脉搏波是人体最重要的生理信号之一,不仅仅直接反映了人体的心率,脉搏波参数还与人体的血压、血氧饱和度等生理参数有着紧密的联系,进一步地,可以从中提取人体心血管系统、呼吸系统的生理病理特征。光电容积脉搏波描记法是一种借助光学方法监测血液容积变化从而获得波形信号的脉搏波无创检测方法。由于光电容积脉搏波是一种低频微弱的非电生理信号,很容易受到强噪声背景下的各种噪声干扰,其中运动噪声信号与脉搏波信号的频带混杂难以分辨,运动噪声的去除一直是相关研究中的一个难题。首先,本文针对运动噪声的来源,设计了一种基于光学方法的新型抗运动干扰PPG检测模型。该模型基于双波长反射式PPG检测模型进行设计,利用具有波长选择性的高反射膜,使一种波长的光透过高反膜检测运动伪迹和真实脉搏信号的混合信号,另一种波长的光在膜层的上表面完全反射进而提取纯粹的运动伪迹作为后续信号处理的参考信号,因此提高了系统的抗运动干扰能力。接着,论文基于蒙特卡罗方法编写了 MATLAB仿真程序,进行了光在人体组织内的传输分析。通过基于COMSOL的压力脉搏波传输有限元分析和人体动态皮肤组织光学模型建模,进一步地建立了压力脉搏波波形和人体组织光学参数的关系。进而将蒙特卡罗仿真和动态皮肤光学模型结合起来,提出了光电容积脉搏波的动态建模方法。最后,本文从仿真建模和实验数据采集两个层面验证了本模型的有效性。一方面利用本文提出的动态PPG建模方法对该模型进行仿真,模拟了中频运动、高频运动、抖动几种运动模式,利用自适应滤波和独立成分分析的方法,从波形形态、信号频谱和与真实信号相关系数等角度验证了模型的抗运动干扰能力。另一方面开发了小型化、低功耗并具有蓝牙通信功能的反射式PPG采集装置作为实验平台,搭建抗运动干扰模型并模拟了低频运动、中频运动、高频运动(打字)等几种运动模式并采集1800个数据片段进行分析,验证了本模型的有效性。上述研究提出的基于光学方法的抗运动干扰模型从一个新的角度改善了现有技术存在的问题,具有较高的应用价值。本文提出的基于蒙特卡罗方法的动态光电容积脉搏波建模方法也为后续进行相关研究提供了有力的工具。