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脉搏波的起源是心脏的左心室收缩。每当左心室收缩时它将血液通过主动脉快速泵入体循环该过程产生的压力振荡沿动脉血管壁逐层传导最终形成可在外周血管采集到的脉搏波 。光体积描记法Photoplethysmography, PPG便是捕捉外周脉搏波动的主流无创检测技术其利用光源照射皮下毛细血管依靠血液中血红蛋白对特定波长光线的周期性吸收差异将血管容积随脉搏的周期性变化转化为连续电信号波形即 PPG 脉搏信号。如图1所示通过解析 PPG 波形的幅值、时相、形态特征可间接反映心率、血氧、血管弹性、血流动力学等多项生理信息现已广泛应用于临床监护、可穿戴健康设备与无创血压估测等研究领域。为此本文梳理汇总目前应用较为广泛的 PPG 公开数据库可供研究人员开展相关实验与分析工作。图1 多周期PPG脉搏波的示意图目录1 MIMIC-II Waveform Database2 Cuff-Less Blood Pressure Estimation Database3 MIMIC-III Waveform Database4 VitalDB5 PulseDB6 Pulse Wave Database7 桂林医院数据库PPG-BP Database8 PPG-DaLiA9 芬兰移民的多模态数据集10 Real-World PPG dataset11 高血压和非高血压人群脉搏波数据 V1.0 数据集12 MAUS数据集13 可穿戴心血管监测传感器同步信号数据集14 Database for Cognitive Load Affect and Stress recognition15 IEEEPPG Dataset16 WESAD17 VitalVideos-Worldwide18 Vortal Dataset1 MIMIC-II Waveform DatabaseMIMIC-II Waveform Database数据包含 4897 条波形记录、5266 条生命体征数值记录对应2809名 ICU 患者。数据集记录的信号主要包含心电ECG、有创动脉血压ABP、呼吸波形、光电容积脉搏波PPG等数字化生理波形同时采集指标心率、血氧饱和度以及收缩压、平均动脉压、舒张压等。数据链接MIMIC II 波形数据库匹配子集文章链接Multiparameter Intelligent Monitoring in Intensive Care II (MIMIC-II): A public-access intensive care unit database - PMC2 Cuff-Less Blood Pressure Estimation Database为便于基于 MIMIC-II Waveform Database 开展无创血压估测研究已有学者对该原始波形数据库进行清洗与规整构建得到 Cuff-Less Blood Pressure Estimation 数据集并发布于 UCI 机器学习库。该数据集共包含 12000 组同步记录信号涵盖心电ECG、光体积描记信号PPG与有创动脉血压ABP三类生理波形。数据链接Cuff-Less Blood Pressure Estimation - UCI Machine Learning Repository文章链接Cuff-less high-accuracy calibration-free blood pressure estimation using pulse transit time | Semantic Scholar3 MIMIC-III Waveform DatabaseMIMIC-III Waveform Database共包含 22317 条波形记录、22247 条生命体征数值记录对应 10282 名 ICU 患者。数据集记录的信号主要包含数字化生理波形PPG同上MIMIC-II采集指标同上MIMIC-II。数据链接MIMIC-III Waveform Database Matched Subset v1.0文章链接MIMIC-III, a freely accessible critical care database | Scientific Data4 VitalDBVitalDB是来自于6388 例成人非心脏外科全麻手术2016–2017 年首尔国立大学医院。同样地数据集记录的信号主要包含ECG、ABP、PPG等数字化生理波形且包含心率、收缩压、平均动脉压、舒张压等血流动力学指标。数据链接Dataset : VitalDB图2 VitalDB Device and data track description5 PulseDBPulseDB是基于MIMIC-III和VitalDB的大型清理数据集用于无袖带血压估算方法的基准测试。23年发表于期刊Frontiers in Digital Health。该数据库含有5361 名 受试者MIMIC-III 2423 人、VitalDB 2938 人。每位受试者使用mat文件保存包含原始的PPG、ECG和ABP波形以及对应的血压和年龄性别等指标。数据链接GitHub - pulselabteam/PulseDB · GitHub文章链接Frontiers | PulseDB: A large, cleaned dataset based on MIMIC-III and VitalDB for benchmarking cuff-less blood pressure estimation methods6 Pulse Wave DatabaseCharlton等提出一种健康成年人的脉搏波仿真方法并创建包含不同心血管动力学参数下4374名虚拟受试者的不同动脉间的脉搏波传播数据库。该模拟动脉脉搏波数据库旨在代表从健康成人测量的脉搏波样本。它包含 4374 个虚拟受试者的脉搏波年龄从 25 岁到 75 岁以 10 年为增量。该数据库包含六个年龄组中每个年龄组的一组基线脉搏波使用心血管特性创建这些特性代表每个年龄组的健康受试者。它还包含每个年龄组的 728 个虚拟对象其中每个心血管特性都在正常范围内变化。这允许对血流动力学和脉搏波分析算法的性能进行广泛的计算机分析。数据描述 该数据库包含以下脉搏波500 Hz 采样动脉流速 (U)、管腔面积 (A)、压力 (P) 和光电容积脉搏波 (PPG)。这些脉搏波在一系列测量部位提供包括 主动脉升序和降序、 颈动脉 、肱动脉、 桡动脉、 股动脉等 该数据库还包含许多参考变量主要与心血管特性有关例如 心率 心输出量、血压、脉搏波速度和年龄。数据以三种格式提供Matlab、CSV 和波形数据库 (WFDB) 格式。数据链接Simulated Pulse Wave Database by peterhcharlton文章链接Modeling arterial pulse waves in healthy aging: a database for in silico evaluation of hemodynamics and pulse wave indexes | American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology | American Physiological Society7 桂林医院数据库PPG-BP DatabasePPG-BP Database包含来自219位受试者的657个数据段PPG)。 数据集的平均年龄范围为21-86岁并且记录了包括高血压和糖尿病在内的疾病的记录以及血压心率等生理指标。图3 PPG-BP Database年龄血压等级分布图数据链接Item - PPG-BP Database - figshare - Figshare文章链接A new, short-recorded photoplethysmogram dataset for blood pressure monitoring in China | Scientific DataAn optimal filter for short photoplethysmogram signals | Scientific Data8 PPG-DaLiAPPG-DaLiA 是 2019 年发布、面向日常穿戴设备心率估算的公开多模态时序数据集包含 15 名健康受试者在静坐、走路、骑行、桌上足球等 8 类真实日常活动下同步采集的腕部手环PPG 光电容积脉搏波、三轴加速度、皮电、体温信号搭配胸戴设备高精度 ECG 心电作为心率真值覆盖多种强运动伪影干扰场景数据链接PPG-DaLiA - UCI Machine Learning Repository文章链接Deep PPG: Large-Scale Heart Rate Estimation with Convolutional Neural Networks9 芬兰移民的多模态数据集芬兰移民的多模态数据集收集自2022年至2023年间的第一代移民。在28天的时间里39名年龄在18至65岁之间、英语流利且感到孤独的参与者UCLA孤独度评分≥28参与了该研究。数据采集使用了三星手表Active 2、Oura Ring、AWARE和Centralive智能手机应用。该数据集包含光电容积图PPG、惯性测量单元IMU读数、气压以及心率、心率变异性、睡眠指标就寝时间、阶段、质量、体育活动步数、活动热量、活动类型和智能手机使用模式屏幕时间、通知、通话和消息记录等处理数据的原始数据。参与者还完成了生态瞬时评估EMA和每周调查包括贝克抑郁量表BDI、患者健康问卷9PHQ-9、感知压力量表、连贯感量表、社会连接量表、Twente电子健康技术参与问卷以及UCLA孤独量表等工具。该数据集可用于研究移民孤独、心理健康与日常行为在现实世界中的相互作用。数据和文章链接树精 |数据芬兰移民的孤独与幸福感来自可穿戴设备和被动数据采集的多模态数据集10 Real-World PPG datasetReal-World PPG dataset包含35名健康人的PPG信号每个人对应50至60个PPG信号。每个PPG信号包含300个采样点6秒录音采样率为每秒50个采样率。数据集分为两个文件一个用于训练机器学习包含1374 PPG信号约占完整数据集的66%另一个用于测试模型文件包含700 PPG信号约占完整数据集的34%。数据链接Real-World PPG dataset - Mendeley Data11 高血压和非高血压人群脉搏波数据 V1.0 数据集高血压和非高血压人群脉搏波数据 V1.0 数据集由中科院微电子研究所耿兴光团队 2024 年发布是一套 6.7GB、采样频率 225Hz 的国内人体桡动脉脉搏波公开数据共包含 611 名非高血压、495 名高血压受试者合计 1106 人每人采集左右手寸关尺三部位、多档压力共 6 段PPG波形总计 2212 份脱敏 Excel 波形文件数据采用符合国标的多通道中医脉诊仪采集、采集精度误差低于 10%配套使用说明与 MATLAB 读取代码无遗传隐私相关信息专门面向高血压与脉搏波关联分析、无创血压预测、中医脉诊客观化、心血管信号算法建模等科研可在国家人口健康科学数据中心申请下载并规范引用。数据链接国家人口健康科学数据中心12 MAUS数据集MAUS数据集侧重于收集不同心理需求条件下易于获得的生理信号。我们用N-back任务来刺激不同的心理工作量状态。该数据集有助于基于可穿戴设备开发心理负荷评估系统尤其是针对基于PPG的系统。MAUS数据集提供心电图、指尖PPG、手腕PPG和GSR信号。用户可以自行比较指尖PPG和手腕PPG。该数据集中可开展一些研究。简而言之数据集中记录的22名患者2名女性均通过35分钟的生理信号记录心电图、指尖PPG、手腕PPG和GSR进行表述。数据链接MAUS使用可穿戴传感器进行N-back任务心理负荷评估数据集 |IEEE 数据端口13 可穿戴心血管监测传感器同步信号数据集该数据集是Blumio展示了一个参考血压装置的同步数据数据集以及多种可穿戴传感器类型PPG、扩张震动仪和Blumio毫米波雷达。数据收集在固定方案下进行受试者静坐。共纳入115名受试者年龄范围20-67岁总时长超过19小时。数据链接可穿戴心血管监测传感器同步信号数据集 |IEEE 数据端口14 Database for Cognitive Load Affect and Stress recognitionCLAS认知负荷、情感与压力数据集为一个免费访问的存储库专门为支持对某些心理状态和个人情绪状态的自动评估研究而开发。本资源旨在支持RTD活动旨在开发智能人机交互HCI接口这些接口包含了能够自动识别人类情绪、自动检测压力状况、自动评估专注力程度、认知负荷和瞬间认知能力的功能并能解释与快速解决逻辑和数学问题相关的某些人格特质在严格的时间限制下。该数据集包含生理信号的同步记录如ECG、PPG、皮电活动EDA、加速度计数据和62名健康志愿者的元数据这些数据是在参与三项互动任务和两项感知任务时记录的。这些互动任务旨在激发不同类型的认知努力包括解决数学问题、逻辑问题和斯特鲁普测试的序列。感知任务利用图像和音视频刺激这些刺激被有意选择以唤起唤醒价值空间的四个象限中的情绪。数据链接认知负荷、情感与压力识别数据库 |IEEE 数据端口15 IEEEPPG DatasetIEEEPPG Dataset的目标是利用PPG传感器估算心率。该数据集包含3096个5维时间序列来自2015年IEEE信号处理杯使用腕部光电充气运动PPG信号进行体育锻炼时心率监测。同时记录了18至35岁受试者的双通道PPG信号、三轴加速度信号和单通道心电图信号。每个受试者的PPG信号由两台带绿色LED波长515nm的脉搏血氧仪从手腕记录。它们的中心到中心距离为2厘米。加速度信号还通过三轴加速度计从手腕记录。脉搏血氧仪和加速度计都嵌入在腕带中佩戴舒适。心电图信号通过湿式心电传感器同时从胸部记录。所有信号均以125赫兹采样并通过蓝牙发送到附近的计算机。数据链接https://ieeexplore.ieee.org/document/6905737文章链接TROIKA: A General Framework for Heart Rate Monitoring Using Wrist-Type Photoplethysmographic Signals During Intensive Physical Exercise | IEEE Journals Magazine | IEEE Xplore16 WESADWESAD 是一个公开可访问的可穿戴压力与情感检测数据集。该多模态数据集包含了15名受试者在实验室研究中通过腕部和胸部佩戴装置记录的生理和运动数据。包括以下传感器模式血容量脉冲、心电图、皮电活动、肌电图、呼吸、体温和三轴加速度。此外该数据集通过包含三种不同的情感状态中性、压力、娱乐来弥合了以往关于压力与情绪的实验室研究之间的鸿沟。数据链接WESAD可穿戴压力与情感检测——UCI机器学习库17VitalVideos-WorldwideVitalVideos-Worldwide 是一个大规模、地理和肤色平衡的远程光电容积描写rPPG和面部视频无接触生命体征测量数据集设计为学术研究和工业研发的参考级数据集。数据链接VitalVideos18 Vortal DatasetVortal Dataset数据集包含来自年轻受试者18-39岁和老年人70岁以上的心电图、PPG、阻抗气动图IP及参考口腔-鼻压信号。 所有受试者在仰卧休息时采集数据约10分钟。 此外还收集了年轻受试者在运动恢复期间行走、跑步和仰卧的状态数据。数据链接Respiratory Rate Estimation by peterhcharlton以上是博主整理汇总的各类 PPG 公开数据集若你知晓其他相关数据集欢迎在评论区留言补充我会同步更新至文中清单。注若有侵权部分请留言将会删除。个人观点仅供参考