La photopléthysmographie (PPG) est une technique optique simple utilisée pour détecter les changements volumétriques du sang dans la circulation périphérique. C’est une méthode peu coûteuse et non invasive qui effectue des mesures à la surface de la peau.

La technique fournit des informations précieuses sur notre système cardiovasculaire. Les progrès récents de la technologie ont ravivé l’intérêt pour cette technique, largement utilisée dans la mesure et la surveillance physiologiques cliniques.

Principe de PPG

PPG utilise la lumière infrarouge de faible intensité (IR). Lorsque la lumière traverse les tissus biologiques, elle est absorbée par les os, les pigments cutanés et le sang veineux et artériel.

Comme la lumière est plus fortement absorbée par le sang que les tissus environnants, les changements dans le flux sanguin peuvent être détectés par les capteurs PPG comme des changements dans l’intensité de la lumière.

Le signal de tension de PPG est proportionnel à la quantité de sang circulant dans les vaisseaux sanguins. Même de petits changements dans le volume sanguin peuvent être détectés à l’aide de cette méthode, bien qu’elle ne puisse pas être utilisée pour quantifier la quantité de sang.

Un signal PPG a plusieurs composantes, notamment des changements volumétriques dans le sang artériel qui sont associés à l’activité cardiaque, des variations du volume sanguin veineux qui module le signal PPG, une composante CONTINUE montrant la propriété optique des tissus et des changements d’énergie subtils dans le corps.

Certains facteurs importants affectant les enregistrements du PPG sont le site de mesure et la force de contact entre le site et le capteur.

Les variations du flux sanguin se produisent principalement dans les artères et non dans les veines.

La forme d’onde PPG

PPG montre les changements de flux sanguin sous forme d’onde à l’aide d’une barre ou d’un graphique. La forme d’onde a une composante de courant alternatif (CA) et une composante de courant continu (CC).

La composante CA correspond aux variations du volume sanguin dans la syncronisation avec le rythme cardiaque. La composante CC provient des signaux optiques réfléchis ou transmis par les tissus et est déterminée par la structure tissulaire ainsi que par les volumes sanguins veineux et artériels.

La composante CC présente des changements mineurs avec la respiration. La fréquence de base de la composante CA varie avec la fréquence cardiaque et se superpose à la ligne de base CC.

Utilisations de PPG

Les dispositifs médicaux basés sur la technologie PPG sont largement utilisés dans diverses applications en configuration clinique.

Les applications spécifiques sont les suivantes:

• Surveillance physiologique clinique
• Saturation en oxygène du sang
• Pression artérielle
• Débit cardiaque
• Fréquence cardiaque
• Respiration
• Évaluation vasculaire
• Maladie artérielle
• Compliance artérielle et vieillissement
• Évaluation veineuse
• Fonction endothéliale
• Flux sanguin microvasculaire
• Conditions vasospastiques
• Surveillance de la fonction autonome
• Fonction vasomotrice et thermorégulation
• Variabilité de la pression artérielle et de la fréquence cardiaque
• Orthostase
• Autre variabilité cardiovasculaire évaluations

Dispositifs portables

Grâce à cette technologie, des moniteurs de pouls portables ont été développés. Ces petits appareils à faible coût sont dotés de diodes électroluminescentes vertes (LED) et de photodétecteurs à haute intensité qui permettent une surveillance fiable de la fréquence du pouls de manière non invasive.

Les exigences de conception importantes pour ces systèmes incluent la miniaturisation, la robustesse et la convivialité.

Ces appareils sont dotés d’un capteur qui surveille les variations mineures de l’intensité de la lumière transmise ou réfléchie par le tissu. Ces changements d’intensité sont associés à des changements dans le flux sanguin à travers les tissus et fournissent des informations cardiovasculaires vitales telles que le pouls.

Autres systèmes

Le PPG a été utilisé dans d’autres technologies telles que la télémédecine, la technologie d’imagerie PPG et la surveillance à distance.

Les chercheurs ont étudié le flux sanguin cutané et les rythmes associés à l’aide d’un système d’imagerie CCD PPG proche infrarouge. Cette étude visait à obtenir de nouvelles connaissances sur la perfusion tissulaire biologique et à étudier les changements associés à la cicatrisation des plaies et à la formation d’ulcères.

D’autres études ont appliqué la PPG à l’imagerie à distance de la distribution de la saturation artérielle en oxygène (SpO2) dans un tissu. Une telle image pourrait être utile dans les études de diagnostic médical telles que la quantification de la viabilité des tissus. En télémédecine, le PPG est prometteur dans la surveillance à distance de la santé des patients.

• 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

Pour en savoir plus

• Tout le contenu de la Photopléthysmographie
• Photopléthysmographie (PPG) pour les maladies cardiaques

Écrit par

Susha Cheriyedath

Susha est titulaire d’un baccalauréat Science sciences (B.Sc .) diplôme en Chimie et Master of Science (M.Sc ) diplôme en biochimie de l’Université de Calicut, en Inde. Elle a toujours eu un vif intérêt pour les sciences médicales et de la santé. Dans le cadre de sa maîtrise, elle s’est spécialisée en biochimie, avec un accent sur la microbiologie, la physiologie, la Biotechnologie et la Nutrition. Dans ses temps libres, elle adore préparer une tempête dans la cuisine avec ses expériences de cuisson super désordonnées.

Citations