光電容積描記術 (PPG) 是一種簡單的光學技術，用於檢測外周循環中血液的體積變化。這是一種低成本且非侵入性的方法，可在皮膚表面進行測量。該技術提供了與我們的心血管系統相關的有價值的信息。技術的最新進展重新喚起了人們對該技術的興趣，該技術廣泛用於臨床生理測量和監測。

PPG傳感器一、原理

PPG 使用低強度紅外 (IR) 光。當光穿過生物組織時，它會被骨骼、皮膚色素以及靜脈和動脈血吸收。由於血液比周圍組織更強烈地吸收光，因此PPG傳感器可以將血流的變化檢測為光強度的變化。來自 PPG 的電壓信號與流過血管的血量成正比。使用這種方法甚至可以檢測到血量的微小變化，盡管它不能用於量化血量。PPG 信號有幾個分量，包括與心臟活動相關的動脈血容量變化、調節 PPG 信號的靜脈血容量變化、顯示組織光學特性的 DC 分量和體內細微的能量變化。影響 PPG 記錄的一些主要因素是測量位置以及該位置與傳感器之間的接觸力。血流變化主要發生在動脈中而不是靜脈中。

PPG傳感器二、波形

PPG 借助條形圖或圖表將血流變化顯示為波形。該波形具有交流（AC）分量和直流（DC）分量。AC分量對應於與心跳同步的血容量變化。DC 分量來自組織反射或傳輸的光信號，並由組織結構以及靜脈和動脈血量決定。DC 分量隨呼吸顯示出微小的變化。交流分量的基本頻率隨心率而變化，並疊加在直流基線上。

PPG傳感器三、產品用途

基於 PPG 技術的醫療設備廣泛用於臨床設置中的各種應用。具體應用包括：臨床生理監測、血氧飽和度、血壓、心輸出量、心率、呼吸、血管評估、動脈疾病、動脈順應性和老化、靜脈評估、內皮功能、微血管血流、血管痙攣狀況、自主功能監測、血管舒縮功能和體溫調節、血壓和心率變異性、直立其他心血管變異性評估。

PPG傳感器四、可穿戴設備

使用這項技術，已開發出可穿戴的脈搏率監測器。這些低成本和小型設備具有高強度綠色發光二極管 (LED) 和光電探測器，有助於以非侵入方式可靠地監測脈搏率。這些系統的重要設計要求包括小型化、穩健性和用戶友好性。這些設備有一個傳感器，可以監測通過組織或從組織反射的光強度的微小變化。這些強度變化與通過組織的血流變化相關，並提供重要的心血管信息，例如脈搏率。

PPG傳感器五、其他系統

PPG 已用於遠程醫療、PPG 成像技術和遠程監控等其他技術。研究人員使用近紅外 CCD PPG 成像系統研究了皮膚血流和相關節律。本研究旨在獲得對生物組織灌註的新見解，並研究與傷口愈合和潰瘍形成相關的變化。其他研究已將 PPG 應用於組織內動脈血氧飽和度 (SpO2) 分布的遠程成像。這樣的圖像可能在醫學診斷研究中很有價值，例如組織活力的量化。在遠程醫療領域，PPG 在遠程監測患者健康方面很有前景。

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