ヘモグロビン濃度と末梢灌流指標の関連性：貧血と血流の新たな視点

August 19, 2026 · 論文解説

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解説対象論文: Association between hemoglobin concentration and peripheral perfusion index in normovolemic patients: a prospective observational study
Journal of Clinical Monitoring and Computing｜被引用数: 0（2026年8月19日時点）

貧血は、酸素運搬能力を低下させる一般的な状態です。一方、末梢灌流指標（PI）は、パルスオキシメトリーから得られる非侵襲的な指標で、末梢組織への血流状態を反映します。これら二つの重要な生理学的パラメータが、どの程度関連しているのかについては、これまで十分に解明されていませんでした。本記事では、健常な血液量を持つ対象者におけるヘモグロビン濃度と末梢灌流指標の関係を調査した最新の研究論文を紐解き、その臨床的意義を探ります。

研究サマリー（FINER & PICO）

Feasible実施可能性	救急部門の対象者90名（貧血群45名、非貧血群45名）を対象とした前向き観察研究として実施可能です。
Ethical倫理面	倫理委員会承認済みであり、すべての参加者から書面によるインフォームドコンセントを取得しています。
Interesting面白さ	ヘモグロビン濃度が末梢灌流指標に独立して関連しているという、これまで不明瞭だった生理学的関連を明らかにします。
Novel新規性	正循環血液量を有する対象者において、ヘモグロビンと末梢灌流指標の独立した関連性を示すという点で新規性があります。
Relevant切実さ	貧血と末梢灌流を統合的に評価することの重要性を示唆し、臨床診断およびモニタリング戦略に新たな視点を提供します。
Measurable測定可能性	ヘモグロビン濃度と末梢灌流指標は、既存の臨床的測定方法とパルスオキシメトリーで客観的に測定可能です。
Modifiable派生・改善	ヘモグロビン濃度は、治療介入によって変更可能なため、末梢灌流指標への影響を検討することは臨床的に意義があります。
Structured文章構造	前向き観察研究デザイン、WHO基準による群分け、標準化された測定プロトコル、適切な統計解析が用いられています。
PICO / PECO対象・介入・比較・結果	P(正循環血液量の安定した成人救急対象者) I(貧血と非貧血の比較) C(非貧血群) O(末梢灌流指標とヘモグロビン濃度の関係)。

はじめに：末梢灌流指標（PI）とヘモグロビン（Hb）の関係

どうも、Beyond the Pixelです。非侵襲的なモニタリング技術の進歩は、対象者の快適性を高め、臨床的な経過観察を容易にしています。その中でも、末梢灌流指標（PI）は、パルスオキシメトリーから得られる重要な非侵襲的パラメータの一つです。PIは、循環血液量の評価、輸液反応性の予測、そして末梢循環の評価など、様々な臨床状況で研究されてきました。PIは、脈動性の赤外線信号と非脈動性の赤外線信号の比率として計算され、センサー部位の末梢血管床内の血液量の変化を反映します。理論的には、血液量そのものに加えて、末梢の脈動性血流量も反映するため、ヘモグロビン（Hb）レベルが低い対象者では、血圧に関わらずPIの低下が予想される可能性があります。貧血はヘモグロビン濃度と酸素運搬能力の低下を引き起こし、これが末梢灌流の信号に影響を与える可能性が理論的に考えられます。しかし、末梢灌流指標は本質的に酸素含有量を直接示すものではなく、血流に基づいたパラメータです。これまでの研究では、末梢灌流状態の変化が非侵襲的ヘモグロビン測定の精度に与える影響が評価されてきました。例えば、麻酔による血管拡張が末梢灌流指標を増加させ、同時に非侵襲的ヘモグロビン測定の精度を向上させることが示されています。また、別の研究では、パルスCOオキシメトリーによるヘモグロビン（SpHb）が、異なる灌流状態（輸液反応者、非反応者、低PI、高PIの状態）においても、臨床検査室でのヘモグロビン（Lab-Hb）と良好な相関を示すことが報告されています。本研究は、これまでの研究とは異なり、正循環血液量を有する対象者において、ヘモグロビン濃度と末梢灌流指標の間にどのような関係があるのかを明確にすることを目的としています。

研究方法の概要：正循環血液量を有する救急部門の成人対象者

本研究は、2025年1月から12月にかけて、トルコのトレーニング・研究病院の救急部門で実施された前向き観察研究です。研究の実施には、地元の倫理委員会からの承認を得ており、すべての参加者から書面によるインフォームドコンセントが取得されました。研究の対象となったのは、18歳から40歳までの成人救急部門の対象者です。疲労、めまい、頭痛、上気道感染症、消化器系の訴えなど、軽度の症状で臨床評価とルーチンの検査が必要な対象者（グリーントリアージ区分）が適格とされました。一方、異常なバイタルサイン、低循環血液量、慢性全身性疾患（貧血を除く）、不整脈、妊娠、末梢動脈疾患、測定前に静脈内または筋肉内鎮痛を必要とする急性疼痛、慢性的な投薬使用のある対象者は除外されました。「正循環血液量」の明確なゴールデンスタンダードは臨床文献には存在しないため、本研究では、低循環血液量の臨床的および血行動態的兆候がないこと、すなわち、正常な血圧と心拍数、起立性症状の欠如、粘膜乾燥や皮膚の弾力低下がないこと、研究測定前に静脈内輸液や輸血を必要としないこと、という臨床基準を用いて定義されました。参加者は、世界保健機関（WHO）の基準に基づき、貧血群（成人男性でヘモグロビン値が13g/dL未満、非妊娠成人女性で12g/dL未満）と非貧血群（正常ヘモグロビン値）の二つのグループに分けられました。各グループには45名ずつ、合計90名の対象者が含まれました。測定は、両グループの対象者ともに、5分間の安静期間後、仰臥位で自発呼吸をしている間に、製造元の指示に従って行われました。末梢灌流指標（PI）は、左示指に装着されたパルスオキシメトリープローブ（LNOP® Adt; Masimo Corporation）とMasimo Radical-7モニターを使用して測定されました。心拍数（HR）と経皮的動脈血酸素飽和度（SpO₂）も同じプローブで同時に記録されました。収縮期動脈圧（SAP）と拡張期動脈圧（DAP）は、右腕に巻かれた非侵襲的な動脈圧カフを使用して測定されました。統計解析は、シャピロ-ウィルク検定で連続変数の正規性を評価し、グループ間の比較にはスチューデントのt検定、マン・ホイットニーU検定、カイ二乗検定が用いられました。ヘモグロビン濃度とPI値の関連は、スピアマンの相関分析で評価されました。末梢灌流指標の独立した予測因子を特定するために、対数変換されたPIを従属変数とする多変量線形回帰分析が実施されました。このモデルには、ヘモグロビンレベル、年齢、性別、収縮期血圧、心拍数、体温といった臨床的に関連する変数が含まれ、p値が0.05未満の場合が統計的に有意とされました。

主要な研究結果：貧血対象者ではPIが低く、ヘモグロビンとの関連も明らかに

本研究には合計90名の対象者が含まれ、貧血群と非貧血群それぞれ45名ずつでした。貧血群は非貧血群と比較して、年齢の中央値が有意に高く（35歳 vs 30歳、p=0.01）、女性の割合も有意に高い結果でした（82.2% vs 60%、p=0.02）。バイタルサインに関しては、貧血群では収縮期血圧と拡張期血圧が非貧血群よりも有意に低い値を示しました（収縮期血圧: 117.2 ± 12.2 mmHg vs 125.8 ± 10.9 mmHg, p=0.003; 拡張期血圧: 69.3 ± 9.6 mmHg vs 76.1 ± 10.7 mmHg, p=0.003）。酸素飽和度と体温にも統計的に有意な差が見られましたが、心拍数には有意な差はありませんでした。予想通り、ヘモグロビンレベルは貧血群で有意に低い結果でした（中央値10.9 g/dL vs 14.5 g/dL, p<0.001）。また、ヘマトクリット、平均赤血球容積、平均赤血球ヘモグロビン濃度といった他の血液学的パラメータも、貧血群で有意に低い値を示しました（すべてp<0.001）。末梢灌流指標（PI）の値は、貧血対象者で非貧血対象者と比較して有意に低いことが判明しました（中央値2.1 vs 3.5, p<0.001）。研究対象者の基本的な人口統計学的特徴と臨床的パラメータの比較は

**Table 1.** Table 1 Comparison of baseline characteristics, hemoglobin and peripheral perfusion index values between groups Variables Non-anemic group (n = 45) Anemic group (n = 45)**解説:** この表は、貧血群（n=45）と非貧血群（n=45）における対象者のベースライン特性、ヘモグロビン値、および末梢灌流指標値の比較を示しています。年齢、性別、収縮期・拡張期血圧、酸素飽和度、体温、ヘモグロビンレベル、ヘマトクリット、平均赤血球容積、平均赤血球ヘモグロビン濃度、そして末梢灌流指標の各項目で、両グループ間の統計的有意差が示されています。

に示されています。相関分析の結果、ヘモグロビン濃度とPI値の間には中程度の正の相関が認められました（スピアマンの相関係数 r = 0.425, p < 0.001）。

**Table 2.** Table 2 Correlation between hemoglobin concentration and peripheral perfusion index Variable 1 Variable 2 R value P value Hemoglobin level Perfusion Index 0.425 < 0.001解説: この表は、ヘモグロビン濃度と末梢灌流指標の間の相関関係を示しています。両者の間には、スピアマンの相関係数（R値）0.425で、統計的に非常に有意な正の相関（P値 < 0.001）があることが示されています。

にこの相関分析の結果が示されています。多変量線形回帰分析では、潜在的な交絡因子を調整した後でも、ヘモグロビンレベルが末梢灌流指標と独立して関連していることが示されました（標準化ベータ係数 β = 0.306, p = 0.021）。非標準化係数では、ヘモグロビンが1 g/dL増加するごとに、対数変換されたPIが0.078増加することと関連していました（95%信頼区間: 0.012–0.143）。年齢、性別、収縮期血圧、心拍数、体温といった他の変数は、PIと有意な関連を示しませんでした。このモデル全体のPIに対する説明力は限定的でした（調整済み決定係数 R² = 0.069）。影響力の大きい観測値を除外した感度分析でも、一貫した結果が得られました。

**Table 3.** Table 3 Multivariable linear regression analysis of factors associated with peripheral perfusion index Variable B (95% CI) Stan dardized β**解説:** この表は、末梢灌流指標に関連する要因を特定するための多変量線形回帰分析の結果を示しています。ヘモグロビンは、P値0.021で統計的に有意に末梢灌流指標と関連していることが示されています。一方、年齢、性別、収縮期血圧、心拍数、体温は末梢灌流指標と有意な関連を示していません。

に多変量線形回帰分析の結果がまとめられています。

考察と臨床的意義：PIとHbは相互補完的な指標

本研究の主要な知見は、正循環血液量で血行動態が安定している対象者において、ヘモグロビンレベルがPIと独立して関連しているという点です。貧血対象者ではPI値が有意に低く、ヘモグロビン濃度とPIの間に中程度の正の相関が観察されました。さらに、この関連は潜在的な交絡因子を調整した後も有意であり、ヘモグロビンと末梢灌流の間に独立した関係があることを裏付けています。PIの測定は、脈動性の動脈血流によって生成される交流成分と、非脈動性の動脈血、静脈叢、周囲の軟部組織、骨から得られる直流成分の比率に基づいています。PIの主要な決定因子は心拍出量と全身血管緊張であり、PIは血管緊張の増加と逆相関することが知られています。これらの主要な決定因子に加えて、年齢、性別、身体の体位、疼痛、ストレス、体温などのいくつかの要因もPI値に影響を与える可能性があることがこれまでの研究で示されています。本研究では、グループ間でバイタルパラメータにいくつかの差が観察されましたが、これらの変数は多変量解析においてPIと独立した関連を示しませんでした。このことから、この集団におけるPIの変動にはヘモグロビンが寄与するものの、PIを単独で決定する要因ではないことが示唆されます。本研究は、貧血がPIの独立した決定因子であるかどうかを調査しました。この問いの根底にある生理学的メカニズムは次のように要約できます。ヘモグロビン濃度の低下は動脈血の酸素含有量を減少させ、これによって心拍出量の増加や末梢血管拡張といった代償的な心血管反応が誘発され、末梢血流が変化する可能性があります。また、貧血に関連する血液粘度の変化も微小循環の動態をさらに調節する可能性があります。さらに、光電脈波信号が血液と周囲組織による光吸収を通じて生成されるため、ヘモグロビン濃度の変動が信号の振幅に影響を与えることは直感的に理解できるかもしれません。さらに、非侵襲的ヘモグロビンモニタリングを評価する研究の証拠は、これらの測定が末梢灌流の影響を受けることを示唆しています。例えば、上腕神経叢ブロックが麻酔された腕のPI値を増加させ、侵襲的ヘモグロビンレベルが変化しないにもかかわらず、容積脈波によるヘモグロビン測定値（SpHb）の増加を伴うことを実証しました。同様に、PIとSpHbと総ヘモグロビン（SpHb-tHb）の差との間に中程度の相関を報告し、灌流に関連する変化が容積脈波によるヘモグロビン測定に影響を与えることを示しています。これまでの研究が主にヘモグロビン測定精度に対する灌流の影響に焦点を当てていたのに対し、本研究の結果は、ヘモグロビン濃度自体が末梢灌流信号と関連している可能性を示唆しています。PIは本質的に血流に基づいたパラメータですが、ヘモグロビンとPIの間に観察された関連は、ヘモグロビン濃度が血液粘度の変化や微小循環血流などのメカニズムを通じて、末梢灌流の動態に寄与する可能性があることを示しています。しかし、回帰モデルの持つ説明力が比較的限定的であったこと（調整済み決定係数R²=0.069）は、PIがヘモグロビン単独ではなく、さまざまな生理学的要因に影響される多因子的なパラメータであることを示唆しています。重要な点として、影響力の大きい観測値を除外した後の感度分析でもヘモグロビンとPIの関連は一貫しており、本研究の知見の堅牢性を裏付けています。この区別は、貧血とPIの関係を解釈する上で重要です。ヘモグロビン濃度は理論的に光学信号の吸収に影響を与える可能性がありますが、PIはヘモグロビン含有量や酸素運搬能力を直接定量化するものではありません。むしろ、PIは末梢循環の血流に関連する特性を反映するものです。したがって、ヘモグロビンとPIは相互に関連しながらも、異なる生理学的パラメータであり、それぞれが補完的な臨床情報を提供するものとして考慮されるべきです。本研究の知見は、PIがヘモグロビン測定の代わりになる、あるいはその逆であることを示唆するものではありません。ヘモグロビンは血液の酸素運搬能力を反映するのに対し、PIは末梢血管灌流の適切さを反映する血流ベースの信号です。したがって、対象者は代償的な血行動態の状態に応じて、ヘモグロビンが正常でもPIが低い場合や、貧血でもPIが保たれている場合があります。本研究で特定された関連性は、ヘモグロビン濃度がPIの変動に寄与するいくつかの生理学的要因の一つであることを示しており、PIが臨床意思決定においてヘモグロビン測定の代わりになるというわけではありません。先行研究の知見も、ヘモグロビン濃度と末梢灌流の概念的な分離をさらに裏付けています。大規模な多施設共同コホート研究では、貧血単独ではPI値が保たれている場合には有害な転帰と関連していませんでした。しかし、貧血と低PIの併存は、術後の罹患率と死亡率の有意な増加と関連していました。これらの結果は、PIが貧血対象者のリスク修飾因子として機能し、ヘモグロビン濃度を直接反映するのではなく、末梢灌流の適切さを反映することを示唆しています。本研究の結果は、この概念と一致しており、さらに、制御された正循環血液量集団においてヘモグロビンレベルとPIの間に直接的な関連があることを示すことで、その概念を拡張するものです。また、PIを組織灌流の絶対的な指標として解釈すべきではありません。PIは個体間の変動が大きく、分布が偏っているため、単一のPI測定値だけでは末梢灌流を正確に特徴付けるには不十分である可能性があります。むしろ、PIは全体の臨床状況の中で解釈されるべきであり、可能な限り毛細血管再充満時間、皮膚温度、血清乳酸値、中心末梢温度差などの補完的な灌流マーカーと組み合わせて、組織灌流のより包括的な評価を提供することが推奨されます。

研究の限界と今後の展望

本研究にはいくつかの限界があります。まず、計画されたサンプルサイズは達成されたものの、研究は比較的若く、正循環血液量で血行動態が安定した均質な集団で実施されたため、高齢者、併存疾患のある対象者、または循環状態が障害されている対象者への知見の一般化は制限される可能性があります。次に、本研究の分析は、対象者一人につき一時点での単一のPI測定値に依存しているため、時間の経過に伴う個人内の傾向を評価することはできませんでした。第三に、標準化された測定条件が適用されたものの、PIは周囲温度、交感神経緊張、疼痛認識など、さまざまな生理学的および環境的要因によって影響を受けることが知られており、これらを完全に制御することはできませんでした。第四に、PIは健常なボランティアと重症な対象者の両方で、かなりの個人差と著しく偏った分布を示すことが知られており、固定された絶対値としての解釈が制限されます。したがって、提案された閾値よりも低い単一のPI測定値は、灌流障害の早期警告サインとしてのみ考慮されるべきであり、確定的な診断カットオフではありません。第五に、PIは毛細血管再充満時間、乳酸値、中心静脈酸素飽和度といった他の確立された組織灌流指標と組み合わされていません。このような多角的な灌流評価を組み込むことは、PI単独よりも包括的で臨床的に堅牢な組織灌流の評価を提供する可能性があり、これは今後の重要な研究方向性を示しています。第六に、測定時に標準化された疼痛スケールを用いた疼痛評価は行われませんでした。ただし、研究プロトコルに従い、著しい疼痛のために静脈内または筋肉内鎮痛を必要とする対象者は除外されています。それでも、標準化された疼痛評価がないことは、疼痛がヘモグロビン濃度とは独立して灌流指標に影響を与えた可能性があるため、残余交絡の原因となった可能性があります。最後に、本研究は単一施設で行われたものであり、その結果は慎重に解釈されるべきです。これらの知見を確認し、拡張するためには、より広範な対象者集団を含む大規模な多施設共同研究が必要です。

まとめ

結論として、ヘモグロビンレベルは、正循環血液量で血行動態が安定している対象者において、末梢灌流指標と独立して関連しています。PIは主に末梢循環の血流に関連する特性を反映しますが、ヘモグロビン濃度はその変動に寄与するようです。これらの知見は、貧血と末梢灌流が相互に関連しながらも明確に異なる生理学的側面を表しており、臨床実践において共に評価されるべきであることを示唆しています。

用語集

末梢灌流指標 (PI): パルスオキシメトリーから得られる非侵襲的な指標で、末梢組織への血流量の変化を反映します。
ヘモグロビン (Hb): 赤血球に含まれるタンパク質で、体中に酸素を運ぶ役割を担います。
正循環血液量 (Normovolemic): 循環血液量が正常な状態を指します。
血行動態安定 (Hemodynamically stable): 血圧や心拍数などの循環動態が安定している状態を指します。
パルスオキシメトリー: 指などにセンサーを装着し、動脈血酸素飽和度や脈拍数を非侵襲的に測定する装置です。
貧血: 世界保健機関（WHO）の基準に基づき、男性ではヘモグロビン濃度が13g/dL未満、非妊娠女性では12g/dL未満の状態を指します。
多変量線形回帰分析: 複数の要因（変数）が特定の指標にどのように影響するかを統計的に評価する手法です。
スピアマンの相関分析: 二つの変数間の関係の強さと方向を測る非線形な統計手法です。
調整済み決定係数 (Adjusted R²): 回帰モデルがどれだけ目的変数を説明しているかを示す指標で、モデルに投入される変数の数に応じて調整されます。
ゴールデンスタンダード: ある分野において、最も信頼性が高く、標準とされている手法や基準のことです。