Pulsoximetrie und BluPRO
Operationssaal
Aufwachraum
- Bewertung der Oxygenierung nach Anästhesie im perioperativen Zeitraum
ITS
- Atemwegsmanagement unter Beatmung
- Entwöhnungsindex
- Atemwegsmanagement bei Patienten mit Sedativa oder Analgetika
NICU
- Erkennung von Hypoxämie
- Sauerstoffmanagement zur Vermeidung von Frühgeborenen-Retinopathie
Stationen
- Überwachung der Vitalzeichen durch SpO2 und Pulsfrequenz
- Stichprobenüberwachung der Sauerstoffwerte während der Visiten
Notaufnahme
- Verwaltung der Sauerstoffverabreichung
Labor
- Erkennung von Hypoxämie während der Tracheoskopie oder Endoskopie
SpO2 ist die arterielle Blutsauerstoffsättigung, die transkutan mit einem Pulsoximeter gemessen wird. Dieses quantifiziert den Prozentsatz des Hämoglobins, das im arteriellen Blut an Sauerstoff gebunden ist. Hämoglobin wird hellrot, wenn es an Sauerstoff gebunden ist, und dunkelrot, wenn es ungebunden ist. Die Sauerstoffsättigung des arteriellen Blutes wird berechnet, indem die Tatsache genutzt wird, dass die Lichtabsorption je nach Farbe unterschiedlich ist. Zwei Arten von Licht der kleinen Geräte, die an den Fingerspitzen der Hand befestigt sind, und der Sensor auf der anderen Seite messen das Licht, das den Finger durchdringt, ohne absorbiert zu werden, und analysieren es.
- Eine Sonde mit zwei LEDs (660 mm für rotes Licht und 940 mm für Infrarotlicht bei Nihon Kohden) wird an einem Körperteil mit relativ dünnem Gewebe, wie einem Finger oder Zeh, befestigt.
- Ein Fotodetektor erkennt die beiden Wellenlängen, die durch die Messstelle hindurchgehen, und berechnet die Sauerstoffsättigung des arteriellen Blutes aus der Pulswelle, der Absorption und der Blutmenge, die aus den beiden Signalen gewonnen wird.
Referenz
1) [Improvement of Earpiece, oximeter] (in Japanese). Japanese Society for Medical and Biological Engineering Abstract. 12, 90-91, 1974.
2) [The Birth of the Pulse Oximeter and its Theory] (in Japanese). The Journal of Japan Society for Clinical Anesthesia. 10(1), 1-11, 1990.
3) [Pulse Oximetry and Its Simulation] IEEE Tokyo Section Denshi Tokyo. 29, 184-186, 1990.
4) Takuo, Aoyagi. [Theoretical and Experimental Investigations of Blood Dimming] (in Japanese). Japanese journal of medical electronics and biological engineering : JJME. 30(1), 1-7, 1992.
SpO2 wird als Amplitudenverhältnis Φ der Pulswellen von zwei Wellenlängen von rotem und infrarotem Licht berechnet, die von LEDs ausgesendet werden. Das Pulsoximeter von Nihon Kohden zeichnet die Pulswellensignale von Infrarotlicht und rotem Licht auf den XY-Koordinatenachsen auf, wie in Abbildung 1 gezeigt, und berechnet Φ aus der Steigung der Regressionslinie, die mit der Methode der kleinsten Quadrate erhalten wird. Da diese Methode alle Wellendaten verwendet, ermöglicht sie eine genauere Berechnung von Φ als die Methode, die nur die maximale und minimale Amplitude verwendet.
Der NPi-Algorithmus verbessert die Filterfunktion, die Artefakte aus der Pulswelle entfernt, während die grundlegende Verarbeitung des herkömmlichen Algorithmus beibehalten wird. Zu seinen charakteristischen Merkmalen gehören die Extraktion der Grundfrequenz der Pulswelle durch Frequenzanalyse (Abbildung 2) und die Entfernung von Artefakten mittels einer schmalbandigen Filterung basierend auf dieser Frequenzanalyse. Diese Funktion ist besonders effektiv, wenn relativ große Artefakte in der Amplitude der Pulswelle vorhanden sind, wie zum Beispiel bei unruhigen Patienten mit peripherer Kreislaufinsuffizienz oder bei Atemschwankungen bei Neugeborenen.
Pulswellen haben eine Grundfrequenz, die der Pulsfrequenz entspricht, und eine Frequenzkomponente, die ein konstantes Vielfaches dieser Frequenz ist (Abbildung 3). Bei der Frequenzanalyse einer Wellenform mit einem großen überlagerten Artefakt ist es schwierig, die Pulswellenfrequenz zu identifizieren, da das Pulswellensignal im Artefakt verloren geht (Abbildung 3b). Selbst in solchen Situationen verbessert die Verwendung der ursprünglichen Koordinatentransformationsmethode von Nihon Kohden die Unterscheidung zwischen Pulswelle und Artefakten. Die Frequenzanalyse des Pulswellensignals, das durch Trennung vom Artefakt mit dieser Koordinatentransformationsmethode gewonnen wird, ermöglicht die Identifizierung der Frequenz der Pulswelle (Abbildung 3c).
Basierend auf dem durch die Koordinatentransformationsmethode von Artefakten getrennten Pulswellensignal, wie in Abbildung 4 gezeigt, wird ein schmalbandiger Filter (patentiert) verwendet, um von Artefakten beeinflusste Signale herauszufiltern, um Signale genau zu extrahieren und die Pulswellensignale Φ zu berechnen. Diese Methode ist in der Welt der Signalverarbeitungstechnologie seit langem bekannt, aber ihre Anwendung auf Pulsoximeter hat es ermöglicht, Artefakte genau von Signalen zu trennen und hochzuverlässige SpO2-Werte bereitzustellen.
