我们采用光电容积描记(PPG)技术和彩色超声分别对134例下肢慢性静脉瓣膜功能不全的患者进行了术前和术后的检测，结果表明PPG在诊断下肢慢性静脉瓣膜功能不全疾病和评价疾病手术效果方面与彩超检查差异无统计学意义( P>0.05)。提示PPG具有无创、操作简便、费用低、可重复性高的优点，可作为下肢慢性静脉瓣膜功能不全患者的初步筛查、手术疗效评估、术后复查的一种有效检查方式。

目的:验证基于光电容积脉搏波描记术（PPG）的无创血红蛋白检测仪的准确性。方法:采用偏最小二乘（PLS）机器学习算法和PPG技术研发无创血红蛋白检测仪，对无偿献血人群和中国人民解放军总医院血液科患者采用新研发的无创设备检测血红蛋白（SpHb），有创血常规检测血红蛋白值（tHb）做参考。数据分析采用软件MATLAB R2015b，通过相关系数（ R）、均方根误差（ RMSE）、残差、克拉克（Clarke）网格误差分析和软件MedCalc19.5.6进行Bland-Altman（BA）分析验证其血红蛋白检测准确度。 结果:与临床常用有创检测方法比较，二者相关系数 R=0.915 2， RMSE为0.959 51。Clarke误差网格分析结果显示，数据均位于A区（88.82%）和B区（11.18%），C区无数据分布。BA一致性分析显示，SpHb与tHb差值的平均值0.7 g/L，95%可信区间（ CI）-18.1~19.5g/L。 结论:基于PPG无创检测血红蛋白技术可快速准确测量患者血红蛋白水平，有望替代传统的有创血红蛋白检测方法。

目的光电容积描记术(PPG)在皮瓣监测中具有较高的灵敏度和特异性.深度学习可以自动、鲁棒地从原始数据中提取特征.该研究提出将PPG与1D-CNN相结合,初步探索该方法区分皮瓣动脉栓塞程度和定位栓塞点的能力.方法在皮瓣动脉模型和兔皮瓣模型中通过制造血管栓塞,采集正常和不同栓塞条件下的数据.随后使用1D-CNN对这些数据进行训练,验证和测试.结果随着动脉栓塞程度的增加,栓塞点上游PPG波幅逐渐增加,下游PPG波幅逐渐减小,栓塞点上下游波幅差距逐渐加大.1D-CNN在皮瓣动脉模型和兔皮瓣模型测试的平均准确率分别为 98.36%和95.90%.结论深度学习和PPG相结合的监测方法可以实现皮瓣动脉栓塞程度的识别和栓塞点的精确定位.

目的:基于成像式光电容积描记(imaging photo plethysmography,IPPG)技术,提出一种在不同光照条件下依然拥有较高准确率的非接触式血氧饱和度检测方法.方法:首先,通过摄像头采集人脸感兴趣区域的图像;其次,使用自适应伽马校正和欧拉视频放大算法对图像进行预处理;再次,将视频信号转化为数字信号,提取IPPG信号,并使用经验小波变换进行滤波去噪;最后,利用二次函数拟合得到血氧饱和度公式,从而计算出血氧饱和度.结果:相较于其他文献算法,该方法具有更强的抗光照变化干扰能力,在不同光照条件下的平均误差均不超过1.5％,最大误差在2％左右,且与指夹式血氧仪的检测结果具有较好的一致性.结论:该方法在不同光照条件下测量血氧饱和度均具有较高的准确率,能够达到实际测量的要求.

生理参数检测是临床工作的基础,目前使用的光电容积描记法(photoplethysmography,PPG)存在接触式测量、可测参数少等问题.成像式光电容积描记法(imaging photoplethysmography,IPPG)因其非接触、多通道检测的特点受到重视并快速发展.本文首先简要介绍了IPPG的工作原理,然后根据IPPG技术应用中涉及的关键点,从信号采集部位、图像采集设备、采集生理参数和数据处理算法四个方面,进行了分类和综述,分析了IPPG应用各关键点目前存在的问题.最后提出IPPG技术未来的研究方向即运动伪迹消除算法以及可测参数多样化,对今后IPPG技术的研究和应用具有一定的参考价值.

成像式光电容积描记技术能够实现低成本、非接触的远程生理参数检测与估计.其中,基于色度模型的视频图像心率估计算法计算简单、效率高,且具有较强的抗运动干扰能力,但并未考虑实验中光照变化产生的信号干扰.针对该问题,提出一种基于改进色度模型的非接触心率估计算法,通过定义感兴趣(ROI)区域和背景区域的反射光模型,利用两种区域颜色通道信息的比值来消除光照干扰,从而得到消除光照干扰的色度模型,并进行脉搏波的提取与心率估计.对10名在校大学生采集到的人脸图像进行分析,发现该算法估计心率的相对误差为3.52％±2.53％,原始色度模型算法的相对误差为7.23％ ±2.82％,两者对比有显著性差异(P＜0.01).该算法能有效抑制光照变化所引起的干扰,使所提取脉搏波信号的信噪比平均提高1.52 dB,这对更精确地进行非接触式心率估计与脉搏波信号提取具有重要意义.

介绍了基于成像式光电容积描记技术(imaging photoplethysmography,IPPG)的非接触式人体生理参数测量算法的研究工作.在自主研发的IPPG非接触生理参数测量仪中运用IPPG的新原理.运用视频图像处理的新方法,基于视频信号检测经过人体组织和血液吸收后的反射光强不同,从得到的脉搏波中计算出心率、呼吸频率及血氧饱和度.实现了人体生理参数无创连续非接触测量的新技术.经过实验验证与对比分析,本系统取得了较好的测量效果.在未来家庭健康医疗发展的场景下,具有很大的应用价值.

目的 运用光电容积描记法(photoplethysmography,PPG)测量自体动静脉内瘘建立前后手指收缩压,探讨其在透析通路相关缺血综合征(hemodialysis access induced distal ischemia,HAIDI)诊断中的价值.方法 62例终末期肾病患者,完成随访55例.记录患者一般情况;测定双上肢肱动脉、双手拇指、食指及中指动脉收缩压.腕部自体动静脉内瘘术后当天、术后1月及术后3月,行问卷调查,评估肢体缺血情况,复测双手手指动脉压及肱动脉压,并在术后1月及3月短暂阻断内瘘静脉血流后复测手指动脉压.根据是否发生HAIDI,分为HAIDI组与无HAIDI组. 结果 HAIDI发生率约16.1％,缺血等级为HAIDI l级及HAIDI 2a级,术后1月的8例HAIDI患者与术后3月的缺血评分无显著性差异(Z=-0.368,P=0.713).HAIDI组术后3月的内瘘侧拇指、食指及中指的指肱指数(digital brachial in-dex,DBI)均明显低于无HAIDI组(t=-4.915,P＜0.001;t=-4.448,P＜0.001;t=-3.681,P=0.001),指动脉压的改变(change in digital pressure,CDP)明显大于无HAIDI组(t=2.522,P=0.015;t=3.316,P=0.002;t=2.187,P=0.033).术后当天、1月及3月内瘘侧肢体的拇指、食指及中指DBI明显低于对侧肢体(亡=-11.057,P＜0.001;t=-10.374,P＜0.001;t=8.117,P＜0.001;t=-10.803,P＜0.001;t=-11.767,P＜0.001;t=9.526,P＜0.001;t=-10.684,P＜0.001:t=-9.952,P＜0.001;t=-8.080,P＜0.001).术后3个时间点拇指、食指及中指的的DBI存在显著性差异(F=11.261,P＜0.05;F=6.342,P=0.002;F=6.697,P=0.002).阻断内瘘血流后,3个手指指动脉压在术后1月和3月均明显上升(t=-14.457,P＜0.001;t=-15.679,P＜0.001;t=-15.087,P＜0.001;t=-12.671,P＜0.001;t=-14.087,P＜0.001;t=-14.854,p＜0.001).拇指DBI诊断HAIDI受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve,ROC)下面积最大,当拇指DBI数值取值为0.595时,此时诊断HAIDI的敏感度为0.900,特异度为0.822.结论 自体动静脉内瘘建立后内瘘侧肢体指动脉压及DBI明显下降,术后拇指DBI可以用于HAIDI的诊断,CDP可以作为HAIDI发生的预警.

目的:探讨光电容积描记法(photoplethysmography,PPG)在血液透析通路相关肢端缺血征(hemodialysis access-induced distal ischemia,HAIDI)诊断的应用价值. 方法:选取2016年6月至12月在北京大学第三医院海淀院区肾内科首次行动静脉内瘘术的终末期肾病患者69例,进行前瞻性队列研究.在术前(0～48h)、术后1天(12～ 24h)、术后1月、术后3月对所有患者双侧肢体行PPG检查,测定指标包括基础指压(basaldigital pressure,BDP)、指肱指数(digital to contralateral brachial index,DBI)及压闭内瘘后指压变化(change in digital pressure with access compression,CDP).术后1月和3月行HAIDI问卷调查,并根据患者是否出现HAIDI症状进行分组. 结果:69例患者中有62例完成随访研究,其中15例(21.7％)例出现HAIDI,其中5例术后3月缺血症状有所缓解.术后各时段HAIDI组BDP及DBI均明显低于非HAIDI组(P＜0.001),术后1月和3月HAIDI组CDP高于非HAIDI组(P＜0.05).两组患者术后各时段BDP及DBI均明显低于术前(P＜0.001),HAIDI组DBI从0.90降至0.51,术后3月小幅回升至0.59,非HAIDI组DBI 0.94降至0.72,术后3月小幅回升至0.83,且HAIDI组下降幅度较非HAIDI组大.术后1月和3月HAIDI组缺血问卷调查(hand ischemic questionnaire,HIQ)评分明显高于非HAIDI组(107.33±54.96 vs 5.74±11.75、104.00±39.24 vs 5.32±10.18,P＜0.001). 结论:PPG可作为HAIDI诊断的工具,BDP及DBI的诊断准确性高于CDP,诊断HAIDI各指标的临界值为:BDP＜94 mmHg(灵敏度66.7％,特异度93.6％)、DBI＜0.6(灵敏度80％,特异度83％)、CDP＞65 mmHg(灵敏度53.3％,特异度91.5％).

介绍了成像式光电容积描记(imaging photoplethysmography,IPPG)技术的研究背景和生物学基础,从视频处理、容积波信号提取、生理参数计算3个方面分析了基于IPPG技术检测生理参数的技术流程和研究现状.指出了基于IPPG技术检测生理参数还存在短板和不足,未来的发展方向应主要集中在运动伪差消除、检测更多生理参数、与日常设备结合等方面.