Le vieillissement vasculaire rigidifie les grosses artères et modifie la forme de l'onde de pouls. Le standard de référence pour le diagnostic est la vitesse de l'onde de pouls entre l'artère carotide et l'artère fémorale, mais elle exige des mesures complexes. La photopléthysmographie (PPG) embarquée dans des dispositifs portables est plus simple, mais elle est généralement enregistrée au poignet, où le signal est déformé. À côté de ce travail, on trouve dans l'archive des études qui cherchent le pouls à différents endroits : une bague au doigt, un fil au poignet, la topologie du rythme cardiaque, des explications de réseaux de neurones, une puce pour la pression. Toutes tentent d'extraire davantage d'informations du pouls, mais presque aucune ne compare directement les sites de mesure. Notre travail fait figure d'isolé : son plus proche voisin sémantique se situe à une distance de 0.516, et il n'y a personne juste à côté.
Trois jeux de données ont été utilisés : 1) spectroscopie infrarouge à ondes courtes (fNIRS) avec des capteurs au niveau de la tempe (13 personnes), 2) un capteur PPG dédié à la tempe (126 adultes sains de 20 à 56 ans), 3) un PPG au poignet issu d'un dispositif MAX30101 (240 adultes sains de 30 à 60 ans). Pour chaque fenêtre de pouls, 89 caractéristiques de forme d'onde ont été extraites : intervalles temporels, amplitudes, aires, dérivées et leurs rapports. Les caractéristiques ont été classées comme cardiaques, vasculaires ou mixtes à l'aide de données synthétiques issues d'un modèle où les paramètres cardiaques et vasculaires étaient modifiés indépendamment. Ensuite, pour chaque caractéristique, le lien avec l'âge a été évalué par corrélations bootstrap (1000 itérations avec stratification par âge) et les corrélats stables ont été retenus.
À la tempe, 14 corrélats d'âge stables ont été trouvés, contre seulement 3 au poignet. Le marqueur le plus fort à la tempe est (Ad-Ab)/Aa, le contraste normalisé entre la courbure systolique précoce et tardive de la dérivée seconde. Sa corrélation avec l'âge est r = −0.679, avec une probabilité de sélection de 70 %. Au poignet, le marqueur le plus fort, Ad/Aa, avait r = −0.413 et une probabilité de 10.1 %. La différence de force d'association entre les sites était importante pour 8 caractéristiques (d de Cohen > 1.5). L'analyse en composantes principales a montré que 5 composantes suffisent à expliquer 85.3 % de la variance à la tempe, alors qu'au poignet 3 composantes suffisent pour 100 %. La corrélation moyenne par paires entre les 89 caractéristiques était légèrement plus faible à la tempe (0.372 contre 0.385), ce qui indique une moindre redondance de l'information.
Ce travail montre que le site de mesure PPG n'est pas neutre : il détermine quels processus physiologiques sont visibles dans la forme de l'onde. À la tempe, l'âge se manifeste selon plusieurs axes indépendants (courbure, aire, timings), tandis qu'au poignet il se manifeste par un nombre plus restreint d'axes et plus faiblement. Cela diffère des travaux voisins, qui soit améliorent les modèles sur un seul site, soit cherchent des explications pour les réseaux de neurones sans comparer les points anatomiques. Ici, pour la première fois, la tempe et le poignet sont systématiquement comparés sur le même ensemble de caractéristiques, et il est montré que le site proximal (plus proche du cœur) donne une image plus riche et plus interprétable.
Le sujet pourrait évoluer vers des dispositifs portables placés sur la tête : lunettes, écouteurs, bandeaux. Si la tempe fournit réellement un signal plus propre sur le vieillissement vasculaire, cela ouvre la voie à une surveillance continue de la rigidité artérielle sans brassard. Mais il faut d'abord des mesures appariées chez les mêmes personnes avec des capteurs identiques, afin d'écarter l'influence de cohortes différentes et de fréquences d'échantillonnage distinctes.
Cela influencera la conception de capteurs portables pour la surveillance cardiovasculaire, le choix du site de mesure dans les études cliniques et l'interprétation des données des montres connectées.
Mener une étude intra-sujet avec enregistrement simultané du PPG à la tempe et au poignet, puis comparer avec la vitesse de l'onde de pouls de référence et des mesures directes de pression et de débit.
Lien avec un problème non résolu de physiologie circulatoire : comment les propriétés locales du lit vasculaire et les ondes réfléchies sont codées dans la forme du pouls périphérique. Ce travail montre qu'une même caractéristique peut avoir une origine physiologique différente selon le site de mesure, ce qui complique l'interprétation des biomarqueurs et appelle des modèles multi-sites.
Les canaux à ondes courtes de la fNIRS, généralement écartés comme du bruit, ont à la tempe donné de façon inattendue des corrélations avec l'âge allant jusqu'à r = −0.852 à une longueur d'onde de 830 nm.
Non publié sur arXiv. Voici sa page, le PDF et la formalisation : vous pouvez vérifier vous-même, pas seulement lire notre analyse.