Pulsossimetria e
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Che cos'è un pulsossimetro?
Il pulsossimetro è un dispositivo che monitora in modo continuo e non invasivo il livello di ossigeno nel sangue dei pazienti. Il principio della pulsossimetria è stato inventato dal dottor Takuo Aoyagi, ingegnere di Nihon Kohden, nel 1972. Per saperne di più sulla storia del Dr. Aoyagi, visita il nostro Global Website.
Uso del pulsossimetro
Il pulsossimetro è un dispositivo che misura in continua la saturazione di ossigeno nel sangue arterioso senza prelievo di sangue. Il pulsossimetro è stato diffuso per la gestione respiratoria nel periodo perioperatorio e nelle unità di terapia intensiva, ma con l'avvento di dispositivi più piccoli il suo uso si è esteso ai pazienti ambulatoriali e ai reparti ospedalieri.
Oggi la sonda e l'unità principale sono state miniaturizzate e sono ampiamente utilizzate al di fuori degli ospedali, anche per l'assistenza domiciliare. La SpO2 è stata utilizzata anche come criterio di valutazione per classificare la gravità dell'infezione COVID-19, rendendola un segno vitale sempre più indispensabile.
Sala operatoria
Sala risvegli
Valutazione dell'ossigenazione dopo l'anestesia nel periodo perioperatorio
TERAPIA INTENSIVA
- Gestione respiratoria sotto ventilazione
- Indice di weaning
- Gestione respiratoria dei pazienti con sedativi o analgesici
TERAPIA INTENSIVA NEONATALE
- Rilevamento dell'ipossiemia
- Gestione dell'ossigeno per prevenire la retinopatia dei prematuri
Reparti
- Monitoraggio dei parametri vitali tramite SpO2 e frequenza di polso
- Monitoraggio spotcheck dei livelli di ossigeno durante i turni di lavoro
Pronto soccorso
Gestione della somministrazione di ossigeno
Laboratorio
Rilevamento dell'ipossiemia durante l'endoscopia
Assistenza domiciliare
- Prescrizione dell'ossigenoterapia domiciliare
- Gestione respiratoria
- Screening della sindrome delle apnee notturne
Il principio della pulsossimetria
La SpO2 è la saturazione di ossigeno del sangue arterioso misurata per via transcutanea con un pulsossimetro, che quantifica la percentuale di emoglobina legata all'ossigeno dei globuli rossi.
L'emoglobina ossigenata (HbO2) assorbe maggiormente la luce infrarossa, mentre l'emoglobina deossigenata (Hb) assorbe maggiormente la luce rossa. Misurando la quantità di luce assorbita da entrambi i tipi di emoglobina, il pulsossimetro stima la quantità di ossigeno trasportata nel flusso sanguigno e determina la saturazione di ossigeno.
Riferimenti
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.
Tecnologia di misurazione della SpO2 di Nihon Kohden, l'algoritmo NPi
Elaborazione della SpO2
La SpO2 viene calcolata in base al rapporto di ampiezza Φ delle onde delle due lunghezze d'onda di luce rossa e infrarossa emesse dai LED. Il pulsossimetro Nihon Kohden traccia i segnali delle onde di polso della luce infrarossa e della luce rossa sugli assi delle coordinate XY come mostrato nella Figura 1 e calcola la Φ dalla pendenza della linea di regressione ottenuta con il metodo dei minimi quadrati. Poiché questo metodo utilizza tutti i dati della forma d'onda, consente un calcolo più accurato della Φ rispetto al metodo che utilizza solo l'ampiezza massima e minima.
Algoritmo NPi
L'algoritmo NPi migliora il filtraggio che rimuove gli artefatti dall'onda di impulso, mantenendo l'elaborazione di base dell'algoritmo convenzionale. Le sue caratteristiche sono l'estrazione della frequenza fondamentale dell'onda di impulso mediante l'analisi di frequenza (Figura 2) e la rimozione degli artefatti mediante un filtraggio a banda stretta basato su tale analisi in frequenza. Questa funzione è efficace quando ci sono artefatti relativamente grandi nell'ampiezza dell'onda di polso, come quando un paziente con insufficienza circolatoria periferica diventa irrequieto o nel caso di variazioni respiratorie nei neonati.
Le onde di polso hanno una frequenza fondamentale che è uguale alla frequenza di polso e una componente di frequenza che è un multiplo costante di questa frequenza (Figura 3). Quando si esegue l'analisi in frequenza di una forma d'onda con un grande artefatto sovrapposto, è difficile identificare la frequenza dell'onda di polso perché il segnale dell'onda di polso si perde nell'artefatto (Figura 3b). Anche in queste situazioni, l'utilizzo del metodo originale di Nihon Kohden della trasformata di coordinate migliora la discriminazione tra onda di polso e artefatto.
L'analisi in frequenza del segnale dell'onda di polso ottenuto separato dall'artefatto con questo metodo di trasformata delle coordinate consente di identificare la frequenza dell'onda di polso (Figura 3c).
Sulla base del segnale dell'onda di polso ottenuto separato dagli artefatti con il metodo della trasformata delle coordinate, come mostrato nella Figura 4, viene utilizzato un filtro a banda stretta (brevettato) per filtrare i segnali affetti da artefatti, in modo da estrarre accuratamente i segnali e calcolare la Φ del segnale dell'onda del polso.
Questo metodo è molto utilizzato nell'elaborazione dei segnali e la sua applicazione ai pulsossimetri ha permesso di separare accuratamente gli artefatti dai segnali e di fornire valori di SpO2 altamente affidabili.
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Oximeter Accuracy Study
