Помехи в фотодатчиках

Основные помехи, влияющие на точность измерения фотоплетизмограммы, имеют электрическую, оптическую и физиологическую природу.

Электрические помехи («наводки») возникают в усилительном тракте фотоплетизмографа в результате влияния внешних электромагнитных полей, создаваемых, в частности, питающей сетью 50 Гц, электрохирургическим инструментом, физиотерапевтической аппаратурой. Подавление помех осуществляется путём частотной фильтрации сигналов, так как полезная информация в ФПГ сигнале сосредоточена в основном в диапазоне до 10 Гц, т. е. значительно ниже частотного диапазона помех. Для этой цели используются аналоговые фильтры нижних частот в усилительном тракте, а также цифровая фильтрация, дающая высокую крутизну спада частотной характеристики.

Помехи оптического происхождения возникают в случае попадания света от посторонних источников излучения (от хирургических ламп, ламп дневного света и т. п.) на фотоприёмник датчика. Под действием данных помех уровень сигнала, снимаемого с фотоприёмника, может изменяться, искажая сигнал, обусловленный абсорбцией излучения светодиодов в тканях. Для подавления оптических помех используют два источника излучения, например красный и инфракрасный, и метод трёхфазной коммутации светодиодов датчика. В первые две фазы коммутации поочерёдно включаются либо «красный», либо «инфракрасный» светодиод датчика, в третьей фазе оба светодиода выключаются, а фотоприёмник регистрирует фоновую засветку датчика, включающую оптические помехи. Напряжение фоновой засветки запоминается и вычитается из сигналов «красного» и «инфракрасного» каналов, получаемых в первые две фазы коммутации. Таким образом, действие фоновой засветки датчика на полезный сигнал ослабляется.

Помехи физиологической природы оказывают наиболее сильное влияние на показания фотоплетизмографов. К таким помехам можно отнести влияние двигательных артефактов, в том числе и дыхания, непостоянство формы пульсовой волны и снижение её амплитуды у различных пациентов. Движение конечности с закреплённым на ней датчиком вызывает, например, перераспределение объёма крови, находящегося в поле зрения датчика, что даёт на выходе фотоприёмника помеховый сигнал. Ослабление указанных помех особенно важно при выделении максимумов артериальных пульсаций фотоплетизмографических сигналов обоих каналов.