Development of early diagnosis system for the detection of diabetic foot using photoplethysmograph

The purpose of this study was to suggest a new detection method for early diagnosing diabetic neuropathic foot by obtaining a ratio of toe to finger blood flow using photoplethysmography(PPG) and Laser Doppler(LD). Nerve conduction velocity (NCV) has been routinely used for diagnosing neuropathic foot, but it applies strong electric stimulus to peripheries resulting in stress and pain. The blood flow ratio of 50 neuropathic diabetes($0.96{\pm}0.20$) was significantly higher than that of 64 normal person($0.46{\pm}0.15$)(p<0.000). It also showed that toe temperature of neuropathic diabetes($30.5{\pm}1.4^{\circ}C$) was significantly higher than that of normal group($29.3{\pm}2.0^{\circ}C$)(p<0.000). The optimal boundary value of the blood flow ratio was found to be 0.678 and the sensitivity and specificity of this proposed method resulted in 95.3% and 95.3% respectively. Lastly, there were no neuropathic diabetes whose temperature difference between finger and toe was higher than $4.5\;^{\circ}C$.

PPG를 이용한 당뇨병 환자의 족부질환의 조기진단 시스템 개발

본 논문은 photoplethysmography(PPG)와 Laser doppler(LD)를 이용하여 당뇨병 환자의 신경병증을 조기 진단하기 위한 시스템을 구성하여 손가락과 발가락의 혈류량을 측정하고 그 비율을 이용하는 방법을 제안하였다. 당뇨병 환자의 신경병증 진단을 위해 임상에서는 신경전도검사(NCV)가 사용되고 있으나 이 검사는 피부에 전기자극을 가하므로 환자에게 스트레스와 고통을 준다. 이에 본 논문에서는 고통이 전혀 없으며, 비관혈적이고 측정방법이 간단한 PPG와 LD를 이용하여 신경병증 진단법을 제안하였다. PPG가 LD에 비해 손가락 및 발가락의 혈류량 및 온도와의 상관관계, 민감도 및 특이도에서 더 우수하였다. 분석결과 50명의 신경병성 당뇨환자의 혈류비($0.96{\pm}0.20$)가 64명의 정상인의 혈류비($0.46{\pm}0.15$)에 비해 유의하게 높았다(p<0.000). 또한 신경병성 당뇨환자의 발가락 온도($30.5{\pm}1.4^{\circ}C$)가 정상인의 발가락 온도($29.3{\pm}2.0^{\circ}C$)에 비해 유의하게 높았다(p<0.000). 본 연구로부터 도출된 최적 혈류비(0.678)에 대한 측정 방법의 높은 민감도(95.3%)와 특이도(95.3%)를 확인하였다. 마지막으로 신경병성 당뇨환자 그룹의 경우 모두 손가락과 발가락의 온도차가 $4.5^{\circ}C$ 미만이었다.