Research on Biomedical Engineering
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Research on Biomedical Engineering
Original Article

Monitoração da saturação de oxigênio em circulação extra- corpórea por reflectância óptica

Monitoring of oxygen saturation in extracorporeal circulation using an optical reflectance transducer

Gamero, Fernando Urban; Ushizima, Mauro Roberto; Cestari, Idágene Aparecida

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Resumo

Este trabalho apresenta o desenvolvimento e a avaliação de um transdutor óptico de reflectância para monitoração da sa turação de oxigênio (SO2 ) no sangue arterial e venoso fluindo pelo circuito de circulação extracorpórea (CEC). O transdutor opera com dois diodos emissores de luz com picos de emissão nas faixas do espectro do vermelho e do infravermelho e um fotodiodo. O transdutor óptico é utilizado em conjunto com um conector transparente, especialmente projetado para ser colocado na linha do circuito de CEC sem alterar o esco amento do sangue. O desempenho de quatro transdutores ópticos foi avaliado em ensaios in vitro e durante monitoração da SO2 em pacientes (n = 16) submetidos à cirurgia cardíaca com CEC. Nos ensaios in vitro utilizou-se sangue de cães em um sistema para simulação de CEC. Os índices de correlação entre os valores de SO2 medidos por reflectância óptica e a SO2 medida por aparelho comercial de gasometria foram de 0,9979 ± 0,0004 nos ensaios in vitro e 0,87 ± 0,05 nas cirurgias com CEC. Os resultados demonstram a possibilidade de se utilizar o princípio de reflectância óptica em 2 comprimentos de onda de luz para determinar a SO2 de forma contínua e em tempo real durante cirurgias com CEC.

Palavras-chave

Circulação extracorpórea, Oximetria, Re flectância óptica, Transdutor óptico.

Abstract

This work presents the development and test of an optical reflectance transducer for monitoring oxygen saturation (SO2 ) in arterial and venous blood flowing through cardiopulmonary bypass circuits (CPB). The transducer uses two light-emitting diodes (LEDs) with peak emission in the red and infrared range of the spectra, and a photodiode. The optical transducer is used with a transparent connector, specially designed for use in the extracorporeal circulation tubings without affecting blood flow. The performance of four reflectance transducers was evaluated in vitro using a mock CPB system and canine blood and in vivo during CPB surgeries in 16 patients. Comparing the SO2 measured by optical reflectance and by a commercial gasometric equipment, a correlation index of 0.9979 ± 0.0004 was found using data obtained in vitro and 0.87 ± 0.05 using data obtained in surgeries. These results demonstrate the possibility of using optical reflectance measurements in two light wavelengths to obtain the continuous and real time determination of oxygen saturation during CPB surgeries.

Keywords

Cardiopulmonary bypass, Optical transducer, Oximetry, Reflectance transducer.
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