تقدير ضغط الدم من موجة الفوتوليسيموجرام باستخدام شبكة عصبية عميقة تفاعلية زمنية-طيفية

تُعد ضغط الدم (BP) مؤشرًا مباشرًا لارتفاع ضغط الدم، وهو حالة خطيرة ومحفوفة بالمخاطر قد تؤدي إلى الوفاة. لذا، فإن المراقبة المنتظمة لضغط الدم أمر بالغ الأهمية، لكن العديد من الأشخاص يشعرون بالرفض تجاه الأجهزة القائمة على الأحزمة، كما أن لها عيبًا متمثلًا في أنها يمكن استخدامها فقط في حالة الراحة. يُعد استخدام جهاز التصوير الضوئي للدم (PPG) فقط لتقدير ضغط الدم حلًا محتملًا تم استكشافه في دراستنا. قمنا بتحليل قاعدة بيانات MIMIC-III للحصول على موجات PPG وضغط الدم الشرياني عالية الجودة، مما أدى إلى أكثر من 700 ساعة من الإشارات بعد المعالجة المسبقة، وتضمّنت بيانات 510 أشخاص. ثم استخدمنا إشارة PPG إلى جانب مشتقتها الأولى والثانية كمدخلات في شبكة عصبية عميقة جديدة تعتمد على التحليل الطيفي-الزماني وتحتوي على اتصالات تلافية (Residual Connections). أظهرنا في تجربة "حذف شخص واحد" أن الشبكة قادرة على نمذجة العلاقة بين إشارة PPG وضغط الدم، حيث تم تحقيق أخطاء متوسطة مطلقة قدرها 9.43 لضغط الدم الانقباضي و6.88 لضغط الدم الانبساطي. علاوةً على ذلك، أثبتنا أن تخصيص النماذج أمر بالغ الأهمية، ويساهم بشكل كبير في تحسين النتائج، في حين أن إنشاء نموذج تنبؤي عام فعّال يظل أمرًا صعبًا. وقد قمنا بنشر جزء مهم من دراستنا، وخاصة قائمة الأشخاص المستخدمين وشفرة الشبكة العصبية، بشكل مفتوح، بهدف توفير أساس متين وتبسيط المقارنات المستقبلية بين الدراسات الأخرى التي تعتمد على مجموعة فرعية محددة من قاعدة بيانات MIMIC-III.