了一個三階段框架來進行實質性 MA。在所提出的框架中，受試者必須在開始時保持不動以正確計算初始估計，跟蹤器可以準確地完成。作為這項工作的結果，張 (2015)設計了一種替代解決方案，以改進基于跟蹤機制的先前結果。汗、阿爾侯賽因等人。(2016)試圖通過提出一種分兩步實施的新方法來消除前面提到的缺點。在第一步中，噪聲輔助集成 EMD 作為一種信號去噪技術消除了失控誤差，以消除對先前估計的依賴。

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