光体积变化描记图法

光体积变化描记图法
光体积变化描记图法
	PPG使用的经典代表为耳式量测的脉搏血氧仪，其变化幅度来自于呼吸诱导的差异。
MeSH	D017156

光体积变化描记图法（英语：Photoplethysmography, PPG）是以光学的方式取得的器官体积描记图（英语：plethysmogram），一般通过脉搏血氧仪（英语：pulse oximetry）来照射皮肤并测量光吸收的变化量来实现。^[1]一般的脉膊血氧仪是用来侦测血液灌注到真皮与皮下组织的状况。

随着每个心跳周期，心脏将血液传送到身体周边。虽然这个脉膊压到达皮肤时有所衰减，但此脉膊压足以使动脉和小动脉在皮下组织中扩张。如果脉搏血氧仪没有压迫皮肤，脉膊压的第二波峰可以在静脉丛中看到。

使用发光二极管的光线照射皮肤，并用光电二极管测量光透射或反射到的光量，就可以得到一张表示脉冲压引起的体积变化的图表。^[2]因为流向皮肤的血液可以被多种其他生理系统调节，PPG也可以用来监测呼吸、血容量不足（英语：hypovolemia）及其他循环状况。^[3] 另外，PPG波形的形状会随着受试者的不同而不同，同时也与脉搏血氧仪所放置的位置和方式而有所不同。

PPG量测

人体皮肤示意图

脉搏血氧饱和仪是常用的医疗设施，PPG是由脉搏血氧仪所衍生出来，但却很少被提到，其名义上是用来处理心跳。PPG可以由透射吸收(如在指尖)、或反射(如放在额头)的方式取得。

在门诊设置中，脉搏血氧仪通常佩戴在手指上。然而在休克或体温过低等情况下，血流至末稍的流量会减少，可能会导致PPG无法辨别心脏脉搏。^{[来源请求]} 在这种情况下，PPG可以透过放在头部的脉搏血氧仪，最常见的部位是耳朵，鼻中隔和前额来取得。

PPG也可由下列地方取得：

移动假像已经被认定为会影响运动或自由活动情况下影响资料准确的一项限制因素。

应用

心跳与心跳周期监测

因为皮肤是如此饱满的被灌注，因此检测心动周期的脉动是相对容易。信号的DC成分会被皮肤组织大量吸收，而AC成分会因由心跳周期的脉膊压而引起的皮肤血量的变化。

光体积变化描记图的AC成分之高度是与脉膊压是成比例的，即动脉收缩压和舒张压之间的差异。^{[来源请求]}如图所示心室早期收缩，有心室早期收缩之心跳周其PPG脉膊会呈现在比较低的振幅血压^{[来源请求]}，心室性心搏过速和心室纤维颤动同样可被侦测。^{[来源请求]}

呼吸监测

^{[来源请求]} 呼吸经由肋膜压力也就是胸壁与肺之间压力的改变也会影响心跳周期。由于心脏位于肺部的胸腔内，吸气和呼气的分压对腔静脉的压力和右心房的充盈有很大的影响。这种影响通常被称为正常窦性心律失常。

在吸气过程中，胸腔内压力下降高达4毫米汞柱，这扩大了右心房，允许更快地从腔静脉充盈，增加心室前负荷，但减少每搏输出量。相反地，呼气期间，心脏被压缩，心脏效率降低，心搏量增加。当呼吸频率和深度增加时，静脉回流增加，导致心输出量增加。^[4]

监测麻醉深度

麻醉科医生经常需要主观地判断一个病人为了手术是否已经充分麻醉了。如数据所示，若患者没有充分麻醉，交感神经系统对切口的反应可以在PPG的幅度中立即产生反应。^{[来源请求]}

监测低血量与高血量

Shamir, Eidelman, et al.研究在手术前吸取与除去患者10%的血液量用于血库之交互影响。他们发现失血可以从脉搏血氧仪和动脉导管的光电血管容积图中检测到。当心脏压缩时，呼气期间心脏前负荷减少引起的心脏脉搏幅度下降。

光体积变化描记图法

光体积变化描记图法 是以光学的方式以取得体积描记，器官的体积量测。^[5]

参见

Plethysmograph（英语：Plethysmograph）
Clitoral photoplethysmograph（英语：Clitoral photoplethysmograph）
Vaginal photoplethysmograph（英语：Vaginal photoplethysmograph）
Hemodynamics（英语：Hemodynamics）

参考文献

^ K. Shelley and S. Shelley, Pulse Oximeter Waveform: Photoelectric Plethysmography, in Clinical Monitoring, Carol Lake, R. Hines, and C. Blitt, Eds.: W.B. Saunders Company, 2001, pp. 420-428.
^ E. Aguilar Pelaez et al., "LED power reduction trade-offs for ambulatory pulse oximetry," 2007 29th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, Lyon, 2007, pp. 2296-2299. doi: 10.1109/IEMBS.2007.4352784, URL: http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=4352784&isnumber=4352185 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
^ Reisner A, Shaltis PA, McCombie D, Asada HH. Utility of the photoplethysmogram in circulatory monitoring. Anesthesiology. May 2008, 108: 950–8. PMID 18431132. doi:10.1097/ALN.0b013e31816c89e1.
^ K. H. Shelley, D. H. Jablonka, A. A. Awad, R. G. Stout, H. Rezkanna, and D. G. Silverman, What Is the Best Site for Measuring the Effect of Ventilation on the Pulse Oximeter Waveform? Anesth Analg, vol. 103, pp. 372-377, 2006.
^ Photoplethysmography and its application in clinical physiological measurement.. Physiol Meas. Mar 2007, 28: R1–39. PMID 17322588. doi:10.1088/0967-3334/28/3/R01.

外部链接

[Shelley-1] K. Shelley and S. Shelley, Pulse Oximeter Waveform: Photoelectric Plethysmography, in Clinical Monitoring, Carol Lake, R. Hines, and C. Blitt, Eds.: W.B. Saunders Company, 2001, pp. 420-428.

[Aguilar-2] E. Aguilar Pelaez et al., "LED power reduction trade-offs for ambulatory pulse oximetry," 2007 29th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, Lyon, 2007, pp. 2296-2299. doi: 10.1109/IEMBS.2007.4352784, URL: http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=4352784&isnumber=4352185 （页面存档备份，存于互联网档案馆）

[3] Reisner A, Shaltis PA, McCombie D, Asada HH. Utility of the photoplethysmogram in circulatory monitoring. Anesthesiology. May 2008, 108: 950–8. PMID 18431132. doi:10.1097/ALN.0b013e31816c89e1.

[4] K. H. Shelley, D. H. Jablonka, A. A. Awad, R. G. Stout, H. Rezkanna, and D. G. Silverman, What Is the Best Site for Measuring the Effect of Ventilation on the Pulse Oximeter Waveform? Anesth Analg, vol. 103, pp. 372-377, 2006.

[5] Photoplethysmography and its application in clinical physiological measurement.. Physiol Meas. Mar 2007, 28: R1–39. PMID 17322588. doi:10.1088/0967-3334/28/3/R01.

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