モニタリング（医薬品）

医学において、モニタリングとは、病気、症状、または 1 つまたは複数の医療パラメータを長期にわたって観察することです。

これは、医療用モニターを使用して特定のパラメータを継続的に測定すること（たとえば、ベッドサイドモニターでバイタルサインを継続的に測定すること）、および/または医療検査を繰り返し実行すること（糖尿病患者における血糖測定器による血糖モニタリングなど）によって実行できます。

モニターから遠隔監視ステーションにデータを送信することをテレメトリまたはバイオテレメトリと呼びます。

監視は、次のような対象によって分類できます。

• 心臓モニタリングとは、一般的には、患者の心拍リズムに対する状態を評価するための継続的な心電図検査を指します。この目的で歩行可能な患者が装着する小型モニターは、ホルター心電図モニターとして知られています。心臓モニタリングには、侵襲性スワンガンツカテーテルによる心拍出量のモニタリングも含まれます。
• 血行動態モニタリングは、循環器系内の血圧と血流を監視します。血圧は、挿入された血圧トランスデューサーアセンブリを介して侵襲的に測定することも、膨張可能な血圧カフを使用して非侵襲的に測定することもできます。
• 呼吸モニタリング、例：
  • パルスオキシメトリーは、血液中の酸素飽和度（SpO2）を測定し、赤外線指カフで測定します。
  • カプノグラフィーは、EtCO2または呼気終末二酸化炭素濃度と呼ばれる_CO2測定を伴う。このように監視される呼吸数はAWRRまたは気道呼吸数と呼ばれる。
  • 胸部トランスデューサーベルト、ECGチャンネル、またはカプノグラフィーによる呼吸数モニタリング
• 神経学的モニタリング、例えば頭蓋内圧のモニタリング。また、脳波（脳波記録）、麻酔ガス濃度、バイスペクトル指数（BIS）などのモニタリングを組み込んだ特別な患者モニターもあります。これらは通常、麻酔器に組み込まれています。脳外科集中治療室では、脳 EEG モニターはより大規模なマルチチャンネル機能を備えており、他の生理学的イベントもモニタリングできます。
• 血糖値モニタリング
• 出産モニタリング
• 熱電変換器を内蔵した粘着パッドによる体温モニタリング。
• 循環腫瘍細胞による癌治療モニタリング^[1]

バイタルパラメータのモニタリングには、上で述べたもののいくつかを含めることができますが、最も一般的には、少なくとも血圧と心拍数、そしてできればパルスオキシメトリーと呼吸数が含まれます。関連するバイタルパラメータを同時に測定して表示するマルチモーダルモニターは、集中治療室のベッドサイドモニターや手術室の麻酔器によく組み込まれています。これにより、患者を継続的にモニタリングでき、医療スタッフは患者の全般的な状態の変化を継続的に知ることができます。一部のモニターは、心房細動や心室性期外収縮（PVC）など、臨床スタッフが目に見える兆候に気づく前に、差し迫った致命的な心臓の状態を警告することさえできます。

医療モニターまたは生理学的モニターは、モニタリングに使用される医療機器です。1 つ以上のセンサー、処理コンポーネント、表示装置(それ自体が「モニター」と呼ばれることもあります)、およびモニタリング ネットワークを介して他の場所に結果を表示または記録するための通信リンクで構成されます。^{[引用が必要]}

医療モニターのセンサーには、バイオセンサーと機械センサーが含まれます。たとえば、フォトダイオードはパルスオキシメトリーに使用され、圧力センサーは非侵襲的血圧測定に使用されます。

医療用モニターの変換コンポーネントは、センサーからの信号を、ディスプレイ デバイスに表示したり、外部ディスプレイや記録デバイスに転送したりできる形式に変換する役割を担います。

生理学的データは、時間軸に沿ったデータ チャネルとしてCRT、LED 、またはLCD画面に連続的に表示されます。これには、最大値、最小値、平均値、脈拍数、呼吸数など、元のデータに基づいて計算されたパラメータの数値表示が付随する場合があります。^{[引用が必要]}

デジタル医療用ディスプレイには、時間 (X 軸) に沿った生理学的パラメータのトレースのほかに、画面に表示されるピークおよび/または平均パラメータの数値読み取りが自動的に行われます。

現代の医療用ディスプレイデバイスでは、小型化、携帯性、一度に多くの異なるバイタルサインを追跡できるマルチパラメータディスプレイなどの利点を持つデジタル信号処理（DSP）が一般的に使用されています。 ^[要出典]

対照的に、古いアナログ患者ディスプレイはオシロスコープをベースとしており、通常は心電図モニタリング ( ECG ) 専用のチャネルが 1 つしかありませんでした。そのため、医療用モニターは高度に専門化される傾向がありました。1 つのモニターは患者の血圧を追跡し、別のモニターはパルスオキシメトリーを測定し、別のモニターは ECG を測定しました。後のアナログ モデルでは、通常、呼吸運動と血圧をモニタリングするために、同じ画面に 2 つ目または 3 つ目のチャネルが表示されました。これらの機械は広く使用され、多くの命を救いましたが、電気的干渉に対する敏感さ、ベース レベルの変動、数値表示やアラームがないなど、いくつかの制限がありました。 ^{[出典が必要]}

マルチパラメータ モニターのいくつかのモデルはネットワーク化可能で、出力を中央 ICU 監視ステーションに送信できます。そこでは、1 人のスタッフが同時に複数のベッドサイド モニターを観察し、対応できます。患者が持ち歩き、ワイヤレスデータ接続を介してデータを送信する、ポータブルでバッテリー駆動のモデルによって、歩行テレメトリも実現できます。

デジタル モニタリングによって、患者モニタリング ネットワークからの生理学的データを、IEEE や HL7などの組織によってこの目的のために開発された適切な医療標準を使用して、新興の病院の電子健康記録およびデジタル チャート システムに統合する可能性が生まれ、この可能性は完全に開発されつつあります。患者データをチャート化するこの新しい方法により、人為的な文書作成エラーの可能性が減り、最終的には全体的な紙の消費量が減ります。さらに、自動 ECG 解釈により、診断コードが自動的にチャートに組み込まれます。医療モニターの組み込みソフトウェアは、これらの標準に従ってデータ コーディングを処理し、医療記録アプリケーションにメッセージを送信します。医療記録アプリケーションはメッセージをデコードして、データを適切なフィールドに組み込みます。

長距離接続は遠隔医療に役立ち、遠隔地での 臨床医療の提供が含まれます。

医療用モニターには、あるパラメータがレベル制限を超えたり下回ったりした場合など、特定の基準が設定されたときにスタッフに警告するためのアラーム（可聴信号など）を生成する機能も備わっています。

皮膚の下に埋め込まれたモバイルモニターによって、まったく新しい可能性が開かれます。このクラスのモニターは、ボディエリアネットワーキング ( BAN ) で収集された情報を、たとえばスマートフォンや実装された自律エージェントに送信します。

臨床パラメータのモニタリングは、主に個人の臨床状態の変化（または変化の欠如）を検出することを目的としています。たとえば、酸素飽和度のパラメータは通常、個人の 呼吸能力の変化を検出するためにモニタリングされます。

臨床パラメータを監視する場合、テスト結果（または一定時間後の継続的に監視されたパラメータの値）の差は、病状の実際の変化またはテスト方法の 再テスト変動のいずれか（または両方）を反映している可能性があります。

実際には、差が事前に定義された「重要な差」よりも大きい場合、差が再テストの変動によるものである可能性はほぼ確実に排除されます。この「重要な差」（CD）は次のように計算されます。^[2]

${\displaystyle CD=K\times {\sqrt {CV_{a}^{2}+CV_{i}^{2}}}}$

ここで、^[2]

• Kは、望ましい確率水準に依存する係数です。通常、これは 2.77 に設定され、これは 95%予測区間を反映しており、その場合、他の要因がない場合に、再テスト変動によってテスト結果が臨界差よりも高くなるか低くなる確率は 5% 未満です。
• CV _aは解析的変動である
• CV _iは個人内変動である

たとえば、患者のヘモグロビン値が 100 g/L で、​​分析変動 ( CV _a ) が 1.8%、個人内変動CV _iが 2.2% の場合、臨界差は 8.1 g/L になります。したがって、前回の検査から 8 g/L 未満の変化については、疾患や治療などの影響を考慮することに加えて、変化が完全に検査と再検査の変動によって引き起こされた可能性を考慮する必要があるかもしれません。

他の検査の重要な差としては早朝尿中アルブミン濃度が挙げられ、その重要な差は40%である。^[2]

臨床検査室では、デルタチェックは、現在の検査結果を同じ人の以前の検査結果と比較し、前のセクションに従って重要な差異として定義されるか、または他の事前定義された基準によって定義される実質的な差異があるかどうかを検出する検査室品質管理方法です。差異が事前定義された基準を超える場合、差異の原因として検査室のエラーを排除するために、検査室の担当者が手動で確認した後にのみ結果が報告されます。^[4]サンプルが以前から逸脱しているとフラグを立てるために、正確なカットオフ値が選択され、感度と偽陽性フラグに圧倒されるリスクのバランスが保たれます。^[5]このバランスは、カットオフが使用されるさまざまな種類の臨床状況に依存し、したがって、同じ病院であっても異なる部門で異なるカットオフが使用されることがよくあります。^[5]

モニタリングのための新技術の開発は、スマート医療、バイオメディカル支援統合医療、 代替医療、自己調整型 予防医療、予測医療における先進的で発展途上の分野であり、短い臨床面接と投薬処方を通じて、高度でスマートな低侵襲性 バイオメディカル機器、バイオセンサー、ラボオンチップ （将来的にはナノメディシン^{[6] [7]機器、}ナノロボットなど）、高度なコンピューター化された 医療診断 および早期警告ツールを使用して、患者、リスクのある人々、健康な人々の包括的な医療データをモニタリングすることに重点が置かれています。

生物医学研究、ナノテクノロジー、栄養ゲノミクスが進歩し、人体の自己治癒能力が認識されるようになり、化学薬品のみによる旧来の医療アプローチによる医療介入の限界が認識されるようになり、新たな研究では薬物が引き起こす甚大な被害が示されており^{[8] [9]}、研究者は、従来の医療介入を最後の手段として残しながら、健康状態の包括的なさらなる研究と個人の継続的な臨床モニタリングの必要性を満たすために取り組んでいます。

多くの医学的問題では、薬は症状を一時的に緩和しますが、私たちの生物学的システムすべてに関する十分なデータがなければ、医学的問題の根本は不明のままです^[10] 。私たちの体は、バランスと自己治癒機能を維持するためにサブシステムを備えています。十分なデータがないまま介入すると、それらの治癒サブシステムが損傷する可能性があります。^{[10]医学のモニタリングは、診断ミスを防ぐためのギャップを埋め、多くの患者のすべての}データを分析することで将来の医学研究に役立ちます。

医薬品の開発サイクルは、米国食品医薬品局(FDA) の承認が必要なため、最長 20 年と非常に長く、そのため、多くのモニタリング医薬品ソリューションは、現在、従来の医療では利用できません。

血糖値モニタリング

生体内 血糖モニタリング装置は、データをコンピュータに送信して、ライフスタイルや栄養に関する日常生活のアドバイスをしたり、 医師がリスクのある人に対してさらなる研究のアドバイスをしたり、 2型糖尿病の予防に役立てたりすることができます。^[11]

ストレスモニタリング

バイオセンサーは、人間が気づく前にストレスレベルの兆候が上昇しているときに警告を発し、警告や提案を提供することができます。^[12]モバイルカメラからの光電式容積脈波記録画像（PPGI）データを使用したディープニューラルネットワークモデルは、高い精度（86％）でストレスレベルを評価できます。^[13]

セロトニンバイオセンサー

将来、セロトニンバイオセンサーは気分障害やうつ病の治療に役立つ可能性がある。^[14]

継続的な血液検査に基づく栄養

証拠に基づく栄養学の分野では 、 24時間365日血液検査を実行できるラボオンチップ インプラントが継続的な結果を提供し、コンピューターが栄養に関する提案や警告を提供できるようになります。

チップ上の精神科医

臨床脳科学では、薬物送達と生体内バイオMEMSベースのバイオセンサーが精神障害の予防と早期治療に役立つ可能性がある。

てんかんモニタリング

てんかんにおいては、次世代の長期ビデオ脳波モニタリングによりてんかん発作を予測し、睡眠、ストレス、栄養、気分管理などの日常生活の活動を変えることで発作を予防できる可能性がある。^[15]

毒性モニタリング

スマートバイオセンサーは水銀や鉛などの有毒物質を検出し、警告を発する可能性があります。^[16]

最低限許容できる監視

1. 臨床観察（1対1） 2. パルスオキシメトリー 3. 非侵襲的血圧 4. 心電図 5. 深部体温 6. 呼気終末二酸化炭素（気管チューブまたは声門上気道デバイスが留置されている場合）

すぐに利用できる追加の監視

1. 血中/毛細血管ブドウ糖 2. 神経刺激剤

利用可能となるべき追加の監視

1. 尿量 2. 侵襲的血圧モニタリング（動脈ライン、中心静脈圧） 3. 心拍出量モニタリング 4. 血液学的および生化学的検査へのアクセス

麻酔中は麻酔医が立ち会う

A. 麻酔の導入と維持

1. パルスオキシメーター 2. 非侵襲性血圧モニタリング 3. 吸入酸素、呼気酸素、二酸化炭素、亜酸化窒素、蒸気 4. 気道圧 5. 筋弛緩剤を使用する場合は神経刺激装置 6. 体温（術前）および 30 分を超える麻酔時間のすべての処置

B. 麻酔からの回復

1. パルスオキシメーター 2. 非侵襲性血圧モニター 3. 心電図計 4. 患者が気管チューブまたは声門上気道器具を留置されている場合、または深い鎮静状態にある場合はカプノグラフ 5. 体温

C. 追加監視

1. 患者によっては、血管内圧や心拍出量などの追加モニタリングが必要になります。2. 患者が全静脈麻酔法で麻酔されている場合は、麻酔深度モニターの使用が推奨されます。

D. 手術手順における局所技術と鎮静

1. パルスオキシメータ 2. 非侵襲的血圧モニタリング 3. 心電図計 4. 患者が鎮静されている場合は呼気終末二酸化炭素モニター^[17]

• 医療機器
• 医療検査
• MECIF プロトコル
• ナノ電気機械システム(NEMS)
• 機能医学
• ワイヤレス携帯型心電図

• 麻酔と鎮静中の意識レベルのモニタリング、スコット・D・ケリー医学博士、ISBN 978-0-9740696-0-9 
• Healthcare Sensor Networks: Challenges Toward Practical Implementation、Daniel Tze Huei Lai (編集)、Marimuthu Palaniswami (編集)、Rezaul Begg (編集)、ISBN 978-1-4398-2181-7 
• 心臓血管医学と治療における血圧モニタリング（現代心臓学）、ウィリアム B. ホワイト、ISBN 978-0-89603-840-0 
• 周産期および新生児医学における生理学的モニタリングと機器診断、Yves W. Brans、William W. Hay Jr、ISBN 978-0-521-41951-2 
• 医療ナノテクノロジーとナノ医療（ナノテクノロジーの展望）、ハリー・F・ティバルズ、ISBN 978-1-4398-0874-0 

• ウィキメディア・コモンズの医療モニタリングに関連するメディア