Oximetria de pulso

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Oximetria de pulsoé umnão invasivométodo para monitorar uma pessoasaturação de oxigênio.Embora sua leitura da saturação periférica de oxigênio (SpO₂) nem sempre é idêntica à leitura mais desejável da saturação arterial de oxigênio (SaO₂) a partir degasometria arterialanálise, os dois estão correlacionados bem o suficiente para que o método de oximetria de pulso seguro, conveniente, não invasivo e barato seja valioso para medir a saturação de oxigênio emclínicousar.

Em seu modo de aplicação mais comum (transmissivo), um dispositivo sensor é colocado em uma parte fina do corpo do paciente, geralmente umaponta do dedooulóbulo da orelha, ou no caso deinfantil, em um pé.O dispositivo passa dois comprimentos de onda de luz através da parte do corpo para um fotodetector.Ele mede a absorção variável em cada um doscomprimentos de onda, permitindo-lhe determinar aabsorbânciaspor causa da pulsaçãoSangue arterialsozinho, excluindosangue venoso, pele, osso, músculo, gordura e (na maioria dos casos) esmalte.^[1]

A oximetria de pulso por refletância é uma alternativa menos comum à oximetria de pulso transmissiva.Este método não requer uma seção fina do corpo da pessoa e, portanto, é adequado para uma aplicação universal, como pés, testa e peito, mas também tem algumas limitações.A vasodilatação e o acúmulo de sangue venoso na cabeça devido ao comprometimento do retorno venoso ao coração podem causar uma combinação de pulsações arteriais e venosas na região da testa e levar a SpO espúria₂resultados.Tais condições ocorrem durante a anestesia comintubação endotraqueale ventilação mecânica ou em pacientesPosição de Trendelenburg.^[2]

Conteúdo

• 1Histórico
• 2Função
• 3Indicação
  • 3.1 Vantagens
  • 3.2 Limitações
  • 3.3 Aumentando o uso
  • 3.4 Detecção precoce de COVID-19
  • 4 Medições derivadas
  • 5Veja também
  • 6Notas
  • 7Referências
  • 8Links externos

Em 1935, o médico alemão Karl Matthes (1905-1962) desenvolveu o primeiro ouvido de dois comprimentos de onda O₂medidor de saturação com filtros vermelhos e verdes (mais tarde filtros vermelhos e infravermelhos).Seu medidor foi o primeiro aparelho a medir O₂saturação.^[3]

O oxímetro original foi feito porGlenn Allan Millikanna década de 1940.^[4]Em 1949, Wood adicionou uma cápsula de pressão para espremer o sangue para fora do ouvido, de modo a obter um O absoluto.₂valor de saturação quando o sangue foi readmitido.O conceito é semelhante à oximetria de pulso convencional de hoje, mas era difícil de implementar devido à instabilidadefotocélulase fontes de luz;hoje este método não é usado clinicamente.Em 1964 Shaw montou o primeiro oxímetro de ouvido de leitura absoluta, que usava oito comprimentos de onda de luz.

A oximetria de pulso foi desenvolvida em 1972, porTakuo Aoyagie Michio Kishi, bioengenheiros, daNihon Kohdenusando a proporção de absorção de luz vermelha para infravermelha de componentes pulsantes no local de medição.Susumu Nakajima, um cirurgião, e seus associados testaram o dispositivo pela primeira vez em pacientes, relatando-o em 1975.^[5]Foi comercializado porBioxem 1980.^[6][5][7]

Em 1987, o padrão de cuidados para a administração de um anestésico geral nos EUA incluía a oximetria de pulso.Da sala de cirurgia, o uso da oximetria de pulso se espalhou rapidamente por todo o hospital, primeiro asalas de recuperação, e depois paraunidades de terapia intensiva.A oximetria de pulso foi de particular valor na unidade neonatal, onde os pacientes não prosperam com oxigenação inadequada, mas muito oxigênio e flutuações na concentração de oxigênio podem levar a deficiência visual ou cegueira.retinopatia da prematuridade(ROP).Além disso, obter uma gasometria arterial de um paciente neonatal é doloroso para o paciente e uma das principais causas de anemia neonatal.^[8]O artefato de movimento pode ser uma limitação significativa para o monitoramento da oximetria de pulso, resultando em alarmes falsos frequentes e perda de dados.Isso ocorre porque durante o movimento e baixaperfusão, muitos oxímetros de pulso não conseguem distinguir entre sangue arterial pulsante e sangue venoso em movimento, levando à subestimação da saturação de oxigênio.Os primeiros estudos do desempenho da oximetria de pulso durante o movimento do sujeito deixaram claras as vulnerabilidades das tecnologias convencionais de oximetria de pulso para artefatos de movimento.^[9][10]

Em 1995,Masimointroduziu a Tecnologia de Extração de Sinal (SET) que pode medir com precisão durante o movimento do paciente e baixa perfusão, separando o sinal arterial do venoso e outros sinais.Desde então, os fabricantes de oximetria de pulso desenvolveram novos algoritmos para reduzir alguns alarmes falsos durante o movimento^[11]como estender os tempos médios ou congelar os valores na tela, mas eles não pretendem medir as mudanças nas condições durante o movimento e a baixa perfusão.Portanto, ainda existem diferenças importantes no desempenho dos oxímetros de pulso durante condições desafiadoras.^[12]Também em 1995, a Masimo introduziu o índice de perfusão, quantificando a amplitude dopletismógrafoforma de onda.O índice de perfusão demonstrou ajudar os médicos a prever a gravidade da doença e os resultados respiratórios adversos precoces em recém-nascidos,^[13][14][15]prever baixo fluxo da veia cava superior em recém-nascidos de muito baixo peso,^[16]fornecer um indicador precoce de simpatectomia após anestesia epidural,^[17]e melhorar a detecção de cardiopatia congênita crítica em recém-nascidos.^[18]

Artigos publicados compararam a tecnologia de extração de sinal com outras tecnologias de oximetria de pulso e demonstraram resultados consistentemente favoráveis ​​para a tecnologia de extração de sinal.^[9][12][19]O desempenho da oximetria de pulso da tecnologia de extração de sinal também demonstrou se traduzir em ajudar os médicos a melhorar os resultados dos pacientes.Em um estudo, a retinopatia da prematuridade (lesão ocular) foi reduzida em 58% em recém-nascidos de muito baixo peso em um centro usando tecnologia de extração de sinal, enquanto não houve diminuição na retinopatia da prematuridade em outro centro com os mesmos médicos usando o mesmo protocolo mas com tecnologia de extração sem sinal.^[20]Outros estudos mostraram que a oximetria de pulso com tecnologia de extração de sinal resulta em menos medições de gases no sangue arterial, tempo de desmame de oxigênio mais rápido, menor utilização do sensor e menor tempo de permanência.^[21]Os recursos de movimento de medição e baixa perfusão também permitem que ele seja usado em áreas anteriormente não monitoradas, como o piso geral, onde alarmes falsos têm atormentado a oximetria de pulso convencional.Como evidência disso, um estudo de referência foi publicado em 2010 mostrando que os médicos do Dartmouth-Hitchcock Medical Center usando a oximetria de pulso com tecnologia de extração de sinal no andar geral foram capazes de diminuir as ativações da equipe de resposta rápida, transferências de UTI e dias de UTI.^[22]Em 2020, um estudo retrospectivo de acompanhamento na mesma instituição mostrou que em mais de dez anos de uso de oximetria de pulso com tecnologia de extração de sinal, acoplado a um sistema de vigilância de pacientes, houve zero óbitos de pacientes e nenhum paciente foi prejudicado por depressão respiratória induzida por opióides enquanto o monitoramento contínuo estava em uso.^[23]

Em 2007, a Masimo introduziu a primeira medição daíndice de variabilidade pleth(PVI), que vários estudos clínicos demonstraram fornecer um novo método para avaliação automática e não invasiva da capacidade de um paciente responder à administração de fluidos.^[24][25][26]Níveis adequados de fluidos são vitais para reduzir os riscos pós-operatórios e melhorar os resultados dos pacientes: volumes de fluidos muito baixos (sub-hidratação) ou muito altos (super-hidratação) demonstraram diminuir a cicatrização de feridas e aumentar o risco de infecção ou complicações cardíacas.^[27]Recentemente, o Serviço Nacional de Saúde do Reino Unido e a Sociedade Francesa de Anestesia e Cuidados Intensivos listaram o monitoramento de IVP como parte de suas estratégias sugeridas para o gerenciamento de fluidos intraoperatórios.^[28][29]

Em 2011, um grupo de trabalho de especialistas recomendou a triagem neonatal com oximetria de pulso para aumentar a detecção decardiopatia congênita crítica(CCHD).^[30]O grupo de trabalho CCHD citou os resultados de dois grandes estudos prospectivos de 59.876 indivíduos que usaram exclusivamente a tecnologia de extração de sinal para aumentar a identificação de CCHD com o mínimo de falsos positivos.^[31][32]O grupo de trabalho do CCHD recomendou que a triagem neonatal fosse realizada com oximetria de pulso tolerante ao movimento, que também foi validada em condições de baixa perfusão.Em 2011, o Secretário de Saúde e Serviços Humanos dos EUA adicionou a oximetria de pulso ao painel de triagem uniforme recomendado.^[33]Antes da evidência para triagem usando tecnologia de extração de sinal, menos de 1% dos recém-nascidos nos Estados Unidos eram triados.Hoje,A Fundação Recém-nascidodocumentou a triagem quase universal nos Estados Unidos e a triagem internacional está se expandindo rapidamente.^[34]Em 2014, um terceiro grande estudo de 122.738 recém-nascidos que também usou exclusivamente tecnologia de extração de sinal mostrou resultados positivos semelhantes aos dois primeiros grandes estudos.^[35]

A oximetria de pulso de alta resolução (HRPO) foi desenvolvida para triagem e testes domiciliares de apneia do sono em pacientes para os quais é impraticável realizarpolissonografia.^[36][37]Ele armazena e grava tantotaxa de pulsoe SpO2 em intervalos de 1 segundo e foi demonstrado em um estudo para ajudar a detectar distúrbios respiratórios do sono em pacientes cirúrgicos.^[38]

Espectros de absorção de hemoglobina oxigenada (HbO2) e hemoglobina desoxigenada (Hb) para comprimentos de onda vermelho e infravermelho

O lado interno de um oxímetro de pulso

Um monitor de oxigênio no sangue exibe a porcentagem de sangue que é carregada com oxigênio.Mais especificamente, ele mede qual porcentagem dehemoglobina, a proteína no sangue que transporta oxigênio, é carregada.Os intervalos normais aceitáveis ​​para pacientes sem patologia pulmonar são de 95 a 99 por cento.Para um paciente respirando ar ambiente em ou próximonível do mar, uma estimativa da pO arterial₂pode ser feito a partir do monitor de oxigênio no sangue“saturação de oxigênio periférico”(SpO₂) leitura.

Um oxímetro de pulso típico usa um processador eletrônico e um par de pequenosdiodos emissores de luz(LEDs) voltados para umfoto-diodoatravés de uma parte translúcida do corpo do paciente, geralmente a ponta do dedo ou o lóbulo da orelha.Um LED é vermelho, comComprimento de ondade 660 nm, e o outro éinfravermelhocom comprimento de onda de 940 nm.A absorção de luz nesses comprimentos de onda difere significativamente entre sangue carregado com oxigênio e sangue sem oxigênio.A hemoglobina oxigenada absorve mais luz infravermelha e permite que mais luz vermelha passe.A hemoglobina desoxigenada permite a passagem de mais luz infravermelha e absorve mais luz vermelha.A sequência de LEDs através de seu ciclo de um ligado, depois o outro, então ambos desligados cerca de trinta vezes por segundo, o que permite que o fotodiodo responda à luz vermelha e infravermelha separadamente e também ajuste a linha de base da luz ambiente.^[39]

A quantidade de luz que é transmitida (em outras palavras, que não é absorvida) é medida e sinais normalizados separados são produzidos para cada comprimento de onda.Esses sinais flutuam no tempo porque a quantidade de sangue arterial presente aumenta (literalmente pulsa) a cada batimento cardíaco.Ao subtrair a luz transmitida mínima da luz transmitida em cada comprimento de onda, os efeitos de outros tecidos são corrigidos, gerando um sinal contínuo para o sangue arterial pulsátil.^[40]A proporção da medição de luz vermelha para a medição de luz infravermelha é então calculada pelo processador (que representa a proporção de hemoglobina oxigenada para hemoglobina desoxigenada), e essa proporção é então convertida em SpO₂pelo processador através de umtabela de pesquisa^[40]com base noLei Beer-Lambert.^[39]A separação do sinal também serve a outros propósitos: uma forma de onda pletismográfica (“onda pleth”) que representa o sinal pulsátil é geralmente exibida para uma indicação visual dos pulsos, bem como da qualidade do sinal,^[41]e uma razão numérica entre a absorbância pulsátil e a da linha de base (“índice de perfusão“) pode ser usado para avaliar a perfusão.^[25]

Uma sonda de oxímetro de pulso aplicada ao dedo de uma pessoa

O oxímetro de pulso é umAparelho médicoque monitora indiretamente a saturação de oxigênio dosangue(ao contrário de medir a saturação de oxigênio diretamente através de uma amostra de sangue) e alterações no volume de sangue na pele, produzindo umafotopletismogramaque podem ser processados ​​emoutras medidas.^[41]O oxímetro de pulso pode ser incorporado a um monitor de paciente multiparâmetros.A maioria dos monitores também exibe a taxa de pulso.Oxímetros de pulso portáteis, operados por bateria, também estão disponíveis para transporte ou monitoramento domiciliar de oxigênio no sangue.

Vantagens[editar]

A oximetria de pulso é particularmente conveniente paranão invasivomedição contínua da saturação de oxigênio no sangue.Em contraste, os níveis de gases no sangue devem ser determinados em um laboratório em uma amostra de sangue coletada.A oximetria de pulso é útil em qualquer ambiente onde o pacienteoxigenaçãoé instável, incluindotratamento intensivo, configurações de operação, recuperação, emergência e enfermarias hospitalares,pilotosem aeronaves não pressurizadas, para avaliação da oxigenação de qualquer paciente e determinação da eficácia ou necessidade de suplementaçãooxigênio.Embora um oxímetro de pulso seja usado para monitorar a oxigenação, ele não pode determinar o metabolismo do oxigênio ou a quantidade de oxigênio que está sendo usada por um paciente.Para isso, é necessário medir tambémdióxido de carbono(CO₂) níveis.É possível que também possa ser usado para detectar anormalidades na ventilação.No entanto, o uso de um oxímetro de pulso para detectarhipoventilaçãoé prejudicada com o uso de oxigênio suplementar, pois é somente quando os pacientes respiram ar ambiente que anormalidades na função respiratória podem ser detectadas de forma confiável com seu uso.Portanto, a administração rotineira de oxigênio suplementar pode ser injustificada se o paciente for capaz de manter a oxigenação adequada em ar ambiente, pois pode resultar em hipoventilação não detectada.^[42]

Devido à sua simplicidade de uso e à capacidade de fornecer valores de saturação de oxigênio contínuos e imediatos, os oxímetros de pulso são de importância crítica namedicamento de emergênciae também são muito úteis para pacientes com problemas respiratórios ou cardíacos, especialmenteDPOC, ou para o diagnóstico de algunsdistúrbios do sonotal comoapnéiaehipopneia.^[43]Oxímetros de pulso portáteis operados por bateria são úteis para pilotos que operam em aeronaves não pressurizadas acima de 10.000 pés (3.000 m) ou 12.500 pés (3.800 m) nos EUA^[44]onde o oxigênio suplementar é necessário.Os oxímetros de pulso portáteis também são úteis para alpinistas e atletas cujos níveis de oxigênio podem diminuir em altasaltitudesou com exercício.Alguns oxímetros de pulso portáteis empregam software que registra o oxigênio no sangue e o pulso de um paciente, servindo como um lembrete para verificar os níveis de oxigênio no sangue.

Avanços recentes na conectividade também possibilitaram que os pacientes tenham sua saturação de oxigênio no sangue monitorada continuamente sem uma conexão cabeada a um monitor hospitalar, sem sacrificar o fluxo de dados do paciente de volta aos monitores de cabeceira e aos sistemas de vigilância centralizados do paciente.O Masimo Radius PPG, lançado em 2019, fornece oximetria de pulso sem fio usando a tecnologia de extração de sinal da Masimo, permitindo que os pacientes se movam livremente e confortavelmente enquanto ainda são monitorados de forma contínua e confiável.^[45]O Radius PPG também pode usar Bluetooth seguro para compartilhar dados do paciente diretamente com um smartphone ou outro dispositivo inteligente.^[46]

Limitações[editar]

A oximetria de pulso mede apenas a saturação da hemoglobina, nãoventilaçãoe não é uma medida completa de suficiência respiratória.Não é um substituto paragases sanguíneosverificado em laboratório, porque não dá indicação de déficit de base, níveis de dióxido de carbono,pH, oubicarbonato(HCO₃⁻) concentração.O metabolismo do oxigênio pode ser prontamente medido pelo monitoramento do CO expirado₂, mas os números de saturação não fornecem informações sobre o conteúdo de oxigênio no sangue.A maior parte do oxigênio no sangue é transportada pela hemoglobina;na anemia grave, o sangue contém menos hemoglobina, que apesar de saturada não pode transportar tanto oxigênio.

Leituras incorretamente baixas podem ser causadas porhipoperfusãoda extremidade que está sendo usada para monitoramento (muitas vezes devido a um membro estar frio, ouvasoconstriçãosecundária ao uso devasopressoragentes);aplicação incorreta do sensor;altamentecalejadopele;ou movimento (como tremores), especialmente durante a hipoperfusão.Para garantir a precisão, o sensor deve retornar um pulso estável e/ou forma de onda de pulso.As tecnologias de oximetria de pulso diferem em suas habilidades para fornecer dados precisos durante condições de movimento e baixa perfusão.^[12][9]

A oximetria de pulso também não é uma medida completa da suficiência de oxigênio circulatório.Se houver insuficiênciafluxo sanguíneoou hemoglobina insuficiente no sangue (anemia), os tecidos podem sofrerhipóxiaapesar da alta saturação arterial de oxigênio.

Como a oximetria de pulso mede apenas a porcentagem de hemoglobina ligada, uma leitura falsamente alta ou falsamente baixa ocorrerá quando a hemoglobina se ligar a algo diferente do oxigênio:

• A hemoglobina tem uma afinidade maior com o monóxido de carbono do que com o oxigênio, e uma leitura alta pode ocorrer apesar de o paciente estar realmente hipoxêmico.Em casos deenvenenamento por monóxido de carbono, essa imprecisão pode atrasar o reconhecimento dehipóxia(baixo nível de oxigênio celular).
• Envenenamento por cianetodá uma leitura alta porque reduz a extração de oxigênio do sangue arterial.Nesse caso, a leitura não é falsa, pois o oxigênio do sangue arterial é de fato alto no início do envenenamento por cianeto.^{[esclarecimento necessário]}
• Metemoglobinemiacaracteristicamente causa leituras de oximetria de pulso em meados dos anos 80.
• A DPOC [especialmente bronquite crônica] pode causar leituras falsas.^[47]

Um método não invasivo que permite a medição contínua das disemoglobinas é o pulsoCO-oxímetro, que foi construído em 2005 pela Masimo.^[48]Usando comprimentos de onda adicionais,^[49]ele fornece aos médicos uma maneira de medir as disemoglobinas, carboxiemoglobina e metemoglobina juntamente com a hemoglobina total.^[50]

Aumentando o uso[editar]

De acordo com um relatório da iData Research, o mercado de monitoramento de oximetria de pulso dos EUA para equipamentos e sensores foi superior a 700 milhões de dólares em 2011.^[51]

Em 2008, mais da metade dos principais fabricantes de equipamentos médicos exportadores internacionais emChinaeram produtores de oxímetros de pulso.^[52]

Detecção precoce do COVID-19[editar]

Oxímetros de pulso são usados ​​para ajudar na detecção precoce deCOVID-19infecções, que podem causar inicialmente uma baixa saturação de oxigênio arterial imperceptível e hipóxia.O jornal New York Timesinformou que “as autoridades de saúde estão divididas sobre se o monitoramento domiciliar com um oxímetro de pulso deve ser recomendado de forma generalizada durante o Covid-19.Estudos de confiabilidade mostram resultados mistos e há pouca orientação sobre como escolher um.Mas muitos médicos estão aconselhando os pacientes a fazerem um, tornando-o o gadget principal da pandemia”.^[53]

Veja também:Fotopletismograma

Devido a alterações nos volumes de sangue na pele, umpletismográficoa variação pode ser vista no sinal de luz recebido (transmitância) pelo sensor em um oxímetro.A variação pode ser descrita comofunção periódica, que por sua vez pode ser dividido em um componente DC (o valor de pico)^[uma]e um componente AC (pico menos vale).^[54]A razão entre o componente AC e o componente DC, expressa em porcentagem, é conhecida como(periférico)perfusãoíndice(Pi) para um pulso e normalmente tem uma faixa de 0,02% a 20%.^[55]Uma medida anterior chamada deoximetria de pulso pletismográfica(POP) mede apenas o componente “AC” e é derivado manualmente dos pixels do monitor.^[56][25]

Índice de variabilidade Pleth(PVI) é uma medida da variabilidade do índice de perfusão, que ocorre durante os ciclos respiratórios.Matematicamente é calculado como (Pi_máximo- Pi_min)/Pi_máximo× 100%, onde os valores de Pi máximo e mínimo são de um ou vários ciclos respiratórios.^[54]Demonstrou-se ser um indicador útil e não invasivo de responsividade contínua de fluidos para pacientes submetidos ao tratamento de fluidos.^[25] Amplitude da forma de onda pletismográfica de oximetria de pulso(ΔPOP) é ​​uma técnica análoga anterior para uso no POP derivado manualmente, calculado como (POP_máximo- POP_min)/(POP_máximo+ POP_min)*2.^[56]

• Gasometria arterial
• Capnografia
• Índice pulmonar integrado
• Monitoramento respiratório
• Equipamento médico
• Ventilação mecânica
• Sensor de oxigênio
• Saturação de oxigênio
• Fotopletismograma, medição de dióxido de carbono (CO₂) nos gases respiratórios
• Apnéia do sono
• Ulaif

1. ^Essa definição usada pela Masimo varia do valor médio usado no processamento do sinal;destina-se a medir a absorvância do sangue arterial pulsátil sobre a absorvância da linha de base.

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