《可穿戴计算：基于人体传感器网络的可穿戴系统建模与实现》 —1.10　生理信号和传感器

1.10　生理信号和传感器

人体存在几种非常不同的生命体征和生物生理参数，其中一些对于实现有效的智能健康系统非常有用。相关的主要参数包括：

• 血压

• 血氧

• 血糖浓度

• 体温

• 大脑活动

• 胸阻抗

• 呼吸速率

• 呼吸量

• 心电活动

• 心率

• 皮肤导电性

• 肌肉活动

• 姿势和身体活动

通过可穿戴无创传感器，可以直接或间接地测量上述每种参数。基本传感器平台通常包括一个或多个传感器，而额外增加的传感器则可以通过扩展接口集成。特别是，以下物理传感器已广泛应用于研究以及产业化的移动健康系统：

加速度计，用来测量身体动作和姿势。最近几年，这类传感器的重要性显著提高，因为它们非常适合医疗、运动、健身和健康等领域的应用。其工作原理基于当物体被加速时对其惯性的检测［19］。除了两轴和一轴的加速度计，目前流行的加速度传感器能够检测到超过三轴的加速度。

陀螺仪，用于测量角速度。通常用到的是三轴、双轴和一轴陀螺仪。陀螺仪相对而言不易受环境干扰，因此，已经被广泛应用于医疗设备［20］。

热传感器，用于测量温度或热通量的一系列传感器［19］。

电极，用于监测心脏活动（ECG）、大脑活动（EEG）、呼吸活动（电阻抗体积描记图（EIP））、肌肉活动（肌电图（EMG））和情绪（伽伐尼电位差皮肤响应（GSR））。它们必须直接贴敷在皮肤上，并且通常与含有少量导电凝胶的一次性黏合剂一起使用。

光电容积描记（PPG）传感器，它们作为间接方法来测量心血管参数，比如脉搏率、血氧和血压［21］。它们是通过带有发光二极管（LED）的夹子和放在两个端子上的光敏传感器来实现的，夹子通常夹在耳垂或手指上，其工作原理基于以下事实：血液会吸收或反射一部分发射光，而由心跳引起的血量变化则会使透射或反射的光量发生相应的变化。