パルスオキシメーターの原理と仕組みについて

「パルスオキシメーターの原理って？」、「仕組みはどうなっているの？」など気になるパルスオキシメーターの原理と仕組みについてわかりやすく解説していきます。

下記の記事では、人気メーカーであるオムロンから日本製のパルスオキシメーターのおすすめ人気ランキングをご紹介しております。パルスオキシメーターの購入を検討されている方は、是非こちらもご参考にしてみてくださいね。

パルスオキシメーターはヘモグロビンの透過光量の違いで測定する

パルスオキシメーターは、指さきに赤色と赤外光を当てることでセンサーが透過光量を測定し、動脈血酸素飽和度（SpO2）を算出しています。

人間の身体（肺）に取り込められた酸素は、ヘモグロビンと結合することで酸素を身体中に届けることができます。そしてヘモグロビンには、酸素と結合した「酸化ヘモグロビン」と酸素と結合していない「還元ヘモグロビン」が存在します。

この2種類のヘモグロビンでは、赤色と赤外光を当てた際に透過光量に違いが表われます。
2種類のヘモグロビンの透過光量の違いを検出し、血液中に流れている赤血球に含まれるヘモグロビンに何%の酸素が結合しているかを調べることで、動脈血酸素飽和度（SpO2）を測定しています。

身体へ酸素を取り込むと、肺ではヘモグロビンは約100%酸素と結びつき酸化ヘモグロビンになります。ただ肺を通らない血液もあるため、パルスオキシメーターを使い指先で測定すると正常値である酸素飽和度（SpO2）「96～99%」となります。

肺などの呼吸器官や心臓に異常があると、酸素を体内に取り込む力が弱くなり、酸素飽和度（SpO2）が下がる傾向にあります。酸素飽和度（SpO2）の正常値よりも低い数値が出た場合は、すみやかにかかりつけ医に相談し診察をしてもらいましょう。

パルスオキシメーターの詳しい正常値に関しては下記の記事で解説しております。
参考：パルスオキシメーターの正常値と使い方について

ヘモグロビンは簡単に説明すると「血液中の酸素を運んでくれる優秀な運送ドライバーさん」。赤色の色素を持つタンパク質で、血液の赤血球の中に存在します。

ヘモグロビンは主に鉄分を含む「ヘム」とタンパク質からからできている「グロビン」からできています。鉄分を含むヘムは、酸素と結合する力が強く、全身に酸素を運送する重要な役割を担っています。

赤血球数は、男性では400～570万個/1マイクロリットル、女性では380～500万個/1マイクロリットル程と言われています。そのうちヘモグロビンの基準値は、男性が13～17g/dL、女性が11～16g/dLとなっています。

ヘモグロビンは検査結果一覧表では「Hb」と書かれることが多いです。病院の医師や看護師の間の会話では「Hb」のドイツ語読みである「ハーベー」という呼称が使われることが多いです。

男性	13～17g/dL	女性	11～16g/dL

ヘモグロビンの基準値を下回ると、一般的には「貧血」と診断されます。ヘモグロビンの量が減少し、身体へ十分に酸素が行渡らなくなると、頭痛、倦怠感、肩こり、首こり、めまい、息切れなどの症状が表れやすくなります。

貧血の症状が表れた場合は、食生活を改善に積極的に鉄分を摂取するように心がけましょう。鉄分には大きく分けて、「ヘム鉄」と「非ヘム鉄」の2種類に分けることができます。

ヘム鉄は、肉や魚介類に豊富に含まれている鉄分なのに対して、非ヘム鉄は、野菜、乳製品、卵などに含まれている鉄分になります。

ヘム鉄の特徴は、非ヘム鉄に比べて、吸収率が10～20%と非常に高いのが特徴です。非ヘム鉄と比較するとその吸収率は、約5倍近くの吸収率を誇ります。

ただし非ヘム鉄を摂取する場合に、動物性食品やビタミンCと一緒に摂取することで吸収率をアップさせることができますので、非ヘムを摂取する場合は、動物性食品などと一緒に摂取しましょう。