PULSOSSIMETRIA. MODALITA DI RILEVAZIONE E

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1 ASPETTI TECNICI DELLA PULSOSSIMETRIA. MODALITA DI RILEVAZIONE E INVIO A DISTANZA DEI DATI

2 PARTE PRIMA ASPETTI TECNICI DELLA PULSOSSIMETRIA

3 Il pulsossimetro e uno strumento di facile utilizzo, che fornisce 1) curva pletismografica 2) frequenza cardiaca aca 3) saturazione dell ossigeno (SpO2) 4) indice di perfusione

4 Se si illumina un dito con un led, la sua luce lo attraversa, e viene attenuata dagli oggetti attraversati. Nel suo cammino la luce incontra tessuti, ossa, pelle, sangue arterioso e venoso.

5 -- Assorbitori di luce costante (ossa, tessuti, sangue venoso) -- Assorbitore di luce variabile (sangue arterioso) -- Ciclo cardiaco determina quindi un segnale variabile nel tempo, di estremo interesse e significato fisiologico (segnale pletismografico)

6 Si noti come l andamento della pletismografica e molto simile a quello ottenuto da un sensore di pressione invasivo Extrasistole rilevata anche da pletismografica, effetti della tachicardia documentati anche da pletismografica

7 Fibrillazione ventricolare. Cessazione di attivita meccanica cardiaca evidenziata da curva pletismografica come da curva pressione. Ripresa di attivita meccanica istantaneamente rilevata da pletismografica. Da curva pletisimografica immediato ricavare frequenza cardiaca: misurazione intervallo temporale tra due picchi consecutivi.

8 SATURAZIONE (SP02): definizione e significato -- Ossigeno nel sangue sostanzialmente presente legato alla emoglobina (98%), il restante 2% e disciolto nel plasma -- Emoglobina puo essere legata a ossigeno (ossiemoglobina, O2Hb) oppure non legata (emoglobina ridotta, HHb) -- In alcuni stati patologici l emoglobina non legata all ossigeno (emoglobina ridotta HHb) e una quota significativa dell ammontare totale di molecole di emoglobina. -- Si definisce saturazione dell ossigeno nel sangue (SPO2) la percentuale di molecole di ossiemoglobina calcolata sul totale delle molecole di emoglobina presenti

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10 -- Il valore di SPO2 indica se il paziente e o no ossigenato al suo meglio -- Un valore di SPO2 nel range 100%-94% e reputato normale, un valore minore di 80% e stato ipossico grave --Un valore di SPO2 pari al 100% vuol dire che il paziente e ossigenato al suo meglio, ma non vuol dire che questo sia sufficiente: si pensi al caso degli anemici,,per esempio in cui a fronte di valori di saturazione normali si e comunque in presenza di una scarsa ossigenazione

11 SPO2: principio di misura -- Grafico mostra assorbimento alle diverse lunghezze d onda della luce incidente -- Emoglobina ridotta assorbe piu luce rossa (banda nm) di quanto non faccia ossiemoglobina. --Viceversa ossiemoglobina assorbe piu luce nell infrarosso (banda nm) di quanto non faccia emoglobina ridotta. Illuminando i tessuti con due lunghezze d onda diverse, e valutando la differenza di assorbimento variabile relativa alle due lunghezze d onda si dovrebbe essere in grado di valutare SPO2

12 -- Infatti se per ogni ciclo cardiaco si considera e se si usa una relazione sperimentale ricavata da volontari si arriva a determinare un valore che e una ottima stima della saturazione. -- Il sistema emette quindi un valore di saturazione in corrispondenza di ogni impulso cardiaco, da cui il nome di pulsossimetro. V l i di SPO2 tt il 70% i i di lidit i ibilit ti di t -- Valori di SPO2 sotto il 70% privi di validita, per impossibilita etica di portare volontari in situazioni cosi critiche.

13 Oltre al tipo di sensore fino a qui descritto (in trasmissione), ce ne sono alcuni che si basano sulla riflessione i della luce da parte del sangue e dei tessuti. ti I concetti esposti per i sensori trasmissivi valgono pari pari per quelli riflessivi; appare tuttavia accertata una maggiore sensibilita ai disturbi e agli artefatti della tecnologia riflessiva rispetto a quella trasmissiva. Di fatto l utilizzo prevalente dei sensori in riflessione e quello frontale.

14 DISTURBI: DIVERSI FATTORI Il sistema e sensibile a diversi fattori di disturbo: --interferenze elettriche -- movimento (difficile da combattere) -- luce esterna, -- scarsa perfusione.

15 DISTURBI:CONTROMISURE --Filtraggi. I valori di SP02 proposti all utilizzatore sono nella realta il frutto di operazioni di medie e filtraggi che si riferiscono ad un intervallo di tempo precedente l istante di emissione del dato, di durata variabile da 5 a 20 secondi. -- Algoritmi di reiezione degli artefatti. Se non si puo impedire il movimento, si puo cercare di identificare gli artefatti e di non dare indicazioni erronee. Grande competizione su algoritmi: tipicamente basano funzionamento sulla validazione del singolo impulso, fatta su misurazioni di tempo e ampiezza, e basata sulla somiglianza con gli eventi precedenti accettati come buoni. -- Accurata scelta del sito di rilevazione. Utilizzare un sito di rilevazione con buona perfusione (usando Perfusion Index), evitare esposizione del sensore a luce violenta. Se poca perfusione usare sensore adesivo (evitare costrizione). Se il sito e perturbato da eccessiva attivita provare sensore frontale. Attenzione alle zone edematose e, banalmente, allo smalto da unghie.

16 INDICI DI PERFUSIONE -- I pulsossimetri forniscono di solito un numero, adimensionale, utile nel determinare la bonta del sito di rilevazione. Per es Datex Ohmeda fornisce indice detto Perfusion Index con valori compresi tra 0 e 10, con una cifra decimale. Nellcor invece fornisce indice detto Blip o barra pletismografica, con valori compresi tra 0 e Questi valori sono di solito ricavati dalla curva pletismografica relativa all infrarosso, e si basano sul raffronto tra componente pulsante e la componente continua -- A parte il nome diverso e range diversi essi hanno in comune le seguenti caratteristiche: a) sono tali per cui ad un numero grande corrisponde un sito con buon stato di perfusione. Maggiore perfusione (afflusso di sangue) implica segnale piu intenso, robusto e affidabile b) variano da individuo a individuo, e per un individuo variano al variare del sito di rilevazione c) non hanno alcuna correlazione con i valori di saturazione e polso.

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18 PARTE SECONDA Modalita di rilevazione e Modalita di rilevazione e trasmissione di dati

19 Pulsossimetria e telemedicina Pulsossimetria indicata perche : -- Rileva parametri vitali a basso costo -- Facile applicazione del sensore -- Non necessita di personale specialistico

20 MODALITA ACQUISIZIONE TEMPO DIFFERITO (registrazione) TEMPO REALE ( in diretta )

21 TEMPO DIFFERITO L acquisizione viene fatta partire, al verificarsi di determinate condizioni, e i dati risultanti vengono successivamente trasmessi dallo strumento e analizzati da chi ha in cura il paziente.

22 Situazioni che determinano inizio acquisizione -- Tempo. Acquisizione cadenzata a orari fissi, con protocolli predeterminati (24/24, tutta la notte, 15minuti al giorno etc). Per tempi di acquisizione i i lunghi utili tool di analisi i automatica ti dei dati. -- Azione volontaria (pressione di tasto). Verificarsi di sintomo o situazione meritevole di essere registrata -- Verificarsi di evento opportunamente definito (per es desaturazione) Verificarsi di evento opportunamente definito (per es desaturazione). Architettura endless-loop. Consente memorizzazione di parti qualificate di tracciato.

23 TEMPO REALE Lo strumento trasmette mentre il responsabile vede i tracciati evolvere in diretta

24 TEMPO REALE -- Utile quando si devono prendere decisoni i urgenti o quando si desidera una interazione paziente dottore piu stretta. -- Nell ambito domiciliare spesso coesiste con tempo differito: normalmente tempo differito e si passa a tempo reale quando serve e (non e pensabile, per costi e affidabilita, mantenere sistema connesso 24 ore al giorno). Di solito e necessaria una telefonata per concordare il cambio di modalita e il passaggio al tempo reale.

25 TECNOLOGIE DI TRASMISSIONE -- Doppino telefonico e relativi modem (PSTN, ISDN, ADSL). Predominante nel domiciliare. -- GSM, GPRS. Per zone disagiate e remote. Costi operatori ancora piuttosto elevati.velocita ancora modeste per applicazioni moderne. -- In strutture chiuse (ospedali per es) si stanno diffondendo reti locali (ETHERNET), con centralizzazione del monitoraggio.

26 RETE LOCALE (ETHERNET) MONITORAGGIO CENTRALIZZATO

27 MODALITA DI CONNESSIONE -- Connessione punto punto -- Connessione mediata da INTERNET

28 Connessione punto punto -- Dispositivo compone numero di stazione ricevente (non pensabile contrario in ambito domiciliare). Stazione ricevente prende il comando compie operazioni -- Stazione ricevente prende il comando, compie operazioni amministrative, governa lo scarico dei dati.

29 PUNTO PUNTO: PRO E CONTRO PRO -- Struttura semplice. Necessarie semplici risorse HW_SW CONTRO -- Costo della chiamata (facilmente e interurbana di diversi minuti) -- Visualizzazione dei dati va gestita da software su stazione ricevente, che va mantenuto e aggiornato (costo di gestione). -- Le trasmissioni dei vari dispositivi presenti sul territorio vanno opportunamente scaglionate per evitare ingorghi da linea occupata. -- Il sistema e intrinsecamente chiuso: attivita come condivisione di dati e teleconsulto si complicano.

30 PUNTO PUNTO: CONDIVISIONE DATI E TELECONSULTO

31 CONNESSIONE MEDIATA DA INTERNET

32 CONNESSIONE MEDIATA DA INTERNET -- Come per il punto punto iniziativa e presa da dispositivo telemetrico -- Il dispositivo compone numero non di stazione ricevente, ma di provider di servizi internet (Libero, Virgilio etc). Questo gestisce la connessione ad un server centrale che riceve, archivia e visualizza i dati con apposito software. -- Una volta stabilito il contatto con il provider il sistema e connesso a internet, con i vantaggi che ne conseguono

33 CONNESSIONE MEDIATA DA INTERNET: VANTAGGI -- Si puo raggiungere il server centrale al costo di una chiamata urbana, da ovunque si chiami. -- Non necessario sincronizzare le chiamate dei diversi dispositivi presenti sul territorio. -- Moderne tecnologie software consentono di visualizzare e interagire con dati remoti usando un semplice browser. No installazioni, aggiornamenti, manutenzioni su computer di singoli operatori abilitati -- L architettura e intrinsecamente aperta: chiunque, purche dotato di password, puo accedere ai dati. Il teleconsulto e la condivisione dei dati sono una ovvia conseguenza. -- Usufruendo tecnologie come ADSL la durata della comunicazione e molto breve. -- Usufruendo tecnologie come ADSL si puo lasciare libera la linea telefonica del paziente -- La larga banda delle nuove tecnologie (ADSL) consente piu avanzate prestazioni: interazione audio video paziente dottore.

34 CONNESSIONE MEDIATA DA INTERNET: PROBLEMI E CONTROMISURE PROBLEMI -- Sicurezza dei dati (hacker, virus, etc) CONTROMISURE -- Moderne tecnolgie di crittografazione dei dati trasmessi -- Moderne tecnologie anti intrusione (firewall), anti virus. -- Gestione dei server da parte di personale altamente qualificato.