Oxymètre de pouls - principes

 1. Définition

L’oxymètre de pouls (ou saturomètre) permet de mesurer de façon simple, fiable, non invasive et continue la saturation artérielle de l’hémoglobine.

Sa O2 = Hb O2 / Hb totale

La valeur donnée par l’oxymètre de pouls est appelée " Saturation pulsée de l’hémoglobine en oxygène ", ou SpO2, pour la distinguer de la saturation artérielle de l’hémoglobine en O2, mesurée par les gaz du sang (SaO2).

 2. Présentation du matériel

L’appareil se compose de deux parties :
–  le moniteur, qui est un boîtier indépendant ou intégré dans un autre appareillage, permet le réglage de la mesure et de ses limites d’alarmes et affiche la courbe de pléthysmographie (onde pulsatile) ;
–  le capteur, qui a le plus souvent la forme d’une pince ou d’un doigtier.

Il existe d’autres modèles, destinés à être placés sur le nez, le lobe de l’oreille, la main. Les capteurs peuvent être à usage unique ou réutilisables.

Le capteur contient deux diodes émettant une lumière rouge qui doit être située face à une zone réceptrice facilement identifiable.

Les meilleurs résultats sont obtenus en plaçant l’émetteur sur l’ongle (mnémonique : rubis sur l’ongle). L’écran comprend l’affichage des paramètres mesurés (saturation et fréquence des pulsations) et une courbe. La valeur affichée n’est fiable que si la courbe est bien lisible.

 3. Principe de la mesure

Le principe repose sur l’émission de deux lumières (rouge et infrarouge), respectivement de 660 et 940 nm, et de la mesure de leur absorption par le flux pulsatile.

L’absorption de la lumière rouge et infrarouge sera variable selon qu’elle rencontrera de l’hémoglobine réduite (Hb) non oxygénée ou de l’oxyhémoglobine (HbO2).

L’oxymètre de pouls calcule la saturation du flux pulsatile, en éliminant les valeurs correspondant au sang veineux et capillaire. Le résultat est très bien corrélée à la saturation artérielle mesurée par gaz du sang (SaO2).

 4. Limites de la mesure

 4.1. Limites liées à la nécessité de percevoir un signal pulsatile

L’oxymètre de pouls ne fonctionne pas en cas d’arrêt circulatoire ou de patient sous circulation extra-corporelle (CEC : débit continu, pas de débit pulsatile). Il fonctionne mal ou pas du tout dans toutes les situations où le sang circule mal là où est placé le capteur : hypotension artérielle, bas débit sanguin, vasoconstriction (hypothermie, utilisation de vasoconstricteurs). Si on place un brassard à pression artérielle sur le même bras que le capteur, l’oxymètre de pouls ne fonctionne pas pendant la mesure.

Le signal est parasité par les mouvements du patient. La saturation donnée par l’oxymètre de pouls n’a aucune valeur si la courbe du signal est mauvaise.

C’est donc bien souvent dans les situations les plus critiques que l’appareil ne donne aucun résultat.

 4.2. Utilisation de colorants

L’injection de bleu de méthylène ou de carmin indigo abaissent faussement la valeur donnée par l’oxymètre de pouls de façon temporaire. Le vernis à ongle et les néons puissants peuvent fausser la mesure.

L’hyperbilirubinémie en revanche est sans effet sur la mesure de la SpO2.

 4.3. Présence d’une hémoglobine anormale

En cas d’intoxication par le monoxyde de carbone (CO), l’oxymètre de pouls ne fait pas la différence entre l’hémoglobine combinée à l’oxygène (HbO2) et celle combinée au CO (HbCO). La saturation lue sur l’oxymètre de pouls est faussement élevée.

Exemple : un patient intoxiqué au CO a 40 % de son hémoglobine combinée à du CO ([HbCO] = 40 %). Cette HbCO est lue à 90 % comme de l’HbO2, donc interprétée comme 36 % d’HbO2. Si le reste de son hémoglobine est réellement combinée à de l’O2, l’oxymètre de pouls affichera une valeur de 96 %, faussement rassurante.

 5. Problèmes d’interprétation du résultat

 5.1. Différence entre la SpO2 et la PaO2

L’oxymètre de pouls ne donne pas la PaO2 (pression partielle de l’O2 dans le sang artériel),

mais la SaO2. Ces deux valeurs sont liées par une relation non linéaire (courbe de dissociation de l’hémoglobine, ou courbe de Barcroft, de forme sigmoïde, cf. illustration infra). Une chute de la SaO2 de 97 à 90 % n’a pas la même signification qu’une chute de 92 à 85 %.

La précision des oxymètres de pouls étant de l’ordre de 2 %, l’écart entre la valeur réelle et la valeur mesurée peut avoir une grande importance quand la saturation se situe dans la zone de grande pente de la courbe (en-dessous de 90 %, qui est le " genou " de la courbe).

Par conséquent, il ne faut pas fixer la limite inférieure de l’alarme à 90 % mais plutôt à 93 ou 94 %.

L’oxymètre de pouls ne détecte pas l’hyperoxémie : que la PaO2 soit à 100 mmHg (13,3 kPa) ou à 600 mmHg (80 kPa), la SaO2 sera à 100 %. En néonatalogie, si le nouveau-né reçoit de l’oxygène, il faut régler l’alarme haute à 97 % pour éviter l’hyperoxémie (risque de fibroplasie rétro-lentale pouvant conduire à la cécité).

Courbe de dissociation de l’hémoglobine (courbe de Barcroft)

Point artériel : pour une PaO2 de 91 mmHg (12,1 kPa), la SaO2 est de 97 %. C’est la partie plate de la courbe, la SaO2 n’augmente presque plus malgré de grandes augmentations de la PaO2. L’hyperoxie n’est pas détectée par l’oxymètre de pouls.
Point " 90-60-90 " : la PaO2 (et donc la SaO2) diminue avec l’âge. Comme on se situe dans une partie à faible pente de la courbe, une chute de la PaO2 de 90 à 60 mmHg (8 kPa) n’entraîne qu’une chute de 7 % de la SaO2. Par exemple, un patient de 90 ans aura une PaO2 à 60 mmHg et une SaO2 à 90 % : c’est le point " 90-60-90 " (90 ans, PaO2 = 60 mmHg, SaO2 = 90 %). Ce point est le " genou " de la courbe : en-dessous de 90 % de SaO2, la pente de la courbe est importante, et une chute de la PaO2 entraîne une forte chute de la SaO2.
Point veineux : le sang veineux a une PvO2 autour de 40 mmHg (5,3 kPa) pour une SaO2 à 75 %.
P50 : la P50 est la PO2 pour laquelle la SaO2 est à 50 %. Dans des conditions normales de pH, PCO2 et
température, P50 = 27 mmHg (3,6 kPa).

 5.2. Différence entre TaO2 et SpO2.

Idéalement, il faudrait connaître le transport artériel de l’O2 (TaO2), soit la quantité d’O2 transportée par minute :

TaO2 = Qc x CaO2 ≃ Qc x [Hb] x SaO2

Le transport artériel de l’O2 (TaO2) est égal au produit du débit cardiaque (Qc) par le contenu artériel en O2 (CaO2). Donc le TaO2 est à peu près égal au produit du débit cardiaque par la concentration de l’hémoglobine [Hb] et par la SaO2 (si on néglige l’O2 dissout). Sur ces trois valeurs, l’oxymètre de pouls n’en fournit qu’une seule.

En cas d’anémie, la mesure peut être faussement rassurante : si la concentration en hémoglobine diminue, la SpO2 ne change pas. En caricaturant, on peut dire que s’il n’y a plus que dix globules rouges bien oxygénés dans l’organisme (et qu’ils ont la bonne volonté de passer devant le capteur), l’oxymètre de pouls affichera " 100 % ", alors que le patient va mourir.

 5.3. La SpO2 peut être différente de la SaO2.

L’oxymètre de pouls mesure une saturation périphérique, et effectue une moyenne (réglable sur certains appareils, généralement 8 cycles). Il affiche en fait un résultat correspondant à la situation d’il y a quelques secondes. Quand la SaO2 chute brutalement, on peut constater un décalage entre le moment où le patient bleuit (cyanose) et le moment où la SpO2 donnée par l’oxymètre de pouls commence à descendre. L’inverse se produit quand la saturation remonte rapidement.

 5.4. Cas particuliers

Lors de l’intubation, si le patient a des poumons sains et a eu une bonne oxygénation, en cas d’intubation oesophagienne, la SpO2 met plusieurs minutes à descendre en-dessous de 93 %.

L’intubation sélective (lorsque la sonde est poussée trop loin, intubation d’une bronche souche, généralement la droite) n’est pas détectée si les poumons sont sains et la FiO2 supérieure à 30 %.

 6. Indications

L’oxymètre de pouls est utilisé dans de nombreuses circonstances, entre autre :

– en anesthésie et ensalle de surveillance post-interventionelle ; il permet la détection précoce des hypoxémies, bien avant l’apparition d’une cyanose ; la cyanose peut être d’apparition très tardive chez le patient anémié, et d’observation difficile chez le patient très pigmenté ;
– en médecine d’urgence, en particulier en préhospitalier et interhospitalier ;
– en réanimation, en particulier pour les patients ventilés ou susceptibles de l’être.

Par sa simplicité d’emploi et ses performances, l’oxymètre de pouls est devenu un appareil indispensable pour tout patient nécessitant une surveillance continue. Il est intégré à la plupart des moniteurs multiparamétriques.