af Susha Cheriyedath, M. Sc.anmeldt af Yolanda Smith, B. Pharm.

Photoplethysmography (PPG) er en simpel optisk teknik, der bruges til at detektere volumetriske ændringer i blod i perifer cirkulation. Det er en billig og ikke-invasiv metode, der foretager målinger på overfladen af huden.

teknikken giver værdifuld information relateret til vores kardiovaskulære system. Nylige fremskridt inden for teknologi har genoplivet interessen for denne teknik, som er meget udbredt i klinisk fysiologisk måling og overvågning.

princippet om PPG

PPG gør brug af lavintensitets infrarødt (IR) lys. Når lys bevæger sig gennem biologiske væv, absorberes det af knogler, hudpigmenter og både venøst og arterielt blod.

da lys absorberes stærkere af blod end de omgivende væv, kan ændringerne i blodgennemstrømningen detekteres af PPG-sensorer som ændringer i lysets intensitet.

spændingssignalet fra PPG er proportional med mængden af blod, der strømmer gennem blodkarrene. Selv små ændringer i blodvolumen kan detekteres ved hjælp af denne metode, selvom den ikke kan bruges til at kvantificere mængden af blod.

et PPG-signal har flere komponenter, herunder volumetriske ændringer i arterielt blod, der er forbundet med hjerteaktivitet, variationer i venøst blodvolumen, der modulerer PPG-signalet, en DC-komponent, der viser vævets optiske egenskab og subtile energiændringer i kroppen.

nogle vigtige faktorer, der påvirker optagelserne fra PPG, er målestedet og kontaktkraften mellem stedet og sensoren.

Blodstrømvariationer forekommer for det meste i arterierne og ikke i venerne.

PPG-bølgeformen

PPG viser, at blodgennemstrømningen ændres som en bølgeform ved hjælp af en bjælke eller en graf. Bølgeformen har en vekselstrøm (AC) komponent og en jævnstrøm (DC) komponent.

AC-komponenten svarer til variationer i blodvolumen i synkronisering med hjerteslag. DC-komponenten stammer fra de optiske signaler, der reflekteres eller transmitteres af vævene og bestemmes af vævsstrukturen såvel som venøse og arterielle blodvolumener.

DC-komponenten viser mindre ændringer med respiration. Den grundlæggende frekvens af AC-komponenten varierer med hjertefrekvensen og er overlejret på DC-basislinjen.

anvendelser af PPG

medicinsk udstyr baseret på PPG-teknologi anvendes i vid udstrækning i forskellige applikationer i den kliniske opsætning.

specifikke applikationer omfatter følgende:

• klinisk fysiologisk overvågning
• iltmætning i blodet
• blodtryk
• hjerteudgang
• Respiration
• vaskulær vurdering
• arteriel sygdom
• arteriel overholdelse og aldring
• venøs vurdering
• endotelfunktion
• mikrovaskulær blodgennemstrømning
• vasospastiske tilstande
• overvågning af autonom funktion
• vasomotorisk funktion og termoregulering
• blodtryk og pulsvariation
• ortostase
• anden kardiovaskulær variabilitet vurderinger

bærbare enheder

ved hjælp af denne teknologi er bærbare pulsfrekvensmonitorer blevet udviklet. Disse billige og små enheder har højintensive grønne lysemitterende dioder (LED ‘ er) og fotodetektorer, der hjælper pålidelig overvågning af pulsfrekvensen på en ikke-invasiv måde.

vigtige designkrav til disse systemer omfatter miniaturisering, robusthed og brugervenlighed.

disse enheder har en sensor, der overvåger mindre variationer i intensiteten af lys transmitteret gennem eller reflekteret fra vævet. Disse intensitetsændringer er forbundet med ændringer i blodgennemstrømningen gennem vævet og giver vital kardiovaskulær information såsom pulsfrekvensen.

andre systemer

PPG er blevet brugt i andre teknologier såsom telemedicin, PPG-billeddannelsesteknologi og fjernovervågning.

forskere har undersøgt hudens blodgennemstrømning og de relaterede rytmer ved hjælp af et næsten infrarødt CCD PPG-billeddannelsessystem. Denne undersøgelse havde til formål at opnå frisk indsigt i biologisk vævsperfusion og studere ændringer forbundet med sårheling og dannelse af sår.

andre undersøgelser har anvendt PPG i fjernafbildning af fordelingen af arteriel iltmætning (SpO2) i et væv. Et sådant billede kan være værdifuldt i medicinske diagnostiske undersøgelser såsom kvantificering af vævs levedygtighed. Inden for telemedicin er PPG lovende i fjernovervågning af patienters helbred.

• https://www.cs.tau.ac.il/~nin/Courses/Workshop12a/PPG%20Sensor%20System.pdf
• http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17322588
• https://pdfs.semanticscholar.org/ca04/bcc2fdd9aed2b04e1f17c6bbb62f44dd3668.pdf
• https://www.researchgate.net/publication/6482990

yderligere læsning

• alle photoplethysmography indhold
• photoplethysmography (PPG) for hjertesygdomme