高考申論題
112年
[醫學工程] 醫學儀表及測量
第 一 題
📖 題組：
二、近代的許多運動手環和智慧型手錶常常會用光學感測器的方式來偵測使用者的心跳率，稱為光體積變化描記圖法（photoplethysmography, PPG）。
二、近代的許多運動手環和智慧型手錶常常會用光學感測器的方式來偵測使用者的心跳率，稱為光體積變化描記圖法（photoplethysmography, PPG）。
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
(一)請說明其中的量測原理。（10分）
思路引導 VIP
看到此題，應立即聯想 PPG 的字根含義（光學與體積變化），並從「生理解剖（心搏造成的微血管血液容積脈動）」與「物理光學（Beer-Lambert Law 光吸收定律）」切入。作答時務必區分訊號的交變（AC，動脈血）與直流（DC，組織與靜脈）成分，並針對題目情境（智慧手錶）點出「反射式架構」與「常用光源（如綠光）」的實務設計考量。
小題 (二)
(二)請畫出典型的光體積變化描記圖法波形，並說明所量測到的波形各部分和心臟運作的關係。（10分）
思路引導 VIP
解題時應先回想PPG的物理意義：透過光學吸收量測局部微血管的血液容積變化。接著在腦海中勾勒出包含收縮峰、重搏切跡與舒張峰的典型波形，並精確地將這些特徵與心動週期的心室收縮、主動脈瓣關閉及心室舒張等生理機制進行對應論述。