SpO₂ schrijf je met hoofdletters S en O, een kleine p en een subscript 2: S staat voor saturation, p voor pulse, dus de saturatie gemeten met een pulsoximeter. De letters vooraan zijn belangrijk: SaO₂ is dezelfde grootheid uit arterieel bloed in een analyser, ScvO₂ uit een centrale ader, en hun waarden verschillen.
Saturatie is het aandeel hemoglobine dat zuurstof draagt, niet de hoeveelheid zuurstof in het bloed: bij bloedarmoede kan de SpO₂ 99 % zijn terwijl de weefsels te weinig zuurstof krijgen. Het is ook niet de partiële druk PaO₂ in mmHg, die via een S-vormige curve met de saturatie samenhangt en bij 97 % ongeveer 90 mmHg bedraagt.
Links zit een vingertop met nagel geklemd tussen de leds en de fotodiode: rood van 660 nm en infrarood van 940 nm flitsen om beurten op en gaan door de vinger, terwijl de slagader erin meeklopt met het hart. Rechts loopt op het schermpje de curve van de polsgolf en knippert het hartslagteken, en de schuif van de schaal onderaan komt uit op 97 %, de gewone saturatie van een gezond mens op zeeniveau.
Eenheidsblad
aandeel oxyhemoglobine · pols blad 1/1 · herz. 2026-09Pulsoximetrie SpO₂ · % · min⁻¹
Dimensieloze grootheid · aandeel oxyhemoglobine in pulserend arterieel bloed, %; pols — slagen per minuut
Twee lampjes die dwars door het bloed kijken
In 1972 probeerde Takuo Aoyagi, ingenieur bij het Tokiose bedrijf Nihon Kohden, het hartminuutvolume te meten aan de hand van de verdunning van een kleurstof in het bloed, en hij ergerde zich aan een storing: het signaal van licht dat door het oor ging, trilde mee met de pols. Hij begreep dat die trilling juist een geschenk was: alleen arterieel bloed pulseert, en wie uitsluitend naar het schommelende deel van het licht van twee kleuren kijkt, ziet huid, bot en aders vanzelf uit de berekening verdwijnen.
Zo ontstond de pulsoximeter, een knijper die binnen enkele seconden laat zien hoeveel procent van het hemoglobine in de slagaders zuurstof draagt. Tegen het eind van de jaren 1980 werd hij verplicht bij narcose, en in de pandemie van 2020 een huisapparaat voor miljoenen mensen; toen bleek ook dat hij bij mensen met een donkere huid vaker een normale waarde toont terwijl er al te weinig zuurstof is.
Dit blad stuurt licht door een vinger, laat zien hoe uit twee polsgolven een percentage ontstaat, en legt uit waar de fout vandaan komt en wat toezichthouders eraan doen.
01 · Definitie
twee lichtkleuren · verhouding R · ijkingSpO₂ is het aandeel oxyhemoglobine in het hemoglobine dat zuurstof kan binden, gemeten met licht dat door weefsel is gegaan. Oxyhemoglobine is helderrood en absorbeert weinig rood licht van 660 nm maar meer infrarood van 940 nm, en gereduceerd hemoglobine doet het omgekeerde; de verhouding van beide absorpties vertelt hoeveel hemoglobine zuurstof draagt.
Om huid, bot en veneus bloed uit te sluiten neemt het apparaat alleen het pulserende deel van het signaal, AC, en deelt dat voor elke kleur door het constante deel, DC; daarna deelt het de rode verhouding door de infrarode. Zo ontstaat een dimensieloos getal R, de „verhouding van verhoudingen”, en hoe groter dat is, hoe lager de saturatie.
Licht wordt in een vinger te ingewikkeld verstrooid om het percentage theoretisch uit R af te leiden, dus wordt het verband proefondervindelijk bepaald: vrijwilligers ademen een mengsel met minder zuurstof in, er wordt arterieel bloed bij hen afgenomen, en de punten „R — SaO₂” vormen de ijkcurve die in het apparaat is opgeslagen. Vereenvoudigd ligt die dicht bij de rechte SpO₂ ≈ 110 − 25·R.
Wat het apparaat wel en niet ziet
Links een echte vingerpulsoximeter op een vinger waarvan de huid gekleurd is volgens de Monk-schaal: op de bovenklep licht het scherm met saturatie en pols op, en een uitsparing in de behuizing laat zien hoe de rode en de infrarode led om beurten de vingertop boven de kloppende slagader doorlichten naar de fotodiode. Rechts een bedmonitor met twee polsgolven zoals de fotodiode ze ziet: hun uitslag is AC, hun verschuiving DC. Met de schuifregelaars stelt u de werkelijke saturatie van het arteriële bloed, de huidpigmentatie, de perfusie en de pols in; het apparaat toont zijn eigen getal en het blad vergelijkt dat met de werkelijkheid.
IJking op vrijwilligers met een lichte huid
Melanine absorbeert rood licht duidelijk sterker dan infrarood, waardoor in een donkere huid minder rood licht de kloppende slagader bereikt en terugkomt, en het signaal zwakker en verschoven wordt. Als de ijkcurve vooral bij vrijwilligers met een lichte huid is opgesteld, houdt het apparaat geen rekening met die verschuiving en schat het de saturatie te hoog in, het sterkst bij lage waarden, waar de fout het gevaarlijkst is. In 2020 liet een studie in de NEJM zien dat occulte hypoxemie — werkelijke SaO₂ onder 88 % bij een SpO₂ van 92—96 % — bij zwarte patiënten drie keer zo vaak voorkwam als bij witte.
02 · Omrekening
curve · nauwkeurigheid · hoogteVan procenten naar zuurstofdruk
Voer de saturatie, de partiële zuurstofdruk of de verhouding R in, en het blad rekent ze in elkaar om via de zuurstofdissociatiecurve van hemoglobine, laat zien binnen welk bereik de werkelijke SaO₂ ligt bij de toegestane fout van het apparaat, en welke saturatie op hoogte te verwachten is.
Ezelsbruggetje: 90 % saturatie komt overeen met ongeveer 60 mmHg zuurstof, en onder dat punt duikt de curve steil omlaag.
Koolmonoxide bindt aan hemoglobine tot carboxyhemoglobine, dat er bij 660 nm bijna uitziet als oxyhemoglobine, zodat de pulsoximeter bij een vergiftiging een normale 98 % toont terwijl het bloed te weinig zuurstof bevat. Methemoglobine trekt de meting juist naar 85 %, wat de werkelijke saturatie ook is; in beide gevallen geeft alleen de CO-oximeter van de bloedgasanalyser de waarheid.
| {k} | {v} | {note} |
{text}
04 · Meetinstrumenten
oor · knijper · horloge · CO-oximeterVier manieren om de kleur van bloed te zien
Een apparaat voor piloten zonder zuurstofmasker
Tijdens de oorlog bouwde Glenn Millikan een ooroximeter om vliegers te waarschuwen voor zuurstoftekort op hoogte. De oorlel werd verwarmd zodat het bloed erin bijna arterieel werd, en het apparaat vergeleek rood en groen licht; het werkte, maar was grillig en moest bij elke persoon apart worden geijkt, omdat men het pulserende deel van het signaal nog niet kon scheiden.
De knijper van Aoyagi
In de knijper gaan twee leds om beurten aan, soms met een pauze waarin de fotodiode het omgevingslicht in de kamer meet, zodat het apparaat honderden keren per seconde drie signalen krijgt. Uit de rode en de infrarode golf haalt het de pulserende delen, berekent R, middelt die over enkele seconden en zet die via de ijktabel om in procenten, terwijl de periode van de golf de pols geeft.
Licht dat er niet doorheen gaat
Een horloge kan de pols niet doorlichten, dus zitten led en fotodiode naast elkaar en vangt het apparaat het licht op dat van onder de huid wordt teruggestrooid. De hartslag wordt zo betrouwbaar gemeten, meestal met groen licht, maar de saturatie is minder nauwkeurig: het signaal is zwakker, de pols beweegt, en de meeste van deze apparaten zijn geen medische hulpmiddelen.
De standaard waaraan de knijper wordt getoetst
In de bloedgasanalyser wordt arterieel bloed gehemolyseerd, in een cuvet gebracht en met tientallen golflengten doorgelicht, zodat het apparaat oxyhemoglobine, gereduceerd hemoglobine, carboxy- en methemoglobine afzonderlijk onderscheidt. Zijn SaO₂ is de waarheid waarmee pulsoximeters worden geijkt en gecontroleerd, en bij twijfel neemt de arts arterieel bloed af in plaats van op de knijper te vertrouwen.
05 · Schrijfregels
Sp en Sa · procenten · zuurstofDe letter voor O₂ noemt het apparaat
Saturatie schrijf je met de bron, als heel percentage en met de omstandigheden: ademt iemand lucht in of krijgt hij zuurstof.
De eerste regel rechts verliest de hoofdletters, het subscript en het procentteken, de tweede verwart saturatie met zuurstofdruk, en de derde zet een isgelijkteken tussen de knijper en de bloedgasanalyser, hoewel de toegestane fout van het apparaat enkele procenten bedraagt. De vierde noemt het aandeel bezet hemoglobine een hoeveelheid zuurstof, de vijfde schrijft het apparaat een nauwkeurigheid tot op tienden toe die het niet heeft, en de zesde geeft de pols in hertz, terwijl 72 slagen per minuut gelijk is aan 1,2 Hz.
06 · Naburige eenheden
druk · golflengte · frequentieRond SpO₂ staan de millimeter kwikdruk, waarin de zuurstofdruk in het bloed wordt gemeten, de nanometer — de golflengte waarbij de hemoglobines in kleur verschillen — en de slagen per minuut, die hetzelfde apparaat uit de polsgolf telt.
Hangt via de S-vormige dissociatiecurve van hemoglobine samen met de saturatie.
660 en 940 nm zijn gekozen waar de hemoglobines het sterkst verschillen.
De pols uit de periode van de polsgolf, dezelfde frequentie als die van het hart.
07 · Historisch deel
archief · van oorlel tot FDAHoe een storing het hoofdsignaal werd
{title}
{text}
Hoe vaak het apparaat zuurstoftekort miste
De hoogte van een staaf is het aandeel meetparen waarbij de SpO₂ 92—96 % was en de werkelijke SaO₂ onder 88 % lag, bij witte en zwarte patiënten in de studie van Sjoding en collega's, NEJM 2020; schaal van nul tot 12 %. Het kader loopt om de staven heen.
Drie keer zo vaak bij hetzelfde getal op het scherm — en juist na dit onderzoek herzagen de toezichthouders hun eisen aan de tests.
Een apparaat dat met mensen wordt geijkt
Een pulsoximeter heeft geen standaard die je in de knijper kunt leggen: de ijkcurve van elk model wordt bepaald bij levende mensen, die in een laboratorium stap voor stap zuurstof wordt onthouden terwijl tegelijk arterieel bloed wordt afgenomen. De norm ISO 80601-2-61 vereist ten minste tien gezonde vrijwilligers en enkele honderden meetparen in het bereik van 70 tot 100 %, en de nauwkeurigheid wordt uitgedrukt als wortel uit het gemiddelde kwadratische verschil, Arms: toezichthouders staan niet meer dan drie à vier procent toe.
Het zwakke punt bleek de samenstelling van die tien mensen. De oude regels vroegen maar om een paar vrijwilligers met een donkere huid, zodat de geteste apparaten nauwelijks bij hen werden gecontroleerd; de gemiddelde fout over de hele groep leek klein, en de systematische verschuiving bij een deel van de mensen loste daarin op.
Na de studies van 2020—2022 riep de FDA een adviespanel bijeen en stelde voor apparaten te testen bij mensen uit het hele pigmentatiebereik, dat objectief aan de huidkleur te bepalen in plaats van met een vragenlijst, en de nauwkeurigheid voor elke groep apart te rapporteren. Zo werd de vraag naar eerlijkheid voor het eerst een vraag van metrologie: voor wie is de ijking gemaakt.
De zeven SI-basiseenheden
Catalogus van grootheden
Geneeskunde
Een druppel zuur verandert de kleur van het sap, zout kleurt de vlam, water bevriest door een tik. Daaronder alle bladen van Simetrium, per vakgebied en alfabetisch.
Index openen →