Анализ фотоплетизмограммы и её применение: интегративный обзор

Помимо использования в клинических условиях, фотоплетизмограмма (ФПГ) всё шире применяется для оценки физиологического состояния человека в повседневной жизни. Цель обзора — проанализировать имеющиеся данные о ФПГ с точки зрения механизмов её формирования, принципов измерения, клинических применений, определения шума, методов предобработки, методов выявления признаков и методов постобработки при обработке фотоплетизмограммы, особенно с инженерной точки зрения. Был выполнен широкий поиск в базах данных PubMed, Google Scholar, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), ScienceDirect и Web of Science. Критерии исключения не включали год публикации, но статьи, не опубликованные на английском языке, исключались. На основе 118 статей были выделены четыре основные темы, связанные с обеспечением использования ФПГ: А) форма волны ФПГ, Б) признаки ФПГ и клинические применения, включая базовые признаки, основанные на исходной форме волны ФПГ, комбинированные признаки ФПГ и производные признаки ФПГ, В) шум ФПГ, включая артефакты движения, дрейф изолинии и гипоперфузию, и Г) обработка сигнала ФПГ, включая предобработку ФПГ, детекцию пиков ФПГ и индекс качества сигнала. Область применения фотоплетизмограммы расширяется от клинической среды к мобильной. Хотя стандартизированного конвейера предобработки для обработки сигнала ФПГ не существует, поскольку данные ФПГ собираются и накапливаются различными способами, недавно предложенные методы на основе машинного обучения, как ожидается, предложат перспективное решение.