بررسی همبستگی خطی سیگنال‌های فوتوپلتیسموگرافی نوک انگشت و شریان رادیال در شرایط تنفسی طبیعی و عمیق

فوتوپلتیسموگرام (PPG) یکی از کم‌هزینه‌ترین سیگنال‌ها است که همواره مورد توجه محققان به منظور استخراج پارامترهای سیستم قلبی-عروقی مانند میزان اتساع شریانی در پی تحریک بوده است. در اکثر موارد  PPGاز نوک انگشت ثبت می‌شود که تحت تأثیر سیستم خودتنظیم عروقی است، به طوری که موجب می‌شود نتایج حاصل با نتایج روشهای استاندارد مانند سونوگرافی همبستگی زیادی نداشته باشد. با توجه به اینکه شریانهای هدایتی فاقد سیستم خود تنظیمی هستند، در این تحقیق میزان همبستگی خطی PPGشریان رادیال بانوک انگشت بررسی شد. برای این منظور، با کمک آرایه‌ای از فوتودیودها و یک    LEDبا طول موج 960 نانومتر، یک پروب ثبتPPGاز شریان رادیال در مچ دست طراحی و ساخته شد. این طراحی بر پایه شبیه‌‌‌‌‌سازی برخورد نور و بافت به روش مونت‌کارلو انجام شد. سپس PPGمچی از شریان رادیال و PPGانگشتی از انگشت اشاره در شرایط تنفس طبیعی و تنفس عمیق ثبت شدند. در آزمایش اول (تنفس طبیعی) سیگنالها از 9 نفر اخذ شدند، که ضریب همبستگی بین PPGمچی و انگشتی برای سیگنال خام (AC+DC) برابر ٪1/12 ± ٪5/62، قسمت ACبرابر ٪9/6 ± ٪2/91، و قسمت DCبرابر ٪4/13± ٪61 به دست آمد. در آزمایش دوم (تنفس عمیق)، سیگنالها از 6 نفر ثبت شدند که ضریب همبستگی برای سیگنال خام ٪9/5 ± ٪7/89 ، قسمت ACبرابر ٪3/3  ± ٪7/93، و قسمت DCبرابر ٪9/5 ± ٪9/89 به دست آمد. این نتایج نشان می‌دهد که در شرایط تنفس طبیعی، فقط قسمتهای ACسیگنالها همبستگی خطی زیادی دارند؛ اما هنگامی که تنفس عمیق غالب می‌شود، هر دو قسمت ACو DCهمبستگی زیادی پیدا می‌کنند.