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心率(HR)監測是許多現有穿戴式產品和臨床設備的關鍵特性。這些設備一般是測量光電容積脈搏波(PPG)訊號，為獲得該訊號，須利用LED照射人體皮膚，然後用 ...

請想像在未來幾十年後的世界，您的孫子輩們可能已經不知道醫院這個名詞了，因為屆時所有的健康資訊都將是透過感測器遠端記錄和監測。再想像一下這個情境，您的家裡配備了不同的感測器來測量空氣品質、溫度、雜訊、光照和氣壓，並且根據您的個人健康資訊，系統會調整相關環境參數以優化您的家居環境。在實現美好未來的道路上，ADI正處於一個獨特的有利位置，透過提供相互補充的感測器、軟體和演算法來增加其在數位健康市場的佔有率。

心率(HR)監測是許多現有穿戴式產品和臨床設備的關鍵特性。這些設備一般是測量光電容積脈搏波(PPG)訊號，為獲得該訊號，須利用LED照射人體皮膚，然後用光電二極體測量血流引起的反射光強度變化。PPG訊號形態與動脈血壓(ABP)波形相似，這使得該訊號成為受科學界歡迎的非侵入性心率監測工具。PPG訊號的週期性與心臟節律相對應。因此，可以根據PPG訊號估算心率。然而，受血液灌流不良、環境光線以及最重要的運動偽像(MA) 1的影響，心率估算性能會降低。業界已提出許多訊號處理技術來消除MA雜訊，包括ADI的運動抑制和頻率追蹤演算法，其是透過使用一個靠近PPG感測器放置的三軸加速度感測器來加以實現。當沒有運動時，最好能有一個按需演算法來向追蹤演算法提供快速且更精確的心率估算。本文改造了多訊號分類(MUSIC)頻率估計演算法，以利用ADI醫療健康手錶平台，根據手腕上的PPG訊號實現高精度按需心率估算，圖1所示為其框圖。該圖的細節將在後面的內容中說明。

當LED發光時，血液和組織會吸收不同數量的光子，導致光電檢測器感測到不同的結果。光電檢測器測量血液脈動的變化並輸出一個電流，該電流隨後經放大和濾波以供進一步分析。圖2a顯示了一個由交流(ac)和直流(dc)分量組成的一般PPG訊號。PPG波形的直流分量檢測組織、骨骼和肌肉反射的光訊號，以及動脈和靜脈血液的平均血容量。交流分量則表示心動週期的收縮期和舒張期之間發生的血容量變化，交流分量的基頻取決於心率。圖2b是來自ADPD107[1] 手錶的PPG訊號，這在...