FOTOPLETISMÓGRAFO un avance en el estudio del poligrafo
- 1. ÇOLEGIO DE ESTUDIOS SUPERIORES Y DE ESPECIALIDADES DEL ESTADO DE OAXACA. LIC. EN CRIMINOLOGIA Y CRIMINALISTICA ALUMNOS: KATERINE MARTÍNEZ TALIN Y LUIS GERARDO CRUZ MARTÍNEZ MATERIA: POLIGRAFÍA PROFESOR: ARTURO OLIVARES SÁNCHEZ OCTAVO SEMESTRE
- 3. DEFINICIÓN Biosensor fotoeléctrico que forma parte de las unidades de registro del sistema informático de medición fisiológica del polígrafo. Su función es captar, transducir y representar gráficamente la hemodinámica del flujo sanguíneo sobre segmentos vasculares distales, y en especial, según la tecnología que emplea el polígrafo computarizado sobre la falange dista de uno de los miembros dactilares. El dispositivo del fotopletismógrafo constituye una tecnología y técnica de monitoreo hemodinámico no invasivo, tanto para uso clínico como forense. 3
- 4. 01 El Fotopletismógrafo mide los cambios hemodinámicos asociados al ciclo cardiaco. 02 Capta la fisiología cardiovascular sobre la parte distal de alguno de los dedos. 03 Registra en términos generales, la señal pulsátil del fluido sanguíneo arterial. FUNCIONES 4
- 5. SEÑAL DE REGISTRO En sentido particular, el complejo gráfico de la señal pletismográfica, aparte de representar la mecánica rítmica de las ondas de presión sanguínea (sístole-diástole), permite distinguir de forma indirecta algunos otros parámetros cardiovasculares, tal como la frecuencia cardiaca, y en especial, el volumen del pulso sanguíneo distal; 5
- 6. Dicha Variable fisiológica, que es de interés diagnóstico para la detección psicofisiológica de la mentira (PDD), es generada por la contracción y relajación del músculo liso que estructura a las paredes de las arterias y arteriolas, y que, en comparación con los vasos de mayor diámetro más cercanos al corazón, se encuentra un incremento en la concentración de estas fibras musculares. 6
- 7. 7 La función de este tejido, en arterias y arteriolas, es ayudar a suministrar sangre oxigenada a los tejidos del cuerpo más distantes al corazón, desempeñando un papel importante en el manejo de la presión arterial sistémica (del cuerpo). Por tanto, la regulación del diámetro del tono del vaso de las arteriolas, se debe a dos fenómenos denominados vasoconstricción y vasodilatación, causados principalmente por la activación del sistema nervioso simpático. y reducción en la inervación simpática, respectivamente.
- 8. 8 VASOCONSTRUCCIÓN A este mecanismo se le conoce como actividad vasomotora o vasomotricidad, y por tanto puede explotarse como un proxy (es decir, aproximación) del aumento y disminución en la actividad simpática del sistema nervioso autónomo.
- 9. 9 ALEXÁNDERSON Y GAMBA Complementariamente, Alexánderson y Gamba (2014), nos explican que la vasomotilidad es una propiedad de los vasos pequeños de modificar el diámetro de su luz tono del vaso) por la contracción o decontracción de las fibras lisas de su pared. Dichos fenómenos están en función de la activación del sistema nervioso simpático de os músculos lisos en las arteriolas; sin embargo, el tono vasomotor también puede ser influenciado por mecanismos hormonales.
- 10. Señala que un aumento en la activación simpática puede resultar en la vasoconstricción o vasodilatación. El efecto neto depende de si los receptores de ese lecho vascular particular, son alfa o beta-adrenérgicos. En su mayor parte, los órganos del cuerpo que son sensibles a la norepinefrina; cuando esta neurohormona se une a receptores alfa, estimula ese receptor. Cuando la epinefrina se une a un receptor beta, es inhibitorio. MARIEB (1999) citado por Handler y krapohl. 10
- 11. Así, los vasos sanguíneos en la periferia (de la piel), donde se monitorea con el pletismógrafo del polígrafo, son receptores alfa. Esto significa que son estimulados por la norepinefrina o epinefrina; lo cual da lugar a una constricción del vaso y un aumento general en la presión arterial sistémica. Esta constricción también se traduce en una reducción de la cantidad de sangre que pasa a través de las arteriolas con cada latido del corazón. 11
- 12. La fotopletismografía actual cuenta con una gama de sensores diseñados ergonómicamente sobre chasis especiales para captar la señal de la mecánica del flujo sanguíneo sobre distintos segmentos corpóreos, sea sobre el lóbulo de la oreja, alguna región de los pies, en el tabique nasal, mejillas, lengua, pecho, muñeca, zona peniana o vaginal, en la frente, o sobre extremo de un dedo. TIPOS DE SENSORES 12
- 13. En poligrafia, los fotopletismógrafos empleados son dactilares, también referidos como pletismógrafo dedal, especialmente diseñado para captar la hemodinámica sobre el pulpejo de un dedo. Celi, Rocha y Vapur (2011), clasifican las tecnologías de captura de la pletismografia fotoeléctrica en tres tipos: a) Trans-iluminado b) Reflexión de luz c) Fibra óptica 13
- 14. Con lo que respecta al fotopletismógrafo de medición por transmisión, también referido como transiluminado o de transmitancia, es un biosensor cuyo principio de registro se basa en la "ley de Beer" que establece que la cantidad de luz absorbida es proporcional a la concentración de la sustancia de absorción de luz. Su diseño tecnológico consiste en una fuente de luz en forma de diodo emisor (LED), que puede ser de rango infrarrojo (7000 a 9500 Angstroms 6700 a 950 nanómetros) o de longitud de onda roja (650 nanómetros) Y un fotodetector situados en los lados opuestos (de forma paralela) del segmento corporal, con el objetivo de que la Luz viaje a través de la sangre pulsátil y de los tejidos. 14
- 15. No obstante, la cantidad de luz detectada por la fotocelda (situada en el polo opuesto) varía con respecto a su fuente inicial, debido a que gran parte de la luz es absorbida por el material biológico de la interface (hueso, sangre venosa, tejido adiposo, etc.) 15
- 16. Por otro lado, el fotopletismógrafo de reflexión se distingue del modelo anterior porque la fuente de luz (LED) y el sensor fotorreflectante están situados en el mismo plano del chasis de la sonda, y por tanto, del mismo lado del segmento cutáneo. Su mecanismo de registro opera bajo la "ley de reflexión de la luz", en donde la señal pulsátil de la sangre arterial (con oxihemoglobina) actúa como un medio especular para reflejar los haces de luz. 16
- 17. Partiendo de que sonda fotopletismográfica que se emplea en poligrafía está diseñada bajo un chasis de ergonomía dactilar, posiblemente por la fácil accesibilidad a la señal y la baja intrusión a la intimidad del examinado, este biosensor puede ser acoplado sobre cualquier miembro dactilar de la mano izquierda o derecha. No obstante, como bien señala Handler y Nelson (2017), es recomendable colocar el sensor en el dedo medio o en el pulgar, ya que éstos tienen las arteriolas más grandes en comparación con otras puntas de los dedos. Sin embargo, aclaran, que, si la señal no se adjunta entre 2 y 4 divisiones estándar de gráfico, es factible ubicarlo en otros dedos diferentes hasta encontrar la mejor calidad de señal. 17
- 18. Al respecto, Krapohl y Shaw (2015), informan que si bien el sensor de PLE funciona mejor con los dedos, en situaciones inusuales (experimentales) también puede ser colocado en los dedos de los pies; no obstante, la respuesta vasomotora para la detección del engaño no está bien documentada en sitios fuera de las manos. 18
- 19. En lo particular, esta alternativa de zona de registro puede ser óptima el sujeto de prueba presenta amputaciones, lesiones, sindáctila otras condiciones colocar el sensor único dactilar. 19
- 20. Una vez que se ha encontrado el sitio de registro óptimo en algún dedo de la mano, considerando que el sujeto de prueba se encuentra en posición sedente, con manos y extremidades extendidas sobre los reposabrazos de la silla poligráfica, es viable proceder a ajustar el clip del dispositivo sobre el dedal, con el propósito de mantener en la medida de lo posible un ambiente obscuro dentro de la sonda, para así evitar que la luz externa ambiental interfiera con la señal fotopletismográfica. 20 COLOCADOR DEL SENSOR
- 21. El registro de la señal pletismográfica está clasificada dentro de la categoría de formas de onda, como un trazo diente de sierra; y que al igual que el registro cardiográfico, el trazo ascendente significa una sístole y el descendente corresponde a una diástole; por tanto, el ritmo consecutivo de estos trazos conforman el complejo de la señal fotopletismográfica de la hemodinámica del flujo sanguíneo asociada a los movimientos del corazón. APARIENCIA GRÁFICA DE LA SEÑAL 21
- 22. La forma de onda fotopletismográfica (PPG) comprende una forma de onda fisiológica pulsátil superpuesta sobre una línea de base que varía lentamente con varios componentes de baja frecuencia. La parte pulsátil (a menudo se llama componente "AC") se atribuye a los cambios sincrónicos cardíacos en el volumen de sangre con cada latido del corazón, y la línea de base que varía lentamente (componente "DC") se atribuye a la respiración, la actividad del sistema nervioso simpático (aumento de la presión sanguínea y frecuencias cardíaca, en forma de reacción fásica) y la termorregulación 22
- 23. Con lo que respecta a la vasoconstricción, como característica gráfica vinculada a criterio diagnóstico en PDD, se puede reconocer en la forma de onda del PLE como una reducción fásica (reacción fisiológica de rápida aparición, intensa y de corta duración) de la distancia entre los picos diastólicos y sistólicos, después del inicio del estímulo y contrastando con los datos gráficos antes del inicio de la pregunta-estímulo, segmento que presenta mayor amplitud en su forma de onda (Handler y Nelson, 2017). 23
- 24. La forma básica de la tecnología PPG requiere solamente dos componentes optoelectrónicos: una fuente de luz para iluminar una región de interés y un foto-detector (celda fotosensible)) para medir las pequeñas variaciones en la intensidad de la luz después de la interacción de ésta con la zona de tejido iluminada. PROCESO DE REGISTRO 24
- 25. Por tanto, a partir de estos dos componentes optoelectrónicos y su ubicación dentro del diseño de la sonda que pueden estar situados de forma continua o paralelos, se derivan dos modelos de registro de la señal fotopletismográfica; lo cual está en función del modo de detección y medición de la luz emitida por el LED, que bien puede realizarse por transmisión o reflexión; lo que nos lleva a establecer dos tipos de fotopletismógrafos: a) Fotopletismógrafo de reflexión b) Fotopletismógrafo de transiluminación 25
- 26. En el fotopletismóarafo de reflexión, la fuente de luz (LED) y la celda fotosensible están situadas en el mismo lado de la superficie del chasis, y por tanto, realizan la medición optoelectrónica sobre el mismo plano de la piel. Su mecanismo de registro está dominado y basado por una ley de Física llamada, ley de reflexión de la luz, en donde la propiedad brillante y especular de la sangre oxigenada arterial (que difiere de la sangre venosa), producida por efecto de las moléculas de oxihemoglobina presente en los glóbulos rojos, favorece a la reflexión de los rayos de luz que inciden sobre el tejido irregular sanguíneo, provocando que una parte de los haces lumínicos se absorban en los tejidos y otra se vea reflejada de forma difusa por la sangre oxigenada; momento en el que la celda fotoconductora capta los rayos que entran en su radio de detección, pues la cantidad de luz que llega a la celda fotosensible está relacionada con la cantidad de sangre oxigenada. 26
- 27. De modo que, a partir de estos factores, se derivan dos momentos de registro. Momento 1: A mayor presión de flujo sanguíneo arterial (sístole) mayor volumen de sangre, mayor oxihemoglobina, mayor reflexión y detección de luz; el trazo asciende Momento 2: A menor presión de fujo sanguíneo arterial (diástole), menor volumen de sangre, menor oxihemoglobina, menor reflexión y detección de luz; el flujo desciende. 27
- 28. Por otro lado, durante el efecto fisiológico de la vasoconstricción (parámetro diagnóstico para la detección psicofisiológica de la mentira), la señal fotopletismográfica en su modo de grabación por reflexión de luz, sufre una modificación en su forma de onda; lo cual, puede ser expresado en los siguientes términos. Momento 1: cuando prevalece en tono normal del diámetro del vaso hay mayor volumen de sangre arterial durante la sístole y diástole Y por tanto mayor reflexión y detección de luz. Los trazos ascendentes y descendentes presentan similar proporción en amplitud. Momento 2: Cuando el diámetro del vaso disminuye por efecto de la vasoconstricción, el volumen de sangre decrementa a lo largo de la arteriola, y por tanto, la reflexión y detección de la luz se da en menor proporción. Los trazos ascendentes y descendentes presentan una disminución temporal en su amplitud. 28
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- 30. Por su parte, la tecnología del fotopletismógrafo de trans-iluminación está integrada por los mismos elementos optoelectrónicos: un LED de luz que puede ser de luz roja o infrarroja dependiendo de la marca tecnológica, y una fotocelda. La diferencia radica en comparación con el fotopletismógrafo de reflexión, que ambos dispositivos están ubicados en lados opuestos de la sonda; es decir, que el diodo está situado en un plano de piel, y el fotorresistor, en una superficie opuesta de forma paralela. 30
- 31. 1. Concentración de la sustancia absorbente de luz. Esta variable involucra la cantidad de material biológico entre la fuente luz y el fotosensor; lo cual quiere decir que gran parte de los rayos de luz que viaja a través del tejido es absorbida por diferentes sustancias de interface, incluida las capas de la piel, hueso, lecho capilar y sangre venosa; elementos que hay que decir, no tienen naturaleza pulsátil, salvo la sangre arterial; misma, que, en función de la concentración de hemoglobina, es proporcional a la cantidad de luz absorbida. 31
- 32. Esta propiedad está descrita en una ley de física llamada "ley de Beer": la cantidad de luz absorbida es proporcional a la concentración de la sustancia absorbente de luz. En consecuencia, lo anterior nos lleva a deducir dos cosas: Primera; entre más amplia es la arteria y el tejido del dedo (como el pulgar), mayor es la absorción de luz. Segunda, el factor de fluctuación pulsátil de la sangre arterial brinda la variación ascendente y descendente en el registro del trazo pletismográfico. 32
- 33. 2. Longitud de la trayectoria de la luz en la sustancia absorbente. Esta propiedad física explica que la cantidad de luz absorbida es proporcional a la longitud del camino la luz tiene que recorrer como trayectoria. Esto quiere decir, que la luz emitida por el LED tiene que viajar en sentido transversal hasta llegar al fotodetector; en su camino varios haces de luz son absorbidos por distintos tejidos biológicos. Por tanto, entre más amplio es el camino, mayor es la absorción; e inversamente el resultado. 33
- 34. Esta propiedad se describe en una ley de física llamada "ley de Lambert": la cantidad de luz absorbida es proporcional a la longitud del camino que la luz tiene que recorrer en la sustancia absorbente (How Equipment Works, 2019).Con base a estos datos, se pueden deducir las siguientes premisas que explican en proceso de grabación de la señal fotopletismográfica. 34
- 35. Momento1: "A mayor presión de flujo sanguíneo arterial (sístole), mayor volumen de sangre, mayor hemoglobina, mayor absorción lumínica y menor detección de luz; el trazoasciende“ Momento 2: "A menor presión de flujo sanguíneo arterial (diástole), menor volumen de sangre, menor hemoglobina, menor absorción lumínica y mayor detección de luz; el trazodesciende" 35
- 36. Con lo que respecta al efecto fisiológico de la vasoconstricción (parámetrodiagnóstico para la detección psicofisiológica de la mentira), la señal fotopletismográfica en su modo de grabación por transiluminado, ésta sufre una modificación en su forma de onda; Lo cual, puede ser expresado en los siguientes términos. 36
- 37. Momento 1: Cuando prevalece el tono normal del diámetro del vaso hay mayor volumen de sangre arterial durante la sístole y la diástole, y por tanto, mayor absorción de luz. Menor es la luminiscencia detectada. Los trazos ascendentes y descendentes presentan similar proporción en amplitud. Momento 2: Cuando el diámetro del vaso disminuye por efecto de la vasoconstricción, el volumen de sangre decrementa a lo largo de la arteriola, y por tanto, la absorción de la luz se da en menor proporción. Mayor es la luminiscencia detectada. Los trazos ascendentes y descendentes presentan una disminución temporal en su amplitud. 37
- 38. GRACIAS! 38