TIDA-01580 器件可用于测量以下参数：ECG、PPG、HRM、SpO2 和 PTT。

ECG 是对心脏活动进行的电学测量，而 PPG 是对器官容积进行的光学测量。原则上，ECG 使用多个电极来测量心脏的电活动，而 PPG 使用发光二极管（LED）发出的具有特定波长的光照射皮肤和皮下组织来测量器官容积。这种光会被吸收、穿过人体或被反射回来。光电二极管传感器测量透射或反射的光，具体取决于该传感器相对于 LED 的放置位置。然后将光转换为电信号。在这两种情况下，信息都可用于确定人的心率，但每种应用都提供自己的一组诊断信息。ECG 聚焦于心肌组织的电活动，因为经过培训的心脏病医生都知道心肌收缩的确切顺序。内科医生使用 ECG 来诊断各种心脏疾病和异常。

PPG 可提供有关血流量和血压的更多信息。这种测量可以在人体的各个部位进行，以检查流向不同区域的血流量。在最靠近心脏主动脉（例如左臂）处测量时，可以获得有关心输出量和心脏瓣膜功能的一些附加信息。PPG 的优势之一是测量它时所需的皮肤接触点数量。由于用户可以通过反射光或透射光来确定 PPG，因此只需一个接触点即可对其进行测量。此功能可实现简单、连续且不受时间限制的测量，这对于健身追踪器等可穿戴电子设备而言是最具吸引力的优势。相比之下，ECG 要求测量整个心脏的电位。这意味着用户至少需要两个接触点：正极和负极。通常，此连接仅在有限的时间段内进行。

图 1-1 展示了典型的 ECG 波形（蓝色）和 PPG 波形（红色）。ECG 波形中的振幅峰值与血压波到达四肢之间的时间差是另一种称为 PTT 的测量。PTT 需要同时测量 ECG 和 PPG。

图 1-1 ECG、PPG 和 PTT 简介

由于 ECG 和 PPG 信号的频率相同，因此这两种波形都可用于计算心率。通常，绿色 LED 用于测量心率。反射式传感器中通常使用绿色 LED 来提取 PPG 信号。众所周知，绿光穿透组织的能力低于波长更长的 LED 光。因此，与其他颜色的光相比，有更多未被吸收（反射）的绿光从组织中发出。检测来自多个 PD 的绿光或消除来自 PD 周围多个 LED 的绿光会有所帮助。

红光和红外（IR）光用于脉搏血氧测定法，以估算动脉血的真实血红蛋白氧饱和度。氧合血红蛋白（HbO2）吸收可见光和红外（IR）光的方式与脱氧血红蛋白（Hb）不同，前者呈鲜红色，而不是 Hb 的深棕色。动脉血对光的吸收由叠加在直流信号上的交流信号表示，表示其他物质（如组织、静脉、毛细血管、骨骼等中的色素沉着）对光的吸收。心脏同步交流信号电平约为直流电平的 1%。该值被称为灌注指数百分比。Equation1 用于近似计算两个比值之比 R，且% SpO2计算如下：

Equation1.

Equation2 给出了用于计算 SpO2 的标准模型。本文中经常针对医疗设备使用该模型。不过，准确的 SpO2 百分比是根据特定器件的两个比率之比的经验校准计算得出的。

Equation2.