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Bettina Bohnhorst
Hamm 2014
Die Sättigung des Früh- und Neugeborenen –
was ist normal? 14. Jahrestagung des Arbeitskreises Neonatologie Ostwestfalen-
Lippe
Hamm, 20.11.2014
Bettina Bohnhorst
Hamm 2014
Agenda
• Vorbemerkungen zur Pulsoximetrie
• Sättigung postpartal
• Sättigung bei Frühgeburtlichkeit
• Sättigung bei zyanotischen Vitien
• Sättigung bei BPD
Bettina Bohnhorst
Hamm 2014
Vorbemerkungen (1) Funktionsweise des Pulsoximeters
• Nicht invasive Messung der arteriellen Sauerstoffsättigung über die
Messung der Lichtabsorption von oxygeniertem bzw. unoxygeniertem
Hb bei Durchleuchtung des Gewebes → 2 Lichtquellen mit definiertem
Rot/Infrarot-Bereich (660 nm & 940 nm) und gegenüber Fotosensor,
gemessen wird die Differenz der Absorption, Errechnung der SpO2
durch Vergleich des Messergebnisses mit einer Referenztabelle
• Berechnung der SpO2: HbO2
HbO2+Hb X 100
Bettina Bohnhorst
Hamm 2014
Vorbemerkungen (2) Was misst das Pulsoximeter überhaupt?
Definition fraktionelle vs. funktionelle Sättigung
Fraktionelle SpO2: HbO2
HbO2 + Hb + HbCO + Met Hb
Funktionelle SpO2: HbO2
HbO2 + Hb
► Funktionelle SpO2 ist um 1-2% höher als die
fraktionelle SpO2
Fraktionelle SpO2: Ohmeda Funktionelle SpO2: Nellcor, Massimo
X 100
X 100
Bettina Bohnhorst
Hamm 2014
Vorbemerkungen (3) Misst das Pulsoximeter den richtigen Wert?
… eigentlich nicht
Arterieller Sauerstoffpartialdruck ↔ arterielle
Sättigung
Arterielle Sättigung ↔ Gewebeoxygenierung
…sind ein verschiedenes Paar Schuhe
Bettina Bohnhorst
Hamm 2014
Vorbemerkungen (4) Hyperoxieerkennung mittels Pulsoximetrie (Ohmeda Biox 3700)
22 FG, GA 26-40, pro Kind eine
arterielle Blutentnahme pro SpO2-
Level, wenn SpO2 2 Min. stabil.
Balken zeigen den 95%-Bereich
aller PaO2-Messungen bei jeweils
90, 92, 94, 96 und 98% Sättigung
1 kPa = 7,5 mmHg
Brockway J, Hay WW. Prediction of arterial partial pressure
of oxygen with pulse oxygen saturation measurements.
J Pediatr 1998;133:63-66
Bettina Bohnhorst
Hamm 2014
Vorbemerkungen (5) Vergleich verschiedener Pulsoximeter in der Hyperoxieerkennung
Hyperoxie = PaO2 > 80 mmHg, Alarmgrenze 95%,
Poets C et al. Reliability of a pulse oximeter in the detection of hyperoxemia. J Pediatr 1993;122.87-90
Poets C, Urschitz M, Bohnhorst B. Pulse Oximetry in the Neonatal Intensive Care Unit (NICU): Detection of hyperoxemia and False
Alarm Rates. Anesth Analg 2002;94:S41-S43
Bettina Bohnhorst
Hamm 2014
Vorbemerkungen (6) Verhältnis von PaO2 und Sättigung: Nellcor 300 & 395, Ohmeda
Bios 3700, Masimo SET und Novametrix Oxypleth
Castillo A, Sola A, Baquero H et al. Pulse Oxygen saturation Levels and Arterial Oxygen Tension values in newborns Recieving
Oxygen Therapy in the Neonatal Intrensive care Unit: Is 85 – 93% an Acceptable Range? Pediatrics 2008;121:882-889
Hypoxie = PaO2 < 40 mmHg, Hyperoxie = PaO2 > 80 mmHg, Bereich 85-93%
8,6% der Werte waren < 40 mmHg (davon war in 82% die SpO2
85-90%
Bettina Bohnhorst
Hamm 2014
Wozu brauchen wir Sauerstoff postpartal?
Konstriktion des Ductus arteriosus und Dilatation
der Pulmonalarterien
Senkung des pulmonalen Gefäßwiderstandes
► Switch von fetalen auf adulte Kreislaufverhältnisse
Alle Neugeborenen kommen mehr oder weniger
blau zur Welt!
Intrauteriner PO2: 35- 40 mmHg
Sättigung: 65-70%
Bettina Bohnhorst
Hamm 2014
Wo spielt Sauerstoff (toxizität) eine Rolle?
Sauerstofftoxizität entsteht auf 2 Ebenen:
1. Durch hohe alveoläre Sauerstoffkonzentration ► z.B. chronische
Lungenerkrankung
2. Durch hohe arterielle Sauerstoffpartialdrücke ► z.B. Retinopathie
Postpartal
Beatmungzeiten/BPD
PDA
NEC
ROP
Gewichtsentwicklung
Neurologische Entwicklung → „white matter injury“
Mortalität
Bettina Bohnhorst
Hamm 2014
Normbereiche für die postnatale Sättigung Dawson et al: Defining the reference Range for Oxygen Saturation for Infants After Birth. Pediatrics 2010;125:e1340-e1347
Reife NG ≥ 37 0/7 Wo ohne medizinische Intervention
Bettina Bohnhorst
Hamm 2014
Normbereiche für die postnatale Sättigung Dawson et al: Defining the reference Range for Oxygen Saturation for Infants After Birth. Pediatrics 2010;125:e1340-e1347
FG 32 – 36 6/7 Wo ohne medizinische
Intervention
FG < 32 Wo ohne medizinische
Intervention
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Hamm 2014
Normbereiche für die postpartale Sättigung Dawson et al: Defining the reference Range for Oxygen Saturation for Infants After Birth. Pediatrics 2010;125:e1340-e1347
Nach einer Sectio sind die Sättigungswerte in den ersten 5 Minuten
signifikant niedriger als nach einer Spontangeburt!
Bettina Bohnhorst
Hamm 2014
Postnatale Sauerstoffsättigung: Zusammenfassung
Bei einem reifen NG ist
im Alter von 5 Min. eine SpO2 von 80% und
im Alter von 10 Min. eine SpO2 von 90% ausreichend
Bei einem FG < 32 SSW ist
im Alter von 5 Min. eine SpO2 von 70% und
im Alter von 10 Mi. eine SpO2 von 80% ausreichend
Primärversorgung bei reifen Neugeborenen:
Raumluft bzw. 21% 02
Primärversorgung von Frühgeborenen:
Beginn mit 30% O2, nach SpO2-Werten titrieren
► weniger Beatmungstage, weniger O2-Tage,
weniger BPD @ 36 SSW
Vento M et al. Preterm Resuscitation With Low Oxygen Causes Less Oxidative Stress, Inflammation, and Chronic Lung
Disease. Pediatrics 2009;124(3):e347-e381
Bettina Bohnhorst
Hamm 2014
Sättigung bei reifen Neugeborenen
(n= 212, Tag 2 – 4)
Perzentile SpO2
3. 94,3
5. 95,1
10. 96,1
25. 97,1
50. 98,1
75. 99,2
90. 100
95. 100
97. 100
Die Sättigung von „gesunden“ Frühgeborenen bewegt sich im gleichen Bereich
Bettina Bohnhorst
Hamm 2014
Historie der Sauerstofftherapie in der Neonatologie
…. and to estimate the size of the disaster and wether it is now over Bolton DPG, Cross KW. Further observations on cost of preventing retrolental fibroplasia. Lancet 1974;303:445-448)
Bettina Bohnhorst
Hamm 2014
Historie der Sauerstofftherapie in der Neonatologie
…. and to estimate the size of the disaster and wether it is now over Bolton DPG, Cross KW. Further observations on cost of preventing retrolental fibroplasia. Lancet 1974;303:445-448
Bettina Bohnhorst
Hamm 2014
Historie der Sauerstofftherapie in der Neonatologie
…. and to estimate the size of the disaster and wether it is now over Bolton DPG, Cross KW. Further observations on cost of preventing retrolental fibroplasia. Lancet 1974;303:445-448
Zusätzliche Todesfälle zwischen 1951 und 1969 wegen Restriktion
der O2-Zufuhr:
USA: 150.000
~ 16 † /1 Fall weniger Blindheit
England und Wales: 20.000
Bettina Bohnhorst
Hamm 2014
Sättigung bei Frühgeborenen < 28 SSW (1)
Target Ranges of Oxygen Saturation in Extremely Preterm Infants
SUPPORT Study Group, N Engl J Med 2010;362:1959-69
SUPPORT = Surfactant, Positive Pressure, and Pulse Oximetry Randomized Trial
Bettina Bohnhorst
Hamm 2014
Sättigung bei Frühgeborenen < 28 SSW (2)
Target Ranges of Oxygen Saturation in Extremely Preterm Infants
SUPPORT Study Group, N Engl J Med 2010;362:1959-69
SUPPORT = Surfactant, Positive Pressure, and Pulse Oximetry Randomized Trial
Zeitanteil in % mit SpO2 84-96%:
SpO2 Niedrig SpO2 Hoch
66.9±13.9 68.0±15.2 p=0.16
• Sättigungsniveau in der „Niedrig-Gruppe“
ist 90 – 95%, d.h. > des geplanten Bereichs
• Differenz der Sättigungswerte ist 3% statt
der geplanten 6%
• in Wirklichkeit wurde also der Bereich 89-
97% mit dem Bereich 91-97% verglichen
Die BPD-Rate nach „physiologischer“
Definition ist nicht signifikant
unterschiedlich
Bettina Bohnhorst
Hamm 2014
Sättigung bei Frühgeborenen < 28 SSW (3)
N= 2448 FG < 28 SSW, n = 1187 FG mit revidiertem Pulsoximeter-Algorythmus, Ziel-SpO2 88-92%
(zwischen 85 und 95%: lower traget group – 3%, higer target group +3%)
The Boost II (UK, Australian, New Zealand): Oxygen saturation and Outcomes
in Preterm Infants. N Engl J Med 2013;368:2094-2104
N = 2448
85-89% 91-95% RR, CI
ROP 10.6% 13.5% 0.79, 0.63-1.0
NEC 10.4% 8,0% 1.31, 1.02-1.68
N = 1187
85-89% 91-95% RR, CI
Tod 23,1% 15,9% 1.45, 1.15-1.84
NNT: 14
► Sättigungsbereich < 90% ist mit einem erhöhten Mortalitätsrisiko behaftet
ROP und NEC = behandlungsbedürftig bzw. operatíonsbedürftig und/oder verstorben
BPD @ 36 SSW: „physiologische Definition“ mit Raumlufttest ►kein signifikanter Unterschied
Bettina Bohnhorst
Hamm 2014
Sättigung bei Frühgeborenen < 28 SSW (4) The Boost II (UK, Australian, New Zealand): Oxygen saturation and Outcomes in Preterm Infants. N Engl J Med 2013;368:2094-2104
►
Kurve weicht nach der
1. LW auseinander
Isolierter Grund konnte
nicht identifiziert werden
◄
Dip zwischen
87-90%
Sättigung bei Frühgeborenen < 28 SSW (5)
Was wir wissen:
• SpO2 > 91% sind mit einem erhöhten Risiko für eine behandlungsbedürftige ROP und
verlängertem O2-Bedarf verbunden
• SpO2 < 90% sind mit erhöhter Mortalität und einer erhöhten Inzidenz von
behandlungsbedürftiger NEC verbunden
• Kein Unterschied: PDA, BPD @ 36 SSW (physiologische Definition), IVH ≥ II und ICP
► „guter“ und „schlechter“ Sättigungsbereich liegen eng beieinander, gibt es überhaupt
die „optimale“ Sättigung??
Bettina Bohnhorst
Hamm 2014
Saugstad OD, Aune D. Optimal Oxygenation of Extremely Low Birth Weight Infants: A Meta-Analysis and Systematic Review of the Oxygen
Saturation Target Studies. Neonatology 2014;105:55-63
Sättigung bei Frühgeborenen < 28 SSW (6)
Tatsache ist außerdem:
► die vom Pulsoximeter angezeigten Sättigungswerte stimmen nur zu etwa 50% mit den
arteriell gemessen Sättigungswerten überein, das Pulsoximeter überschätzt die Sättigung
in der Regel um etwa 2% → diese Diskrepanz wird bei niedrigen Sättigungen größer
Bettina Bohnhorst
Hamm 2014
Rosychuk RJ et al. Discrepancies between Arterial Oxygen Saturation and Functional Oxygen Saturation Measured with Pulse Oximetry in Very Preterm
Infants. Neonatology 2012;101:14-19
Sättigung bei Frühgeborenen < 28 SSW (7)
Bettina Bohnhorst
Hamm 2014
Quine D, Stenson BJ. Arterial oxygen tension (PaO2) values in infants < 29 weeks of gestation at currently targeted saturations. Arch Dis Child Fetal
Neonatal Ed 2009;94:F51-53
1 kPa = 7,5 mmHg
95% CI für SpO2 85-95:
PaO2 28.5 – 66.8 mmHg
Mittlerer PaO2 bei SpO2
85%: 40 mmHg, 95% CI
28.5 – 51 mmHg
Mittlerer PaO2 bei SpO2
95%: 54 mmHg, 95 % CI
41-66.8 mmHg
n = 2076 Messungen
50 – 80 mmHg
Sättigung bei Frühgeborenen < 28 SSW (8)
Tatsache ist außerdem:
► Sättigungswerte im angestrebtem Bereich zu 16-64%, Werte oberhalb des
angestrebten Bereiches in 20-73%!
Verbesserte Compliance bei: → größerem Zielbereich
→ höherer oberer SpO2
→ Alarmgrenzen nahe
angestrebtem Bereich
→ niedrigem Gestationsalter
der Kinder
→ Hyperoxie wird eher
toleriert als Hypoxämie
Bettina Bohnhorst
Hamm 2014
Hagadorn JI et al. Achieved Versus Intended Pulse Oximeter Saturation in Infants Born Less Than 28 Weeks´ Gestation. The AVIOx Study. Pediatrics
2006;118:1574-1582
Sättigung bei Frühgeborenen < 28 SSW (8)
Welcher SpO2-Bereich ist derzeit empfohlen?
D G Sweet et al. European Consensus Guidelines on the Management of
Neonatal Respiratory Distress Syndrome in Preterm Infants – 2013 Update Neonatology 2013;103.353-368
► Bei Frühgeborenen, die Sauerstoff erhalten, soll der Sättigungsbereich
zwischen 90 – 95% liegen
O D Saugstad. Optimal Oxygenation of Extremely Low Birth Weight Infants: A
Meta-Analysis and Systematic Review of the Oxygen Saturation Target Studies.
Neonatology 2014;100:55-63 „NEOPROM“ n=4911 FG < 28 SSW
► SpO2-Bereich 90 – 95% für FG < 28 SSW bis GA 36 SSW
Bettina Bohnhorst
Hamm 2014
Bettina Bohnhorst
Hamm 2014
Sättigung bei zyanotischen Vitien
Zyanotische Vitien:
Fallotsche Tetralogie (TOF)
(8-10%)
Pulmonalatresie (1-3%, VSD oder ASD mit Ductus abhängiger
Lungenperfusion)
1 Pulmonalstenose
2 VSD
3 rechtsventrikuläre Hypertrophie
4 überreitende Aorta
Bettina Bohnhorst
Hamm 2014
Sättigung bei zyanotischen Vitien
Zyanotische Vitien:
Transposition der großen Arterien (TGA)
(5% )
Reine TGA (1):
nicht mit dem
Leben vereinbar
SO2 in Aorta 30%
TGA (1) mit VSD (2)
ggfs. ASD und Ductus arteriosus
Truncus arteriosus communis Univentrikuläres Herz
z.B. Hypoplastisches
Linksherz
Trikuspidalatresie
Bettina Bohnhorst
Hamm 2014
Sättigung bei zyanotischen Vitien
„Zentrale Zyanose“ durch Mischung des venösen und arteriellen Blutes
→ Sauerstoffgabe im Prinzip ohne Effekt
Sättigung (70) – 75 – 85%
Unsere Kardiologen empfehlen bei Sättigungswerten < 70 – 75%
Sauerstoffgabe (Verbesserung der pulmonalen Perfusion, Therapie einer
pulmonalen Pathologie)
Prognose bei zyanotischen Vitien:
- Signifikante Reduktion der grauen Substanz (frontal betont) und des PDI Watanabe K et al. Impaired neuroanatomic development in infants with congenital heart disease. J Thorac Cardiovasc Surg 2009;137:146-53
- Signifikante Reduktion von MDI und PDI im Alter von 1 Jahr bei Kindern mit
TGA und SV, im Alter von 3 Jahren nur noch bei Kindern mit SV
Ibuki K et al. The improvement of hypoxia correlates with neuroanatomic and developmental outcomes: Comparison of midterm outcomes
in infants with transposition of the great arteries or single-ventricle physiology
Bettina Bohnhorst
Hamm 2014
Sättigung bei BPD = ≥ 93%
weniger intermittierende Hypoxämien
weniger Todesfälle
weniger PHT
bessere Schlafqualität
besseres Wachstum
bessere neurocognitive Entwicklung
Balfour –Lynn IM et al.Paediatric section of the Home Oxygen guideline development Group of the BTS Standards of
Care Committee. TS Guidelines for home oxygen therapy in children. Thorax 2009;64(suppl 2):ii1-ii26
Evidenz stammt aus Fall-Kontroll- und Kohortenstudien
Bettina Bohnhorst
Hamm 2014
Zusammenfassung
Postpartal:
SpO2 reifes NG: 80% mit 5 Min., 90% mit 10 Min. ► Primärversorgung mit 21% O2
SpO2 FG < 32 SSW: 70% mit 5 Min., 80% mit 10 Min. ► Primärversorgung mit 30% O2
Frühgeborene mit Sauerstofftherapie
bei FG < 28 SSW angestrebte Sättigung 90-95%, Alarmgrenzen 89 – 96% bis 36 SSW
In Bezug auf ROP insbesondere SpO2 Schwankungen vermeiden
Noch nicht ganz geklärte Frage: Im Verlauf (ab 6. Lebenswoche/ korrigiertem Alter von 32
SSW) höhere Werte, z.B. angestrebter Bereich 91-96%, Alarmgrenzen 90-97% ?
BPD (dh ab 36 SSW)
SpO2 ≥ 93%
Neugeborene mit zyanotischen Vitien
SpO2 75 – 85%, bei SpO2 < 75% Sauerstoffgabe erwägen
Bettina Bohnhorst
Hamm 2014
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
