PPG（Photoplethysmography）即光电容积脉搏波描记法，是一种通过光学技术来检测人体循环系统中血液体积变化的方法。这项技术广泛应用于医疗监测、健身追踪以及消费电子设备中，如智能手表和健康手环。
PPG的基本原理
PPG的核心在于利用光的吸收特性来测量组织中的血容量变化。当光线照射到皮肤表面时，一部分光线会被皮肤、肌肉和其他组织吸收，而另一部分则会穿透组织并被反射或散射回来。由于血液对特定波长的光具有较高的吸收能力，因此当血液量发生变化时，接收到的反射光强度也会随之改变。
具体来说，PPG传感器通常由一个光源（通常是LED）和一个光敏元件组成。光源发射光线进入皮肤，当光线穿过组织到达光敏元件时，如果该区域的血液量增加，则光线的吸收率提高，导致返回的光信号减弱；反之亦然。通过分析这些光信号的变化，就可以推断出脉搏波形及心率等信息。
工作过程
1. 光源发射：传感器中的LED发出一定波长的光。
2. 光线传播：光线经过皮肤表层、真皮层直至皮下组织。
3. 信号接收：当光线遇到血液流动时，其吸收程度会发生周期性变化。
4. 数据处理：接收到的光电信号被转换为数字信号，并通过算法计算出心率、血氧饱和度等相关参数。
应用场景
- 健康管理：日常生活中，PPG技术常用于监测个人的心率、血压和睡眠质量。
- 运动监控：运动员可以借助PPG技术实时了解自己的身体状态，优化训练计划。
- 临床医学：在医院内，医生可以通过PPG技术快速评估患者的血液循环状况，辅助诊断心血管疾病。
总之，PPG作为一种简单有效的生物信号采集手段，在现代科技发展中扮演着越来越重要的角色。随着硬件性能提升与软件算法优化，相信未来PPG的应用范围将会更加广阔。
