CAROS EDITORES DA RESPOSTA RÁPIDA:
Desde os anos 70, o oxímetros de pulso: (PO) tem permitido avaliação contínua da oxigenação do sangue arterial e da pulsação. A estimativa do pulso é gerada pela forma de onda pletismografia e serve com substituto à perfusão pulsátil. O som ajuda no monitoramento da taxa e do ritmo enquanto o médico está ocupado com outras coisas na beira do leito, com um tom variável para refletir a saturação do oxigênio. O monitoramento da pulsação baseado na oximetria de pulso oferece uma fonte adicional de informações, já que a interferência pode tornar o monitoramento baseado no eletrocardiograma não confiável. A utilidade geral do monitoramento com PO é inquestionável, mas a tecnologia subjacente é complexa. Com base nas características de absorção diferencial de oxi e desoxi-hemoglobina e nas pulsações arteriais, muitos fatores podem interferir na medição do PO, e um amplo processamento de sinal é necessário para obter informações úteis. Esse relatório destaca os cenários clínicos em que a medição da taxa de PO e a taxa de tom associada não mudou de modo adequado, apesar das pulsações arteriais significativamente alteradas.
As observações relatadas aqui ocorreram depois de uma atualização importante dos monitores do leito do paciente em nosso centro. A primeira observação ocorreu em pacientes em derivação cardiopulmonar (CPB) e a segunda foi em pacientes sem CPB com arritmias de risco à vida. Nossa configuração de monitoramento consiste em um oxímetro de pulso: Masimo SET (SpO2 versão MS:DSP:V05:03.01.08 integrado), definido para informar os dados, em média, de 2 a 4 ou de 4 a 6 segundos, com sensores ópticos RD SET do transdutor aplicados para um dígito (ou na orelha, no nosso caso de assístole), de acordo com a recomendação do fabricante (Masimo Corporation, Irvine, Califórnia, EUA). O PO é integrado no monitoramento Mindray N1, com a pulsação do PO definida como a principal fonte de representação de taxa audível (Mindray Global, Nanshan, Shenzhen, P.R. China). O recurso SmartTone do PO Masimo é ativado por padrão e não pode ser desativado. Esse recurso foi criado para manter uma saturação de tom variável durante condições de baixa taxa sinal-ruído. No entanto, no cenário de CPB, falsas taxas de pulso são indicadas pelo PO em pelo menos metade dos pacientes durante a derivação, mesmo durante o clampeamento cruzado da aorta. A taxa relatada não estava vinculada às configurações da bomba do CPB. A Figura 1 mostra dois exemplos durante um período de pulsatilidade ausente na qual o PO relatou uma pulsação próxima à avaliação inicial anterior, em torno de 60. O tom audível do monitor manteve um ritmo regular e um tom estável. Relatamos essa experiência para o fabricante, e uma auditoria inicial feita pela empresa não identificou nenhum problema de funcionamento no aparelho. O manual do fabricante afirmou que “O Masimo SET continuará a informar leituras precisas de saturação de oxigênio arterial e da pulsação durante o movimento e a baixa perfusão, mesmo quando a onda pletismográfica estiver subótima”, e que “É importante observar que, mesmo com “IQ de baixo sinal”, a medição tem uma alta probabilidade de estar correta. Caso contrário, o sistema não exibiria nenhum valor.”1 Nesse cenário de CPB, no entanto, sugeriríamos que o algoritmo falha em refletir corretamente a pulsação atual.

Figura 1: Pressões arteriais, frequência cardíaca (FC) gerada por eletrocardiograma e pulsação (FP) gerada por oxímetro de pulso em dois casos, durante derivação cardiopulmonar (CPB) e clampeamento cruzado da aorta (AoX). Observe que a detecção da FP também é mantida durante a fibrilação ventricular (FV), depois do desclampeamento, no segundo exemplo.
A segunda observação envolveu pacientes com arritmias com risco à vida em que a pulsação do PO Masimo indicou, falsamente, uma frequência e um ritmo cardíacos estáveis. Observamos isso em um paciente que desenvolveu fibrilação ventricular (FV) súbita depois que o CPB havia terminado e em dois pacientes com bradicardia extrema. A FV ocorreu depois do CPB para substituição da válvula aórtica, durante hemostasia cirúrgica, com o esterno ainda aberto (Figura 2, painel esquerdo). O débito cardíaco baixo resultante foi evidenciado pela hipotensão e por uma queda no dióxido de carbono no final da expiração. Depois de 23 segundos, a desfibrilação bem-sucedida restaurou a hemodinâmica.

Figura 2: Eletrocardiograma, pressão arterial, capnografia de final da expiração e dados da oximetria de pulso, além da frequência cardíaca (FC) gerada pelo eletrocardiograma e da pulsação (FP) gerada pelo oxímetro. Fibrilação ventricular de início repentino (esquerda) e assístole aguda (direita) com efeitos hemodinâmicos, sem efeito significativo na medição da pulsação do oxímetro.
Pouco depois que a FV começou, oscilações erráticas foram capturadas pelo sensor do PO que não existiam antes ou depois da FV e da desfibrilação posterior, embora o paciente estivesse deitado quieto e nenhum movimento externo importante estivesse sendo aplicado no dedo do paciente ou no PO. Durante esse episódio, a pulsação do PO mostrou apenas uma queda moderada na pulsação 15 segundos depois que a FV começou, caindo para 64 batimentos por minuto depois de 24 segundos. Mais uma vez, o som do monitor Mindray refletiu esse declínio moderado na pulsação. Depois da desfibrilação, as formas de onda do eletrocardiograma, a pressão arterial e as formas de onda pletismográficas mostram que a frequência cardíaca retornou para a frequência pré-FV, porém, a frequência cardíaca baseada no eletrocardiograma estava sendo contada duas vezes, enquanto a pulsação do PO retornava com precisão para a frequência pré-FV.
Em um caso de assístole (Figura 2, painel direito), observações semelhantes foram feitas. Isso ocorreu pré-CPB, durante a instrumentação do fio da veia jugular para o posicionamento da cânula de ECMO. A forma de onda pletismográfica do PO mostra um sinal com oscilação errática depois do início da assístole. Apesar da assístole repentina com colapso hemodinâmico, a pulsação nadir do PO atingiu 67 batimentos por minuto. Embora o tom tivesse caído de acordo com o declínio na saturação, a frequência audível contínua não estava de acordo com o evento de assístole.
DISCUSSÃO
O impacto do movimento do paciente e dos estados de baixa perfusão na confiabilidade das leituras de saturação é bem conhecido e está sendo abordado.2,3 A confiabilidade da medição da pulsação do PO, no entanto, permanece pouco investigada, especialmente durante estados de pulsatilidade baixa ou ausente e quando o som não é afetado. A maioria das comparações entre a frequência cardíaca no PO e no eletrocardiograma ocorreu no cenário de tratamento neonatal, no qual a oximetria de pulso é conhecida por subestimar a frequência cardíaca nos primeiros minutos depois do nascimento.4 Estudos relatam até 35% de leituras falsas de bradicardia,5 e uma sensibilidade geral de (apenas) 89% para detecção de uma frequência cardíaca abaixo de 100 batimentos por minuto.6
Relatamos nossas observações e preocupações com relação às consequências clínicas para as empresas Masimo e Mindray. Vale notar que observações semelhantes haviam sido relatadas anteriormente para a Masimo em 2007,7 quando a Masimo ajustou seu software, permitindo uma desativação da configuração Tom inteligente. O Smart Tone foi originalmente desenvolvido para minimizar o impacto dos artefatos de movimento, mas aqui nós confirmamos que esse algoritmo pode ser enganado por distúrbios graves do ritmo também. Em nossos monitores Mindray atuais, no entanto o recurso Smart Tone está permanentemente ativado. Essa provavelmente é a causa da taxa de som enganosa, e os fabricantes estão resolvendo esse problema para que ele possa ser suprimido no monitor Mindray. Enquanto isso, estamos muito mais vigilantes e ajustamos a fonte de medição da pulsação para a linha arterial sempre que possível. Nessa configuração, o tom do pulso ainda é gerado do sinal do PO, mas a pulsação audível é um reflexo da pulsação real.
Michael Vandenheuvel, MD, é anestesista da equipe no Departamento de anestesia e medicina perioperatória no Hospital universitário de Ghent (Bélgica).
Patrick Wouters, MD, PhD, é professor e chefe de pesquisa no Departamento de anestesia e medicina perioperatória no Hospital universitário de Ghent (Bélgica).
Luc De Baerdemaeker, MD, PhD, é professor e chefe do Departamento de anestesia e medicina perioperatória do Hospital universitário de Ghent (Bélgica).
Os autores não apresentam conflitos de interesse.
REFERÊNCIAS
- Masimo Inc. Masimo Signal I.Q. whitepaper. 2010. www.asa-abstracts.com. Accessed September 4, 2023.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
A pulsação exibida no oxímetro de pulso e o som gerado durante a ausência de pulso fisiológico – Resposta da Masimo
EM RESPOSTA:
A Masimo analisou cuidadosamente o relatório de Vandenheuvel et al. e identificou informações importantes para compartilhar com os leitores. Além de enviar o relatório para a APSF, a UZ Ghent entrou em contato com a Masimo para informar casos em que a medição da pulsação (FP) e o tom variável associado do conjunto Masimo SET em um monitor Mindray não indicou a pulsação real durante a derivação cardiopulmonar (CPB) e nos dois casos não CPB envolvendo arritmias sem pulso (fibrilação ventricular [FV] e assístole). A Masimo recebeu o sensor do oxímetro de pulso (PO) usado no caso de assístole (Sensor de orelha RD SET E1), um conjunto de dados digital do monitor Mindray e mensagens de alarme (plotadas na Figura 3, painel superior). Conjuntos de dados limitados da Mindray (mas não os sensores) estavam disponíveis para os casos de FV e CPB. As formas de onda fisiológicas comprimidas mostradas no relatório para a APSF também foram encaminhadas para a Masimo.

Legenda da Figura 3: Painel superior: Plotagens dos dados de SpO2, do PO de FP e de FC do eletrocardiograma exibidos, além das mensagens de alarmes técnicos (descrição, hora e duração) que estavam presentes no caso de assístole. Observe que “SpO2 com sinal de baixa qualidade” foi exibido durante todo o conjunto de dados e o alarme para “!!SpO2 baixo <83″ ocorreu durante 13 a 16 segundos depois do evento de assístole, seguido pelo alarme para Dessaturação de !!!SpO2 <80, que foi exibido 16 segundos depois do início do evento de assístole e continuou até o fim do conjunto de dados.
Painel inferior: Dados de caso de assístole de Vandenheuvel et al. Anotado com o retângulo roxo destacando os batimentos cardíacos no meio da assístole (evidenciado por “picos” contemporâneos na forma de onda comprimida do eletrocardiograma e pelas pulsações de pressão no traço da linha arterial).
A Masimo testou o sensor de orelha, que operava dentro das especificações. Os dados de parâmetro e de alarme para o caso de assístole foram comparados com as formas de onda comprimidas fornecidas para o eletrocardiograma, com a pressão arterial, com o EtCO2, com a forma de onda de pletismografia do SpO2 (pleth) e com as plotagens de tendências para a frequência cardíaca (FC) baseada no eletrocardiograma e na pulsação baseada na pletismografia.
ACHADOS PRINCIPAIS:
- De acordo com a equipe da UZ Ghent, a assístole começou pré-CPB, durante a tentativa de inserir um fio/cânula de ECMO na veia jugular e terminou 26 segundos depois de as tentativas terem parado.
- As formas de onda comprimidas mostram alguns batimentos pulsáteis durante o evento de assístole no eletrocardiograma e formas de onda arterial e de pletismografia.
- O monitor Mindray (com o Masimo SET) indicou sinal de SpO2 de baixa qualidade muito antes e depois do evento. Isso é importante porque o sinal de baixa qualidade pode afetar medições precisas e no momento certo.
- A forma de onda de pletismografia registrou um sinal com oscilação pouco depois do início da assístole. Devido à fixação na orelha do sensor do PO, é bem possível que as ações do médico, em proximidade com a cabeça/pescoço/orelha, durante a inserção e a remoção do fio/cânula do ECMO tenham causado movimento não intencional e o artefato resultante visto na forma de onda de pletismografia que influenciou as medições da FP baseadas no PO. O Masimo SET foi criado para acionar um alarme em menos de 8 segundos depois do início de uma assístole na ausência de um artefato de movimento. O reconhecimento rápido do evento de assístole pelo PO foi provavelmente impedido pelo artefato oscilatório no sinal de pletismografia e pelos batimentos cardíacos no meio da assístole, visíveis no eletrocardiograma e nas formas de onda arteriais (consulte a caixa roxa na Figura 3), afetando a precisão da estimativa da FP.
- Os dados do Mindray mostram uma queda no SpO2 de 85% para 67%, e um alarme de SpO2 baixo ocorreu aproximadamente 13 segundos depois do início da assístole.
A UZ Ghent não forneceu para a Masimo o sensor usado no caso de FV. No entanto, ela enviou formas de onda de parâmetro comprimidas e dados de parâmetro de 1 Hz, mas nenhum dado de mensagem do alarme. Os achados principais da análise deste dado incluem:
- A fibrilação atrial durou aproximadamente 24 segundos, terminando com a desfibrilação.
- As formas de onda comprimidas não mostram nenhum artefato visível até alguns segundos depois do início da FV, quando um sinal oscilante errático apareceu na pletismografia.
- O sinal de pletismografia errático refletiu, provavelmente, o artefato de movimento causado pelos médicos durante a preparação e a administração da desfibrilação, pois esse artefato não estava presente antes nem depois do episódio de FV.
Sabemos bem que diferentes parâmetros de monitoramento fisiológico têm características de precisão, estabilidade, confiabilidade e confundidor únicas. Por exemplo, a FC pós-desfibrilação no caso de FV destaca uma limitação baseada em sinal do monitoramento do eletrocardiograma. O traçado do eletrocardiograma mostra o retorno da FC para seu valor pré-FV, de 78 a 80 BPM. No entanto, as ondas “T” ou “P” supostamente pronunciadas no eletrocardiograma pós-desfibrilação levaram a FR a uma contagem duplicada, enquanto a FP gerada pelo PO retornou, com precisão, para a frequência pré-FV.
De maneira semelhante, a forma de onda de pletismografia, que mede as alterações na densidade óptica no caminho do sensor, tem limitações baseadas na origem do sinal. Especificamente, na ausência de um pulso de pressão arterial real, um sinal oscilatório confundidor que pode imitar a forma de uma pletismografia verdadeira (induzida pelo médico/por movimento ou pelo aparelho), pode apresentar uma FP que não é representativa da FC gerada pelo eletrocardiograma.
É importante observar que a forma de onda de pletismografia do Masimo reflete o sinal bruto registrado por seu sensor óptico e, portanto, o formato da forma de onda é representativo de uma mudança real no sinal óptico. Os algoritmos de processamento de sinal exclusivos do Masimo Set foram criados para estimar com precisão a pulsação e a saturação da oxiemoglobina durante o movimento e baixa perfusão. No entanto, o cenário no caso da assístole, em que não há pulso de pressão arterial real, mas um sinal de pletismografia oscilante devido a fatores confundidores, apresenta uma limitação da tecnologia de oximetria de pulso no geral.
Nos exemplos de CPB, os dois casos mostram ampla variabilidade da pressão arterial média durante o CPB. No primeiro caso, a FR gerada pelo eletrocardiograma e a FP gerada pelo PO estavam elevadas quando o coração não estava bombeando. A forma de onda de pletismografia não fisiológica ocorreu, provavelmente, devido a uma pequena pressão de pulso produzida pela bomba de roletes do CPB, um fenômeno há muito conhecido pelos profissionais de anestesia cardíaca.1O Masimo SET geralmente consegue detectar esses pulsos,1 mas o PO não é confiável durante o CPB. Na verdade, Reich et al. relataram que o CPB era responsável por mais de 30% dos casos em que os dados de PO não eram confiáveis por pelo menos 10 minutos.2
Por fim, na discussão de Vandenheuvel et al., os autores disseram erroneamente que o “Smart Tone do Masimo foi originalmente desenvolvido para minimizar o impacto dos artefatos de movimento.” O recurso SmartTone do Masimo determina unicamente se o tom variável está ativado durante condições de baixa taxa sinal-ruído. Se o SmartTone estiver ativado, um tom refletindo a frequência da FP e o tom refletindo a porcentagem de SpO2 serão ouvidos. Se o SmartTone estiver desativado, nenhum tom de pulso será ouvido durante condições de baixa taxa sinal-ruído. A capacidade de ouvir o tom de saturação e a frequência da FP variáveis durante condições de sinal baixo é geralmente bem recebida em áreas de tratamento em que o artefato é comum e os pacientes são constantemente observados, sendo menos adequada em áreas de tratamento em que essas condições não são comuns.
O recurso SmartTone é uma definição configurável nos monitores Masimo e estão DESLIGADAS por padrão para minimizar a probabilidade de o SmartTone ser ativado sem o usuário entender como ele funciona e saber como LIGAR ou DESLIGAR o SmartTone com base nas circunstâncias de seu caso de uso. No entanto, na implementação atual nos monitores Mindray, o SmartTone está “LIGADO” por padrão e não pode ser “DESLIGADO”. De acordo com o aprendizado sobre as experiências na UZ Ghent, a Mindray considerou os problemas clínicos e técnicos com mente aberta e concordou em tornar o SmartTone uma definição configurável “DESLIGADA” por padrão.
Em resumo, os casos destacados pelos médicos da UZ Ghent forneceram informações e advertências para os médicos sobre condições confundidoras que podem afetar a FP baseada no PO e as medições de FC baseadas no eletrocardiograma, além de fornecerem o possível lado negativo, em algumas aplicações clínicas, de uma implantação única do SmartTone em um monitor de vários parâmetros. A Masimo e a Mindray utilizam feedback de nossos clientes como informações vitais para possíveis oportunidades de melhorar a satisfação do usuário de nossos produtos, conforme mostrado pela mudança planejada na implantação do SmartTone nos monitores Mindray resultante da colaboração com os médicos da UZ Ghent.
Atenciosamente,
Vikrant Sharma, PhD
Vice-presidente, Ciências ópticas, Masimo Corp, Irvine, CA
Steven J. Barker, PhD, MD
Diretor de ciências, Masimo Corp., Irvine, CA
Rick Fishel
Presidente, OEM mundial e desenvolvimento de negócios estratégicos, Masimo Corp.,
Irvine, CA
Daniel Cantillon, MD
Diretor de ciências, Masimo Corp., Irvine, CA
William C. Wilson, MD, MA
Vice-presidente executivo, Operações clínicas, Masimo Corp., Irvine, CA
Divulgações: Vikrant Sharma, Rick Fishel, Daniel Cantillon e William C. Wilson são funcionários em tempo integral da Masimo. Steven J. Barker é funcionário de meio período da Masimo.
REFERÊNCIAS
- 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.
- 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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