Fotopletismografi (PPG) Nedir?

Fotopletismografi (PPG) periferik dolaşımda kandaki hacimsel değişiklikleri tespit edebilmek amacıyla kullanılan optik bir tekniktir. PPG genellikle cildi aydınlatan ve ışık emilimindeki değişiklikleri ölçen bir nabız oksimetresi kullanılarak elde edilir.

Kalp her döngüsünde vücuda kan pompalamaktadır. Bu kan basıncı cilde ulaştığında bir miktar sönümlense de cilt altı dokularda bulunan arter ve arteriolleri şişirmek için yeterlidir. Bu noktada hacim değişiklikleri PPG yöntemi ile ölçülebilmektedir. Cilde kan akışı birçok fizyolojik sistem tarafından modüle edilebildiğinden solunum, hipovolemi ve diğer dolaşım koşullarını izlemek için de PPG yöntemi kullanılmaktadır.

Fotopletismografi Çalışma Prensibi

Non-invaziv bir yöntem olan PPG ölçümünde düşük yoğunluklu kızılötesi ışık kullanılmaktadır. Bu ölçüm yönteminde bir ışık kaynağı bir de fotodedektör bulunmaktadır. Işık kaynağı dokuya ışık yayarken fotodedektör dokudan yansıyan ışığı ölçmektedir.

Işık cilde gönderildiğinde biyolojik dokulardan geçerken kemikler, cilt pigmentleri, hem venöz hem de arteriyel kan tarafından emilmektedir. Ancak ışık kan tarafından bahsi geçen dokulara göre daha çok emilmektedir. Böylelikle kan akışındaki değişiklikler, ışık yoğunluğundaki değişiklikler dikkate alınarak PPG sensörleri tarafından tespit edilebilmektedir.

PPG Sinyali Bileşenleri

Bir PPG sinyalinde AC ve DC bileşenler bulunmaktadır. AC bileşen, kalp atışlarından kaynaklanan kardiyak ile senkronizasyonda kan hacmindeki değişikliklere karşılık gelmektedir. DC bileşen ise solunum, sempatik sinir sistemi ve termoregülasyon ile şekillenmektedir. AC bileşen, kalp aktivitesinin neden olduğu sistolik ve diyastolik aşamalara bağlı olarak kan hacmindeki değişiklikleri göstermektedir.

PPG Uygulama Alanları

1. Kalp atış hızı ve kalp döngüsünün izlenmesi
2. Solunum izleme.
3. Anestezi derinliği izleme.
4. Kan oksijen satürasyonu takibi.
5. Arteriyel yaşlanma tespiti.
6. Kan basıncı takibi.
7. Mikrovasküler kan akışı takibi.
8. Endotel fonksiyon takibi.
9. Hipovolemi ve hipervolemi takibi.

Kaynaklar:

en.wikipedia.org

news-medical.net

nature.com

Stephanie B. Baker, Wei  Xiang, Ian M Atkinson, “Internet of Things for Smart Healthcare: Technologies, Challenges, and Opportunities”, Access IEEE, Cilt. 5, sayfa 26.521 – 26.544, 2017.