可視近赤外分光法を用いた段階的低酸素血症時の非侵襲的細胞酸素化測定

Noninvasive Cellular Oxygenation Measurement During Graded Hypoxia Using Visible-Near-Infrared Spectroscopy.

• Lorilee S L Arakaki
• Wayne A Ciesielski
• D Michael McMullan
• Kenneth A Schenkman

抄録

重篤な患者では、細胞内 pO の直接の知識は、長期化すると臓器不全につながる細胞性低酸素症を識別することができます。我々は、細胞内pOに直接関連するミオグロビン飽和度を皮膚表面から非侵襲的に測定する可視近赤外光学系を開発した。我々は、低レベルの触発酸素（=5）からの段階的な低酸素の動物モデルを使用して、低細胞内のpOが高い定常状態の血清乳酸値と相関していることを検証しました。さらに、動脈血と筋細胞内の細胞間の pO 勾配は、酸素濃度 21%では 83mm Hg であったが、酸素濃度 8%では 24mm Hg に低下した。骨格筋における連続的なミオグロビン飽和度測定は、経時変化にラグがなく、脳の酸素化と同じ傾向を示し、全身の酸素化の測定値としての妥当性を実証した。

In critically ill patients, direct knowledge of intracellular pO would allow for identification of cellular hypoxia, which when prolonged leads to organ failure. We have developed a visible-near-infrared optical system that noninvasively measures myoglobin saturation, which is directly related to intracellular pO, from the surface of the skin. We used an animal model of graded hypoxia from low levels of inspired oxygen ( = 5) and verified that low intracellular pO is correlated with high steady-state serum lactate values. In addition, the pO gradient between arterial blood and inside muscle cells was 83 mm Hg at 21% O, but fell to 24 mm Hg at 8% O. Continuous myoglobin saturation measurement in skeletal muscle displayed the same trends as cerebral oxygenation with no lag in changes over time, demonstrating its relevance as a measure of systemic oxygenation.