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Test des Oxymètres, Simulation de patients.

Article posté par ->Herve.
Paru le mercredi 13 octobre 2010 à 22:05
Vu 4104 fois.
Note : etoiles5 (8 votes)

Test des Oxymètres, Simulation de patients.

Tests nécessaires pour le contrôle de la SpO2



Les tests nécessaires pour contrôler la fonctionnalité de SpO2 d’un oxymètre de pouls ou d’un Moniteur Multiparamétrique peuvent être les suivants :

- Inspection visuelle
- Auto tests
- Contrôle de la linéarité des paramètres de SpO2 et de Fréq. cardiaque
- Contrôle du déclenchement des alarmes hautes et basses
- Fonctionnement et intégrité du capteur et du prolongateur
- Sensibilité aux artéfacts (Mouvements Etc...)
- Simulations de Patients
- Test de sécurité électrique

Rappel
Un Oxymètre de pouls est un spectrophotomètre qui détecte et calcule les différences d’absorption de la lumière par du sang fortement oxygéné et désoxygéné afin de donner une valeur de SpO2, la concentration d’oxygène dans le sang. Cette valeur reste une estimation de la SaO2, qui elle, est une mesure directe de cette concentration.
Le capteur contient à la fois les sources de lumière (LED) et le détecteur de lumière (photo-détecteur). Deux longueurs d’ondes monochromatiques, Rouge (R) et Infra Rouge (IR), sont émises alternativement à la fréquence de 100Hz.
Le sang Oxygéné absorbe davantage la lumière Infra Rouge et laisse passer la lumière Rouge.
Le sang Désoxygéné absorbe plus la lumière Rouge et laisse passer la lumière Infra Rouge.
L’utilisation de deux longueurs différentes permet d’augmenter la précision de la lecture, en s’affranchissant de l’utilisation d’une seule LED Rouge á faible absorption et faible résolution, ou Infra Rouge avec une faible différence d'absorption entre un sang Oxygéné et un sang Désoxygéné.
A l’opposé des émetteurs se trouve le photo-détecteur qui reçoit la lumière qui est passée à travers le doigt.
- Rouge (600-750 nm de longueur d’onde)
- Infra Rouge (850-1000 nm de longueur d’onde)
Propriétés d’absorption du sang:
La courbe bleue (Hb) est la courbe correspondante á la valeur de 0% de SpO2, et la courbe rouge (O2Hb) est la courbe correspondante á la valeur de 100% de SpO2.

spo2-1.png


Après l’émission et la réception des signaux Rouge (R) et Infra Rouge (IR), le Ratio R/IR est calculé. Ce ratio R/IR est ensuite comparé à une table de conversion afin de le convertir en une valeur de SpO2. La plupart des fabricants de moniteurs possèdent leurs propres tables de conversion réalisées à partir d’études faites sur l’étude de patient et de la corrélation existante entre leurs valeurs de SaO2 et leurs valeurs de SpO2.

Une lecture fiable et précise de la SPO2 dépend de la précision des longueurs d’onde émises par les deux LED et de la faculté du moniteur a retranscrire cette lecture..

Typiquement:
- Un Ratio R/IR d’une valeur 0.5 équivaut a une valeur de 100% SpO2.
- Un Ratio R/IR d’une valeur 1 équivaut a une valeur de 82% SpO2.
- Un Ratio R/IR d’une valeur 2 équivaut a une valeur de 0% SpO2.

Problématique:
Comment tester efficacement et avec précision une chaine de mesure comportant un moniteur, un prolongateur et un capteur optique ?
- Comment savoir si le moniteur , son électronique, ses algorithmes de calcul fonctionnent bien ?
- Comment vérifier l’intégrité du prolongateur ?
- Comment tester avec précisions le capteur, ses diodes Rouge / Infra Rouge et le photorécepteur ?

Considérations
La plupart des fabricants de moniteur de SPO2 conseillent une simulation électrique car elle s’affranchie des points négatifs liés á la simulation d’un signal de SpO2 á l’aide d’un doigt artificiel.

La facilité d’utilisation d’un doigt artificiel ne peut occulter les problèmes de qualité de simulation suivants :

- Difficulté de positionnement du capteur sur le doigt artificiel
- Sensibilité au placement du capteur sur le doigt artificiel
- Sensibilité á la lumière ambiante, á l’environnement
- Sensibilité á la dégradation du doigt artificiel (vieillissement de la LED)
- Possibilités de test avec des capteurs Pédiatriques, oreille, nez Etc....

D’un autre côté, les tests des oxymétres de pouls concernent le système d’oxymétrie, c’est a dire un moniteur associé à son capteur. Les tests du moniteur ou du capteur seuls ne permettent pas de tester l’intégralité de la chaine.

Solution proposée:
Le Rigel SP Sim et le Rigel UNISim sont les premiers testeurs a réaliser une simulation Opto-Electronique en utilisant une gamme d’adaptateur permettant de travailler avec les technologies actuellement sur le marché (Nellcor, Masimo Etc...). Le capteur de SpO2 et le prolongateur font partie intégrante de la chaine de mesure et sont testés avec le moniteur grâce à des simulations de patients.

spo2-2.png


Comme vous pouvez le voir sur le schéma de raccordement précédent, les testeurs Rigel se branchent entre le moniteur et son capteur, avec le prolongateur d’un coté ou de l’autre, suivant les prises de connexion.
Le moniteur continue d’envoyer ses signaux d’alimentation des LEDs, mais via le SP Sim ou l’UNISim. C’est la que la simulation intervient par modification de l’amplitude des signaux Rouge et InfraRouge envoyés aux LEDs. Le capteur de SPO2 a tester est dans la chaine de mesure. Les LEDs envoient les quantités de lumière correspondantes à la simulation et le photorécepteur reçoit ces signaux lumineux qu’il convertit en signal électrique pour l’envoyer au moniteur, via le testeur. Le moniteur peut alors comparer les signaux ou courants, qu’il a émis pour les LEDs Rouge et InfraRouge avec les signaux reçus. Après comparaison le calcul de l'absorption des lumières Rouge et InfraRouge et celui du Ratio R/IR sont réalisés pour pouvoir afficher une valeur de SPO2 correspondante a la simulation.

D’autre part, l’utilisateur peut choisir sur le SPSim ou UNISim, de faire sa simulation en utilisant exclusivement la LED Rouge ou bien la LED InfraRouge. Cette deuxième innovation technologique permet de tester séparement la LED Rouge de la LED InfraRouge en comparant les résultats des deux simulations. Une différence entre les deux simulations, et par rapport à la consigne, sera la preuve qu’une des deux LED ne fonctionne pas correctement. Vous visualisez et quantifiez la qualité d’émission de chaque LED, et vous êtes capable de détecter de petites variations d’émission de lumière de chaque LED.

Cette méthode de test présente les avantages suivants:
- Affranchissement total par rapport au doigt artificiel
- L’intégralité de la chaine (système) est testée en une seule fois
- Test réel du capteur en émission et réception
- Quantification possible de la qualité des LED Rouge et InfraRouge
- Test possible avec tous les types de capteur

Note : Le test du capteur seul permet uniquement de vérifier que le capteur est capable de donner une mesure (continuité filaire et présence de lumière). La capacité du capteur a être capable de faire une mesure précise n’est pas contrôlée.

Laurent Olive, Rigel Medical
Business Development Manager.
Mob : 06 12 35 98 16
email anti-spam







Mots clés : spo2, oxymetrie, contrôle, infrarouge, infra-rouge


Commentaire n°2/2 :: Simulateur SPO2
Remonter Posté le 17/11/2010 par patlm

 
Bonjour ,

Petite remarque complémentaire au sujet du doigt artificiel.
Le doigt proposé sur l' Oxitest 7 a été justement developpé pour pallier tous ces problèmes,
contrairement à d'autres simulateurs dont au moins un fabricant ( NONIN) à émis une alerte technique.

A ma connaissance le seul moyen de tester la chaîne complète reste le doigt artificiel.

Patrick Le Mouëllic
MORGATE Biomedical
 
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Commentaire n°1/2 :: Nouvelle organisation des Tests
Remonter Posté le 11/11/2010 par patlm

 
Bonsoir ,

Je me permets, pour aller dans l'idée de la norme IEC62353, de reprendre l'organisation des tests que vous proposez,
Il serait plus judicieux de ne pas réaliser le test de sécurité électrique en dernier.

En effet, cette norme décrit ou présente une nouvelle idée de l'ordre des tests en considérant que le test de sécurité peut endommager l'équipement.
Il serait donc préférable de réaliser la liste de contrôles, qui va déterminer si l'on peut aller plus loin, le test de sécurité électrique suivi des tests de fonctionnalités qui vont valider la remise en service.

Patrick Le Mouëllic
 
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