Oxymétrie de pouls

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Oxymétrie de poulsest unnon invasifméthode de surveillance d'une personneSaturation d'oxygène.Bien que sa lecture de la saturation périphérique en oxygène (SpO₂) n'est pas toujours identique à la lecture la plus souhaitable de la saturation artérielle en oxygène (SaO₂) degaz du sang artérielanalyse, les deux sont suffisamment corrélés pour que la méthode d'oxymétrie de pouls sûre, pratique, non invasive et peu coûteuse soit utile pour mesurer la saturation en oxygène danscliniqueutilisation.

Dans son mode d'application le plus courant (transmissif), un dispositif capteur est placé sur une partie fine du corps du patient, généralement unbout du doigtoulobe de l'oreille, ou dans le cas d'unnourrisson, sur un pied.Le dispositif fait passer deux longueurs d'onde de lumière à travers la partie du corps vers un photodétecteur.Il mesure l'absorbance changeante à chacun deslongueurs d'onde, lui permettant de déterminerabsorbancesen raison de la pulsationle sang artérielseul, à l'exclusionsang veineux, la peau, les os, les muscles, la graisse et (dans la plupart des cas) le vernis à ongles.^[1]

L'oxymétrie de pouls par réflectance est une alternative moins courante à l'oxymétrie de pouls transmissive.Cette méthode ne nécessite pas une section fine du corps de la personne et est donc bien adaptée à une application universelle telle que les pieds, le front et la poitrine, mais elle présente également certaines limites.La vasodilatation et l'accumulation de sang veineux dans la tête en raison d'un retour veineux compromis vers le cœur peuvent provoquer une combinaison de pulsations artérielles et veineuses dans la région du front et conduire à une fausse SpO₂résultats.De telles conditions surviennent lors d'une anesthésie avecintubation endotrachéaleet ventilation mécanique ou chez les patients enPosition de Trendelenburg.^[2]

Contenu

• 1Histoire
• 2Fonction
• 3Indication
  • 3.1Avantages
  • 3.2Limites
  • 3.3 Augmentation de l'utilisation
  • 3.4Détection précoce du COVID-19
  • 4Mesures dérivées
  • 5Voir aussi
  • 6Notes
  • 7Références
  • 8Liens externes

En 1935, le médecin allemand Karl Matthes (1905-1962) a développé la première oreille à deux longueurs d'onde O₂compteur de saturation avec filtres rouges et verts (plus tard filtres rouges et infrarouges).Son compteur a été le premier appareil à mesurer O₂saturation.^[3]

L'oxymètre d'origine a été fabriqué parGlenn Allan Millikandans les années 1940.^[4]En 1949, Wood a ajouté une capsule de pression pour faire sortir le sang de l'oreille afin d'obtenir un O absolu₂valeur de saturation lorsque le sang a été réadmis.Le concept est similaire à l'oxymétrie de pouls conventionnelle d'aujourd'hui, mais était difficile à mettre en œuvre en raison de l'instabilitéphotocelluleset sources lumineuses ;aujourd'hui cette méthode n'est pas utilisée cliniquement.En 1964, Shaw a assemblé le premier oxymètre auriculaire à lecture absolue, qui utilisait huit longueurs d'onde de lumière.

L'oxymétrie de pouls a été développée en 1972, parTakuo Aoyagiet Michio Kishi, bioingénieurs, àNihon Kohdenen utilisant le rapport entre l'absorption de lumière rouge et infrarouge des composants pulsés au niveau du site de mesure.Susumu Nakajima, un chirurgien, et ses associés ont d'abord testé l'appareil chez des patients, le signalant en 1975.^[5]Il a été commercialisé parBioxen 1980.^[6][5][sept]

En 1987, la norme de soins pour l'administration d'un anesthésique général aux États-Unis comprenait l'oxymétrie de pouls.Depuis le bloc opératoire, l'utilisation de l'oxymétrie de pouls s'est rapidement répandue dans tout l'hôpital, d'abordsalles de réveil, puis àunités de soins intensifs.L'oxymétrie de pouls était particulièrement utile dans l'unité néonatale où les patients ne se développent pas avec une oxygénation inadéquate, mais trop d'oxygène et les fluctuations de la concentration d'oxygène peuvent entraîner des troubles de la vision ou la cécitérétinopathie du prématuré(ROP).En outre, l'obtention d'un gaz du sang artériel d'un patient nouveau-né est douloureuse pour le patient et constitue une cause majeure d'anémie néonatale.^[8]L'artéfact de mouvement peut constituer une limitation importante de la surveillance de l'oxymétrie de pouls, entraînant de fréquentes fausses alarmes et la perte de données.C'est parce que pendant le mouvement et le bas périphériqueperfusion, de nombreux oxymètres de pouls ne peuvent pas faire la distinction entre le sang artériel pulsé et le sang veineux en mouvement, ce qui conduit à une sous-estimation de la saturation en oxygène.Les premières études sur les performances de l'oxymétrie de pouls pendant le mouvement du sujet ont mis en évidence les vulnérabilités des technologies d'oxymétrie de pouls conventionnelles aux artefacts de mouvement.^[9][dix]

En 1995,Masimointroduit la technologie d'extraction de signal (SET) qui pouvait mesurer avec précision pendant le mouvement du patient et une faible perfusion en séparant le signal artériel des signaux veineux et autres.Depuis lors, les fabricants d'oxymétrie de pouls ont développé de nouveaux algorithmes pour réduire certaines fausses alarmes lors de mouvements^[11]tels que l'extension des temps de calcul de la moyenne ou le gel des valeurs à l'écran, mais ils ne prétendent pas mesurer les conditions changeantes pendant le mouvement et la faible perfusion.Ainsi, il existe encore des différences importantes dans les performances des oxymètres de pouls dans des conditions difficiles.^[12]Toujours en 1995, Masimo a introduit l'indice de perfusion, quantifiant l'amplitude de lapléthysmographeforme d'onde.Il a été démontré que l'indice de perfusion aide les cliniciens à prédire la gravité de la maladie et les résultats respiratoires indésirables précoces chez les nouveau-nés,^[13][14][15]prédire le faible débit de la veine cave supérieure chez les nourrissons de très faible poids de naissance,^[16]fournir un indicateur précoce de sympathectomie après anesthésie péridurale,^[17]et améliorer la détection des cardiopathies congénitales critiques chez les nouveau-nés.^[18]

Des articles publiés ont comparé la technologie d'extraction de signal à d'autres technologies d'oxymétrie de pouls et ont démontré des résultats toujours favorables pour la technologie d'extraction de signal.^[9][12][19]Il a également été démontré que les performances de l'oxymétrie de pouls de la technologie d'extraction de signal se traduisent par une aide pour les cliniciens à améliorer les résultats pour les patients.Dans une étude, la rétinopathie du prématuré (lésions oculaires) a été réduite de 58 % chez les nouveau-nés de très faible poids à la naissance dans un centre utilisant la technologie d'extraction de signal, alors qu'il n'y avait aucune diminution de la rétinopathie du prématuré dans un autre centre avec les mêmes cliniciens utilisant le même protocole mais avec une technologie d'extraction sans signal.^[20]D'autres études ont montré que l'oxymétrie de pouls de la technologie d'extraction de signal entraîne moins de mesures des gaz du sang artériel, un temps de sevrage à l'oxygène plus rapide, une utilisation plus faible du capteur et une durée de séjour plus courte.^[21]Les capacités de mouvement de mesure et de faible perfusion dont il dispose lui permettent également d'être utilisé dans des zones auparavant non surveillées telles que l'étage général, où les fausses alarmes ont tourmenté l'oxymétrie de pouls conventionnelle.Comme preuve de cela, une étude historique a été publiée en 2010 montrant que les cliniciens du Dartmouth-Hitchcock Medical Center utilisant la technologie d'extraction de signal oxymétrie de pouls à l'étage général ont pu réduire les activations d'équipes d'intervention rapide, les transferts en USI et les jours en USI.^[22]En 2020, une étude rétrospective de suivi dans le même établissement a montré que sur dix ans d'utilisation de l'oxymétrie de pouls avec la technologie d'extraction de signal, couplée à un système de surveillance des patients, il n'y a eu aucun décès de patient et aucun patient n'a été blessé par une dépression respiratoire induite par les opioïdes. alors que la surveillance continue était en cours d'utilisation.^[23]

En 2007, Masimo a introduit la première mesure de laindice de variabilité pleth(PVI), dont plusieurs études cliniques ont montré, fournit une nouvelle méthode d'évaluation automatique et non invasive de la capacité d'un patient à répondre à l'administration de liquide.^[24][25][26]Des niveaux de liquide appropriés sont essentiels pour réduire les risques postopératoires et améliorer les résultats pour les patients : il a été démontré que des volumes de liquide trop faibles (sous-hydratation) ou trop élevés (surhydratation) diminuent la cicatrisation des plaies et augmentent le risque d'infection ou de complications cardiaques.^[27]Récemment, le National Health Service du Royaume-Uni et la Société française d'anesthésie et de soins intensifs ont inscrit la surveillance de l'IVP dans le cadre de leurs stratégies suggérées pour la gestion des fluides peropératoires.^[28][29]

En 2011, un groupe de travail d'experts a recommandé le dépistage néonatal par oxymétrie de pouls pour augmenter la détection decardiopathie congénitale critique(CCHD).^[30]Le groupe de travail CCHD a cité les résultats de deux grandes études prospectives portant sur 59 876 sujets qui utilisaient exclusivement la technologie d'extraction de signal pour augmenter l'identification du CCHD avec un minimum de faux positifs.^[31][32]Le groupe de travail CCHD a recommandé que le dépistage néonatal soit effectué avec une oxymétrie de pouls tolérante au mouvement qui a également été validée dans des conditions de faible perfusion.En 2011, le secrétaire américain à la Santé et aux Services sociaux a ajouté l'oxymétrie de pouls au panel de dépistage uniforme recommandé.^[33]Avant les preuves du dépistage à l'aide de la technologie d'extraction de signal, moins de 1 % des nouveau-nés aux États-Unis étaient dépistés.Aujourd'hui,La Fondation Nouveau-néa documenté un dépistage quasi universel aux États-Unis et le dépistage international se développe rapidement.^[34]En 2014, une troisième grande étude portant sur 122 738 nouveau-nés qui utilisaient également exclusivement la technologie d'extraction de signal a montré des résultats positifs similaires à ceux des deux premières grandes études.^[35]

L'oxymétrie de pouls à haute résolution (HRPO) a été développée pour le dépistage et les tests à domicile de l'apnée du sommeil chez les patients pour lesquels il n'est pas pratique d'effectuerpolysomnographie.^[36][37]Il stocke et enregistre à la foisRythme cardiaqueet SpO2 à des intervalles de 1 seconde et a été démontré dans une étude pour aider à détecter les troubles respiratoires du sommeil chez les patients chirurgicaux.^[38]

Spectres d'absorption de l'hémoglobine oxygénée (HbO2) et de l'hémoglobine désoxygénée (Hb) pour les longueurs d'onde rouge et infrarouge

La face interne d'un oxymètre de pouls

Un moniteur d'oxygène sanguin affiche le pourcentage de sang chargé en oxygène.Plus précisément, il mesure quel pourcentage dehémoglobine, la protéine du sang qui transporte l'oxygène, est chargée.Les plages normales acceptables pour les patients sans pathologie pulmonaire sont de 95 à 99 %.Pour un patient respirant l'air ambiant à ou prèsniveau de la mer, une estimation de la pO artérielle₂peut être fabriqué à partir du moniteur d'oxygène sanguin"saturation en oxygène périphérique"(SpO₂) en train de lire.

Un oxymètre de pouls typique utilise un processeur électronique et une paire de petitsdiodes électroluminescentes(DEL) face à unphotodiodeà travers une partie translucide du corps du patient, généralement le bout d'un doigt ou le lobe de l'oreille.Une LED est rouge, aveclongueur d'ondede 660 nm, et l'autre estinfrarougeavec une longueur d'onde de 940 nm.L'absorption de la lumière à ces longueurs d'onde diffère significativement entre le sang chargé en oxygène et le sang dépourvu d'oxygène.L'hémoglobine oxygénée absorbe plus de lumière infrarouge et laisse passer plus de lumière rouge.L'hémoglobine désoxygénée laisse passer plus de lumière infrarouge et absorbe plus de lumière rouge.Les LED s'enchaînent à travers leur cycle d'allumage, puis l'autre, puis les deux s'éteignent environ trente fois par seconde, ce qui permet à la photodiode de répondre séparément à la lumière rouge et infrarouge et également de s'ajuster à la ligne de base de la lumière ambiante.^[39]

La quantité de lumière qui est transmise (en d'autres termes, qui n'est pas absorbée) est mesurée et des signaux normalisés séparés sont produits pour chaque longueur d'onde.Ces signaux fluctuent dans le temps car la quantité de sang artériel présente augmente (littéralement des impulsions) à chaque battement de cœur.En soustrayant la lumière transmise minimale de la lumière transmise dans chaque longueur d'onde, les effets des autres tissus sont corrigés, générant un signal continu pour le sang artériel pulsatile.^[40]Le rapport de la mesure de la lumière rouge à la mesure de la lumière infrarouge est ensuite calculé par le processeur (qui représente le rapport de l'hémoglobine oxygénée à l'hémoglobine désoxygénée), et ce rapport est ensuite converti en SpO₂par le processeur via untable de recherche^[40]basé surLoi Beer-Lambert.^[39]La séparation des signaux sert également à d'autres fins : une forme d'onde du pléthysmographe ("onde pleth") représentant le signal pulsatile est généralement affichée pour une indication visuelle des impulsions ainsi que de la qualité du signal,^[41]et un rapport numérique entre l'absorbance pulsatile et de base ("indice de perfusion“) peut être utilisé pour évaluer la perfusion.^[25]

Une sonde d'oxymètre de pouls appliquée au doigt d'une personne

Un oxymètre de pouls est undispositif médicalqui surveille indirectement la saturation en oxygène d'un patientdu sang(par opposition à la mesure de la saturation en oxygène directement à travers un échantillon de sang) et des changements de volume sanguin dans la peau, produisant unephotopléthysmogrammequi peuvent être transformés ultérieurement enautres mesures.^[41]L'oxymètre de pouls peut être incorporé dans un moniteur patient multiparamètre.La plupart des moniteurs affichent également la fréquence du pouls.Des oxymètres de pouls portables à piles sont également disponibles pour le transport ou la surveillance de l'oxygène sanguin à domicile.

Avantages[Éditer]

L'oxymétrie de pouls est particulièrement pratique pournon invasifmesure continue de la saturation en oxygène du sang.En revanche, les niveaux de gaz sanguins doivent autrement être déterminés en laboratoire sur un échantillon de sang prélevé.L'oxymétrie de pouls est utile dans tous les contextes où le patientoxygénationest instable, y comprissoins intensifs, opératoire, de convalescence, d'urgence et d'hospitalisation,pilotesdans un avion non pressurisé, pour évaluer l'oxygénation de tout patient et déterminer l'efficacité ou la nécessité d'une supplémentationoxygène.Bien qu'un oxymètre de pouls soit utilisé pour surveiller l'oxygénation, il ne peut pas déterminer le métabolisme de l'oxygène ou la quantité d'oxygène utilisée par un patient.Pour cela, il est nécessaire de mesurer égalementgaz carbonique(CO₂) niveaux.Il est possible qu'il puisse également être utilisé pour détecter des anomalies de la ventilation.Cependant, l'utilisation d'un oxymètre de pouls pour détecterhypoventilationest altérée par l'utilisation d'oxygène supplémentaire, car ce n'est que lorsque les patients respirent l'air ambiant que les anomalies de la fonction respiratoire peuvent être détectées de manière fiable avec son utilisation.Par conséquent, l'administration systématique d'oxygène supplémentaire peut être injustifiée si le patient est capable de maintenir une oxygénation adéquate dans l'air ambiant, car cela peut entraîner une hypoventilation non détectée.^[42]

En raison de leur simplicité d'utilisation et de leur capacité à fournir des valeurs de saturation en oxygène continues et immédiates, les oxymètres de pouls sont d'une importance cruciale dansmédecine d'urgenceet sont également très utiles pour les patients souffrant de problèmes respiratoires ou cardiaques, en particulierMPOC, ou pour le diagnostic de certainsles troubles du sommeiltel queapnéeethypopnée.^[43]Les oxymètres de pouls portables à piles sont utiles pour les pilotes opérant dans un avion non pressurisé au-dessus de 10 000 pieds (3 000 m) ou 12 500 pieds (3 800 m) aux États-Unis^[44]où un supplément d'oxygène est nécessaire.Les oxymètres de pouls portables sont également utiles pour les alpinistes et les athlètes dont les niveaux d'oxygène peuvent diminuer à des niveaux élevés.altitudesou avec de l'exercice.Certains oxymètres de pouls portables utilisent un logiciel qui trace l'oxygène sanguin et le pouls d'un patient, servant de rappel pour vérifier les niveaux d'oxygène dans le sang.

Les progrès récents en matière de connectivité ont également permis aux patients de surveiller en permanence leur saturation en oxygène dans le sang sans connexion câblée à un moniteur hospitalier, sans sacrifier le flux de données des patients vers les moniteurs de chevet et les systèmes de surveillance centralisés des patients.Masimo Radius PPG, introduit en 2019, fournit une oxymétrie de pouls sans fil utilisant la technologie d'extraction de signal Masimo, permettant aux patients de se déplacer librement et confortablement tout en étant surveillés en continu et de manière fiable.^[45]Radius PPG peut également utiliser le Bluetooth sécurisé pour partager les données des patients directement avec un smartphone ou un autre appareil intelligent.^[46]

Limites[Éditer]

L'oxymétrie de pouls mesure uniquement la saturation en hémoglobine, pasventilationet n'est pas une mesure complète de la suffisance respiratoire.Il ne remplace pasgaz du sangvérifié en laboratoire, car il ne donne aucune indication sur le déficit en bases, les niveaux de dioxyde de carbone, le sangpH, oubicarbonate(HCO₃⁻) concentration.Le métabolisme de l'oxygène peut être facilement mesuré en surveillant le CO expiré₂, mais les chiffres de saturation ne donnent aucune information sur la teneur en oxygène du sang.La majeure partie de l'oxygène dans le sang est transportée par l'hémoglobine ;dans l'anémie sévère, le sang contient moins d'hémoglobine qui, malgré sa saturation, ne peut transporter autant d'oxygène.

Des lectures faussement basses peuvent être causées parhypoperfusionde l'extrémité utilisée pour la surveillance (souvent en raison d'un membre froid ou devasoconstrictionsecondaire à l'utilisation devasopresseuragents);application incorrecte du capteur ;trèsinsensiblepeau;ou mouvement (comme des frissons), en particulier pendant l'hypoperfusion.Pour garantir la précision, le capteur doit renvoyer une impulsion stable et/ou une forme d'onde d'impulsion.Les technologies d'oxymétrie de pouls diffèrent dans leurs capacités à fournir des données précises dans des conditions de mouvement et de faible perfusion.^[12][9]

L'oxymétrie de pouls n'est pas non plus une mesure complète de la suffisance en oxygène circulatoire.S'il n'y a pas assezdébit sanguinou hémoglobine insuffisante dans le sang (anémie), les tissus peuvent souffrirhypoxiemalgré une saturation artérielle élevée en oxygène.

Étant donné que l'oxymétrie de pouls ne mesure que le pourcentage d'hémoglobine liée, une lecture faussement élevée ou faussement basse se produira lorsque l'hémoglobine se lie à autre chose que l'oxygène :

• L'hémoglobine a une affinité plus élevée pour le monoxyde de carbone que pour l'oxygène, et une lecture élevée peut se produire même si le patient est en fait hypoxémique.En cas deempoisonnement au monoxyde de carbone, cette imprécision peut retarder la reconnaissance dehypoxie(faible taux d'oxygène cellulaire).
• Empoisonnement au cyanuredonne une lecture élevée car il réduit l'extraction d'oxygène du sang artériel.Dans ce cas, la lecture n'est pas fausse, car l'oxygène sanguin artériel est en effet élevé au début de l'empoisonnement au cyanure.^{[clarification nécessaire]}
• Méthémoglobinémieprovoque généralement des lectures d'oxymétrie de pouls au milieu des années 80.
• La BPCO [en particulier la bronchite chronique] peut provoquer de fausses lectures.^[47]

Une méthode non invasive qui permet une mesure continue des dyshémoglobines est le poulsCO-oxymètre, qui a été construit en 2005 par Masimo.^[48]En utilisant des longueurs d'onde supplémentaires,^[49]il fournit aux cliniciens un moyen de mesurer les dyshémoglobines, la carboxyhémoglobine et la méthémoglobine ainsi que l'hémoglobine totale.^[50]

Augmentation de l'utilisation[Éditer]

Selon un rapport d'iData Research, le marché américain de la surveillance de l'oxymétrie de pouls pour les équipements et les capteurs s'élevait à plus de 700 millions USD en 2011.^[51]

En 2008, plus de la moitié des principaux fabricants de matériel médical exportateurs internationaux enChineétaient des fabricants d'oxymètres de pouls.^[52]

Détection précoce du COVID-19[Éditer]

Les oxymètres de pouls sont utilisés pour faciliter la détection précoce deCOVID-19 [feminine]infections, qui peuvent provoquer une faible saturation artérielle en oxygène et une hypoxie initialement imperceptibles.Le New York Timesont rapporté que «les responsables de la santé sont divisés sur la question de savoir si la surveillance à domicile avec un oxymètre de pouls devrait être recommandée sur une base généralisée pendant Covid-19.Les études de fiabilité montrent des résultats mitigés, et il y a peu de conseils sur la façon d'en choisir un.Mais de nombreux médecins conseillent aux patients de s'en procurer un, ce qui en fait le gadget incontournable de la pandémie.^[53]

Voir également:Photopléthysmogramme

En raison des changements dans les volumes sanguins de la peau, unpléthysmographiquela variation peut être vue dans le signal lumineux reçu (transmittance) par le capteur sur un oxymètre.La variation peut être décrite comme unefonction périodique, qui à son tour peut être divisée en une composante continue (la valeur de crête)^[un]et une composante alternative (crête moins vallée).^[54]Le rapport de la composante AC à la composante DC, exprimé en pourcentage, est connu sous le nom de(périphérique)perfusionindice(Pi) pour une impulsion, et a généralement une plage de 0,02 % à 20 %.^[55]Une mesure antérieure appeléeoxymétrie de pouls pléthysmographique(POP) ne mesure que la composante "AC" et est dérivé manuellement des pixels du moniteur.^[56][25]

Indice de variabilité de Pleth(PVI) est une mesure de la variabilité de l'indice de perfusion, qui se produit pendant les cycles respiratoires.Mathématiquement, il est calculé comme (Pi_maximum-Pi_min)/Pi_maximum× 100 %, où les valeurs maximales et minimales de Pi proviennent d'un ou de plusieurs cycles respiratoires.^[54]Il s'est avéré être un indicateur utile et non invasif de la réactivité continue aux fluides pour les patients subissant une gestion des fluides.^[25] Amplitude de la forme d'onde pléthysmographique de l'oxymétrie de pouls(ΔPOP) est une technique antérieure analogue à utiliser sur le POP dérivé manuellement, calculé comme (POP_maximum- POPULAIRE_min)/(POPULAIRE_maximum+ POP_min)*2.^[56]

• Gaz du sang artériel
• Capnographie
• Index pulmonaire intégré
• Surveillance respiratoire
• Équipement médical
• Ventilation mécanique
• Capteur d'oxygène
• Saturation d'oxygène
• Photopléthysmogramme, mesure du dioxyde de carbone (CO₂) dans les gaz respiratoires
• Apnée du sommeil
• Oulaif

1. ^Cette définition utilisée par Masimo varie de la valeur moyenne utilisée dans le traitement du signal ;il est destiné à mesurer l'absorbance pulsatile du sang artériel par rapport à l'absorbance de base.

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