OXIMETRÍA
El desarrollo de las técnicas modernas
en la vigilancia del oxígeno sanguíneo es
la culminación de siglos de hazañas
científicas y médicas. Oximetría es un
término general relativo o aplicable a las
diferentes tecnologías capaces de medir la
saturación de la hemoglobina (Hb) por el
oxígeno. De manera general, las
técnicas oximétricas se pueden dividir en:
1) Espectrofotometría para el análisis de
la Hb in vitro; 2) Oximetría de pulso
(SpO2) para medición no invasiva de la
saturación de la Hb y 3) Oximetría
fibróptica para medición invasiva de la
saturación de la oxihemoglobina in vivo.
Todas estas técnicas de oximetría se basan en
principios espectrofotométricos que miden
las porciones de luz transmitida y/o absorbida por parte de la Hb. Para los fines
de esta revisión, nos ocuparemos de la oximetría de pulso que se
puede conceptualizar como una técnica de
monitoreo no invasivo que determina de manera continua y relativamente
confiable la saturación arterial de oxígeno
(SaO2) en el momento preciso que está
sucediendo. La oximetría básicamente es la
interpretación de la coloración sanguínea que
depende de la SaO2. El cambio de color de
la sangre al saturarse de oxígeno, es
debido a las propiedades ópticas de la
molécula de Hb (específicamente de la porción
heme). A medida que la sangre se desoxigena
se vuelve menos permeable a la luz roja, el tejido pierde entonces su apariencia
rosada, tomando un tinte azulado; de manera que visto de una manera simplista,
el oxímetro sólo tiene que medir lo rojo de
la sangre arterial e interpretarlo en términos de saturación,
pudiendo entonces
establecer que el oxímetro de pulso mide la absorción de luz de
longitudes de
onda específicas que dependerá de la
proporción existente entre Hb oxigenada y
Hb desoxigenada.
La luz consiste en "paquetes" de energía que se
conocen como
cuantos. La intensidad de un rayo de luz está en función
con la cantidad de cuantos que se generan por segundo. Los átomos de toda
molécula
se hallan en constante vibración, y estas
vibraciones son similares a las que generan
las ondas luminosas. En general, la luz tiende a ser absorbida al llegar a
una sustancia cuando su frecuencia luminosa coincide con la vibración de
los átomos
de esa sustancia. Las características vibratorias de una determinada
molécula
pueden representarse como un espectro, o sea un gráfico de la absorbancia de
energías electromagnéticas por la molécula a
diversas longitudes de onda. La fracción de
luz absorbida en una longitud de onda
específica se denomina absortividad o
coeficiente de extinción.
El espectrofotómetro genera una luz de intensidad
conocida que penetra en la
solución y mide la intensidad de la luz que sale de ella al ser transmitida a una
superficie metálica cubierta por óxido. Si
la fuente luminosa tiene longitudes de onda acordes con las frecuencias vibratorias
de ciertas moléculas que hay en la solución,
se puede medir indirectamente la concentración de esas moléculas.
Esta medición
se basa en el principio de que la intensidad luminosa que se absorbe al pasar por
la solución es proporcional a la
concentración de esa molécula en solución (ley de Beer).
Los oxímetros de pulso son espectrofotómetros de
longitud de onda dual,
con capacidad pletismográfica, que
funcionan mediante la colocación de un lecho
vascular arterial pulsátil entre una fuente de luz
de dos longitudes de onda y un detector luminoso. El árbol vascular pulsante crea
un cambio en el patrón de absorción de la
luz, modificando la porción captada por el
detector, resultando en una curva pletismográfica. La amplitud de la onda
dependerá de la magnitud del pulso arterial,
de la longitud de onda de la luz utilizada y de la saturación de
oxígeno de la Hb
arterial. El principio en el que se basa la
determinación de la saturación de oxígeno con
el oxímetro de pulso es la ley de
Beer-Lambert, que establece que la absorción total de
un sistema de absorbedores es igual a la suma de sus índices de absorción
independientes. De modo tal, que ante una fuente
de luz de intensidad constante, y una concentración de Hb dada, la
saturación de
oxígeno de la Hb es una función logarítmica
de la intensidad de la luz transmitida a
través de la muestra de Hb.
Resulta fundamental recordar que de manera general,
existen normalmente
dos tipos de Hb en la sangre, las llamadas hemoglobinas funcionales (la
oxihemoglobina o Hb ligada al oxígeno, y la
hemoglobina reducida (HbR), que si bien se encuentra desoxigenada, tiene la capacidad
de unirse al oxígeno transformándose en
oxihemoglobina); las hemoglobinas denominadas disfuncionales, las cuales
presentan otro tipo de comportamiento no fisiológico cuando
interactúan con el
oxígeno (carboxihemoglobina, metahemoglobina
y sulfahemoglobina). Es importante considerar este último señalamiento, dado
que bajo condiciones normales las hemoglobinas denominadas funcionales son
las más abundantes en la sangre, por lo que teóricamente se acepta
para fines
de oximetría de pulso que la sangre se compone solamente por dos absorbedores
de luz, la oxihemoglobina (HbO2) y la
HbR. Partiendo de este fundamento exclusivamente teórico, es que
en la oximetría
de pulso, se utiliza luz con sólo dos
diferentes longitudes de onda. Las
características del espectro de absorción de la luz de
la HbO2 y de la HbR, presentan
diferencias que son máximas en la región roja
e infrarroja del espectro. Así a una
longitud de onda de 660 nm, la luz roja visible se absorbe más por la HbR
que por la
HbO2, y a una longitud de onda de 940 nm, la
luz infrarroja se absorbe más por la
HbO2 que por la HbR. Estas dos luces de
diferente longitud de onda (roja e infrarroja) se hacen pasar a través
del árbol arterial y
el porcentaje de HbO2 y HbR son
determinados por la medición de la proporción de
luz roja e infrarroja transmitida hasta el fotodetector.
Si bien la SpO2 se basa en la ley de
Beer-Lambert, que es una expresión
matemática relativamente simple en la
práctica, la saturación se computariza a
partir de algoritmos complejos, obtenidos de manera empírica, que se basan en
señales relativas de absorbancia generadas
cientos de veces por segundo.
Para el mejor entendimiento e interpretación de los
datos proporcionados
por la SpO2 hay que recordar que su
obtención parte de fundamentos teóricos, y que en
la práctica, debemos considerar la posibilidad de la presencia en sangre de
algunas de las denominadas hemoglobinas disfuncionales. Baste señalar un ejemplo
en
el cual nuestras lecturas de SpO2
pueden resultar engañosamente "normales".
La carboxihemoglobina (COHb) resulta de la unión de la Hb con monóxido de
carbono (CO), para el cual tiene una afinidad 200 veces mayor que la que tiene para el
O2. En la población no fumadora,
resulta esperable encontrar de un 1 a un 3% de COHb, proveniente de la
contaminación ambiental. En la población fumadora
se pueden presentar niveles de COHb del 5 al 20%. Ante esta situación, debido a
las características de absorción de la luz
en las dos longitudes de onda usadas en la
SpO2 por la HbO2 y por la COHb,
el oxímetro de pulso, erróneamente lee
la
COHb como HbO2 al no poder distinguir las diferencias en sus coeficientes de
extinción. Por este motivo, si
monitorizamos con SpO2 a un fumador cuya sangre
arterial contenga un 85% de HbO2 , un 5% de
HbR y un 10% de COHb debido al tabaquismo y a la contaminación ambiental,
el oxímetro de pulso adicionará a su
lectura del 85% de HbO2 el 10% de COHb ante
su entendible incapacidad para diferenciarlas, ya que los coeficientes de
extinción
de la HbO2 y de la COHb son
prácticamente iguales (isobésticos) a los 660 nm,
mientras que a los 940 nm el coeficiente de la COHb es muy bajo, produciendo un
valor de saturación de la Hb mayor que el
real, ofreciéndonos una lectura del 95% que nos proporcionará un falsa
tranquilidad, cuando realmente su saturación
correspondería al 85%, pero esta lectura
sólo podría lograrse utilizando un
cooxímetro que emplea tantas longitudes de
onda como posibles absorbedores estén
presentes en la solución estudiada.
Otra situación semejante que puede resultar desorientadora,
es la
suscitada con la presencia de metahemoglobina (MetHb), la cual puede ser inducida por
el uso de algunos anestésicos locales (prilocaína, benzocaína),
sulfonamidas, nitratos, nitroprusiato de sodio,
antipalúdicos y dapsone. La presencia de
MetHb, impide la reversibilidad de la unión con
el oxígeno, dificultando la descarga de
éste en los tejidos periféricos.
El oxímetro de pulso es un
espectrofotómetro que mide la
absorción de luz de longitudes de onda específicas,
al pasar por un lecho vascular arterial pulsátil.
