Mesure O2 trans-cutanée et saturométrie Mesure O2 trans
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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.
