Fotopletyzmografia – na czym polega i kiedy się ją stosuje?

Fotopletyzmografia (PPG) jest stosowana do pomiaru krążenia krwi. PPG zaczęto wykorzystywać już w latach 30. XX wieku, a dziś z technologii tej korzysta się m.in. w smartwatchach, czyli inteligentnych opaskach mierzących puls. Fotopletyzmografia  to nieinwazyjne i bezbolesne badanie służące do oceny wydolności układu żylnego. Pomiaru dokonuje się na powierzchni skóry za pomocą specjalnej sondy optycznej. Jak przebiega fotopletyzmografia i u kogo się ją wykonuje? 

Co to jest fotopletyzmografia?

Fotopletyzmografia (PPG) to technika pomiarowa umożliwiająca wykrywanie zmian objętości krwi w tkankach. Za jej pomocą ocenia się przepływ krwi w naczyniach położonych blisko powierzchni skóry. Dzięki fotopletyzmografii można sprawdzić wydolność układu żylnego. Technologia wykorzystana w fotopletyzmografii jest tania i prosta w użyciu, dzięki czemu znalazła  zastosowanie w wielu urządzeniach medycznych, w tym w pulsoksymetrach oraz cyfrowych systemach pomiaru ciśnienia i akcji serca.

Co ciekawe, badania nad tą metodą pomiarową prowadzone były już w latach 30. ubiegłego wieku. Fotopletyzmografia została po raz pierwszy opisana w 1937 roku przez Alricka Hertzmana. Nadał on tej metodzie nazwę „pletyzmos” wywodzącą się z greckiego słowa oznaczającego pełnię. Termin ten stworzył w odniesieniu do tkanki, przez którą źródło dostarczanego światła zostawało wchłonięte. W przeprowadzanym badaniu sprawdzał wielkość przepływu krwi w naczyniach krwionośnych palców dłoni po ekspozycji na zimno oraz po podaniu leków o działaniu wazoaktywnym.

Zastosowanie fotopletyzmografii

Fotopletyzmografię wykorzystuje się przede wszystkim w diagnostyce zaburzeń funkcjonowana układu naczyniowego, w tym w rozpoznawaniu przewlekłej niewydolności żylnej. Badanie to jest pomocne także: 

• w diagnostyce łysienia plackowatego i dyspauremii (dysfunkcja seksualna objawiająca się odczuwaniem bólu podczas stosunku),
•  w celu monitorowania wysycenia krwi tlenem, częstości akcji serca, ciśnienia krwi i rzutu serca,
• w celu oceny naczyń, w tym czynności śródbłonka, stanów wazospastycznych, procesów starzenia się tętnic, funkcji naczyniowych i termoregulacyjnych. 

Jak działa fotopletyzmografia?

W fotopletyzmografii pomiar dokonywany jest  za pomocą sondy wyposażonej w źródło światła oraz czujników optycznych mierzących niewielkie zmiany natężenia światła. PPG działa w oparciu o światło podczerwone o niskiej intensywności. Kiedy światło przechodzi przez tkanki miękkie, ulega odbiciu i powraca do detektora. W badaniu wykorzystuje się zjawisko pochłaniania światła przez erytrocyty, kości i melanocyty. Odbierany sygnał jest proporcjonalny do ilości krwi przepływającej przez naczynia krwionośne. Za pomocą fotopletyzmografii można wykryć nawet niewielkie zmiany objętości krwi.

Fotopletyzmografia – przebieg badania

Fotopletyzmografia trwa średnio 30 minut. Poprzedza ją dokładny wywiad lekarski, uwzględniający przebyte choroby i występujące dolegliwości. Na czas badania pacjent przyjmuje pozycję stojącą i podpiera się o poręcz lub siada na kozetce. Następnie lekarz zakłada czujnik optyczny na grzbiet stopy lub nieznacznie powyżej kostki osoby badanej. Wynik badania przedstawiany jest w formie krzywej, z której odczytuje się szybkość i zmiany w przepływie krwi.

W przypadku podejrzenia przewlekłej niewydolności żylnej podczas fotopletyzmografii ocenia się również czas powrotu żylnego (VRT). Początkowo pacjent znajduje się w pozycji siedzącej spoczynkowej, a następnie jego zadaniem jest kilkukrotne zgięcie i wyprostowanie stopy w stawie skokowym. Pozwala to na ocenę ponownego wypełnienia krwią łożyska naczyniowego oraz zbadanie funkcjonowania zastawek żył głębokich. Aby stwierdzić, które zastawki działają nieprawidłowo (zastawki układu powierzchownego czy zastawki układu głębokiego) w drugiej części badania na wysokości kostek zakłada się pacjentowi mankiet i ponownie sprawdza czas powrotu żylnego. Brak poprawy w czasie wypełniania krwią łożyska naczyniowego wskazuje na niewydolność układu żył głębokich.

Bibliografia:

1. Castaneda i wsp., “A review on wearable photoplethysmography sensors and their potential future applications in health care”, Int J Biosens Bioelectron. 2018; 4(4): 195–202. 
2. John Allen “Photoplethysmography and its application in clinical physiological measurement”, 2007, Physiological Measurement 28(3): R1-39.