ECG心电讯号与PPG光体积讯号验证测试

更新时间：2023-12-20

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呼吸频率的定义为在静止状态下测量一个人每分钟的呼吸次数，在临床诊断上，呼吸频率被广泛用来评估生理状态的信息指标，尤其用于睡眠及压力分析。由于现在穿戴式量测生理讯号的装置日渐普及，也使得ECG心电讯号或PPG光体积讯号较为容易取得。目前不少穿戴式产品制造商开始发展从ECG或PPG讯号中提取呼吸讯号成分，由ECG讯号中分析出呼吸频率的方法为EDR (ECG-derived Respiration)，而由PPG讯号中分析出呼吸频率的方法为PDR (PPG-derived Respiration)，两种方法的共同优点为非主动式量测、讯号取得便利、安全且没有危险性。

EDR及PDR分析方法介绍

目前EDR (ECG-derived Respiration) 的分析主要是利用三种呼吸造成ECG的变化来侦测呼吸率。第一个是因为呼吸导致心轴变位，最后造成ECG的振幅变化(AM: Amplitude Modulation)。第二个是呼吸造成心跳改变(FM: Frequency Modulation)。第三个是呼吸造成肋骨及横隔膜的肌肉变动产生的肌电讯号(EMG)影响ECG的基线变化 (BM: Baseline Modulation)。

而PDR (PPG-derived Respiration) 的分析方法也是利用三种呼吸造成PPG的变化来侦测呼吸率。第一个是因为呼吸导致心脏的容积量变化，最后造成PPG 的振幅变化(AM)。第二个是呼吸造成心跳改变(FM)。第三个是呼吸造成胸腔压力变化造成静脉回血改变而影响到PPG的基线变化(BM)。