Новые сведения об источнике удалённых PPG-сигналов в видимом и инфракрасном диапазонах

Удалённая фотоплетизмография (PPG) — это оптическая методика измерения с устоявшимися применениями в мониторинге жизненных показателей. В последнее время общепринятое представление о вариациях объёма крови (BVV) как источнике PPG-сигналов было подвергнуто сомнению, что вызвало вопросы о корректности методики дистанционного определения SpO2. Признавая необходимость новых оптофизиологических доказательств, данное исследование поддерживает объемную гипотезу с помощью экспериментов на живой коже и имитаций методом Монте‑Карло амплитуды удалённого PPG в видимом (VIS) и инфракрасном (IR) диапазонах. Были разработаны многослойные модели кожи для моделирования отдельных вкладов слоёв кожи, содержащих пульсирующие артериолы, в PPG-сигнал в диапазоне 450–1000 нм. Смоделированные спектры были качественно сопоставлены с наблюдениями покоящейся и сжатой подушечки пальца и дополнены видеокапилляроскопией. Наши результаты указывают на то, что системы удалённой PPG действительно регистрируют артериальную кровь. Зелёные длины волн регистрируют дермальные артериолы, в то время как красные–ИК длины волн достигают также подкожных BVV. Благодаря стабильной глубине проникновения диагностическое окно красный–ИК способствует инвариантности измерений SpO2 к неоднородностям кожи.