Фотоплетизмография (ФПГ)

Фотоплетизмография — это оптический метод регистрации изменений кровенаполнения тканей: датчик просвечивает кожу и улавливает, как с каждым ударом сердца меняется количество отражённого или прошедшего сквозь ткань света. По этим колебаниям рассчитывают пульс, а при использовании света разной длины волны — и насыщение крови кислородом.

Сокращённо метод называют ФПГ, в англоязычной литературе — PPG (photoplethysmography). Название складывается из греческих слов «свет» и «плетизмография» — измерение изменений объёма. Именно этот принцип работает в пульсоксиметрах, фитнес-браслетах и умных часах.

⚙️ Как работает метод

Датчик состоит из источника света, обычно светодиода, и фотоприёмника. Кровь поглощает свет сильнее, чем окружающие ткани. Когда сердце выбрасывает очередную порцию крови, мелкие сосуды кожи наполняются, поглощение света возрастает, а затем снова уменьшается. Прибор записывает эти колебания в виде волнообразной кривой — пульсовой волны.

Различают два варианта измерения. При просвечивании свет проходит сквозь ткань, например сквозь палец или мочку уха, и приёмник находится с противоположной стороны. При отражении источник и приёмник расположены рядом, и прибор улавливает свет, рассеянный тканями обратно. Второй вариант используют в часах и браслетах на запястье.

🎯 Где применяют

• Пульсоксиметрия: оценка насыщения крови кислородом по разнице поглощения красного и инфракрасного света.
• Подсчёт частоты сердечных сокращений в покое, во сне и при нагрузке в носимых устройствах.
• Выявление признаков нерегулярного ритма алгоритмами умных часов.
• Мониторинг состояния пациентов в операционных и палатах интенсивной терапии.
• Оценка кровотока в коже и мелких сосудах в научных и функциональных исследованиях.

⌚ Фотоплетизмография в умных часах

Оптический датчик часов постоянно или периодически регистрирует пульс. Если интервалы между ударами многократно оказываются неравномерными, алгоритм может заподозрить фибрилляцию предсердий и прислать уведомление о нерегулярном ритме.

В крупном исследовании с участием более 400 тысяч владельцев умных часов такое уведомление получили около 0,5% участников. Лишь у трети из тех, кто затем носил медицинский патч-монитор, во время записи подтвердилась фибрилляция предсердий. Часть оставшихся могла иметь редкие эпизоды, которые патч не застал, а часть получила ложную тревогу.

📌 Чем ФПГ отличается от ЭКГ

ЭКГ регистрирует электрическую активность сердца, а фотоплетизмография — механическое следствие сокращений, то есть пульсовую волну в сосудах. Поэтому оптический сигнал не показывает зубцы и интервалы ЭКГ и сам по себе не позволяет поставить диагноз аритмии.

Для диагноза фибрилляции предсердий нужна запись ЭКГ: обычная, длительная или одноканальная, сделанная устройством с электродом и проверенная врачом. Уведомление часов служит лишь поводом для такой проверки.

⚠️ Что мешает точным измерениям

• Движения рукой и интенсивная нагрузка, которые создают помехи сигналу.
• Неплотно надетый браслет и попадание внешнего света.
• Татуировки и тёмная кожа, сильнее поглощающие свет.
• Холодные руки и спазм мелких сосудов.
• Частые экстрасистолы, которые алгоритм может принять за фибрилляцию.
• Лак для ногтей и наращённые ногти при измерении на пальце.

⚖️ Спорные вопросы

Обсуждается польза постоянного мониторинга ритма умными часами у людей без жалоб. Устройства действительно помогают обнаружить ранее не известную фибрилляцию предсердий, но массовый скрининг людей без симптомов пока не доказал явного снижения числа инсультов. Американская рабочая группа по профилактике считает доказательства его пользы недостаточными, а европейские рекомендации предлагают проверять ритм прежде всего у людей старшего возраста.

Кроме того, алгоритмы часов разработаны и проверены в основном у взрослых, поэтому у детей и подростков их уведомлениям доверять нельзя.

Миф

Если часы ни разу не сообщили о нерегулярном ритме, аритмии точно нет.

Факт

Оптический датчик измеряет ритм не непрерывно и может пропускать короткие эпизоды. При сердцебиении, перебоях или обмороках нужно обследование у врача независимо от данных часов.