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スマートウォッチで「血中酸素」を測る機能は、どこまで“使える”のか? 知っておくべき6つのこと

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 最新のApple Watchをはじめとする最近のスマートウォッチには、血液中の酸素飽和度を測定できるセンサーが搭載されている。このセンサーから得られるデータは、実際どのくらい役に立つのだろうか。知っておくべき6つのことを紹介しよう。

TEXT BY BOONE ASHWORTH

TRANSLATION BY TAKU SATO/GALILEO

WIRED(US)

新しい「Apple Watch Series 6」は、血液中の酸素飽和度を測定するセンサーを備えている。PHOTOGRAPH BY APPLE
新しい「Apple Watch Series 6」は、血液中の酸素飽和度を測定するセンサーを備えている。PHOTOGRAPH BY APPLE

この1年は「酸素」が大いに注目された。呼吸器系に大きなダメージをもたらすウイルスが蔓延し、「呼吸ができる」ということが多くの人にとって最大の関心事となっているからだ。それに加えて米西海岸に住んでいる人たちは、山火事の煙のせいで、空気を胸いっぱいに吸い込むことがさらに難しくなっている。

こうした状況に対処すべく多くのテック企業が、血中酸素飽和度(血中酸素濃度)を測定できる機能を自社製品に組み込む動きを強化している。例えば、サムスンは血中酸素飽和度センサーを備えた「Galaxy Watch 3」を夏に発売し、9月にはアップルも「Apple Watch Series 6」で手首から血中酸素飽和度を測定できるようにしている。ガーミンとフィットビットは、同じようなパルスオキシメーター機能を備えた製品を以前から販売している。

1.血中酸素飽和度とは?

酸素は、ヘモグロビンと呼ばれる赤血球の中のたんぱく質と結合して体内で運搬される。人が呼吸をすると、肺からの酸素が赤血球に取り込まれ、酸素をたくさん含んだ血液が心臓のポンプ作用によって全身に送り出される。この新鮮で酸素が豊富な血液が、脳から足のつま先まで全身を機能させ、健康を保つ役割を果たしている。

パルスオキシメーターは赤血球によって全身に運ばれる酸素の量を測定し、その値をパーセンテージで示す。この値が酸素飽和度(SpO2)で、正常な値は95~100パーセントだ。

95パーセントを下回る値は血液循環の問題を示している可能性があるが、正常値は変動することもある。また、既往歴や測定機器の種類、場合によっては室内の光量の影響でSpO2が下がることもある(これについてはのちほど説明する)。

2.そもそも測定する必要があるのか?

健康でも血中酸素飽和度を測定する必要があるのだろうか--。このような疑問をもつ人は、そもそも血中酸素飽和度を気にする必要がない可能性が高い。

SpO2センサーをよく利用するのは、登山家、フリーダイバー、マラソン選手など、体内の酸素飽和度を低下させる可能性があるアクティビティを楽しむ人たちだ。こうした人々は、言ってみれば「酸素のヘビーユーザー」であり、それ以外の人たちはSpO2を頻繁にチェックする必要はない。

「腕時計にSpO2モニターが必要かと言われれば、そんなことはありません」と、カナダのオンタリオ州にあるウォータールー大学でウェアラブル端末と医療技術を研究するプリニオ・モリタは言う。「腕時計にSpO2モニターが必要な人は、ヘビーユーザーに分類される人か、病気を患っている人だけです」

医療の現場では、血中酸素のチェックが極めて重要になる場合がある。SpO2は、睡眠時無呼吸症候群、肺気腫、慢性閉塞性肺疾患(COPD)、新型コロナウイルス感染症(COVID-19)など、呼吸器疾患がある人の状態を監視するための重要な指標なのだ。

血液循環が悪くなると、規則的な呼吸ができなくなる可能性がある。そこで、パルスオキシメーターを使って患者を定期的に監視し、SpO2が危険水域に達する可能性を医師が早期に発見できるようにするわけだ。

3.COVID-19に対する効果は?

パンデミックが発生して間もないころから、パルスオキシメーターの需要は爆発的に増加した。人々が、どんな手段を使ってでも、自分や家族が新型コロナウイルスに感染していないか確認したいと考えたからだ。

最近の事例からもわかるように、血中酸素飽和度は、新型コロナウイルスに感染した人がこのウイルスにうまく対処できているかどうかを示す最も重要な指標のひとつとされている。感染者が気がつかない間に酸素飽和度が低下し、いつのまにか肺炎を発症している可能性があるからだ。医療機関のなかには、患者が自宅で血中酸素飽和度を測定できるウェアラブル端末を配布しているところもある。

ただし、SpO2の異常を見つけるだけでは、COVID-19やその他の病気を診断するには不十分だ。また反対に、デバイスが正しく測定できなければ、SpO2が正常だと誤解してほかの基礎疾患を見落とし、誤った安心感を得てしまう可能性がある。

新型コロナウイルスに感染した可能性を示す兆候や症状は数多くある。健康に関する重要な判断を下す際には、デバイスから収集された情報だけを頼りにせず、必ず医師に相談してほしい。

4.結局どうすれば血中酸素飽和度を測定できる?

パルスオキシメーターのセンサーは、光を照射して皮膚を通過させ、反対側から出てくる波長を測定する。赤血球は酸素が不足すると色が暗くなることから、センサーがその色を測定することによって、酸素飽和度をパーセンテージで表示することができる。

ただし、パルスオキシメーターを体のどこに取り付けるかによって、この測定値は変わってくる。フィットビットの新製品やApple Watchのような手首に取り付けるデバイスは、センサーに跳ね返ってきた光を測定している。これに対して指に取り付けるタイプのセンサーは、指先を通過する光を測定してデータを読み取る(入院中にセンサーを人差し指の先にテープで固定された経験がある人もいるだろう)。

このようなデバイスをもっている人は、説明書の指示にできるだけ従ってほしい(アップル、フィットビット、ガーミン、サムスンのデバイスでの測定方法については、各リンク先を参照)。それでも常に完璧なデータが得られるわけではないことは、頭に入れておく必要がある。

5.データはどのくらい正確?

センサーを適切な位置に装着していても、測定値はさまざまな要因の影響を受ける可能性がある。標準的な指先に取り付けるデバイスでない場合は、特にそうだ。

カリフォルニア大学サンフランシスコ校で呼吸生理学を研究するジョン・ファイナーは、「反射型のデバイスは精度が多少落ちる可能性があります」と指摘する。「一般的には、指先に光を通すタイプのほうが精度はやや高くなりますが、こうしたデバイスはどれも受光量、体温の低下、血流の影響を受けることがあります。さまざまな要素に影響される可能性があるのです」

このように値が不正確になる可能性があることから、アップル、フィットビット、ガーミンなどの企業は、ウェアラブル端末から得られる測定値は医療診断での利用を意図したものではないと強調し、強く注意を促している。

また、色や光の話が出てくることからもわかるように、肌の色がオキシメーターの測定値に影響することもある。それでもSpO2を測定したいという人は、より安定した測定値を得るための方法を試してほしい。

ウォータールー大学のモリタは、「わたしが個人で利用するなら、腕時計を装着したあとでリストバンドなどの黒いもので覆い、完全に密閉するでしょうね」と言う。「そして制御された条件でのみデータをモニターするようにします。例えば、寝室に行ってすべての照明を消してから、1時間に1回のペースで自分のSpO2を測定するといった具合にです」

日常的な健康管理のために酸素飽和度を定期的に測定する場合は、呼吸が通常のレベルにあるときに測定するのがお勧めだ。「わたしなら、走ったあとや料理をしたあと、あるいは家の周りを歩いたあとには、スマートウォッチから得た情報を採用しません。このような活動によってノイズが加えられるからです」と、モリタは言う。

6.もっといい方法は?

手首に取り付けるオキシメーターは精度に欠ける可能性があるが、だからといってまったく役に立たないというわけではない。医療分野のパルスオキシメーターを20年以上研究してきたファイナーは、家庭用電子機器でこうした機能が利用できるようになったことは大きな技術的進歩を示していると指摘する。

「例えば、集中治療室の患者が落ち着かず、データを測定しようとするといつも値が動いてしまうとしましょう。このような場合には、得られた値が妥当かどうか判断する必要があります。しかし、以前は判断する手段がありませんでした。いまはこのようなデバイスが実際にかなりの性能を発揮しています。これは実に素晴らしいことです」と、ファイナーは語る。

家庭用電子機器に搭載されたパルスオキシメーターの場合、本当に懸念すべきことは精度ではなく、表示されたデータをユーザーが解釈する方法だと、ファイナーとモリタは口を揃える。

「市場に出回っているウェアラブル製品が抱える最大の問題は、技術やセンサー、あるいは収集されたデータにあるのではありません。そのデータがユーザーにどのように表示されるのかという点にあります」とモリタは言う。

ある時点のSpO2値をすぐに確認できたとしても、その前後の状況といったコンテクストがなければそれほど役には立たない。結局、自分の酸素飽和度について心配な点がある場合は、医師に相談するのがいちばんなのだ。医師であれば、データを経時的に追跡し、その結果を意味のあるかたちで解釈できるだろう。

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