人物佩戴的光电脉搏传感器研制与噪声分析
作为一名医生，我对脉搏检测中的关键技术——传感器设计与微弱信号提取问题，进行了深入的研究。以下是我对脉搏传感器设计的一些初步探讨和实验结果。
心室周期性收缩和舒张导致主动脉的收缩和舒张，这个过程产生了波形，我们称之为脉搏波。这个波形所展现出的形态、强度、速率以及节律等方面的综合信息，反映出心血管系统中许多生理病理特征。
传统的脉搏测量方式是通过手法，如中医中的脉诊技术，它在中医上取得了一定的效果，但受人为因素影响较大，测量精度不高。无创测量（Noninvasive Measurement）则是一种重要方法，不侵入身体，不造成伤害，通常在体外或体表间接测量生理参数。
生物医学传感器是获取生物信息并将其转换成易于测量和处理信号的一个关键设备。我主要讨论的是基于光电式脉搏传感器的设计与实现，这种类型的传感器结构简单，无损伤，可重复使用，并且具有良好的优点。
光电式脉搏传感器根据光电容积原理工作，它通过监测手指末端透明度来间接检测到脉搏信号。我采用了一种新型集成型光敏元件OPT101，该元件将感光部件与放大器集成在同一个芯片内，这样可以有效地克服后端运算放大器空载输出对光敏部件输出电流的影响，同时减小系统功耗。
我还选择了发射光源与图4所示OPT101 光谱响应曲线相匹配，以确保最佳效能。在805nm波长处，由于HbO2 和Hb 对不同波长吸收系数差异显著，我选择该波长作为发射源，以便提高透过手指后的光强，从而增强检测能力。
为了稳定供给发射源，我设计了一套恒流源控制电路（图6），以确保在整个测试过程中提供恒定的照明条件。此外，我还采用可控直流输出减法者来滤除直流干扰，并利用放大电路和低通滤波电路提取真正的心跳信号。
最后，在实际实验中，我们发现环境背景光干扰是一个挑战，因此我们采取措施减少背景干扰，比如使用密封式指套包装并涂抹吸光材料以避免二次反射干扰。此外，我们也分析了其他潜在噪声来源，如运动噪声，并采取适当措施来降低它们对测试结果的影响。