Oximetria de pulso e algumas condições que interferem na sua leitura

             Introdução

A hipoxemia é uma condição clínica comum a várias doenças que comprometem o sistema respiratório de forma aguda ou crônica, incluindo não só as pulmonares, mas também enfermidades cardíacas, neurológicas, neuromusculares e de parede torácica. Sua presença traduz-se em risco de óbito, iminente nas condições agudas e graves, aumentado no longo prazo nas formas crônicas, fazendo com que seja fundamental sua detecção, para correção adequada.

A cianose central, definida pela coloração azulada da língua e mucosas e cuja presença realmente chama a atenção para hipoxemia, também é um sinal tardio, presente, em geral, quando o nível de hemoglobina desoxigenada chega a 5 g/dl, o que corresponde à saturação da hemoglobina inferior a 70% (exceto em pacientes com poliglobulia, quando a cianose surge mais precocemente). Além disso, a identificação da cianose pode ser prejudicada por outros fatores como iluminação inadequada no local do exame, coloração escura da pele, perfusão periférica diminuída, anemia e inabilidade do examinador. Assim, torna-se importante a caracterização objetiva da hipoxemia por método complementar ao exame clínico.

A saturação de oxigênio pode ser medida de forma não invasiva pela oximetria de pulso (SpO2). Apesar de não substituir completamente a gasometria, a oximetria por ser uma técnica simples, indolor e que fornece o resultado imediatamente, tornou-se ferramenta fundamental para a condução de pacientes com suspeita de hipoxemia aguda ou crônica. Como a maior parte do oxigênio transportado no sangue encontra-se ligado à hemoglobina, uma saturação acima de 90% é satisfatória do ponto de vista do fornecimento de oxigênio aos tecidos, desde que a hemoglobina e o débito cardíaco estejam adequados.

Oximetria de Pulso

A oximetria de pulso é um método não-invasivo utilizado para avaliar a oxigenação do paciente, isto é, a saturação do oxigênio da hemoglobina arterial (Sp02). A oximetria de pulso fundamenta-se em dois princípios básicos: espectrofotometria e pletismografia. A espectrofotometria mensura a quantidade de luz transmitida (ou refletida), através dos capilares do paciente, sincronizados com o pulso cardíaco, e a pletismografia registra o volume de sangue arterial nos tecidos (e, consequentemente, a absorção de luz por esse sangue) que se altera durante a pulsação.

Composição do Oximetro

O oxímetro consiste em três partes, uma é o console que é o oxímetro de pulso, propriamente dito, o sensor e cabo do sensor. Os equipamentos podem variar como o console pode ser um equipamento de mesa, portátil, manual ou módulo de monitor anestésico ou fisiológico. Outros podem apresentar miniaturizações onde o sensor e o oxímetro está montado em uma única peça. O sensor, que pode ser descartável ou não, é geralmente acoplado em extremidades do corpo do paciente tais como dedo, orelha, nariz ou pé (este último no caso de neonatos). Geralmente a opção é feita pelos reutilizáveis, sendo os descartáveis utilizados em situações onde o paciente corre maior risco de infecções.

A maioria dos oxímetros apresenta alarmes sonoros ou visuais informativos que são ativados quando o nível de oxigenação ultrapassa os limites estabelecidos pelo operador. Outra função importante é a mensuração da frequência cardíaca, a presença de visores apresentando os resultados em gráficos de barras e curvas pletismográficas (variação instantânea da SpO2 ao longo do tempo), módulo de baterias além de mensagens de erro e das condições de funcionamento do oxímetro, tais como bateria fraca, sinal fraco, condições do sensor e do cabo.

Os oxímetros subdividem-se em dois em função de modo como operam: os de transmissão e os de reflexão. No grupo dos oxímetros de transmissão os feixes luminosos, produzidos por LEDs (diodos emissores de luz), atravessam o corpo do paciente, sendo captados por fotosensores posicionados do outro lado. Os sensores de oxímetros deste tipo são geralmente utilizados em regiões periféricas do corpo, tais como ponta dos dedos, lóbulo da orelha ou pés.

O segundo grupo é o dos que operam por reflexão, parte do feixe de luz emitido é refletido e captado por sensores posicionados do mesmo lado dos LEDs emissores. Esses oxímetros permitem a medição dos níveis de saturação de oxigênio sanguíneo em regiões centrais do corpo, como o tórax e o lobo frontal da cabeça do paciente. A indicação de qual melhor sensor utilizar (de transmissão ou de reflexão) depende da condição de vascularização do paciente, se a condição vascular periférica estiver comprometida está indicado o uso do oxímetro de reflexão.

Ainda existem oxímetros especiais para serem utilizados durante exames com imagem de ressonância nuclear magnética. Esses modelos utilizam cabos feitos de fibras ópticas não condutivas eletricamente, de forma a não causar queimaduras no paciente, em virtude de laços de corrente induzida (correntes de Foucault) e não gerar artefatos nas imagens de ressonância nuclear magnética.

Princípios de Funcionamento

O princípio de funcionamento da oximetria de pulso baseia-se na transmissão, absorção ou dispersão de luz através da hemoglobina. A transmissão de luz de uma substância é determinada pela Lei de Beers-Lambert, também referendada como Lei de Beer.

A lei de Beer-Lambert determina que a concentração de um soluto desconhecido, em um solvente, pode ser determinada pela absorção da luz. Nesse caso, os solutos são a oxiemoglobina e a hemoglobina reduzida com seus respectivos coeficientes de absorção.

O corar sanguíneo depende dos níveis de oxigenação do sangue. Sendo que o sangue com alta concentração de oxigênio apresenta um corante vermelho mais forte e mais brilhante, em função da alta concentração de moléculas de oxihemoglobina. Quando a concentração está reduzida, o sangue adquire uma coloração mais azulada, em função de uma maior presença de moléculas de desoxihemoglobina (combinação de moléculas de hemoglobina com gás carbônico). Sendo assim, o princípio de funcionamento de um oxímetro de pulso baseia-se na espectrofotometria sangüínea, medindo a quantidade de luz transmitida (ou refletida) através dos capilares do paciente, sincronizados com o pulso cardíaco.

Na sístole, um novo pulso de sangue arterial penetra no leito vascular e o volume de sangue e a absorção de luz aumentam. Durante a diástole, o volume de sangue e a absorção de luz atingem seu ponto mais baixo. O oxímetro de pulso baseia suas medidas de SpO2 na diferença entre a absorção máxima e mínima, medidas durante a sístole e durante a diástole. Dessa forma, ele focaliza a absorção de luz pelo sangue arterial pulsátil, eliminando os efeitos de absorventes não-pulsáteis, como tecidos, ossos e sangue venoso.

O caminho percorrido pela luz ao longo da pele do paciente compreende regiões de capilares com sangue arterial (com alta pulsatilidade), com sangue venoso (pulsatilidade insignificante) e regiões teciduais (pele, gordura, osso, ect., sem nenhum movimento pulsátil). Sendo assim os ossos, tecidos, pigmentação e vasos venosos absorvem normalmente uma quantidade constante de luz no decorrer do tempo. O leito arterial pulsa e absorve normalmente quantidades variáveis de luz durante as pulsações.

Os oxímetros medem em tempo real as diferenças de absorção das luzes vermelha e infravermelha. Esta relação se vincula diretamente com a saturação da oxihemoglobina. Mediante a comparação da luz, que absorve durante a onda pulsátil, com respeito a absorção basal, se calcula a porcentagem de oxihemoglobina. Só se mede a absorção durante uma onda de pulso, o que minimiza a influência dos tecidos, veias e capilares no resultado. 

É por esta razão que estes sensores contém na realidade dois emissores de comprimentos de ondas diferentes e um receptor, de maneira que num dos comprimentos de onda a absorção é muito dependente da saturação de oxigênio e no outro comprimento a absorção teoricamente não varia com a saturação de oxigênio, mas sim com a quantidade de sangue, ou seja, varia com o pulso. Desta maneira, se tem um sinal que varia com o pulso e com a saturação de oxigênio e outro sinal que varia somente com o pulso, de tal maneira que se pode modular a primeira com a segunda e assim, obter uma leitura permanente de saturação de oxigênio.

Os dois comprimentos de onda são emitidos e transmitidos através da pele, sendo absorvidos de forma diferenciada pelo sangue. A oxihemoglobina, que é vermelha, reflete a luz vermelha, enquanto que a hemoglobina é azul absorve mais a luz vermelha. Como a luz infravermelha utilizada corresponde, aproximadamente, a um dos pontos isobésticos do sangue, este comprimento de onda é absorvido na mesma proporção, tanto pela oxihemoglobina quanto pela hemoglobina.

Os fotosensores convertem a luz captada em sinais elétricos, que depois são enviados à unidade de processamento do oxímetro, geralmente composta de circuitos digitais e um microprocessador. A razão entre as quantidades de luz vermelha e infravermelha captadas pelos fotosensores é utilizada na determinação do nível de saturação do oxigênio sanguíneo.

A relação de luz absorvida é convertida em uma medida da saturação de oxigênio funcional (SpO2), que está intimamente ligada a pressão parcial de oxigênio da hemoglobina, como vemos na figura abaixo.

• Artefatos que comprometem a leitura da oximetria de pulso
• Artefatos técnicos:
• Adaptação inadequada do sensor
• Movimentação do paciente
• Luminosidade intensa no ambiente: pode, eventualmente, levar a leituras falsamente baixas
• Interferência na leitura pela emissão de radiofreqüência durante a ressonância magnética

• Artefatos relacionados ao paciente:
• Hemoglobinopatias
• a) Carboxi-hemoglobina: ocorre na intoxicação por monóxido de carbono e, em menor grau, em grandes tabagistas. A leitura corresponde à soma da hemoglobina ligada ao oxigênio e ao monóxido de carbono, mostrando, portanto, valores falsamente elevados
• b) Meta-hemoglobina: determina leitura falsamente baixa
• c) Anemia falciforme: a hemoglobina S habitualmente não interfere na oximetria, mas há relatos de leituras falsamente elevadas ou diminuídas.

• Hipoperfusão: a leitura pode ser comprometida pela vasoconstrição, geralmente mostrando valores falsamente mais baixos.

• Hipotermia: a leitura pode ser comprometida pela vasoconstrição.

• Anemia: pode haver leitura subestimada quando a hemoglobina é inferior a 5 g/dl.

• Congestão venosa: em função da presença de pulso venoso, a leitura pode ser subestimada.

• Pigmentação da pele: a precisão da leitura na raça negra é menor, entretanto não se sabe se de forma clinicamente significante.

• Esmaltes: pode comprometer a leitura, sobretudo nas cores preta, azul e verde.

• Shunt óptico: Alguns oxímetros mostram shunt óptico no qual ocorre quando parte da luz do diodo emissor alcança o receptor sem passar através do dedo.

• Injeções intravenosas de etileno azul ou indocaína verde: Algumas substâncias como azul de metileno, verde de indocianina e índigo carmin, possuem atividade espectral nos comprimentos de onda utilizados para a oximetría de pulso. Isso faz com que haja interferência na exatidão das leituras.

• Uso de sensores incompatíveis com o oxímetro: Já foram detectados casos em que foram utilizados sensores incompatíveis com o oxímetro em questão, causando queimaduras nos pacientes, além da possibilidade de acarretar medidas incorretas (no caso de não ser detectado aquecimento nos sensores).

• Problemas funcionais (defeitos): A grande parte dos defeitos que ocorrem em oxímetros de pulso compreende danos nos cabos ou nos sensores. Estes defeitos geralmente ocorrem pelo desgaste natural, causado pelo manuseio destes componentes ou pela má utilização dos mesmos. É bastante comum a ocorrência de problemas como cabos partidos (sem continuidade elétrica), ocasionados por torções ou puxões, sensores defeituosos, desalinhados ou sem pressão de fixação por causa de quedas ou pancadas, além de conectores (dos cabos ou dos sensores) com mau contato, ocasionados pela soma dos fatores anteriormente citados.

Outra limitação da oximetria de pulso é que, embora tenha grande precisão quando a saturação de oxigênio está acima de 90%, os resultados são piores em condições de progressiva hipoxemia.

            
        Referências

COSTA, E.T., Oxímetro de pulso. In: Equipamentos Médico Hospitalares e o Gerenciamento da Manutenção: capacitação a distância, Ministério da Saúde. Secretaria de Gestão de Investimentos em Saúde. Projeto REFORSUS. Brasília, p.492-504, 2002.

SANTOS, M.A.C. Estudo dos fatores que interferem na mensuração da oximetria de pulso e sua correlação com a pressão de oxigênio nas artérias. Uniararas, 2008.

PINHEIRO, BV; OLIVEIRA, JCA. Insuficiência respiratória aguda. In. Jardim JRB, Oliveira JCA, Pinheiro BV.