23 Oxymètre de pouls (SpO₂)

Définition

Mesure indirecte (percutanée) et non invasive de la quantité d’oxygène dans le sang, en déterminant le niveau de saturation en oxygène de l’hémoglobine (SpO₂), censé refléter la saturation du sang artériel en oxygène (= estimation de la SaO₂).

Saturation « pulsée » en oxygène (SpO₂) : pourcentage d’hémoglobine oxygénée par rapport à la somme de l’oxyhémoglobine et de la désoxyhémoglobine = mesure la saturation fonctionnelle en oxygène du sang artériel (= HbO₂/Hb + HbO₂).

Saturation artérielle en oxygène (SaO₂) : pourcentage d’hémoglobine saturée en oxygène (ou oxyhémoglobine) dans le sang artériel.

La circulation de l’oxygène dans le sang se fait sous deux formes. L’oxygène est soit :

lié à l’hémoglobine (98 à 99 % de l’oxygène total transporté dans le sang). L’hémoglobine est donc présente dans le sang sous deux formes : oxygénée (oxyhémoglobine, HbO₂) et désoxygénée (désoxyhémoglobine, Hb) ;

dissous dans le plasma (1 à 2 % de l’oxygène total transporté dans le sang).

La mesure de l’oxygène dans le sang s’effectue de deux façons ; soit par :

le calcul de sa pression partielle (PaO₂) obtenu par un GDS (mmHg) ;

le calcul de son pourcentage de liaison avec l’hémoglobine obtenu par un gaz du sang ou par l’utilisation d’un oxymètre de pouls (pourcentage).

Principe de fonctionnement

Il repose sur l’association de deux techniques : la spectrophotométrie d’absorption et la photopléthysmographie.

Spectrophotométrie d’absorption

Principe : mesure de l’absorption de la lumière à travers les substances à certaines longueurs d’onde, fondée sur une particularité physique de l’hémoglobine : l’hémoglobine et l’oxyhémoglobine absorbent différemment les lumières rouge et infrarouge.

Les capteurs que l’on met en contact avec la peau sont constitués de deux diodes émettant, au travers du flot sanguin artériel mais aussi au niveau du flot veineux et des structures avoisinantes (muscles, tendons, os), deux ondes lumineuses rouge et infrarouge recueillies par un détecteur. Celui-ci évalue l’absorbance (capacité d’un milieu à absorber la lumière qui le traverse) de ces ondes par l’hémoglobine sanguine.

La différence d’absorption des deux hémoglobines (oxygénée et non oxygénée) dans la gamme des lumières rouges et infrarouges (liée à des coefficients d’absorption différents) permet de les différencier.

Le programme intégré de l’appareil utilise ensuite ces absorbances pour déterminer le rapport de concentration entre l’oxyhémoglobine et la désoxyhémoglobine dans le sang. La différence entre les deux est rapidement convertie en pourcentage de saturation en oxygène dans le sang artériel par le microprocesseur¹.

Photopléthysmographie (figure 23.1)

Détection de l’onde pulsatile au cours d’un cycle cardiaque en utilisant l’absorption des ondes lumineuses pour reproduire les ondes émises par le sang pulsatile.

Figure 23.1 Principe de fonctionnement d’un oxymètre de pouls : émission par des diodes de deux ondes lumineuses rouge et infrarouge recueillies par un détecteur.

Principe : un lit vasculaire pulsatile provoque des modulations du volume des capillaires, ce qui induit une variation cyclique de la quantité d’absorption selon la loi de Beer-Lambert.

Si une quantité constante de lumière est transmise au travers d’un lit vasculaire, plus de lumière est transmise lorsque les artérioles sont presque vides (diastole cardiaque), et moins de lumière est transmise lorsque les artérioles sont pleines (systole cardiaque). Autrement dit, lorsqu’une lumière est émise sur un lit vasculaire, l’intensité de la lumière qui atteint le photodétecteur de l’autre côté de ce lit vasculaire varie avec le degré de remplissage vasculaire.

Elle permet la distinction de la composante pulsatile de l’absorption de la composante non pulsatile secondaire aux tissus et au sang veineux.

Les émissions lumineuses de l’oxymètre de pouls sont émises en alternance rapide, afin de disposer de plusieurs mesures pour chaque pic systolique et chaque creux diastolique de l’onde de pouls.

Il existe ensuite une correction de l’absorption de la lumière par les substances n’appartenant pas au sang artériel : le composant pulsatile et alternant du signal d’absorption est séparé du composant non pulsatile qui représente l’absorption de la lumière par ces éléments non artériels, sang veineux et capillaire essentiellement.

Attention

L’oxymètre de pouls donne deux informations cibles :

• le pourcentage de saturation de l’Hb ;

• la pulsatilité de la circulation capillaire.

Chaque seconde, 600 mesures sont effectuées et envoyées à un processeur qui effectue l’analyse. Le résultat affiché reflète les 3 à 6 dernières secondes de saturation. Il est mis à jour toutes les demi-secondes.

Le nombre de cycles d’émission des diodes entre chaque signal pulsatile permet, de plus, le calcul de la fréquence cardiaque.

La fréquence cardiaque pulsatile est affichée sous forme :

d’une courbe pléthysmographique (avec un index de qualité du signal) ;

du chiffre moyen des pulsations (en battements par minute) : le chiffre affiché correspond à la moyenne calculée sur quatre battements, selon les appareils ;

d’un bip sonore émis à chaque pulsation perçue par le capteur.

Différence entre la SpO₂ et la PaO₂

L’oxymètre de pouls ne donne pas la PaO₂ mais estime la SaO₂. Ces deux valeurs sont liées par une relation non linéaire (courbe sigmoïde de Barcroft : courbe de dissociation de l’hémoglobine, figure 23.2).

Figure 23.2 Courbe sigmoïde de Barcroft.

Le point le plus important se situe au niveau du fléchissement de la courbe, ce qui correspond à une valeur de saturation de 92 %. Ce point est considéré comme névralgique puisqu’en dessous de ce pourcentage, une faible diminution de la PaO₂ entraîne une chute rapide de la saturation en oxygène de l’hémoglobine. Il est donc impératif d’administrer de l’oxygène au patient si le chiffre de saturation se situe sous cette limite. Il est important de préciser que cette valeur peut varier selon le placement du capteur. Cette valeur de 92 % correspond à un seuil pour un capteur digital.

Une chute de la SaO₂ de 97 à 90 % n’a pas la même signification qu’une chute de 92 à 85 %.

Matériel

L’appareil (figure 23.3) se compose de deux parties :

un moniteur (analyseur/calculateur) : boîtier indépendant ou intégré dans un autre appareillage permettant le réglage de la mesure et de ses limites d’alarmes et affichant parfois la courbe de pléthysmographie (onde pulsatile) ;

un capteur (doigtier). N.B : il existe d’autres modèles, réutilisables ou non, de formes et de consistances variées : pince à doigts ou à nez en plastique rigide, doigtier souple, bandes autocollantes pour le doigt ou la main (pédiatrie), le nez ou l’oreille.

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