<Pulssensor>

Was ist ein Pulssensor?

Eine Pulswelle ist die Änderung des Volumens eines Blutgefäßes, die auftritt, wenn das Herz Blut pumpt. Ein Detektor, der diese Volumenänderung überwacht, wird Pulswellensensor genannt.
Zunächst gibt es vier Hauptmethoden zur Messung der Herzfrequenz: Elektrokardiographie, Photoplethysmographie, Blutdruckmessung und Phonokardiographie.
Pulssensoren arbeiten nach dem fotoelektrischen Verfahren.

Methode zur Messung der Herzfrequenz

Pulswellensensoren nach dem fotoelektrischen Pulswellenverfahren werden je nach Messverfahren in 2 Typen eingeteilt: Transmission und Reflexion.
Transmissionstypen messen Pulswellen, indem sie rotes oder infrarotes Licht von der Körperoberfläche emittieren und die Änderung des Blutflusses während der Herzschläge als Änderung der Menge des durch den Körper übertragenen Lichts erkennen.
Diese Methode ist auf die Messung von leicht durchdringbaren Bereichen wie Fingerspitzen und Ohrläppchen beschränkt.
ROHM hat einen Reflexions-Pulswellensensor entwickelt (Optical Sensor for Heart Rate Monitor).
Der Reflexions-Pulswellensensor wird im Folgenden erklärt.

Reflexions-Pulssensor (Optischer Sensor für Herzfrequenzmessung)

Reflexions-Pulssensoren (Optische Sensoren für Herzfrequenzmonitoring) senden infrarotes, rotes oder grünes Licht (~550 nm) in Richtung des Körpers und messen die Menge des reflektierten Lichts mit einer Photodiode oder einem Phototransistor. Das im Blut der Arterien vorhandene sauerstoffhaltige Hämoglobin hat die Eigenschaft, einfallendes Licht zu absorbieren, so dass wir durch Erfassen der Blutflussrate (Änderung des Blutgefäßvolumens), die sich nach Herzkontraktionen über die Zeit ändert, das Pulswellensignal messen können.
Da die Messung auf reflektiertem Licht basiert, ist es außerdem nicht notwendig, den Messbereich zu begrenzen, wie es beim Transmissionstyp der Fall ist.

【Reflexions-Pulssensor (Optischer Sensor für Herzfrequenzmessung) - Funktion】

Reflexions-Pulssensor (Optischer Sensor für Herzfrequenzmessung) - Funktion

Die Pulswellenmessung mit rotem oder infrarotem Licht kann im Freien durch die im Sonnenlicht enthaltenen Infrarotstrahlen beeinträchtigt werden, was eine korrekte Messung verhindert. Aus diesem Grund wird die Verwendung in Innenräumen bzw. Halb-Innenbereichen empfohlen.
Für die Pulswellenmessung im Freien (z. B. durch Smartwatches) wird eine grüne Lichtquelle bevorzugt, die eine hohe Absorptionsrate im Hämoglobin und eine geringere Empfindlichkeit gegenüber Umgebungslicht aufweist. Daher verwendet ROHM grüne LEDs als Transmissions-Lichtquellen.

Anwendung des Pulswellensensors

Der Pulswellensensor misst das Rot- und Infrarot-Licht bei der Volumenänderung durch den Herzschlag. Dadurch lässt sich die Herzfrequenz bzw. Pulsrate und die arterielle Blutsauerstoffsättigung (SPO2) ermitteln.
Darüber hinaus wird erwartet, dass die Verwendung von Daten aus Pulswellensensoren durch Hochgeschwindigkeitsabtastung und hochgpräziser Messung die Berechnung verschiedener Vitalparameter wie HRV-Analyse (Stresslevel) und Gefäßalter ermöglicht.

Anwendungsbeispiele für Pulssensoren