Comparando os componentes espectrais de sinais de fluxometria por laser doppler e fotopletismografia para a avaliação da resposta vascular à hiperóxia
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Data
2017
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Editora
Edições Universitárias Lusófonas
Resumo
A pele é um órgão ideal para gravar sinais vasculares complexos, sendo a fluxometria por laser Doppler (FLD)
e a fotopletismografia (FPG) técnicas de quantificação vulgarmente utilizadas. A hiperóxia é um estímulo de
provocação comumente utilizado, embora muitas questões permaneçam sem resposta quanto ao seu efeito sobre
a microcirculação. Nos últimos anos muita atenção tem sido dada à modelação matemática de sinais fisiológicos,
sendo a análise de componentes uma abordagem comum. O nosso objetivo foi o de caracterizar os perfis espectrais
de FDL e FPG usando a transformada de wavelet (TW) para avaliar a resposta dos seus componentes a uma
provocação de oxigénio a 100% sobre a microcirculação da pele. Foram registados sinais de FLD e FPG nos
dedos dos pés de 10 indivíduos saudáveis (20,5 ± 3,1 anos), após terem dado o seu consentimento informado,
antes, durante e após a respiração de uma atmosfera de oxigénio a 100%. Os sinais foram decompostos nas suas
componentes principais com a TW. Seis componentes foram identificadas em ambos os sinais (cardíaca, respiratória,
miogénica, simpática, endotelial dependente de NO e endotelial independente de NO) em posições espectrais
idênticas. As atividades cardíaca, respiratória e miogénica aumentaram durante a hiperóxia em ambos os sinais,
enquanto as atividades endoteliais originaram respostas diferentes. Estas discrepâncias sugerem que estas técnicas
medem fenómenos diferentes e, portanto, podem não ser totalmente substituíveis. Estes resultados vêm reforçar a
utilidade da TW na decomposição de sinais fisiológicos complexos. Estes resultados vêm reforçar a utilidade da
TW na decomposição de sinais fisiológicos complexos. As atividades cardíaca, respiratória e actividades miogicas
aumentou durante a hiperoxia em ambos os sinais, enquanto que as actividades endoteliais deu respostas diferentes.
Estas discrepâncias sugerem que estas técnicas medem fenómenos diferentes e, portanto, pode não estar totalmente
substituíveis. Estes resultados vêm reforçar a utilidade do WT na decomposição de sinais fisiológicos complexos.
The skin is an ideal organ to record complex vascular signals, with laser Doppler flowmetry (LDF) and photop- lethysmography (PPG) being commonly used quantification techniques. Hyperoxia is a common provocation stim- ulus, although many questions remain unanswered regarding its effect on microcirculation. In recent years much attention has been given to the mathematical modelling of physiological signals, with component analysis being a common approach. We aimed to characterize the LDF and PPG spectral profiles using wavelet transform (WT) to evaluate their components’ response to a 100% oxygen provocation on skin microcirculation. We recorded LDF and PPG signals from the toes of 10 healthy subjects (20.5 ± 3.1 years old, after giving informed consent) before, during and after breathing an atmosphere of 100% oxygen. Signals were decomposed in their main components with the WT. Six components were identified in both signals (cardiac, respiratory, myogenic, sympathetic, endothelial NOdependent and endothelial NO-independent) in identical spectral positions. The cardiac, respiratory and myogenic activities increased during hyperoxia in both signals, while endothelial activities gave different responses. These discrepancies suggest that these techniques measure different phenomena and, therefore, may not be entirely inter- changeable. These results reinforce the usefulness of WT in decomposing complex physiological signals.
The skin is an ideal organ to record complex vascular signals, with laser Doppler flowmetry (LDF) and photop- lethysmography (PPG) being commonly used quantification techniques. Hyperoxia is a common provocation stim- ulus, although many questions remain unanswered regarding its effect on microcirculation. In recent years much attention has been given to the mathematical modelling of physiological signals, with component analysis being a common approach. We aimed to characterize the LDF and PPG spectral profiles using wavelet transform (WT) to evaluate their components’ response to a 100% oxygen provocation on skin microcirculation. We recorded LDF and PPG signals from the toes of 10 healthy subjects (20.5 ± 3.1 years old, after giving informed consent) before, during and after breathing an atmosphere of 100% oxygen. Signals were decomposed in their main components with the WT. Six components were identified in both signals (cardiac, respiratory, myogenic, sympathetic, endothelial NOdependent and endothelial NO-independent) in identical spectral positions. The cardiac, respiratory and myogenic activities increased during hyperoxia in both signals, while endothelial activities gave different responses. These discrepancies suggest that these techniques measure different phenomena and, therefore, may not be entirely inter- changeable. These results reinforce the usefulness of WT in decomposing complex physiological signals.
Descrição
Biomedical and biopharmaceutical research : jornal de investigação biomédica e biofarmacêutica
Palavras-chave
MEDICINA, FLUXOMETRIA POR LASER-DOPPLER, FOTOPLETISMOGRAFIA, HIPERÓXIA, TRANSFORMADA DE WAVELET, MICROCIRCULAÇÃO, FISIOLOGIA, MEDICINE, LASER-DOPPLER FLOWMETRY, PHOTOPLETHYSMOGRAPHY, HYPEROXIA, WAVELET TRANSFORM, MICROCIRCULATION, PHYSIOLOGY