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血中酸素飽和度についてパルスオキシメーターのしくみ数値についての考え方

血中酸素飽和度について

■血液と酸素の関係

血液の大切な役割として体内に酸素を運ぶという働きがありますが、それは、血液の中の赤血球に含まれるヘモグロビンの働きにより以下の過程で行われています。

(1) 肺で酸素と結びつく
(2) 体の末梢組織へ酸素を運ぶ
(3) 体の末梢組織で酸素を放出し、同時に二酸化炭素と結びつく
(4) 二酸化炭素を肺へ運ぶ
(5) 肺で二酸化炭素を放出する(1へもどる)

CO2 O2 酸素飽和度の計算方式

体内に供給される酸素量は、
【1.ヘモグロビンと酸素の結びつきの程度】
【2.赤血球中のヘモグロビンの濃度】
【3.心臓から送り出す血液の量】
の3つによって変化しますが、
パルスオキシメーターは、【1.ヘモグロビンと酸素の結びつきの程度】を測定するもので、
体に充分な酸素を供給できているかの指標となります。

■血中酸素飽和度とは

血中酸素飽和度とは、血液中のヘモグロビンがどれくらいの比率で酸素と結びついているかを示すもので、体に輸送される酸素量の指標として活用されています。

血中酸素飽和度には、動脈から直接採血して測定したSaO2と、パルスオキシメーターで測定したSpO2の2種類があります。これらは、測定方法の違いから、それぞれ動脈血酸素飽和度、経皮的酸素飽和度とも言い、SpO2=SaO2とはなりませんが、近似した値になるため被検者の痛みを伴わず簡易に測定できるSpO2値が主に活用されています。

酸素飽和度の計算方式

SpO2活用例
・突然倒れたときや、麻痺や痙攣、呼吸困難に陥った時の処置判断
・登山時、酸素濃度に体が順応しているかどうかの確認
・COPDや肺疾患などの在宅治療における酸素濃度の調整判断
・異物を喉に詰まらせた時など窒息状態になった際の処置判断
・睡眠時無呼吸症候群のスクリーニング


パルスオキシメーターのしくみ

■測定原理

血液の赤色は、赤血球中のヘモグロビンの色によるものです。ヘモグロビンは、酸素と結びつくと鮮やかな赤色に、酸素と結合していないと黒っぽい赤色になりますが、それは、酸素と結合したヘモグロビン(HbO2)が赤色光をほとんど吸収せず酸素と結合していないヘモグロビン(Hb)が赤色光を吸収するためです。パルスオキシメーターは、このヘモグロビンの吸光率の違いを利用してSpO2を測定します。

■パルスオキシメーターでの測定の仕組み

指に赤色光(R)と赤外光(IR)を同時に指に照射し、発光部の反対側のセンサーで指を透過した赤色光と赤外光を感知します。赤色光(R)は、ヘモグロビンが酸素と結合しているかどうかによって透過する光量が変化し、一方、赤外光(IR)はヘモグロビンに関わりなく透過します。HbO2が増えHbが減れば、受光部のセンサーが感知する赤色光(R)は多くなり、逆にHbO2が減りHbが増えれば、少なくなります。


ヘモグロビンが多い場合
酸素と結合したヘモグロビン
(HbO2)が多い場合
赤色光(R)はほとんど吸収されないので赤色光と同程度指を透過しセンサー部で 受光する量が多い。
ヘモグロビンが少ない場合
酸素と結合したヘモグロビン
(HbO2)が少ない場合
赤色光(R)は吸収され、赤色光(IR)と比べてセンサー部で受光する量は少なくなる。

尚、この時、動脈血の数値を測定する必要がありますが、この点に関しては、動脈が脈動によって厚みが変化する特徴を利用して測定しています。動脈以外の組織や静脈は、SpO2測定時の短時間では厚みがほとんど変化しないため、脈動(変化成分)を見ることで動脈血だけの数値を測定することができます。また、パルスオキシメーターが脈拍を測定できるのもこのためです。


数値についての考え方

■正常値はいくつか?

一般的に健常者のSpO2は96%〜98%の範囲内になると言われ、90%未満で呼吸不全と診断されます。 しかし、体温や血圧に個人差があるようにSpO2にも個人差があり、慢性呼吸不全で平常の数値が低い方も いらっしゃいますし、測定時の呼吸状態や姿勢、身体運動、外光の影響などによっても変動しやすいため 数値だけで判断するのは難しいものです。また、機器による誤差や、機種の違いによる数値の差もあるため、測定結果を活用するには注意が必要と なります。

■SpO2測定時と活用する上での注意点

(1) 自分の安定時の数値より3〜5%以上低い時、または数値が90%を下回る場合には、医師に相談する。
(2) 数値が思わしくない時は、測定する指を変える。
(3) 誤差が出ないように測定する。
・安定した姿勢(※)
・強い外光や照明を避ける。
・測定機器はできるだけ同じものを使用する。
・数値が出てもそのまま15〜20秒程度待つ(測定初期にはノイズの影響が出ることがあるため)
・色のついたマニキュアなど光の透過に妨げになる爪の装飾は取る。
・センサーを正しく装着する。
詳しくは各商品の取扱説明書に従ってください)
(4) 乾電池は、取扱説明書記載の通りに装着する。

(※)リハビリ中の測定を目的とした使用に関してはこの限りではありません。



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