Oximetría de pulso y BluPRO

Nihon Kohden ha desarrollado tecnologías innovadoras y únicas que contribuyen al progreso en la atención médica. Aceptamos nuevos desafíos con valentía, manteniendo siempre un ojo para los detalles y teniendo presente el espíritu del fundador.

¿Qué es un oxímetro de pulso?

El oxímetro de pulso es un dispositivo que mide continuamente la saturación de oxígeno en la sangre arterial (cuánto hemoglobina está unida al oxígeno) sin necesidad de tomar muestras de sangre. El principio de la oximetría de pulso fue inventado por el Dr. Takuo Aoyagi, un ingeniero de Nihon Kohden, en 1972. Para leer más sobre la historia del Dr. Aoyagi, visite nuestro sitio web global.

Uso de oxímetros de pulso

El oxímetro de pulso es un dispositivo que mide continuamente la saturación de oxígeno en la sangre arterial sin necesidad de tomar muestras de sangre. El oxímetro de pulso se popularizó para el manejo respiratorio en el período perioperatorio y en las unidades de cuidados intensivos, pero con la llegada de dispositivos más pequeños, como los transmisores y los tipos portátiles, su uso se ha expandido a pacientes ambulatorios y salas de hospital. Hoy en día, la sonda y la unidad principal se han miniaturizado y se utilizan ampliamente fuera de los hospitales, incluso para el cuidado en el hogar. El SpO2 también se ha utilizado como criterio de evaluación para clasificar la gravedad de las infecciones por COVID-19, convirtiéndolo en un signo vital cada vez más indispensable.

Sala de operaciones
Sala de recuperación

  • Evaluación de la oxigenación después de la anestesia en el período perioperatorio

UCI

  • Manejo respiratorio bajo ventilación
     
  • Índice de destete
     
  • Manejo respiratorio de pacientes con sedantes o analgésicos
     

UCIN

  • Detección de hipoxemia
     
  • Manejo del oxígeno para prevenir la retinopatía del prematuro
     

Salas

  • Monitoreo de signos vitales por SpO2 y frecuencia del pulso
     
  • Monitoreo puntual de los niveles de oxígeno durante las rondas
     

Sala de emergencias

  • Gestión de la administración de oxígeno

Laboratorio

  • Detección de hipoxemia durante la traqueoscopia o endoscopia

El principio de la oximetría de pulso

SpO2 es la saturación de oxígeno en la sangre arterial medida de forma transcutánea con un oxímetro de pulso, que cuantifica el porcentaje de hemoglobina que está unida al oxígeno de los glóbulos rojos en la sangre arterial. La hemoglobina se vuelve de color rojo brillante cuando está unida al oxígeno y de color rojo oscuro cuando no lo está. La saturación de oxígeno en la sangre arterial se calcula utilizando el hecho de que la facilidad de absorción de la luz varía según el color. Dos tipos de luz de los pequeños dispositivos adheridos a las yemas de los dedos de la mano, y el sensor en el otro lado mide la luz que pasa a través del dedo sin ser absorbida y la analiza.

  •  Una sonda con dos LED (660 mm para luz roja y 940 mm para luz infrarroja en Nihon Kohden) se adhiere a una parte del cuerpo con tejido relativamente delgado, como un dedo o un dedo del pie. 
  • Un fotodetector detecta las dos longitudes de onda que pasan por el sitio de medición y calcula la saturación de oxígeno en la sangre arterial a partir de la onda del pulso, la absorbancia y la cantidad de sangre obtenida de las dos señales.

 

principle_of_pulse_oximetry
Figura 1. Absorción de luz de la hemoglobina


 

Referencia

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.

 

Algoritmo SpO2 con prevención mejorada de artefactos, NPi

El algoritmo NPi es la función de filtrado única de Nihon Kohden para eliminar eficazmente los artefactos. Sus características incluyen la extracción de la frecuencia fundamental de la onda del pulso utilizando un método de transformación de coordenadas y análisis de frecuencia, y la eliminación de artefactos utilizando un filtro de banda estrecha basado en la frecuencia fundamental extraída.

Procesamiento básico de la medición de SpO2

SpO<sub>2</sub> se calcula como la relación de amplitud Φ de las ondas de pulso de dos longitudes de onda de luz roja e infrarroja emitidas por LEDs. El oxímetro de pulso de Nihon Kohden traza las señales de onda de pulso de luz infrarroja y luz roja en los ejes de coordenadas XY como se muestra en la Figura 1 y calcula Φ a partir de la pendiente de la línea de regresión obtenida mediante el método de mínimos cuadrados. Dado que este método utiliza todos los datos de la forma de onda, permite un cálculo más preciso de Φ que el método que utiliza solo la amplitud máxima y mínima.

 

image_tech-blupro_02
Figura 1. Cálculo de Φ utilizando el método de regresión

Algoritmo NPi

El algoritmo NPi mejora la función de filtrado que elimina los artefactos de la onda de pulso mientras mantiene el procesamiento básico del algoritmo convencional. Sus características distintivas son la extracción de la frecuencia fundamental de la onda de pulso mediante análisis de frecuencia (Figura 2) y la eliminación de artefactos utilizando un filtrado de banda estrecha basado en ese análisis de frecuencia. Esta función es especialmente efectiva cuando hay artefactos relativamente grandes en la amplitud de la onda de pulso, como cuando un paciente con insuficiencia circulatoria periférica se inquieta, o en el caso de variaciones respiratorias en neonatos.

 

image_tech-blupro_03
Figura 2. Construcción del algoritmo NPi

 

Las ondas de pulso tienen una frecuencia fundamental que es la misma que la frecuencia del pulso y una componente de frecuencia que es un múltiplo constante de esta frecuencia (Figura 3). Al realizar un análisis de frecuencia de una forma de onda con un gran artefacto superpuesto, es difícil identificar la frecuencia de la onda de pulso porque la señal de la onda de pulso se pierde en el artefacto (Figura 3b). Incluso en tales situaciones, el uso del método de transformación de coordenadas original de Nihon Kohden mejora la discriminación entre la onda de pulso y los artefactos. El análisis de frecuencia de la señal de la onda de pulso obtenida al separarla del artefacto con este método de transformación de coordenadas permite identificar la frecuencia de la onda de pulso (Figura 3c).

 

image_tech-blupro_04
Figura 3. Componente de frecuencia de la onda de pulso

 

Basado en la señal de onda de pulso obtenida al separarla de los artefactos con el método de transformación de coordenadas, como se muestra en la Figura 4, se utiliza un filtro de banda estrecha (patentado) para filtrar las señales afectadas por artefactos y extraer con precisión las señales y calcular las señales de onda de pulso Φ. Este método ha sido conocido durante mucho tiempo en el mundo de la tecnología de procesamiento de señales, pero su aplicación a los oxímetros de pulso ha hecho posible separar con precisión los artefactos de las señales y proporcionar valores de SpO2 altamente confiables.

 

image_tech-blupro_05
Figura 4. Identificación de la frecuencia fundamental y filtrado utilizando el método de transformación de coordenadas

Descargas de Material - BluPRO

  • Oximeter Accuracy Study

  • Performance Digest