pulsiossimetro (o ossimetro o saturimetro) è un'apparecchiatura medica che permette di misurare la quantità di emoglobina legata nel sangue in maniera non invasiva. Non permette di stabilire con quale gas è legata l'emoglobina, ma solo la percentuale di emoglobina legata. Normalmente l'emoglobina lega l'ossigeno, per cui possiamo ottenere una stima della quantità di ossigeno presente nel sangue.

Generalmente è formato da una sonda che effettua la misurazione e da un'unità che calcola e visualizza il risultato della misurazione. Alcuni modelli più recenti presentano l'unione della sonda e dell'unità di calcolo, facilitando la riduzione delle misure.

La sonda di un normale pulsiossimetro è costituita da una "pinza" che viene applicata generalmente al dito del paziente. Questa è collegata con l'unità di calcolo che visualizza la misurazione tramite un monitor, solitamente a led.

Principi di funzionamento 

La sonda è composta da due diodi che generano fasci di luce nel campo del rosso e dell'infrarosso e da una fotocellula che riceve la luce dopo che i fasci hanno attraversato la cute e la circolazione del paziente.

L’emoglobina ossigenata, caratteristicamente, assorbe la luce in quelle determinate lunghezze d’onda. Conoscendo la quantità di luce iniziale e quella finale, l’apparecchiatura è in grado di calcolare la saturazione dell’ossigeno nel paziente (indicata con l'abbreviazione SpO2).

Gli ossimetri ottici si basano sui diversi spettri di assorbimento della Hb e della HbO2(tra l’altro questa è la ragione del diverso colore del sangue arterioso e venoso). Si utilizzano almeno due lunghezze d’onda: la prima nel rosso (attorno a 660 nm) e la seconda nell’infrarosso (tra 805 e 1000 nm). Il coefficiente di assorbimento della Hb e dell’HbO2 è uguale a 805 nm, per cui questa lunghezza d’onda (detta “isobestica”) è utilizzata come riferimento.

Nell’ossimetria a riflessione, la luce riflessa all’indietro (“backscattering”) dal campione è campionata a due diverse lunghezze d’onda (λ1 e λ2) e la saturazione dell’ossigeno viene stimata dalla seguente relazione empirica:

SO2 = A - B R(λ1)/ R(λ2)

dove:

R = ln (Io / Ir), detta reflattanza;

Io = intensità della luce incidente;

Ir= intensità della luce riflessa;

A e B sono costanti che dipendono dall’ematocrito (quantità di globuli rossi nel volume di sangue). Per compensare questa dipendenza, si usa di solito una terza lunghezza d’onda).

Nell’ossimetria a trasmissione si analizza invece la luce che attraversa il campione. Definendo la densità ottica (assorbanza) come

d=Io/It

e applicando la legge di Beer al campione di sostanza si ha:

d= L [h(Hb) C(Hb)+ h(HbO2) C(HbO2)]

dove:

C = concentrazione;

h = coefficiente di estinzione (assorbimento);

L = cammino ottico (contributo lineare dei vari componenti all’assorbimento complessivo);

Effettuando misure di densità a due diverse lunghezze d’onda (λ1 e λ2), le concentrazioni di emoglobina e di ossiemoglobina (C(Hb) e C(HbO2)) possono essere determinate come incognite di un sistema di due equazioni lineari, in cui sono noti i coefficienti di assorbimento h alle diverse lunghezze d’onda (h(λ 1,HbO2), h(λ 2,HbO2), h(λ 1,Hb), h(λ 2,Hb)) e la lunghezza del cammino ottico.

La saturazione dell’ossigeno, comunque, può essere calcolata senza conoscere l’esatto valore di L:

C (Hb) = [h(λ2,Hb) d (λ1)- h(λ1,Hb) d (λ2)](1/L) * [h(λ1,HbO2) h (λ2,hb)- h(λ2,HbO2) h (λ1,hb)]

C (HbO2)= [h(λ2,HbO2) d (λ1)- h(λ1,HbO2) d (λ2)](1/L) * [h(λ1,Hb) h (λ2,hbO2)- h(λ2,Hb) h (λ1,hbO2)]

SO2 = C (HbO2)/(C(Hb)+ C(HbO2))

Utilizzo ed applicazioni

La sonda si applica generalmente in una zona pervasa da una circolazione superficiale, come il dito di una mano o il lobo di un orecchio, questo perché una circolazione posta troppo in "profondità" non può essere raggiunta ed attraversata dai fasci di luce e quindi la misurazione non può essere effettuata. Se si utilizza un pulsiossimetro con la sonda separata dal'unità di calcolo, è preferibile disporre la pinza con il cavo uscente verso il dorso della mano e non verso il palmo, in modo che questa possa essere chiusa senza che il cavo subisca pieghe eccessive, altrimenti è indifferente.

Ad ogni battito cardiaco è possibile visualizzare la saturazione dell'ossigeno, la frequenza e l'intensità del polso del paziente.

Il suo utilizzo è previsto sia nei reparti ospedalieri, sia sui mezzi di soccorso, in quanto è un dispositivo non invasivo (cioè non è necessario eseguire manovre o analisi che penetrino nei tessuti del paziente) ed è precoce nel riconoscere l'ipossia rispetto alle condizioni di cianosi, permettendo una diagnosi di desaturazione dell'ossigeno prima di gravi complicanze.

L'utilizzo è libero; di solito viene utilizzato sia da personale sanitario (medici ed infermieri ), sia da personale non sanitario addetto al soccorso.

Misurazioni

Una misurazione fisiologica della saturazione si attesta tra il 95 e il 100%. Valori compresi tra il 95 e il 90% indicano una parziale assenza dell'ossigeno (lieve ipossia), mentre valori al di sotto del 90% non sono fisiologici ed indicano una severa deficienza di ossigeno (grave ipossia). Il valore di 100 misurato "in aria ambiente" (cioè senza somministrazione artificiale di ossigeno) può essere sintomo di iperventilazione, che può essere dovuta, per esempio, ad attacchi di panico. A volte anche valori intorno al 90% possono risultare normali: è il caso di persone affette da broncopneumopatie croniche ostruttive (BPCO).

Limitazioni d'uso

L'utilizzo in condizioni non ottimali può portare ad errori di lettura che possono falsare i risultati visualizzati. In particolare:

lo smalto per unghie scherma le lunghezze d'onda generate dalla sonda, rendendo imprecisa la misurazione;

la vasocostrizione (cioè la diminuzione del calibro dei vasi sanguigni) dei distretti periferici, come per esempio quella delle dita, portano a una diminuzione del flusso sanguigno rilevabile dalla sonda, che quindi elabora dati falsati, rendendo difficile la lettura;

il pulsiossimetro permette di conoscere solamente la percentuale di saturazione dell'emoglobina, mentre non rivela informazioni su quale gas sia legato: questo può portare a un'errata interpretazione dei dati. Per esempio, in una intossicazione da monossido di carbonio, la quantità di emoglobina legata rimane comunque elevata, perché il monossido di carbonio presenta un'affinità per l'emoglobina molto più alta rispetto all'ossigeno. L'emoglobina si lega quindi al monossido di carbonio invece che all'ossigeno, che così non viene più trasportato ai tessuti. In questi casi la saturazione indicherà un valore normale, mentre in realtà il paziente potrà perdere i sensi molto velocemente a causa dell'ipossia causata dal monossido di carbonio. Il problema di fondo è che il saturimetro non riesce a distinguere la ossiemoglobina (ossigeno legato all'emoglobina) dalla carbossiemoglobina.

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