世界范围内,心血管疾病是导致死亡率的重要原因之一,如心肌梗死、高血压和中风等。因此能够在早期对这些疾病做出检查和诊断,以达到及时有效的预防和治疗,对人类健康意义重大。血压、心率、心输出量及血管硬度是包含了重要生理信息的心血管系统参数,是心血管疾病诊断和评估的重要指标之一。目前,根据监测对人体的损伤程度,一般可以将临床上应用的心血管生理参数监测方式可分为有创检测和无创检测。两种方式各有利弊,如有创方式多用于外科手术,优点是准确性高,但是因为是侵入式测量所以需要医生评估后才能执行,操作不方便,且容易引起并发症和死亡率；而无创方式不需要侵入人体内,操作一般比较方便,但是稳定性和精确性还需要提高,可以用于辅助监测或家庭健康系统等。本文主要研究目标,应用无创光电血管容积脉搏波(PhotoPlethysmoGraphy, PPG),通过分析计算得到衡量心血管参数的指标,进而评估心血管系统的健康状况。由于光电血管容积脉搏波信号的测量操作简便,成本低,稳定性高,因此可以在家庭或是其他的非医疗场所如办公室进行实时监测,从而实现心血管疾病的早发现、早诊断、早治疗,因此对光电血管容积脉搏波信号的研究分析有重要的实际应用意义。本文包括信号采集实验和数据分析两个部分,并通过分析结果验证基于光电血管容积脉搏波实现心输出量无创监测的可行性和有效性。在理论方面,主要介绍Windkessel模型和自回归滑动平均模型参数估计方法,并推导出心输出量计算算子；在实验方面,首先采集光电血管容积脉搏波信号的数据,并对获得的原始数据进行处理分析,最终得到用于评估心血管系统的重要特征参数。研究的最后阶段,我们讨论了本文的计算结果与参考结果的关系,评估了本研究算法的准确性,并提出了改进的方法。研究表明,在已知受试者健康情况时计算的心输出量与受试者的真实健康状况和所处的生理状态正相关,而且与心阻抗法输出具有良好相关性,从而验证了本文可行性和有效性。