COVID-19 在宅でのパルスオキシメーター使用/注意点と実用的ガイダンス

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COVID-19患者を在宅でモニタリングするためのパルスオキシメーター/潜在的な落とし穴と実用的なガイダンス

Pulse Oximetry for Monitoring Patients with COVID-19 at Home. Potential Pitfalls and Practical Guidance - PubMed
During the ongoing coronavirus disease (COVID-19) pandemic, reports in social media and the lay press indicate that a subset of patients are presenting with sev...
COVID-19を持つ患者におけるパルスオキシメーターのホームモニタリング サポートの情報源

要約

サイレント低酸素血症

COVID-19のパンデミックが進行中の間、ソーシャルメディアや一般の報道では、一部の患者が呼吸困難がなくても重度の低酸素血症を呈していることが報告されており、これは非公式に「サイレント低酸素血症」と呼ばれている問題である。

このような患者における合併症のリスクを減少させるために、COVID-19と診断されたが、入院を正当化するほどの病状ではない患者には、自宅でパルスオキシメーターによる動脈酸素濃度のモニタリングを行ってもらい、低酸素血症の証拠を示したときにはケアのために来院してもらうことが一つの解決策として提案されている。

 

パルスオキシメーターは使いやすく、低コストであるため、問題の早期発見には魅力的な選択肢であるが、患者や医療提供者が知らないパルスオキシメーターの重要な考慮事項があり、それがこのようなモニタリングプログラムの成功を妨げる可能性がある。

ポケットオキシメータやスマートフォンベースのシステムの性能を調査した独立した研究はわずかであるが、利用可能なデータは限られているため、特に飽和度が90%以下になると、その精度に疑問が生じる。

また、パルスオキシメーターには、PaO2が解離曲線の急峻な部分で低下した場合の測定値の急激な変動、脈動性血流が低下した場合のデータ取得の問題、重度の低酸素血症、ヘモグロビン血症、その他の問題を考慮しなければならない複数の誤差の原因がある。

 

これらの問題点を認識し、酸素飽和度測定の適切な方法や支援を求めるタイミングについて患者に丁寧にカウンセリングを行うことで、必要とされるモニタリングプログラムを確実に実施することができる。

COVID-19パンデミックが始まった当初から、一般紙、ソーシャルメディア、フリー・オープン・アクセス・メディシン(FOAM)での逸話的な報告は、呼吸困難がないにもかかわらず、臨床的に有意な低酸素血症を呈して評価に訪れる患者の問題を浮き彫りにしてきた。

非公式には「サイレント低酸素血症」と呼ばれるこの現象は、ウイルスが媒介する肺損傷がはるかに進行している時点まで来院を遅らせ、認識されていない全身臓器機能障害、重度の挿管周囲低酸素血症、または心停止などの合併症の可能性を高める可能性があるため、患者に重大なリスクをもたらする。

この問題を回避するために提案されている解決策の一つは、COVID-19と診断された患者で、入院を余儀なくされるほどの病状ではない患者を救急部や診療所から退院させ、定期的に自宅でパルスオキシメーターをモニターさせることである。

(1) 酸素飽和度が指定された閾値を下回った場合は、評価のために来院するか、医療提供者に連絡して指導を受ける。

多くのフィンガーオキシメータは使い勝手が良く、比較的安価であり、スマートフォンも普及しているため、患者のモニタリングや問題点の早期発見には魅力的な選択肢であるが、患者や医療従事者が気付いていない重要な点があり、このようなモニタリングプログラムの実施の成功に影響を与える可能性がある。

本レビューの目的は、これらの問題をより詳細に検討することである。

利用可能な機器の種類とその動作原理をレビューした後、モニタリング機器の精度を評価するための主なツールについて議論し、安価なパルスオキシメータやスマートフォンベースのシステムの性能に関する利用可能なデータを検討する。

次に、精度に影響を与える可能性のあるパルスオキシメーターモニタリングのいくつかの潜在的な落とし穴をレビューし、在宅モニタリングにこれらの機器を使用することを決定した患者や医療提供者に実践的なガイダンスを提供して締めくくる。

パルスオキシメータの種類と動作原理

すべてのパルスオキシメータは、動脈酸素飽和度の推定値を提供する。これらの推定値が導出される原理は、監視装置の種類に基づいて異なる。これらのシステムからの出力はSpO2と呼ばれ、ここでpはパルスオキシメーター測定を意味し、Co-oximetryによって動脈血から直接測定された値とは対照的にSaO2と呼ばれる。

皮膚組織を介した光透過に依存するシステム

最初のカテゴリーには、皮膚組織(通常は指や耳の葉)を介した光の透過に依存するシステムが含まれる。

このカテゴリーには、従来のパルスオキシメータが含まれ、救急科、集中治療室、手術室で使用されるモニターから、卓上型、ハンドヘルドモニター、指または「ポケット」オキシメータなどの小型のポータブルユニットまで、さまざまなサイズのものがある。

彼らの小さなサイズと 20-50 ドルの低価格で多数のモデルが利用できるという事実を考えると、この臨床環境でのモニタリングに最も適しているポケットオキシメータである。

 

このカテゴリーには、従来のパルスオキシメータの指を使用するMassimo iSpO2 プローブをUSBまたはライトニングコネクタを介してスマートフォンに接続したものであるが、このようなシステムはコストが高いため、大規模なモニタリングプログラムの一部として使用することは不可能である。上記のシステムでは、発光ダイオードからの2波長の光(660および940nm)を皮膚血管床を通して組織の反対側のセンサーに照射して酸素飽和度を推定している。

 

病院では指と耳たぶが典型的なモニタリング部位であるのに対し、ポケットオキシメータや電話ベースのシステムでは指のみを利用している。ヘモグロビンは、結合部位がどの程度占有されているかによって、これらの波長の光を吸収する度合いが異なるため、光の量は皮膚を通過してエミッタの反対側にある検出器に到達する。

毛細血管および静脈血中のヘモグロビンおよび非血管構造物による一定の吸収を差し引いた後、この装置は内部アルゴリズムを使用して吸光度パターンを動脈の酸素飽和度の推定値に変換する。脈動性動脈流量は、動脈信号を識別し、2つの波長の光を吸収する他の要因から分離できる唯一の手段であるため、この測定には非常に重要である。

反射光に依存するシステム

第二のカテゴリは、光がヘモグロビンから反射し、エミッタと同じ表面上のセンサーによって検出される反射光に依存するシステムの数が増加している。これは、パルスオキシメータ(digiDoc Technologies、Egersun、ノルウェー)などのスマートフォンアプリケーションで使用されているアプローチである。

 

一般の人々の間でスマートフォンが普及していることを考えると、このカテゴリーのシステムはホームモニタリングの目的には魅力的であるが、後述するように、その精度には大きな懸念がある。額の反射率は、同じ原理で動作し、特にデジタル灌流の悪い患者では、従来のパルスオキシメータに匹敵する精度を持つ(2, 3)が、スマートフォンベースのシステムに比べてはるかに高額であるため、自宅でのモニタリングプログラムには適していない。

指のプローブを使わずにスマートフォンを利用するアプリケーションでは、カメラのフラッシュを光源として使用する。桁を通過するのではなく、光は動脈血中のヘモグロビンで反射され、その後、携帯電話自身のカメラで検出される。

独自の内部アルゴリズムは、動脈の酸素飽和度の推定値に受信した信号を変換するために使用される。この技術は、従来のパルスオキシメータよりも信号対雑音比が低いために困難である。

多くの携帯電話のカメラは、酸素飽和度を推定するオキシメータの能力の重要な特徴である酸素化血液と脱酸素化血液の間の信号のコントラストを制限し、写真の品質を向上させるために近赤外線を遮断するフィルタを備えている。

(4). この問題を克服するために、いくつかのアプリケーションは、追加の光源(5)を携帯電話に装備するか、または照明の目的のためにフラッシュではなく、携帯電話の独自の多色ディスプレイを使用する。(4)

モニタリングデバイスの精度評価

モニタリングデバイスの性能を評価する際には、3 つの変数を考慮しなければならない。

(1) 精度:測定値が真の値にどれだけ近いか、

(2) 精度:測定値の繰り返し測定がどれだけ真の値に近いか、

理想的なモニタリングシステムは、高い精度と精度を持ちながらも、バイアスが最小限に抑えられている。

本機の性能を評価するための標準的な手法は BlandAltman 分析である。2台の装置で測定された値が互いに相関していても一致しない場合があるため、単純な相関分析ではこの目的には不十分である。Bland-Altman 分析では、問題の変数は、評価されるデバイスと測定のために受け入れられた標準を使用して同時に測定され、これら 2 つの値の平均が x 軸にプロットされ、その差が y 軸にプロットされる。

平均差はバイアスを示し、バイアスの周りの95%信頼区間はレベル一致と呼ばれ、精度についての情報を提供する (図 1A) 理想的なモニタリングシステムは、ゼロに近いバイアスと狭いレベルの一致を持つ。また、測定値間の差は、可能な値の範囲内で比較的狭いままでなければならない(図1Bと1C)。

パルスオキシメーターのバイアスは、技術的にはBlandAltman分析の修正版を使用して評価される。動脈血ガスサンプル上で実行される共オキシメトリーという動脈酸素飽和度測定のための真のゴールドスタンダードがあるため、横軸は共オキシメトリーによって測定されたSaO2であり、Y軸はパルスオキシメータ(SpO2)によって測定された飽和度とSaO2との間の差のままである。

一般的に、後述する理由から、パルスオキシメータのバイアスプロットは、酸素飽和度が低くなると精度が低下するため、ほとんどのバイアスプロットはゼロではない傾きを持っている。重要なのは、この低酸素濃度域での値のばらつきがどれだけ大きくなるか、また、どの程度の低酸素血症になるとばらつきが大きくなり始めるかということである。

しかし、パルスオキシメータの精度データを医師や一般の方が入手できる資料に記載することは、見た目以上に複雑である。

 

一般的に、精度は真の値から一定のパーセントのプラスまたはマイナスとして示されている(例えば、プラス2%)。表面的には、これはほとんどの患者で測定値が真の値の0~2%以内に収まっていることを示しているように見えるだろう。

しかし、古い米国食品医薬品局(FDA)のガイドラインでは、この値はバイアスからの1標準偏差に過ぎず、ゼロであると仮定されていた。(6) その結果、実際の動脈酸素飽和度が90%の場合、精度3%の装置は3分の1の確率で87%未満または93%以上の値を読み取る可能性がある。

FDAは2013年に報告基準を変更し、現在では測定値と実際の値の差の二乗平均平方根(ARMS)を報告することを製造者に要求している。(7) この変数は、機器の精度を反映することを意図して、偏りと精度を一つの尺度にまとめたもので、次のように計算される。

 

FDAは現在、指のオキシメータはARMS < 3.0、イヤークリップオキシメータや額反射型オキシメータはARMS < 3.5%であることを要求している。

(7) ARMS値が低いほど精度の高い機器であることを示しているが、ARMSが3%と報告されているからといって、測定値が真の値の3%以内であることを意味するものではない。言い換えれば、これは、95%信頼区間または平均差の周りの2標準偏差を表していない。

 

精度評価のこの側面は、二重成分値に対する精度の寄与を確認することができないため、これらの装置のほとんどのユーザーにとっては、明らかではないか、あるいは参考にならない可能性がある。

このような場合には、このような装置を使用しているユーザーは、その精度が二重成分値への影響を受けているかどうかを確認することができないため、これらの装置を使用しているユーザーにとっては、明らかに有用であると考えられる。

パルスオキシメータの精度データ

安価なパルスオキシメータの精度に関するデータは、スタンドアロン型(すなわち「ポケット型」)のフィンガーオキシメータと電話ベースの製品の両方で限られている。

「ポケット型)オキシメーターと電話ベースの製品の両方についてのデータは限られている。

スタンドアロン型の指用酸素濃度計

これらのパラメータに関する情報量は、機器によって異なる。指のオキシメータの中でも、市場に出回っている高価な機器(150ドル以上)でのみ、確実に情報を得ることができる。この情報は、製品情報の中で見つけるのが難しい場合があるが、一般的には、Bland-Altman分析のすべてのパラメータではなく、ARMSに限定されている。

例えば、Massimo MightySatTM (Massimo Personal Health, Irvine, California, USA)の製品情報(8)では、デジタル灌流の適切性と運動量に応じて、酸素飽和度が70%以上の場合、ARMSが+2-3%と報告されているのに対し、Nonin Onyx ® Vantage 9590 (Nonin Medical Inc. しかし、このようなデータは、自宅でのモニタリングの基礎となるであろう 50 ドル未満の安価なデバイスでのみ、様々な形で利用可能である。

この情報は、さまざまな製品のウェブサイトに掲載されていることがあるが、欠落していることが多いである。入手可能な場合でも、記載されている情報がARMSなのか、それとも旧式の精度報告方法なのかは必ずしも明確ではない。

FDAの承認に必要なARMSの報告要件を回避するために、多くのポケットオキシメータは非医療用(NMU)機器として販売されているが、他の製品は海外からこの国に輸入されており、FDAによってクリアされていることを示すラベルにもかかわらず、全くテストされてわない。

 

FDA基準を満たしている装置については、データは一般的にメーカーが健康なボランティアで行った校正研究に基づいており、レビューのために広く利用できるものではない。このような研究は、正常体温であり、後述するように、デバイスの精度に影響を与える可能性のある末梢血管疾患などの病状を持たない患者にのみ実施される。これらの条件は、COVID-19または他の疾患を有する患者には当てはまらないかもしれない。

この問題の解決策は、臨床患者集団で研究を行うことであるが、残念ながら、このような状況での指オキシメータの精度を独立して検討した研究は、文献の中でわずかにしかない。

Lipnickら(10)は、この問題に関する最良の研究として、22人の健康な人を対象に、6台の低価格のフィンガーパルスオキシメータを、酸素飽和度70から100%までの範囲で、酸素飽和度の共オキシメトリで測定した動脈飽和度と比較した。

全体として、6台のうち2台のみが国際標準化機構(International Organization for Standardization)の精度基準(ARMS<3%)を満たしていた。6台のオキシメータのうち4台は、真の飽和度が80%未満の場合に大きな誤差(平均バイアス-6.3%)を有していた。

ARMSは、真の飽和度が80~90%のときは6台中3台で3.0%を超え、飽和度が70~80%のときは6台中4台で5.0%を超えていた。いずれの場合も、酸素飽和度が低いと正負のバイアスが増加した。これは、後述する理由からすべてのパルスオキシメーターシステムに共通することであるが、バイアスの変化は、より高価なシステムで一般的に見られるものよりも大きかった(10)。

このパターンは他の研究でも見られた。Smithら(11)は、選択手術および緊急手術を受ける患者を対象に、シングルポケットオキシメータと従来のベッドサイドパルスオキシメータを比較し、ベッドサイドモニターでのSpO2が93%未満の患者では一致度が低下していることを発見した。

 

NMUオキシメーターを具体的に調査した唯一の研究の一つであるHudsonら(12)は、8台のNMU装置による酸素飽和度測定値と単一の医療用オキシメーターまたは同軸計による酸素飽和度測定値を比較した結果、NMU装置は低酸素血症(医療用オキシメーターまたは同軸計での酸素飽和度が90%未満と定義される)の患者を識別するための正の予測値はわずか33%、負の予測値は99%であったことを明らかにした。

著者らは、NMU装置と医療用オキシメータの間には臨床的に有意な測定値の差はなかったと主張しているが、修正BlandAltman分析のレビューによると、真の飽和度が95%を超えていたとしても、NMU装置の飽和度が医療用装置より5%以上低い値を示したケースが、取るに足らない数ではないことが示されている。

バイアスと精度が報告されていないという事実に加えて、著者はすべてのNMUデータをプールしているため、あるブランドが他のブランドよりも優れた性能を示しているかどうかを特定することが困難であるという事実によって、本研究のデータの解釈は制限されている。

さらに、低酸素血症の患者が数人しかいなかったため、実際には酸素飽和度が低い場合のこれらの装置の性能に関する情報が限られていた。これらのデータを考慮する際の大きな課題は、これらの研究で試験されたポケットオキシメータの数が、市場に出回っている機器の数に比べて限られているという事実である。

Rossら(13)の研究では、単一のポケットオキシメータであるNonin Onyx 9500が、i-Stat(Abbot, Abbot, Abbot Park, Illinois, USA)を用いて標高2,100mで測定した飽和度と許容できる一致を示しているが、他の市販の安価なオキシメータがこのような基準を満たすかどうかは不明である。

 

スマートフォンシステム スタンドアロン型のフィンガーオキシメータと同様に、スマートフォンシステムの精度を調べた研究はわずかである。TayfurとAfacan(14)は、Samsung Galaxy S8を使用した飽和度測定値と動脈血ガスによる測定値を比較し、-0.7%の小さなバイアスと比較的狭いレベルの一致(-2.4~+1.1%)を発見した。しかし、この研究では、大多数の人が酸素飽和度>93%であり、酸素飽和度が91%未満の人をより詳しく見ると、ばらつきが大幅に増加した。

Jordanら(15)は、救急部に来院した患者を対象に、標準的な救急部オキシメータと、iPhoneカメラベースのアプリケーション「Pulse Oximeter」と「Heart Rate and Pulse Oximeter」(LIJUN LIU)、および電話に接続された外部指プローブを使用したiPhoneシステム「iOx」(Safe Heart、米国ジョージア州アトランタ)を比較した。

標準モニター上のSpO2<94%と定義される低酸素血症を検出する感度は、iOx、パルスオキシメータ、心拍数、パルスオキシメータでそれぞれ69%、0%、7%であったため、いずれのシステムも良好な性能を発揮しないでした。より優れた感度を有していたにもかかわらず、iOxは11%の患者を非低酸素血症と誤って分類し、12%の患者を低酸素血症と誤って分類した。バイアスは各装置で妥当であったが、すべての装置で一致度は許容できないほど高く、iOxシステムの場合は-8.9%から+7.6%の範囲であった。

同意度が非常に広いという同様の問題は、Alexanderら(16)が健康なボランティアを対象に、標準的な臨床用パルスオキシメータと2つのスマートフォンベースのシステム、Pulse OximeterとPulse Oximeter Proによって得られたバイタルサインを比較して実証している。

被験者の平均飽和度は臨床モニターではかなり高かった(98+2.5%)にもかかわらず、パルスオキシメータでは-5.1~7.6、パルスオキシメータプロでは-4.8~6.4%の範囲で一致していた。

 

これらの一致の限界は、アプリケーションが真の飽和度を過大評価しているか、または過小評価していることを示している。

これらの研究のいくつかは、スマートフォンアプリが動脈血ガスで測定された飽和度と比較されていないという事実によって制限されていたが、利用可能なデータを合わせると、これらのシステムは軽度の低酸素血症の存在下でも精度が低いことを示唆しており、COVID-19患者がより重大な低酸素血症(酸素飽和度<90%)を発症した場合に、これらのシステムがどのように機能するのかについてさらに疑問が生じる。

パルスオキシメーターモニタリングにおけるエラーの発生源

患者に在宅で酸素飽和度をモニタリングすることを奨励している医療提供者は、上記の精度の問題の原因となる可能性が高く、モニタリングプログラムの一部としてパルスオキシメーターを効果的に使用するための患者の努力を複雑にする可能性がある、パルスオキシメーターモニタリングにおけるエラーの発生源がいくつかあることにも注意すべきである。

ヘモグロビン-酸素解離曲線上の位置

ヘモグロビン-酸素解離曲線とそのシグモイド形状にはいくつかの重要な特徴がある。分圧の高い範囲の曲線の平坦な部分は、PO2が低下し始めると、酸素飽和度の大幅な減少を防ぐことができるが、曲線の急峻な部分は、大幅に肺の酸素のオンロードと組織内のオフロードを容易にする(図2)。しかし、この後者の特徴が、脈拍をモニターする際の課題となっている。

 

肺の損傷が進行し、ガス交換が徐々に障害されると、多くの人のPO2は、PO2の小さな変化が測定された酸素飽和度の著しい変動につながる可能性がある解離曲線の急峻な部分(20-60 mm Hg)に落ちる可能性がある。高地に住んでいる、または高地に旅行している人は、健康な状態ではすでにPO2がこの範囲に近いため、その可能性が高くなる(図2)。

(17) 5-10 分間で 10-15%変動する換気の自然な変動性を超えて、例えば、話をしたり、笑ったり、息を止めたり、測定を行う直前の身体活動によって換気が変化することがある。そのような変化の結果、肺胞PO2は増加または減少し、それによってPaO2の変化をもたらす。その結果、測定された飽和度が大きく変動することがあり、安定した真の値を特定することが困難になる。

このような問題があるため、オキシメータを指に装着して最初の値を鵜呑みにするのではなく、少なくとも数分間はモニターを観察して、最も頻繁に測定される値を特定することが重要である。

ヘモグロビン-酸素解離曲線の位置自体も、患者の酸塩基の状態によって変化し、酸性貧血では右方向に、アルカリ血症では逆方向に変化する。

肺機能の悪化の初期段階では、多くの患者がPaO2の低下を補うために過呼吸を始める。その結果、呼吸性アルカローシスは解離曲線を左にシフトさせ、PaO2の低下に伴う予想される酸素飽和度の低下が少なくなるか、あるいは一時的に防ぐことができるようになる。

脈動性フローの欠如

指を通過する途中で、パルスオキシメータによって放出された2つの波長の光は、動脈血中のヘモグロビンに吸収されるだけでなく、毛細血管血および静脈血中のヘモグロビンだけでなく、指の他の軟部組織にも吸収される。信号対雑音比を制限し、酸素飽和度を正確に推定するためには、パルスオキシメータは動脈血をこれらの他の吸収源から区別できなければならず、これは、これらの他の空間には存在しない動脈血流の脈動信号に着目することによって行われる。(18)

低血圧、血管収縮薬の使用、在宅でパルスオキシメーターをモニターしている患者にとって最も重要なことは、末梢血管疾患やレイノー現象の存在など、指の脈動性血流を制限する要因は、S/N比を低下させ、誤った測定値を導く可能性がある。

末梢血管疾患は、糖尿病や冠動脈疾患を含むいくつかの疾患と関連しており、COVID-19がより重症化する患者の共通の併存疾患である(19)ことを考えると、この問題は、COVID-19の重症化のリスクがある人々のコホートでパルスオキシメーターモニタリングを使用する能力を制限する可能性がある。

急性期医療では、この問題は耳たぶプローブまたは額反射型酸素濃度測定法を使用することで克服されるが、この方法で酸素飽和度を推定できる装置は、フィンガーオキシメータほど入手が容易ではなく、また安価でもないため、より広範囲に使用することは不可能である。

この問題を解決する一つの方法は、パルス信号の強さに関する情報を提供するオキシメータを使用し、ユーザーが強い信号の値のみを受け入れるように促すことである。

低酸素血症の患者における精度

上述したように、パルスオキシメータは酸素飽和度を直接測定するものではない。その代わりに、吸光度比を測定し、内部アルゴリズムを使用して測定された吸光度比を動脈飽和度の推定値に変換する。

これらのアルゴリズムはすべて、健康なボランティアを対象とした実験から得られたもので、さまざまな低酸素条件下で吸光度比を測定し、動脈血ガスおよび共酸素濃度測定による動脈酸素飽和度の同時評価と比較したものである。

倫理的な理由から、ボランティアは酸素飽和度が約 75~80%の間、中程度の低酸素にしかさらされなかった。その結果、真の飽和度がこの閾値を下回ると、パルスオキシメータの出力は、パルスオキシメーターと酸素濃度測定の直接比較ではなく、より高い値で得られたデータからの外挿に基づいている。

 

この外挿を考えると、飽和度が75%を下回ると、パルスオキシメータの精度が著しく低下し、装置間で大きく異なる可能性がある(18, 20)。 多くのパルスオキシメータの精度は、真の飽和度が75~80%を超えると+1~2%と報告されているのに対し、ほとんどのメーカーは飽和度が70%以下の場合の精度データを報告していない。

この問題は、COVID-19患者をモニタリングする際に、75-80%の閾値よりもはるかに高い酸素飽和度の閾値を設定することで緩和することができるが、オンラインで簡単に購入できる安価な装置の多くでは、どの程度の低酸素血症でも精度情報が一般的に不足していることに注意すべきである。

ヘモグロビン血症

パルスオキシメータおよびスマートフォンデバイスは、カルボキシヘモグロビン(CO-Hb)およびメトヘモグロビン(Met-Hb)を酸素化ヘモグロビンおよび脱酸素化ヘモグロビンと区別することができず、その結果、カルボキシヘモグロビン血症またはメトヘモグロビン血症のいずれかの設定での酸素運搬能力について誤解を招くような情報を提供してしまう。

動脈酸素飽和度の過大評価につながるカルボキシヘモグロビン血症は、たばこを多用している人や、密閉された空間でガスグリルやヒーターを使用している人に見られる可能性がある。

クロロキン(21)やダプソン(22)のような抗菌性スルホンアミドなどの薬剤は問題になることがあるが、メトヘモグロビンは一般の人にはあまり見られない。しかし、メトヘモグロビンレベルが臨床的に重要になったときにこれらの装置で測定される典型的な値は、常に90%未満であり、幸いなことに、患者は明らかに進行する低酸素血症の任意の合理的な閾値で治療を受けるように導かれるだろう。

アーティファクトのその他の発生源

アーティファクトのその他の重要な発生源には、桁の過度の動きや周囲の光による干渉が含まれる。(18, 23) マニキュアもまた、マニキュアの色によって影響が異なり、測定値に干渉することがある。

(24, 25) バイアスはまた、特に真の酸素飽和度が低下している場合、皮膚の色素沈着が増加している個人で増加する可能性がある (26, 27) これは、有色人種が多いコミュニティでこれらのモニターを使用する際に懸念される問題である。

体格指数が著しく上昇している人は、座位と仰臥位での依存性無気力症や換気と灌流のミスマッチが起こりやすく(28, 29)、肺疾患だけでは酸素飽和度が予想される値よりも低くなる可能性がある。

実践指導

病院外での急性肺問題のモニタリングのためのフィンガーオキシメータの使用はこれまでに研究されていないが、様々な形態の安定した慢性肺疾患を持つ人々のモニタリングのために実行可能であることが示されている(30, 31)。

(30, 31) 精度と測定結果に影響を及ぼす可能性のある落とし穴についての懸念があるが、これらの装置の使いやすさと低コスト、COVID-19の疾病負担が大きいこと、および無症候性低酸素血症のリスクと相まって、リスクのある患者をモニターするための合理的な解決策となっている。

前述の問題点を考慮すると、パルスオキシメーターの問題のリスクを減らし、在宅モニタリングの実施を容易にするために、いくつかのステップを設けることができる(表1)。病院システムでは、スマートフォンのアプリケーションではなく、FDA承認のスタンドアロン型ポケットオキシメータのみを使用し、パルス信号の強さに関する情報を提供するデバイスを利用すべきである。

すべての患者、特に末梢血管疾患のある患者に対しては、在宅退院前にオキシメータが有効で比較可能な値を生成しているかどうかをテストする努力をすべきである。在宅モニタリングを開始する前に患者に指示を与え、その指示を地域社会に適した言語に翻訳する努力をすべきである。

 

在宅で飽和度をモニタリングする場合は、測定を行う前に数分間、黙って呼吸をして安静にしておくべきである。測定は屋内で、耳たぶや足の指ではなく、中指または薬指に装置をしっかりと固定して行うべきである。

  • 測定する指からマニキュアを取り除く。
  • 冷えた四肢は測定前に温めておくこと。

画面に表示された最初の数値を受け入れるのではなく、測定値を30~60秒間観察して最も一般的に測定された値を特定し、強いパルス信号に関連した値のみを受け入れるべきである。1 日に複数回測定された値は、動脈血中酸素濃度の傾向を正確に測定するために使用される。

ケアを受けるように促すために特定の数値の閾値を設定することができるが、低酸素血症になるにつれて精度に問題があることを考えると、測定値が特定の閾値を超えたままであっても、一定期間における酸素飽和度の全体的な傾向が下降している場合は、ケアを受けるように促すべきである。

標高の高い地域でモニタリングを行う場合には、ケアを求めるための閾値を下方に調整する必要があるかもしれない。

図1. Bland-Altman分析によるデータプロットの例
原文参照

(A):理想的なモニタリング装置の例。

バイアスはゼロに近く、一致度は狭い。

(B):性能の悪いモニタリング装置の例。

パネルAと比較すると、バイアスはゼロからさらに離れており、一致の限界はより広くなっている。

C)性能の悪い本機のもう一つの例。

モニターと金基準の差は、測定値のローエンドではハイエンドよりも顕著に大きくなっている。酸素飽和度のスペクトルの低域での値の広がりが大きくなることは、パルスオキシメータの既知の特徴である。

図2. ヘモグロビン-酸素解離曲線
原文参照

薄い灰色の網掛け部分は、酸素分圧(PO2)が低下しても酸素飽和度が比較的安定している曲線の平坦な部分を示している。暗い灰色の網掛け部分は、PO2の小さな変化が酸素飽和度の大きな変動につながる曲線の急峻な部分を強調している。

点Aは海抜で生活している正常な肺機能を持つ健康な人の平均PO2を示し、点Bは〜1,600メートルの標高で生活している健康な人の平均PO2を示している。この位置は、海抜で生活している人よりも解離曲線の急峻な部分に近い位置にある。

脈波オキシメトリモニタリングモニタリングプログラムの推奨事項 FDA承認の指(すなわち「ポケット」)オキシメータを使用する。

「脈拍の信号強度に関する情報を提供する装置の使用を推奨する 血管疾患のある患者では、退院前にパルスオキシメータの機能をテストする 装置の使用に関するベストプラクティスについて患者に指示を与える 指示を、サービスを提供する地域社会に適した言語に翻訳する 標高の高い地域社会で治療を求めるための閾値を再調整する 患者の測定 室内、安静時、静かな呼吸の間に測定を行う 人差し指または中指を使用する。

人差し指または中指を使用し、つま先や耳たぶを避ける 強いパルス信号に関連した値のみを受け入れる 最も一般的な値を識別するために、30~60秒間測定値を観察する 1日に2~3回測定し、値を記録する 測定を行った指のマニキュアを取り除く 測定の前に、冷たい四肢を温める 。

 

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