Analiza i zastosowania fotopletyzmogramów: Przegląd zintegrowany

Poza jego wykorzystaniem w środowisku klinicznym, fotopletyzmogram (PPG) jest coraz częściej wykorzystywany do pomiaru stanu fizjologicznego człowieka w życiu codziennym. Niniejszy przegląd ma na celu zbadanie istniejących badań nad fotopletyzmogramem dotyczących mechanizmów jego generowania, zasad pomiaru, zastosowań klinicznych, definicji szumu, technik przetwarzania wstępnego, technik wykrywania cech i technik przetwarzania końcowego przetwarzania fotopletyzmogramu, zwłaszcza z inżynierskiego punktu widzenia. Przeprowadziliśmy szeroko zakrojone wyszukiwanie w bazach danych PubMed, Google Scholar, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), ScienceDirect i Web of Science. Warunki wykluczenia nie obejmowały roku publikacji, ale wykluczono artykuły, które nie zostały opublikowane w języku angielskim. Na podstawie 118 artykułów zidentyfikowaliśmy cztery główne tematy dotyczące PPG: (A) kształt fali PPG, (B) cechy PPG i zastosowania kliniczne, w tym podstawowe cechy oparte na oryginalnym kształcie fali PPG, połączone cechy PPG i pochodne cechy PPG, (C) szum PPG, w tym artefakt ruchu, wędrówka linii bazowej i hipoperfuzja oraz (D) przetwarzanie sygnału PPG, w tym wstępne przetwarzanie PPG, wykrywanie szczytów PPG i wskaźnik jakości sygnału. Obszar zastosowań fotopletyzmogramu rozszerza się od środowiska klinicznego do mobilnego. Chociaż nie ma znormalizowanego potoku przetwarzania wstępnego do przetwarzania sygnału PPG, ponieważ dane PPG są pozyskiwane i gromadzone na różne sposoby, oczekuje się, że niedawno zaproponowana metoda oparta na uczeniu maszynowym zaoferuje obiecujące rozwiązanie.