Porovnání hodnot perfuzního indexu, SpO2 a tepové frekvence získaných chytrými hodinkami a pulzním oxymetrem

Abstract

Pulzní oxymetrie je neinvazivní diagnostická metoda, která kromě saturace krve kyslíkem (SpO) umožňuje měřit i další parametry. Jedním z nich je perfuzní index (PI), vyjadřující poměr mezi pulzatilní a nepulzatilní složkou pletysmografického signálu v periferní tkáni. Sledování vývoje PI se využívá mimo jiné při hodnocení perfuze replantovaných prstů. Dosud se v těchto případech používaly výhradně prstové senzory, které však mohou být pro pacienty omezující. Prokázání závislosti mezi hodnotami PI měřenými na zápěstí a na prstu by proto mohlo umožnit méně zatěžující způsob monitorování. Chytré hodinky Masimo W1 (Masimo Corporation, Irvine, CA, USA), v USA klasifikované jako zdravotnický prostředek, jsou vůbec první hodinky schopné monitoringu perfuzního indexu. Cílem této bakalářské práce bylo porovnat chytré hodinky Masimo W1 a pulzní oxymetr Masimo Radical-7 (Masimo Corporation, Irvine, CA, USA) v monitoringu perfuzního indexu, saturace krve kyslíkem a tepové frekvence (HR). Bylo realizováno experimentální měření, které umožnilo porovnání hodinek a oxymetru pro čtyři situace: klidový stav, pohybový artefakt, krátkodobé snížení perfuze a zvýšení tepové frekvence. Prospektivní intervenční studie se zúčastnilo 42 zdravých dospělých dobrovolníků. Měřicí zařízení byly umístěny na levé zápěstí (chytré hodinky) a levý prostředník (pulzní oxymetr), přičemž jednotlivé sledované situace byly měřeny v řádu několika minut. Průměrná hodnota PI chytrých hodinek byla 0,17 % a oxymetru 3,6 %, přičemž statistické testy prokázaly, že se zařízení v monitoringu v absolutních hodnotách lišily. Chytré hodinky navíc nedokázaly detekovat náhlé změny perfuze, pravděpodobně z důvodu delšího průměrovacího času. Situace se zvýšenou tepovou frekvencí vykazovala vzestupný trend hodnot PI u obou zařízení, avšak analýza směrnic trendových přímek jednotlivých průběhů ukázala, že se sklon trendu mezi zařízeními lišil. Parametry SpO2 a HR na základě Bland-Altmanových analýz se mezi zařízeními nelišily. V případě perfuzního indexu se hodnoty mezi zařízeními významně lišily a nebyla prokázána jejich vzájemná závislost. Na základě měření PI ze zápěstí tedy nelze spolehlivě predikovat perfuzi v oblasti prstů, a chytré hodinky tak v tomto ohledu zatím nemohou nahradit tradiční prstový senzor.Pulse oximetry is a non-invasive diagnostic method that, in addition to measuring blood oxygen saturation (SpO), can also be used to assess other physiological parameters. One such parameter is the perfusion index (PI), which represents the ratio between the pulsatile and non-pulsatile components of the photoplethysmographic signal in peripheral tissue. Monitoring PI trends is commonly used, among other applications, to assess perfusion in replanted fingers. Until now, only finger sensors have been used for this purpose, which can be limiting for patients. Demonstrating a relationship between PI values measured at the wrist and the finger could enable a less restrictive method of monitoring. The Masimo W1 smartwatch (Masimo Corporation, Irvine, CA, USA), classified as a medical device in the United States, is the first wrist-worn wearable capable of monitoring the perfusion index. The aim of this bachelors thesis was to compare the Masimo W1 smartwatch with the Masimo Radical-7 pulse oximeter (Masimo Corporation, Irvine, CA, USA) in monitoring PI, SpO, and heart rate (HR). An experimental study was conducted to compare the two devices in four situations: resting state, motion artifact, temporary reduction of perfusion, and increased heart rate. A prospective interventional study was carried out involving 42 healthy adult volunteers. The smartwatch was placed on the left wrist, and the pulse oximeter on the left middle finger, with each scenario measured over the course of several minutes. The average PI value measured by the smartwatch was 0.17 %, while the pulse oximeter reported an average of 3.6 %. Statistical analysis showed significant differences in absolute PI values between the devices. Furthermore, the smartwatch failed to detect abrupt changes in perfusion, likely due to a longer averaging time. The increased heart rate scenario showed a trend of rising PI values in both devices. However, trendline slope analysis revealed differing growth patterns between the devices. In contrast, the SpO and HR parameters showed good agreement based on Bland-Altman analysis. For the perfusion index, the values between the devices differed significantly, and no correlation was observed. Therefore, PI measurements obtained from the wrist cannot reliably predict perfusion in the fingers. In this regard, the smartwatch cannot yet replace the traditional finger sensor, for example in monitoring replanted digits.