La fotopletismografia per la salute cardiovascolare: applicazioni nel rilevamento della fibrillazione atriale e nella stima della pressione sanguigna

La fotopletismografia (PPG) è una tecnica ottica non invasiva che permette di misurare le variazioni del volume sanguigno nei tessuti attraverso l’analisi di luce riflessa o trasmessa. L’elaborazione del PPG consente di estrarre parametri utili alla valutazione della salute cardiovascolare, ambito di particolare rilevanza poiché le malattie cardiovascolari rappresentano oggi la principale causa di mortalità a livello globale. È, quindi, fondamentale sviluppare nuovi strumenti per la prevenzione, la diagnosi precoce e il monitoraggio di tali patologie. Il presente lavoro di tesi illustra tre casi di applicazione del PPG al rilevamento e monitoraggio di due tra le condizioni cardiovascolari più diffuse: fibrillazione atriale e ipertensione. Sono stati analizzati un dispositivo indossabile da polso per il rilevamento della fibrillazione atriale, un sistema hardware per la stima della pressione sanguigna, integrato a un metodo di classificazione dei livelli di ipertensione e, infine, un modello di deep learning per la ricostruzione della pressione sanguigna dal segnale PPG. L’approfondimento di questi casi d’uso ha incluso lo studio delle tecniche di intelligenza artificiale impiegate, tra cui Support Vector Machine, regressione lineare multipla e Convolutional Neural Network con architettura W-Net. I risultati ottenuti mostrano come il PPG abbia il potenziale per diventare un valido strumento di supporto alla pratica clinica. Un aspetto cruciale riguarda la qualità del segnale: la presenza di rumore e artefatti può compromettere l’estrazione dei parametri e le performance dei modelli di analisi. Per consolidare le prospettive emerse, sarà necessario condurre nuovi studi in contesti di vita quotidiana e su campioni più ampi e rappresentativi dell’eterogeneità della popolazione. Attraverso tali passi sarà possibile validare pienamente l’applicabilità del PPG e favorirne l’integrazione nella pratica clinica come tecnologia affidabile per il monitoraggio cardiovascolare.