title: Machbarkeitsstudie zur photoplethysmographischen Diagnose der peripheren Verschlusskrankheit der Beinarterien
title: Feasibility study to photoplethysmographical diagnosis of the peripheral artery disease in leg arteries
titleType: AlternativeTitle
Creators: name: Asbach-Göttig, Melanie
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2022
Subjects: Diagnostik
photoplethysmography
Fotoplethysmografie
pAVK
Diagnose
PAD
diagnosis
kontaktlos
peripheral artery disease
non-contact
periphere arterielle Verschlusserkrankung
Photoplethysmographie
Medical sciences Medicine
Medizin

description: Ziel der Arbeit war die Machbarkeit der Messung von pulsatilen Perfusionssignalen an den Unterschenkelarterien bei Patienten mit bereits diagnostizierter peripherer arterieller Verschlusserkrankung mittels kontaktloser Photoplethysmographie zu prüfen. Die Differenz in der Absorption von Lichtemissionen des Blutes zwischen oxygeniertem und desoxygeniertem Blut ermöglicht es den Perfusionsstatus zu beurteilen. In dieser Studie wurde eine hochauflösende Digitalkamera zur Erstellung von Videosequenzen mit einer Auflösung von 640 Pixel x 480 Pixel bei 30 Bildern pro Sekunde der unteren Extremitäten, spezifisch des lateralen Unterschenkels vom Knie bis zum Knöchel, genutzt. Die Dauer einer einzelnen Bildsequenz betrug ca. 60 Sekunden. Es wurden 52 Patienten mit diagnostizierter peripherer arterieller Verschlusserkrankung rekrutiert und eine kontaktlose Photoplethysmographie-Messung an beiden Beinen in 3 verschiedenen Positionen (Ruhe 0cm, 20cm sowie 40cm Fersenelevation) durchgeführt. Begleitend erfolgten Messungen des Ankle-Brachial-Index in Ruhe (0cm) sowie in 40cm Fersenelevation im Rahmen eines modifizierten Bürger-Tests. Insgesamt konnte bei allen Patienten ein Perfusionssignal mittels kontaktloser Photoplethysmographie statistisch signifikant erfasst und ausgewertet werden. Bei der Korrelation mit den Messwerten der Ankle-Brachial-Index-Bestimmung zeigte sich ein stärkeres Perfusionssignal bei zunehmender Elevationshöhe sowie einem Ankle-Brachial-Index-Wert &gt;0,9. Diese Ergebnisse waren statistisch signifikant und nicht er-wartungsgemäß. Wiederum war bei zunehmendem Schweregrad der peripheren arteriellen Verschlusserkrankung das Perfusionssignal eher schwächer. Die Zunahme des Perfusionssignals in Elevationshöhe lässt sich am ehesten im Rahmen eines venösen Poolings erklären. Es ergab sich kein linearer Zusammenhang zwischen Intensität des Perfusionssignals und Elevationshöhe. Weiterhin wurde das mittels kontaktloser Photoplethysmographie gemessene Perfusionssignal mit der Fontaine- Klassifikation der peripheren arteriellen Verschlusserkrankung der Patienten korreliert. Diesbezüglich ergab sich kein signifikanter Zusammen-hang zwischen den beiden Werten. Insgesamt hat die kontaktlose Photoplethysmographie das Potential als ergänzendes Untersuchungsverfahren zu fungieren, jedoch sind weitere Studien notwendig, um mess-technische Störfaktoren zu optimieren sowie das Messverfahren in einem breiteren Patientenkollektiv zu erproben.
description: In this study non-contact photoplethysmography was used to measure perfusion signals in patients with known peripheral arterial disease of the lower leg. Between oxygenated and deoxygenated blood there’s a difference of absorption in light emission whereas it’s possible to evaluate the perfusion. In this study we used a digital camera to record high resolute colour sequences (640-pixel x 480-pixel) of the lower legs, particularly from knee to ankle. Every record was approximately 60 seconds long and 30 high resolute pictures were created every second. 52 patients with diagnosed peripheral arterial disease were recruited and both lower legs were recorded in 3 different positions (0cm, 20cm and 40 cm elevation) with non-contact photoplethysmography. In addition, the ankle-brachial-index was measured in 0cm and 40cm elevation by a modified Bürgertest. Overall, with non-contact photoplethysmography a perfusion signal could be recorded statistically significant from every patient. The results were correlated with the data of the ankle-brachial-index. A stronger perfusion signal was measured with increasing elevation heigh and an ankle-brachial-index &gt;0,9. These results were statistically significant and unexpected. Additionally, the perfu-sion signal was weaker by severe peripheral arterial disease. Currently there is no linear correlation between the intensity of the perfusion signal and the heigh of the elevation. The increased perfusion signal by increasing elevation heigh is interpreted as possible venous pooling effect. The perfusion signal recorded by non-contact photoplethysmography was correlated with the Fontaine classification of peripheral arterial disease. In this regard there was no correlation between these two factors. Altogether non-contact photoplethysmography has the potential of being an additional diagnostic tool. Nevertheless, there is the need of additional studies on non-contact photoplethysmography to reduce possible disturbing factors while taking the records and optimize the procedure. Additionally, there is the need of testing non-contact photoplethysmography on a wider patient collective.