JP2000083933A - 生体組織中吸光物質濃度測定装置 - Google Patents

生体組織中吸光物質濃度測定装置

Info

Publication number
JP2000083933A
JP2000083933A JP11065489A JP6548999A JP2000083933A JP 2000083933 A JP2000083933 A JP 2000083933A JP 11065489 A JP11065489 A JP 11065489A JP 6548999 A JP6548999 A JP 6548999A JP 2000083933 A JP2000083933 A JP 2000083933A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
living tissue
concentration
ratio
wavelengths
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11065489A
Other languages
English (en)
Inventor
Takuo Aoyanagi
卓雄 青柳
Masayoshi Fuse
政好 布施
Shiyoutai Sha
承泰 謝
Michio Kanemoto
理夫 金本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Koden Corp
Original Assignee
Nippon Koden Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Koden Corp filed Critical Nippon Koden Corp
Priority to JP11065489A priority Critical patent/JP2000083933A/ja
Priority to US09/356,521 priority patent/US6230035B1/en
Publication of JP2000083933A publication Critical patent/JP2000083933A/ja
Priority to US09/692,044 priority patent/US6671526B1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/1455—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters
    • A61B5/14551—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters for measuring blood gases
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/1455—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters
    • A61B5/14551—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters for measuring blood gases
    • A61B5/14552—Details of sensors specially adapted therefor

Abstract

(57)【要約】 【課題】 生体組織中吸光物質の濃度比を精度良く測定
すること。 【解決手段】 パルスオキシメータの光照射部３は光散
乱板６を備えている。生体組織には散乱光が照射され
る。さらに入射面の径は受光面の径よりも十分に大とさ
れている。これにより２つの波長についての減光度の変
化分の比Φを表す理論式中の組織項は波長に依存しない
ものとなる。デジタル処理部１０は、この式に、測定し
たΦを代入してなる連立方程式に基づいて酸素飽和度を
求める。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、生体組織の透過光
または反射光の光強度に基づいて、組織中の複数の吸光
物質の濃度比を測定する生体組織中吸光物質濃度の測定
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の測定技術の例として、パルスオ
キシメトリがある。それは生体組織の透過光の脈動を利
用して動脈血の酸素飽和度を無侵襲的に測定するもので
ある。パルスオキシメトリは従来、２波長の光を生体組
織に照射してそれぞれの透過光L1,L2 の脈動を求めこれ
に基づいて生体組織の減光度の変化分ΔA1, ΔA2を求
め、更にこれに基づいて血液の酸素飽和度SaO2を計算す
る装置である。ここで、ΔA1, ΔA2からSaO2を求めるに
は、まずΦ12= ΔA1／ΔA2を求める必要がある。そし
て、Φ12をSaO2に換算するには、人体実測により得られ
るΦ12とSaO2の関係に基づいて行っていた。この原理は
動脈血中のあらゆる吸光物質の測定にも応用できるもの
であるので、一般的にパルスフォトメトリと呼ばれ、す
でに色素希釈曲線の測定に用いられている。
【０００３】この種の測定技術としてはまた、近赤外分
光測定法（ＮＩＲＳ）がある。それは生体組織の透過光
に基づいて組織中の動脈血と静脈血とをあわせた平均的
な酸素飽和度を無侵襲的に測定する。これはまた、血液
以外の組織中の吸光物質、例えばチトクロムやミオグロ
ビンについての測定にも応用されている。近赤外分光測
定法においては、各波長の光強度の測定値を、光散乱に
関する理論式に代入することによって、目的とする値を
得ている。この理論式は今日において各種のものが提案
されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような生体組織中
の複数の吸光物質の濃度比の測定、あるいは血中の複数
の吸光物質の濃度比の測定、を無侵襲に行う場合には多
くの誤差要因がある。例えば、パルスオキシメトリにお
いては、従来２波長が用いられているが、その測定対象
であるＳａＯ2 の他にも、測定の都度異なるものとして
生体および測定系に起因する多くの要因があるので、こ
れによってＳａＯ2 の測定値は誤差を含むことになる。
【０００５】それらの影響を排除して精度の良い測定を
行うには、用いる光波長を増やし、それに伴って計算式
の数を増やして、それらを連立方程式として解くことが
必要である。また、血液中に他の吸光物質が含まれてい
る場合には、それによる誤差を防ぐため、およびその吸
光物質の濃度の測定のために、より多くの波長を用いる
ことが必要になる。このための計算式は理論的に妥当で
なくてはならないし、また実用的観点から簡単なもので
あることが好ましい。
【０００６】ところで、生体は、その組織もまたその主
要な吸光物質である血液も、光散乱性である。そして、
光散乱性試料の光学的測定には多くの要因が関与してい
る。従って、簡単な光学系と簡単な計算式とによって生
体組織中の吸光物質を正しく測定することは困難であ
る。例えば、光散乱は短い波長において強く生じるか
ら、生体組織に入射した平行光が組織内を進行するにお
いて、その散乱度を次第に増すと共に、その光路は波長
によって異なったものになる。このことを考慮しなくて
は高い測定精度は得られないし、そのためには計算式は
複雑なものとなる。
【０００７】また、近赤外分光測定法（ＮＩＲＳ）にお
いては、各種の手法が行われているが、今日ではまだ十
分に信頼できるものが実現していない。これも、生体が
光散乱性であることによる問題の難しさを示すものであ
る。
【０００８】本発明の目的は、生体組織に装着する光学
的測定系の構造について工夫をすることによって、光散
乱のある測定系が比較的簡単な理論式で表されるように
し、これによって計算を簡単にし、かつ精度の良いもの
にすることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の原理を説明す
る。空は光吸収物質を持たないが条件によって青く見え
たり赤く見えたりする。その原因は空気中に極めて稀薄
に存在する微粒子によって波長依存性のある光散乱が生
じているからである。一方、雲が白い原因は光吸収をし
ない微粒子が密に存在して光が多重散乱して、光散乱に
波長依存性が無くなっているからである。このように、
散乱に波長依存性がないことは光散乱性試料の内部の光
吸収物質を測定する上で好都合である。この様な理由
で、本発明では測定対象である生体組織に散乱光を照射
することを前提としている。
【００１０】多重散乱の場における減光度の理論式を導
いたのは、シャスター(A.Schuster)である。この理論の
概要を次に述べる（参考文献、Arther Schuster:Radiat
ionthrough a foggy atmosphere. Astrophysical Journ
al 21(1),1-22(1905)）。
【００１１】シャスター理論が対象とする試料は、散乱
が十分に強いことによって散乱に波長依存性がない、と
いうものである。また、シャスター理論におけるモデル
は、入射光は散乱度の十分大きい散乱光であり、十分に
広い面に均一に入射していることを前提としている。
【００１２】これによれば、次の式が成立する。 Iin/Iout=Pexp(QD)-(P-1)exp(-QD) ただし、Q=｛K(K+2B) ｝1/2 、P= (1+a)2 /4a 、a=｛K/
(K+2B)｝1/2 ，Iin=入射光強度、Iout= 透過光強度、K=
吸収係数、B=散乱係数、である。
【００１３】吸光が十分に大であり、かつQDが十分に大
ならば、Iin/Iout=Pexp(QD) 、従って減光度A は、A=ln
(Iin/Iout)=lnP+QD である。ＮＩＲＳの場合はこの式が
基になる。またパルスフォトメトリでは次の様になる。
試料の厚みD がΔD だけ変化した場合の減光度変化ΔA
は、ΔA=Q ・ΔD=｛K(K+2B) ｝1/2 ・ΔD である。この
ように、減光度と吸光度との関係式も、また、減光度変
化分と吸光度との関係式も、ともに光波長に依存するも
のは吸収係数のみであり、これは既知の値とすることが
できるので、実用上で好都合である。
【００１４】また、もし吸光がないならば、Iin/Iout=1
+BD 、従って減光度は、A=ln(Iin/Iout)=ln(1+BD) であ
る。厚みD がΔD だけ変化した場合の減光度変化は、
ΔA=Δln(Iin/Iout)=ln ｛1+B(D+ΔD)｝- ln(1+BD)= ln
［｛1+B(D+ΔD)｝／(1+BD)］=ln[ 1+BΔD ／(1+BD)］ 厚みが十分大ならばΔA=ln1=0 となる。この様に、吸光
がない場合の減光度の光波長特性は平坦なものになる。
【００１５】従って、シャスター理論に基づいて散乱性
試料中の吸光物質の測定を行うには、測定系は次の条件
を満足するものであることが必要である。 （１）無吸収減光は波長依存性がないこと。 （２）吸収減光と吸収係数との関係は上記の理論式に合
致すること。
【００１６】上記条件（１）を考える。光散乱性試料に
平行光が入射した場合に、光が試料中を進行するにつれ
て光の散乱度は増す。従って平行光が十分な散乱光にな
るまでにはある厚みを通過することが必要であり、その
途中における光路は波長依存性である。従って散乱の波
長依存性を完全になくするためには、測定対象の表面上
における入射光の散乱度を十分に大にすることが必要で
ある。
【００１７】上記条件（１）を満足させるための前記の
方法の有効性を示すための実験的方法について述べる。
【００１８】分光光度計に積分球を組み込んで、試料と
して牛乳を厚み1mm,2mm,3mm,4mm,5mm のセルに入れて測
定する。セルの高さおよび幅は6mm とした。厚み増加分
ΔD=1mm毎の減光度増加分ΔAを求め、これから減光率Z=
ΔA／ΔDを求めた。Z は図１０に示すようになる。すな
わち、試料の厚みが大になって試料内部の光散乱が強く
なるに従ってZ が減少すると共に、その波長依存性が減
少する。なお、この測定で対象とした牛乳は３種類であ
って、脂肪％が、0%、4.2%、18% のものである。測定波長
は図示のように、600nm,700nm,800nm であるが、このよ
うな波長を選んだ理由は、より短波長では牛乳中の脂肪
分の吸光があるからであり、またより長波長では水の吸
光が大きいからである。
【００１９】上記条件（２）を考える。吸収減光におい
ては、散乱によって吸光物質中の光路長が増加し、これ
のせいで吸光が増加する。この増加率は前記の式で示さ
れるように、散乱係数が一定として、吸光係数が大であ
るほど小であって、吸光と減光との関係は曲線を示す。
もし散乱がないならばB=0 であって、光路長の増加はな
く、吸光と減光との関係は直線を示し、その傾斜は散乱
がある場合に比して緩いものとなる。散乱が大になるに
つれて光路長の増加が生じるとともに、傾斜と湾曲は強
くなり、ある極限の曲線に漸近する。この極限が前記の
吸収減光の理論式の示すものであって、そこにおいては
吸光と減光とは１対１に対応する。しかし従来の測定系
では、前記の２条件が満たされていなかったので、シャ
スター理論による測定の精度はよくなかった。
【００２０】前記の条件（２）を満足させるためになす
べきことは、入射光に関する前述の条件を満たすことの
ほかに、生体組織上の光照射範囲の面積を、生体組織上
の受光範囲の面積に対して十分に大にすることである。
ただし、この場合に光照射範囲内の光強度はほぼ均一で
あることを前提としている。このようにすれば、試料中
を十分にかつ均一に散乱した光を測定することになるの
で、シャスター理論の前提が満たされ、正しい測定がで
きる。
【００２１】条件（２）を満足させる別の方法として
は、前記とは逆に、生体組織上の光照射範囲の面積に対
して、生体組織上の受光範囲の面積を十分に大にしても
よい。その理由を模式図を用いて説明する。図５
（ａ），（ｂ）はいずれも、測定対象に密着して入射窓
および透過窓を設定し、これに光を入射した場合の光路
を模式的に示す。図５（ａ）は入射窓径が透過窓径より
十分に大の場合であり、図５（ｂ）は透過窓径が入射窓
径より十分に大の場合である。（ａ）において、各入射
光線は対象の内部を通過する途中で広がる。その一部分
づつを集めたものが受光される。（ｂ）においては、入
射光線が対象の内部を通過する途中で広がって、そのす
べてが受光される。（ｂ）において受光される光線の光
路は、（ａ）において受光される光線の光路と、方向は
逆であるが同じ形のものである。従って、（ｂ）の光学
系で得られる測定結果は、（ａ）の光学系で得られる測
定結果と同じはずである。図では（ａ）の透過窓および
（ｂ）の入射窓を極めて小に描いているが、これはわか
りやすいためであって、それぞれがもっと大であって
も、前記の条件が満たされている限りは、上記の結論が
成立する。なお、実用上では（ａ）より（ｂ）の方が受
光エネルギーが大になるので有利である。
【００２２】次に、条件（２）を満足させるための前記
の方法の有効性を示すための実験的方法について述べ
る。この実験に用いた装置は、分光光度計に積分球が組
込まれたものである。図６にその要部の構成を示す。分
光光度計のモノクロメータから出た単一の波長の光は試
料に照射され、それの透過光が積分球２６に入り、積分
球内で均一に分布し、積分球内部の光強度が測定され
る。この光線の中心的経路が、図の中央を通る直線であ
る。生体組織に相当するものは図の試料２４である。こ
れは、乳白色アクリルの１ｍｍ板を重ねたものである。
この物質の散乱減光特性は生体組織に近い。試料の入射
側の面に散乱板２３を密着させた。これにより試料の入
射光を散乱光にする。試料の透過側は、透過窓２５を密
着させ、これによって試料の所定の面積内の透過光だけ
が積分球２６に入射して測定されるようにした。この積
分球２６の窓は透過窓２５より十分に大にしている。光
の照射には、モノクロメータからの光を凹レンズ２７で
所要の大きさにして、これと散乱板２３との間に置いた
入射窓２２で限定された範囲を照射する。
【００２３】試料の枚数を１枚増加すればこれは試料の
厚みの１ｍｍ増加でありこれをΔDとする。それによる
透過光の減衰に基づいて、厚み増加分の減光度ΔA を計
算する。両者の比が減光率Z=ΔA/ΔD である。これをモ
ノクロメータの波長を変化させて、400-900nm について
測定した。
【００２４】試料が乳白色アクリルである場合には、こ
の波長域では光吸収がないから得られるものは無吸収減
光である。これは散乱板がない場合には左上がりであ
る。その原因は光が短い波長において散乱しやすいから
である。散乱板があると左上がりが弱くなる。散乱板が
１ｍｍ厚みの白色アクリル板である場合には減光率の波
長特性はほぼ平坦になる。これは入射窓、透過窓、など
の大きさによらない。なお、光を散乱板に通過させる
と、散乱板による光減衰が生じるが、その一方で、入射
光が散乱光である方が試料の減光度は低くなるから、散
乱板の減光度分だけ全体の減光度が増すのではない。
【００２５】試料とする乳白色アクリル１ｍｍ板のそれ
ぞれに透明な色フィルムを張り付けた場合には、光吸収
は波長によって異なるから、これによって光吸収と吸収
減光との関係を求めることができる。この場合に、散乱
板は白色アクリル１ｍｍ板を用いることにより、試料の
入射光を十分な散乱光にした。光吸収を横軸にとり、吸
収減光を縦軸にとると、図７〜９のような関係が描け
る。dA12、dA23は、それぞれ、試料を１枚から２枚に増
加した場合、および２枚から３枚に増加した場合、の減
光度の増加分を示す。なお、分光器の雑音が少し重畳し
ている。
【００２６】図７は、入射窓４ｍｍφ、透過窓６ｍｍ
φ、（面積比２．２）の場合である。吸光の変化に対す
る減光の変化は、dA12とdA23とにおいてほぼ等しいが、
dA23の方がわずかに、立上りが急峻かつ湾曲が強くて、
２枚目と３枚目との測定値が一致しないことがわかる。
図８は、入射窓１２ｍｍφ、透過窓６ｍｍφ、（面積比
４）の場合であって、dA12、dA23、は完全に一致してい
る。図９は、入射窓６ｍｍφ、透過窓１２ｍｍφ、（面
積比４）の場合であって、これもdA12、dA23、は完全に
一致している。
【００２７】このようにして、生体組織の測定において
シャスター理論の前提が満たされるためには、生体組織
の照射面積を生体組織の受光面積の少なくとも２倍以上
にするか、または生体組織の受光面積を生体組織の照射
面積の少なくとも２倍以上にすることが必要であること
がわかる。
【００２８】そこで請求項１の発明は、生体組織に複数
波長の光を照射して、その透過光または反射光を受光し
て、その光強度を電気信号に変換して、これに基づいて
生体組織中の複数の吸光物質の濃度比を計算する装置に
おいて、組織上の照射光の散乱度が十分に大であるよう
に構成された光照射部と、無吸収減光度は波長によらず
等しいとして、複数の吸光物質の濃度比を計算する濃度
比計算部と、を具備することを特徴とする。
【００２９】請求項２の発明は、請求項１に記載の装置
において、前記濃度比計算部は、前記各波長についての
血液以外の組織に関する項を等しいとする理論式を用い
て複数の吸光物質の濃度比を計算することを特徴とす
る。
【００３０】請求項３の発明は、請求項１または２に記
載の装置において、前記濃度比計算部は、透過光強度の
脈動分に基づいて生体組織の減光度の変動分を求め、こ
れに基づいて複数の吸光物質の濃度比を計算することを
特徴とする。
【００３１】請求項４の発明は、請求項１乃至３のいず
れかに記載の装置において、前記濃度比計算部は、前記
光照射部により照射された光の生体組織の透過光または
反射光の脈動からｎ個の波長について減光度変化分ΔA
1, ΔA2, …ΔAnを求める減光度変化分検出手段と、こ
の減光度変化分検出手段により求められたｎ個の減光度
変化分ΔA1, ΔA2, …ΔAnから予め決定された２つの組
み合わせの減光度変化分（ΔAi, ΔAj）のｍ組について
それぞれにその比Φijを求める変化分比検出手段と、前
記減光度変化分は血液の減光度変化分と血液以外の組織
の減光度変化分との差であるとして前記各波長について
の血液以外の組織に関する項が等しいとするｍ個の連立
方程式と、前記変化分比検出手段が求めたｍ個のΦij
と、に基づいて酸素飽和度またはその他の血中吸光物質
の濃度比を演算する演算部と、を具備することを特徴と
する。
【００３２】請求項５の発明は、請求項１乃至４のいず
れかに記載の装置において、前記光照射部は、光散乱板
と、この光散乱板を介して光を生体組織に照射する光源
とを具備することを特徴とする。
【００３３】請求項６の発明は、請求項１乃至４のいず
れかに記載の装置において、前記光照射部は、反射面を
有する反射板と、光散乱板と、前記反射面および前記光
散乱板を介して光を生体組織に照射する光源とを具備す
ることを特徴とする。
【００３４】請求項７の発明は、請求項１乃至６のいず
れかに記載の装置において、前記生体組織上の光照射範
囲に対して、前記生体組織上における透過光または反射
光の受光範囲を十分に大きく、または十分に小さく、し
たことを特徴とする。
【００３５】請求項８の発明は、請求項７に記載の装置
において、前記生体組織上の実質的な光照射範囲の面積
と、前記生体組織上の実質的な受光範囲の面積とは、１
対２以上の差または２対１以上の差があることを特徴と
する。
【００３６】請求項９の発明は、請求項５乃至８のいず
れかに記載の装置において、光散乱板は白色のアクリル
板であることを特徴とする。
【００３７】
【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態のパル
スオキシメータを説明する。まず、本実施の形態の原理
を説明する。血液の厚み変化ΔDbによる減光度の変化分
ΔAbの理論式は、シャスター理論に基づいて次のように
書くことができる。その詳細は次の論文に述べられてい
る：青柳卓雄；血液減光の理論的実験的検討；医用電子
と生体工学 30(1),pp1-7(1992)。
【００３８】 ΔAb={Eh(Eh+F) }1/2 *Hb ΔDb (1) ここで Eh=SEo+(1-S)Er (2) Eoは酸化ヘモグロビンの吸光係数、Hbはヘモグロビン濃
度、ΔDbは血液の実質的な厚さの変化分、F は血液の散
乱係数である。S は動脈血の酸素飽和度SaO2、Eoは酸化
ヘモグロビンの吸光係数、Erは還元ヘモグロビンの吸光
係数である。
【００３９】血液を除く組織を純組織と呼ぶことにす
る。純組織中の光吸収物質は、その一つは水であるが、
これは光波長を適当に選べば吸光は十分に小とみなせ
る。その他の吸光物質は血液の光吸収に比べれば十分に
小とみなせる。従って純組織においては吸光はないもの
と近似する。純組織の厚み変化ΔDtによる減光度の変化
分ΔAtは次式で表される。 ΔAt=Zt*ΔDt (3) ここで、Ztは組織の減光率である。生体組織中には動脈
血があり、それは脈動しているから、組織内の血液の実
質的な厚みは周期的に変化している。またこれの影響で
純組織の実質的な厚みも周期的に変動しており、これは
多くの場合に血液とは逆方向である。従って、血液を含
む組織の全体的な減光度の変化ΔA は、血液の減光度変
化ΔAbと純組織の減光度変化ΔAtとの差となる。従って
次のように書ける。 ΔA=ΔAb- ΔAt ={Eh(Eh+F) } 1/2 *Hb ΔDb- Zt* ΔDt (4)
【００４０】ここで、３つの波長λ1 、λ2 、λ3 につ
いての生体組織の減光度の変化分の相互の比を求める。
波長λ1 、λ2 では、その比は次のように表わされる。 Φ12= ΔA1／ΔA2 = [{Eh1(Eh1+F) }1/2 *Hb ΔDb- Zt1*ΔDt] /[{Eh2(Eh2+F) }1/2 *Hb ΔDb- Zt2*ΔDt] (5) ここで、Ex1=(Zt1* ΔDt)/(Hb*ΔDb) (6) Ex2=(Zt2* ΔDt)/(Hb*ΔDb) (7) とおくと、(5) 式は次のようになる。 Φ12= ΔA1／ΔA2 = [{Eh1(Eh1+F) }1/2 - Ex1]/[{Eh2(Eh2+F) } 1/2 - Ex2] (8) 同様に、波長λ2 、λ3 では、その比は次のように表わ
される。 Φ32= ΔA3／ΔA2 = [{Eh3(Eh3+F) }1/2 - Ex3]/[{Eh2(Eh2+F) } 1/2 - Ex2] (9)
【００４１】上記の式におけるZt1,Zt2,Zt3,はいずれも
無吸収減光である。本発明の測定系によれば無吸収減光
は波長によらない。従って、Ex1,Ex2,Ex3,は等しいか
ら、これらをExを書くことにする。従って、(8) 式、
(9) 式は次のようになる。 Φ12= ΔA1／ΔA2 = [{Eh1(Eh1+F) }1/2 - Ex]/[{Eh2(Eh2+F) }1/2 - Ex] (10) Φ32= ΔA3／ΔA2 = [{Eh3(Eh3+F) }1/2 - Ex]/[{Eh2(Eh2+F) }1/2 - Ex] (11) 但し、Ehi=SEoi+(1-S)Eri （添字i=1,2,3 は波長λ1 、λ2 、λ3 にそれぞれ 対応するものであることを示す） (12)
【００４２】この連立方程式において、Φ12、Φ32は、
減光度の変化分ΔA1, ΔA2, ΔA3を測定すれば、求める
ことができ、Eoi,Eri,F は既知とすることができるから
未知数はS,Exの２つとなり、この連立方程式を解けばS,
Exを求めることができる。
【００４３】以上の原理により構成された本発明のパル
スオキシメータの全体構成を図１に示す。この装置は、
プローブ１と装置本体２とから成る。
【００４４】プローブ１は、散乱光を発生する光照射部
３と、受光部４とから成る。光照射部３は、LED から成
る光源５と、この光源５の光を散乱させる光散乱板６を
備えている。図２に光照射部３の具体的な構成を示す。
この図に示すように、光源５の３個のLED は、ハウジン
グ５Ａの開口部に対向する内壁面に取り付けられてお
り、その開口部に光散乱板６が嵌合している。３個のLE
D は、それぞれ異なる波長λ1,λ2,λ3 の光を発生する
ものである。光散乱板６としては厚さ１ｍｍの白色のア
クリル板が好適である。図１に示すように光照射部３と
受光部４は対向する状態に配置されている。ここで入射
面は受光面よりも十分に大とされており、少なくとも両
者の径は２対１以上に開きがあるように構成されてい
る。またプローブ１は、これら光照射部３と受光部４を
生体組織（例えば指先や耳朶）に密着させるように保持
する保持手段（図示せず）を備えている。一方、受光部
４は、フォトダイオードから成り、光照射部３からの光
を受け取り、電気信号に変換するものである。
【００４５】装置本体２は、アナログ処理部７、Ａ／Ｄ
変換部８、光源駆動部９およびデジタル処理部１０を備
えている。アナログ処理部７は、受光部４の出力信号の
ノイズ除去や増幅を行なう回路であり、Ａ／Ｄ変換部８
は、アナログ処理部７の出力信号をデジタル信号に変換
する回路である。光源駆動部９は、光源５のLED を駆動
する回路である。デジタル処理部１０は、コンピュータ
により構成され、演算制御を行なうＣＰＵ（中央処理装
置）と、処理プログラムと必要なデータが書き込まれる
メモリと、外部との信号の授受を行なうための入出力イ
ンタフェースを備えている。このデジタル処理部１０は
機能ブロックで示すと図１のようになり、Ａ／Ｄ変換部
８の出力からΦを計算するΦ計算部１１、このΦ計算部
１１が求めたΦに基づいて動脈血の酸素飽和度SaO2を求
める変換部１２および本装置全体を制御する制御部１３
から成る。この様にして得られたSaO2の値は通常はSpO2
と表記される。
【００４６】次にこのように構成された本装置の動作を
説明する。図３はデジタル処理部１０が行なう処理のフ
ローチャートである。この図を参照して説明する。
【００４７】本装置が動作開始となると、光照射部３は
散乱光を生体組織に照射する。そしてデジタル処理部１
０は、Ａ／Ｄ変換部８からのデータの取り込みを開始す
る（ステップ１０１）。ここで得られるのは３波長λ1,
λ2,λ3 の光による生体組織の透過光データである。
【００４８】次に、３波長それぞれの減光度の変化分Δ
A を求める（ステップ１０２）。生体組織の透過光は脈
動しており、その最大値をL,その最小値をL-ΔL とする
と、減光度の変化分ΔA1、ΔA2、ΔA3は次式により得ら
れる。 ΔA1=Log[L1/(L1-ΔL1)] (13) ΔA2=Log[L2/(L2-ΔL2)] (14) ΔA3=Log[L3/(L3-ΔL3)] (15)
【００４９】次に、Φを求める（ステップ１０３）。す
なわち、前のステップ１０２で求めたΔA1、ΔA2、ΔA3
を、次式に代入してΦ12、Φ32を求める。 Φ12= ΔA1／ΔA2 (16) Φ32= ΔA3／ΔA2 (17)
【００５０】次に、求めたΦを(10)式、(11)式の連立方
程式に代入し、未知数S,Exを求める（ステップ１０
４）。このステップで求めたS を酸素飽和度SpO2として
記録し、出力する（ステップ１０５）。
【００５１】図１１は、光照射部の他の例を示す図であ
る。この例では、ハウジング５ａの内側を反射面として
光源（LED ）５からの光を光散乱板６に均等にふり分け
るようにしたものである。図１２は、光照射部の更に他
の例を示す図である。この例ではハウジング５ｂの内側
の湾曲面に反射面２１を設けて光源（LED ）５からの光
を光散乱板６に均等にふり分けるようにしたものであ
る。いずれの例においてもこのような構成としたのは生
体組織に対し、十分に広い範囲に十分に散乱した光線を
照射するためである。
【００５２】また、上記の装置では光照射部に対し受光
部を対向配置させ、透過光を受ける構成としたが、反射
光を受ける構成としても同様の作用効果が得られる。
【００５３】また本実施の形態では、入射面を受光面に
対し十分大きくしたが、この逆であっても良い。この場
合のプローブの例を図４に示す。この図に示すように、
光照射部３のハウジング５ｃの開口部には光散乱板６が
嵌合している。ＬＥＤからなる光源５の光はこの光散乱
板６で散乱光にされて生体組織に照射される。ハウジン
グの内壁は例えば塗料で白色に塗られており光反射散乱
面が形成されている。一方、受光部４はフォトダイオー
ド４１と、これを収容するハウジング４２を備えてい
る。ハウジング４２には開口面側に至るに従って径大と
なる凹部４３が形成されており、フォトダイオード４１
は凹部４３の最も奥に配置されている。凹部４３内面も
例えば塗料で白色に塗られており光反射散乱面が形成さ
れている。このプローブによれば受光面は入射面よりも
十分に大きい。その面積の比は少なくとも２倍以上とし
ている。この例によっても入射面が受光面に対し十分大
きい場合と同様の効果を有する。
【００５４】以上はパルスオキシメータの例であり、３
波長の光を用いて２つの未知数S 、Exを求めた例であ
る。
【００５５】次に、本発明の第２の実施の形態である色
素希釈曲線の測定装置を説明する。この場合も上記の例
と同様の構成であれば色素希釈曲線を求めることができ
る。但し、この場合、血中吸光物質として色素が加わる
ので未知数が酸素飽和度S 、血中色素濃度Cd、組織項Ex
の３つであり、連立方程式は３つ必要になる。このた
め、光照射部は４波長の光を生体組織に照射するように
し、３つのΦすなわち、Φ12、Φ32、Φ42を測定し、次
の連立方程式に求めたΦ12、Φ32、Φ42を代入してS 、
Cd、Exを求める。 Φ12= [{(Eh1+Ed1Cd/Hb)(Eh1+Ed1Cd/Hb+F) }1/2 - Ex] /[{(Eh2+Ed2Cd/Hb)(Eh2+Ed2Cd/Hb+F) } 1/2 - Ex] (18) Φ32= [{(Eh3+Ed3Cd/Hb)(Eh3+Ed3Cd/Hb+F) }1/2 - Ex] /[{(Eh2+Ed2Cd/Hb)(Eh2+Ed2Cd/Hb+F) } 1/2 - Ex] (19) Φ42= [{(Eh4+Ed4Cd/Hb)(Eh4+Ed4Cd/Hb+F) }1/2 - Ex] /[{(Eh2+Ed2Cd/Hb)(Eh2+Ed2Cd/Hb+F) } 1/2 - Ex] (20) ここでEdは色素の吸光係数、Cdは血中色素濃度、Hbはヘ
モグロビン濃度を示している。これによって、血中色素
濃度Cdを連続測定すれば色素希釈曲線が求められる。同
様にして他の血中吸光物質COHb等の測定も行うことがで
きる。
【００５６】以上は組織透過光の脈動を利用した血中吸
光物質濃度の測定に関する例であるが、脈動によらない
近赤外線分光測定（ＮＩＲＳ）に利用しても同様に有効
である。
【００５７】
【発明の効果】本発明によれば、生体組織中の光吸収物
質の濃度測定において次の特長が得られる。 （１）光路が波長によらなくなる。 （２）無吸収減光度が波長によらなくなる。 （３）吸収減光度が簡単な式で表される。 これにより、生体組織中の吸光物質の濃度を精度よく測
定できる。特に多波長を用いて多成分を同時測定するこ
とが容易にかつ高精度にできるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の全体構成を示す図。
【図２】図１に示した光照射部の詳細な構成を示す図。
【図３】図１に示した装置の動作を説明するためのフロ
ーチャート。
【図４】プローブの他の例の構成を示す図。
【図５】入射窓と透過窓との関係を示す図。
【図６】本発明の効果を説明するための実験に用いる装
置の構成を示す図。
【図７】図６に示した装置を用いて行った実験の結果を
示す図。
【図８】図６に示した装置を用いて行った実験の結果を
示す図。
【図９】図６に示した装置を用いて行った実験の結果を
示す図。
【図１０】他の実験の結果を示す図。
【図１１】光照射部の他の例の構成を示す図。
【図１２】光照射部の更に他の例の構成を示す図。
【符号の説明】
３ 光照射部 ６ 光散乱板 ４ 受光部 １０ デジタル処理部 １１ Φ計算部 １２ 変換部 １３ 制御部
フロントページの続き (72)発明者 謝 承泰 東京都新宿区西落合１丁目31番４号 日本 光電工業株式会社内 (72)発明者 金本 理夫 東京都新宿区西落合１丁目31番４号 日本 光電工業株式会社内

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 生体組織に複数波長の光を照射して、そ
    の透過光または反射光を受光して、その光強度を電気信
    号に変換して、これに基づいて生体組織中の複数の吸光
    物質の濃度比を計算する装置において、 組織上の照射光の散乱度が十分に大であるように構成さ
    れた光照射部と、 無吸収減光度は波長によらず等しいとして、複数の吸光
    物質の濃度比を計算する濃度比計算部と、を具備するこ
    とを特徴とする生体組織中吸光物質濃度測定装置。
  2. 【請求項２】 前記濃度比計算部は、前記各波長につい
    ての血液以外の組織に関する項を等しいとする理論式を
    用いて複数の吸光物質の濃度比を計算することを特徴と
    する請求項１に記載の生体組織中吸光物質濃度測定装
    置。
  3. 【請求項３】 前記濃度比計算部は、透過光強度の脈動
    分に基づいて生体組織の減光度の変動分を求め、これに
    基づいて複数の吸光物質の濃度比を計算することを特徴
    とする請求項１または２に記載の生体組織中吸光物質濃
    度測定装置。
  4. 【請求項４】 前記濃度比計算部は、 前記光照射部により照射された光の生体組織の透過光ま
    たは反射光の脈動からｎ個の波長について減光度変化分
    ΔA1, ΔA2, …ΔAnを求める減光度変化分検出手段と、 この減光度変化分検出手段により求められたｎ個の減光
    度変化分ΔA1, ΔA2,…ΔAnから予め決定された２つの
    組み合わせの減光度変化分（ΔAi, ΔAj）のｍ組につい
    てそれぞれにその比Φijを求める変化分比検出手段と、 前記減光度変化分は血液の減光度変化分と血液以外の組
    織の減光度変化分との差であるとして前記各波長につい
    ての血液以外の組織に関する項が等しいとするｍ個の連
    立方程式と、前記変化分比検出手段が求めたｍ個のΦij
    と、に基づいて酸素飽和度またはその他の血中吸光物質
    の濃度比を演算する演算部と、 を具備することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか
    に記載の生体組織中吸光物質濃度測定装置。
  5. 【請求項５】 前記光照射部は、光散乱板と、この光散
    乱板を介して光を生体組織に照射する光源とを具備する
    ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の生
    体組織中吸光物質濃度測定装置。
  6. 【請求項６】 前記光照射部は、反射面を有する反射板
    と、光散乱板と、前記反射面および前記光散乱板を介し
    て光を生体組織に照射する光源とを具備することを特徴
    とする請求項１乃至４のいずれかに記載の生体組織中吸
    光物質濃度測定装置。
  7. 【請求項７】 前記生体組織上の光照射範囲に対して、
    前記生体組織上における透過光または反射光の受光範囲
    を十分に大きく、または十分に小さく、したことを特徴
    とする請求項１乃至６のいずれかに記載の生体組織中吸
    光物質濃度測定装置。
  8. 【請求項８】 前記生体組織上の実質的な光照射範囲の
    面積と、前記生体組織上の実質的な受光範囲の面積と
    は、１対２以上の差または２対１以上の差があることを
    特徴とする請求項７に記載の生体組織中吸光物質濃度測
    定装置。
  9. 【請求項９】 光散乱板は白色のアクリル板であること
    を特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載の生体組
    織中吸光物質濃度測定装置。
JP11065489A 1998-07-17 1999-03-11 生体組織中吸光物質濃度測定装置 Pending JP2000083933A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11065489A JP2000083933A (ja) 1998-07-17 1999-03-11 生体組織中吸光物質濃度測定装置
US09/356,521 US6230035B1 (en) 1998-07-17 1999-07-19 Apparatus for determining concentrations of light-absorbing materials in living tissue
US09/692,044 US6671526B1 (en) 1998-07-17 2000-10-20 Probe and apparatus for determining concentration of light-absorbing materials in living tissue

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20338898 1998-07-17
JP10-203388 1998-07-17
JP11065489A JP2000083933A (ja) 1998-07-17 1999-03-11 生体組織中吸光物質濃度測定装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000083933A true JP2000083933A (ja) 2000-03-28

Family

ID=26406634

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11065489A Pending JP2000083933A (ja) 1998-07-17 1999-03-11 生体組織中吸光物質濃度測定装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US6230035B1 (ja)
JP (1) JP2000083933A (ja)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004337605A (ja) * 2003-04-23 2004-12-02 Otax Co Ltd 光プローブ、これを用いた計測システム、および、これを用いた反射光検出方法
JP2007502681A (ja) * 2003-05-13 2007-02-15 エムツェーツェー ゲゼルシャフト フュアー ディアグノーゼジステーメ イン メデツィーン ウント テヒニーク エムベーハー ウント コンパニー カーゲー レシオメトリック絶対パルス分光法を用いて血中成分を決定するための方法と装置
US7206621B2 (en) 2003-08-27 2007-04-17 Nihon Kohden Corporation Pulse oximeter
WO2011037030A1 (ja) * 2009-09-24 2011-03-31 アークレイ株式会社 測定装置、及び測定方法
JP2011147746A (ja) * 2009-07-01 2011-08-04 Casio Computer Co Ltd 生体情報検出装置および生体情報検出方法
JP2012522579A (ja) * 2009-04-01 2012-09-27 ザ・キュレーターズ・オブ・ザ・ユニバーシティ・オブ・ミズーリ 血糖を非侵襲的に検出するための光分光デバイスと関連する使用方法
JP2013181862A (ja) * 2012-03-02 2013-09-12 Nippon Koden Corp 電圧監視回路
JP2014138887A (ja) * 2014-03-24 2014-07-31 Hitachi Ltd 血管画像撮影装置
US9566024B2 (en) 2008-05-22 2017-02-14 St. Louis Medical Devices, Inc. Method and system for non-invasive optical blood glucose detection utilizing spectral data analysis
US10542919B2 (en) 2008-03-25 2020-01-28 St. Louis Medical Devices, Inc. Method and system for non-invasive blood glucose detection utilizing spectral data of one or more components other than glucose
JP2020127638A (ja) * 2019-02-08 2020-08-27 タカノ株式会社 撮像装置

Families Citing this family (175)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6018673A (en) 1996-10-10 2000-01-25 Nellcor Puritan Bennett Incorporated Motion compatible sensor for non-invasive optical blood analysis
US9042952B2 (en) 1997-01-27 2015-05-26 Lawrence A. Lynn System and method for automatic detection of a plurality of SPO2 time series pattern types
US8932227B2 (en) 2000-07-28 2015-01-13 Lawrence A. Lynn System and method for CO2 and oximetry integration
US9468378B2 (en) 1997-01-27 2016-10-18 Lawrence A. Lynn Airway instability detection system and method
US9521971B2 (en) 1997-07-14 2016-12-20 Lawrence A. Lynn System and method for automatic detection of a plurality of SPO2 time series pattern types
US20070191697A1 (en) 2006-02-10 2007-08-16 Lynn Lawrence A System and method for SPO2 instability detection and quantification
US6671526B1 (en) * 1998-07-17 2003-12-30 Nihon Kohden Corporation Probe and apparatus for determining concentration of light-absorbing materials in living tissue
US6675031B1 (en) 1999-04-14 2004-01-06 Mallinckrodt Inc. Method and circuit for indicating quality and accuracy of physiological measurements
US6801797B2 (en) 2000-04-17 2004-10-05 Nellcor Puritan Bennett Incorporated Pulse oximeter sensor with piece-wise function
US8224412B2 (en) 2000-04-17 2012-07-17 Nellcor Puritan Bennett Llc Pulse oximeter sensor with piece-wise function
US6889153B2 (en) 2001-08-09 2005-05-03 Thomas Dietiker System and method for a self-calibrating non-invasive sensor
US9053222B2 (en) 2002-05-17 2015-06-09 Lawrence A. Lynn Patient safety processor
US20060195041A1 (en) 2002-05-17 2006-08-31 Lynn Lawrence A Centralized hospital monitoring system for automatically detecting upper airway instability and for preventing and aborting adverse drug reactions
US7474906B2 (en) * 2001-05-22 2009-01-06 Alfred E. Mann Institute For Biomedical Engineering At The University Of Southern California Method for dye injection for the transcutaneous measurement of cardiac output
US20080027298A1 (en) * 2001-05-22 2008-01-31 Alfred E. Mann Institute For Biomedical Engineering At The University Of Southern Californ System for Repetitive Measurements of Cardiac Output in Freely Moving Individuals
US6757554B2 (en) * 2001-05-22 2004-06-29 Alfred E. Mann Institute For Biomedical Engineering At The University Of Southern California Measurement of cardiac output and blood volume by non-invasive detection of indicator dilution
US8337444B2 (en) * 2001-05-22 2012-12-25 Alfred E. Mann Institute For Biomedical Engineering At The University Of Southern California Measurement of cardiac output and blood volume by non-invasive detection of indicator dilution for hemodialysis
US6754516B2 (en) * 2001-07-19 2004-06-22 Nellcor Puritan Bennett Incorporated Nuisance alarm reductions in a physiological monitor
US6939310B2 (en) * 2001-10-10 2005-09-06 Lifescan, Inc. Devices for physiological fluid sampling and methods of using the same
US6748254B2 (en) 2001-10-12 2004-06-08 Nellcor Puritan Bennett Incorporated Stacked adhesive optical sensor
US20080200775A1 (en) * 2007-02-20 2008-08-21 Lynn Lawrence A Maneuver-based plethysmographic pulse variation detection system and method
US7190986B1 (en) 2002-10-18 2007-03-13 Nellcor Puritan Bennett Inc. Non-adhesive oximeter sensor for sensitive skin
US7006856B2 (en) * 2003-01-10 2006-02-28 Nellcor Puritan Bennett Incorporated Signal quality metrics design for qualifying data for a physiological monitor
US7016715B2 (en) 2003-01-13 2006-03-21 Nellcorpuritan Bennett Incorporated Selection of preset filter parameters based on signal quality
US7120479B2 (en) * 2004-02-25 2006-10-10 Nellcor Puritan Bennett Inc. Switch-mode oximeter LED drive with a single inductor
US7190985B2 (en) * 2004-02-25 2007-03-13 Nellcor Puritan Bennett Inc. Oximeter ambient light cancellation
US7194293B2 (en) 2004-03-08 2007-03-20 Nellcor Puritan Bennett Incorporated Selection of ensemble averaging weights for a pulse oximeter based on signal quality metrics
US7534212B2 (en) * 2004-03-08 2009-05-19 Nellcor Puritan Bennett Llc Pulse oximeter with alternate heart-rate determination
US7277741B2 (en) * 2004-03-09 2007-10-02 Nellcor Puritan Bennett Incorporated Pulse oximetry motion artifact rejection using near infrared absorption by water
US20070048096A1 (en) * 2004-12-07 2007-03-01 Hubbs Jonathan W Soil conditioner
ATE468808T1 (de) 2005-03-01 2010-06-15 Masimo Laboratories Inc Nichtinvasiver multiparameter-patientenmonitor
US7392075B2 (en) * 2005-03-03 2008-06-24 Nellcor Puritan Bennett Incorporated Method for enhancing pulse oximetry calculations in the presence of correlated artifacts
US7657295B2 (en) 2005-08-08 2010-02-02 Nellcor Puritan Bennett Llc Medical sensor and technique for using the same
US7590439B2 (en) 2005-08-08 2009-09-15 Nellcor Puritan Bennett Llc Bi-stable medical sensor and technique for using the same
US7657294B2 (en) 2005-08-08 2010-02-02 Nellcor Puritan Bennett Llc Compliant diaphragm medical sensor and technique for using the same
EP2260756A1 (de) * 2005-08-09 2010-12-15 Flore, Ingo Medizinische Messvorrichtung
US8024021B2 (en) * 2005-08-30 2011-09-20 Nihon Kohden Corporation Time-segmented pulse oximetry and pulse oximeter performing the same
US20070060808A1 (en) 2005-09-12 2007-03-15 Carine Hoarau Medical sensor for reducing motion artifacts and technique for using the same
US7899510B2 (en) 2005-09-29 2011-03-01 Nellcor Puritan Bennett Llc Medical sensor and technique for using the same
US8092379B2 (en) 2005-09-29 2012-01-10 Nellcor Puritan Bennett Llc Method and system for determining when to reposition a physiological sensor
US7904130B2 (en) 2005-09-29 2011-03-08 Nellcor Puritan Bennett Llc Medical sensor and technique for using the same
US7725147B2 (en) * 2005-09-29 2010-05-25 Nellcor Puritan Bennett Llc System and method for removing artifacts from waveforms
US7725146B2 (en) 2005-09-29 2010-05-25 Nellcor Puritan Bennett Llc System and method for pre-processing waveforms
US7869850B2 (en) 2005-09-29 2011-01-11 Nellcor Puritan Bennett Llc Medical sensor for reducing motion artifacts and technique for using the same
US7555327B2 (en) 2005-09-30 2009-06-30 Nellcor Puritan Bennett Llc Folding medical sensor and technique for using the same
US8233954B2 (en) 2005-09-30 2012-07-31 Nellcor Puritan Bennett Llc Mucosal sensor for the assessment of tissue and blood constituents and technique for using the same
US7483731B2 (en) 2005-09-30 2009-01-27 Nellcor Puritan Bennett Llc Medical sensor and technique for using the same
US20070106126A1 (en) 2005-09-30 2007-05-10 Mannheimer Paul D Patient monitoring alarm escalation system and method
US7486979B2 (en) 2005-09-30 2009-02-03 Nellcor Puritan Bennett Llc Optically aligned pulse oximetry sensor and technique for using the same
US7881762B2 (en) 2005-09-30 2011-02-01 Nellcor Puritan Bennett Llc Clip-style medical sensor and technique for using the same
US8062221B2 (en) 2005-09-30 2011-11-22 Nellcor Puritan Bennett Llc Sensor for tissue gas detection and technique for using the same
US20070100220A1 (en) * 2005-10-28 2007-05-03 Baker Clark R Jr Adjusting parameters used in pulse oximetry analysis
EP1981401A4 (en) 2006-01-20 2010-07-21 Alfred E Mann Inst Biomed Eng MEASURING CARDIAC FLOW AND BLOOD VOLUME BY NON-INVASIVE DETERMINATION OF INDICATOR DILUTION
US7668579B2 (en) 2006-02-10 2010-02-23 Lynn Lawrence A System and method for the detection of physiologic response to stimulation
US20070208259A1 (en) * 2006-03-06 2007-09-06 Mannheimer Paul D Patient monitoring alarm escalation system and method
US8702606B2 (en) * 2006-03-21 2014-04-22 Covidien Lp Patient monitoring help video system and method
US8073518B2 (en) 2006-05-02 2011-12-06 Nellcor Puritan Bennett Llc Clip-style medical sensor and technique for using the same
US8380271B2 (en) 2006-06-15 2013-02-19 Covidien Lp System and method for generating customizable audible beep tones and alarms
WO2008002405A2 (en) * 2006-06-16 2008-01-03 Medtor Llc System and method for a non-invasive medical sensor
US8145288B2 (en) 2006-08-22 2012-03-27 Nellcor Puritan Bennett Llc Medical sensor for reducing signal artifacts and technique for using the same
US8064975B2 (en) * 2006-09-20 2011-11-22 Nellcor Puritan Bennett Llc System and method for probability based determination of estimated oxygen saturation
US8219170B2 (en) 2006-09-20 2012-07-10 Nellcor Puritan Bennett Llc System and method for practicing spectrophotometry using light emitting nanostructure devices
US8396527B2 (en) 2006-09-22 2013-03-12 Covidien Lp Medical sensor for reducing signal artifacts and technique for using the same
US8175671B2 (en) 2006-09-22 2012-05-08 Nellcor Puritan Bennett Llc Medical sensor for reducing signal artifacts and technique for using the same
US8190225B2 (en) 2006-09-22 2012-05-29 Nellcor Puritan Bennett Llc Medical sensor for reducing signal artifacts and technique for using the same
US20080076977A1 (en) * 2006-09-26 2008-03-27 Nellcor Puritan Bennett Inc. Patient monitoring device snapshot feature system and method
US7869849B2 (en) 2006-09-26 2011-01-11 Nellcor Puritan Bennett Llc Opaque, electrically nonconductive region on a medical sensor
US8123695B2 (en) * 2006-09-27 2012-02-28 Nellcor Puritan Bennett Llc Method and apparatus for detection of venous pulsation
US8696593B2 (en) 2006-09-27 2014-04-15 Covidien Lp Method and system for monitoring intracranial pressure
US7574245B2 (en) 2006-09-27 2009-08-11 Nellcor Puritan Bennett Llc Flexible medical sensor enclosure
US7890153B2 (en) 2006-09-28 2011-02-15 Nellcor Puritan Bennett Llc System and method for mitigating interference in pulse oximetry
US7922665B2 (en) 2006-09-28 2011-04-12 Nellcor Puritan Bennett Llc System and method for pulse rate calculation using a scheme for alternate weighting
US7796403B2 (en) 2006-09-28 2010-09-14 Nellcor Puritan Bennett Llc Means for mechanical registration and mechanical-electrical coupling of a faraday shield to a photodetector and an electrical circuit
US8728059B2 (en) * 2006-09-29 2014-05-20 Covidien Lp System and method for assuring validity of monitoring parameter in combination with a therapeutic device
US7698002B2 (en) * 2006-09-29 2010-04-13 Nellcor Puritan Bennett Llc Systems and methods for user interface and identification in a medical device
US8160668B2 (en) * 2006-09-29 2012-04-17 Nellcor Puritan Bennett Llc Pathological condition detector using kernel methods and oximeters
US8068891B2 (en) 2006-09-29 2011-11-29 Nellcor Puritan Bennett Llc Symmetric LED array for pulse oximetry
US8175667B2 (en) 2006-09-29 2012-05-08 Nellcor Puritan Bennett Llc Symmetric LED array for pulse oximetry
US8068890B2 (en) * 2006-09-29 2011-11-29 Nellcor Puritan Bennett Llc Pulse oximetry sensor switchover
US7680522B2 (en) 2006-09-29 2010-03-16 Nellcor Puritan Bennett Llc Method and apparatus for detecting misapplied sensors
US20080082338A1 (en) * 2006-09-29 2008-04-03 O'neil Michael P Systems and methods for secure voice identification and medical device interface
US20080081956A1 (en) * 2006-09-29 2008-04-03 Jayesh Shah System and method for integrating voice with a medical device
US7684842B2 (en) 2006-09-29 2010-03-23 Nellcor Puritan Bennett Llc System and method for preventing sensor misuse
US20080097175A1 (en) * 2006-09-29 2008-04-24 Boyce Robin S System and method for display control of patient monitor
US7925511B2 (en) * 2006-09-29 2011-04-12 Nellcor Puritan Bennett Llc System and method for secure voice identification in a medical device
US7476131B2 (en) 2006-09-29 2009-01-13 Nellcor Puritan Bennett Llc Device for reducing crosstalk
US7848891B2 (en) 2006-09-29 2010-12-07 Nellcor Puritan Bennett Llc Modulation ratio determination with accommodation of uncertainty
US7706896B2 (en) * 2006-09-29 2010-04-27 Nellcor Puritan Bennett Llc User interface and identification in a medical device system and method
KR101451448B1 (ko) * 2006-11-23 2014-10-23 플로레, 잉고 의료 측정 기구
US20080200819A1 (en) * 2007-02-20 2008-08-21 Lynn Lawrence A Orthostasis detection system and method
US8221326B2 (en) * 2007-03-09 2012-07-17 Nellcor Puritan Bennett Llc Detection of oximetry sensor sites based on waveform characteristics
US20080221426A1 (en) * 2007-03-09 2008-09-11 Nellcor Puritan Bennett Llc Methods and apparatus for detecting misapplied optical sensors
US8280469B2 (en) 2007-03-09 2012-10-02 Nellcor Puritan Bennett Llc Method for detection of aberrant tissue spectra
US8109882B2 (en) * 2007-03-09 2012-02-07 Nellcor Puritan Bennett Llc System and method for venous pulsation detection using near infrared wavelengths
US7894869B2 (en) 2007-03-09 2011-02-22 Nellcor Puritan Bennett Llc Multiple configuration medical sensor and technique for using the same
US8229530B2 (en) * 2007-03-09 2012-07-24 Nellcor Puritan Bennett Llc System and method for detection of venous pulsation
US8265724B2 (en) 2007-03-09 2012-09-11 Nellcor Puritan Bennett Llc Cancellation of light shunting
US8781544B2 (en) 2007-03-27 2014-07-15 Cercacor Laboratories, Inc. Multiple wavelength optical sensor
US8374665B2 (en) 2007-04-21 2013-02-12 Cercacor Laboratories, Inc. Tissue profile wellness monitor
US20100222652A1 (en) * 2007-09-07 2010-09-02 Ok Kyung Cho Diagnostic sensor unit
WO2009033625A1 (de) * 2007-09-07 2009-03-19 Flore, Ingo Medizinische messvorrichtung zur bioelektrischen impedanzmessung
US20100268090A1 (en) * 2007-11-06 2010-10-21 Rubinstein Eduardo H Measurement of hematocrit and cardiac output from optical transmission and reflection changes
US8204567B2 (en) * 2007-12-13 2012-06-19 Nellcor Puritan Bennett Llc Signal demodulation
US8352004B2 (en) 2007-12-21 2013-01-08 Covidien Lp Medical sensor and technique for using the same
US8346328B2 (en) 2007-12-21 2013-01-01 Covidien Lp Medical sensor and technique for using the same
US8366613B2 (en) 2007-12-26 2013-02-05 Covidien Lp LED drive circuit for pulse oximetry and method for using same
US20090171167A1 (en) * 2007-12-27 2009-07-02 Nellcor Puritan Bennett Llc System And Method For Monitor Alarm Management
US8577434B2 (en) 2007-12-27 2013-11-05 Covidien Lp Coaxial LED light sources
US8452364B2 (en) 2007-12-28 2013-05-28 Covidien LLP System and method for attaching a sensor to a patient's skin
US8442608B2 (en) 2007-12-28 2013-05-14 Covidien Lp System and method for estimating physiological parameters by deconvolving artifacts
US8199007B2 (en) 2007-12-31 2012-06-12 Nellcor Puritan Bennett Llc Flex circuit snap track for a biometric sensor
US8897850B2 (en) 2007-12-31 2014-11-25 Covidien Lp Sensor with integrated living hinge and spring
US8092993B2 (en) 2007-12-31 2012-01-10 Nellcor Puritan Bennett Llc Hydrogel thin film for use as a biosensor
US8070508B2 (en) 2007-12-31 2011-12-06 Nellcor Puritan Bennett Llc Method and apparatus for aligning and securing a cable strain relief
US8275553B2 (en) 2008-02-19 2012-09-25 Nellcor Puritan Bennett Llc System and method for evaluating physiological parameter data
US8750953B2 (en) 2008-02-19 2014-06-10 Covidien Lp Methods and systems for alerting practitioners to physiological conditions
US20090247851A1 (en) * 2008-03-26 2009-10-01 Nellcor Puritan Bennett Llc Graphical User Interface For Monitor Alarm Management
US8140272B2 (en) * 2008-03-27 2012-03-20 Nellcor Puritan Bennett Llc System and method for unmixing spectroscopic observations with nonnegative matrix factorization
US8437822B2 (en) 2008-03-28 2013-05-07 Covidien Lp System and method for estimating blood analyte concentration
US20090247850A1 (en) * 2008-03-28 2009-10-01 Nellcor Puritan Bennett Llc Manually Powered Oximeter
US8292809B2 (en) 2008-03-31 2012-10-23 Nellcor Puritan Bennett Llc Detecting chemical components from spectroscopic observations
US8364224B2 (en) 2008-03-31 2013-01-29 Covidien Lp System and method for facilitating sensor and monitor communication
US8112375B2 (en) 2008-03-31 2012-02-07 Nellcor Puritan Bennett Llc Wavelength selection and outlier detection in reduced rank linear models
JP5474937B2 (ja) 2008-05-07 2014-04-16 ローレンス エー． リン， 医療障害パターン検索エンジン
US9895068B2 (en) * 2008-06-30 2018-02-20 Covidien Lp Pulse oximeter with wait-time indication
US8071935B2 (en) 2008-06-30 2011-12-06 Nellcor Puritan Bennett Llc Optical detector with an overmolded faraday shield
USD626561S1 (en) 2008-06-30 2010-11-02 Nellcor Puritan Bennett Llc Circular satseconds indicator and triangular saturation pattern detection indicator for a patient monitor display panel
US20090327515A1 (en) * 2008-06-30 2009-12-31 Thomas Price Medical Monitor With Network Connectivity
US8862194B2 (en) 2008-06-30 2014-10-14 Covidien Lp Method for improved oxygen saturation estimation in the presence of noise
US7887345B2 (en) 2008-06-30 2011-02-15 Nellcor Puritan Bennett Llc Single use connector for pulse oximetry sensors
USD626562S1 (en) 2008-06-30 2010-11-02 Nellcor Puritan Bennett Llc Triangular saturation pattern detection indicator for a patient monitor display panel
US7880884B2 (en) 2008-06-30 2011-02-01 Nellcor Puritan Bennett Llc System and method for coating and shielding electronic sensor components
US8364220B2 (en) 2008-09-25 2013-01-29 Covidien Lp Medical sensor and technique for using the same
US8968193B2 (en) * 2008-09-30 2015-03-03 Covidien Lp System and method for enabling a research mode on physiological monitors
US8417309B2 (en) 2008-09-30 2013-04-09 Covidien Lp Medical sensor
US8433382B2 (en) * 2008-09-30 2013-04-30 Covidien Lp Transmission mode photon density wave system and method
US8386000B2 (en) * 2008-09-30 2013-02-26 Covidien Lp System and method for photon density wave pulse oximetry and pulse hemometry
US8914088B2 (en) 2008-09-30 2014-12-16 Covidien Lp Medical sensor and technique for using the same
US8423112B2 (en) 2008-09-30 2013-04-16 Covidien Lp Medical sensor and technique for using the same
US8249697B2 (en) * 2008-10-07 2012-08-21 Alfred E. Mann Institute For Biomedical Engineering At The University Of Southern California Cardiac output monitor with compensation for tissue perfusion
US20100088957A1 (en) * 2008-10-09 2010-04-15 Hubbs Jonathan W Natural turf with binder
US20090171172A1 (en) * 2008-12-19 2009-07-02 Nellcor Puritan Bennett Llc Method and system for pulse gating
US8503712B2 (en) * 2008-12-31 2013-08-06 Motorola Mobility Llc Method and apparatus for determining blood oxygenation using a mobile communication device
US20100216639A1 (en) * 2009-02-20 2010-08-26 Hubbs Jonathon W Gypsum soil conditioner
DE102009011381A1 (de) 2009-03-05 2010-09-09 Flore, Ingo, Dr. Diagnostische Messvorrichtung
US8452366B2 (en) 2009-03-16 2013-05-28 Covidien Lp Medical monitoring device with flexible circuitry
US20100240972A1 (en) * 2009-03-20 2010-09-23 Nellcor Puritan Bennett Llc Slider Spot Check Pulse Oximeter
US8221319B2 (en) 2009-03-25 2012-07-17 Nellcor Puritan Bennett Llc Medical device for assessing intravascular blood volume and technique for using the same
US8509869B2 (en) 2009-05-15 2013-08-13 Covidien Lp Method and apparatus for detecting and analyzing variations in a physiologic parameter
US8634891B2 (en) 2009-05-20 2014-01-21 Covidien Lp Method and system for self regulation of sensor component contact pressure
US8505821B2 (en) 2009-06-30 2013-08-13 Covidien Lp System and method for providing sensor quality assurance
US8311601B2 (en) 2009-06-30 2012-11-13 Nellcor Puritan Bennett Llc Reflectance and/or transmissive pulse oximeter
US9010634B2 (en) 2009-06-30 2015-04-21 Covidien Lp System and method for linking patient data to a patient and providing sensor quality assurance
US8391941B2 (en) 2009-07-17 2013-03-05 Covidien Lp System and method for memory switching for multiple configuration medical sensor
US8494786B2 (en) 2009-07-30 2013-07-23 Covidien Lp Exponential sampling of red and infrared signals
US20110029865A1 (en) * 2009-07-31 2011-02-03 Nellcor Puritan Bennett Llc Control Interface For A Medical Monitor
US8417310B2 (en) 2009-08-10 2013-04-09 Covidien Lp Digital switching in multi-site sensor
US8494606B2 (en) * 2009-08-19 2013-07-23 Covidien Lp Photoplethysmography with controlled application of sensor pressure
US8428675B2 (en) 2009-08-19 2013-04-23 Covidien Lp Nanofiber adhesives used in medical devices
US8788001B2 (en) * 2009-09-21 2014-07-22 Covidien Lp Time-division multiplexing in a multi-wavelength photon density wave system
US8704666B2 (en) * 2009-09-21 2014-04-22 Covidien Lp Medical device interface customization systems and methods
US8494604B2 (en) * 2009-09-21 2013-07-23 Covidien Lp Wavelength-division multiplexing in a multi-wavelength photon density wave system
US8798704B2 (en) * 2009-09-24 2014-08-05 Covidien Lp Photoacoustic spectroscopy method and system to discern sepsis from shock
US9554739B2 (en) 2009-09-29 2017-01-31 Covidien Lp Smart cable for coupling a medical sensor to an electronic patient monitor
US8515511B2 (en) 2009-09-29 2013-08-20 Covidien Lp Sensor with an optical coupling material to improve plethysmographic measurements and method of using the same
US8376955B2 (en) * 2009-09-29 2013-02-19 Covidien Lp Spectroscopic method and system for assessing tissue temperature
US20110077470A1 (en) * 2009-09-30 2011-03-31 Nellcor Puritan Bennett Llc Patient Monitor Symmetry Control
US20110074342A1 (en) * 2009-09-30 2011-03-31 Nellcor Puritan Bennett Llc Wireless electricity for electronic devices
US9839381B1 (en) 2009-11-24 2017-12-12 Cercacor Laboratories, Inc. Physiological measurement system with automatic wavelength adjustment
WO2011069122A1 (en) 2009-12-04 2011-06-09 Masimo Corporation Calibration for multi-stage physiological monitors
US8930145B2 (en) 2010-07-28 2015-01-06 Covidien Lp Light focusing continuous wave photoacoustic spectroscopy and its applications to patient monitoring
US8649838B2 (en) 2010-09-22 2014-02-11 Covidien Lp Wavelength switching for pulse oximetry
US9833146B2 (en) 2012-04-17 2017-12-05 Covidien Lp Surgical system and method of use of the same
JP6274846B2 (ja) * 2013-12-11 2018-02-07 日本光電工業株式会社 光センサ
EP3203912B1 (en) 2014-10-10 2021-03-10 Medtor LLC System and method for a non-invasive medical sensor

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5326437A (en) 1976-08-24 1978-03-11 Kenzou Shigiyou Method of removing parasites from steel structure in sea
US5596987A (en) * 1988-11-02 1997-01-28 Noninvasive Technology, Inc. Optical coupler for in vivo examination of biological tissue
US5385143A (en) * 1992-02-06 1995-01-31 Nihon Kohden Corporation Apparatus for measuring predetermined data of living tissue

Cited By (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004337605A (ja) * 2003-04-23 2004-12-02 Otax Co Ltd 光プローブ、これを用いた計測システム、および、これを用いた反射光検出方法
JP4551998B2 (ja) * 2003-04-23 2010-09-29 オータックス株式会社 光プローブ、および、これを用いた計測システム
JP2007502681A (ja) * 2003-05-13 2007-02-15 エムツェーツェー ゲゼルシャフト フュアー ディアグノーゼジステーメ イン メデツィーン ウント テヒニーク エムベーハー ウント コンパニー カーゲー レシオメトリック絶対パルス分光法を用いて血中成分を決定するための方法と装置
US7206621B2 (en) 2003-08-27 2007-04-17 Nihon Kohden Corporation Pulse oximeter
US10542919B2 (en) 2008-03-25 2020-01-28 St. Louis Medical Devices, Inc. Method and system for non-invasive blood glucose detection utilizing spectral data of one or more components other than glucose
US11147482B2 (en) 2008-03-25 2021-10-19 St. Louis Medical Devices, Inc. Method and system for non-invasive blood glucose measurement using signal change of the non-glucose components induced by the presence of glucose
US10959650B2 (en) 2008-05-22 2021-03-30 St. Louis Medical Devices, Inc. Method and system for non-invasive optical blood glucose detection utilizing spectral data analysis
US9629576B2 (en) 2008-05-22 2017-04-25 St. Louis Medical Devices, Inc. Method and system for non-invasive optical blood glucose detection utilizing spectral data analysis
US10080515B2 (en) 2008-05-22 2018-09-25 St. Louis Medical Devices, Inc. Method and system for non-invasive optical blood glucose detection utilizing spectral data analysis
US11076781B2 (en) 2008-05-22 2021-08-03 St. Louis Medical Devices, Inc. Method and system for non-invasive optical blood glucose detection utilizing spectral data analysis
US10973442B2 (en) 2008-05-22 2021-04-13 St. Louis Medical Devices, Inc. Method and system for non-invasive optical blood glucose detection utilizing spectral data analysis
US9566024B2 (en) 2008-05-22 2017-02-14 St. Louis Medical Devices, Inc. Method and system for non-invasive optical blood glucose detection utilizing spectral data analysis
US9579049B2 (en) 2008-05-22 2017-02-28 St. Louis Medical Devices, Inc. Method and system for non-invasive optical blood glucose detection utilizing spectral data analysis
US10070809B2 (en) 2008-05-22 2018-09-11 St. Louis Medical Devices, Inc. Method and system for non-invasive optical blood glucose detection utilizing spectral data analysis
US9788764B2 (en) 2008-05-22 2017-10-17 St. Louis Medical Devices, Inc. Method and system for non-invasive optical blood glucose detection utilizing spectral data analysis
US11553859B2 (en) 2008-05-22 2023-01-17 St. Louis Medical Devices, Inc. Method and system for non-invasive optical blood glucose detection utilizing spectral data analysis
US9814415B2 (en) 2008-05-22 2017-11-14 St. Louis Medical Devices, Inc. Method and system for non-invasive optical blood glucose detection utilizing spectral data analysis
US9877670B2 (en) 2008-05-22 2018-01-30 St. Louis Medical Devices, Inc. Method and system for non-invasive optical blood glucose detection utilizing spectral data analysis
JP2012522579A (ja) * 2009-04-01 2012-09-27 ザ・キュレーターズ・オブ・ザ・ユニバーシティ・オブ・ミズーリ 血糖を非侵襲的に検出するための光分光デバイスと関連する使用方法
JP2011147746A (ja) * 2009-07-01 2011-08-04 Casio Computer Co Ltd 生体情報検出装置および生体情報検出方法
JPWO2011037030A1 (ja) * 2009-09-24 2013-02-21 アークレイ株式会社 測定装置、及び測定方法
US9795327B2 (en) 2009-09-24 2017-10-24 Arkray, Inc. Measuring apparatus and measurement method
JP5728386B2 (ja) * 2009-09-24 2015-06-03 アークレイ株式会社 測定装置
WO2011037030A1 (ja) * 2009-09-24 2011-03-31 アークレイ株式会社 測定装置、及び測定方法
JP2013181862A (ja) * 2012-03-02 2013-09-12 Nippon Koden Corp 電圧監視回路
JP2014138887A (ja) * 2014-03-24 2014-07-31 Hitachi Ltd 血管画像撮影装置
JP2020127638A (ja) * 2019-02-08 2020-08-27 タカノ株式会社 撮像装置
JP7336094B2 (ja) 2019-02-08 2023-08-31 タカノ株式会社 撮像装置

Also Published As

Publication number Publication date
US6230035B1 (en) 2001-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2000083933A (ja) 生体組織中吸光物質濃度測定装置
EP0691820B1 (en) Quantitative and qualitative in vivo tissue examination using time resolved spectroscopy
JP6853584B2 (ja) 光学特性測定装置及び光学特性測定方法
KR100612827B1 (ko) 비 침습적인 헤모글로빈 농도와 산소 포화도 모니터링방법 및 장치
US6671526B1 (en) Probe and apparatus for determining concentration of light-absorbing materials in living tissue
US5127406A (en) Apparatus for measuring concentration of substances in blood
US4805623A (en) Spectrophotometric method for quantitatively determining the concentration of a dilute component in a light- or other radiation-scattering environment
TWI324686B (en) Noninvasive measurement of glucose through the optical properties of tissue
US6064474A (en) Optical measurement of blood hematocrit incorporating a self-calibration algorithm
US5840035A (en) Method for the spectroscopic examination of a biological tissue
WO1993013706A2 (en) Optical method for monitoring arterial blood hematocrit
US10092226B2 (en) Method, arrangement, sensor, and computer program product for non-invasively measuring hemoglobin concentrations in blood
JPH07501884A (ja) 近赤外定量分析のための発光ダイオード高調波長の使用
US7961304B2 (en) Optical device components
JPH09168531A (ja) 物質の１つまたはそれ以上の特性を定量的に決定する方法
KR100464324B1 (ko) 목적물의 성분농도 측정방법 및 장치
JP2021165742A (ja) 全血試料内のパーセント酸素飽和度を測定する方法
JP2641575B2 (ja) グルコース無侵襲計測装置
JPH0415046A (ja) 血液循環動態の測定方法
Riehm et al. Low cost spatially resolved diffuse reflectance spectrometry in the SWIR range
JP2001198111A (ja) プローブおよび生体組織中吸光物質濃度測定装置

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20041028

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20041102

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20050607