1. Secondary Peak Detection of PPG Signal for Continuous Cuffless Arterial Blood Pressure Measurement
IEEE TRANSACTIONS ON INSTRUMENTATION AND MEASUREMENT, VOL. 63, NO. 6, JUNE 2014
Xiaochuan He, Rafik A. Goubran, Fellow, IEEE, and Xiaoping P. Liu, Senior Member, IEEE
用於連續無袖帶式動脈血壓測量的PPG信號的二次峰檢測
Cuffless:無袖帶式
Adviser: Ji-Jer Huang
Presenter: Zhe-Lin Cai
Date:2015/05/20

2. Outline Introduction Methodology Simulations and result Conclusion
這是我的概要 介紹
方法論
模擬和結果 結論

3. Introduction
The age of the patients with various cardiovascular diseases is pointing to much younger groups
The tension on the utilization of public resources in hospitals is becoming more and more serious
The type of healthcare is tending to individual centered other than hospital centered
現在有心血管疾病的患者越來越年輕化，有動脈硬化和高血壓的風險已經不再只有老年患者，醫院公共資源的使用變得越來越嚴重，病人也希望他們老了以後盡可能的獨立，醫療保健的類型趨向醫院為中心以外的個人為中心
各種心血管疾病患者的年齡指向更年輕的群體
在醫院的公共資源使用的緊張局勢變得越來越嚴重
醫療保健的類型趨向醫院為中心以外的個人為中心
有動脈硬化和高血壓的風險已經不再只是對於老年患者。
各種心血管疾病患者的年齡指向更年輕的群體，需要日常監測的心血管健康風險的人數顯著增加。
另一方面，在醫院的公共資源使用的緊張局勢變得越來越嚴重。
所以，醫療保健的類型趨向醫院為中心以外的個人為中心。
病人也希望，他們老了以後要盡可能獨立。
因此，自我監控設備的需求顯著增加，在最近的幾十年的技術，使各個測量更舒適，更方便 的需要和發展。

4. Introduction
Arterial blood pressure (BP) is highly related to cardiovascular conditions and is an efficient way to detect cardiovascular diseases
The most precise way to obtain the ABP is using invasive measurement
High demand
Pain
Potential risk
動脈血壓和心血管疾病有著高度相關是檢測心血管疾病的有效方法。
我們知道測量血壓最精確的方法就是侵入性測量，其中一個導管插入病人的血管
但是這個方法對醫生護士的操作有很高的要求，還有帶給病人疼痛，和高風險
動脈血壓 （BP）和心血管疾病 高度相關是檢測心血管疾病的有效方法。
最精確的方法來獲得ABP，使用侵入性測定
高要求 疼痛
潛在的風險
正如我們所知，最精確的方法來獲得ABP，使用侵入性測定，其中一個導管插入病人的血管
然而，這種測量方法具有很強的要求，對醫生或護士的操作技能和病人的情況，更不用提給病人的疼痛和潛在的風險。

5. Introduction
Nonintrusive and noninvasive detective methods are becoming the basic requirements for wearable medical devices
There have been several studies on measuring blood pressure (BP) noninvasively and continuously
非侵入性和非侵入性檢測方法對穿戴式醫療儀器是基本要求
已經有一些研究是關於非侵入性和連續的 測量血壓
非侵入性和非侵入性檢測方法變成穿戴式醫療儀器的基本要求
已經有一些研究關於測量血壓的非侵入性和連續
(arterial tonometry)動脈張力測定法
(column clamp method)列鉗法
脈搏傳導時間 （PTT）

6. Introduction
In 1996 Jagomagi et al. With the volume clamp method, the finger arterial pressure was measured by a finger cuff and an inflatable bladder combined with an infrared plethysmogram
In 1997 Zorn et al. For arterial tonometry, an array of pressure sensors was pressed against the skin over an artery
In 2013 Miyauchi et al. It is also demonstrated that the BP can be obtained by measuring the pulse wave velocity (PWV)
1996 Jagomagi et al.用 volume clamp方法，通過指套和一個可充氣的氣囊組合，量測手指動脈壓
1997 Zorn et al.用動脈張力方法，將壓力感測器的陣列壓靠在皮膚的動脈上
2013 Miyauchi et al.表明了，通過測量脈搏傳導速度 （PWV），可以獲得 BP
用 血管壁無載法採容積箝位（volume clamp）方法，手指動脈壓測定，通過指套和一個可充氣的氣囊組合，用紅外線體積描記法，由紅外光探測器和光源組成[13]。
對於動脈張力，壓力感測器的陣列被壓靠在皮膚上的動脈[12]。
它也表明，通過測量脈搏傳導速度 （PWV），可以獲得 BP[14]。
volume clamp:
*********************動脈張力是對於其中壓力感測器的陣列是靠在皮膚上的動脈壓血壓測量的技術

7. Introduction The measurement of the PWV is a very challenging task
It needs different models
Mathematical calculations
Accurate measurement of the blood flow
Thorough analysis
The PTT has been proved to be a very useful tool to describe the relationship between the PWV and BP
脈搏傳導速度(PWV)的測量非常具有挑戰性，因為它需要不同的模型、 數學計算、 精確測量的血流和透徹的分析。
好在，PTT脈搏傳遞時間已經被證明是一種非常有用的工具，用來描述PWV和BP之間的關係。
脈搏波傳導速度(PWV)的測量是一個非常具有挑戰性的任務
它需要不同的模型
數學計算
精確測量的血流
透徹的分析
PTT已經被證明是一種非常有用的工具，來描述PWV和BP之間的關係
然而，脈搏波傳導速度(PWV)的測量是一個非常具有挑戰性的任務，因為它需要不同的模型、 數學計算、 精確測量的血流和透徹的分析。
好在，PTT已經被證明是一種非常有用的工具，來描述PWV和BP之間的關係。

8. Introduction
The correlation between the BP and the PTT has been studied in quite a few research papers
Some signal acquisition medical devices presented in these papers introduced significant delays between different types of biomedical signals
This will apparently affect the observation results
不少論文研究了 PTT 和 BP 的相關性。在這些論文中提出了一些信號採集醫療設備，介紹了不同類型的生物醫學信號之間的重大延遲
這顯然會影響觀測結果。
不少研究論文研究了 PTT 和 BP 的相關性。
在這些論文中提出了一些信號採集醫療設備介紹了不同類型的生物醫學信號之間的重大延遲[20]。>>>>>>改

9. Introduction
In Nanda et al. Linear regression was used to estimate the BP, which led to an estimation error up to 25 mmhg
In 2008 Poon et al. A parameter from photoplethysmograph (PPG) dicrotic notch, was used for the estimation of systolic BP (SBP) in
In 2010 Baek et al. Proposed a method of BP estimation using multiple regression
 2007 Nanda et al.用線性回歸來估算的BP，這導致了一個估算誤差可達25毫米汞柱
2008 Poon et al. 使用PPG的重搏切跡參數，用於收縮壓（SBP）的估算。
2010 Baek et al提出使用多參數回歸來BP估算
在[21]，線性回歸被用來估算的BP，這導致了一個估算誤差可達25毫米汞柱
[22]
從光體積變化描記圖（PPG）重搏切跡的參數，用於收縮壓（SBP）的估算。
[23]
BAEK等人。提出的BP估算使用多參數回歸
在[21]，線性回歸被用來估算的BP，而導致估算誤差可達25毫米汞柱。
從光體積變化描記圖（PPG）重搏切跡的參數，稱為二次峰的相對振幅（RAS），用於收縮壓（SBP）的估算。
******相對振幅（RAS）:主峰值的振幅比和次峰
結果表明通過引入 RAS 就可以很大程度上減少被低估的偏見。
BAEK等人。提出的BP估算使用多參數回歸與脈搏到達時間和其他2混雜因素，心臟速率(HR)和Time_deri_b(TDB)的方法，(這是從最大推導點到到PPG信號重搏切跡的最大值的持續時間。)

10. Introduction
This paper continues our previous research on the evaluation of the correlation between the BP and PTT
Since there have been a great number of researches demonstrating that the dicrotic notch of the PPG is quite useful for the BP estimation
這篇論文延續先前對BP和PTT之間的相關性的研究，由於已經有研究大量證明PPG的重搏切跡用於血壓推定相當有用，所以這篇論文提出了PPG 信號二次峰檢測的方法
本文延續了我們先前對BP和PTT之間的相關性的評價研究。
由於已經有研究了大量證明，PPG的重搏切跡是用於血壓推定相當有用的，我們擴展我們的 PPG 信號二次峰檢測的工作。

11. Introduction
Sometimes the dicrotic notch cannot be easily observed in some PPG signals
Influence
Invisibility of the useful feature parameters
Position and the amplitude
PTT
通常，在PPG信號的一個週期 有兩個主要的峰。有時候在某些PPG信號的 重搏切跡(小介紹) 是無法輕易觀察到的
二次峰可能會埋入主峰中，例如兩個峰過於接近彼此或是二次峰振幅太小，除了波形的特徵參數不可見外
，二次峰被埋入主峰裡將影響原始PPG信號主峰的振幅與位置，這將進一步影響ECG的R峰和PPG信號的主峰之間的時間差也就是PTT。
如果不解決這個問題，估算血壓的PTT參數不再被視為安全的，為了解決這些問題
有時候重搏切跡在某些PPG信號無法輕易觀察到 影響
有用的特徵參數的不可見
位置與振幅
PTT
通常，在PPG信號的一個週期 有兩個主要的峰。
兩峰之間的就是所謂的重搏切跡。
有時候重搏切跡在某些PPG信號無法輕易觀察到 ，這意味著二次峰可能會被(埋在)嵌入到主峰的信號特徵， 例如，在兩個波過於接近彼此，與主峰相比二次峰的振幅太小，或次級峰的範圍不夠大到從主波注意到。
除了有用的特徵參數的不可見，造成一嚴重的問題是，二次峰的不存在將影響原始的PPG信號主峰的振幅與位置。
這將進一步影響的心電圖（ECG）信號的R峰和PPG信號的隨後主峰之間的時間差，這是PTT。
然後PTT不再被視為安全的估算參數來測量相應的ABP。
重搏切跡: 主波降支與重搏波升支構成的波形向下的切跡波。表示主動脈靜壓排空時 間，為心臟收縮與舒張的分界點。

12. Introduction In this paper, three detection methods are proposed:
Symmetrical curve fitting (SCF) method
Gaussian curve fitting (GCF) method
Adaptive curve fitting (ACF) method
這篇論文提出了3種檢測二次峰的方法：
1）對稱曲線擬合（SCF）的方法;
2）高斯曲線擬合（GCF）方法;
3）自適應曲線擬合（ACF）的方法。
在本文中，提出了3種檢測方法：

13. Introduction
The ABP, ECG, and PPG signals are extracted from the multiparameter intelligent monitoring in intensive care (MIMIC) II database
The correlation values between the SBP and the adjusted PTT is calculated based on the fitted data points.
Linear, quadric, and cubic regression curves for the BP and the adjusted PTT are depicted
ABP，ECG，PPG從MIMIC II數據庫提取，MIMIC II數據庫是醫院醫療資訊系統獲得的臨床信號，裡面的信號都是同步的
SBP和調整後的PTT之間的相關係數是基於擬合數據點計算的。此外，線性，二次，和三次回歸曲線用於BP和調整後的PTT 的描繪。
ABP，心電圖，和PPG信號從重症監護（MIMIC）II數據庫中的多參數智能監控提取
SBP和調整後的PTT之間的相關係數是基於擬合數據點計算的
線性，二次，和三次回歸曲線用於BP和調整後的PTT 的描繪。
ABP，心電圖，和PPG信號從重症監護（MIMIC）II數據庫中的多參數智能監控提取，在哪裡可以保證所有類型的信號的同步。SBP和調整後的PTT之間的相關係數是基於擬合數據點計算的。
此外，線性，二次，和三次回歸曲線用於BP和調整後的PTT 的描繪。
MIMICII數據庫全稱為重症監護多參數智能 監測數據庫II（多參數智能監控 在重症監護室II數據庫）。該數據庫是對公眾 開放的免費數據庫，主要用於重症醫學的各種臨 床研究，其網址為   
本文的結構安排如下：
本文的背景簡要介紹在第一節
在第二節，與三個二次峰的檢測方法和處理過程中使用的信號被描繪。
第三節闡述了 BP 和 PPG 信號和模擬數據的多項式回歸之間的相關性
給出了討論，並在第四節中得出的結論。

14. Methodology
再來要講方法論的部分

15. Methodology MIMIC II database Clinical signals Vital signs time series
Multiparameter recordings
Clinical data were obtained from the carevue clinical information system as well as from hospital electronic archives
MIMIC II 數據庫包含從醫院醫療資訊系統獲得的臨床信號及生命徵象的時間序列，以多參數紀錄的方式。
臨床資料來自 CareVue 臨床資訊系統以及醫院的電子檔案。
因此，這篇論文的生物信號測量儀器是真正的臨床設備，所提出的方法不僅​​工作在一些特定的情況下，也是大部分的臨床病例。
臨床信號
生命徵象的時間序列
多參數的紀錄
臨床資料來源自 CareVue 臨床資訊系統（型號 M2331A 和 M1215A ；飛利浦醫療保健，麻塞諸塞州安多弗)以及來自醫院的電子檔案。
MIMIC II 數據庫包含從醫院醫療資訊系統獲得的臨床信號及生命徵象的時間序列。
MIMIC II 數據庫中的信號是多參數的紀錄，從床邊監測儀和病人的醫療記錄獲得。
生命徵象(Vital signs): 體溫、呼吸、脈搏、血壓
生命徵象（英語：Vital signs）,或稱生命跡象，醫學術語，是人體基本生理功能的表現。指醫療人員在進行醫療時，為了評估病人基本的生理狀況，在身體檢查時，必須檢查的基本功能。
它的範圍很廣泛，通常包括了體溫、心電圖、脈搏、血壓、呼吸次數等。
因此，用來獲取本文中的生物醫學信號的測量儀錶是真正的臨床設備，我們提出的方法不僅​​工作在一些特定的情況下，也為大部分的臨床病例。

16. Methodology MIMIC II database
The data points used for the simulations are selected from the neat portions of the patient’s record
The tool used to extract the signals from the database is called PhysioBank ATM,, showing samples as text, and exporting signals as .Mat
為了驗證調整後的PTT和SBP具有高相關性 並減少其他問題的干擾，所以用於模擬的數據點，選自患者記錄的整齊部分。
所以，這些信號是乾淨的足夠用於檢測特徵點。
用於從數據庫中提取信號的工具稱為PhysioBank ATM，以text格式顯示樣本，.mat作為輸出信號的格式
用於模擬的數據點，選自患者記錄的整齊部分
用於從數據庫中提取的信號的工具稱為PhysioBank ATM，以text格式形式顯示樣品(取樣)，.mat作為輸出信號(的格式)
為了驗證該調整後的PTT和所述SBP具有高相關性 並減少其他問題的干擾，用於模擬的數據點，選自患者記錄的整齊部分。
用於從數據庫中提取的信號的工具稱為PhysioBank ATM，其中有幾個工具箱，包括繪製一個特定信號的波形，以text格式形式顯示樣品(取樣)，.mat作為輸出信號(的格式)

17. Methodology MIMIC II database
In this paper, a hundred individual records are extracted for simulations
這篇論文，提取了一百個人的記錄用於模擬
這些記錄包括同步的 ABP，心電圖，和手指的PPG信號。
每個記錄有10 段每一段10秒 平均有 10 個週期
在本文中，提取出一百個人記錄用於模擬
這些記錄包括同步 ABP，心電圖，和手指的PPG信號。
每個記錄包含 ∼ 10 段，並且每一段持續 10秒 並具有平均有 10 個週期，在圖 1 中所示。
通過這種方式獲取的數據 ，(每個病人的收縮壓和舒張壓的範圍可覆蓋 分別為80~ 150毫米汞柱和60~110毫米汞柱)
圖1 從MIMIC數據庫中提取 ，純ABP，心電圖，和PPG信號

18. Methodology Feature parameters
Feature points and PTT determined from one set of synchronous ECG and finger PPG signals used for BP estimation
【ABP，ECG，PPG 都是從MIMIC II數據庫得到的同步信號】【這篇論文所定義的PTT為ECG信號的R peak到手指PPG peak的時間】
【這張圖PPG信號的重搏切跡是顯而易見的 但是數據庫中 的PPG信號不是所有的重搏切跡都是可見的】
圖。 2。從一組同步心電圖和手指的PPG信號來確定 特徵點和PTT，用於BP估算。
B.特徵參數
在本文中所定義的PTT是從所述ECG信號的R peak到手指PPG peak的時間。
ECG 信號的一些特徵是很難被檢測到，特別是當信號中存在雜訊
(所以，與其檢測ECG信號的不明顯特徵) ，R 峰由於其獨特的形狀，觀察更容易和其他波峰比更穩定。
圖 2 顯示了用於BP 估算的特徵參數。
紅色曲線、 藍色曲線和綠色曲線分別代表 BP、 手指PPG、 ECG 信號。
R的峰值指數是通過定位每個心電圖週期的局部最大值來確定。
收縮壓是基於血壓的最大點來算出
PPG信號的重搏切跡是顯而易見，如圖。 2
從數據庫中 PPG信號不是所有的重博波槽口是可見

19. Methodology Signal processing and data analysis
Select the neat and complete signal segments that have the specific BP range
Denoise the extracted signal segments
Apply secondary peak detection methods on the original PPG signal to visualize the secondary peak of the PPG
Detect the peaks of R-wave of ECG signal and the peaks of the PPG signal
這篇論文的信號處理過程分為這幾個步驟
步驟1：選擇特定BP範圍的整齊完整的信號段。
步驟2：對提取的信號段濾波。
步驟3：如果有PPG信號只有一個可見的主峰，則對PPG 信號使用二次峰檢測 三種不同的二次峰檢測方法 會在後面投影片會再細分
步驟4：檢測ECG信號的R峰和PPG信號的峰值。
C.信號處理和數據分析
正如在先前論文，本文的處理過程包括幾個步驟，並且可以被描述為如下
步驟1：選擇有特定的BP範圍的整齊完整的信號段。
步驟2：降噪提取的信號段。
步驟3：如果有PPG信號只有一個可見的主峰，對原始的 PPG 信號應用二次峰檢測方法 以可視化的PPG的次級峰值。三種不同的檢測方法的程序將在下一部分中說明。
如果在一個期間的 PPG 信號中有兩個主要峰，繼續執行步驟4。

20. Methodology Signal processing and data analysis
Detect the maximum and minimum extremes of the BP signal
Determine the delay of each corresponding r-peak and adjusted PPG peak, which is the adjusted PTT
Calculate the correlation value of the SBP versus adjusted PTT for each record and draw the linear, quadric, and cubic regression curves
Compare the fitted regression curves and select the best one for future estimation
步驟5：檢測血壓信號的最大和最小極值。
步驟6：確定每個相應的R峰和調整後的PPG峰值的延遲，這就是調整後的PTT。
步驟7：對於每個記錄 計算收縮壓與調整後的PTT的相關係數 ，並繪製線性，二次，三次和回歸曲線。
步驟8：比較擬合的回歸曲線，並選擇最佳的用於日後估算。
C.信號處理和數據分析
步驟6：確定每個相應的R峰和調整後的PPG高峰的延遲，這是調整後的PTT。
步驟7：對於每個記錄計算收縮壓與調整後的PTT的相關係數 ，並繪製線性，二次，三次和回歸曲線。

21. Methodology
The three types of methods to reveal the secondary peak of the PPG signal are:
SCF method
GCF method
ACF method
使用三種類型的方法來顯示PPG信號的二次峰: 【分別為SCF GCF ACF】
三種類型的方法來顯露PPG信號的二次峰為:
1）SCF方法;
2）GCF方法;
3）ACF方法。

22. Methodology SCF method:
The position of the main peak of the adjusted PPG signal is the same as the original signal
The effect of the dicrotic notch to the PTT has not been considered
這張圖是SCF 方法的步驟，先找到PPG 信號的主峰上升測作為參考 r，然後尋找r的軸向對稱作為 r−sym，然後兩個在一起，形成主峰信號，再將原始信號減去主峰信號，獲得殘留的二次峰也就是 p2
這個方法 調整後的PPG信號的主峰的位置是相同於原始信號的
重搏切跡對PTT的影響並沒有被考慮
調整後的PPG信號的主峰的位置是相同於原始信號的
重搏切跡的對PTT的影響並沒有被考慮
1）SCF方法：
SCF方法的目的是要減弱 PPG信號的主峰振幅，然後觀察二次峰。
SCF 方法的步驟如下所示。
步驟1：PPG 信號的主峰上升測(迎風坡)主要取決於心跳。這部分的 PPG 信號首先選擇作為參考 r。
步驟2：尋找(r的)軸向對稱的參考曲線作為 r−sym。
結合 r 和r−sym在一起 形成第一個(主)峰值信號 標註為P1。
拉長 p1 到與原始的 PPG 信號相同的長度。
步驟3：原始的 PPG 信號減去拉長的P1，並獲得殘留的 p2，其主峰(剩的)是PPG信號的二次峰。
為了使SCF方法的程序更容易的被讀，我們增加了圖。 3，以顯示不同的步驟中的SCF方法。
圖3顯示出在不同的過程中的步驟對SCF方法的特徵波形。
藍色圓圈圖表示參考曲線r。
 紅色星號線為r的軸向對稱。
 黑虛線和粉紅三角線分別代表的p1和p2。
調整後的PPG信號的主峰的位置是相同於原始信號的，由於SCF方法是我們提出來檢測二次峰的第一種方法和重搏切跡的對PTT的影響並沒有被考慮。
在第三節中的模擬結果將顯示BP和調整後的PTT之間相關性的改善與位置移動的關注，
這表明，在血壓估算PPG信號的二次峰的可見性的重要性。

23. Methodology 𝒚=𝒚𝟎+ 𝑨𝒆 −(𝒙−𝒖) 𝟐 /𝟐𝝈 𝟐 GCF method:
Obtain the PPG signal from the database and look into the shape of the signal
Calculate the second derivative of the PPG signal, plot it, and observe the zero crossing points of the second derivative curve
GCF 方法是另一種將二次峰從主峰分離的方式。
【這是高斯擬合曲線方程式，y0是基線，A是振幅，μ是平均值和σ是標準偏差。這個方法就是找到這三個參數，μ是擬合曲線的中心和σ控制曲線的寬度。】
GCF的方法的步驟如下。
步驟1：從數據庫獲取PPG信號，觀察二次峰是否不可見。
步驟2：計算PPG信號的二階導數，找到二階導數曲線的過零點。
步驟1：從數據庫獲取PPG信號和看信號的形狀。
步驟2：計算PPG信號的二階導數，繪製它，並觀察二階導數曲線的過零點。
2）GCF方法：
GCF方法是另一種方式次級峰從主峰分離。
假設擬合曲線的基線為y0和曲線沒有傾斜，用高斯方程只涉及到三個參數:
 振幅A，平均值μ和標準偏差σ。
方程式通常表示為
y = y0 + Ae−(x−μ)2/2σ2 .
其中在應用GCF中最重要的步驟就是找到三個參數A，μ和高斯曲線的σ，
其最能擬合原始PPG信號的數據點。
μ是擬合曲線的中心和σ控制曲線的寬度。
如果沒有重搏切跡可以檢測到，GCF方法需要被採用。
𝒚=𝒚𝟎+ 𝑨𝒆 −(𝒙−𝒖) 𝟐 /𝟐𝝈 𝟐

24. Methodology 𝒚=𝒚𝟎+ 𝑨𝒆 −(𝒙−𝒖) 𝟐 /𝟐𝝈 𝟐 GCF method:
Assuming the zero crossing points around the peak of the PPG signal are x1 and x2, the position and the standard deviation of the fitted gaussian curve can be estimated using the following equations: x = (x1 + x2)/2 and σ = |x1−x2|/2
Subtract the first gaussian curve from the original PPG signal and get the secondary peak signal
步驟3：假設在PPG信號峰值附近的過零點為x1和x2，可以使用下面的方程式來計算：
x = (x1 + x2)/2 and σ = |x1−x2|/2(高斯曲線擬合的標準差和位置)
高斯曲線的振幅A是由PPG信號主波的振幅校準。
步驟4：減去原始 PPG 信號中的第一高斯曲線，得到二次峰信號。
應用PPG二階導數的過零點是為了降低計算複雜度，得到的過零點在物理意義上就是斜率最大值。
步驟3：假設在峰值附近的 PPG信號 零過境點為x1和x2，可以使用下面的方程式來估算：位置和高斯曲線擬合的標準差：
x = (x1 + x2)/2 and σ = |x1−x2|/2
步驟4：減去原始的 PPG 信號中的第一高斯曲線，得到二次峰信號。
高斯曲線A的振幅由PPG信號主波的振幅校準。。
應用PPG二階導數的過零點的目的是為了降低整個過程的計算複雜性。
基本上，GCF 方法的原理就是找到最適合原始 PPG 信號的上升測的高斯曲線。
通過尋找最佳擬合高斯曲線，它意味著找到平均值和擬合曲線的標準偏差。
而不是使用窮舉法觀察，我們決定使用的二階導數曲線的零交叉點作為輔助手段，來減少搜尋範圍和計算複雜度。
所以，即使有雜訊干擾，過零點的位置可能改變，但是這並不會影響它找到擬合高斯曲線的位置。
𝒚=𝒚𝟎+ 𝑨𝒆 −(𝒙−𝒖) 𝟐 /𝟐𝝈 𝟐

25. Methodology ACF method:
Obtain the PPG signal and look into the shape of the signal
Adapt the mean and the standard deviation positions based on the position of the main peak and the shape of the upstroke of the main peak
Adjust the amplitude of the fitting curve A to 80% of the main peak
Subtract the fitting curve from the original PPG signal to get the secondary peak of the PPG signal
ACF方法是基於SCF方法和GCF方法的性能，一種自適應的GCF方法，用於檢測PPG信號的二次峰。
步驟1：從數據庫獲取PPG信號，觀察二次峰是否不可見。
步驟2：基於主峰的位置和主峰的上升測的形狀，調整平均值和標準差的位置
步驟3：調整擬合曲線的振幅A為主峰振幅的80％。
步驟4：從原始的 PPG 信號減去擬合曲線，得到 PPG 信號的二次峰
步驟1：獲取PPG信號和看信號的形狀。
步驟2：基於主峰的位置和主峰的上行程(上升)的形狀，調整平均值和標準差的位置
步驟3：調整擬合曲線A的振幅至主峰振幅的80％。
步驟4：減去從原始的 PPG 信號，得到 PPG 信號二次峰擬合曲線。
3）ACF方法：
基於SCF方法和GCF方法的性能，一種自適應GCF方法用於檢測來自PPG信號的二次峰。
ACF方法的擬合曲線是高斯曲線和自適應方法 步驟如下。
如果沒有重搏切跡可以檢測到，自適應GCF方法需要被採用。

26. Methodology r= 𝑥𝑦− 𝑥 𝑦/𝑛 [ 𝑥 2 − 𝑥 2 𝑛 ][ 𝑦 2 − 𝑦 2 𝑛 ] Correlation
To evaluate the strength and the direction of the relationship between the ABP and the adjusted PTT signal, the correlation r and R2 are applied
r= 𝑥𝑦− 𝑥 𝑦/𝑛 [ 𝑥 2 − 𝑥 2 𝑛 ][ 𝑦 2 − 𝑦 2 𝑛 ]
為了評估 ABP和調整後的PTT信號 之間的關係，相關性r和R平方被應用。
兩種信號呈負相關性【這是相關性 r 的計算公式】
其中 x 和 y 分別代表 BP 數據點和調整後的 PPG 的數據點。
n是數據的長度，r值範圍-1到0。
為了評估 ABP和調整後的PTT信號 之間的關係的方向和強度，相關性r和R平方被應用。
由於調整後的 PTT 降低會使BP 增加，兩種信號呈負相關性
兩組數據點之間的相關性 r 的計算公式為
r= 𝑥𝑦− 𝑥 𝑦/𝑛 [ 𝑥 2 − 𝑥 2 𝑛 ][ 𝑦 2 − 𝑦 2 𝑛 ]
n是數據的長度和r值應該是在範圍從-1到0。
當r小於-0.8時，可以判斷為這兩組數據點具有很強的相關性。
相關性r 是只適用於線性回歸，R 平方可被用來評估線性和非線性回歸。
R 平方提供關於回歸曲線的擬合模型的良好資訊。

27. Simulations and result
再來要講模擬和結果的部分

28. Simulations and result
The simulations of this paper are taken on 100 patients, 65 being male and 35 female, aging from 60 to 80 years
The data points are extracted from the mimic ii database
採取了100名患者，男65位，女35位，60〜80歲的老人。
使用的數據是從MIMIC II數據庫提取的數據點。
本文的仿真採取了100名患者，65是男性，女35例，60〜80歲老化。
 數據點被提取從MIMIC II數據庫。的ABP信號，ECG信號，並為每個記錄的PPG信號的同步得到保證。

29. Simulations and result
Peak shifting phenomenon
峰移現象
（a）的情況是兩個曲線過於接近對方和（b）該兩條曲線的振幅的差過大。
如果我們定義峰值以較大的振幅作為主峰和具有較小振幅的為二次峰，這兩種條件下很明顯(a b)主峰的位置已偏移到右側和二次峰消失。
為了證明本文的重要性，峰移現象在這部分簡要的描述。
以高斯曲線為例，圖4顯示出的兩個常見的情況 結合這兩條曲線一起後主峰的變化和較小的峰變為不可見。
圖4（a）的情況是兩個曲線過於接近對方和圖4（b）示出的方案中，該兩條曲線的振幅的差過大。
圖。4。由兩個高斯曲線的組合引起的峰移現象。
(峰移現象所造成的兩個高斯曲線的組合)
（a）情況I：兩條曲線太靠近彼此。
（b）情況II：這兩條曲線的振幅的相差過大。

30. Simulations and result
Secondary peak detection
Three types of secondary peak detection methods are proposed in this paper:
SCF
GCF
ACF
One patient (no in MIMIC II database) without visible secondary peak of the PPG signal is chosen to show the detection procedure of the three methods
這篇論文提出了三種類型的二次峰檢測方法: SCF, GCF, ACF.
後面的投影片會展現三種方法的檢測過程，使用的是在MIMIC II數據庫中編號 的一位病人他的PPG信號二次峰為不可見的
二次峰檢測
在本文中提出了三種類型的二次峰檢測方法: SCF, GCF, ACF.
一位病人（編號 在MIMIC II數據庫中）PPG 信號的二次峰為不可見被選擇為展現三種方法的檢測過程。

31. Simulations and result
Secondary peak detection procedure of SCF method
The peak shifting phenomenon is not considered
這張圖是SCF方法的二次峰檢測過程。藍色是原始訊號 紅色是主峰的擬合曲線 綠色是檢測到的二次峰
SCF的方法沒有考慮峰值偏移現象，所以擬合曲線的峰值位置跟原始信號的峰值一樣。
沒有考慮峰值偏移現象，所以擬合曲線的峰值位置跟原始信號的峰值一樣。
圖5顯示SCF方法的檢測過程。
藍色曲線，紅色曲線和綠色曲線分別代表了原始的 PPG，擬合曲線和從原始的 PPG 信號檢測到的二次峰。
SCF的方法是我們測試 用於可視化PPG的二次側峰值的第一種方法。
沒有考慮峰值偏移現象，所以擬合曲線的峰值位置是原始信號的峰值一樣。
圖5 SCF方法的二次峰檢測過程(程序)。

32. Simulations and result
Secondary peak detection procedure of GCF method
這張圖是GCF方法的二次峰檢測過程
圖6 GCF方法的二次峰檢測過程(程序)。
圖。6，GCF方法被用來檢測PPG的二次側峰值。
第二圖表示 PPG信號的二階導數 與 二階導數曲線的過零點 用於計算位置和高斯擬合曲線的標準偏差。
應用x1和x2從第二圖而得到的值，確定了高斯擬合曲線如第三曲線圖中所示的紅色曲​​線 和PPG信號的二次峰顯示在第四圖。
我們可以觀察在二次峰有一個凹段，是由於原始PPG信號和高斯擬合曲線之間的振幅差。
基於SCF和GCF， ACF方法制定了二次峰檢測。

33. Simulations and result
Secondary peak detection procedure of ACF method
The value of the mean and the standard deviation of the fitting curve are adapted to fit the position and the upstroke side of the main peak
這張圖是ACF方法的二次峰檢測過程
清楚地顯示了峰移問題。
圖7 ACF方法的二次峰檢測過程(程序)。
平均值和擬合曲線的標準偏差被適配以適合的位置和主峰的上衝程端(上升測)。
圖7所示，原始的PPG信號和自適應擬合曲線顯示在第一圖。
從第二個圖，它顯露的二次側峰值的干擾比其他兩種方法要小得多，並且清楚地顯示在峰移問題。

34. Simulations and result
Correlation with BP
Adjusted PPG signal and adjusted PTT by SCF
【這是使用SCF方法調整後的 PPG 信號】【這是調整後的 PTT的延遲 】
實際上採用SCF調整後的PTT與原始PPG的PTT是相同的，它可用於比較考慮峰移現象的性能。
調整後的 PPG 信號和調整後的 PTT <SCF>
通過直觀的圖說明，提供有關峰移現象
與 BP 的相關性
顯示散佈圖和回歸模型之前，運用我們所提出的二次峰檢測方法後，調整後的PTT和BP之間的相關性，通過直觀的圖說明，提供有關峰移現象的信息和提供有關峰移現象的信息和ECG信號中的R峰之間的時間延遲和對應的下一個PTT信號。
(在收縮壓和舒張壓分別對於圖8-10是~120和60毫米汞柱。)
正如前面提到，採用SCF實際上調整後的PTT是同為原始PPG的PTT，它可用於比較考慮峰移現象的性能。
從圖中，我們可以觀察到採用的GCF和 ACF的延遲的範圍小於原始 PTT，
其證明調整後的PTT是更具有肯定血壓的價值

35. Simulations and result
Correlation with BP
Adjusted PPG signal and adjusted PTT by GCF
【這是使用GCF方法調整後的 PPG 信號】【這是調整後的 PTT的延遲 】

36. Simulations and result
Correlation with BP
Adjusted PPG signal and adjusted PTT by ACF
【這是使用ACF方法調整後的 PPG 信號】【這是調整後的 PTT的延遲 】
從圖中，我們可以觀察到採用的GCF和 ACF的延遲的範圍小於原始 PTT，
其證明調整後的PTT是更具有肯定血壓的價值

37. Simulations and result
Correlation with BP
R-squared values between the adjusted PTT and the BP
這張圖是使用不同的二次峰檢測方法 的R 平方值
很明顯，ACF比SCF性能更好，這意味著使用 PTT 來估算BP， 減少峰移問題及PPG信號的二次波檢測是非常必要且重要的。
調整後的PTT和BP之間的R平方值
圖11顯示調整後的 PTT 信號與 BP 使用不同的二次峰檢測方法 的R 平方值。
R平方表示在一個變量中多少的變化可以通過其他變量的變化進行說明，不管它們的關係是線性的或非線性的。
很明顯，ACF的具有比SCF更好的性能 這意味著使用 PTT 用於BP 測量 減少峰移問題及PPG信號的二次波的檢測是非常必要且重要的。
調整後的PTT和BP之間的R平方值 使用SCF，GCF和ACF檢測方法。

38. Simulations and result
Correlation with BP
Scatter plot for the SBP versus adjusted PTT and three regression curves
這張圖顯示了對於收縮壓與調整後的PTT 使用不同的二次峰檢測方法的線性，二次，三次回歸曲線。
這些曲線和R平方值顯示，ACF檢測方法，可以提供更好的調整後的PTT，與 BP具有較高的相關性，特別是，當使用線性回歸模型更明顯。
圖12 為收縮壓與調整後的PTT的三個回歸曲線的散點圖。

39. Simulations and result
Correlation with BP
Bland–Altman plot for the estimated and the reference BP under different regression methods
這張圖顯示估算BP與參考BP在不同的回歸方法的布蘭德-奧特曼差異圖 ，這是線性回歸 這是二次回歸 這是三次回歸
隨著回歸計算的次數越多，三次回歸模型擬合數據點更好和峰移現象影響將進一步降低。
與 BP 的相關性
布蘭德-奧特曼差異圖 對於估算與參考BP在不同的回歸方法。
為了進一步說明所提出的算法和臨床數據之間的一致性，圖13顯示了不同的回歸方法的布蘭德-奧特曼差異圖。
隨著回歸計算的次數越多，三次回歸模型擬合數據點更好和峰移影響將進一步降低。
圖。 13。布蘭德-奧特曼差異圖 對於估算與參考BP在不同的回歸方法。

40. Simulations and result
Correlation with BP
Mean error (ME)
Standard deviation of error (SDE)
不同的二次峰檢測方法以平均誤差(ME)和標準差的誤差 (SDE)表示。
可以看出ACF得到的BP估算有較小的偏差和誤差變異數
與 BP 的相關性
性能被描繪 以平均誤差(ME)和標準差的誤差 (SDE)表示。
因為我們正試圖從數值去觀察我們的估算是多麼接近實測的 BP， 我們應用ME或平均絕對誤差為標準。
表I 詳細列出了ME和SDE對於不同的二次波檢測算法的值。
從表可以看出ACF的方法具有較小的ME和SDE比其他兩種方法，這意味著從ACF得到的BP估算有較小的偏差和誤差變異數(error variance)。
****平均絕對誤差(MAE)
平均誤差和不同的二次波檢測方法病人(# )的標準差

41. Simulations and result
Correlation with BP
Bland–Altman plot for the estimated and the reference BP by SCF and ACF methods
這是對於估算BP和參考BP 的布蘭德-奧特曼差異圖 比較了SCF和ACF的方法
【可以看出ACF的方法比SCF更集中】
這證明了血壓的估算可以通過降低重搏切跡影響和檢測PPG信號的二次波來改善。
圖14說明了所提出方法相對於參考 的 SBP估算 的布蘭德-奧特曼差異圖，這表明預測和參考BP的平均之間的協議(協定)。
藍色三角形和紅色星號分別代表SCF和ACF方法的性能。
我們可以觀察絕大多數的點定位在協定範圍內。
由SCF方法得到的曲線可以預測的BP於3.54±4.35毫米汞柱的基準，而對於ACF的方法，該值為3.06±3.69毫米汞柱。
圖14 布蘭德-奧特曼差異圖 對於估算和參考BP 由SCF和ACF的方法。

42. Simulations and result
Correlation with BP
Boxplot of the me for the systolic BP estimation by SCF and ACF methods
這張圖是對於使用SCF和ACF方法估算收縮壓的平均誤差的盒形圖
SCF和ACF方法的平均誤差分別是3.54和3.06毫米汞柱。
從圖上可以看出，在誤差的平均值和變異數上ACF 優於 SCF 。
與 BP 的相關性
圖15 平均誤差對於由SCF和ACF方法估算收縮壓的盒形圖，
為了更好地展示二次峰檢測如何改善BP估算結果，圖15顯示了SCF和ACF的ME數值的盒形圖。
在圖15中，紅色中心標記是誤差的平均值，盒子的邊緣是第25和第75百分位數，並且黑線是極值點。
我們可以觀察到SCF的方法的ME可以大到9.27毫米汞柱，而ACF方法的ME最大值為7.04毫米汞柱。
誤差的平均值分別對於SCF和ACF方法是3.54和3.06毫米汞柱。
換句話說，ACF 優於 SCF 在平均值和變異數的誤差。
圖15 平均誤差對於由SCF和ACF方法估算收縮壓的盒形圖，病人(＃ )

43. Conclusion
再來要講結論的部分

44. Conclusion PTT is a commonly used parameter for ABP measurement
Sometimes the dicrotic notch or the secondary peak of the PPG signal is not visible
Leading to the peak shifting of the main peak of the PPG signal, which will impact the accuracy of the PTT value
PTT是ABP測量的一個常用的參數。
有時候，重搏切跡或PPG信號的二次峰是不可見的，導致PPG信號的主峰峰移，這將影響PTT值的準確率。
PTT 用於 BP 估算時，這個問題是非常嚴重的。
PTT是ABP測量的一個常用的參數
有時，重搏切跡或PPG信號的二次峰是不可見的
導致PPG信號的主峰的峰移(峰移位)，這將影響PTT值的準確率。
通常，PTT 被定義為從 ECG 信號的R 峰值到相應的 PPG 信號下一個隨後主峰的時間差。
有時，重搏切跡或PPG信號的二次峰是不可見的，導致PPG信號的主峰的峰移(峰移位)，這將影響PTT值的準確率。

45. Conclusion
Three types of secondary peak detection methods were developed
SCF method & GCF method & ACF method
Then the correlation between the adjusted PTT and the ABP was calculated
Linear regression, quadric regression, and cubic regression models were used to evaluate the relationship between the adjusted PTT and the SBP
Simultaneous BP, ECG, and PPG signals were extracted from the MIMIC II database
SCF方法，GCF方法，ACF方法三種類型的二次峰檢測方法被開發
然後將調整後的的PTT和ABP之間的相關性進行了計算。
線性回歸，二次回歸，和三次回歸模型被用來評估調整後的PTT和SBP之間的關係。
從MIMIC II 數據庫 同步提取 BP，ECG和PPG信號。
三種類型的二次峰檢測方法被開發，這是對SCF方法，GCF方法，和ACF方法。
從MIMIC II 數據庫 同步BP，ECG和PPG信號提取 。

46. Conclusion
Simulation results demonstrated that the GCF and ACF could resolve the peak shifting problem
The adjusted PTT had higher correlation with the BP than the original PTT without observable dicrotic notch
The cubic regression method fitted the adjusted PTT versus BP data points the best
GCF方法和ACF方法可以解決峰移問題
調整後的PTT 相比於 沒有觀察到重搏切跡的原始PTT 對於BP相關性較高。
三次回歸方法擬合的 調整後的PTT與 BP最好。
模擬結果表明，GCF和ACF可以解決峰移問題和調整後的PTT相比 沒有觀察到重搏切跡的原始PTT 對於BP相關性較高。
在這三個回歸模型中，三次回歸擬合方法的調整後的PTT與 BP數據點的最好。

47. Conclusion
This investigation verified that the absence of the secondary peak of the PPG signal could impact the correlation between the PTT and BP
The proposed curve fitting method could reduce this impact and the adjusted PTT could be used to determine the BP continuously and noninvasively without the use of a cuff
調查證實PPG信號二次峰的缺少可能影響PTT和血壓之間的相關性。
所提出的曲線擬合方法可以減少這種影響，調整後的PTT 可用於連續和非侵入性的BP測量

48. Thanks for your attention
謝謝你的關注