INDICE DE VARIABILIDAD PLESTIMOGRAFICA
LA NUEVA ERA DE LA OXIMETRIA DE PULSO
Prof. Dr. Fernando Luis Tomiello
La oximetría de pulso un avance constante
Con la introducción de los oxímetros de pulso, el monitoreo habitual de nuestros pacientes se revoluciono, quizás lo que más nos deslumbro fue lograr un dato relacionado al oxígeno, aunque mas no fuera su porcentaje de saturación de la hemoglobina, sin embargo 30 años después los agentes de salud que los utilizan a diario, no han sido formados en el manejo de esta tecnología y lo que es peor tampoco han recibido la información sobre la evolución y los nuevos recursos con que cuentan estos aparatos.
Debido a esta desinformación, nos ocurren cosas a diario al utilizar la mayoría de los oxímetros de pulso, entre ellas es frecuente que tengamos que reubicar el sensor, alteraciones por el movimientos, por frió, por baja perfusión, y con muchos monitores resulta difícil obtener lecturas precisas durante estos períodos, lo que da lugar a frecuentes y molestas alarmas o a falsas lecturas.
Esto ocurre porque la tecnología con que cuenta nuestro oxímetro de pulso, la mas de las veces con tecnología de mas de 20 años aunque el monitor sea nuevo, no han incorporado el conjunto de técnicas revolucionarias que se encuentran disponibles y por lo cual, no se adaptan a nuestras necesidades o mejor dicho a nuestros pacientes.
Simplemente esto fueron los primeros oxímetros de pulso, solo daban un numero.
Posteriormente aportaron un nuevo elemento, que fue subestimado y hasta ignorado por años, es así que la onda plestimografica, una representación grafica de la llegada de la onda del pulso al lugar exacto donde esta siendo atravesada la sangre por el haz de luz, se integro en una pantalla, habitualmente sin referencias. Esta representación grafica en forma de onda, o primariamente en forma de barra, como no aportaba un numero o dato especifico que el operador pudiera registrar, alto ancho, morfología, etc., era descartada como elemento de registro, solo algunos observadores muy agudos referían alguna interpretación, la mas de las veces poco creíbles.
En los últimos años han aparecido cambios asombrosos, en esta vieja técnica, la oximetría de pulso.
Parece adecuado hacer una puesta al día o state of the art, del oxímetro de pulso el monitor que más utilizamos en nuestra practica diaria.
En nuestros días no se comprende a la monitorización de un
paciente sin oxímetro de pulso.
Breve reseña histórica (para saber como nació)
El análisis espectrofotométrico de la saturación de O2 en tejidos fue introducido por Ludwyn Nicolai un fisico Austriaco en Gottingen (Alemania) en 1932. También en los años treinta, Ludwig Heilmeyer usó la espectrofotometría para determinar la saturación de la hemoglobina. El Prof. Karl Matthes, un profesor de fisiologia de Vienna, publica en Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology (Volume 179, Number 6, 698-711, 1935) como construyó el primer aparato capaz de medir en forma continua la saturación de oxígeno en sangre humana. El utilizó dos longitudes de onda, una que era sensible a los cambios de oxigenación y otra que no lo era, la segunda longitud de onda, en el rango del infrarojo, fue usada para compensar los cambios en los tejidos más espesos, en el contenido de hemoglobina y en la intensidad de la luz. Glenn Allan Millikan, un fisiólogo Americano, acuñó el término "oxímetro" en 1940, para designar su invento destinado a medir la saturación de la hemoglobina en pilotos volando a gran altura.
En el curso de los años 70, la empresa Hewlett-Packard comercializó el primer oxímetro auricular que se auto calibraba.
Al final de los 70, Scott Wilber en Boulder, Colorado, desarrolló el primer oxímetro de pulso que fue aceptado clínicamente.
Un hito importante en el desarrollo de la tecnología del oxímetro de pulso tuvo lugar, en 1975, en Tokio, cuando los ingenieros de la Minolta Corporation descubrieron que la saturación de la hemoglobina podía medirse analizando la absorción pulsátil de la luz.
La utilidad clínica del oxímetro no invasivo en la sala de operaciones fue redescubierta en los años 80 por William New, un anestesiólogo de la Universidad de Stanford, que comprendiendo que la monitorización continua no invasiva de la oxigenación tenía que ser útil a los anestesiólogos, New desarrolló y comercializó un oxímetro de pulso, el modelo Nellcor N100, que llegó a ser en 1985, sinónimo del término "oxímetro de pulso". Hasta aquí parecería ser toda la historia de la oximetría.
La investigación y el desarrollo constante
La empresa Masimo, ha revolucionado los últimos 20 años de la historia de la oximetría de pulso, desde que se fundo en 1989, tiene la misión de "Mejorar los resultados de los pacientes y reducir el costo del tratamiento gracias al control no invasivo de nuevos sitios y aplicaciones" ("Improving Patient Outcomes and Reducing Cost of Care by Taking Noninvasive Monitoring to New Sites and Applications").
En 1995, la compañía presentó su oximetría de pulso de evaluación por medio del movimiento y baja perfusión, conocida como Masimo SET(R), que elimina de forma virtual las falsas alarmas y aumenta la capacidad de oximetría del pulso para detectar los eventos que suponen amenazas para la vida. Cientos de estudios demuestran que Masimo SET proporciona las evaluaciones más fiables SpO2, en las condiciones clínicas más complejas, incluyendo el movimiento y la perfusión periférica.
En 2005, Masimo presentó Masimo Rainbow SET(R) Pulse CO-Oximetry(TM), que permite un control no invasivo y continuado de los constituyentes de la sangre, algo que anteriormente necesitaba de procedimientos invasivos entre ello:
- Hemoglobina total (SpHb™)
- Contenido de oxígeno (SpOC™)
- Carboxihemoglobina (SpCO®)
- Metemoglobina (SpMet®)
- PVI(®),
- Saturación SpO2,
- Indice de perfusión (PI).
En 2009, Masimo introdujo Masimo Rainbow SET(R) Acoustic Monitoring(TM), el primer control no invasivo y continuado de tasa de respiración acústica (RRa).
Las nuevas mediciones que aportan los oxímetros de pulso
En estos últimos años se innovo ampliamente, incorporándose:
- La tecnología de extracción de señal (signal extraction technology, SET)
- La transformación discreta (discrete saturation transform o DST)
- La saturación rápida (FastSat)
- Las sonda adaptada para la detección (adaptive probe of detection, APOD)
- Las comprobación permanentemente de la calidad de la señal (Signal IQ)
- Poder ver con claridad (Clear Vue)
- Eliminación de artefactos por movimiento (motion artifact rejection system MARS).
- Un método de sincronización cardiaca (Cardiac Gated Averaging (CGA)
- La sincronía con el pulso incluso durante los movimientos (SmartTone)
- La verdadera pletismografía (Diagnostic Pleth)
- El índice de perfusión (perfusion index, IP)
- Las sondas ópticas de bajo ruido (low noise optical probe, LNOP)
- Las sonda para cianóticos (LNOP Blue Sensor)
- La medición en tiempo real de la de la hemoglobina (Hb)
- La medición en tiempo real de la Carboxihemoglobina (COHb)
- La medición en tiempo real de la Metahemoglobina (MetHb)
- Sistema de múltiples longitudes de onda (Masimo Rainbow SET)
- El índice de variabilidad plestimografica (Pleth variability index)
Metodologías y técnicas de medición (para saber como funciona)
La reacción del oxígeno con la hemoglobina aumenta enormemente la transmisión de la luz roja a través de soluciones conteniendo hemoglobina y por tanto, de la sangre, mientras que a nivel del infrarrojo el efecto del oxígeno es opuesto, es decir, hace la sangre más opaca. Con las otras longitudes de onda no hay cambios en la absorción de la luz.
La hemoglobina que contiene oxigeno (HbO2) y la hemoglobina reducida (Hb) absorben y transmiten determinadas longitudes de onda para la luz roja de 660 nm, y para el infrarrojo de 940 nm.
La espectrofotometria es el metodo que se utiliza para estas mediciones. La espectrofotometría se refiere a los métodos, cuantitativos, de análisis químico que utilizan la luz para medir la concentración de las sustancias químicas. Se conocen como métodos espectrofotométricos y según sea la radiación utilizada como espectrofotometría de absorción visible (colorimetría), ultravioleta, infrarroja.
La ley de Beer da una medida de la absorción que sufre la luz al atravesar una disolución, lo que permite calcular su concentración.
Se puede decir que esta ley de Beer-Lambert-Bouguer se trata de un método matemático, el cual es utilizado para expresar de que modo la materia absorbe la luz, la ley de Beer afirma que la totalidad de luz que se emana de una muestra puede disminuir debido a tres fenómenos de la física, que serían los siguientes:
1. El número de materiales de absorción en su trayectoria, lo cual se denomina concentración
2. Las distancias que la luz debe atravesar a través de las muestra. Denominamos a este fenómeno, distancia del trayecto óptico.
3. Las probabilidadades que hay de que el fotón de esa amplitud particular de onda pueda absorberse por el material. Esto es la absorbencia o también llamado coeficiente de extinción.
El principio que permite que el oxímetro transcutáneo sea un oxímetro arterial o “de pulso” es que registra sólo los valores lumínicos transmitidos del volumen adicional de sangre arterial que atraviesa los tejidos con cada pulsación arterial.
Sin movimiento, los valores de la luz se transmiten a través de la porción constante de la sangre arterial y venosa, y queda descartada la luz que se transmite a través de los tejidos interpuestos. Sin embargo, con movimiento, los oxímetros de pulso convencionales fallan.
Para que la medición sea exacta, el monitor debe distinguir entre la absorción constante y los cambios pulsátiles en la absorción producidos por el volumen cambiante de sangre en cada latido cardíaco. Las falsas lecturas pueden producirse por cambios en la absorción constante o de fondo, al modificarse la morfología o la posición de los tejidos por los que atraviesa la luz. Además, cuando la cuantía del movimiento es mayor de lo que puede reconocerse con la tecnología convencional de la SpO2, se producen falsas lecturas.
La SatO2 representa simplemente los gramos de hemoglobina que son portadores de oxígeno. Si la SatO2 es del 90 % y la concentración hemoglobina es de 15 g/dl, 13,5 g/dl de Hb están portando O2, lo que no ocurre con el 1,5 g/dl restante.
El sensor y su funcionamiento
El sensor del oxímetro de pulso comunes consiste en dos diodos emisores de luz, uno para la luz roja y otro para la infrarroja, y un fotodiodo detector. Para mejorar el rendimiento, los emisores y el detector deben colocarse en puntos opuestos de un lugar bien perfundido que sea translúcido. El fotodiodo mide tres niveles lumínicos diferentes: la luz roja, la luz infrarroja y también la luz ambiente.
Las ondas fotoplestimagraficas, tiene dos componentes el DC (nonpulsatile component of the plethysmograph signal) y el AC (pulsatile component of the plethysmograph signal).
La luz absorbida cambia al variar la cantidad de sangre en el lecho tisular y al modificarse las cantidades relativas de HbO2 y Hb. La medición de los cambios en la absorción de la luz permite estimar la SatO2 arterial y la frecuencia cardíaca. Sólo la sangre arterial pulsa en el lugar de medición, lo que se denomina el componente arterial pulsátil.
Además, existe el componente estático, formado por los tejidos, el hueso, los vasos sanguíneos, los líquidos, la piel y también la intensidad de los diodos, la respuesta del detector y la frecuencia de la sangre venosa, relativamente baja. Si se dividen los componentes pulsátiles por los componentes no pulsátiles para cada diodo, se normaliza la transmisión lumínica y no sería necesaria la calibración.
DC es el componente nopulsátil de la forma de onda pletismografica, de los tejidos no pulsátiles del dedo, como es la sangre no pulsátil (arterial y venosa) y es inversamente proporcional a la absorción y la dispersión de la luz.
CA es el componente pulsátil de la forma de onda pletismografica, se asume que CA representa el chorro de sangre en el lado arterial.
La fotopletismografía mide los cambios en el volumen del dedo. Cuanto mas sangre haya llegado al dedo (vasodilatación), más luz es retenida por los tejidos, de esta forma menos luz pasa a través del dedo y el fotodetector generara menos corriente.
Así en la sístole la cantidad de luz transmitida a través del dedo es menor que durante la diástole, y la señal original pletismografía se asemeja a una imagen en espejo de la forma de onda de presión en sangre arterial.
Para facilitar a los médicos la interpretación de la forma de la onda pletismógrafica, la mayoría de los dispositivos invierten la imagen en su pantalla. Además, la forma de onda pletismógrafica es con frecuencia de escala automática para ajustarse a la zona de visualización.
Como resultado, el potencial de información fisiológica que puede estar en la corriente continua y alterna componentes de la señal se pierde (no utilizada).
Está claro que la forma de onda pletismógrafica contiene información fisiológica importante.
Los cambios en
El DC componente también se ve influenciada por la respiración y puede contener información relativa a la condición de los fluidos de los pacientes.
El receptor envía un dato eléctrico hasta el aparato propiamente dicho, donde se realizan una serie de cálculos y algoritmos matemáticos, que entregan como respuesta un numero, que corresponde al porcentaje de hemoglobina que esta saturada por el oxigeno.
La pletismografia por oximetría de pulso
Los recientes avances en la oximetría de pulso se han centrado en el análisis morfológico de onda pletismografíca.
Una variable que se deriva de la forma de onda pletismografía, es el índice de perfusión (PI).
PI se define como AC /DC × 100% de la onda pletismógrafica
En términos general, PI refleja el tono vasomotor periférico, bajo PI sugiere vasoconstricción periférica (o hipovolemia grave) y PI alto sugiere vasodilatación.
PI es sensible a varias cosas, como la temperatura del dedo, drogas vasoactivas, el tono del sistema nervioso simpático (el dolor, la ansiedad, etc) y el volumen sistólico.
Otra variable que se deriva de la forma de onda pletismográfíca, es la variabilidad del índice pletismografico (PVI).
PVI es un nuevo parámetro que se proporciona en la actualidad solo por R7.
PVI cuantifica la variabilidad en la forma de la onda pletismógrafica, relacionada con la ventilación y se cree que es una medida sustituta del volumen intravascular.
Se define como (PI máx - PI min) / PI máx × 100%.
La predicción de la respuesta de fluidos con un dispositivo no invasivo, ofrece un nuevo enfoque para el manejo hemodinámica, que anteriormente sólo estaba disponibles con el uso de la monitorización invasiva.
PVI como se describió anteriormente, es un parametro continuo disponible para la medición clínicamente de variables hemodinámicas. Un valor PVI aceptable estaría entre 9 y 14%, por sobre el 14% se deberá administrar fluidos.
Cronología de La Oximetría (Hecho por hecho)
1851 Beer–Lambert law
1864 Georg Gabriel Stokes discovers a pigment that is the oxygen
carrier in blood
1864 Felix Hoppe-Seyler purifies the pigment and calls it haemoglobin
1876 Karl von Veirordt studies the reflection spectra of haemoglobin
solutions and the finger
1887–90 Carl Gustav Hufner (1840–84) studies absorption spectra
1919 August Krough (1874–1949) and I Leicht use spectroscopic
methods to measure oxygen saturation of blood in fish
1931 Ludwig Nicolai (1904– ) investigates the quantitative
spectrophotometry of light transmitted through human tissues
1934 Kurt Kramer (1906–85) makes precise measurements of the
oxygen saturation of blood flowing through cuvettes
1935 David Drabkin (1899–1980) and James Harold Austin
(1883–1952) measure the spectrum of undiluted haemolysed
and non-haemolysed blood
1939–45 Second world war: great military interest in oximetry in pilots at
high altitude
1940 JR Squires passes red and infrared light through the finger web
for the continuous monitoring of oxygenation; it requires
compression of tissues to create a bloodless field for calibration
1940–42 Glen Alan Millikan (1906–47) coins the term oximeter and
develops the Millikan oximeter
1948–50 Earl Wood (1912– ) develops Wood’s ear oximeter
1960 Development of the first bench “CO-oximeter” able to distinguish
between haemoglobin, carboxyhaemoglobin and methaemoglobin
1964 Robert Shaw develops the eight wavelength ear oximeter
1970 Hewlett-Packard market the eight wavelength ear oximeter
1971 Takuo Aoyagi uses the pulsatility of the absorption signal to
separate absorption due to the arteries from the other tissues
1974 Aoyagi develops the prototype pulse oximeter using an
incandescent light source, filters, and analogue electronics
1975 First commercially available pulse oximeter
RAINVOW SET
Primero debemos decir que un oxímetro tipo RAINVOW SET 7, comparte solo con los oxímetros conocidos las características primarias de oximetría (SatO2 y curva plestimografica), he incorpora una cantidad de nuevas prestaciones que son extremadamente útiles para la medicina actual.
http://es.scribd.com/doc/49164426/Pulse-oximetry
La monitorización continua de la Hb permite la detección eficaz de los cambios sanguíneos intra y post operatorios.
La monitorización continua del PVI permite la detección eficaz de los cambios en los fluidos corporales intra y post operatorios.
La monitorización conjunta de ambos parámetros permite un control total, continuo y no invasivo de los cambios que sufre el paciente durante su estancia en el hospital.
PVI como se describió anteriormente, es un parámetro continuo disponible para la medición clínicamente de variables hemodinámicas. Un valor PVI aceptable estaría entre 9 y 14%, por sobre el 14% se deberá administrar fluidos.
•PVI es el índice de variabilidad plestimografica.
•PVI, expresado en porcentaje, es una medición automática de los cambios dinámicos en el índice de perfusión (PI) que ocurren durante el ciclo respiratorio.
•PVI, se calcula por los cambios en las mediciones del PI sobre un intervalo de tiempo suficiente que incluye uno o mas ciclos respiratorios completos.
•PVI = PImax - PImin X 100
PImax
PPV es las variaciones de la presión del Pulso (Doppler)
PP es la Presión del Pulso: Fue definida como la diferencia entre la presión sistólica y la diastólica.
Los valores de la PPmax y de PPmin, fueron determinados sobre el mismo ciclos respiratorios
∆PP en %, es las variaciones respiratorias en la presión arterial del pulso
∆PP se calcula:
PPmax - PPmin
(PPmax + PPmin)/2