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L’oxymètre de pouls est un appareil qui mesure en continu la saturation en oxygène dans le sang artériel (la quantité d’hémoglobine liée à l’oxygène) sans prélèvement sanguin. Le principe de l’oxymétrie de pouls a été inventé en 1972 par le Dr Takuo Aoyagi, un ingénieur chez Nihon Kohden. Pour en savoir plus sur l’histoire du Dr Aoyagi, visitez notre site web mondial.
L’oxymètre de pouls est un appareil qui mesure en continu la saturation en oxygène dans le sang artériel sans prélèvement sanguin. L’oxymètre de pouls s’est popularisé pour la gestion respiratoire en période périopératoire et dans les unités de soins intensifs, mais avec l’avènement de dispositifs plus petits tels que les émetteurs et les modèles portables, son utilisation s’est étendue aux patients ambulatoires et aux services hospitaliers. Aujourd’hui, la sonde et l’unité principale ont été miniaturisées et sont largement utilisées en dehors des hôpitaux, y compris pour les soins à domicile. La SpO2 a également été utilisée comme critère d’évaluation pour classer la gravité des infections à COVID-19, en faisant un signe vital de plus en plus indispensable.
SpO2 est la saturation en oxygène du sang artériel mesurée de manière transcutanée avec un oxymètre de pouls, qui quantifie le pourcentage d’hémoglobine lié à l’oxygène des globules rouges dans le sang artériel. L’hémoglobine devient rouge vif lorsqu’elle est liée à l’oxygène et rouge foncé lorsqu’elle ne l’est pas. La saturation en oxygène du sang artériel est calculée en utilisant le fait que la facilité d’absorption de la lumière varie en fonction de la couleur. Deux types de lumière des petits appareils attachés aux extrémités des doigts de la main, et le capteur de l’autre côté mesure la lumière qui traverse le doigt sans être absorbée et l’analyse.
Référence
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.
L’algorithme NPi est la fonction de filtrage unique de Nihon Kohden pour éliminer efficacement les artefacts. Ses caractéristiques incluent l’extraction de la fréquence fondamentale de l’onde de pouls en utilisant une méthode de transformation de coordonnées et une analyse de fréquence, ainsi que l’élimination des artefacts à l’aide d’un filtre à bande étroite basé sur la fréquence fondamentale extraite.
SpO<sub>2</sub> est calculé comme le rapport d’amplitude Φ des ondes de pouls de deux longueurs d’onde de lumière rouge et infrarouge émises par des LED. L’oxymètre de pouls de Nihon Kohden trace les signaux d’onde de pouls de lumière infrarouge et de lumière rouge sur les axes de coordonnées XY comme indiqué dans la Figure 1 et calcule Φ à partir de la pente de la ligne de régression obtenue par la méthode des moindres carrés. Étant donné que cette méthode utilise toutes les données de la forme d’onde, elle permet un calcul plus précis de Φ que la méthode qui utilise uniquement l’amplitude maximale et minimale.
L’algorithme NPi améliore la fonction de filtrage qui élimine les artefacts de l’onde de pouls tout en maintenant le traitement de base de l’algorithme conventionnel. Ses caractéristiques principales sont l’extraction de la fréquence fondamentale de l’onde de pouls par analyse de fréquence (Figure 2) et l’élimination des artefacts à l’aide d’un filtrage à bande étroite basé sur cette analyse de fréquence. Cette fonction est particulièrement efficace lorsqu’il y a des artefacts relativement importants dans l’amplitude de l’onde de pouls, comme lorsque un patient avec une insuffisance circulatoire périphérique devient agité, ou dans le cas de variations respiratoires chez les nouveau-nés.
Les ondes de pouls ont une fréquence fondamentale qui est la même que la fréquence du pouls et une composante de fréquence qui est un multiple constant de cette fréquence (Figure 3). Lors de l’analyse de fréquence d’une forme d’onde avec un artefact superposé important, il est difficile d’identifier la fréquence de l’onde de pouls car le signal de l’onde de pouls se perd dans l’artefact (Figure 3b). Même dans de telles situations, l’utilisation de la méthode de transformation de coordonnées originale de Nihon Kohden améliore la discrimination entre l’onde de pouls et les artefacts. L’analyse de fréquence du signal de l’onde de pouls obtenu en le séparant de l’artefact avec cette méthode de transformation de coordonnées permet d’identifier la fréquence de l’onde de pouls (Figure 3c).
Sur la base du signal de l’onde de pouls obtenu en le séparant des artefacts avec la méthode de transformation de coordonnées comme indiqué à la Figure 4, un filtre à bande étroite (breveté) est utilisé pour filtrer les signaux affectés par les artefacts afin d’extraire avec précision les signaux et de calculer les signaux de l’onde de pouls Φ. Cette méthode est connue depuis longtemps dans le monde de la technologie de traitement du signal, mais son application aux oxymètres de pouls a permis de séparer avec précision les artefacts des signaux et de fournir des valeurs de SpO2 hautement fiables.