●血液中酸素濃度測定の歴史
１．	パルスオキシメーターが開発されるまでは、「動脈血ガス分析」という検査が行われていました。視覚的に見える皮膚下に見える血管は静脈で、検体としては静脈血を採血しなければなりません。目には見えない動脈を指先で探し、採血することは高度な技術を要し、患者さんには恐怖と苦痛を伴います。採血部位は、主にそけい部と手首の橈骨（とうこつ）動脈からです。採血される場合は、注射筒そして針が皮膚に対して垂直に当てられて採血針が入って行きます。特に手首からの採血は、目の前でその行為が繰り広げられるのですから視覚的恐怖と感覚的な痛さの２重の苦しみを味わうことになります。 20歳の頃、呼吸器疾患で京都大学の付属病院に入院した際にこのように採血されました。 こうして、採血された「動脈血」は、迅速に検査室に運ばれて検査されます。動脈血酸素飽和度（サチュレーション：SaO2）は、時間の経過と共に酸素濃度が低下します（血液に含まれる赤血球や白血球等の細胞も酸素を消費するため）ので１０分以内に行う必要があります。 パルスオキシメーターの開発で、この分析装置の稼働率もめっきり減少しました。
２．	なぜ、動脈血の酸素濃度を測定するかというと、酸素を身体中に送る役目を担う赤血球（血液）は、巡りめぐって静脈を通って心臓の右心房に戻り、右心室を経て肺を循環します。肺循環では体内で発生した二酸化炭素を肺胞に捨て代わりに酸素を受け取ります。こうして、再び酸素に富み、二酸化炭素の少ない動脈血となり、左心房→左心室をへて動脈を通って全身に血液は運ばれます。動脈血中の酸素と二酸化炭素の濃度は、肺がどのように効率的に酸素を血液中に取り入れ、二酸化炭素を血液中から放出しているかを反映しているので、心肺機能を示す重要な指標となります。
３．	「動脈血ガス分析」装置は、パルスオキシメーターでは測定できない血液のPHや二酸化炭素分圧が判るため、二酸化炭素が貯留し、PHが酸性に傾く傾向のある疾患の患者さんには、動脈血を採血して検査しなければなりません。 ガス分析装置からのレポートです １：血液のPHを表示しています ２：二酸化炭素の分圧を表示しています ３：酸素分圧を表示しています ４：酸素飽和度を表示しています 　（ﾊﾟﾙｽｵｷｼﾒｰﾀｰでは、sPO2と表示） 上記の酸素飽和度がパルスオキシメーターの値に相当し、血液中にあるヘモグロビンの酸素結合能力に対し、実際に取り込まれ結合している比率を言います。いわば、血液中にある酸素の量を示します。
●オキシメーターの開発
１．	１９７４年、日本光電株式会社の青柳卓雄博士の発明により、プローブを指先や耳などに付けて、無侵襲に脈拍数と経皮的動脈血酸素飽和度（SpO2）をモニターする医療機器が開発されました。この機器により、身体に針を刺すことなく簡単にSpO2の測定を行う事が可能となりましたので、採血される人も採血する側もそして検査する人も随分と楽になりました。
２．	採血不要で操作が簡便なことから、呼吸管理に必須なものとして、術中・集中治療室での連続モニタリング、一般病棟・外来・訪問看護・在宅医療などのワンポイント測定、睡眠時・運動中の連続測定などに広く活用されています。 約10時間の心臓手術でICUからCCUへ移った際の店長です。○枠の指先にはめているのがパルスオキシメーターです。 ↓
３．	パルスオキシメーターとは、パルス＋オキシメーターの意でパルス＝脈、オキシ＝酸素の心拍数と酸素を測定する機器という意味です。
４．	パルスオキシメーターで測定された酸素飽和度は、動脈血で測定されたものと区別してSpO2と表記されます。採血により測定された場合は、重複しますがSaO2と表記します。
●オキシメーターの測定原理
１．	血液中のO2HbとRHbの吸光度の差を利用して測定します。指尖部に665nm付近の赤色光と880nm付近の赤外光の２波長を当て、透過する光のうち拍動部分のみを取り出してそのスペクトルを分析し、その吸光度の比からO2HbとRHbの比率を計算し酸素飽和度を求めます。
２．	70〜100％の範囲で正確に測定でき、精度は２％程度です。無効ヘモグロビン（COHbやMetHb）はないものとして測定しているため、一酸化炭素中毒やメトヘモグロビン血症では、誤差が生じます。
３．	脈派を正確に測定できない病態（抹消循環障害、不整脈、体動、爪のマニキュア）も誤差要因となります。
●パルスオキシメーターの種類
１．	プローブ（測定端子）が、本体と一体型で非常に小型・軽量タイプ 詳細は、上記のメニューから「パルスワン」を お選びください。
２．	上機種同様、本体と一体型で小型・軽量タイプ 詳細は、上記のメニューから「BO-600」を お選びください。
３．	上機種同様、本体と一体型で小型・軽量タイプ 詳細は、上記のメニューから「パルキシー」を お選びください。 比較表 機種名 EC100A EC100B 表示画面の種類 6種類 4種類 ディスプレイカラー ■カラーディスプレイ □モノクロディスプレイ 脈波波形表示 ○ −
４．	上機種同様、本体と一体型で小型・軽量タイプ 詳細は、上記のメニューから「BO-800」を お選びください。 上記５機種の比較表はこちら
５．	プローブ（測定端子）が、本体から分離するタイプ 詳細は、左記メニューのパルスオキシメーター（有線）から「オキシパルミニ」をお選びください。
６．	上機種同様、本体から分離するタイプ 詳細は、左記メニューのパルスオキシメーター（有線）から「オキシトゥルー」をお選びください。 　 「本体から分離するのタイプ」の比較表はこちら
●パルスオキシメーターの主な利用目的
１．	患者の病態把握や経過観察のためのスポット検査
	在宅酸素療法患者さんの指導管理および教育
	慢性呼吸不全患者さんの在宅における日常管理
	入院、外来患者の定期的なチェック
２．	経過監視のためのモニタリング
	酸素投与量決定の目安を得るためのモニタリング
	住所患者さんの急激な低酸素状態を早期に認知するための監視
	侵襲的な検査や治療時（気管支内視鏡、上部・下部内視鏡検査、手術中など）の監視
	リハビリテーション運動療法のリスクマネジメント
３．	睡眠時や運動時の酸素飽和度低下を測定するための検査
４．	適応判定
	在宅酸素療法導入の適応判定、肺炎やCOPDの急性増悪事の重症度判定など
「社団法人 日本呼吸器学会」の掲載許可を得て記載しています

●測定値の解釈
	パルスオキシメーターは機種間において若干の差が認められますが、健常者のSPO2は、おおむね96〜99％の範囲にあります。慢性疾患の方では、これ以下が日常的な数字としても普段のSPO2よりも３〜４％低下していれば、なんらかの呼吸循環動態の悪化を疑います。

●使用時の主な注意点
１．	体動による透過光の変動によって測定誤差を生じるため、プローブの装着状態に注意してください。
２．	強固な固定により十分な脈波が得られず、測定できないことがあります。
３．	抹消の血流が低下している場合は、実際より低値を示すことがあります。

●血液循環と酸素濃度について
血液循環と�B肺の機能について
問	酸素は、なぜ必要なのですか？
答	人間の身体は、たくさんの小さな細胞から構成されています。これらの小さな細胞が、肝臓や腎臓、手足、胃や腸を作り上げています。それぞれが自分の役割を持ち仕事をしています。植物が生きていくために“水”が必要なように、人間の細胞も生きていくのに“酸素”を必要とします。
問	酸素は、どこから体内に入っていきますか？
答	口や鼻から空気を取り入れ、気道から気管支、細気管支へと進みまして最後にゴールの肺胞と呼ばれる場所に辿り着きます。この肺胞と呼ばれる場所が、酸素と二酸化炭素の両者を入れ替える、「ガス交換」と呼ばれる作業を行う大事な大事な場所になります。
問	肺胞について詳しく教えてください
答	肺胞の周りには毛細血管が網の目のように取り巻いており、呼吸によって取り入れた肺胞内の空気から、酸素を血液中に取り入れ、血液中の二酸化炭素は肺胞内に押し出し、“ガス交換”が行われます。上図の�C、�Dがこの作業を終えた血液となり、心臓を経由して全身に送られることになります。
問	上図の“赤血球”はどんな役割をしていますか？
答	肺胞で酸素を譲り受け、全身に運ぶ仕事をしています。実際には、「球」状ではなく穴の空いていない、ドーナツの形をしています。これは、末端の細胞へ運ぶため非常に細い血管を通りやすいように形を変えることが出来る形状になっているのです。もし、赤血球がこの形状でなければ、多くの人達が血管の狭窄で苦しんでいることと思います。赤血球の進化に感謝しましょう。
問	肺に異常があると酸素の取り込みが悪くなりますか？
答	そのとおりです。喘息の方は、空気の通り道である「気道」が細くなるため、肺胞に行き着く空気の量が減少するために息苦しくなります。このように物理的に通り道が塞がれてしまう慢性的な炎症性疾患、痰の多く出る方は同様の理由で血液中の酸素濃度は減少します。
問	低酸素血症になる病気にはどのような疾患がありますか？
答	代表的な疾患にCOPD（シーオーピーディー）があります。これは、慢性閉塞性肺疾患とよばれ、この英語名の頭文字をとったものが“COPD”です。厚生労働省の統計によると、2005年に14,416人（全死亡数の1.3%）がCOPDにより死亡し、死亡原因の10位、男性に限ると7位を占めており、今後も増加が見込まれています。COPD発症の最大の危険因子は喫煙ですので注意が必要です。肺気腫は、長年の喫煙などにより、ガス交換の場所である肺胞が壊れ、数が減るとともに壊れた肺胞が大きくふくらんで弾力性や収縮性を失うために、息をはく時に肺胞の出口の気管支がつぶれてしまいます。そのため酸素を失った空気が肺胞に残り、酸素の多い新鮮な空気を吸いこむことができず、息切れを起こしやすくなります。その他、肺炎や肺線維症、肺高血圧症等があります。
問	発熱すると、酸素の需要量が増えますか？
答	炎症性の疾患を発症しますと身体が酸素を多く要求してきます。したがって、もともと低酸素血症の方が風邪等にて高熱を出しますと、通常よりも多くの酸素を供給しなければならないため、心臓にも負担をかけることになり気を付けなければなりません。
問	パルスオキシメーターで肺の状況が観察できますか？
答	自覚症状としては、階段や坂道を昇るときに息切れをするのが始めで、ひどくなると、平地を歩いているときやちょっとした動作でも息切れを自覚するようになります。少し早歩きの状態で測定値が歩き始める時の値よりも下がれば、肺機能の低下が考えられます。
問	空気中に酸素はどの程度の割合で存在しますか？
答	窒素78％、酸素21％、それにわずかな二酸化炭素と水蒸気、アルゴンなどでできています。低酸素血症の方には、酸素濃度の高い空気を提供することにより肺機能・心機能の低下を補います。
問	酸素供給量について教えてください
答	一般的に毎分１�g酸素の吸入につき４％づつ吸入酸素濃度が上昇するとされています。酸素１�gを吸入することは、21％+4％で25％の酸素を吸入することに相当します。３�gにすると21％+12％で33％の酸素濃度ということになるわけです。酸素供給量を増減することで動脈酸素濃度を調節することができます。 この時に必要な速度計が「パルスオキシメーター」です。
問	赤血球数と酸素について教えてください
答	最初に、赤血球と酸素の供給関係について少々乱暴ですが、「クリスマスのサンタさん」に登場してもらいこの両者のお話をさせていただきます。 ・サンタさん＝赤血球 ・プレゼントの量＝酸素の量 ・プレゼントの製造工場＝肺（肺胞） ・子供たち＝身体全体の細胞としますと、 サンタさんは、上図の左右の肺である�B番で配布しなければならないプレゼントを補給します。そして、子供たちへの元へと出かけて行きます。そして、手持ちのプレゼントが無くなれば�B番に戻り補給を受けてまた子供たちの元へと出かけるわけですが、ここでプレゼントの製造工場である肺が正常でなければ、必要なプレゼントの数をサンタさんに支給できなくなるわけです。正常であれば、１回に付き、96個以上のプレゼントを支給しているのに工場に問題が生じて90個しか支給できないと、これが「血中酸素濃度」が“90”という結果になります。サンタさんがいつも支給されるプレゼントの数をもらえないと、子供たちの間で不満が生じてプレゼントの奪い合いとなってしまいます。これが、細胞の酸素欠乏状態です。
問	プレゼントの少ないサンタさんが子供たちを満足させるためには？
答	対策として、子供たちの元に出かける回数を増やすことが考えられます。製造工場に早く戻り、少ないながらも、もらえるだけのプレゼントをもらい子供たちの元に出かけるのです。これは、人間の身体では、心拍数を増やすことを意味します。サンタさんの持つプレゼントが少なければ早く製造工場の肺に戻り、心臓から送り出してもらわなければなりません。心臓機能が高くなければ心拍数が上がった状態が長く続くことで心臓がばててしまい ”心不全”といった状態になることもあります。したがって、パルスオキシメーターに表示される「心拍数」についても変化を記録することが大事です。
問	赤血球数が少ないとどうなりますか？
答	サンタさん（赤血球）が少ないと、十分なプレゼントを貰う（肺は正常）ことが出来ても子供たちへ配ることができなくなります。配る人が少ないために待っている子供たち全員に渡すことができなくなるのです。これが、貧血です。特に若い女性では、赤血球を作るのに必要な「鉄」が不足して発現する割合が多く見られます。貧血も徐々に進行すると人間の身体はその状況にうまく対応する機能を持っていますので定期的に検査することが必要です。「酸素濃度」も約９６以上が正常とされていますが、例えば“９３”なのに自覚症状がなければ、身体が順応している状況とも考えられますので、精査が必要です。
問	貧血の場合、血中酸素濃度は低値を示しますか？
答	サンタさん（赤血球）が少なくても、製造工場の肺に問題が無い場合、正規の数のプレゼントをもらうことが可能なので、パルスオキシメーターの酸素濃度は、“正常”な値を示します。したがって、赤血球数もいくらあるかを知る必要があります。男性で500万前後、女性で400万前後が正常です。私事で恐縮ですが、心臓の手術をした際に、赤血球数がいつもの半分になりましたが、酸素濃度は、“正常”でした。肺機能に問題が無ければ、息苦しさも感じません（しかし、運搬する数が少ないのでサンタさんは忙しくその結果脈拍数は上がります）が、肺機能に異常のある方は、酸素を運んでくれる赤血球の数がより多くあるほうがよいことになります。 参考までに、スポーツ選手が「高地トレーニング」を行うのは、酸素の薄い場所では身体が環境に対応しようとして、酸素の薄くなった分だけ赤血球を増やそうとするからです。赤血球が増えた身体で平地に戻ると酸素の供給能力が増加しているので以前よりも好成績が望める身体になっているというわけです。余談ですが、この場合平地に戻る次期が課題ともなります。
問	赤血球数はどのようにして知ることができますか？
答	この検査は腕から採血した血液を用いて測定されますので、かかりつけの病院やお世話になっている医療機関に問い合わせれば教えてくれますし、『検査データのコピーをください』を言えば貰うことができます。赤血球数が少なく、この検査データの中に“MCV”という検査項目が低目のほうに異常値が認められる場合は、鉄分を補給すれば改善します。その他の場合は、お医者さんに相談することをお奨めします。
(^_^)	お医者さん、医療機関に任せきりにするのではなく、主体的に「病気」について勉強することが大事です。

●	実験（体験）しました！
	パルスオキシメーターの正常値は、概ね９５以上とされていますが、この値が“９０”位はどのような状態だと思われますか？ 今年、入社しました21歳の女子社員に苦しくなるまで我慢してもらいその時のパルスオキシメーターの値は、“８９”でした。瞬間的には“８８”を表示しました。時計は、１分４０秒後でした。（開始前は、“99”） 健常な方、ご家族の方は血液の酸素濃度が“９０”前後の値がこのような状況に示す値ということを理解し、接してあげるとよいかと思います。 病気の苦しさや辛さは、当の本人しかわからないものですが、当事者との距離を縮めるためにも、体験されるのも一考かと存じます。 ちなみに、店長が『やってみる！』と申しましたが、心臓がまたおかしくなると困りますので止めさせました。

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