简易心率监测装置的设计：文献综述
摘要：心率是否正常往往是判断一个人是否健康的必要条件，如今，人们也对自己和家人的健康愈发关注。通过对相关文献的梳理，发现对于简易心率监测装置的设计一般都可归结于几种思路。通过对现有的几种较为普遍的设计思路的分析，提出基于光电容积法的简易心率监测装置的设计。
关键字：心率监测；光电容积法；装置设计
一、引言
在21世纪的今天，心脏病已成为严重威胁人类生命健康的疾病之一，死亡率达到了16.77%，且随着近年来老龄化及城市化的加剧，子女们心有余而力不足，在时间和空间上都无法对老人做到实时的监护。另一方面，随着新冠肺炎疫情全球性的爆发，“生命与健康”成为了大家关注的话题。因此，实时监控心率，实时关注自己与家人的健康至关重要。
二、国内外同类研究概况
近年来，随着大众创新意识的提高以及人们对生命健康的日益重视，心率监测装置的设计层出不穷。归根结底，对心率的监测大致分为三种思路——动脉血压法、心电信号法、光电容积法。
动脉血压法的设计思路来源于我国最古老的医疗方式——中医的诊脉。在人体手腕或者颈部两侧，都可以动脉的压力有规律地涨落，因此，该方案的设计思想是通过压力传感器获取心率数据。但是这个方案也是目前最不成熟的，原因一是压力传感器需要长期对穿戴者的动脉半压迫，会给穿戴者带来不适感，二是压力传感器难以以合适的方式固定在皮肤表面，固定得太紧会导致血流不畅，固定得太松又无法实现测量。通常情况下，有极少手环会采用此种方式，该方法主要用于在血压检测中计算血压和脉率。
对于心电信号法中心电信号的采集，吴永圣等在《基于MSP430的便携式心电图采集系统设计》中提出通过三条电极分别与左臂、右臂、右腿相连获取心电信号[1]。心电信号通常是指心脏工作产生的生物电流，原理是体表不同部位产生不同的电势，且随心跳的节律呈现规律性的变化，ECG就是利用电极将变化着的电位差检测、记录下来的图[2]。对于电极与人体的接触方式，胥飞在《电容式心电检测装置的设计》提到一般采用两种方式，即：电导式和电容耦合式[3,4]。电导式心电采集方式的电极与皮肤直接接触，信号电平较强且更清晰稳定，但不适用于婴儿或皮肤敏感的人且长期使用产生的汗液会显著降低采集的质量。电容式心电采集方式较好的解决了这一点，但前端信号质量较电导式心电采集方式差[11]。
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