Sử dụng Photoplethysmography (PPG) để thiết kế cảm biến nhịp tim quang Chơi xì dách online

Photoplethysmography (PPG) là một công nghệ quang Chơi xì dách online không xâm lấn chi phí thấp, có các phép đo sinh lý trên bề mặt da. Đây là phép đo nhịp tim phổ biến nhất cho các máy theo dõi nhịp tim.

Chúng tôi sẽ trình diễn cách mô hình hóa da người trongCờ bạc trực tuyến ZemaxĐối với Chơi xì dách online phép đo sinh lý, minh họa cách mô phỏng theo dõi nhịp tim dựa trên PPG phụ thuộc thời gian bằng cách sử dụng ZOS-API và chỉ cho bạn cách xác nhận thiết kế tổng thể bằng cách phân tích hiệu ứng chuyển động và áp suất đối với độ chính xác của phép đo bằng cách sử dụngAnsys SpeosXác, Bàn làm việc củavàANSYS cơ Chơi xì dách online.

Thiết kế cảm biến nhịp tim cơ bản

cảm biến PPG có thể được sử dụng trong phản xạ hoặc ở chế độ truyền. Vì độ sâu thâm nhập của ánh sáng phụ thuộc vào bước sóng của nó, đèn LED màu xanh lá cây và màu vàng phù hợp nhất để thực hiện Chơi xì dách online phép đo trong lưu lượng máu bề ngoài và thường được sử dụng trong chế độ phản xạ.

Mô hình da người

Để mô phỏng sự vận chuyển ánh sáng trong môi trường mô, chúng ta có thể sử dụng mô hình da xếp lớp, chiếm lớp biểu bì, lớp hạ bì và chất béo dưới da. Để mô hình hóa cảm biến nhịp tim dựa trên PPG và đo lường những thay đổi gây ra bởi xung của máu, chúng tôi tập trung vào việc mô tả chính xác Chơi xì dách online lớp nơi có thể quan sát thấy xung này.

Mặt khác, vì không có hàm lượng máu trong lớp biểu bì - để giữ cho mô hình đơn giản - chúng tôi chỉ sử dụng một lớp lớp biểu bì dày, chiếm tất cả Chơi xì dách online tầng corneum, tầng lớp hạt, tầng và tầng tầng lớp. Cuối cùng, tương tự như hầu hết Chơi xì dách online mô hình da được xuất bản, chúng tôi cũng đại diện cho chất béo dưới da với một lớp duy nhất.

Để bắt đầu với cấu trúc đơn giản hóa và thêm độ phức tạp hơn vào mô hình sau này, trước tiên, chúng ta có thể biểu diễn tất cả Chơi xì dách online lớp mô được đề cập ở trên dưới dạng thể tích hình chữ nhật ở chế độ không theo sau của OpticStudio. Chơi xì dách online giá trị độ dày của Chơi xì dách online lớp được xác định dựa trên dữ liệu tài liệu và kích thước mặt cắt ngang được đặt theo cách không có rò rỉ ánh sáng ở Chơi xì dách online cạnh.

Tùy chỉnh Chơi xì dách online lớp mô

Nghiên cứu trường hợp này dựa vào dữ liệu được công bố trong tài liệu, nhưng vì các thông số quang Chơi xì dách online của da người có thể thay đổi đáng kể giữa các quần thể, các thông số khác nhau có thể được yêu cầu cho các nhóm chủ đề cụ thể. Nếu có sẵn dữ liệu chính xác hơn cho một ứng dụng cụ thể, thì các tham số mô hình có thể dễ dàng tùy chỉnh phù hợp.

Vì mục đích đơn giản, chúng tôi không đại diện cho tất cả các mạch máu riêng lẻ trong da, vì nó sẽ yêu cầu hàng trăm đối tượng bổ sung với sự sắp xếp không gian phức tạp và giảm tính tổng quát của mô hình. Thay vào đó, chúng tôi tính đến hàm lượng máu của các lớp da khác nhau bằng cách tính trung bình có trọng số của các thông số quang Chơi xì dách online của máu và mô xung quanh.

Phân tán số lượng lớn trong mô

Sự tán xạ ánh sáng bởi các hạt nhỏ trong môi trường đục, chẳng hạn như trong các mô sinh Chơi xì dách online, có thể được mô tả chính xác bằng chức năng phân phối Henyey-Greenstein, chỉ có một tham số miễn phí: yếu tố dị hướng của nóg. Miền của tham số này là khoảng [-1, 1], trong đóg= -1 tương ứng với tán xạ ngược,g= 0 mô tả sự tán xạ đẳng hướng vàg= 1 đại diện cho sự tán xạ về phía trước. Phân phối góc của ánh sáng phân tán được định nghĩa là:

Trong chế độ không theo trình tự của OpticStudio, mô hình tán xạ số lượng lớn Henyey-greenstein có sẵn dưới dạng DLL phân tán số lượng lớn (Henyey-Greenstein-Bulk.dll). Giải thích thêm về mô hình cùng với Chơi xì dách online phân tích toàn diện về DLL được trình bày trong bài viết kiến ​​thứcTừ sử Chơi xì dách online phân phối Henyey-Greenstein để mô hình hóa phân tán số lượng lớn.Một cuộc thảo luận chi tiết về Chơi xì dách online mô hình tán xạ bề mặt và số lượng lớn trong Opticstudio có thể được tìm thấy trong bài viết kiến ​​thức nàyNhững mô hình tán xạ có sẵn trong OpticStudio?"

Chơi xì dách online tham số đầu vào của DLL tán xạ Henyey-Grestein trong OpticStudio là đường dẫn trung bình, phần truyền vàgtham số bất đẳng hướng, trong khi trong tài liệu, Chơi xì dách online hệ số tán xạ và hấp thụ (Hồi_svà_a, tương ứng) thường được xuất bản cùng với yếu tố dị hướng. Do đó, để đặt Chơi xì dách online tham số tán xạ của từng lớp trong mô hình dựa trên dữ liệu thực tế được trình bày trong tài liệu, chúng ta có thể sử dụng Chơi xì dách online phương trình sau để chuyển đổi Chơi xì dách online giá trị:

Như được mô tả trước đây, Chơi xì dách online hệ số tán xạ và hấp thụ, cũng như yếu tố dị hướng của Chơi xì dách online lớp da khác nhau, được tính là trung bình có trọng số của Chơi xì dách online giá trị tương ứng cho máu và phần còn lại của mô.

Mô hình da nhiều lớp và vận chuyển ánh sáng trong mô được hiển thị trong Chơi xì dách online ô bố trí 3D bên dưới. Để minh họa Chơi xì dách online sự kiện tán xạ riêng lẻ, Chơi xì dách online tia được tô màu bởi Chơi xì dách online phân đoạn trong Chơi xì dách online ô.

Để cung cấp kết quả số ngoài hình minh họa, chúng tôi thêm một đối tượng hình chữ nhật máy dò vào thiết kế, hướng về phía da, đại diện cho một bộ quang điện tử điển hình trong Chơi xì dách online thiết bị PPG. Thiết kế này có thể được sử dụng như một mô hình da ngoài kệ đơn giản.

Mô phỏng cảm biến nhịp tim

Để mô phỏng theo dõi nhịp tim, chúng ta có thể sử dụng ZOS-API để bắt chước lưu lượng máu trong mô. Để làm như vậy, chúng tôi xem xét những thay đổi thời gian trong hàm lượng máu của Chơi xì dách online lớp bằng hệ số nhân, giả sử thể tích máu thay đổi theo tỷ lệ và đồng thời trong mỗi lớp.

Mô hình ban nhạc thông minh trong thế giới thực

Để thiết kế thêm một bước nữa, chúng ta cũng có thể tạo ra một mô hình dải thông minh và cánh tay thực tế trong các SPEO để phân tích và xác nhận hiệu quả toàn bộ hệ thống quang Chơi xì dách online của da người cùng với cảm biến nhịp tim PPG. Với mục đích này, chúng tôi xây dựng một biểu diễn cấu trúc, hình Chơi xì dách online chính xác của cánh tay và sử dụng cùng một mô tả quang Chơi xì dách online đa lớp cho mô da như trước, dựa vào chức năng tán xạ Henyey-Greenstein.

207553_207966

Phân tích Chơi xì dách online hiệu ứng động đối với độ chính xác đo lường

Cuối cùng, trong ví dụ này, chúng tôi cũng điều tra tác động của các phương pháp đeo không tiêu chuẩn đối với độ chính xác đo lường, như rò rỉ ánh sáng, phù hợp không hoàn chỉnh, xoay tay và chuyển động của dải trên da. Để hiểu các hiệu ứng chuyển động, chúng tôi thực hiện các mô phỏng động trong cơ Chơi xì dách online để tính toán các thay đổi vị trí tương đối giữa dây đeo cổ tay và cánh tay trong các kịch bản khác nhau.Hãy để ánh Đánh bài casino tỏa ĐánhTrong Speos. Để tự động hóa quy trình làm việc này, chúng tôi có thể tận dụng Workbench để tự động thiết lập các kịch bản đã được sửa đổi và chạy các dấu vết tia trong các SPEO dựa trên dữ liệu chuyển động thu được từ cơ Chơi xì dách online.

Hơn nữa, chúng ta cũng có thể khám phá mức độ áp lực từ đồng hồ thông minh ảnh hưởng đến các phép đo quang Chơi xì dách online. Để làm như vậy, chúng tôi sử dụng cơ Chơi xì dách online để phân tích các biến dạng cấu trúc trên cánh tay do tăng áp lực từ dải thông minh ở các vị trí độc đáo, sau đó chạy các dấu vết tia trong các trạng thái bị biến dạng để định lượng các hiệu ứng của nó.Dừng lại và nhìn chằm chằm: Thiết kế quang họccủa đồng hồ thông minh với Chơi xì dách online ví dụ thực tế trong một ứng dụng trong thế giới thực.

Để tìm hiểu thêm về mô hình hóa da người trong OpticStudio và mô phỏng theo dõi nhịp tim bằng cách sử Chơi xì dách online ZOS-API, đọc bài viết về kiến ​​thức của chúng tôiCách mô hình hóa da người và cảm biến nhịp tim quang Chơi xì dách online trong opticstudio.