一.选题背景及意义

自上世纪末以来，人们逐渐意识到了心血管疾病危害的严重性，而通过对血管功能的监测可以很好预防这种疾病，所以各国的研究人员便对血管功能的监测产生了很大的兴趣，并且开始在这方面不断的深入研究。现在用于监测血管功能方法已有很多。比如血管造影等一些造影技术和其他的技术可以精确地监测分析出血管各种功能及其产生的变化。但是使用这种技术制造仪器在对血管功能监测时在操作上很复杂，并且价格也较高，并且就算是监测出了血管功能的相关信息，对于普通人也很难从这些信息中提取到有用的信息来判断身体的健康状况，因此对于这种对于大方向的预防心血管疾病的监测血管功能的方法不适用于一般人群，它们只能在大型临床研究中使用。

而在血管功能监测方面心率监测是最简单的。在研究人员的不断努力下，先后研究出了各种人体心率传感器^[5]，并且以这些传感器为基础，也生产出了许多不同类型的心率监测仪器。这些仪器使用简单，测量结果准确度高，重复利用性好，测量结果普通人也容易理解，价格也便宜很适合在普通家庭中使用。而随着近些年的相研究地不断推进加上电子产品的集成度越来越高，市场上渐渐出现了更小，更方便携带，随时随地可以监测心率的心率监测的仪器，而且这些仪器的形式也越来越多样化，比如使用压电式方法的心率监测手环，这种手环只需戴在手上就可以测出心率；还有使用光电式方法的手夹式心率监测仪器，只需将手指放到手指夹仓便可得到心率相关信息等不同的电子产品。

二．心率传感器的研究现状

2.2.1心率监测仪

自上世纪末以来，人们逐渐意识到了心血管疾病危害的严重性，而通过对血管功能的监测可以很好预防这种疾病，所以各国的研究人员便对血管功能的监测产生了很大的兴趣，并且开始在这方面不断的深入研究。现在用于监测血管功能方法已有很多。比如血管造影等一些造影技术和其他的技术可以精确地监测分析出血管各种功能及其产生的变化。但是使用这种技术制造仪器在对血管功能监测时在操作上很复杂，并且价格也较高，并且就算是监测出了血管功能的相关信息，对于普通人也很难从这些信息中提取到有用的信息来判断身体的健康状况，因此对于这种对于大方向的预防心血管疾病的监测血管功能的方法不适用于一般人群，它们只能在大型临床研究中使用。

而在血管功能监测方面心率监测是最简单的。在研究人员的不断努力下，先后研究出了各种人体心率传感器^[5]，并且以这些传感器为基础，也生产出了许多不同类型的心率监测仪器。这些仪器使用简单，测量结果准确度高，重复利用性好，测量结果普通人也容易理解，价格也便宜很适合在普通家庭中使用。而随着近些年的相研究地不断推进加上电子产品的集成度越来越高，市场上渐渐出现了更小，更方便携带，随时随地可以监测心率的心率监测的仪器，而且这些仪器的形式也越来越多样化，比如使用压电式方法的心率监测手环，这种手环只需戴在手上就可以测出心率；还有使用光电式方法的手夹式心率监测仪器，只需将手指放到手指夹仓便可得到心率相关信息等不同的电子产品。

2.2.2心率传感器技术

随着当今科学技术的发展，心率监测技术也更加先进，国内外也先后研制了类型不一的心率监测系统，然而在这其中心率传感器的研究是最关键的一点。现今常见的心率传感器有三种，分别是：

1、压电式心率传感器

压电式心率传感器的原理是通过压力或震动传感器首先从人体中采集到脉搏的物理震动信号，并对此信号进行相应的处理，使其成为方便处理的电信号。压电式元件一般是采用两片相同的元件，使它们的极性反向叠加，并在中间夹一片铜片作为一个电极。此时，中央电极处于全空状态，可以用良好的绝缘性导线引出。其优点是使用的传感器输出信号也比较大，对后面的放大电路要求不高；但其缺点是得到的信号并不太准确，抗干扰能力较弱。

2、光电式心率传感器

光电式心率传感器的原理是通过光电传感器检测人体血脉搏动时血氧浓度的不同对光的反射率和折射率也不同，因此会造成反射光线和折射光线的强度会不同，根据反射光和折射光的强度不同得到一段连续的电信号。光电式心率传感器主要有两种方式：分别是对射式传感器和反射式传感器。对射式传感器使用一对光电发射和光电接收管，将它们面对面放在同一条水平线上，测量时只需将人的手指放入到它们中间；反射式传感器是光电发射管和光电接收管并排放在一起，并且同时都指向一个方向，测量时只需将人的手指同时放入它们上方。这种光电式心率传感器的优点是外界干扰信号很小，并且准确度相对较高，但由于传感器输出信号小，所以对后面的放大电路要求较高。