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oe1(光电查) - 科学论文

37 条数据
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  • 透射式与反射式光电容积脉搏波信号的比较及噪声抑制

    摘要： 无论采用透射式还是反射式采集模式，光电容积脉搏波描记法（PPG）信号都不可避免地受到多种噪声干扰。为提升PPG信号质量，现有研究通过增设额外传感器和开发复杂算法在信号去噪领域取得显著进展。本研究基于合理成本、紧凑体积及实时易实现等考量，提出一种无需附加硬件的简易实时双中值滤波去噪方法，可直接集成于商用或便携式脉搏血氧仪的微控制器中。首先采用边界延拓技术防止信号边界失真，设计时间窗约78毫秒的首级中值滤波器消除高频成分；继而通过时间窗约780毫秒的次级中值滤波器估算低频成分；最后从原信号中剔除估算的低频成分获得去噪信号。通过对比静坐与轻微活动状态下多组透射/反射模式采集的PPG信号，证实其均存在噪声干扰。为验证方法有效性，我们开展了实测实验、模拟实验及强噪声环境测试。通过形态畸变度、频谱特征及信噪比（SNR）的对比分析表明，该方法能有效抑制噪声并保留PPG信号的关键形态特征，从而提升信号质量并提高后续生理参数计算的准确性。此外，本方法可为便携式PPG测量仪器的实时降噪提供优质解决方案。

    关键词： 中值滤波器、光电容积描记法、PPG、信噪比、运动伪影、去噪

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • [IEEE 2018年第40届国际医学与生物工程学会年会(EMBC) - 美国夏威夷檀香山(2018年7月18日-21日)] 2018年第40届IEEE医学与生物工程学会国际年会(EMBC) - InstaBP：基于单PPG传感器的智能手机无袖带血压监测系统

    摘要： 近年来，无袖带血压（BP）监测因其在高血压早期检测中实现连续、无创血压监测从而降低死亡率的重要性，受到研究界的广泛关注。多种结合光电容积图（PPG）和脉搏波传导时间（PTT）的方法已取得良好效果，但双传感器需求使其难以持续使用。基于机器学习的单PPG传感器方案虽有尝试，但其"一刀切"方法存在明显缺陷。本研究开发了基于人口统计学与生理特征分组的血压预测模型集成系统，并引入一组独特PPG特征，使舒张压测试平均绝对误差（MAE）达5 mmHg，收缩压达6.9 mmHg。相较通用模型（舒张压提升18%，收缩压提升11.5%），该方法为单PPG传感器实现高精度血压预测开辟了新途径，是迈向连续血压监测系统的重要突破，有助于更优的心脏健康管理。

    关键词： 机器学习、无袖带血压监测、脉搏波传导时间、光电容积描记法、人口统计学与生理学分区

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • [ACM出版社 第二届国际会议 - 台北，台湾（2018年8月13日-2018年8月15日）] 第二届电子社会、电子教育与电子技术国际会议论文集 - ICSET 2018 - 基于反射式光电容积描记法检测四肢血氧饱和度与心率

    摘要： 本研究旨在构建一种反射式血氧饱和度（SpO2）与心率（HR）四肢检测装置，改进传统仅能测量手指、脚趾和耳垂的传输式SpO2设备。通过Silicon Labs Si1143传感器、Arduino Nano开发板、自校准SpO2算法及移动应用软件，组成移动式反射型SpO2与HR检测设备。通过静态四部位及运动后实验测试本装置，其结果能达到与临床设备相当的性能水平（配对t检验显示无显著差异）。本研究已申请临床试验许可，后续计划通过抽血对比校准不可验证身体部位的校正曲线与补偿因子，为临床人员提供即时局部SpO2与HR信息，评估血管缝合及高压氧治疗效果。

    关键词： 光电容积描记法、血氧饱和度、心率、血管缝合、高压氧治疗、四肢

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 光生物调节对微循环的影响——为何部分人有效而其他人无效：一项随机对照研究

    摘要： 光生物调节（PBM）是一种非电离、非热辐射疗法，临床用于加速伤口愈合和镇痛，既往研究显示其可增加血流量。但个体对PBM的反应存在差异。本研究旨在通过监测微循环活动的先进无创方法，探究影响这种患者特异性反应的因素。在这项前瞻性随机对照试验（NCT03357523）中，20名健康不吸烟志愿者（男女各10人，30±8岁）随机接受腕部红光（633nm/70W/cm2）或近红外光（830nm/55mW/cm2）照射5分钟。分别采用光电容积描记法、激光多普勒血流仪和热成像技术，在照射前、照射期间及照射后20分钟监测手掌微循环血容量、血流和皮肤温度。皮肤温度较基线升高≥0.5°C者视为"应答者"。近红外PBM使微循环血流增加27%（随访20分钟时升至54%，P值分别为0.049和0.004），而红光PBM未提升中位血流值。仅10名参与者（占50%）通过热成像被判定为应答者（即皮肤温度较基线升高≥0.5°C），其初始皮肤温度介于33-37.5°C之间。非应答者存在"手部过热"（≥37.5°C）或"手部过冷"（≤33°C）情况。应答者在PBM照射启动后2.5分钟内即出现微循环血容量和血流20%增幅。研究表明：PBM可诱导小动脉血管舒张，导致健康人群毛细血管血流和组织灌注立即且持久性增加；该效应具有波长依赖性且受皮肤温度调节。这些关于PBM敏感/抵抗相关生理参数的发现，为制定患者特异性治疗方案提供了直接依据。

    关键词： 体温调节、激光多普勒血流仪、微循环、低强度激光疗法、血管舒张、热成像、光电容积描记法

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 采用超低暗电流近红外有机光电二极管的高精度光电容积脉搏波阵列

    摘要： 基于有机光电二极管（OPD）阵列的反射式血氧仪通过光体积描记法（PPG）有望在大面积区域及传统传感位置之外绘制血流脉动和氧合情况图谱。本研究开发了一种基于16×16 OPD像素的有机反射式PPG阵列。单个像素展现出近红外灵敏度（最高约950 nm）及低至10?? mA cm?2量级的暗电流密度，从而产生高质量的PPG信号。对完整PPG波形的分析可获取动脉僵硬度与血液循环质量信息，这表明此类阵列在脉搏血氧测定和心率计算之外具有更广阔的应用潜力。

    关键词： 光电容积描记法、有机光电二极管、体异质结、心跳、脉搏血氧测定法

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • [2019年IEEE第八届先进光电子学与激光国际会议(CAOL) - 保加利亚索佐波尔(2019.9.6-2019.9.8)] 2019年IEEE第八届先进光电子学与激光国际会议(CAOL) - 基于改进型比尔-朗伯定律的光电容积脉搏波信号调制深度解析评估

    摘要： 基于改进的比尔-朗伯定律建立了光体积描记(PPG)信号幅度调制深度的估算模型。通过理论分析证实，PPG信号的调制深度取决于波长和照明几何条件，且与光源到探测器的距离成正比。绿光(525 nm)对血容量变化的敏感度约为红光(640 nm)和红外光(805 nm)的6-9倍。研究发现：对于绿光而言，PPG信号调制主要源于吸收系数变化；而对于红光和红外光，其调制则主要由散射系数变化引起。

    关键词： 血容量、调制深度、光电容积描记法、幅度调制、修正的比尔-朗伯定律

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 采用光电容积描记法研究触变性操作对健康受试者胸壁及分区间功能容量的后效应

    摘要： 光电容积描记法（OEP）基于三室模型评估的容积数据，能提供逐次呼吸的呼气肌与吸气?。ɡ呒浼『碗跫。┏ざ染分副?。因此，在进行触变性操作后，OEP还可揭示这些肌肉具有历史依赖性的特性。我们采用OEP研究了28名健康受试者（25.5±2.2岁，FVC%预计值94.8±5.5，FEV1%预计值95.5±8.9）胸壁（CW）及分室功能容积在不同触变性条件刺激后的后效应。条件刺激包括从肺总量（TLC）或残气量（RV）位进行的吸气或呼气收缩。研究方案包含三次连续相同操作（每次间隔60秒自主呼吸），并分析每次收缩最初七个呼吸周期的后效应。通过比较不同触变性操作的后效应评估累积效应。无论从TLC还是RV位进行的吸气收缩均急性增加吸气末（EIV）胸壁容积（均p<0.0001），主要影响上、下胸腔分室（即非膈肌吸气肌与膈?。?；而从RV位呼气收缩则通过降低上胸腔及腹腔容积减少胸壁容积（均p<0.0001）。触变性操作未呈现累积效应。健康人群中，三室模型结合OEP可详细评估膈肌、吸气肌与呼气肌的触变性，特定条件刺激还能引发吸气胸腔肌、膈肌及呼气肌的触变性改变。

    关键词： 肺容量、光电容积描记法、肺容积测量、呼吸肌、肌肉滞弹性

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 用于深度依赖性光电容积描记术的多波长光学传感器?？樯杓?

    摘要： 基于"光波长越长，在可见光谱波段附近的穿透深度越深"这一原理，本研究引入了多波长光电容积描记传感器来测量深度依赖性的血容量变化。我们提出了一种可同时使用多波长测量光电容积图的全向光学传感器?？?，并详述了其实现细节。该传感器通过在金属板上打孔并安装LED制成，其蓝色（460nm）、绿色（530nm）、红色（660nm）和红外（940nm）四种波长的LED围绕光电探测器同心排列。通过光致发光测试测量照射光强度，并在人体周边部位（如指尖、耳垂、脚趾、前额和手腕）同步测量各波长的光电容积图以评估传感器性能。结果表明：该传感器模块的照射光强度随LED数量增加呈线性增长，且在所有测量部位均能观测到四个波长的脉动波形。

    关键词： 血容量、光学传感器、光穿透、多波长、光电容积描记法

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 不同激光可揭示不同的皮肤微循环血流运动——基于人体后肢灌注小波变换分析的数据

    摘要： 激光多普勒血流仪（LDF）和反射式光电容积描记法（PPG）是评估体内微循环功能的标准技术。然而不同光频与组织的相互作用存在差异，使得LDF与PPG血流运动曲线可能具有不同含义，尤其在适应性（稳态）调节过程中。为此我们分析了两种技术对反向刺激产生的灌注信号：将健康青年志愿者（不分性别）分为第1组（n=29，单下肢接受标准化瑞典式按摩以增加灌注）和第2组（n=14，接受高氧挑战试验以减少灌注）。通过分别置于双下肢远端的LDF（Periflux 5000）和PPG（PLUX-Biosignals）绿光传感器记录各实验方案的灌注变化。两种技术均检测到按摩引起的双下肢灌注增加及高氧挑战导致的灌注降低。小波变换（WT）进一步分析显示，在两种刺激下PPG相比LDF具有更好的深度分辨能力（探测更表浅、血样采集更少）。频谱振幅特征始终表明LDF（尤其针对最低频成分）具有更优灵敏度。未发现各成分间存在强相关性。因此LDF与PPG血流运动曲线并不等效，这一重要发现有助于深入研究微循环生理学。

    关键词： 激光多普勒血流测定、灌注、光电容积描记法、小波变换、微循环功能

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 光电容积描记法检测过度训练

    摘要： 引言：及时发现耐力运动员出现功能性或非功能性过度训练（FOR/AF）对于调整训练计划至关重要。本研究旨在评估光电容积描记法（PPG）对过度负荷运动员的监测效果——在过度训练期（OVL）结束时，FOR组运动员状态持续恶化而AF组有所改善。观测发现：OVL期间AF组舒张期时长显著长于FOR组，收缩期斜率则明显更小。通过分析收缩压、平均压及其方差，收缩/舒张/重搏波振幅与时程差异，以及收缩/舒张期斜率变化来区分FOR与AF运动员。 研究目的：1）验证运动表现受FOR或急性疲劳非过度训练（AF）影响是否存在差异；2）探究PPG特征能否实现FOR/AF的早期鉴别。 方法：15名运动员进行2周基线训练（BSL），随后3周超负荷训练（+45%强度/OVL）及2周恢复期（-20%强度/RCV）。通过3000米计时跑评估BSL/OVL/RCV阶段表现以区分FOR/AF组。采用可穿戴传感器每三日夜间记录PPG数据，发现OVL最后一周AF组夜间舒张压振幅、重搏波振幅、收缩/舒张期斜率及脉搏面积均显著小于FOR组。 结论：PPG能有效检测过度训练——在运动表现下降前（OVL阶段）即可区分FOR与AF运动员。这种快速响应的监测手段有助于及时调整日常训练内容，从而预防非功能性过度训练的发生。

    关键词： 光电容积描记法、运动员、疲劳、表现、训练过度、过度训练

    更新于2025-09-11 14:15:04