マルチモーダルデバイスを使用した組織酸素化測定の比較

被験者は、指定された研究チームメンバーによる病歴についてのアンケートセッションを受けます。 アンケート データは、サブジェクトにリンクできないサブジェクト ID を使用して RedCap に配置されます。 その後、被験者は同意し、登録されます。 次に、非侵襲的なデータ収集手順が次の機器で開始されます。

空間周波数ドメイン イメージング (SFDI): 同意期間中、Modulim 機器は校正され、スキャンの準備が整います。 被写体の親指の掌側と手のひらの表面は、光学カメラ ヘッドをターゲットにする準備ができています。 実際のスキャンにかかる時間は 60 秒未満です。 画像はオフラインで処理されます。 処理中、3 ～ 5 の異なる関心領域 (ROI) が取得され、組織酸素飽和度 (StO2)、オキシヘモグロビン (HbO2)、デオキシヘモグロビン (HbR)、表面ヘモグロビン (HbT1、サブ表面ヘモグロビン (HbT2)。 使用されるモデルは Clarifi Modulim 経皮酸素モニタリング (TCOM) です。経皮酸素モニタリング (TCOM または TcpO2) は、皮膚の酸素レベルを取得するための非侵襲的で臨床的に承認された方法です。 この方法は定量的であり、下にある組織から皮膚への酸素送達を測定します。 電極を配置する前に、親指の掌側の乾燥した皮膚に接着固定リングを置き、接触液としての電解質を半分に満たし、プローブを時計回りに回転させて固定します。 記録が開始され、酸素レベルが安定するのを待ち、固定値が記録されます。 使用するモデルは Perimed PeriFlux 5000 です。 プローブは約 45 ℃ に加熱されます。 この装置には他にもオプションがありますが、この装置を使用して実行されるのは O2 の測定のみです。

Apple Watch 酸素センサー: スマートウォッチの血中酸素センサーは、組織内の血中酸素レベルも測定します。 Apple Watch Series 6 では、Apple Watch の背面にある発光ダイオード (LED) を使用して血中酸素レベルを監視するこの新機能が導入されました。 血中酸素濃度が低い場合は、すぐに対処する必要がある深刻な健康問題を示している可能性があります。 Apple Watch には、手首の血管に光を当てる緑、赤、赤外線の LED と、反射された光の量を測定するフォトダイオードが装備されています。 Apple のアルゴリズムは、この情報を使用して血液の色を計算します。これは、血液中の酸素の量を示します。 真っ赤な血液は十分に酸素化されていますが、濃い色の血液は酸素が少なくなっています。 これにより、70 ～ 100% の血中酸素レベルを測定できます。 ほとんどの健康な人の血中酸素レベルは 95 ～ 100% です。 Apple Watch センサーは、ユーザーの好みの手首に配置されます。

酸素モニタリング用パルスオキシメータ: パルスオキシメータは、動脈血中のヘモグロビンの酸素飽和度 (StO2) の経皮モニタリングを可能にします。 パルスオキシメトリーは、医療において非常に広く普及しているため、5 番目のバイタルサインと見なされることがよくあります [3]。 テクノロジーがどのように機能するか、またその限界を理解することが重要です。 パルスオキシメータが酸素飽和度 (SpO2) を読み取る設定を認識するには、パルスオキシメトリの 2 つの基本原則を理解する必要があります。(i) オキシヘモグロビン (HbO2) とデオキシヘモグロビン (HbR) の区別方法、および (ii) SpO2血液の動脈区画からのみ計算されます。 パルスオキシメトリは、HbO2 と HbR が赤色光と近赤外 (IR) 光を別々に吸収するという原理に基づいています。 HbO2 と HbR が赤と近赤外光の吸収に大きな違いがあるのは偶然です。なぜなら、これら 2 つの波長は組織をよく透過するのに対し、青、緑、黄、遠赤外光は非血管組織と水によって大幅に吸収されるからです [3 ]。 HbO2 は、HbR よりも多くの量の IR 光を吸収し、少量の赤色光を吸収します。これは経験と一致しています - 高濃度の HbO2 を含む十分に酸素化された血液は、HbR よりも多くの赤色光を散乱するため、目には真っ赤に見えます。 一方、HHR はより多くの赤い光を吸収し、赤く見えません。 この HbO2 と HbR の光吸収特性の違いを利用して、パルスオキシメータは、フィンガープローブの一方のアームにある一対の小さな発光ダイオードから、660 nm の赤と 940 nm の近赤外の 2 つの波長の光を放出します。 指を透過した光は、プローブの反対側のアームにあるフォトダイオードによって検出されます。 この研究では、被験者の親指と人差し指の掌側を使用して SpO2 を測定します。