02 核心技術
實驗室開發之光學AI血壓感測系統，內部包含了光學AI感測器、讀取電路及傳輸電路，並整合於手持式裝置，此系統之關鍵技術為光學AI感測器和讀取電路。光學AI感測器內建多波長LED，可針對使用者進行調變選用；而後端讀取電路則有自動增益回授控制，在使用者量測時，會因不同膚色、皮膚厚度對電路回饋並進行波長及亮度控制，以確保得到的生理訊號品質良好。量測時只需將AI感測器放置在手腕橈動脈附近，AI感測器便會開始收集生理訊號，傳輸至個人電腦進行運算，並即時顯示生理訊號和心跳血壓值。血壓AI感測器在IRB規範下收集臨床數據進行驗證，達到收縮壓小於±8 mmHg，舒張壓小於±3 mmHg之精準度，此誤差符合AAMI對血壓計的誤差要求。
光學AI感測器設計
本實驗室開發之光學AI感測器，其內建多波長LED陣列，可針對不同膚色、皮膚厚度之量測進行光波長選用及亮度調整，此光學AI感測器設計透過完整的3D橈動脈光學模型，以得到LED陣列配置及PD的最佳距離，此最佳光學AI感測器設計已成功委託國內權威半導體廠商合作製作。
此3D橈動脈光學模型包含表皮層、真皮層、下皮層、血管壁、血液等組織如下左圖，並加入LED及PD模型，此模型可完整呈現光透過皮膚及血液組織後產生的變化。LED光線進入皮膚及血管組織後，其光反射及折射至皮膚表面的路徑為香蕉效應(Banan Effect)，此模型完整呈現此效果，藉由此模型可得到橈動脈血液對不同LED波長之反應，並求得最佳之LED及PD陣列配置。其光學AI感測器成品如下右圖。
後端讀取電路
本讀取電路可有效過濾雜訊，並偵測到微小之脈搏生理訊號，此為首創透過電路設計改善而可用於橈動脈量測之PPG感測器。後端讀取電路之設計包含增益調變放大器、高階帶通濾波器、數位類比轉換器、數位回授控制，其中數位回授控制為本設計之重點。
由光學AI感測器接受到的脈搏生理訊號為一充滿雜訊之微小、低頻週期性訊號，為提高解析度及血壓精準度，需使輸出訊號有效地分佈在動態範圍(Dynamic Range)，數位回授控制可偵測輸入訊號品質，並調整類比放大電路的增益與光學AI感測器之LED亮度，以達成最大訊號輸出之要求。
脈搏訊號需經過放大並濾波，並過濾高頻雜訊。此外為達到良好的訊號雜訊比(Signal to Noise Ratio, SNR)，設計一高階帶通濾波器，以降低截止頻率之雜訊，避免雜訊影響血壓運算的精準度，所得到的橈動脈脈博訊號與回授控制如下圖。
