تغییرحجم سنجی نوری

تغییرحجم سنجی نوری یا فوتوپلتیسموگرام ( Photoplethysmogram یا PPG ) یک حجم سنجی نوری است که می تواند برای تشخیص تغییرات حجم خون در بستر رگ عروقی بافت به کار گرفته شود. PPG معمولاً با استفاده از اکسیژن سنج خون ( پالس اکسی متر ) بدست می آید که پوست را تحت تأثیر قرار داده و تغییرات جذب نور را اندازه گیری می کند. [ ۱] اکسیژن سنج خون معمولی بر اساس خونی که در بافت غشاء میانی پوست و بخش زیرپوستی قرار دارد عمل پایش ( مانیتورینگ ) را انجام می دهد.
با هر چرخه قلبی، قلب خون را به تمام نقاط بدن پمپ می کند. درست است که این فشار نبض تا زمانی که به پوست می رسد تا حدودی میرا می شود، اما همین کافی است که منجر به متورم کردن شریان و سرخرگها در بافت زیرپوستی شود. اگر اکسیژن سنج خون بدون فشار به پوست متصل شود، یک فشار نبض از شبکه سیاهرگی به عنوان یک قله کوچک ثانویه شناسایی می شود.
تغییرات در حجم که به وسیله فشار نبض ( پالس ) ایجاد می شود، با تاباندن نور به کمک یک دیود نوری ( LED ) و سپس میزان نوری که بازتاب یا منتقل می شود به کمک یک فوتودیود قابل اندازه گیری است. [ ۲] هر چرخه قلبی همان طور که در شکل دیده می شود، به صورت یک قله ظاهر می شود. از آن جایی که جریان خون بر روی پوست می تواند با سیستم های فیزیولوژیکی دیگر بدن کمی دچار تغییر شود، PPGمی تواند برای نظارت بر تنفس، کم حجمی خون و سایر شرایط گردش خون استفاده شود. [ ۳] علاوه بر این، شکل موج PPG بین اشخاص مختلف متفاوت است، و این تفاوت به چگونگی قرارگیری و موقعیت مکانی که اکسیژن سنج خون نصب شده است بستگی دارد.
در حالی که اکسیژن سنج های خون یک دستگاه پزشکی متداول هستند، PPG حاصل از آن ها به ندرت نمایش داده می شود و فقط برای تعیین ضربان قلب پردازش میشود. PPGها را می توان از طریق جذب انتقالی ( مانند نوک انگشت ) یا انعکاس ( مانند پیشانی ) بدست آورد.
در تنظیمات سرپایی، اکسیژن سنج های خون معمولاً روی انگشت قرار داده و پوشیده می شوند. با این حال، در موارد شوک، سرمازدگی و غیره، می توان جریان خون را در محیط پیرامونی کاهش داد، در نتیجه یک PPG بدون ضربان قلب قابل تشخیص است. [ ۴] در این حالت می توان PPG را توسط یک اکسیژن سنج نبضی روی سر بدست آورد، با شایع ترین مکان ها که در گوش، تیغه بینی و پیشانی قرار دارد. PPG همچنین می تواند به عنوان تغییر حجم سنجی نوری چند مکانه ( MPPG ) پیکربندی شود، به عنوان مثال اندازه گیری همزمان از آویز گوش راست و چپ، انگشتان اشاره و انگشتان شصت پا، و ارائه فرصت های بیشتر برای ارزیابی بیماران مشکوک به بیماری شریانی پیرامونی، اختلال عملکرد خودکار، اختلال عملکرد اندوتلیال و سفتی شریانی. MPPG همچنین پتانسیل قابل توجهی برای داده کاوی ارائه می دهد، به عنوان مثال با استفاده از یادگیری عمیق، و همچنین طیف وسیعی از تکنیک های ابتکاری دیگر برای تجزیه و تحلیل موج نبض. [ ۵] [ ۶] [ ۷] [ ۸]