研究目的
为解决加速度计在可穿戴式光电容积图（PPG）传感器运动伪影消除中表征真实运动的局限性，并提出一种基于陀螺仪辅助的更精确心率（HR）估算方法。
研究成果
与加速度计辅助方法相比，陀螺仪辅助方法在可穿戴PPG传感器中消除运动伪影时，能在步行状态下提供更准确的心率估算。但在不同条件下要实现最佳性能，可能需要同时考虑两种传感器。该研究提供了可用于进一步研究的原始数据。
研究不足
该研究发现，由于重力加速度和运动测量不匹配，加速度计并不总能准确测量真实的运动伪影。虽然陀螺仪辅助方法在步行时更精确，但当运动速度增加可穿戴设备与手腕之间的压力时，其表现未必总能优于加速度计辅助方法。
1：实验设计与方法选择：
本研究开发了一种可穿戴反射式光电容积图（PPG）传感器，集成陀螺仪和加速度计以比较其在运动伪影消除和心率估算中的效果。研究方法包括用于运动伪影消除和心率估算的信号处理技术。
2：样本选择与数据来源：
实验招募24名健康受试者在跑步机上完成步行和跑步运动，采集数据包含三通道PPG信号、三轴陀螺仪信号及三轴加速度计信号。
3：实验设备与材料清单：
所开发传感器包含光传感器、LED驱动电路、跨阻放大器、微控制器单元、惯性测量单元及低压差稳压器。
4：实验流程与操作规范：
受试者执行改良布鲁斯运动方案，采用8秒窗口段长与2秒位移进行心率估算，通过功率谱滤波技术实现运动伪影消除。
5：数据分析方法：
采用绝对误差（AE）、平均绝对误差（AAE）、绝对误差标准差（SdAE）及平均相对误差（ARE）评估性能，使用单因素方差分析进行统计检验。
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