Caso de estudio: Análisis de oxímetros de pulso de una sala de
neonatología.
Autores: Salerno Juan, Salum Graciela y Marino Edgardo
Universidad Tecnológica Nacional Regional -
[email protected]
Resumen— La oximetría de pulso es usada para monitorear la saturación de
oxígeno en distintas patologías y aplicaciones. Una patología que requiere
un seguimiento de los valores de este parámetro fisiológico, de forma
continua y precisa es la retinopatía del prematuro (ROP). Además el
oxímetro de pulso ofrece la gran ventaja de tratarse de un monitor no
invasivo. De allí la importancia de cuantificar el error de estos
dispositivos.
En este trabajo se presentan los resultados de la contrastación de
oxímetros de pulso de una sala de neonatología, con un equipo Fluke. Este
medidor simula distintos porcentajes de saturación de oxígeno que serán
monitoreados por el sensor oximétrico. Para valores de saturación de
oxígeno relacionados con la ROP, se calcularon el error absoluto y el
porcentaje de discrepancia. En particular se analizó la performance para
valores mínimo y máximo de saturación recomendados para fijar las alarmas
del oxímetro.
Palabras clave— oximetría de pulso, contrastación, retinopatía, prematuro.
Introducción
E
L oxímetro de pulso mide la saturación de oxígeno arterial de la
hemoglobina. La tecnología involucrada requiere de dos principios básicos.
Primero, la absorción de la luz a dos longitudes de onda diferentes por la
hemoglobina difiere dependiendo el grado de oxigenación de la misma.
Segundo, la señal de luz que es transmitida a través de los tejidos tiene
un componente pulsátil, que resulta del cambio de volumen de la sangre
arterial con cada pulso cardíaco. La función de los oxímetros de pulso es
afectada por muchas variables, incluyendo: luz ambiental, hemoglobina
anormal, ritmo y frecuencia, función cardiaca y vasoconstricción.
Un oxímetro de pulso no da indicación de la ventilación de los pacientes,
sólo de su oxigenación. Además, puede haber un retardo entre la ocurrencia
de un evento potencialmente hipóxico como una obstrucción respiratoria y la
detección de una saturación baja de oxígeno por el oxímetro. Sin embargo,
la oximetría es un útil monitor no invasivo del sistema cardiorrespiratorio
de un paciente [1].
Previo a la tecnología del oxímetro de pulso, la oxigenación de un
paciente requería de la medición invasiva del gas arterial en un punto de
medición y llevaba de 20 a 30 minutos de procesado en laboratorio, cuando
en realidad el intervalo de tiempo crítico en ausencia de oxigenación es de
5 minutos para daño cerebral y de 10 a 15 minutos para muerte cerebral.
Algunas de las aplicaciones en medicina de los oxímetros de pulso son:
monitoreo de oxigenación y regularidad del ritmo del pulso cardíaco;
monitoreo del estado cardio-respiratorio de pacientes en sala de
emergencia, durante anestesia general, cuidado post-operatorio y cuidado
intensivo; durante el transporte de pacientes, especialmente fuera del
hospital; análisis de pacientes pediátricos donde el acceso vascular
(arterial) puede ser difícil; para limitar la toxicidad límite del oxígeno
en neonatos prematuros; oximetría fetal, etc. [1].
Una patología que requiere una determinación muy crítica de la oxigenación
es la retinopatía en prematuros (ROP). La ROP es una anomalía del
desarrollo de la retina y del vítreo que ocurre en niños prematuros. Se
debe a una angiogénesis anormal, en la que los vasos sanguíneos retinianos
dejan de crecer y desarrollarse normalmente en recién nacidos prematuros,
lo que a veces conduce a trastornos visuales graves y ceguera. La
enfermedad se asocia con las tasas de supervivencia y con la gravedad del
proceso sistémico y se ve influida por estos factores. Su gravedad es
variable y se clasifica mediante un examen detallado del fondo de ojo con
oftalmoscopia indirecta.
De los factores de riesgo que se han asociado en la etiopatogenia de la
ROP, la oxigenoterapia ha sido considerada como la principal causa de esta
afección permaneciendo en la actualidad su importancia [2].
En la actualidad, el nivel de oxigenación en el recién nacido se mide de
dos maneras: gases en sangre arterial y monitorización de la oximetría de
pulso [3].
La oximetría de pulso representa un método no invasivo para la evolución
continua de la saturación de oxígeno. Su habilidad para responder
rápidamente a los cambios en este parámetro lo hace extremadamente útil en
la evaluación de los neonatos, recomendándose usarlo inmediatamente en el
período posparto [4].
Es importante señalar que la población de mayor riesgo son los recién
nacidos prematuros con un peso menor a 1,5 kg o menores de 32 de semanas de
gestación y que es necesario evitar la hipoxia, aunque sin causar
hiperoxia, que conduce a injuria y estrés oxidativo. Además, los episodios
reiterados de hiperoxia/hipoxia producen una alteración del tono vascular
de los recién nacido inmaduros [5].
La tasa de incidencia de ROP mundialmente reportada varía entre 4% y 18%
según diferentes centros. En nuestro país, la incidencia está por encima
del 12% (a excepción de algunos centros) y se reconoce un importante
registro [5].
Tin et al. (2001) realizaron un estudio con recién nacidos menores a 28
semanas y encontraron que las diferencias en las políticas con respecto a
la saturación de oxígeno no tuvieron efecto en la sobrevida o en la
proporción de sobrevivientes que desarrollaron parálisis cerebral pero si
tuvo un mayor impacto en la proporción de desarrollo de retinopatía. Además
concluyen que las tentativas de mantener la saturación de oxígeno en un
nivel normal "fisiológico" pueden hacer más daño que bien en los bebés de
gestación de menos de 28 semanas [6].
Un estudio prospectivo mostró que la estricta monitorización por
saturometría en recién nacidos prematuros con menos de 1,5 Kg. de peso
logró disminuir la incidencia del ROP (del 12,5% al 2,5%). Si bien no
existen suficientes estudios aleatorizados, los publicados hasta la
actualidad muestran que saturaciones entre el 88% y el 92% serían
beneficiosas y no aumentarían la incidencia de mortalidad ni de parálisis
cerebral. Se recomienda que el monitor de saturación de oxígeno debe ser
usado inmediatamente después del nacimiento y que debe programarse con las
siguientes alertas: mínima en 85% y máxima en 92%, dado que la saturación
deseada máxima es 92% para recién nacidos de 1,2kg de peso o menor y 32
semanas de gestación o menos, y la mínima es 86% para ambos casos [5].
Materiales y Métodos
En este trabajo se presentan los resultados de las contrastaciones de
cuarenta oxímetros de pulso de una sala de neonatología de Rosario,
Argentina. En la tabla 1 se presentan la distribución de las marcas y
modelos de los oxímetros relevados.
TABLA I
DISTRIBUCIÓN DE LAS MARCAS Y MODELOS DE LOS OXÍMETROS RELEVADOS.
"MARCA "MODELO "CANTIDAD"
"NIHON "BSM-2351"23 "
"KOHDEN "K " "
"MASIMO "RAD9 "17 "
El test de constraste se realizó con un equipo Fluke modelo Index 2, el
cual realiza simulaciones de distintos porcentajes de saturación de
oxígeno. Posteriormente se registran las salidas del oxímetro contrastado
para cada simulación. El equipo Fluke posee una resolución del 1% [7].
El test de contrastación produce 10 simulaciones diferentes, pero aquí se
presentaran las que estén dentro del intervalo de criticidad para la
retinopatía, es decir entre 85 y 92%. Éstas fueron: 85%, 88%, 90%, 92% y
93%.
Cabe agregar que el test completo está siendo analizado por los autores
del presente trabajo para encontrar un parámetro estadístico que permita
representar la calidad de la sala de neonatología, dado que en el caso del
ingreso de un prematuro a dicha sala, se le asignará cualquiera de los
equipos analizados.
Los parámetros utilizados para cuantificar el error de cada oxímetro
fueron el error absoluto y el porcentaje de discrepancia, estando el
primero relacionado con la precisión y el segundo con la exactitud. El
error absoluto se calculó como:
ya que se considera a la saturación simulada como el valor verdadero.
El porcentaje de discrepancia se calculó como sigue:
Resultados
Todos los oxímetros Masimo presentaron los mismos errores absolutos y por
ende los mismos porcentajes de discrepancia, tal que para las entradas
simuladas de 88%, 90%, 92% y 93% de saturación de oxígeno midieron 1% por
encima; y para 85% midieron 1% por debajo.
Para las saturaciones de 85%, 88%, 90%, 92% y 93%, estos oxímetros poseen
un porcentaje de discrepancia de -1,18%, 0%, 1,11%, 1,09% y 1,08%,
respectivamente.
Quince de los veintitrés equipos Nihon Kohden tienen el mismo patrón de
error absoluto, siendo -3% para 85% y -2% para 92% y 93%. Los
porcentajes de discrepancia para 85% y 93% es de -3.53% y -2.17%,
respectivamente.
Cuatro equipos, de esta misma marca, poseen sólo un error del -1% para la
saturación simulada de 85% (-1.18% de discrepancia) y dos equipos no
mostraron error en las simulaciones analizadas aquí.
En la figura 1 se presenta una gráfica que muestra el porcentaje de casos
en función de los errores absolutos encontrados, tanto de la saturación
simulada de 85% como de la de 92%. En la tabla 2 se resume esta
información.
Fig. 1: Porcentaje de los casos en función de los errores absolutos para la
saturación simulada del 85% (barras ralladas) y del 92% (barras grises).
Por ultimo, 2 oxímetros (de marca Nihon Kohden) poseen error absoluto nulo
para los porcentajes analizados.
Sola et al., comentan que los intervalos de confianza de la saturación
medida con oxímetro de pulso en comparación con la saturación arterial real
en una determinada lectura pueden ser tan elevados como ± 10% cuando la
saturación es superior al 70 %. Con las nuevas tecnologías, la precisión
es ± 3 % y que la precisión global de la saturación de oxígeno está
limitada intrínsecamente por el uso exclusivo de dos longitudes de onda, y
depende de la población inicial de calibración. De mayor importancia es que
los algoritmos empíricos utilizados para detectar la señal en su valor
real, el control de calidad del hardware y los avances tecnológicos añaden
importantes motivos de variabilidad entre los oxímetros, que los clínicos
no podemos ignorar [8].
Por lo tanto, los oxímetros dan en un rango igual o inferior al propuesto
por la bibliografía.
TABLA II
CANTIDAD DE CASOS CLASIFICADOS SEGÚN EL ERROR ABSOLUTO PARA CADA
SIMULACIÓN.
"SATUR"Error absoluto "
"ACIÓN" "
"Simul" "
"ada " "
" "2"1 "0 "-1"-2"-3"
"85 % " " "2 "23" "15"
"92% "1"15"8 " "16" "
Conclusiones
Como conclusión, mediante la investigación bibliográfica previa se
determinó la relevancia que tiene el error de los oxímetros que se utilizan
para controlar la saturación de oxígeno de pacientes neonatos, en especial
en su relación con la prevención de la Retinopatía del Prematuro, y también
que muchos de los equipos en uso en numerosas salas de neonatología no son
adecuados, dado que su tecnología no les permite alcanzar la exactitud
requerida.
En este trabajo se encontró que los errores de los oxímetros estudiados
están dentro del rango propuesto por la bibliografía para su utilización en
una sala de Neonatología.
Agradecimientos
A la Facultad Regional de Rosario, en particular al Laboratorio de
Electromedicina, Dpto. de Ingeniería eléctrica, UTN.
A la Universidad Tecnológica Nacional que otorgó la Beca de Posgrado para
la Bioig. Salum.
Referencias
1] E. HILL Y M.D. STONEHAM, "PRACTICAL APPLICATIONS OF PULSE OXIMETRY",
UPDATE IN ANAESTHESIA, VOL. 11, ARTÍCULO 4, 2000.
2] D.L. Phelps, "Retinopathy of prematurity", Pediatric Clinics of North
America, vol. 40, pp. 705-714, 1993.
3] A. Sola, L. Chow y M. Rogido, "Retinopatía de la prematuridad y
oxigenoterapia: una relación cambiante", Anales de Pediatría, vol. 62
(1), pp.48-63, 2005.
4] I. Dimich, P.P. Singh, A. Adell, M. Hendler, N. Sonnenklar, M. Jhaveri,
"Evaluation of oxygen saturation monitoring by pulse oximetry in
neonates in the delivery system", Canadian Journal of Anaesthesia, vol.
38:8. pp. 985-988, 1991.
5] G. Goldsmit, . ballani, L. Giudice, P. Deodato, S. Fistolera, C.
Capelli, A. Puertas, A. Rua, M.E. Soler Monserrat y N. Balanian,
"Capítulo 2: Recomendaciones para el control de la saturación de oxígeno
en prematuros", Prevención de la Ceguera en la Infancia por Retinopatía
del Prematuro Grupo de Trabajo Colaborativo Multicéntrico, Dirección
Nacional de Maternidad e Infancia, Ministerio de Salud, República
Argentina
6] W. Tin, D.W.A. Milligan, P. Pennefather y E. Hey, "Pulse oximetry,
severe retinopathy, and outcome at one year in babies of less than 28
weeks gestation", Archives of Disease in Childhood - Fetal and Neonatal
Edition, vol. 84; pp. F106-F110, 2001.
7] Fluke Biomedical Web Site -
http://global.flukebiomedical.com/busen/home/SiteSearch.htm?resources=Pro
ducts&txtCriteria=index+2&x=20&y=6
8] A. Sola, L. Chow y M. Rogido, "Oximetría de pulso en la asistencia
neonatal en 2005. Revisión de los conocimientos actuales", Anales de
Pediatría, vol. 62(3), pp. 266-81, Barcelona, 2005.
