Oximetria de pulso Henrique Yuji Watanabe Silva (R1 PED) Coordenação: Lislie Capoulade Hospital Materno Infantil de Brasília/SES/DF Brasília, 3 de agosto de 2014, Brasília-DF www.paulomargotto.com.br

Hipoxemia Definição: falha de oxigenação do sangue ≠ hipoxia (falha de aporte de oxigênio em nível celular) Importante causa de morbimortalidade- detecção rápida e acurada para prevenção de complicações. A oxigenação é difícil de ser avaliada por exame físico isolado. Cianose franca: 5g/dL de desoxihemoglobina = SATO2 média de 67%. O limiar para o aparecimento de cianose depende de perfusão cutânea, pigmentação da pele e concentração de hemoglobina).

McGee, Steven R. Evidence-based physical diagnosis. Segunda edição McGee, Steven R. Evidence-based physical diagnosis. Segunda edição. Philadelphia, PA, USA: Editora-Saunders Elsevier. 2007.

História 1935- Carl Matthes inventou o primeiro oxímetro com sensor de orelha Desenvolvimento da tecnologia na monitorização de saturometria em pilotos de avião- aparelhos não pulsáteis 1970- Hewlett-Packard desenvolveu tecnologia comercializável (aumentava temperatura local) 1974- Takuo Aoyagi- quantificação das pulsações nos sinais de luz que passavam pelos tecido para medida de SatO2.

Princípios da oximetria de pulso Base teórica na lei de Beer-Lambert (Espectofotometria) “A absorção da luz passando por um solvente não absorvente que contenha um soluto absorvente é proporcional ao produto do seu comprimento de onda, seu coeficiente de extinção e concentração do soluto. “(1, 2) Desoxihemoglobina: Absorção máxima de luz no espectro de comprimento de onda do vermelho (600-750nm). Oxihemoglobina: Absorção no infravermelho (850-100nm). 1- ELSHARYDAH, A.; CORK, R. C. Blood Gas Measurements, Oximetry. In: Encyclopedia of Medical Devices and Instrumentation, Vol.1. John Wiley & Sons Inc. 2006. P. 469-476 2- Uptodate

A relação da absorvância desses dois comprimentos de onda é usada para estimar a SATO2, que é derivada da relação da oxihemoglobina e a soma de oxihemoglobina e desoxihemoglobina.

Oxímetro FUNCIONAMENTO BÁSICO DO OXÍMETRO: 2 diodos emissores de luz e fotodetector: fotodiodos são ligados e desligados centenas de vezes por segundo, assim a absorção da luz é gravada durante o fluxo pulsátil e não pulsátil. Diodo receptor capta a relação de absorção e não absorção dos comprimentos de onda. Microprocessamento das informações para cálculo de SATO2 e minimizar erros por influência de espessura de tecido e fluxo sanguíneo. O valor do monitor é uma média baseada na aferição de 3-6 segundos. A oximetria de pulso utiliza o princípio da espectrofotometria, segundo o qual cada substância absorve a luz de forma específica. Os oxímetros de pulso mais comumente utilizados emitem luz vermelha (660 nm) e infravermelha (940 nm) em um dos lados do sensor e captam no outro lado a fração não absorvida da luz emitida para cada comprimento de onda. Somente é analisada a luz referente à massa pulsátil, ou seja, sangue arterial. A oxi-hemoglobina absorve preferencialmente a luz infravermelha, e a hemoglobina reduzida à luz vermelha. A partir dessa diferença, e comparando com valores de referência da população, o aparelho calcula a SpO2.

Essa é a faixa usada para medir a SpO2. The photodiodes are switched on and off several hundred times per second, so that light absorption by oxyhemoglobin and deoxyhemoglobin is recorded during pulsatile and nonpulsatile flow [14]. Absorption during pulsatile flow relates to the characteristics of arterial blood plus background tissue and venous blood, whereas absorption during nonpulsatile flow is due only to the background tissue and venous blood (figure 1) [11,15]. Absorption at the two wavelengths during pulsatile flow is divided by absorption during nonpulsatile flow, and these ratios are fed into an algorithm in the microprocessor to yield a saturation value. The displayed value is an average based on the previous three to six seconds [2,14]. In addition to SaO2, many pulse oximeters also display pulse rate and relative pulse amplitude [4,7].

Valores de normalidade Micropocessadores são calibrados utilizando tabelas com dados baseados em pesquisas com testes em pacientes saudáveis com decréscimo de FIO2 para alcançar níveis de saturação entre 75-100% pela CO-oximetria. Desenvolvedores e empresas comerciais: SatO2 70-100%: acurácia +-2% do valor real SatO2 50-70%: +-3 Na prática clínica, a acurácia ruim a partir de SATO2 <80% Estudo com 100 pacientes: acurácia muito boa SATO2 82-94% Valores normais: SATO2 ≥ 95%, considerar também nível anterior de SATO2 basal de cada paciente A mediana de SatO2 de base em crianças saudáveis maiores de um ano se situa em torno de 98% (percentil 5 de 96 a 97%) * * Balfour-Lynn IM, Field DJ, Gringras P, Hicks B, Jardine E, Jones RC, et al. BTS guidelines for home oxygen in children. Thorax. 2009;64:ii1-26

SpO2 READING (%) INTERPRETATION 95 – 100 Normal 91 – 94 Mild Hypoxemia 86 – 90 Moderate Hypoxemia < 85 Severe Hypoxemia

Vantagens- Oxímetro de pulso Fornece informação rápida sobre sistema cardíaco e respiratório Monitorização contínua não-invasiva Reduz número de gasometrias Instalação fácil e indolor Utilizado para estratificação de risco/ hospitalização (ex: asma) Ampla utilização em diferentes níveis de atenção/ departamentos médicos Triagem neonatal

Limitações Lesão digital por pressão após muitos dias em mesmo local (principalmente em uso de DVAs) Não mede capacidade ventilatória e PaCO2 Potencial atraso de detecção de hipoxemia aguda Não detecta hiperóxia (importância- neonatologia) In addition, because it does not measure PaO , overreliance on pulse oximetry can delay detection of clinically significant hypoxemia, particularly in children [34]. A large decrease in PO will not produce a significant fall in SaO until the steeper portion of the oxygen hemoglobin dissociation curve is encountered at a PO of approximately 60 to 70 mmHg. This is particularly important in patients receiving supplemental oxygen. As an example, a fall in PaO in such a patient from 140 to 65 mmHg would be required before a significant decrease in oxygen saturation is detected. Furthermore, pulse oximetry results are signal-averaged over several seconds. Therefore, the pulse oximeter may not detect a hypoxemic event until well after it has occurred [8]. This delay may be of particular significance when the device is being used for monitoring during intubation

Artefatos Posicionamento inadequado (pediatria- tamanho inadequado) Movimento Luz do ambiente Radiação eletromagnética Improper probe placement — Due to partial detachment of the probe, light from only one of the two light-emitting diodes may pass through the tissue, resulting in either a falsely elevated or depressed reading [11,35]. A similar problem can occur in infants and small children, because the small size of fingers or other tissues may result in differences in the path length of one light source compared to that of the other. These problems can be minimized by ensuring that the probe is properly attached with the light sources and detectors opposite each other in a nontangential path [36]. Motion artifact — A poor signal-to-noise ratio will cause signal artifact [1,7]. This most commonly results from motion due to shivering, seizure activity, pressure on the sensor, or transport of the patient by ambulance or helicopter. Newer pulse oximeters appear to be less influenced by motion artifact [40,41]. Many pulse oximeters display a waveform extrapolated from the arterial pulse signal. Artifactual changes or a diminished arterial pulse may be evident in this waveform, and repositioning the probe may improve the signal Ambient light — Intense daylight, fluorescent, incandescent, xenon, and infrared light sources have been reported to cause spurious pulse oximetry readings [2]. In such cases, the oximeter will often give a falsely low reading of 85 percent, the saturation at which the ratio of red to infrared light is one. Falsely elevated readings due to ambient light of normal intensity have also been reported, but are rare, particularly among newer devices Electromagnetic radiation — Radio frequency emissions from magnetic resonance imaging (MRI) scanners may interfere with pulse oximetry. In addition, second- and third-degree burns beneath pulse oximeter probes have been reported in patients undergoing MRI studies [13]. This complication is believed to result from the generation of electrical skin currents beneath the looped pulse oximeter cables, which act as an antenna

Erros relacionados ao paciente Cor da pele- teoricamente não deveria ter diferença. Hiperbilirrubinemia não altera valores*. Esmalte de unha- problema maior com cores pretas, verdes e azul (variação de 3, 5 e 6% respectivamente) Corantes intravasculares

Erros relacionados ao paciente Hemoglobinas anormais Carboxihemoglobina (intoxicação, fumantes pesados)- absorve o mesmo comprimento de onda da oxihemoglobina Metahemoglobina- absorve os dois comprimentos de onda. Em níveis elevados a SATO2 tende a 85% Anemia falciforme- pode ter valores falseados, mas costuma ter leituras similares ao normal Hemoglobina fetal- sem diferença de leitura

Pulse Oximetry and CO-Oximetry

Erros relacionados ao paciente Hipotensão- reduz muito a acurácia. Em adultos, PAS<80mmHg se correlaciona com valores subestimados. Calor, vasodilatadores tópicos podem melhorar aferição. Sensores para testa podem retirar esse viés. Hipotermia Anemia- para valores <5g/dL- falsos valores baixos quando a SATO2<80% Congestão venosa- subestima o valor

Como evitar erros de aferição Conferir posicionamento e se tamanho do oxímetro é compatível com o paciente Retirar esmalte ou reposicionar o detector na lateral dos dedos, ao invés de manter o mesmo na orientação dorsal-ventral Manter local parado Reduzir influência externa (luz, celular) Extremidades aquecidas

Algumas recomendações Asma: oxigenioterapia para manter SATO2 ≥ 92% Anemia falciforme: O2 suplementar se SATO2< 92% ou PaO2<70mmHg. Sempre que SATO2< 92%, colher gasometria. Se SATO2 de base for< 92%, considerar gasometria sempre que valor for 3% menor que valor basal Pneumonia: manter SATO2 ≥ 95% (consenso Europeu 92%) enquanto estiver em estresse respiratório. Em pacientes graves, colher gasometria para aferição de PCO2 Displasia broncopulmonar: oxigenioterapia indicada quando SatO2 ≤ 92%. Manter ≥ 93% sem oscilações frequentes (sono, mamadas)

Referencias Michem, CC. Pulse oximetry. Uptodate. 2014 McGee, Steven R. Evidence-based physical diagnosis. Segunda edição. Philadelphia, PA, USA: Editora-Saunders Elsevier. 2007 Adde FV, Alvarez AE, Barbisan BN, Guimarães BR. Recommendations for long-term home oxygen therapy in children and adolescents. J Pediatr (Rio J) 2013;89:6−17 Caboot JB , Allen JL. Hypoxemia in Sickle Cell Disease: Significance And Management Paediatric Respiratory Reviews 15 (2014) 17–23

Nota do Editor do site, Dr. Paulo R. Margotto Consultem também! OXIMETRIA DE PULSO/CAPNOGRAFIA Paulo R. Margotto Níveis de oxigenação no período neonatal: existe limite seguro? (Atualização em Neonatologia: O PULMÃO FETAL, Hospital Universitário, Universidade de Brasília, 21/5/2013) Autor(es): Paulo R. Margotto Metanálise recente (2014), envolvendo 4911 RN, randomizados para baixa saturação(85-89%) ou alta saturação (91-95%) sugere que a saturação de Oxigênio deve ser mantida entre 90-95% nos RN <28 semanas até a idade gestacional de 36 semanas pós-concepção (resumo deste artigo Em preparação pelos estudantes da Universidade Católica de Brasília)

Discrepâncias entre a saturação de oxigênio arterial e saturação de oxigênio funcional, medida com oximetria de pulso em bebês muito prematuros Autor(es): Rhonda J. Rosychuk , Ann Hudson-Mason, Dianne Eklund and Thierry Lacaze-Masmonteil. Apresentação: Adriana Ranielle Rodrigues P. Sant’ana, Bruna Frota Alves , João Vitor de O. Leão e Paulo R. Margotto       Rosychuk e cl avaliaram a saturometria e os valores de saturação pela gasometria obtidos simultaneamente e vejam que consistentemente temos um deslocamento dos valores para a direita o que indica então que a saturação do oxímetro de pulso está nos fornecendo valores que variam 2-3% acima da saturação verdadeira medida pela gasometria arterial. Não há uma resposta clara do porque deste erro, entretanto é mais uma razão para evitarmos saturações muito baixas, pois a saturação do oxímetro pode estar superestimando a saturação verdadeira, podendo ser que a PaO2 deste RN seja muito mais baixa que ele esteja tendo e muito baixo do que realmente pensamos estar numa faixa de conforto par este bebê