石萍，邵江，吴亮

1.上海理工大学康复工程与技术研究所(上海，200093)2.上海康复器械工程技术研究中心(上海，200093)

0 引言

对于患有冠心病、高血压(2～3期)、心肌梗塞等慢性病的人群来说，在居家环境下进行生理信号的长期监测十分有必要。纵观目前国内外各种生理监测系统[1-2]，所有与系统配置的生理信息传感器都是“接触式”的。诸如电极和各类换能器都是直接帖附或绑缚于使用者的相应部位(腹部皮肤、手臂等)。接触式的测量方式延续了医院的监测模式，使用者不但使用不便，且心理上往往感到不适，容易出现临床数据的“白大褂”现象而影响监测效果。PPG本身作为一种非侵入式的、低成本、易操作、结果准确的光电技术可广泛用于个人、家庭及大规模人群的生理健康检测和监测[3-4]。

本文基于PPG光学理论基础建立了非接触式PPG监测模型，并与已有接触式PPG监测模型做对比，旨在提炼出最优非接触式PPG测量信号。同时，找到影响非接触式PPG信号的主要因素，并据此通过实验开发与之对应的硬件最佳设计方案。最后，对得到的接触PPG监测信号和非接触PPG监测信号进行功能性一致性分析。

1 非接触式PPG的光学模型

一束光源照射到人的皮肤，将会产生反射、吸收和散射，透射到真皮层的光与该层分布的血液相作用，只有被血液吸收的光才是有用光谱信号，其中一部分光反射到表皮层并与之作用，最后从皮肤组织漫反射出来的光通过光纤传输至探测器上[4]。设光源的发射光强度为Ii，进入皮肤组织的光照强度为Io；……