时间:2023-08-01 01:01:16
智能手表如何测血氧?
智能手表测血氧一般采用反射式光电检测方案,其原理是通过光源发射LED和CMOS接收端之间的反射光变化来实时确认血氧浓度。为了确保数据稳定性和连续性,通常的发射频率是3000~4000Hz,LED的占空比50%左右。
血氧检测的精度和波长有关,高端的血氧测试甚至采用了8个波长,主要是为了更好地检测人体血红蛋白除了还原血红蛋白和氧合血红蛋白之外的其他血红蛋白。
智能穿戴设备的体积非常有限,按照以往的穿透式光电测试方法不现实,因此普遍采用反射式光电检测方案。对于智能手表来说,每个LED的工作电流都有10~30mA,如果要实时监测,多灯一起工作功耗也不低,而手表的电池容量只有500mA左右,因此对续航能力会有影响。为了解决这个问题,设计师采用了将发射端放在中间、周围放置接收端的方案,这样接收端的待机电流只有μA级别,耗电可以忽略,同时也解决了发热严重的问题。
智能手表的血氧检测存在一个问题,即手腕和手表总是无法保持无缝紧密贴合,在走路的时候,胳膊一甩一甩,可能会导致传感器和手腕相对位置有差异,造成测试结果不稳定,结果和标定值差异较大。为了解决这个问题,一些厂商采用了多组传感器的方案,比如Apple和MIO开始用1组发射和接收,后面又用过两个发射源,两个接收器,但是这些方案仍然无法完全解决问题。有些人想到可以用多组发射,中间放一个接收端(接收端集成了可见光接收以及红外光的接收),从实际检测效果上来讲,确实有改善,但是同步带来了新的问题,功耗大,发热严重,发热也会降低接收端的数据稳定性。
除了血氧之外,智能手表还可以测定心率。人体血液呈现红色,主要是因为对绿色吸收比较强。由于血管周期性起搏,使得血管到光电传感器的距离发生周期性变化,只要传感器不停的发射绿光,接收端会收到一组周期性的吸收峰,对信号进行一定的处理就可以得到心率曲线。
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