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Il monitoraggio non invasivo dei gas LA MISURA DELLA LA MISURA DELLA LA MISURA DELLA LA MISURA DELLA FUNZIONE RESPIRATORIA FUNZIONE RESPIRATORIA FUNZIONE RESPIRATORIA FUNZIONE RESPIRATORIA corso teorico corso teorico corso teorico corso teorico - - - pratico pratico pratico pratico Oltre la spirometria Torino, 21-22 maggio 2010 invasivo dei gas Lucia Iannacito www.aitfr.com
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Il monitoraggio non invasivo dei gas
LA MISURA DELLA LA MISURA DELLA LA MISURA DELLA LA MISURA DELLA
FUNZIONE RESPIRATORIAFUNZIONE RESPIRATORIAFUNZIONE RESPIRATORIAFUNZIONE RESPIRATORIA
corso teorico corso teorico corso teorico corso teorico ---- praticopraticopraticopratico
Oltre la spirometria
Torino, 21-22 maggio 2010
invasivo dei gas
Lucia Iannacito
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Apparecchiature per il monitoraggio caratteristiche generali
• Affidabilità
• Batterie di lunga durata facilmente ricaricabili e
• Resistenza alle condizioni atmosferiche
• Facile utilizzofacilmente ricaricabili e sostituibili
• Leggerezza
• Agevole trasportabilità
• Compatibilità con altre apparecchiature
• Costo contenutowww.aitfr
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Monitoraggio Respiratorio
• Il monitoraggio respiratorio si riferisce alprocesso di continua valutazione dello statocardiopolmonare del paziente al fine dimigliorare la gestione clinica.migliorare la gestione clinica.
• L'obiettivo principale del monitoraggio è disensibilizzare l’operatore alle variazioni dellecondizioni cliniche del paziente.
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Quali monitoraggi in pneumologia?
•• SaturimetriaSaturimetria
•• Pulsossimetria Pulsossimetria
•• Misura trancutanea di COMisura trancutanea di CO22 e Oe O22
•• CapnometriaCapnometria
•• Somma o combinazione dei precedentiSomma o combinazione dei precedenti
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Pulsossimetria
Il Pulsossimetro
Utilizza due luci con diversa frequenza d’onda
e misura:e misura:
�la Saturazione emoglobinica dell’O2
�la frequenza cardiacawww.aitfr
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La tecnologia applicata al Pulsossimetro
Pletismografia ottica
Spettrofotometriawww.aitfr
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Pletismografia ottica
Misura la frequenza cardiaca determinando le variazioni cicliche nella trasmissione della luce attraverso il sito di campionamento durante ogni ciclo cardiaco.
La trasmissione della luce è inversamente proporzionale all’assorbimento.all’assorbimento.
• Il Volume di sangue aumenta durante la sistole(L’assorbimento della luce aumenta e la trasmissione diminuisce)
• Il Volume di sangue diminuisce durante la diastole(L’assorbimento della luce diminuisce e la trasmissione aumenta)
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Spettrofotometria
� Due LED trasmettono una luce rossa e una infrarossa attraverso il letto ematico
LED a luce Rossa & Infrarossa
(Sorgente Luminosa)
� Un fotodiodo misura la quantità di luce assorbita dal letto ematico
Letto vascolare pulsatile
Fotodiodo
(Detector)
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Oltre al tipo di sensore descritto precedentemente (in
trasmissione), ce ne sono alcuni che si basano sulla
riflessione della luce da parte del sangue e dei tessuti.
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I concetti esposti per i sensori trasmissivi valgono pari pari per quelli riflessivi; appare tuttavia accertata una maggiore sensibilità ai disturbi e agli artefatti della tecnologia riflessiva rispetto a quella trasmissiva.
Di fatto l’utilizzo Di fatto l’utilizzo prevalente dei sensori in riflessione è quello frontale. www.a
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Curva dissociazione Hb
Curva di dissociazione
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Sat (%)
Curva di dissociazione
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Sat (%)Curva di dissociazione emoglobina
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Curva di dissociazione emoglobina
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La curva di dissociazione dell'ossiemoglobina è piuttosto piatta a PaO2 elevate e la SaO2 non cala in modo significativo fino a che la PaO2 non raggiunge i 75-80 mmHg.
Quando la PaO2 raggiunge i 60 mmHg, la curva scende decisamente e ogni ulteriore riduzione della PaO2 comporta un brusco calo della SaO2
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0 20 40 60 80 100 120 140
pO2 (mmHg)
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pO2 (mmHg)
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pO2 (mmHg)
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pO2 (mmHg)
Sat (%)
ATTENZIONE!ATTENZIONE!ATTENZIONE!ATTENZIONE!ATTENZIONE!ATTENZIONE!ATTENZIONE!ATTENZIONE!
Accuratezza Accuratezza Accuratezza Accuratezza Accuratezza Accuratezza Accuratezza Accuratezza
pulsossimetri: pulsossimetri: pulsossimetri: pulsossimetri: pulsossimetri: pulsossimetri: pulsossimetri: pulsossimetri:
±±±±±±±±11111111÷÷÷÷÷÷÷÷2% (802% (802% (802% (802% (802% (802% (802% (80÷÷÷÷÷÷÷÷100%)100%)100%)100%)100%)100%)100%)100%)www.a
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• temperatura / PCO2 / 2,3-difosfoglicerato
• pH
AUMENTO DELL’AFFINITA’
(Spostamento della curva a sinistra)
• temperatura / PCO2 / 2,3-difosfoglicerato
• pH
DIMINUIZIONE DELL’AFFINITA’
(Spostamento della curva a destra)
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Spostamento della curva
Curva di dissociazione emoglobinaCurva di dissociazione emoglobina
Curva di dissociazione emoglobina
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Curva di dissociazione emoglobina
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Sat (%)
ATTENZIONE!ATTENZIONE!ATTENZIONE!ATTENZIONE!ATTENZIONE!ATTENZIONE!ATTENZIONE!ATTENZIONE!
IpossiaIpossiaIpossiaIpossiaIpossiaIpossiaIpossiaIpossia
ATTENZIONE!ATTENZIONE!ATTENZIONE!ATTENZIONE!ATTENZIONE!ATTENZIONE!ATTENZIONE!ATTENZIONE!
IperossiaIperossiaIperossiaIperossiaIperossiaIperossiaIperossiaIperossia
• pH = 7,6 sO2 = 97%
– pO2 = 92,5 vs. 77,5 mmHg
Curva di dissociazione emoglobina
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pO2 (mmHg)
Sat (%)
Curva di dissociazione emoglobina
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88
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40 60 80 100 120 140
pO2 (mmHg)
Sat (%)
pH = 7,2pH = 7,2
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pO2 (mmHg)
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pO2 (mmHg)
pH = 7,6pH = 7,6
• pH = 7,2 sO2 = 97%
– pO2 = 92,5 vs. 112 mmHgwww.a
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Il pulsossimetro rileva e calcola solo la quota di luce assorbita dalle emoglobine funzionali ovvero quelle attive nel trasporto di ossigeno:
� Emoglobina legata all'ossigeno (sensibile all’infrarosso)
� Emoglobina deossigenata o � Emoglobina deossigenata o ridotta (sensibile alla luce rossa)
Non può quindi misurare le emoglobine non funzionaliwww.a
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Carbossiemoglobina
Il CO è 200-250 volte più affine all’Hb che l’O2
CO
CO CO
Molecola di Hb
CO
O2
COCO
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Metaemoglobina
Essa è generata dalla assunzione di alcune sostanze:
� Farmaci (benzocaina)
E’ una molecola di emoglobina priva della sua capacita dilegare reversibilmente l'ossigeno e quindi priva anchedella sua funzione fisiologica di trasporto dello stesso.
� Farmaci (benzocaina)
�Semi di fava
�Nitriti e nitrati (acqua di pozzo)
In presenza di Metaemoglobina il pulsossimetro può sovrastimare o sottostimare la vera saturazione ossiemoglobinica
Elevati livelli di Bilirubina generano lo stesso problemawww.a
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L’EGA è il test standard di riferimento per la misura dei gas ematici
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Lo smalto per unghie
� Alcuni colori di smalto non hanno alcun effetto sulla
lettura del pulsossimetro
� Altri sì, soprattutto il blu e il verde
� E’ consigliato in ogni caso rimuovere lo smalto prima
di procedere alla misurawww.aitfr
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Abbronzatura e pigmentazione scura della pelle
Si possono leggere valori di SaO2
più alti (usualmente dal 3 al 5%)più alti (usualmente dal 3 al 5%)
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Coloranti intravascolari
I coloranti intravascolari possono temporaneamente
alterare la lettura di SpO2
�Il Blu di Metilene e l’Indaco Carminio possono essere utilizzati durante i cateterismi cardiaci.
�Questi coloranti sono utilizzati come mezzo di �Questi coloranti sono utilizzati come mezzo di contrasto
In questi casi, quando il colorante raggiunge ilmicrocircolo periferico la lettura della saturazionepuò crollare in modo drammatico.
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Edema
La luce emessa dal sensore può disperdersi attraverso il tessuto edematoso
� Non si conosce con precisione quanto questo incida sulla lettura
� Non applicare comunque il sensore su un dito edematoso
� Utilizzate piuttosto sensori diversiwww.a
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Qualità del letto ematico
La lettura del Pulsossimetro è fortemente alterata se il soggetto presenta:
� ipotensione arteriosa sistemica
� alterazioni del circolo periferico
soggetto presenta:
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Shunt ottico
Questo fenomeno si verifica quando la luce giunge al fotodetector senza passare attraverso il letto vascolare.
�Sono in commercio sensori di diverse misure�Sono in commercio sensori di diverse misure
�Assicuratevi che il sensore sia sempre in una giusta posizione
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INDICI DI PERFUSIONE
I pulsossimetri forniscono di solito un numero, adimensionale, utile
nel determinare la bontà del sito di rilevazione.
Per es Datex Ohmeda fornisce un indice detto Perfusion Index con
valori compresi tra 0 e 10 con una cifra decimale.
Nellcor invece fornisce un indice detto Blip o barra pletismografica,
con valori compresi tra 0 e 15.
Questi valori sono di solito ricavati dalla curva pletismografica
relativa all’infrarosso e si basano sul raffronto tra componente
pulsante e la componente continua www.a
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A parte il nome diverso e range diversi essi hanno in comune le
seguenti caratteristiche:
� sono tali per cui ad un numero grande corrisponde un sito con
INDICI DI PERFUSIONE
buon stato di perfusione. Maggiore perfusione (afflusso di
sangue) implica segnale più intenso, robusto e affidabile.
� variano da individuo a individuo e per un individuo variano al
variare del sito di rilevazione.
� non hanno alcuna correlazione con i valori di saturazione e
polso.www.a
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Interferenza da luce ambientale
Con un sensore a dito la luce ambiente non rappresenta normalmente un problema, il fotodetector è protettofotodetector è protetto
Quando abbiamo invece sensori “a nastro” o autoadesivi il fotodetector non è ben protetto.
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Interferenze elettriche
�Ogni apparecchio elettrico rilascia impulsi elettrici che possono interferire con l’acquisizione del segnale
� E’ consigliabile non connettere il pulsossimetro a prese a cui sono connessi altri apparecchi (le cosiddette “triple”)
�Non incrociare il cavo del pulsossimetro con altri cavi elettrici
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Artefatti da moto
Per evitare tali artefatti si consiglia di fermare il cavo paziente con del nastro adesivo alla mano del soggetto.soggetto.
Il nastro adesivo assorbirà la maggior parte delle scosse ed esse non verranno trasmesse al sensore.
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Applicazione del sensore
Applicazione corretta
Interferenza da luce ambientale
Il cavo è assicurato alla mano o al piede
luce ambientale ridotta al minimo
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Applicazione del sensore
E’ molto importante non fissare con cerotto il sensore al dito, soprattutto stringendo con una specie di anello, questo produrrà NO!!! questo produrrà inevitabilmente un effetto “laccio emostatico” che, alterando la qualità del letto ematico, genererà una lettura errata.
NO!!!
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E' importante essere coscienti che nonostante
l'Sp02 sia precisa ed estremamente utile nell'uso
clinico è solo una parte della valutazione dello statoclinico è solo una parte della valutazione dello stato
del paziente e non deve essere mai usata come
unico mezzo per il monitoraggio dello stato di
ossigenazione e ventilazione del paziente critico.
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Principio di misura transcutanea
Sensori di temperaturaElemento
Elettrodo combinato tcpO2/tcpCO2
Serbatoio sol. elettrolitica
Catodo al platino
Sol. elettrolitica, ricoprente
la superficie dell’elettrodo
Elemento
riscaldante
O-ring per fissare
le membrane
Elettrodo di riferimento Ag/AgCl
Elettrodo in vetro a stato solido rinforzato
Membrane permeabili O2/CO2
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Riscaldamento della cute
� Il riscaldamento crea iperemia, una reazione fisiologica
naturale della cute al calore eccessivo:
�L’innalzamento della temperatura della cute aumenta il
flusso ematico sottocutaneo
Principio di misura transcutanea
flusso ematico sottocutaneo
� Il maggior flusso ematico arterializza il sangue capillare
� Il riscaldamento inoltre rende la cute permeabile alla
diffusione del gas:
�La struttura lipidica delle cellule morte si dissolve grazie
ad un’apposita soluzione di contatto e al calore prodotto
dall’elettrodowww.a
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Misura transcutanea di O2 e CO2
�La cute viene riscaldata a 44-45 °C
�Migliori letture si ottengono con cute
sottilesottile
�E’ + sensibile del pulsossimetro
�Può provocare ustioni cutanee
�Attenzione nel cambio delle membrane
E’ necessario spostare spesso l’elettrodowww.a
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Misura transcutanea di O2 e CO2
Pazienti con:
�scarsa integrità della cute
Controindicazioni:
�scarsa integrità della cute�allergie all’adesivo
Non è possibile effettuare un prelievo arterioso.
E’ utile quando:www.aitfr
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TcpCO2/TcpO2 e PaCO2/ PaO2
non sono le stesse misure!
Lo scopo del monitoraggio dei gas per via transcutanea è
quello di ottenere informazioni sulle condizioni cardio-quello di ottenere informazioni sulle condizioni cardio-
respiratorie di un paziente, senza la necessità di effettuare
ripetutamente i prelievi di sangue arterioso.www.aitfr
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L’EGA è il test standard di riferimento per la misura dei gas ematici
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La pressione parziale di ossigeno transcutanea riflette la
sottostante via cutanea che è influenzata non solo dalla pO2
arteriosa, ma dipende dal flusso sanguigno locale, dalla
cessione di ossigeno dell‘Hb e dal metabolismo della pelle.
Le cellule epiteliali continuano a consumare un po‘ di
ossigeno e la TcpO2 continuerà quindi ad essere inferiore alla
pO2 arteriosa.
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Allo stesso modo, la pCO2 cutanea misurata con un sensore
transcutaneo non solo è determinata dal pCO2 arteriosa, ma
anche dal flusso sanguigno locale e dal metabolismo della pelle.
Il metabolismo delle cellule inoltre è in funzione della
temperatura esterna e anche se questa influenza è minimizzata
mediante l'applicazione di una temperatura specifica costante,
ci sarà ancora qualche differenza tra il valore TcpCO2 e la
tensione di anidride carbonica nel sangue arterioso.
Generalmente la TcpCO2 è superiore alla PaCO2.www.a
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Il monitoraggio TcpCO2/TcpO2 è un
metodo semplice e non invasivo, che
riflette l'andamento delle variazioni deiriflette l'andamento delle variazioni dei
gas nel sangue arterioso.
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L’andamento dell’onda pletismografica e’ molto simile a quello
ottenuto da un sensore di pressione invasivo
Extrasistole è rilevata anche dalla pletismografia ed anche gli effetti della tachicardiawww.a
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Fibrillazione ventricolare. Cessazione di attivita’ meccanica
cardiaca evidenziata da curva pletismografica come dalla curva
pressione. Ripresa di attività meccanica istantaneamente rilevata
anche dalla pletismografia.
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Capnografia
La Capnografia è il monitoraggio continuo e non invasivo della CO2 espirata e l’analisi della forma d’onda della CO2 in respiro singolo
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Capnografia
La Capnografia è ottenuta utilizzando un analizzatore a infrarossi
La CO2 assorbe i raggi infrarossi
La quantità di energia assorbita = concentrazione di CO2
Richiede calibrazioni accurate
� Aria ambiente
� Miscela al 5% di CO2
Sono utilizzati gas a due concentrazioni: www.a
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Capnografia – Mainstream (via principale)
� Sensore situato sul circuito ventilatorio
� Misura effettuata sulle vie aeree del paziente
� Il sensore IR non può essere contaminato � Il sensore IR non può essere contaminato
dalle secrezioni del paziente!
� Veloce tempo di risposta
� Non necessità di raccoglitore di condensa
� Non genera grossi problemi
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Capnografia – Sidestream (via secondaria)
� Sensore situato lontano dalle vie aeree
� Il sensore IR può essere contaminato dalle secrezioni del paziente!
� Misura effettuata grazie a una pompa posta � Misura effettuata grazie a una pompa posta nel monitor
� Tempo di risposta lento
� La formazione di condensa genera necessità di attenta manutenzione
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Capnografia
CO2 End Tidal (PetCO2) = CO2 misurata a fine espirazione
Letture inaccurate possono verificarsi quando:
� Si forma condensa nei tubi di � Si forma condensa nei tubi di campionamento, nei connettori o nella camera di misura
� Si verificano variazioni nei flussi di ventilazione
� Linee di campionamento lunghe determinano un’appiattimento della forma d’onda.
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PRO:
• METODICA NON INVASIVA • CONTINUO
End Tidal CO2: CONCLUSIONI
CONTRO:
• NIV• SCARSA CORRELAZIONE CON PaCO2 (BPCO)
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PRO:
� METODICA NON INVASIVA � CONTINUO � NIV � RESPIRAZIONE SPONTANEA
TcpCO2: CONCLUSIONI
� RESPIRAZIONE SPONTANEA� MONITORAGGI PROLUNGATI (a differenza della tcpO2 si può abbassare la T.)
CONTRO:
• TIME CONSUMING
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“…chi sa fa
chi non fa insegna… "
Grazie!!!Grazie!!!
Manuel Aisnard
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