Pulsossimetria

La pulsossimetria o saturimetria è una tecnica non invasiva che misura il trasporto dell’ossigeno dai polmoni ai tessuti da parte dell’emoglobina. Fa parte, assieme all’emogasanalisi, dei test di funzionalità respiratoria che valutano gli scambi gassosi tra l’organismo e l’ambiente; in questi scambi viene introdotto ossigeno, necessario per le reazioni metaboliche, e viene eliminata anidride carbonica, un prodotto di scarto di tali reazioni.

Quando l’aria inspirata raggiunge gli alveoli polmonari, le piccole sacche che si trovano alla fine dell’albero respiratorio formato da bronchi e bronchioli, l’ossigeno passa dall’alveolo al sangue contenuto in un capillare adiacente all’alveolo; l’anidride carbonica contenuta nel sangue passa da questo all’alveolo ed è eliminata con l’espirazione. L’ossigeno è poco solubile in una soluzione acquosa, perciò viene trasportato dall’emoglobina (Hb), una proteina contenuta nei globuli rossi. Ogni molecola di emoglobina possiede quattro gruppi eme, contenenti ferro, ed è in grado di legare quattro molecole di ossigeno. Se l’ossigeno introdotto con la respirazione è sufficiente l’emoglobina si carica completamente di ossigeno: il grado di saturazione dell’emoglobina (saturazione ossiemoglobinica) nel sangue arterioso, ricco di ossigeno, è un indice indiretto della quantità di ossigeno presente nel sangue.

Per misurare direttamente la concentrazione dell’ossigeno nel sangue è necessario eseguire un’emogasanalisi. In condizioni ottimali la saturazione arteriosa, indicata con la sigla SpO₂, è superiore al 98%, valori superiori al 95% sono comunque considerati normali, soprattutto in una persona che ha patologie polmonari note, valori più bassi indicano una carenza di ossigeno nel sangue (ipossiemia).

La pulsossimetria si basa sul fatto che la luce che viene assorbita dall’emoglobina ossigenata, di colore rosso brillante, ha una lunghezza d’onda diversa da quella dell’emoglobina non ossigenata, di colore rosso scuro. L’emoglobina ossigenata assorbe più luce nell’infrarosso dell’emoglobina non ossigenata, che, al contrario assorbe più luce rossa dell’emoglobina ossigenata.

Lo strumento utilizzato per il test, chiamato pulsossimetro o saturimetro oppure ossimetro, ha una sonda a forma di pinza che viene solitamente posizionata sulla falange di un dito. Nella sonda sono presenti due sorgenti che emettono luce a due diverse lunghezza d’onda: 660 nm (rosso) e 940 nm (infrarosso vicino). Sulla parte opposta della sonda si trova un sensore spettrofotometrico che misura la luce che viene trasmessa attraverso il dito. Sulla base della quantità di luce assorbita alle due lunghezze d’onda viene calcolata la saturazione arteriosa. Lo strumento misura la saturazione del sangue arterioso in quanto è in grado di distinguere un segnale pulsatile da uno non pulsatile (da qui il nome di pulsossimetria). Infatti, il volume del sangue nelle arterie non è costante: aumenta durante la sistole e diminuisce durante la diastole.

Di conseguenza la quantità di luce rossa e infrarossa assorbita dal sangue arterioso fluttua con il ciclo cardiaco. Al contrario, il volume del sangue nelle vene, nella pelle, nel grasso e nell’osso rimane relativamente costante. Il pulsossimetro esclude l’influenza del sangue venoso e degli altri tessuti dal calcolo della SpO₂. Negli strumenti di uso clinico è possibile visualizzare il tracciato del segnale in tempo reale (curva pletismografica). Il pulsossimetro fornisce sia la misurazione della SpO₂ sia quella della frequenza cardiaca.

L’accuratezza della misurazione può essere influenzata negativamente da diversi fattori. In caso di ipotensione, vasocostrizione e ipotermia il volume pulsatile del sangue nei tessuti diminuisce e lo strumento ha difficoltà a distinguere il segnale vero dal segnale di fondo, ciò può portare a letture inaccurate o all’impossibilità di effettuare la saturimetria. Altre cause di letture inaccurate sono un eccessivo movimento, lo smalto colorato sulle unghie (se la sonda è posizionata sul dito) e la presenza di sorgenti luminose che interferiscono con lo strumento.

La saturimetria transcutanea con pulsossimetro è una tecnica che viene utilizzata in tutte quelle situazioni in cui si vuole capire se la funzione respiratoria è adeguata. È un test facile, veloce ed economico con cui si può valutare se sia il caso di eseguire un’emogasanalisi. È impiegata per monitorare pazienti con insufficienza respiratoria, sottoposti a ventilazione meccanica o meno. Viene utilizzata per monitorare i pazienti durante l’anestesia. È indicata durante l’esecuzione di un test da sforzo o del test del cammino. La saturimetria notturna, in cui si usa uno strumento che registra i valori di SpO₂ nel sonno, può suggerire la presenza di apnee ostruttive del sonno (per confermare la diagnosi andrà poi eseguita una polisonnografia). Il monitoraggio della funzionalità respiratoria nei pazienti con malattie delle vie respiratorie (es. broncopneumopatia cronica ostruttiva, asma bronchiale, polmoniti interstiziali, bronchite cronica) permette di valutare se è necessaria l’ossigenoterapia.

L’utilizzo domiciliare del saturimetro si è molto diffuso durante la pandemia di COVID-19 per valutare la necessità di ricovero.

La pulsossimetria non richiede nessuna preparazione ed è un esame indolore. È sufficiente inserire il dito indice o il medio nella sonda del saturimetro. In alternativa la sonda può essere posizionata sul lobo dell’orecchio o sul naso, altre aree corporee la cui pelle è ricca di vasi sanguigni. Il test va eseguito a riposo. La parte non deve essere troppo fredda e va mantenuta ferma. La lettura richiede pochi secondi.

Fonti

• Jubran A. Pulse oximetry. Critical Care. 2015;19:272. doi:10.1186/s13054-015-0984-8;
• Chan ED, Chan MM, et al. Pulse oximetry: Understanding its basic principles facilitates appreciation of its limitations. Respiratory Medicine 2013;107(6):789-799. doi:10.1016/j.rmed.2013.02.004.