1. Фотоплетизмография в медицинской практике

Длительность, активность и качество жизни во многом зависят от состояния кровеносных сосудов, и, напротив, все патологии оказывают влияние на микроциркуляцию крови. Именно поэтому анализ состояния сосудистого русла, включая капилляры, помогает выявить заболевания на ранних стадиях, а также контролировать процесс терапии. Для этих целей оптимально подходит фотоплетизмография - неинвазивный, надежный и быстрый метод диагностики, когда при помощи специального устройства регистрируются пульсовые волны (волны повышенного давления в сосудах) за счет изменения светопропускания тканей в зависимости от кровенаполнения крупных сосудов в течение сердечного цикла.

Фотоплетизмография используется специалистами в терапевтической диагностике, сосудистой хирургии, кардиологии, эндокринологии и других областях и оценивает насыщение крови кислородом, уровень стресса, изменения сосудов при сахарном диабете, атеросклерозе, гипертензии, склонность к тромбозу и варикозному расширению вен, а также благодаря регулярным замерам спортсмены дозируют нагрузку, тренеры составляют индивидуальные программы, а пользователи современных фитнес-трекеров достаточно объективно оценивают свой индивидуальный режим труда и отдыха.

В ежедневной практике физиологов и клиницистов большую ценность представляет не столько сырой сигнал фотоплетизмографии, сколько результаты контурного анализа пульсовой волны и вытекающие из него жизненно важные выводы. Оценка пульсовой волны происходит при помощи различных функциональных проб. К примеру, компрессионный и декомпрессионный тест с определением давления в плечевой артерии показывает состояние венозного кровотока, медикаментозная проба с нитроглицерином оценивает толерантность к нитратам и т.д.
Пульсовая волна обрабатывается в микрокомпьютере, входящем в состав фотоплетизмографа, а результаты анализа позволяют рассчитать и вывести на экран ЧСС, выявлять нарушения сердечного ритма, предупреждать об опасных нарушениях и “выпадениях пульса”, высчитывать среднюю амплитуду пульсаций и сигнализировать о ее выходе за пределы нормы, а также отражать величину ударного объема крови, выталкиваемого клапанами сердца. При оценке дыхательных волн фотоплетизмограф контролирует глубину и “стиль” дыхания и подает тревожные сигналы при длительной остановке или опасных респираторных нарушениях.

2. Метод измерения пульсовой волны

Закрепление и ношение на теле датчиков с функцией фотоплетизмографа весьма эффективно при обследовании пациентов с артериальной гипертензией, так как в случае применения тонометра и даже устройства суточного мониторинга АД замечено значительное искажение результатов замеров и отсутствие полной картины динамики изменения показателей. Трудности диагностики и дискомфорт пациента связаны как с “эффектом белого халата”, так и со слишком большими интервалами между измерениями, которые сопровождаются сильным пережатием плечевой артерии манжетой до полного подавления пульсаций крови.
Оригинальный алгоритм расчетов при фотоплетизмографии, напротив, позволяет осуществлять непрерывный и неинвазивный мониторинг АД в течение длительного периода времени с достаточно высокой точностью и с минимальными неудобствами для пользователя, а анализ полученной информации о систолическом, диастолическом, среднем и боковом АД, о площади поперечного сечения сосуда, сердечном выбросе и общем периферическом сосудистом сопротивлении помогает лечащему врачу своевременно скорректировать антигипертензивную терапию и избежать стойкого повышения давления у пациента, тем самым значительно снизив риск грозных осложнений в виде инфарктов, инсультов, развития почечной или сердечной недостаточности.

Несмотря на высокую эффективность описанного метода, его применение в широкой клинике было ограничено из-за больших размеров, сложной конструкции и высокой стоимости специальных плетизмографов, в основном, используемых для научных исследований. Лишь с внедрением датчиков, работающих по принципу фотоплетизмографии, в фитнес-трекеры, ситуация начинает меняться в лучшую сторону. Разработаны удобные фитнес-браслеты для контроля кардио-респираторных показателей, легкие и эргономичные, при этом по качеству и характеристикам не уступающие профессиональному оборудованию и достоверно регистрирующие форму пульсовой волны с точностью измерения АД не ниже 98%.
Фитнес-браслеты нового поколения фиксируют около 200 сигналов. Они оснащены системой оповещения об отклонениях показателей, синхронизированы с ПК и смартфонами через приложения и программы, имеющие инструменты для анализа ЧСС, контурного анализа пульсовой волны и состояния сосудов, вариабельности сердечного ритма, величины и наполненности пульса. В памяти накапливаются статистические и динамические данные АД и данные кардиограммы из двух точек, а программное обеспечение некоторых моделей поддерживает даже построение ритмограмм, скатерограмм и гистограмм.

Продолжительность ношения фитнес-браслета для измерения АД прямо пропорциональна объему накапливаемой информации и объективности медицинского заключения на ее основе. При этом для врачей существует отдельное приложение с расширенным инструментарием и возможностью вести неограниченное количество пациентов, анализировать состояние сердечно-сосудистой системы, сравнивать динамику и отслеживать реакцию на нагрузку и лекарственные препараты, а также передавать рекомендации пациенту.