了解ECG、BCG和PPG
心冲击图（Ballistocardiogram ，BCG）是一种通过测量人体因心脏射血和血液流动而产生的微小机械力（即身体产生的微弱振动）来评估心血管功能的技术。心脏每次收缩时，会将血液泵入主动脉，并流向全身。人的身体会随之产生一个极其微弱的、对应性的往复运动。BCG就是记录这种微小运动的图形。
得益于高精度传感器、先进的信号处理算法和人工智能（AI），BCG技术发展成为一种重要的现代非接触式/无感监测方案。琅智LANGZHI采用高精度压电薄膜传感器和 24 bit 模数转换模块，采样粒度达到毫秒级，能精确采集由心跳引起的体表微弱振动信号。这些信号经由琅智自研的解析算法进行降噪、滤波和特征提取，最终重构出BCG波形，并从中计算出各种生理参数。
BCG技术具有无接触/无感监测、舒适性与用户依从性高和获取信息丰富的特点，能够监测心率、呼吸率、心跳间期、心率变异性（HRV）、睡眠分期、等健康信息。
心率（Heart Rate, HR）通常被理解为每分钟的心跳次数，但实际上，健康心脏的跳动并非如节拍器般恒定不变。连续心跳之间的时间间隔（通常指R-R间期）存在着微小的、逐搏的波动，这种现象被称为心率变异性（Heart Rate Variability, HRV）。HRV是心脏在应对内外环境变化时，由自主神经系统（Autonomic Nervous System, ANS）精确调控的结果。自主神经系统包含两个相互制衡的分支，其中交感神经 (Sympathetic)负责“战斗或逃跑”反应，在紧张、压力、运动时让心跳加速。副交感神经 (Parasympathetic)负责“休息与消化”状态，在放松、休息时让心跳减速。这两套系统时刻在微调你的心脏，因此心跳间隔永远不会完全一致。HRV就是衡量这种微调能力的指标。
HRV是一个强大的、非侵入性的健康“仪表盘”，通过它可以评估整体健康状况与身体恢复水平、反映心理压力与情绪状态、预测心血管疾病风险、 评估睡眠质量。一般来说，更高的HRV 表明你的自主神经系统有良好的平衡性和灵活性，身体能更有效地应对压力并恢复平静，是健康状况良好的标志。
传统的HRV测量依赖于心电图（ECG）精确检测每次心跳的R波。而“琅智”基于BCG的技术提供了一种无接触的替代方案。 BCG信号记录了心脏每次射血时身体产生的微小机械振动。这个波形中有一个与心脏泵血密切相关的特征点，通常称为 “J波”（代表主动脉瓣打开和血液喷射的峰值）。连续两个J波之间的时间间隔（JJ间期），就对应于ECG中的RR间期。通过“琅智”设备采集到的高精度BCG信号，通过滤波、快速FFT、自相关特征提取获取精确的J波峰值点，获得JJ间期时间序列，将此JJ间期序列输入标准的HRV分析算法，计算出各种时域（如SDNN, RMSSD）、频域（LF, HF）和非线性指标，与基于ECG的HRV分析完全一致。
不同睡眠阶段，您的自主神经系统状态和身体活动水平不同，这会直接导致您的心率、呼吸模式和身体微动产生特征性的变化。BCG传感器能无接触地捕捉这些变化，进而通过算法推断出睡眠阶段。
BCG传感器（通常置于床垫下）能持续、无感地采集到两种核心信号：由心跳引起的微小振动， 用于提取心率及心率变异性（HRV）；由呼吸引起的胸腔腹部周期性起伏，用于提取呼吸率及呼吸波形。基于这些信号的特征，算法即可进行睡眠分期。其技术流程和原理如又图所示：
具体来说，各睡眠阶段的判断依据为：
| 清醒（Wake） | 浅睡（N1/N2） | 深睡（N3） | 快速眼动睡眠（REM） | |
|---|---|---|---|---|
| 心率 | 较高且不规则 | 开始逐渐下降并趋于稳定 | 最慢、最稳定 | 突然变得不规则，甚至可能接近清醒时的水平（因大脑活跃、做梦） |
| 呼吸 | 不规则 | 变得更有规律、更平稳 | 最深、最慢、非常规律 | 变得快而不规则，有时会短暂停顿 |
| 体动 | 频繁的、大幅度的身体移动 | 身体移动大幅减少 | 几乎无体动 | 除了偶尔的肌肉抽动外，躯干和四肢大肌肉群处于瘫痪状态 |
| HRV | 较低（交感神经主导） | 比清醒时稍高 | 副交感神经主导 | 呈现出独特的不规则模式 |
OSAHS的本质是上气道反复塌陷阻塞。这意味着呼吸动作（努力）仍然存在，患者胸腹部会持续、用力地尝试呼吸，但是没有气流（效果缺失），因为气道阻塞，空气无法顺利吸入。BCG传感器能精确捕捉到这种“努力”与“效果”的分离，以及身体随之产生的反应，其技术流程和原理如又图所示：
1. 识别呼吸努力与气流中断
正常呼吸时：BCG描绘出的呼吸波形是平滑、周期性的起伏曲线。
发生呼吸暂停事件时：呼吸波形：会变得极其微弱、平坦甚至消失（这代表了气流的中断或严重减少）。
同时，由于患者仍在用力呼吸，胸腔和腹部会剧烈挣扎。这种挣扎会转化为BCG信号中特定的低频、高强度挣扎信号。
2. 捕捉伴随的心血管反应
呼吸暂停事件会立即引发身体的应激反应：
心率变化：随着血氧下降，心率通常会先减慢；在呼吸恢复的瞬间，心率会突然加速。
微觉醒：呼吸恢复时，大脑会有一个短暂的微觉醒，这会在BCG信号中产生一个明显的体动伪影。
