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酸素飽和度は、血液中の総ヘモグロビン（不飽和+飽和）に対する酸素飽和ヘモグロビンの割合です。人体は、血液中の非常に正確で特定の酸素バランスを必要とし、それを調節しています。人間の正常な動脈血酸素飽和度は96〜100％です。[1]レベルが90％未満の場合は低いとみなされ、低酸素症と呼ばれます。[2]動脈血酸素レベルが80％を下回ると、脳や心臓などの臓器の機能が低下する可能性があるため、すぐに対処する必要があります。低酸素レベルが続くと、呼吸停止または心停止につながる可能性があります。酸素療法は、血中酸素レベルを上げるために使用できます。酸素化は、酸素分子（O
2) が体内の組織に入ります。たとえば、血液は肺で酸素化されます。肺では酸素分子が空気中から血液中に移動します。酸素化は、一般的に医療用酸素飽和度を指すために使用されます。
意味
医学では、酸素飽和度（一般に「sats」と呼ばれる）は、血流中のヘモグロビン結合部位のうち酸素が占める割合を測定します。 [3] : 370 酸素分圧が低い場合、ほとんどのヘモグロビンは脱酸素化されます。約90％（値は臨床状況によって異なります）で、酸素飽和度は酸素-ヘモグロビン解離曲線に従って増加し、酸素分圧が11 kPaを超えると100％に近づきます。パルスオキシメータは、飽和ヘモグロビンの光吸収特性を利用して酸素飽和度を示します。[4]
生理
体は、呼吸に関連する好気性代謝の化学プロセスによって、主に安定した酸素飽和度を維持しています。呼吸器系を使用して、赤血球、特にヘモグロビンは肺で酸素を集め、それを体の他の部分に分配します。体の血液酸素の必要量は、運動中などより多くの酸素が必要になるとき[5]や、高地に住んでいるときなど変動する場合があります。血球が正常な量の酸素を運んでいるとき、「飽和」していると言われます[6] 。レベルが高すぎても低すぎても、体に悪影響を与える可能性があります。[7]
測定
SaO2 （動脈血酸素飽和度、動脈血ガス検査[8]で測定）値が90％を下回ると低酸素症（貧血によっても引き起こされる）を示します。SaO2値が低いために起こる低酸素症はチアノーゼとして示されます。酸素飽和度はさまざまな組織で測定できます：[8]
- 静脈血酸素飽和度（SvO 2）は、心臓の右側に戻る酸素化ヘモグロビンの割合です。これを測定することで、酸素供給が組織の需要を満たしているかどうかを確認できます。SvO 2 は通常、60% から 80% の間で変動します。[9]値が低い場合は、体が酸素不足であり、虚血性疾患が発生していることを示します。この測定値は、人工心肺（体外循環）による治療中によく使用され、灌流技師は、患者が健康を維持するために必要な流量を把握できます。
- 組織酸素飽和度 (StO 2 ) は近赤外線分光法で測定できます。この測定法は依然として広く議論されていますが、さまざまな条件での組織酸素化についてのアイデアを提供します。
- 末梢酸素飽和度 (SpO 2 ) は通常、パルスオキシメータを使用して指先で測定されます。
パルスオキシメトリー
パルスオキシメトリーは、血液中のヘモグロビンに結合している酸素の割合を推定するために使用される方法です。 [10] SaO 2のこの近似値は、SpO 2 (末梢酸素飽和度) と呼ばれます。パルスオキシメーターは、身体 (通常は指、耳たぶ、または乳児の足) にクリップで留め、測定値を表示したり、別のデバイスに転送したりする小さなデバイスです。酸素化ヘモグロビンと脱酸素化ヘモグロビンは、異なる波長の光の吸収が異なります。オキシメーターは、異なる波長の発光ダイオードと光感度センサーを組み合わせて、四肢の赤色および赤外線波長の吸収を測定し、吸収スペクトルから SpO 2を推定します。[8]
医学的意義
健康な人の酸素飽和度は、海面レベルでは通常96%から99%の間であり、94%以上である必要があります。高度1,600メートル（約1マイルの高さ）では、酸素飽和度は92%以上である必要があります。[11]
SaO 2 (動脈血酸素飽和度) 値が 90% を下回ると、低酸素症(貧血によっても引き起こされる) を引き起こします。SaO 2が低いために低酸素症になるとチアノーゼが起こりますが、酸素飽和度は組織の酸素化を直接反映するわけではありません。ヘモグロビンの酸素に対する親和性は、組織レベルでの酸素放出を阻害したり促進したりすることがあります。pHが低下し、体温が上昇し、動脈血二酸化炭素分圧 (PaCO 2 ) が上昇し、2,3-DPG レベル (保存血液製剤にも含まれるグルコース代謝の副産物) が上昇すると、酸素は組織に放出されやすくなります (つまり、ヘモグロビンの酸素に対する親和性が低くなります)。ヘモグロビンの酸素に対する親和性が高くなると、組織に利用できる酸素は少なくなります。pH の上昇、温度の低下、PaCO 2の低下、2,3-DPG の低下などの条件により、ヘモグロビンへの酸素の結合が増加し、組織への酸素の放出が制限されます。[12]
参照
参考文献
- ^ 小林 正之; 福田 聡; 高野 紀雄; 上園 淳; 市川 健一 (2018年6月). 「学齢期の小児における脈拍酸素飽和度95%～96%は、さらなるバイタルサインの不安定化を予測するのに役立つか?: 後ろ向き観察研究」.医学. 97 (25): e11135. doi :10.1097/MD.0000000000011135. PMC 6023980. PMID 29924014. S2CID 49312513 .
- ^ 「低酸素症（低血中酸素）」。メイヨークリニック。mayoclinic.com 。 2013年6月6日閲覧。
- ^ McClatchey, Kenneth D. (2002). 臨床検査医学.フィラデルフィア: Lippincott Williams & Wilkins . p. 370. ISBN 9780683307511– Google ブックス経由。
- ^ 「パルスオキシメトリーの基本原理と解釈 | アイオワ頭頸部プロトコル」。medicine.uiowa.edu 。2023年3月29日閲覧。
- ^ 「安静時の血中酸素濃度を理解する」fitday.com . 2013年6月6日閲覧。
- ^ エリスン、ブロンウィン。「血中酸素レベルの正常範囲」。Livestrong.com 。 2013年6月6日閲覧。
- ^ 「低酸素症と低酸素血症：症状、治療、原因」WebMD 。 2019年3月11日閲覧。
- ^ abc 「パルスオキシメトリーの理解：SpO2の概念」。フィリップスメディカルシステムズ。 2016年8月19日閲覧。
- ^ 「中心静脈/混合静脈酸素飽和度 | LHSC」。
- ^ Peláez EA、Villegas ER (2007)。「携帯型パルスオキシメトリーにおける LED 電力削減のトレードオフ」。2007年 29 回 IEEE 医学生物学工学学会年次国際会議。第 2007 巻。pp. 2296–99。doi : 10.1109/ IEMBS.2007.4352784。ISBN 978-1-4244-0787-3. PMID 18002450. S2CID 34626885.
- ^ 「正常な酸素レベル」National Jewish Health . MedHelp . 2009年2月23日. 2014年1月28日閲覧。
- ^ Schutz (2001). 「パルスオキシメトリーによる酸素飽和度モニタリング」(PDF)。アメリカ救命救急看護師協会。 2012年1月31日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。 2011年9月10日閲覧。
外部リンク
- インタラクティブなヘモグロビン飽和度グラフ