Loading...

Modeling the Relationship between Central Aortic Pressure and Radial Photoplethysmogram in Flow-mediated Dilation Test

Parsafar, Mohammad Habib | 2018

1909 Viewed
  1. Type of Document: Ph.D. Dissertation
  2. Language: Farsi
  3. Document No: 50561 (05)
  4. University: Sharif University of Technology
  5. Department: Electrical Engineering
  6. Advisor(s): Vosughi Vahdat, Bijan; Zahedi, Edmond
  7. Abstract:
  8. According to the World Health Organization, about 35% of deaths worldwide are due to cardiovascular diseases, therefore the evaluation of vascular endothelial function has great prognostic and diagnostic value for cardiovascular diseases. The conventional noninvasive method for endothelial function evaluation is the measurement of flow-mediated dilation in brachial artery using ultrasound imaging (FMD-US). As the accuracy of FMD-US depends on the operator's skill and the resolution of the ultrasound images, this method has not been adopted. In this work, we propose to use a low cost, easily-accessible surrogate signal, the photoplethysmogram (PPG) to implement the FMD test. Whereas previous works focus mostly on the features extracted from the PPG, we investigate the changes in physiologic vascular parameters to get a better insight of endothelial control mechanisms. In this research, a model based on physiologic vascular parameters is proposed for the relation between central aortic pressure and finger/radial plethysmogram signals. The model parameters are then estimated for 3 groups of subjects: young with normal blood pressure (NBP: N=10), young with high blood pressure (HBP: N=10), and Old (N=10). Our results indicate that the estimated model parameters during baseline are significantly different between the Old and the other two young groups (p<0.05). The behavior of the estimated parameters during FMD are compatible with previous studies. The results show the ability of the proposed model in revealing vascular parameter changes during FMD test
  9. Keywords:
  10. Photoplethysmography ; Flow Mediated Dilation ; Cardiovascular System ; Endothelial Function ; Heart Diseases ; Physiologic Model

 Digital Object List

 Bookmark

  • تقدیم
  • تشكر و قدرداني
  • چکیده
  • فهرست مطالب
  • فهرست شکل‌ها
  • فهرست اختصارات
  • فصل1 معرفی پژوهش
    • 1-1 بیان مساله
    • 1-2 روش پژوهش
    • 1-3 ساختار رساله
  • فصل2 مبانی نظری و پیشینه پژوهش
    • 2-1 مقدمه
    • 2-2 ساختار و روش‌های ارزیابی عملکرد لایه اندوتلیال
      • 2-2-1 ساختار و عملکرد عروق [40]
      • 2-2-2 سلول‌های اندوتلیال عروقی
      • 2-2-3 روش‌های ارزیابی عملکرد لایه اندوتلیال
        • 2-2-3-1 ارزیابی عملکرد لایه اندوتلیال در عروق کرونر
        • 2-2-3-2 ثبت اولتراسوند اتساع عروق ناشی از جریان (FMD-US)
        • 2-2-3-3 استفاده از تونومتری در عروق محیطی تحت آزمون FMD (FMD-PAT)
    • 2-3 فوتوپلتیسموگرافی
      • 2-3-1 معرفی سیگنال فوتوپلتیسموگرام (PPG)
      • 2-3-2 محدودیت‌های کاربرد کلینیکی سیگنال PPG
      • 2-3-3 استفاده از سیگنال PPG در ارزیابی عملکرد اندوتلیال (FMD-PPG)
    • 2-4 مدلسازی قلبی-عروقی
      • 2-4-1 مدل‌های پارامتر فشرده
      • 2-4-2 مدل‌های مبتنی بر انتشار امواج
      • 2-4-3 مدل tube-load
      • 2-4-4 تخمین فشار خون مرکزی (CBP)
      • 2-4-5 مدل‌سازی رفتار دیواره عروقی
      • 2-4-6 مدلسازی عملکرد اندوتلیال
    • 2-5 جمع‌بندی
  • فصل3 روش پژوهش
    • 3-1 مقدمه
    • 3-2 پایگاه داده مورد استفاده
    • 3-3 مدل پیشنهادی
    • 3-4 پیش پردازش داده‌ها
    • 3-5 تخمین پارامترهای مدل
    • 3-6 روش تحلیل نتایج
    • 3-7 روند مدلسازی CBP-RPPG
    • 3-8 جمع‌بندی
  • فصل4 نتایج
    • 4-1 مقدمه
    • 4-2 پیش پردازش داده‌‌ها
    • 4-3 رفتار حوزه فرکانس مدل پیشنهادی
    • 4-4 نتایج تخمین پارامترهای مدل
      • 4-4-1 نتایج حالت پایه
      • 4-4-2 نتایج بازه رهایش کاف
      • 4-4-3 دقت تخمین پارامترها
    • 4-5 تحلیل نتایج
  • فصل5 نتیجه‏گیری و پیشنهادها
    • 5-1 دستاوردهای پژوهش
    • 5-2 محدودیت‌ها
    • 5-3 پیشنهادات برای کارهای آینده
  • مراجع
  • پیوست ها
  • پ-1- استخراج معادلات انتشار امواج در شبکه شریانی و مدل پارامتر فشرده یک قطعه رگ با استفاده از معادلات نویر-استوکس
  • پ-2- توصیف رفتار دیواره عروقی از دیدگاه مکانیکی
...see more