ESTIMADOS DE RESPUESTA RÁPIDA:

Desde 1970, el oxímetro de pulso (OP) ha permitido la evaluación continua no invasiva de la oxigenación de la sangre arterial y de la frecuencia del pulso. El cálculo del pulso se deriva de la forma de onda pletismográfica y actúa como indicador indirecto de la perfusión pulsátil. El tono audible permite monitorear la frecuencia y el ritmo mientras el médico de cabecera hace múltiples tareas, con un tono variable para reflejar la saturación de oxígeno. El monitoreo de la oximetría de pulso basado en la pulsioximetría ofrece una fuente adicional de información, ya que las interferencias pueden hacer que el monitoreo de la frecuencia basado en el ECG no sea fiable. El uso general del monitoreo del OP es incuestionable, pero la tecnología subyacente es compleja. Basándose en las características de absorción diferencial de la oxihemoglobina y la desoxihemoglobina y en las pulsaciones arteriales, hay muchos factores que pueden interferir en la medición del OP, y se requiere un procesamiento exhaustivo de la señal para recibir información útil. Este informe destaca escenarios clínicos en los que la medición de la tasa del OP y la tasa de tono asociada no cambiaron adecuadamente a pesar de que las pulsaciones arteriales se alteraron significativamente.

Las observaciones informadas aquí se produjeron después de una actualización importante de los monitores ubicados junto a la cama de los pacientes en nuestro centro. La primera observación se produjo en pacientes con bypass cardiopulmonar (BCP) y la segunda en pacientes sin BCP con arritmias potencialmente mortales. Nuestra configuración de monitoreo consiste en un oxímetro de pulso Masimo SET (versión integrada de SpO₂ MS:DSP:V05:03.01.08), configurado para promediar datos de 2–4 o 4–6 segundos con sensores ópticos RD SET, aplicados a un dedo (o a la oreja, en nuestro caso de asistolia) según la recomendación del fabricante (Masimo Corporation, Irvine, California, EE. UU.). La OP está integrada en el monitor Mindray N1, con la frecuencia del pulso por oximetría de pulso establecida como la fuente principal de representación de la tasa audible (Mindray Global, Nanshan, Shenzhen, República Popular China). La función Smart Tone del Masimo OP está activada y no se puede desactivar. Esta función está diseñada para mantener un tono de saturación de tono variable en condiciones de baja relación señal-ruido. Sin embargo, en el entorno de BCP, el OP indica frecuencias de pulso falsas en al menos la mitad de nuestros pacientes durante el bypass, incluso durante el pinzamiento aórtico. La frecuencia informada no estaba relacionada con los ajustes de la bomba de CPB. La Figura 1 muestra dos ejemplos durante un período de ausencia de pulsatilidad en el que el OP informó de una frecuencia de pulso cercana a la línea de base anterior, en torno a los 60 segundos. El tono audible del monitor mantuvo un ritmo normal y un tono estable. Informamos de esta experiencia al fabricante y una auditoría inicial de la empresa no identificó ningún fallo de funcionamiento. En el manual del fabricante, se indica que “Masimo SET continuará informando de lecturas precisas de la saturación arterial de oxígeno y la frecuencia del pulso durante el movimiento y la perfusión baja, incluso cuando la forma de onda pletismográfica no sea óptima” y que “es importante tener en cuenta que incluso con ‘Low Signal IQ’, la medición tiene una alta probabilidad de ser correcta; de lo contrario, el sistema no mostraría ningún valor”¹. Sin embargo, en este entorno de BCP, sugeriríamos que el algoritmo no refleja correctamente la frecuencia del pulso actual.

La segunda observación tuvo que ver con pacientes con arritmias potencialmente mortales en los que la frecuencia del pulso del OP Masimo indicaba falsamente un ritmo y una frecuencia cardíaca estables. Lo observamos en un paciente que desarrolló repentinamente fibrilación ventricular (FV) después de finalizar la CPB y en dos pacientes con bradicardia extrema. La VF se produjo después de la BCP para la sustitución de la válvula aórtica, durante la hemostasia quirúrgica, con el esternón aún abierto (Figura 2, panel izquierdo). El bajo gasto cardíaco resultante se demostró por hipotensión y una caída del dióxido de carbono al final de la espiración. Después de 23 segundos, una desfibrilación satisfactoria restableció la hemodinámica.

Poco después de iniciarse la FV, el sensor del OP captó oscilaciones erráticas que no existían antes ni después de la FV y la desfibrilación posterior, aunque el paciente estaba tumbado y quieto, y no se aplicó ningún movimiento externo importante al dedo del paciente ni a al OP. Durante este episodio, la frecuencia del pulso del OP solo mostró un descenso moderado de la frecuencia del pulso 15 segundos después del inicio de la FV, disminuyendo a 64 latidos por minuto al cabo de 24 segundos. Una vez más, el tono audible del monitor Mindray reflejó este descenso moderado de la frecuencia del pulso. Después de la desfibrilación, las formas de onda del ECG, la presión arterial y las formas de onda pletismográficas muestran que la frecuencia cardíaca volvió a su frecuencia previa a la fibrilación ventricular; sin embargo, la frecuencia cardíaca basada en el ECG contaba dos veces, mientras que la frecuencia del pulso OP volvió con precisión a la frecuencia previa a la fibrilación ventricular.

En un caso de asistolia (Figura 2, panel derecho), se hacen observaciones similares. Esto ocurrió antes del BCP, durante la instrumentación del cable de la vena yugular para la colocación de la cánula ECMO. La forma de onda pletismográfica del OP muestra una señal oscilante errática poco después de iniciarse la asistolia. A pesar de la asistolia súbita con colapso hemodinámico, la frecuencia de pulso nadir de la OP alcanzó los 67 latidos por minuto. Aunque el tono disminuyó de acuerdo con el descenso de la saturación, la frecuencia audible continua no concordaba con el evento de asistolia.

DEBATE

El impacto del movimiento del paciente y los estados de baja perfusión en la fiabilidad de las lecturas de saturación es bien conocido y se está tratando^2,3. Sin embargo, la fiabilidad de la medición de la frecuencia del pulso con OP sigue sin investigarse lo suficiente, sobre todo durante los estados de baja o nula pulsatilidad y cuando el tono audible no se ve afectado. La mayoría de las comparaciones entre la frecuencia cardíaca de la OP y la del ECG se hizo en el contexto de los cuidados neonatales, donde se sabe que la oximetría de pulso subestima la frecuencia cardíaca en los primeros minutos después del nacimiento⁴. Los estudios informan de hasta un 35 % de lecturas falsas de bradicardia,⁵ y una sensibilidad global de (solo) el 89 % para detectar una frecuencia cardíaca inferior a 100 latidos por minuto⁶.

Informamos de nuestras observaciones y nuestra preocupación por las consecuencias clínicas tanto a Masimo como a Mindray. Cabe destacar que ya se habían informado de observaciones similares a Masimo en 2007⁷, por lo que Masimo ajustó su software para permitir la desactivación del ajuste Smart Tone . Smart Tone se desarrolló originalmente para minimizar el impacto de los artefactos de movimiento, pero aquí confirmamos que este algoritmo también puede ser engañado por graves alteraciones del ritmo. Sin embargo, en nuestros monitores Mindray actuales, la función Smart Tone está permanentemente activada. Esta es probablemente la causa de la frecuencia de tono audible engañosa y los fabricantes están tratando este problema para que se pueda suprimir en el monitor Mindray. Mientras tanto, estamos muy atentos y ajustamos la fuente de medición de la frecuencia del pulso a la línea arterial siempre que sea posible. En esta configuración, el tono de pulso sigue derivándose de la señal de OP, pero la frecuencia de pulso audible es un reflejo de la frecuencia de pulso real.

 

Michael Vandenheuvel, MD, es anestesiólogo del Departamento de Anestesia y Medicina Perioperatoria del Hospital Universitario de Gante (Bélgica).

Patrick Wouters, MD, PhD, es profesor y jefe de investigación del Departamento de Anestesia y Medicina Perioperatoria del Hospital Universitario de Gante (Bélgica).

Luc De Baerdemaeker, MD, PhD, es profesor y jefe del Departamento de Anestesia y Medicina Perioperatoria del Hospital Universitario de Gante (Bélgica).

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Los autores no tienen ningún conflicto de interés.

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REFERENCIAS

1. Masimo Inc. Masimo Signal I.Q. whitepaper. 2010. www.asa-abstracts.com. Accessed September 4, 2023.
2. Louie A, Feiner JR, Bickler PE, et al. Four types of pulse oximeters accurately detect hypoxia during low perfusion and motion. Anesthesiology. 2018;128:520–530. PMID: 29200008.
3. Giuliano KK, Bilkovski RN, Beard J, Lamminmäki S. Comparative analysis of signal accuracy of three SpO₂ monitors during motion and low perfusion conditions. J Clin Monit Comput. 2023:1–11. PMID: 37266709.
4. Anton O, Fernandez R, Rendon-Morales E, et al. Heart rate monitoring in newborn babies: a systematic review. Neonatology. 2019;116:199–210. PMID: 31247620.
5. Khoury R, Klinger G, Shir Y, et al. Monitoring oxygen saturation and heart rate during neonatal transition. comparison between two different pulse oximeters and electrocardiography. J Perinatol. 2021;41:885–890. PMID: 33250516.
6. Kamlin COF, Dawson JA, O’Donnell CPF, et al. Accuracy of pulse oximetry measurement of heart rate of newborn infants in the delivery room. J Pediatr. 2008;152:756–760. PMID: 18492509.
7. Forde RER, DeBros FM, Guimaraes EL, Sandberg WS. Misleading behavior of Masimo pulse oximeter tone during profound bradycardia. Anesthesiology. 2007;107:1038–1039. PMID: 18043086.

 

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Frecuencia de pulso del oxímetro de pulso mostrada y tono audible generado durante la ausencia de pulsación fisiológica: Respuesta de Masimo

EN RESPUESTA:

Masimo revisó atentamente el informe de Vandenheuvel et al., e identificó información importante para compartir con los lectores. Además de presentar el informe a APSF, el UZ Ghent se puso en contacto con Masimo para informar de casos en los que la medición de la frecuencia del pulso (PR) y el tono variable asociado desde la placa Masimo SET en un monitor Mindray no indicaron la frecuencia del pulso real durante la circulación extracorpórea (BCP) y en los dos casos no relacionados con la BCP que involucraban arritmias sin pulso (fibrilación ventricular [VF] y asistolia). Masimo recibió el sensor de oximetría de pulso (OP) usado en el caso de asistolia (sensor de oído RD SET E1), un conjunto de datos digitales del monitor Mindray y mensajes de alarma (representados en la Figura 3, panel superior). Los conjuntos de datos limitados de Mindray (pero no los sensores) estaban disponibles para los casos de FV y BCP. Las formas de onda fisiológicas comprimidas que se muestran en el informe a la APSF también se enviaron a Masimo.

Masimo probó el sensor auricular, que funcionó dentro de las especificaciones. Los datos de parámetros y alarmas para el caso de asistolia se compararon con formas de onda comprimidas facilitadas para ECG, presión arterial, EtCO₂, forma de onda de pletismografía (pleth) de SpO₂ y gráficos de tendencias para frecuencia cardíaca (FC) basada en ECG y PR basada en pletismografía.

PRINCIPALES HALLAZGOS:

• Según el equipo de UZ Ghent, la asistolia empezó antes de la BCP, durante el intento de inserción de un cable/cánula de ECMO en la vena yugular, y terminó 26 segundos después de que cesaron los esfuerzos.
• Las formas de onda comprimidas muestran algunos latidos pulsátiles durante el evento de asistolia en las formas de onda de ECG, arterial y de pletismografía.
• El monitor Mindray (con Masimo SET) indicó una calidad de señal baja de SpO₂ mucho antes y después del acontecimiento. Esto es importante porque una calidad de señal baja puede afectar la precisión y puntualidad de las mediciones.
• La forma de onda de pletismografía registró una señal oscilante poco después de que empezara la asistolia. Dado el acoplamiento del sensor de OP en el oído, es bastante posible que las acciones del médico, en proximidad a la cabeza/cuello/oído, durante la inserción y extracción del cable/cánula de ECMO, hayan causado un movimiento no intencionado y el artefacto resultante visto en la forma de onda de pletismografía que influyó en las mediciones de la PR basadas en OP. Masimo SET está diseñado para activar una alarma en < 8 segundos de una asistolia en ausencia de artefacto por movimiento. Es probable que el reconocimiento oportuno del evento de asistolia de la OP haya sido obstaculizado por el artefacto oscilante en la señal de pletismografía y los latidos cardíacos mediados en la mitad de la asistolia visibles tanto en el ECG como en las formas de onda arteriales (ver recuadro morado en la Figura 3), lo que afectó la precisión del cálculo de la PR.
• Los datos de Mindray muestran una disminución de SpO₂ del 85 % al 67 %, y una alarma de SpO₂ bajo ocurrió ~13 segundos después de que empezara la asistolia.

El UZ Ghent no dio a Masimo el sensor usado en el caso de FV. Sin embargo, enviaron formas de onda de parámetros comprimidos y datos de parámetros a 1 Hz, pero no datos de mensajes de alarma. Los principales hallazgos de la revisión de estos datos incluyen:

• La fibrilación ventricular duró aproximadamente 24 segundos, terminando con la desfibrilación.
• Las formas de onda comprimidas no muestran ningún artefacto visible hasta unos segundos después del inicio de la FV, momento en el que aparece una señal oscilante errática en la pletismografía.
• Es probable que la señal errática de pletismografía refleje un artefacto de movimiento causado por el personal clínico durante la preparación y entrega de la desfibrilación, ya que este artefacto no estaba presente antes ni después del episodio de FV.

Es bien sabido que los distintos parámetros de monitoreo fisiológico tienen características particulares de exactitud, estabilidad, fiabilidad y factores de confusión. Por ejemplo, la FC después de la desfibrilación en el caso de la FV pone de manifiesto una limitación basada en la señal del monitoreo del ECG. El trazado del ECG muestra el retorno de la FC a su frecuencia previa a la FV de 78-80 LPM. Sin embargo, las presumiblemente pronunciadas ondas “T” o “P” en el ECG postdesfibrilación hicieron que la FC se contara doblemente, mientras que la frecuencia del pulso (PR) generada por el oxímetro de pulso (OP) volvió con precisión a la tasa pre-FV.

Del mismo modo, la forma de onda de la pletismografía, que mide los cambios de densidad óptica en el recorrido del sensor, tiene limitaciones basadas en el origen de la señal. En concreto, en ausencia de un pulso de presión arterial real, una señal oscilatoria de confusión que puede imitar la forma de una pletismografía real (ya sea inducida por el clínico/movimiento o por el aparato), puede presentar una PR que no sea representativa de la FC derivada del ECG.

Es importante señalar que la forma de onda de la pletismografía de Masimo refleja la señal sin procesar registrada por su sensor óptico; por lo tanto, la forma de onda es representativa de un verdadero cambio en la señal óptica. Los algoritmos especiales de procesamiento de señales de Masimo SET están diseñados para calcular con precisión la frecuencia del pulso y la saturación de oxihemoglobina durante el movimiento y la baja perfusión; sin embargo, el escenario del caso de asistolia, en el que no existe un pulso de presión arterial real, sino una señal de pletismografía oscilante debido a factores de confusión, presenta una limitación de la tecnología de pulsioximetría en general.

En los ejemplos de BCP, ambos casos muestran una amplia variabilidad de la presión arterial media durante la BCP. En el primer caso, tanto la HR derivada del ECG como la PR derivada de la OP están elevadas cuando el corazón no bombea. La forma de onda pletismográfica no fisiológica se debe probablemente a una pequeña presión de pulso producida por la bomba de rodillo de la BCP, un fenómeno conocido desde hace tiempo por los profesionales de la anestesia cardíaca.¹. La Masimo SET suele ser capaz de detectar estas pulsaciones¹, pero la OP no es fiable durante la BCP. De hecho, Reich et al. informaron de que la BCP representaba más del 30 % de los casos en los que los datos de OP no eran fiables por al menos 10 minutos².

Por último, en el debate de Vandenheuvel et al, los autores afirman erróneamente que “Smart Tone de Masimo se desarrolló originalmente para minimizar el impacto de los artefactos de movimiento”. La función Smart Tone de Masimo solo determina si el tono variable se activa en condiciones de baja relación señal-ruido. Si Smart Tone está activado, se enunciará un tono que reflejará la frecuencia del PR y el tono que reflejará el SpO₂ %. Si Smart Tone está desactivado, no se emitirá ningún tono de pulso en condiciones de baja relación señal-ruido. La habilidad de escuchar el tono de saturación variable y la frecuencia de PR durante condiciones de señal baja suele ser bien recibida en áreas de atención donde el artefacto es frecuente y los pacientes se observan constantemente y es menos adecuada en áreas de atención donde estas condiciones no son habituales.

La función Smart Tone es un ajuste configurable en los monitores Masimo y está desactivada de forma predeterminada para minimizar la posibilidad de que Smart Tone se active sin que el usuario entienda cómo funciona y sepa cómo activar o desactivar Smart Tone en función de las circunstancias de su caso de uso. Sin embargo, en la implementación actual en los monitores Mindray, Smart Tone está activado por defecto y no se puede desactivar. Después de conocer las experiencias de UZ Ghent, Mindray ha considerado las cuestiones clínicas y técnicas con una mentalidad abierta, y ha accedido a hacer de Smart Tone un ajuste configurable predeterminado en “OFF”.

En resumen, los casos destacados por los médicos de UZ Ghent ofrecen información y advertencias al personal clínico sobre los factores de confusión que pueden afectar a las mediciones de la HR basadas en la PO y en el ECG, así como las potenciales desventajas en algunas aplicaciones clínicas de una implementación particular de la función SmartTone en un monitor multiparámetro. Masimo y Mindray usan los comentarios de nuestros clientes como aportaciones vitales para potenciales oportunidades de mejorar la satisfacción de los usuarios de nuestros productos, como demuestra el cambio previsto en la implementación de Smart Tone en los monitores Mindray como resultado de la colaboración con los médicos de UZ Ghent.

Atentamente,

 

Vikrant Sharma, PhD
Vicepresidente, Ciencias Ópticas, Masimo Corp, Irvine, CA

Steven J. Barker, PhD, MD
Director científico, Masimo Corp., Irvine, CA

Rick Fishel
Presidente, OEM mundial y desarrollo empresarial estratégico de Masimo Corp.,
Irvine, CA

Daniel Cantillon, MD
Médico jefe, Masimo Corp., Irvine, CA

William C. Wilson, MD, MA
Vicepresidente ejecutivo de Operaciones Clínicas, Masimo Corp., Irvine, CA

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Declaraciones: Vikrant Sharma, Rick Fishel, Daniel Cantillon y William C. Wilson son empleados a tiempo completo de Masimo. Steven J. Barker es empleado a tiempo parcial de Masimo. 

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REFERENCIAS

1. Irita K, Kai Y, Akiyoshi K, et al. Performance evaluation of a new pulse oximeter during mild hypothermic cardiopulmonary bypass. Anesth Analg. 2003;96:11–14. PMID: 12505915.
2. Reich DL, Timcenko A, Bodian CA, et al. Predictors of pulse oximetry data failure. Anesthesiology.
   1996;84:859–64. PMID: 8638840.

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