Apple Watch、Garmin、Fitbit、Samsungで血中酸素濃度データを利用する方法

酸素にとって、今年は大きな出来事がありました。呼吸器系に甚大な被害をもたらすウイルスに見舞われた世界において、多くの人にとって呼吸能力は最大の懸念事項となっています。そしてもちろん、西海岸では山火事の煙によって肺に酸素を吸い込むのがさらに困難になっています。

これを受けて、多くのテクノロジー企業が自社デバイスに血中酸素濃度を検知する機能を搭載する取り組みを強化しています。SamsungのGalaxy Watch 3は今夏、血中酸素濃度センサーを搭載して発売されました。9月には、AppleもWatch Series 6に手首で血中酸素濃度をモニタリングする機能を搭載すると発表しました。GarminとFitbitは、同様のパルスオキシメトリー機能を搭載した製品を、さらに以前から販売しています。

では血中酸素飽和度とは何でしょうか?

酸素は、血液中のヘモグロビンと呼ばれるタンパク質によって吸収されます。呼吸すると、肺が血球に酸素を取り込み、心臓の拍動によって酸素を豊富に含んだ血液が体の隅々まで循環します。新鮮で酸素を豊富に含んだ血液は、脳からつま先まで、あらゆる部位の機能と健康を維持します。パルスオキシメーターは、血球によって体内を運ばれる酸素の量を測定し、パーセンテージで表示します。このパーセンテージが酸素飽和度（SpO2 とも呼ばれます）です。正常な酸素レベルは 95 ～ 100 パーセントです。95 を下回る場合は、体の循環に問題があることを示している可能性がありますが、正常な基準値は異なる場合があります。また、SpO2 は、既往症、測定機器の種類、部屋の明るさなどによっても低くなることがあります。（これについては後ほど詳しく説明します。）

気分は良いのですが、なぜ血中酸素濃度をモニタリングする必要があるのですか？

もしそう思われているなら、おそらく心配する必要はありません。SpO2センサーは、登山家、フリーダイビング、マラソン選手、そして体内の酸素飽和度が低下する可能性のある運動を好む愛好家によく使用されています。彼らはいわば酸素のスーパーユーザーです。それ以外の人は、それほど頻繁にSpO2をチェックする必要はありません。

「腕時計にSpO2モニターは必要でしょうか？いいえ、必要ありません」と、カナダのオンタリオ州ウォータールー大学でウェアラブルデバイスと医療技術を研究するプリニオ・モリタ氏は言います。「腕時計にSpO2モニターが必要なのは、スーパーユーザーか、病気の人だけです。」

医療現場では、血中酸素濃度のモニタリングが極めて重要になる場合があります。SpO2は、睡眠時無呼吸症、肺気腫、COPD、新型コロナウイルス感染症などの呼吸器疾患を患う患者のモニタリングにおいて重要な指標です。血行不良は呼吸困難につながる可能性があるため、パルスオキシメーターを用いて患者を定期的にモニタリングすることで、医師は危険なSpO2レベルを早期に発見することができます。

Covid-19についてはどうですか?

パンデミックの初期段階では、人々は自分自身や大切な人の新型コロナウイルス感染症の状況を何とかしてモニタリングしたいという強い思いから、パルスオキシメーターの需要が爆発的に増加しました。ここ数日で見てきたように、血中酸素濃度は、新型コロナウイルス感染症の患者がウイルスにどれだけうまく対処しているかを示す最も重要な指標の一つです。患者が気づかないうちに酸素濃度が低下し、気づかないうちに肺炎を発症してしまう可能性があります。医療機関は、新型コロナウイルス感染症の患者に対し、自宅で血中酸素濃度をモニタリングできるウェアラブルデバイスを配布しています。

重要なのは、SpO2値が異常なだけでは、新型コロナウイルス感染症（COVID-19）やその他の病気の診断には不十分だということです。逆に、デバイスが適切に測定していない場合、一見正常なSpO2値が他の根本的な問題の存在を隠蔽し、着用者に誤った安心感を与えてしまう可能性があります。ウイルス感染を示唆する兆候や症状は数多くあります。デバイスから得られた情報に基づいて健康に関する重要な判断を下す前に、必ず医師に相談してください。

ほら、説明は全部飛ばしちゃったけど、血中酸素濃度ってどうやって測るの？

酸素濃度計は、体のどこに装着するかによって測定方法が異なります。新型FitbitやApple Watchのような手首に装着するデバイスは、センサーに反射する光を測定します。時計の文字盤を下に向けると、裏面にLEDの列が見えますか？あれがセンサーです。指に装着する酸素濃度計（前回病院に行った時に看護師が指先にテープで貼ってくれたかもしれません）は、指先から届く光を測定して値を読み取ります。酸素が不足している細胞は暗く見えます。血球の色を測定することで、センサーは酸素飽和度をパーセンテージで表示します。

これらのデバイスをお持ちの場合は、できる限り指示に従ってください。（Apple Watch、Fitbitデバイス、Garminウォッチ、Samsung Galaxy Watchでの測定方法はこちらです。）それでも、必ずしも完璧な測定結果が得られるとは限りません。

これらはどれくらい正確なのでしょうか?

センサーを正しい位置に装着したとしても、その読み取り結果は様々な要因の影響を受ける可能性があります。これは、標準的な指先リーダーではないデバイスの場合に特に当てはまります。

「反射型デバイスでは、性能が少し悪くなる可能性があります」と、カリフォルニア大学サンフランシスコ校の呼吸生理学研究者、ジョン・ファイナー氏は言います。「指先を通して光るものなら、通常は少しは性能が上がりますが、これらのデバイスはすべて、光量、寒さ、血流の影響を受ける可能性があります。影響する要因は数多くあります。」

こうした不正確さの可能性があるため、Apple、Fitbit、Garmin などの企業は、ウェアラブルから取得したデータはいかなる種類の医療診断にも使用することを意図していないことを慎重に強調しています。

色と光の測定についてお話しているので、肌の色さえも酸素濃度計の測定値に影響を与える可能性があります。SpO2値をモニタリングする必要がある場合は、測定値の一貫性を高める方法がいくつかあります。

「個人的には、時計を装着して、その上にリストバンドを着けます。黒いもので覆って密閉しておくのです」と森田氏は言う。「自分をモニタリングするのは、管理された状況下でのみです。寝室に行き、すべての照明を消して、例えば1時間に1回、SpO2を測定します。」日々の健康のために定期的に血中酸素飽和度をモニタリングする場合は、運動後ではなく、呼吸レベルが正常なときに行うのが最善です。「ランニングの後、料理の後、家の中を歩き回った後に時計から返ってくる情報は使用しません。こうした活動はすべてノイズになるからです」と森田氏は言う。

もっと良い方法はあるでしょうか?

手首に装着する酸素濃度計の精度が低いからといって、全く役に立たないというわけではありません。医療分野で20年以上パルスオキシメトリーを研究してきたファイナー氏は、こうした機能が一般向けデバイスに搭載されていることは、この技術がいかに進歩したかを示していると述べています。

「例えば、集中治療室で興奮した患者がいて、計測しようとして動いていたとしましょう」とファイナー氏は言う。「その計測値が本当に正しいのか、信頼できるのかを知る必要があります。何年も前なら、何も得られなかったでしょう。今ではこれらの機器は実際にかなり優れた性能を発揮します。本当に素晴らしいことです。」

ファイナー氏とモリタ氏は両者とも、消費者向け機器のパルスオキシメトリーに関する真の懸念は、正確性ではなく、むしろユーザーが提示されたデータをどのように解釈するかということだと述べています。

「ウェアラブル市場における最大の問題は、テクノロジーやセンサー、あるいは収集するデータそのものではありません」と森田氏は言う。「問題は、そのデータがユーザーにどのように提示されるかという点なのです。」

SpO2レベルをその瞬間に瞬時に示すスナップショットデータは、文脈がなければあまり役に立ちません。結局のところ、酸素レベルが気になる場合は、長期にわたってデータを追跡し、結果を有意義に解釈できる医師に相談するのが最善策です。

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