Transport de l'oxygène dans le sang, PO2 et saturation(s): risques d'erreurs et pièges à éviter

ransport de l'oxyg ne dans le sang, et saturation(s):

risques d'erreurs et pi ges @ viter J . - E M O L L A R D *

RESUME SUMMARY

Le d~veloppement de l ' ins trumentat ion en gazom~trie sanguine pe rme t main tenant au biologiste et au clinicien de disposer de trois formes d 'expression de la saturation : 1) calcul~e par l'appareil des gaz du sang, 2) mesur~e par un CO-oxym~tre, 3) calcul~e par un CO-oxym~tre. Elles sont f r~quemmen t compar~es par le clinicien ~ une quatri~me, fournie par l 'oxym~tre de pouls. Ceci peu t ~tre source de confusion, d'ailleurs en t re tenue par la multipli- cite des terminologies dans ce domaine (physiologistes, IFCC, NCCLS).

Chacune de ces expressions est d~finie, leurs di f ferences sont rappel~es avec les risques de confusion possibles et l'int~r~t qu'elles pr~sentent , consid~r~es s~par~ment ou ensemble.

Le contenu en oxyg~ne du sang et l'int~r~t de sa mesure sont ~galement ~voqu~s.

Les diverses terminologies utilis~es sont rappel~es, avec une bibliographie importante concernant l 'historique du dosage de l 'oxyg~ne sous ses diverses fo rmes dans le sang.

MOTS-CLF:S

P02 - saturation - contenu en oxyg~ne - gaz du sang - CO-oxym~trie - oxym~trie de pouls.

Deve lopmen t o f ins trumentat ion in blood gas analysis now provides access by biochemists and clinicians to three di f ferent s ta tements o f oxygen saturation : I) calculated with blood gas analyzer, 2) measured with a CO-oximeter, 3) calculated with a CO-oximeter. Clinicians have thus a basis for comparison to a fourth s ta tement avai- lable by measuremen t with a pulse oximeter. Moreover as terminology varies (physiologists, IFCC and NCCLS), confusion may ensue.

Each s ta t emen t is individually defined, di f ferences itemi- sed with risks o f misinterpretat ion highlighted and their respective medical value assessed either taken separately or in association.

Blood oxygen content evaluation and meaning are also discussed.

As terminology may vary, the terms in general use are reviewed. Bibliography concerning oxygen measurement in blood is also appended.

KEY-WORDS

P02 - oxygen saturation - oxygen content - blood gases - CO-oximetry - pulse oxirnetry.

Introduction

Un syst~me moderne d'analyse des gaz du sang com- prenant un appareil de mesure de pH/PCO2/P02 et un COooxym~tre s~par~s ou r~unis dans un m~me module est capable de fournir au clinicien jusqu'~ trois expressions de la "saturation". En pratique une quatri~me, fournie par I 'oxym~tre de pouls (1) vient souvent s'y ajouter. Les terminologies des physiologistes, des biochi- mistes et des cliniciens sont diff~rentes ~ plusieurs niveaux. Tout ceci entra~ne des confusions regret- tables que les nombreux articles d~j& parus sur ce sujet (presque exclusivement en anglais) ne semblent pas avoir fait dispara~tre. Nous allons tenter d'y rem~- dier.

int~ress~ pourra consulter l 'annexe 2 "Historique" et replacer les tr~s importantes collaborations de Claude BERNARD et de Paul BERT dans ce contexte. De tr~s nombreuses notions nouvelles sont d~finies, dont l '~nonc~ est parfois fort long (ex : "pression partielle en anhy- dride carbonique dans le sang veineux m~l~", "difference alv~olo-art~rielle en oxyg~ne", etc.). Une terminologie doit ~tre mise au point. En 1950 (41), la convention dite "de PAP- PENHEIMER" voit le jour. Elle d~finit et "fixe" la terminologie alors en usage. Elle est toujours fid~lement respect~e par les physiologistes m~me dans leurs publications ou ouvrages les plus r~cents. Dans cette symbolique et pour ce qui nous int~resse plus particuli~rement : - P (majuscule verticale) est le symbole de la pression partielle, - S (majuscule verticale) est celui de la saturation (et plus particuli~rement de la saturation en oxyg~ne de l'h~moglobine), - F (majuscule verticale) exprime la concentration fractionnelle en gaz.

I. Terminologie/symbolique

Au cours des cent derni~res ann~es, la physiologie et la phy- siopathologie respiratoires font d '~normes progr~s. Le lecteur

* TIRES A PART : M. le Dr J.-F. MOLLARD A VL Instruments M~dicaux B.P. 7 6 - 95612 CERGY-PONTOISE CEDEX

article regu le 15 mai, accept~ le 7 juin 1995.

Revue fran~aise des laboratoires, septembre 1995, N ° 277 93

Au fil des ans et gr&ce au d~veloppement technologique, la mesure des gaz du sang, r~serv~e au d6but & quelques laboratoires hautement specialists, passe progressivement dans le domaine courant et devient partie int~grante des examens quasi routiniers de biochimie clinique. Des soci~t~s savantes comme I'IFCC (International Federation for Clinical Chemistry) et le NCCLS (National Committee for Clinical Laboratory Standards), particuli~rement actives et effi- caces dans ce domaine et soucieuses d'~viter les risques de confusion, sugg~rent un certain nombre de modifications e t /ou d'ajouts li~s & l'apparition de nouvelles valeurs mesu- rables ou calculables. II est ainsi propos~ (18, 51) : - de remplacer "P" (confusion possible avec le phosphore) par "p" (italique minuscule - IFCC) ou par "P" (majuscule italique de plus grande hauteur que le reste du texte - NCCLS). Comme beaucoup d'~crans et d'imprimantes des automates actuels de gazom~trie sanguine sont incapables d'afficher ou d'imprimer des lettres italiques, on trouve fr6quemment aussi le symbole "p" qui cr~e confusion avec le "p" de pH ; - de remplacer "S" (confusion possible avec le soufre) par "s" (italique minuscule - IFCC) ou par "S" (majuscule italique de plus grande hauteur que le reste du texte - NCCLS) ; - de remplacer "F" par "F" (majuscule italique de plus grande hauteur que le reste du texte - NCCLS) ; - de mieux d~finir certains termes ou notions tels que par exemple : c pour concentration, (B) pour blood (sang total), etc.*

* Une terminologie compl~te concemant la gazom~trie sanguine et la CO-oxym~trie figure en annexe I. Dans ce qui suit, nous utilise- rons la symbolique des physiologistes pour P e t S et celle du NCCLS pour les autres termes.

Une telle d~marche, a priori louable, devient fort complexe et conduit & de nombreuses erreurs typographiques, m~me dans les documents d~crivant cette terminologie (18) ! II convient de reconna~tre ~galement que, pour diverses raisons, les fabricants ne font pas toujours preuve de la rigueur souhaitable dans ce domaine et qu'un m~me analyte peut ~tre symbolis~ diff~remment sur diff~rents modules d'un m~me constructeur (53). Selon la provenance des publications, la symbolique utilis~e risque donc de diff~rer sensiblement, ce qui peut ~tre source de confusion, surtout pour les ~tudiants. A c e jour, on ne voit pas comment ce probl~me pourrait ~tre r~solu. II para~t en

F I G U R E 1 Courbe ("id~ale") de dissociation

de l'oxyh~moglobine (CDO) ou courbe de Barcroft avec les points "art~riel" (PaOz : 90 torr - SaOz : 97 %) et "veineux m~l~" (P@O~ : 40 torr - S~O2 : 75 %) id~aux

100

0 o: /

0 20 40 60 80 100

PO2 (tort) & pH : 7,39

En ordonn~e on peut faire figurer soit le contenu en oxyg~ne du sang, soit le rapport contenu/capacit~ = saturation.

effet hors de question que les physiologistes abandonnent une terminologie propos~e par leurs pairs. D'un autre cBt~, les biologistes respectent les recommandations de leurs soci~t~s savantes. Le clinicien quant & lui ~prouve parfois quelques dif- ficult~s devant cette diversit~ et peut adopter encore d'autres termes, d'usage plus simple ~ son avis.

2. Saturations mesur6es - saturations calcul6es

Avant tout, il convient de d~finir ce que l'on appelle "valeur mesur~e" et "valeur calcul~e". Dans l'absolu, toutes les valeurs que nous ~voquerons par la suite sont calcul~es, tant il est vrai que les appareils mesurent des densit~s optiques, des milli- volts, des nanoamp~res, etc. Nous appellerons "valeur mesur~e" toute valeur directement rendue par un appareil apr~s traitement appropri~ du signal brut pour fournir un r~sultat exprim~ dans l'unit~ choisie par l'utilisateur. Nous appelerons "valeur calcul~e" toute valeur fournie & partir du traitement math~matique appropri~ (algorithme) de valeurs mesur~es et si n~cessaire de valeurs m~moris~es dans l'analyseur.

1 . L a s a t u r a t i o n " c l a s s i q u e "

(S02 % ou S02 % ou sO2 %)

Utilisons provisoirement ce qualificatif neutre pour d~signer la seule saturation & laquelle on pouvait acceder facilement avant l'av~nement des CO-oxym~tres. Les premiers oxym~tres simples cliniquement utilisab|es mesuraient la saturation telle que d~finie en 1931 par PETERS et van SLYKE (43) et reprO- cis~e en 1992 par le NCCLS (18) : "Quantit~ d'oxyh~moglobine du sang exprim~e en pourcen- tage de la quantit~ d'h~moglobine capable de fixer l'oxyg~ne (oxyh~moglobine + d~soxyh~moglobine)", soit le rapport - SO2 % = h~moglobine oxyg~n~e/h~moglobine oxyg~nable x 100 (1)

O2Hb ou = x 100 (2)

O2Hb + HHb ou, pour respecter la terminologie IFCC : sO2 %(B) = cO2Hb (B)/cO2Hb(B) + cHHb(B) x 100 (3)

Dire que la saturation de M. X est ~gale d 85 % signifie tr~s exactement et seulement que 85 % de son h~moglobine oxyg6nable est effectivement oxyg~n6e. Nous pouvons exprimer ~galement que (18) : S02 % =

contenu en oxyg~ne du sang - oxyg~ne dissous x 100

capacit~ en oxyg~ne de l'h~moglobine soit SO2% = [ctO2 - ((;02 x PO2)/BO2] x 100 (4)

00

ctO2 = concentration en oxyg~ne total du sang (ou contenu en oxygene)

<;O2 = coefficient de solubilit6 de l'oxyg~ne dans le sang PO2 = pression partielle en oxyg~ne dans le specimen BO2 = capacit~ en 02 de l'h~moglobine oxyg~nable = (ctHb - cdysHb) x 1302, avec 1302 = pouvoir oxyphorique = 1,39 (uni- t~s conventionnelles) ou 1,00 (unit~s SI). Dans les conditions habituelles avec PO2 normales ou basses, l'oxyg~ne dissous est n6gligeable par rapport ~ l'oxyg~ne combin~ & l'h~moglobine et l 'on dit souvent que la saturation est l'expression du rapport contenu/capacit~ en oxyg~ne. Cette grandeur, beaucoup plus facilement accessible que la PO2 pendant plus de dix ans, pr~sente un infarct tout particulier : • C'est une constante biologique ind~pendante de la quantit~ absolue d'h~moglobine oxyg~nable. Dans des conditions identiques, elle est donc relativement fixe par rapport & la large

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fourchette de concentrations normales en h~moglobine constat~e chez l'homme. Pour les m@mes raisons, elle est assez fixe 6galement chez un m~me sujet dont les variations nycth~m~rales en ctHb sont significatives (ce qui n'est pas exceptionnel). Sa valeur normale (96 & 97 %) est bien ancr6e dans la m~moire des cliniciens. • Etant donn6 la forme de la courbe de dissociation de Foxy- h~moglobine, elle fournit, entre certaines ]imites, des rensei- gnements aussi pr6cis que la PO2 (figure 1). • En clinique, son utilisation est simple, puisque l'on consid~re qu'il y a hypox~mie Iorsqu'elle tombe au-dessous de 94 %. • El[e peut ~tre maintenant tr~s facilement mesur~e in vivo grace aux oxym~tres de pouls dont des milliers d'exemplaires 6quipent de tr~s nombreux d6partements d'anesth6sie, r6ani- mation, etc. Cette situation explique d'ailleurs sans doute le regain actuel d'int6r~t pour la saturation. Malheureusement cette notion de saturation n'offre pas que des avantages. • Elle pr6sente l'inconv~nient majeur d'une expression en % et ne fournit donc aucune information sur les valeurs absolues concem6es. Si O2Hb et (O~Hb + HHb) sont amput6es dans les m~mes proportions, la valeur absolue de la fraction (ici du %) n'est pas modifi6e. On peut ainsi mesurer une saturation de 96 % aussi bien chez un sujet parfaitement normal que chez un sujet tr~s an6mi~, pourvu que les conditions ventilatoires et h6modynamiques soient respect6es dans les deux cas. ° Elle ne tient pas compte de la presence ~ventuelle de dysh~- moglobines (voir plus loin) et l 'on observe classiquement, l'arriv6e & l'h6pital, des saturations parfaitement normales... Iors d'une intoxication aigu~ au CO. • A cause de la forme de la courbe de dissociation, elle n'est plus gu~re pr6cise au-del& de 96-97 %, o~ elle est plus qu'avantageusement remplac~e par la PO2. • A 100 % et au-del&, elle ne pr6sente ~videmment plus aucun int6r~t et ne permet en aucun cas de d6celer des hyper- oxies ou la pr6sence en grande quantit6 d'oxyg~ne dissous. Afin de la diff6rencier de 'Tautre saturation", dont nous parle- rons plus loin, certains ont propos6 de l'appeler "saturation fonctionnelle" (saturation de l'h~moglobine susceptible de fonctionner avec l'oxyg~ne) ou saturation en oxyg~ne de l'h~moglobine "disponible" ou "active". Le NCCLS (18) d6conseille ces termes et pr~f~re que ['on parle simplement de "saturation en oxyg~ne" ou de "saturation". Nous pensons que ceci est potentiellement dangereux. Parall~lement, en effet, le NCCLS propose le terme de "saturation fractionnelle" pour l'autre expression de la saturation. L'absence de qualificatif pour la premiere a toutes chances de semer le doute quant & un oubli 6ventuel et nous recommandons le terme de saturation fonctionnelle, d'ailleurs d~j~ large- ment adopt6 par les cliniciens (15). Une seconde possibilit6 est d'utiliser des syst~mes d'unit~s dif- f6rents pour les deux expressions (18, 36)• PO~ ou saturation ou PO2 et saturation ? Nous n'entrerons pas dans cette discussion et d6sirons nous borner ici ~ tenter de dissiper d6finitivement [es ambigu'ft~s autour de la notion de saturation.

2. La saturat ion calcui~e par les analyseurs de gaz du sang

Lorsque les analyseurs de gaz du sang font leur apparition a u d~but des ann~es 60, les oxym~tres simples in vitro commen- cent & ~tre moins utilis~s au laboratoire, tant l'enthousiasme suscit~ par l'acc~s facile & la PO2 est grand. En outre, la publication par SEVERINGHAUS d&s 1958 (47) d'un nomogramme permettant de calculer ]a saturation & partir de la PO2 (courbe de dissociation de l'oxyh&moglobine) en tenant compte du pH et ~ventuellement de la temperature (~l~ments connus d&s 1907 comme influant sur la courbe) met & la dis- position du laboratoire un outil permettant de satisfaire la demande des cliniciens toujours "friands" de saturation. Ce nomogramme est compl~t~ en 1966 (KELMAN et NUNN (26)) par un correctif li~ ~ l'exc~s de bases. La m~me annie, SEVERINGHAUS (48) propose une r&gle & calcul, plus

facile d'emploi que ]e nomogramme. Elle est rapidement commercialis~e par deux fabricants d'analyseurs des gaz du sang. En 1976, MARSONER et HARNONCOURT (31) proposent une expression math~matique de la relation PO2/saturation tenant compte du pH, de l'exc~s de bases et de la temperature. En 1979, SEVERINGHAUS sugg~re pour le calcul de la PO2 une ~quation d~riv~e de l'~quation de HILL (1910) : SO2 (Hb oxyg~nable) = (PO2') 3 + 150 PO2'/(PO2') 3 + 150 PO2' +23 400 (5) o~1 PO2' = PO2 x 1010,48 (pH - 7,40) - 0,0013 x (HCO3- - 25)] (6) que tous]es fabricants s 'empressent de m~moriser dans leurs appareils d~s que la technologie le leur permet. Ce sont des formu|es de ce type que l'on emploie sur |es appareils de gazom~trie sanguine "simples" (pH/PCO2/PO2). Le seul analyseur combin~ (gaz du sang + CO-oxym~tre) r~ellement disponible & ce jour (avril 1995) tient compte de corrections en fonction de COHb et MetHb. Les appareils AVL offrent une option (sang de type "adulte" ou "foetal") et la possibilit~ d'ajuster la Ps0 ~ tout niveau d~sir~ par l'utilisateuro Toutes ces formules, fort complexes, aboutissent & des valeurs de saturation extr~mement voisines et les differences obser- v&es ne sont pas cliniquement significatives. Mais ce sont des expressions math~matiques bas~es sur la compilation d'un grand nombre de r~sultats personnels ou puis~s dans la litt~rature. La saturation ainsi obtenue est donc bien calcul&e. II n'existe pas vraiment de symbole pour cette valeur, que certains fabricants d~signent toutefois par "% SO2c" (19). Tousles laboratoires d'analyse des gaz du sang mesurant uniquement pH/PCO~ et PO2 fournissent au clinicien une saturation calcul~e correspondant en principe & la saturation "classique" d~finie plus haut. D~s le milieu des ann~es 40 (2), on consid~re que tout est pratiquement connu sur la courbe de dissociation. Le d~veloppement ult~rieur de m~thodes simples et rapides de mesure de pH, PO2, saturation permettent & de nombreuses ~quipes (BARTELS, RAHN, ROUGHTON, SEVERINGHAUS,

FIGURE 2 Facteurs influant sur la position de la courbe

de dissociation de l'h~moglobine (27)

Courbe normale

AFFINITE DIMINUEE Acidose aigu~ PCO2 augment~e Temperature augment~e 2,3-DPG augments H~moglobines anormales

AFFINITE AUGMENTEE I Alcalose aigu~

]00 -~ PCO2 diminu~e | Temperature abaiss~e

Carboxyh~moglobi aO M~thfimoglobine

Hfimoglobines 70 anormales

5 0 . . . . . . . . ~

4o

,o J i i ' F~ t I ] i i ,

I t I I I I 1 I I 0 c 20 40 60 80

PO2 (torr)

i 100

Cette position est d~finie par la notion de "Ps0" ou pression de demi-saturation, pression partielle d'oxyg&ne pour laquelle l'h~moglobine du specimen est & demi satur~e. La valeur normale de la Ps0 du sang "adulte" (au-del& de i an) est ~gale & 26,7 torr. Un d~placement de la courbe vers la gauche s'accompagne d'une diminu- tion de la Ps0, traduisant une augmentation d'affinit~ de l'h~moglobine pour l'oxyg~ne et inversement. Certaines h~moglobines anormales pr~sentent des courbes d~plac~es & droite, d'autres des courbes d~plac~es & gauche. C'est pourquoi cette notion est pr~- sente des deux c6t~s.

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ASTRUP, SIGGAARD-ANDERSEN, etc.) de redefinir la courbe de dissociation, plus particulierement dans ses portions basse et haute. Jusqu'en 1967, on pense que seuls pH, PCO2, temperature et, dans des cas extremes, concentrations en electrolytes peuvent influer sur la position de la courbe. Les d@lacements inexpliquables sont attribues & une mauvaise technique. Or, des 1917, HASSELBALCH avait observe, en utilisant la notion de Ps0, des deplacements vers la droite dans l'anemie pernicieuse et vers la gauche dans les comas diabetiques et uremiques, avec des Ps0 & 21-22 torr. En 1967, deux equipes distinctes (BENESCH (6) et CHANU- TIN (13)) decouvrent que ces d@lacements sont lies l'influence du 2,3-diphosphoglycerate (2,3-DPG) sur l'affinite de l'hemoglobine pour l'oxygene. Le 2,3-DPG est un produit du metabolisme intermediaire de la glycolyse anaerobie. Sa concentration normale est de 15,5 _+ 2 pmol/g Hb. Son augmentation diminue l'affinite de l'hemoglobine pour l 'oxygene (la Ps0 augmente) et inversemento De tres nombreux travaux ont ete realises depuis & son propos mais l'interet de la mesure (ou du calcul) de la Ps0 n 'a pas encore reellement fait ses preuves en clinique (40). La figure 2 (27) resume les facteurs influant sur la courbe de dissociation et le sens de deplacement correspondant.

3. La saturation mesur~e par les CO-oxym~tres

L'existence de formes d'hemoglobine presentes dans le sang d'un sujet normal (et surtout pathologique) mais incapables de transporter l 'oxygene est connue depuis tres Iongtemps. Au nombre de trois (COHb, MetHb et SulfHb), elles sont appe- lees dyshemoglobines. Ainsi : ctHb n'est pas absolument egal seulement & cO2Hb + cHHb mais cO2Hb + cHHb + cCOHb + cMetHb + cSulfHb (7) Les mesures de COHb et /ou de MetHb sont restees tres long- temps delicates et fastidieuses, r~servees generalement au laboratoire de toxicologie. L'apparition en 1968 du CO-oxymetre IL 182 (30) puis de I'lL 282 en 1980 (12) a totalement transforme ce domaine en rendant ces dosages rapides et aisement accessibles. Un CO-oxymetre moderne comme le CO-oxylite AVL 912 (35) est capable de mesurer simultanement les cinq fractions de l'hemoglobine et de traiter les resultats obtenus pour calculer la concentration en hemoglobine totale : ctHb = cO2Hb + cHHb + cCOHb + cMetHb + cSulfHb soit ctHb = cO2Hb + cHHb + cdysHb (8) et d'autres valeurs essentielles sur lesquelles nous reviendrons. II mesure donc ici directement O2Hb, fraction d'oxyhemoglobine dans l'hemoglobine totale. Si l 'on exprime en % la part prise par O2Hb dans ce total on a : O2Hb % = O2Hb/[O2Hb + HHb + COHb + MetHb + SulfHb] x 100 (9) qui ne doit pas ~tre confondu avec : SO2 % = O2Hb/[O2Hb + HHb] x 100 (10) Afin de soulager l'ecriture, on peut bien entendu remplacer les % par une expression decimale. Dans les conditions normales (sujet sain, non fumeur, non expose & une pollution au CO), la difference est faible. SulfHb est absente, COHb represente 1 & 1,5 % de l'hemoglobine totale et MetHb moins de 0,5 %. Donc 98 & 98,5 % de toute l'hemoglobine reste oxygenable et (9) devient par exemple : O2Hb % = 94/ [94 + 4 +1,5 + 0,5 + 0] = 94% (11) Pour une "saturation normale" de 96 %, ce sont 96 % de 98 % de toute l'hemoglobine, soit 94 % qui se trouvent oxygenes. Un gros fumeur presente aisement 10 % (et plus) de son hemoglobine sous forme de COHb. Retenons pour l'instant ce chiffre rond. II n 'y a pas de raison pour que son pourcen- rage de methemoglobine ait varie. Dans ces conditions, pour l'oxygenation, le "patrimoine hemoglobine" du sujet est ampute de 10 % + 0,5 % = 10,5 %. Seuls 89,5 % restent oxygenables. En supposant que la fraction oxygenee n'ait pas vari6 dans l'absolu, ce sont maintenant 96 % de 89,5 %, soit

85,9 % de l'hemoglobine qui sont reellement oxygenes. Ainsi (9) devient : O2Hb % = 85,9/ [85,9 + 3,6 + 10 + 0,5 + 0] = 85,9 % 86 % (12) Si nous reprenons uniquement ]es valeurs de 02Hb et HHb dans ]es formu]es (11) et (12) ci-dessus et, si nous ]es repor- tons dans ]a definition de ]a saturation, on retrouve bien respectivement : 94 / [94 + 4] = 9 4 / 9 8 = 9 6 / 1 0 0 et 85 ,9/ [85,9 + 3,6] = 85 ,9 /89 ,5 = 9 6 / 1 0 0 Dans les deux cas, la saturation fonctionnelle est identique et egale & 96 % alors que les saturations fractionnelles sont tres differentes et respectivement 6gales & 94 % et 89,5 %. Ce raisonnement reste valable quelles que soient les concentrations en COHb et /ou MetHb et /ou SulfHb : la quantite totale d'h6moglobine presente dans le sang est amputee d'une fraction plus ou moins importante. Seul le reste est oxygenable et une portion seulement de ce reste est oxygen& Un CO-oxymetre est seul capable de fournir de fa9on simple cette nature et cette qualite d'information. Pour differencier cette fraction d'oxyhemoglobine de la saturation, le NCCLS (3) propose de l'appeler oxyh~moglobine fractionnelle et de lui donner le symbole FO2Hb. Nombre de cliniciens l'appellent dej& saturation fractionnelle, par opposition & la "saturation fonctionnelle". Nous pensons que cette terminologie prevaudra & l'avenir (15). Le NCCLS precise que cette valeur peut @tre exprimee sous forme decimale (ex : FO2Hb = 0,94) ou sous forme de pour- centage (ex : FO2Hb = 94 %). Dans ce dernier cas, FO2Hb equivaut au symbole classique % O2Hb. II donne toutefois la preference & l'expression decimale, plus simple & introduire dans les formules et evitant surtout le risque de confusion avec SO2 %.

4. La saturation calcul6e par les CO-oxym6tres Un CO-oxymetre mesure les cinq formes d'h~moglobine presentes darts le specimen. II lui est donc facile, & partir de O2Hb et HHb mesurees, de recalculer une saturation classique, fonctionnelle : SO2 % = hemoglobine oxygenee/hemoglobine oxygenable x 100 ou = O2Hb/O2Hb + HHb x 100 Des 1968, le mode d'emploi du CO-oxymetre IL 182 conte- nait une abaque permettant, & partir de 02Hb et HHb, de recalculer une saturation fonctionneUe dans des conditions tres voisines de celles d'un oxymetre classique. Ce sont maintenant les calculateurs des apparei]s qui s'en chargent. Tous les CO-oxymetres modernes calculent et affichent cette valeur.

5. La saturation mesur6e par les oxym6tres de pouls

L'oxym&trie "d'oreille", non invasive, est utilisee depuis fort Iongtemps. Les enormes progres observes dans ce domaine sont lies aux besoins de l'aviation au cours de la seconde guerre mondiale (20, 34, 52, 54). A la fin des annees 50, la soci6te allemande ATLAS commercialise dej& dans le domaine medical un appareil de ce type avec piece d'oreille et eventuellement un second canal permettant des mesures in vitro. Malheureusement, la technologie de l 'epoque ne permet pas de disposer d'un appareil satisfaisant. Le calibrage est complexe ~et le capteur d'oreille peu fiable. Ungrand progres est apporte en 1968 par SHAW qui, grace au developpement des fibres optiques, realise un appareil auto-calibrage et 8 Iongueurs d 'onde de mesure. II est commercialise par Hewlett-Packard. Mais l'ensemble est tres coO- teux et la piece d'oreille Iourde et encombrante. Le developpement et la veritable explosion de l'oxymetrie non invasive sont dus & l'idee de AOYAGI (I). Elle consiste & utili- set une technique de photoplethysmographie pour mesurer les variations de saturation dans la partie "pulsatile" du lobe de l'oreille & deux Iongueurs d 'onde : 630 et 900 nm avec detec- tion simultanee du rapport des signaux optiques pulsatiles

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ces m~mes longueurs d'onde. En Occident, le premier appareil est commercialis~ aux USA par BIOX en 1978. II existe maintenant plus de trente fabricants dans le monde (49) et l 'on peut consid6rer & juste titre que l'oxym~trie de pouls, dite 6ga- lement "oxym4trie puls~e", est l'avanc6e technologique la plus significative de ces vingt derni6res ann6es dans ce domaine. Les premiers capteurs fonctionnent selon un principe de transmission (la lumi6re traverse le milieu & 6tudier ; les diodes ~mettrices et le r4cepteur sont places de part et d'autre du tissu). D'autres capteurs apparaissent ensuite, utilisant le principe de r6flexion (la lumi~re provenant des diodes 6mettrices est r6fl~chie par les tissus ; le r~cepteur est plac~ du m~me c6t6 du tissu que l'4metteur). Des centaines de publications ont ~t6 consacr6es & l'oxym6trie de pouls. Selon les fabricants, les Iongueurs d 'onde sont quelque peu diff~rentes, le photor6cepteur est plus ou moins s~lectif et les performances de tousles appareils ne sont pas identiques. G6n6ralement, les r~sultats sont totalement inexacts au-dessous de 70 %. On discute ~galement la pr6ci- sion de ces appareils auxquels on a facilement tendance demander plus qu'ils ne peuvent donner. Un contr61e de qua- lit~ au sens biologique du terme est 4videmment impossible pratiquer. Bien entendu les possibilit~s de cette technologie sont limit6es par son principe m~me de mesure (une circulation pulsatile doit ~tre pr4sente dans la zone explor6e) et par le fait que l'appareil utilise seulement deux Iongueurs d'onde. Par d6fini- tion, un oxym~tre de pouls n'est sensible qu'& O~Hb et HHb. La presence 6ventuelle de COHb et /ou de MetHb ne peut ~tre d6cel6e. En outre, ces dysh~moglobines faussent le r~sultat fourni dans des proportions encore imparfaitement connues (45). II n 'en demeure pas moins vrai que malgr~ toutes ses imperfections l'oxym~tre de pouls rend des services consid~rables en clinique.

3. Le contenu en oxyg ne du sang

L'av~nement des analyseurs de gaz du sang a entrain~ la disparition progressive des m6thodes chimiques de dosage (van SLYKE), tr~s pr4cises et exactes mais Iongues et fastidieuses. L'apparition des CO-oxym~tres s'est accompagn~e (cons~- quence ou co'incidence) de la quasi-disparition des oxym~tres simples in vitro et du seul appareil de mesure directe du contenu en oxyg~ne (Lex-O2-Con). A c e jour, il n'existe donc pratiquement plus que des m6thodes d'6valuation indirecte du contenu en oxyg~ne du sang, information pr6cieuse en clinique. Nous avons vu plus haut (6quation 4) que, & la notion d'oxy- g~ne dissous pros, la saturation exprimait le rapport contenu/capacit6 en oxyg~ne du sang. Connaissant la capacit~ et la saturation, nous pouvons donc en d6duire le contenu. Pour le NCCLS (18), la capacit6 en oxyg6ne de l'h6moglobine (symbole = BO2) est la quantit6 maximale d'oxyg6ne capable d'etre fix4e par l'h~moglobine dans une quantit~ de sang don- n6e. L'oxyg~ne dissous et l'h6moglobine pr~sente mais non disponible pour le transport d'O2 (dysh6moglobines) n'entrent pas en ligne de compte. Ainsi : BO2 = [ctHb - cdysHb] x ~O2 (13) O1~11302 est la quantit6 d'oxyg~ne qu'un gramme d'h4moglo- bine est capable de fixer. Cette valeur a 4t~ d6termin~e exp6- rimentalement depuis pros d'un si~cle par HOFNER (25), soit 1,34 ml O2/g Hb. Si on la calcule & partir des connaissances les plus r6centes quant au poids mol6culaire de l'h4moglobine (ICSH) = 64458, et sachant qu'une molecule d 'Hb peut fixer quatre mol6cules d'oxyg~ne, on trouve : [22414 x 4 ] /64458 = 1,39 valeur sur laquelle un consensus semble maintenant s'~tre fait. C'est le pouvoir oxyphorique. Dans le syst~me SI, cette valeur est ~gale & 1,00.

Le contenu en oxyg4ne du sang (combin4 + dissous) est donc 6gal ~ : ctO2 = [(SO2 %/100) x ~O2 x (ctHb - cdysHb)]+(oO2 x PO2)

(14) ou encore : = [FO2Hb x 1302 x ctHb] +(002 x PO2) (15) L'6quation (14) met en oeuvre ]a saturation "fonctionnel]e" et n&cessite ]a connaissance de cdysHb, que ]'on peut difficile- ment 6valuer sans CO-oxym&tre. L'6quation (15) met en oeuvre ]a saturation fractionne]]e, directement mesur6e par un tel apparei]. De tout ce qui pr6c&de, i] para[t &vident que ]e contenu en oxyg&ne ca]cu]& & partir de ]a saturation "fonctionnel]e" est hautement sujet & caution. Comme les automates actue]s de gazom6trie sanguine ne peuvent pas 6valuer cdysHb, il convient d'6viter au maximum d'utiliser l'~quation (14) m~me si l'analyseur des gaz du sang est dot~ d'un excellent canal de mesure de ctHb.

4. En pratique

• Un automate de gazom6trie sanguine simple, & trois ou quatre canaux, (pH/PCO2/PO2 et 6ventuellement ctHb), peut fournir une seule expression de saturation, calcul~e ~ partir d 'une representation math6matique de la courbe de dissociation de l'oxyh6moglobine avec corrections plus ou moins ~la- bor6es en fonction de la temp6rature, du pH, de HCO3- (ou PCO2 ou exc~s de bases) et, pour certains appareils, de la Ps0 (& condition de la connaitre!). Compte-tenu des conditions de travail actuelles dans les laboratoires, c'est encore la valeur la plus commun6ment rendue et utilis6e & ce jour. Le calcul ne peut pas tenir compte de la concentration en 2,3-diphosphoglyc~rate, facteur important de d6placement de la courbe, ni des consequences 6ventuelles de la presence de CO sur cette courbe (d6placement vers la gauche par augmentation d'affinit~ pour l'oxyg~ne de l'h~moglobine restant disponible pour l'oxyg6nation), ni de la force ionique. Lorsque le laboratoire ne dispose d'aucune autre source d'information, cette saturation doit ~tre fournie au clinicien en indiquant bien qu'elle est calcul~e et donc sujette & caution, surtout dans l 'environnement des soins intensifs. Dans tousles cas, il faut ~viter d'utiliser une saturation ainsi calcul~e pour acc6der & d'autres valeurs calcul~es, telles que le contenu en oxyg~ne du sang. • Un appareillage de gazom~trie sanguine moderne, compos~ d'un analyseur de pH/PCO2/PO2 et d'un CO-oxym~tre, s6par~s ou r6unis dans un m@me instrument, est capable de fournir sur un m@me rapport trois expressions de saturation :

- saturation calcul6e ~ partir des donn~es de la gazom~trie sanguine simple, - saturation fractionnelle (O2Hb) mesur~e par le CO-oxy- m~tre, - saturation calcul4e par le CO-oxym~tre & partir de O2Hb et HHb mesur6es. Nous avons vu ce dont il fallait penser de la premiere. La deuxi~me est beaucoup plus int~ressante. EUe constitue un meilleur marqueur du transport r~el de l'oxyg~ne dans le sang, surtout en pr6sence de quantit~s significatives de dysh6moglo- bines. Elle ~permet en outre un calcul du contenu en oxyg6ne (~quation 15) beaucoup moins sujet ~ caution que la pr6c6- dente. La troisi~me permet de revenir & la notion de saturation fonctionnelle classique, telle qu'elle 6tait mesur6e autrefois. Malgr4 un mode de calcul totalement different, les saturations 1 et 3 devraient @tre identiques si la premiere tenait r6elle- ment compte de tousles facteurs influant sur la courbe de dissociation. Une difference significative entre les deux devrait donc "signer" une anomalie au niveau de la Ps0 du specimen, donc de la concentration en 2,3-DPG et /ou de la force ionique.., e t /ou d'une erreur analytique. L'int6r~t de fournir

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cette information en clinique doit donc &ire compar~ au risque de confusion cr~e pour juger de l 'opportunit~ ou non de sup- primer syst~matiquement l'affichage de la premiere Iorsque les deux autres sont disponibles (36). En tout ~tat de cause, des explications d~taillees doivent ~tre foumies aux cliniciens.

• L'oxym~tre de pouls fournit des informations extr~mement precieuses en clinique, mais l 'enthousiasme suscite par son apparit ion a souvent fait oublier un certain manque de precision (+ 1 ~ 2 % absolus), ses limites (k 70 % et prise en consideration seulement d 'O~Hb et HHb), et les risques d'interf~rence.

En r~sum~ 1. La saturation de l 'hemoglobine en oxyg&ne, ou s a t u r a - t i o n , o u s a t u r a t i o n f o n c t i o n n e l l e est ~gale au rapport : h~moglobine oxyg~nee/h~moglobine oxyg~nable

Elle s 'exprime en % et est symbolis~e par SO2 % ou SO2 % ou sO2 % selon la convention choisie. Sa valeur normale dans le sang arteriel est 96-97 %.

Elle est : - mesur~e directement par les oxymetres classiques (aujourd'hui peu utilis~s), - calcul~e par les automates de gazom&trie sanguine mais sans tenir compte de tous le s facteurs influant sur la relation

PO2/contenu en oxygene, - calcul~e par les CO-oxym&tres modernes a partir d 'O2Hb et de HHb mesur~es, - mesur~e par les oxym&tres de pouls selon un principe finale- ment comparable h celui des oxymetres classiques in vitro, mais avec une precision et une exactitude discutables.

2. La quantit~ d 'oxyh~moglobine dans l 'h~moglobine totale, ou oxyh&moglobine fractionnelle, ou saturation frac- t i o n n e l l e est ~gale au rapport : h&moglobine oxygenee/hemoglobine totale

Elle s 'exprime en % ou de preference par un nombre decimal, afin d'eviter le risque de confusion avec la pr&c&dente. Elle est symbolis&e par FO2Hb. Sa valeur normale dans le sang art~- riel est 92 ~ 95 %.

Elle est : - mesur&e directement par les CO-oxym&tres.

En realitY, il n'existe donc que deux types de saturation : - la saturation fonctionnelle, - la saturation fractionnelle.

En pratique en 1995, le meilleur abord in vitro de la s a t u r a - t i o n f o n c t i o n n e l l e est son calcul par un CO-oxymetre, partir de O2Hb et HHb mesur&es.

Le seul abord de la s a t u r a t i o n f r a c t i o n n e l l e est sa mesure par un CO-oxym&tre.

ANNEXE 1 Terminologie/symbolique en gazom~trie sanguine et CO-oxym~trie

Au cours du d~veloppement de la physiologie et de la physio- pathologie respiratoires, il s est av~r~ n~cessaire de mettre au point une symbolique intemationale &vitant les termes trop longs et fastidieux tout en permettant de mieux se comprendre.

En 1950, la convention dite "de PAPPENHEIMER" a d~fini (entre autres) la plupart des termes usuels dans ce domaine. Des modifications, des pr~cisions et des ajouts ont 6t~ appor- t~s plus tard par le NCCLS* et I'IFCC/IUPAC**.

Dans la litt~rature et selon la discipline originale de l'auteur, il est frequent de trouver certaines differences d 'une publication

l'autre. Elles concernent seulement quelques termes. Selon le materiel typographique utilis~, certaines libert~s "de detail" sont parfois prises avec la terminologie id~ale. Elles ne doivent pas prater & confusion.

Sur les appareils, l '~lectronique ne permet pas toujours l'affichage/ impression des symboles recommand~s. Un exemple classique est le "p" (italique minuscule) devant symboliser la pression partielle selon I'IFCC. II est fr~quemment remplac~ sur les ~crans e t /ou les imprimantes par un "p" (droit minuscule) risquant de cr&er confusion avec le "p" de pH.

Voici les symboles couramment utilis~s :

• PHASE SANGUINE • PHASE GAZEUSE Source/Symbole Source/Symbole

sang arterieI : a air alv~olaire : A sang veineux : v air inspire : [ sang capillaire : c air expire : E

sang veineux m~l~ : 9 • La nature du liquide concern~ peut &tre pr~cis&e - sang total : s~mm : plasma : urine : LCR :

• Pression partielle :

• Saturation :

• Fraction (total = 1,00) :

• Concentration d 'une substance :

• Total d 'une entit~ :

(B) (S) (P) (U) (csf)

P (physiologistes)

p (IFCC**) P (NCCLS*)

S (physiologistes)

s (IFCC**)

S (NCCLS*)

F (physiologistes)

F (NCCLS*)

C

t

• Capacit~ (de fixation) : B

• Pouvoir oxyphorique :

Pour les gaz concemes, on utilise les symboles chimiques habituels : 02, CO2, CO...

Les pressions sont exprim~es en mmHg ou mieux en torr. La difference entre ces deux unit~s est n~gligeable, mais la d~fini- tion du torr est plus exacte.

Dans le syst&me SI, on utilise le kilopascal (kPa). 1 kPa = 7,5 mmHg (ou torr) 1 mmHg (ou torr) = 0 ,133 kPa.

Symboles plus specifiques ~ la CO-oxym~trie :

• Le symbole sp&cifique & la forme d'h&moglobine consid~r~e figure en pr~fixe d 'Hb : - h~moglobine Hb - oxyh~moglobine O2Hb - d~soxyh~moglobine HHb - carboxyh~moglobine COHb - m~themoglobine MetHb - sulfh&moglobine SulfHb

• Le symbole sp~cifique au type d'h&moglobine consid~r~ figure en suffixe d 'Hb : - h~moglobine foetale HbF - h~moglobine S HbS

• Ces deux symboliques peuvent ~tre utilisees conjointement. Par exemple :

- oxyh~moglobine foetale

• On trouve enfin : - capacit~ en oxyg~ne - contenu en oxyg&ne - saturation ("fonctionnelle")

Notes:

O2HbF

BO2 Ct02*** S02 % (physiologistes) sO2 % (IFCC**) SO2 % (NCCLS*)

*: N C C L S : Nat ional Commi t t ee for Clinical Laboratory Stan- dards

** IFCC : Internat ional Federation for Clinical Chemistry IUPAC : International Union o f Pure and Appl ied Chemistry

*** II s'agit, c o m m e le symbole l 'indique, du contenu total en oxyg~ne (dissous + combing). Sa d~terminat ion n~cessite donc la mesure de la PO2. Un CO-oxym~tre "isol~" ne peu t fournir cet te valeur. Le contenu calcul~ par le CO-oxym~tre ne concerne que l'oxyg@ne comb in£ II peu t ~tre repr~sent~ par "c02", mais ce symbole n 'est pas reconnu par les soci~t~s savantes.

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ANNEXE 2 Historique

En 1995, il est difficile de comprendre l'etat de confusion dans lequel nous sommes arrives en terme de "saturation" sans faire un bref rappel historique du developpement de la gazometrie sanguine. II aura &galement le merite de rendre hommage .aux pionniers dans ce domaine parmi lesquels Claude BERNARD et Paul BERT, dont la contribution a eta essentielle.

La plus grande partie de ce rappel est tiree de l'ouvrage d'ASTRUP et SEVERINGHAUS (13). Pour la PO2 et la saturation, nous ne rap- pellerons que ce qui concerne la mesure directe de ces analytes.

1837 : MAGNUS (29) met au point une methode de determination quantitative des gaz du sang (dissous).

1857 : MEYER (33) decouvre l'existence de l'oxyg~ne combine.

1857 : HOPPE-SEYLER (23) suspecte la fixation de l'oxyg~ne sur l'h~moglobine, appelee fl l 'epoque "la mati~re colorante du sang" ("colouring matter" des Anglais, "Blutfarbstoff" des Allemands). II l'isole en 1862 et lui donne son nom actuel.

1858 : Claude BERNARD (7) presente & l'Academie des Sciences une methode originale de determination du contenu en oxyg&ne du sang.

1865 : LUDWIG et SETSCHENOW (28) mettent au point une pompe permettant d'extraire les gaz du sang et determinent les contenus en 02 et CO2 des sangs arteriel et veineux, lls echouent en revanche en ce qui concerne les pressions partielles de ces gaz, qu'ils ne peuvent mesurer correctement.

1872 : PFLUGER (44) construit et utilise son "aerotonometre" pour mesurer les pressions partielles des gaz du sang. Lfl encore les resultats sont decevants.

1878 : Paul BERT (8) est le premier fl evaluer la relation entre PO2 et contenu en oxygene du sang et fl tracer des courbes de dissociation in vivo, fl partir de quelques points.

1885 : BOHR (9) publie des courbes de dissociation fl partir de mesures sur des solutions tr&s diluees d'hemoglobine. Ce sont des hyperboles parfaites.

1890 : HOFNER (24) publie des courbes similaires fl partir de mesures sur des solutions d'hemoglobine pure. Elles ont la meme forme que celles de BOHR.

1891/~ 1910 : L'appareil de PFLOGER est ameliore par BOHR puis par KROGH. C'est grgce ~ son microtonometre que le concept de secretion d'oxyg&ne par les ~ poumons est definitivement "mis & mort" en 1919. A cette @oque, PETERS consid&re que la PO2 peut etre mesuree avec une exactitude de __ 4 / t 5 mmHg.

1894 : HOFNER (25) mesure la quantite d'oxygene capable de se combiner & 1 gramme d'hemoglobine = 1,34 ml fl 0 ° et 760 torr. C'est le pouvoir oxyphorique.

L903 : BOHR (10) met en evidence la forme sigmdfde desormais bien connue de la courbe de dissociation de l 'oxyhemoglobine du sang total. II d~montre egalement l'influence de la concentration en CO2 dans le specimen sur la position de la courbe.

1910 : BARCROFT (3) reprend les travaux de BOHR et standardise parfaitement la technique. II montre que 'Teffet PCO2" (effet BOHR) est essentiellement un "effet pH". II decouvre egalement l'influence de la temperature et de la force ionique sur la courbe de dissociation. II utilise la notion de Ps0 pour quantifier les variations de position de la courbe. Plus tard il metfra en evidence les differences de position des courbes de dissociation de la mere et de son foetus. C'est en hommage ~ la richesse de ses travaux dans ce domaine que l 'on donne souvent le nom de "courbe de BARCROFT" fl la courbe de dissociation, bien qu'il n 'en soit pas 'Tinventeur".

1912 : PETERS (42) demontre que l 'hemoglobine se combine avec une molecule d'oxygene par atome de fer.

1921: HALDANE (21) d&montre l'effet du monoxyde de carbone sur la courbe de dissociation de l'oxyhemoglobine.

1923 : CONANT et coll. montrent que dans l 'hemoglobine desoxy- genee (appelee alors "hemoglobine reduite") l 'atome de fer se trouve

l'etat ferreux, divalent, et que seule cette forme est capable de se combiner reversiblement avec 02 et CO.

C!est donc au tout debut de ce si&cle, /t la suite et dans le sens de Pensemble de ces travaux, que l 'on commence fl parler de "saturation" et de "desaturation en oxyg&ne" du sang.

En 1931, PETERS et van SLYKE (43) &crivent : "Les termes saturation et desaturation en oxygene du sang sont habituellement utilises pour indiquer les pourcentages de !'hemoglobine totale presents res- ~ectivement sous forme oxygenee et reduite. Exemple : la saturation

en oxygene du sang arteriel est d'environ 95 %. La desaturation est d'environ 5 %".

1932 : NICOLAi" (39) utilise pour la premiere fois le principe de spec- trophotometrie pour evaluer la saturation en oxyg&ne des tissus.

1935 : MATTHES (32) met en oeuvre un dispositif ~ deux Iongueurs d'onde, l 'une sensible ~ la saturation et l'autre non. BRINKMAN, ZIJLSTRA et bien d'autres contribuent enormement aux progr&s realises dans ce domaine.

1942 : MILLIKAN (34) introduit definitivement le terme "oxymetre" pour definir un appareil capable de mesurer en continu la saturation arterielle du sang chez l 'homme.

1944 : DRABKIN (17) developpe une methode de mesure de la saturation "in vitro".

1949 : L'hemoreflecteur de BRINKMAN et ZIJLSTRA (11), fabrique par Kipp en Hollande, est le premier appareil "commercial" reellement utilisable. Differents modeles sont disponibles pour l'usage in vivo ou in vitro.

1951 : NAHAS (38) conqoit une cuve speciale pour la determination spectrophotometrique de l 'hemoglobine et de la desoxyhemoglobine.

1962 : SIGGAARD-ANDERSEN (50) et coll. modifient la technique de NAHAS pour l 'adapter en micromethode.

1968 : MALENFANT (30) et coll. presentent le premier appareil capable de doser egalement la fraction carboxyhemoglobinee de l'hemoglobine. Fabrique par Instrumentation Laboratory, c'est i'lL 182, oxym&tre in vitro qui mesure simultanement O2Hb, HHb et COHb. lls lui donnent tout naturellement le nom de CO-oxym&tre.

1980 : BROWN (12) presente l'evolution normale de cet appareil, le CO-oxym&tre 282, capable en plus de mesurer MetHb.

1995 : A c e jour et fl notre connaissance, quatre industriels commer- cialisent des CO-oxym&tres, I'AVL 912 etant le plus recent et le plus sophistique d'entre-eux.

Parallelement, les memes equipes (ou d'autres) travaillent sur la notion de PO2. Nous avons vu qu'en 1860 LUDWIG et SETSCHE- NOW avaient echoue, mais en 1919 PETERS consid~re dejfl que la PO2 peut &tre mesuree avec une precision de _+ 4-5 mmHg. La methodologie utilis~e ~ l 'epoque est toutefois extr@mement complexe.

1898 : DANNEEL (16), travaillant dans le laboratoire de NERNST, decouvre l'interference de l'oxyg&ne sur des mesures qu'il effectue pour etudier les proprietes des electrodes monometalliques polari- sees. II observe que le courant produit est pratiquement proportionnel fl la quantite d'oxygene present dans le milieu.

1925 : HEYROVSKI (22) invente la polarographie et l'appareil auto- matique destine fl &tudier le polarogramme, relation entre tension et courant.

1938 : BAUMBERGER (5) applique pour la premiere fois cette methode ~ la mesure de la PO2 afin d'etudier les courbes de dissociation de l'oxyhemoglobine de sang d'insectes. I1 travaille en fait sur plasma separe fl l'abri de l'air.

1943 : RILEY et coll. (46) utilisent un principe different (tonometrie) base sur l'equilibration d'une bulle de gaz avec le sang et la reduction de volume de cette bulle par absorption de l'oxygene et du CO2 qu'elle contient. La methode permet donc la determination simultanee de PO2 et PCO2. Elle est longue et de mise en oeuvre delicate.

1950 : MORGAN et NAHAS (37) mesurent la PO2 du sang total ~5 l'aide d'une electrode de platine toumante, recouverte d'un film de silicone. La reponse est lineaire, mais sensible au CO2 et necessite un calibrage complexe.

1951 : BARTELS (4) applique la polarographie ~ la mesure de la PO2 sur sang total.

1954 : CLARK (14) met au point l'electrode de PO2 que nous connaissons., I1 publie son invention en 1956.

La paternite des premi&res electrodes de PO2 commercialisees est fortement discutee, ll semble que le premier appareillage complet de mesure des gaz du sang (pH/PCO2/PO2) soit celui d'ESCHWEILER, que nous avons personnellement utilise avant 1960, epoque oth 'Taccessoire PO2" de l'appareil d'Astrup n'etait pas disponible et oQ Instrumentation Laboratory ne proposait pas encore son premier "IL 113".

Les premiers appareils commerciaux pour la mesure de la saturation sont donc disponibles au debut des annees 1950, l'electrode de PO2 est reellement utilisee depuis le debut des annees 1960 et le premier CO-oxymetre voit le jour en 1968. Cette chronologie n'est pas sans consequences sur la confusion actuelle.

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100 Revue fran{aise des laboratoires, septembre 1995, N ° 277

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Transport de l'oxygène dans le sang, PO2 et saturation(s): risques d'erreurs et pièges à éviter