Mesure O2 trans-cutanée
et saturométrie
Michel Girard MD
Évolution des réclamations depuis 20 ans aux EU
Closed Claims Project
% 40
35
30
25
20
15
10
5
70-80
Ventil. inadéq.
80-90
Décennie
Intub. oesoph.
90-00
Intub. difficile
Prévention
Lee et all. Anesth Clin N Am. 20; 2002: 247-63
Plan
–– Oxymétrie
Oxymétrie trans-cutanée
trans-cutanée
–– Optode
Optode
–– Erreur
Erreur systématique
systématique et
et précision
précision
–– Saturométrie
Saturométrie
•• Calibration
Calibration
•• Sources
Sources d’erreur
d’erreur
•• Interférence
Interférence optique
optique
•• Artéfacts
Artéfacts dûs
dûs au
au mouvement
mouvement
•• Faible
Faible rapport
rapport signal/bruit
signal/bruit
•• Fiabilité
Fiabilité
Oxymétrie trans-cutanée
Baumberger & Goodfield, 1951
• Basée sur le fait que la PO2 d’un liquide
chauffé est = à la PaO2
• Utilise une électrode de Clark
(Polarographique) chauffée pour 3 raisons.
PtcO22
Trois raisons:
Capteur
Capteur trans-cut.
trans-cut.
Stratum
Stratum
corneum
corneum
• Courbe O22 déviée à droite
• Structure du stratum
corneum est modifiée
• Débit capillaire est augmenté
TToo Normale
Normale Chauffé
Chauffé
PtcO22
Avantages
• Non invasif
• Précis
• Évalue l’hypoxie
• Se combine à la mesure du CO22
Courbe dissociation Hb
100
90
Saturation (%)
80
70
60
50
40
PO2 (mmHg)
Sat O2 (%)
60
90
20
40
75
10
27
50
30
0
10
20
30
40
50
60
70
80
PO2 (mmHg)
90
100
110
PtcO22
Désavantages
• Changement de site et recalibration q 4-6 hres
• Temps d’équilibration: 5-10 min
• Temps de réponse: 1-3 min
• Brûlures
• Fragilité
• Si se décolle,
lit la PO22 atmosphérique (159 mm Hg)
PtcO22
Désavantages (suite)
• Sensible à la pression
• Résultats varient selon le site de mesure
• Sensible à l’halothane (Lecture O22 aug. ad
50 mm Hg, Teflon << polypropylène)
• Lecture modifiée par l’hyperventilation
PtcO22
PtcO22 Index:
PtcO22 / PaO22
En
En condition
condition stable:
stable:
Varie
Varie avec
avec l’âge.
l’âge.
En
En condition
condition instable:
instable:
Varie
Varie avec
avec le
le
débit
débit cardiaque.
cardiaque.
PtcO2 Index
Groupes d'âge
1.14
Pré maturé s
1.0
Nouveaux nés
0.84
Enfants
0.8
Adultes
0.7
Adultes > 65 ans
PtcO2
Index cardiaque (l/min/m2)
0.8
> 2.2
0.5
1.5 - 2.2
0.1
< 1.5
PcjO2
P02 conjonctivale
• Même système
– Mais le stratum corneum est plus mince et
recouvert par la paupière
• donc non chauffée
– À l’équilibre en 60 sec.
– = PO2 de la carotide interne
– moins utile chez le patient éveillé
PcjO2
• Sensible à la perfusion périphérique
• Varie en fonction de l’âge
donc:
plus rapide
mais a les mêmes inconvénients que PtcO22
+ le risque de trauma occulaire.
PtcCO22
• Basée sur l’utilisation d’une électrode à pH ou
d’un capteur à infra-rouge
• Capteur chauffé
• Lecture PtcCO22 > PaCO22
• PaCO22 ( ± 10%) = (PtcCO22/1.33) - 3
• Moins sensible à l’hémodynamique ou à l’âge
• Entretient semblable à PtcO22
PtcO2 & PtcCO2
Capteurs combinés
• Avantage: 1 seul site
• Désavantages: les mêmes que si séparés
et moins précis.
Optode
Photon émis
Niveaux
d’énergie
5
4
3
2
ou
O2
1
Photon incident
0
Optode
Matrice
Matrice de
de colorant
colorant
Corps
Corps
140
140 µµm
m
Isolant
Isolant
Une
Une fibre
fibre compte
compte une
une matrice
matrice de
de colorant
colorant différente
différente par
par valeur
valeur
analysée,
analysée, donc
donc 3,
3, et
et un
un thermistor.
thermistor.
Optode
Mais...
$$$
Erreur systématique & précision
Évaluation de la précision des
instruments de mesure
• Coefficient de corrélation
Mesure d’association et non de concordance
Saturométrie
Erreur systématique & précision
Valeurs
Valeurs
++
*
00
--
Étalon or
Moyenne des mesures
Erreur systématique (bias)
*
Mesures
Mesures
Saturométrie
Erreur systématique & précision
Valeurs
Valeurs
++
*
00
--
Étalon or
Moyenne des mesures
Erreur systématique (bias)
*
Mesures
Mesures
Écart-type de l’erreur systématique
(precision)
Saturométrie
Erreur systématique & précision
Valeurs
Valeurs
++
*
00
--
Étalon or
Moyenne des mesures
Erreur systématique (bias)
*
Mesures
Mesures
Écart-type de l’erreur systématique
(precision)
Saturométrie trans-cutanée
Historique
• 1864 Stokes
• 1865 Hoppe-Seyler
• 1935 Carl Matthes
• 1940 Glen Millikan
• 1951 1ee publication
Saturométrie
Historique
• 1970, fabrication par HP
des premiers oxymètres
– 8 longueurs d’onde
– Utilisé au labo de physio pulmonaire
– Mais pas en clinique:
• Trop gros
• Apparition d’appareils plus simples
Saturométrie
Historique: Aoyagi - 1974
AC
DC
Temps
Saturométrie
Calibration
Saturométrie
Loie de Lambert-Beer
Iin
Itrans
D
Itrans = Iine- (DCααλ)
Saturométrie
Courbes d’extinction de l’Hb
• L’extinction est le degré d’absorption de
lumière d’une longueur d’onde bien
déterminée. Lorsque la quantité de lumière
transmise est faible, le tissu étudié absorbe
fortement la lumière et est de ce fait opaque.
Saturométrie
Courbes d’extinction de l’Hb
10
Coefficient
Rouge
Infrarouge
660 nm
940 nm
d’extinction
αλ
(log)
1
HbO2
Hb
.1
.01
600
640
680
720
Lumière visible
(Violet 410-440 au rouge 630-770)
760
800
840
880
Longueur d’onde (nm)
920
960
1000
Saturométrie
AC
AC
DC
DC
AC 660
660 / DC 660
660
R=
AC 940
940 / DC 940
940
Saturométrie
Courbe de calibration
100
Saturation
Saturation
%
%
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
R
R ==
1.6
1.8
2.0
AC
AC 660
660 // DC
DC 660
660
AC
AC 940
940 // DC
DC 940
940
2.2
2.4
2.6
2.4
3.0
3.2
3.4
Saturométrie
Courbe de calibration
100
Saturation
Saturation
%
%
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
R
R ==
1.6
1.8
2.0
AC
AC 660
660 // DC
DC 660
660
AC
AC 940
940 // DC
DC 940
940
2.2
2.4
2.6
2.4
3.0
3.2
3.4
Saturométrie
Interférence optique
• Saturation fractionnnelle et fonctionnelle
• Dyshémoglobinémies
–– MetHb
MetHb
–– HbCO
HbCO
–– Hb
Hb foetale
foetale
• Bilirubine
• Colorants iv
• Polis à ongles
Saturométrie
Saturation fractionnelle
HbO22 =
[O22Hb]
[O22Hb] + [Hb] + [COHb] + [MetHb]
X 100%
Saturométrie
Saturation fonctionnelle
SaO22 =
[O22Hb]
[O22Hb] + [Hb]
X 100%
Saturométrie
Courbes d’extinction des Hb
10
R
R ==
Coefficient
d’extinction
méthémoglobine
(log)
1
HbO2
Hb
.1
carboxyhémoglobine
.01
600
640
680
720
760
800
840
880
Longueur d’onde (nm)
920
960
1000
AC
AC 660
660 // DC
DC 660
660
AC
AC 940
940 // DC
DC 940
940
Saturométrie
COHb
SpO2
&
O2Hb %
100
SpO2
80
COHb:
COHb:
Non-fumeurs:
Non-fumeurs: <2%
<2%
Fumeurs:
Fumeurs: 10
10 àà 20%
20%
60
40
O2Hb %
20
0
20
40
60
COHb (%)
80
SpO
SpO22=SaO
=SaO22 ++ %
% COHb
COHb
100
Saturométrie
MetHb
SpO2
&
O2Hb %
100
SpO2
90
80
MetHb:
MetHb:
Sujets
Sujets sains:
sains: << 1%
1%
70
60
50
40
30
R
R ==
O2Hb %
0
20
MetHb (%)
40
60
AC
AC 660
660 // DC
DC 660
660
AC
AC 940
940 // DC
DC 940
940
Saturométrie
Hb foetale
• Pas d’impact sur la lecture
• Mais fausse lecture co-oxymètre
Saturométrie
Bilirubine
• Pas d’impact sur la lecture, sauf via
augmentation COHb (anémie
hémolytique)
• Mais fausse lecture co-oxymètre
Saturométrie
Colorants
• Bleu de méthylène
• Indigo carmine
• Vert d’indocyanine
Saturométrie
Colorants
• Bleu absorbe +++ à 660 nm, donc dim.
importante de la saturation
• 5 ml iv de bleu de méthylène: sat = 1%
–
–
Début 45 sec
Fin 3 min (ad 20 min)
Saturométrie
Vernis à ongles
1.0
940 nm
660 nm
Absorbance
0.8
0.6
0.4
0.2
0
600
700
800
900
Longueur d’onde (nm)
1000
Saturométrie
Vernis à ongles
Même
Même solution
solution pour
pour les
les ongles
ongles
en
en acrylique.
acrylique.
Saturométrie
Signaux artéfactuels
• Faux signaux
–– Lumière
Lumière ambiante
ambiante
–– Shunt
Shunt optique
optique
–– Mouvements
Mouvements
–– Pulsation
Pulsation veineuses
veineuses
–– Radiations
Radiations électro-magnétiques
électro-magnétiques
• Rapport signal / bruit de fond faible
–– Hypoperfusion
Hypoperfusion
Saturométrie
Lumière ambiante
• Plusieurs centaines de cycles / seconde
– a) 1e longueur d’onde
– b) 2e longueur d’onde
– c) récepteur seulement
Saturométrie
Lumière ambiante
• Malgré tout
– Lumière fluorescente, xénon, infra-rouge
– Fibres optiques
– Soleil
Peuvent avoir un effet
Saturométrie
Shunt optique
• Quand une partie de la lumière se rend
directement au capteur
p.ex.: Capteur inapproprié
Saturométrie
Artéfacts dûs au mouvement
• Frissons
• Toux
• Neurostimulateur
• Convulsions ne semblent pas modifier la
réponse
Saturométrie
Pulsations veineuses
• Capteur trop serré sur le doigt
• Régurgitation tricuspidienne
Saturométrie
Interférence électro-magnétique
• Électro-cautère
Saturométrie
Rapport signal / bruit de fond faible
Hypoperfusion
1-5%
1-5%
Saturométrie
Hypoperfusion
1,000,000,000
Rapport signal / bruit de fond
Saturométrie
Hypoperfusion
• Capteur au doigt: erreur systématique et
précision plus grandes
Saturométrie
Hypoperfusion: que faire
• Vérifier la position
• Changer la position
• Chaleur locale
• Bloc digital
• Nitro topique
• Nitro intra-artériel 10 µµg
Saturométrie
Autres aspects limitatifs
• Anémie
• Pigmentation de la peau
• Variabilité de la longueur d’onde émise
Saturométrie
Anémie
• Sous-estime la SpO2 surtout si basse (<80%)
– (Moins dangeureux)
• Précis si pas d’hypoxie
• Anémie falciforme en crise vaso-occlusive
Erreur syst. 4,5% (individus ad 8%)
Saturométrie
Pigmentation de la peau
• Signal plus difficile à capter
• Surestimation des valeurs
– Raison?
– Groupe mal représenté dans les courbes de
calibration
Saturométrie
Pigmentation de la peau:
recommendations aux SI pour la
prévention de l’hypoxie
• Caucasiens: 92%
• Africains: 95%
Saturométrie
Variabilité de la longueur d’onde
• Variabilité de la longueur d’onde
– ± 15 nm
• 2 solutions
• Contrôler la fabrication
• Ajuster l’algorithme de l’appareil
Saturométrie
Précision varie d’une compagnie à l’autre
• Limites imposées par les volontaires (70%,
nature des volontaires)
• Précision de l’étalon or utilisé
• Algorythmes utilisés
Saturométrie
Fiabilité
1 é cart-type
(68%)
3 é carts-type
(99%)
Saturation
± 2%
± 6%
70 @ 100%
± 3%
± 9%
50 @ 70%
???
???
< 50 %
Saturométrie
Fiabilité
> 90%
<80%
Erreur syst.
<2%
Précision
-15,0 à +13,1
1,0 à 16,0
Saturométrie
Temps de réponse aux variations de
SpO2
T 1/2 oreille
9.6 @ 19.8 sec.
T 1/2 doigt
24 @ 35.1 sec.
Saturométrie
Fausses alarmes
• Saturomètre: 45% de l’ensemble les moniteurs
et 75% des alarmes du saturomètre sont
fausses (faux positifs).
Saturométrie
Utile?
• Reconnaissance d’événements hypoxique
peropratoire bien documentée
• Diminution des admissions imprévues aux
soins intensifs bien documentée
Saturométrie
Utile?
SaO2
80%
• Attention!
– L’oeil ne perçoit la
cyanose que
lorsque la satuation
< 80%
45
PaO2
mmHg
Saturométrie
Utile?
SaO2
Sat
90
PO2
60
75
50
40
27
PaO2
Saturométrie
Utile?
SaO2
• Attention!
– La SpO22 n’est pas
un indicateur
sensible de la
diminution de la
PaO22.
PaO2
Saturométrie
Utile?
• Risques
– Brûlures
– Effet de tourniquet
Saturométrie
Utile?
Le plus grand risque
est la présomption qu’il
s’agit d’un faux positif.
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Mesure O2 trans-cutanée et saturométrie Mesure O2 trans