Di Susha Cheriyedath, M. Sc.Recensito da Yolanda Smith, B. Pharm.

La fotopletismografia (PPG) è una semplice tecnica ottica utilizzata per rilevare i cambiamenti volumetrici nel sangue nella circolazione periferica. È un metodo a basso costo e non invasivo che effettua misurazioni sulla superficie della pelle.

La tecnica fornisce preziose informazioni relative al nostro sistema cardiovascolare. I recenti progressi tecnologici hanno ravvivato l’interesse per questa tecnica, che è ampiamente utilizzata nella misurazione e nel monitoraggio fisiologico clinico.

Principio di PPG

PPG fa usi di bassa intensità a raggi infrarossi (IR) luce. Quando la luce viaggia attraverso i tessuti biologici viene assorbita dalle ossa, dai pigmenti della pelle e dal sangue venoso e arterioso.

Poiché la luce è più fortemente assorbita dal sangue rispetto ai tessuti circostanti, i cambiamenti nel flusso sanguigno possono essere rilevati dai sensori PPG come cambiamenti nell’intensità della luce.

Il segnale di tensione da PPG è proporzionale alla quantità di sangue che scorre attraverso i vasi sanguigni. Anche piccoli cambiamenti nel volume del sangue possono essere rilevati utilizzando questo metodo, anche se non può essere utilizzato per quantificare la quantità di sangue.

Un segnale PPG ha diversi componenti, tra cui cambiamenti volumetrici nel sangue arterioso che è associato all’attività cardiaca, variazioni nel volume del sangue venoso che modula il segnale PPG, un componente DC che mostra la proprietà ottica dei tessuti e cambiamenti di energia sottile nel corpo.

Alcuni fattori importanti che influenzano le registrazioni dal PPG sono il sito di misurazione e la forza di contatto tra il sito e il sensore.

Le variazioni del flusso sanguigno si verificano principalmente nelle arterie e non nelle vene.

La forma d’onda PPG

PPG mostra i cambiamenti del flusso sanguigno come una forma d’onda con l’aiuto di una barra o di un grafico. La forma d’onda ha un componente di corrente alternata (AC) e un componente di corrente continua (DC).

Il componente AC corrisponde alle variazioni del volume del sangue nella sincronizzazione con il battito cardiaco. La componente DC deriva dai segnali ottici riflessi o trasmessi dai tessuti ed è determinata dalla struttura tissutale e dai volumi di sangue venoso e arterioso.

Il componente DC mostra piccoli cambiamenti con la respirazione. La frequenza di base del componente AC varia con la frequenza cardiaca e si sovrappone alla linea di base DC.

Usi di PPG

I dispositivi medici basati sulla tecnologia PPG sono ampiamente utilizzati in varie applicazioni nel set up clinico.

Le applicazioni specifiche includono quanto segue:

• Clinici e monitoraggio fisiologico
• saturazione dell’ossigeno nel Sangue
• pressione Sanguigna
• la gittata Cardiaca
• frequenza Cardiaca
• la Respirazione
• Vascolare valutazione
• la malattia Arteriosa
• compliance Arteriosa e l’invecchiamento
• Venosa valutazione
• funzione Endoteliale
• Microvascolare il flusso di sangue
• Vasospastica condizioni
• funzione Autonomica di monitoraggio
• funzione Vasomotoria e termoregolazione
• pressione del Sangue e la variabilità della frequenza cardiaca
• Orthostasis
• Altri variabilità cardiovascolare valutazioni

Dispositivi indossabili

Utilizzando questa tecnologia, sono stati sviluppati monitor di frequenza cardiaca indossabili. Questi dispositivi a basso costo e piccoli hanno diodi emettitori di luce verde ad alta intensità (LED) e fotorivelatori che aiutano il monitoraggio affidabile della frequenza cardiaca in modo non invasivo.

Requisiti di progettazione importanti per questi sistemi includono miniaturizzazione, robustezza e facilità d’uso.

Questi dispositivi hanno un sensore che monitora piccole variazioni nell’intensità della luce trasmessa attraverso o riflessa dal tessuto. Questi cambiamenti di intensità sono associati a cambiamenti nel flusso sanguigno attraverso il tessuto e forniscono informazioni cardiovascolari vitali come la frequenza cardiaca.

Altri sistemi

PPG è stato utilizzato in altre tecnologie come la telemedicina, la tecnologia di imaging PPG e il monitoraggio remoto.

I ricercatori hanno studiato il flusso sanguigno cutaneo e i ritmi correlati utilizzando un sistema di imaging CCD PPG nel vicino infrarosso. Questo studio mirava ad ottenere nuove intuizioni sulla perfusione tissutale biologica e studiare i cambiamenti associati alla guarigione delle ferite e alla formazione di ulcere.

Altri studi hanno applicato il PPG nell’imaging remoto della distribuzione della saturazione arteriosa di ossigeno (SpO2) all’interno di un tessuto. Tale immagine potrebbe essere utile negli studi di diagnostica medica come la quantificazione della vitalità dei tessuti. In telemedicina, PPG è promettente nel monitoraggio remoto della salute dei pazienti.

• 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

bibliografia

• Tutte le Photoplethysmography Contenuto
• Photoplethysmography (PPG) per la Malattia di Cuore

Scritto da

Susha Cheriyedath

Susha ha un Bachelor of Science (B. Sc.) laurea in Chimica e Master of Science (M. Sc) corso di laurea in Biochimica presso l’Università di Calicut, in India. Ha sempre avuto un vivo interesse per la scienza medica e sanitaria. Come parte del suo master, si è specializzata in Biochimica, con particolare attenzione alla microbiologia, Fisiologia, Biotecnologia e Nutrizione. Nel suo tempo libero, ama cucinare una tempesta in cucina con i suoi esperimenti di cottura super-disordinati.

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