花ごよみ

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パルスオキシメータの原理は?

パルスオキシメータは、非侵襲的な方法で酸素飽和度(SpO2)を測定するために使用される医療機器です。以下にパルスオキシメータの原理を説明します:

光吸収の原理: 
血中酸素濃度測定器は、赤外線と赤色光の2つの光を使用します。ヘモグロビン(酸素を運搬する血液中のタンパク質)は、酸素と結合すると酸素ヘモグロビンとなり、それ以外の場合は脱酸素ヘモグロビンとなります。これらのヘモグロビンは、赤外線と赤色光を異なる程度で吸収します。

(写真の由来:血中酸素飽和度測定器 携帯型パルスオキシメーター

赤外線と赤色光の吸収: 
パルスオキシメータは、光源から発せられた赤外線と赤色光を、皮膚や組織を透過させて酸素を含んだ血液に照射します。光センサーは、透過した光を受光し、吸収された光の量を測定します。

モジュレーションと検出: 
パルスオキシメータは、酸素飽和度を測定するために光の吸収をモニタリングします。心拍ごとに血液が末梢組織から流れるため、吸収される光の量は心拍に応じて変動します。この変動を利用して、パルスオキシメータは酸素飽和度を計算します。

ビームスプリッタとフォトダイオード
光センサーには、ビームスプリッタとフォトダイオードが含まれています。ビームスプリッタは、発せられた光を赤外線と赤色光に分割し、それぞれの光を異なる経路に導きます。フォトダイオードは、各光の吸収量を検出し、それぞれの光の強度を測定します。

(写真の由来:COMTEC® CMS60D パルスオキシメーター(血中酸素飽和度測定器)

酸素飽和度の計算: 
パルスオキシメータは、赤色光と赤外線の吸収量の比を使用して、酸素飽和度(SpO2)を推定します。酸素ヘモグロビンと脱酸素ヘモグロビンの吸収スペクトルの差を利用して、酸素飽和度を算出します。

血中酸素濃度測定器は、この光吸収の原理に基づいて、非侵襲的かつリアルタイムで酸素飽和度を測定します。ただし、注意点として、パルスオキシメータは酸素飽和度の推定値を提供するため、正確な酸素レベルを測定する場合には、より正確な方法(例:動脈血ガス分析)が必要です。