JP2003508144A - Method and apparatus for combined measurement of hemoglobin and oxygen saturation - Google Patents

Method and apparatus for combined measurement of hemoglobin and oxygen saturation

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JP2003508144A
JP2003508144A JP2001521218A JP2001521218A JP2003508144A JP 2003508144 A JP2003508144 A JP 2003508144A JP 2001521218 A JP2001521218 A JP 2001521218A JP 2001521218 A JP2001521218 A JP 2001521218A JP 2003508144 A JP2003508144 A JP 2003508144A
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blood
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グンナー・エンルンド
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オプトク・アクチボラゲット
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Abstract

(57)【要約】 少なくとも一条の光ビームの反射を用いて、液状媒体中のヘモグロビンを含む血液特性の測定によりSpOを正確に測定する方法に関する。 (57) with the reflection of Abstract: at least Ichijo light beam, the SpO 2 relates to a method for accurately measuring the measurement of blood characteristics, including hemoglobin in the liquid medium.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】 (技術分野) 本発明は、赤血球の配向効果を用いて、液体と血球の混合物を含む管中の、ヘ
モグロビンを含む血液特性(EVF/ヘマトクリット)の第1測定を含む、SpO を非侵襲的に測定する方法に関するものである。また、本発明は前記方法を実
施する装置に関するものである。
[0001] (Technical field)   The present invention uses the orienting effect of red blood cells to produce a heap in a tube containing a mixture of liquid and blood cells.
SpO, including first measurement of blood properties (EVF / hematocrit) including moglobin Two The present invention relates to a method for non-invasively measuring a. The present invention also implements the above method.
It relates to a device for applying.

【0002】 (背景技術) ヘモグロビン測定用の種々の非侵襲的方法が知られている。これらの測定方法
は、赤血球(RBCs)の特定波長での光エネルギー吸収を利用するものである
。カリムらの米国特許5755226号明細書には、フォトプレチスモグラフィ
ー (PPG)及びデータ処理を用いる、哺乳類血液中のヘマトクリット値の非侵
襲的直接予測のための非侵襲的直接法及び装置が開示されている。しかしながら
、前記方法は、赤血球がエネルギーを吸収する能力のみを利用するだけであり、
また、前記方法は、予測ヘマトクリット値の計算時に使用する式が極めて複雑で
ある。従って、前記方法は時間がかかる。しかも、前記方法では、血管中の赤血
球の配向性及び分布が考慮されていない。
BACKGROUND ART Various non-invasive methods for measuring hemoglobin are known. These measuring methods utilize the absorption of light energy of red blood cells (RBCs) at a specific wavelength. US Pat. No. 5,755,226 to Karim et al. Discloses a non-invasive direct method and apparatus for non-invasive direct prediction of hematocrit levels in mammalian blood using photoplethysmography (PPG) and data processing. ing. However, the method only utilizes the ability of red blood cells to absorb energy,
Further, in the above method, the formula used when calculating the predicted hematocrit value is extremely complicated. Therefore, the method is time consuming. Moreover, the above method does not consider the orientation and distribution of red blood cells in blood vessels.

【0003】 また、WO97/15229号明細書には、血液中のヘモグロビン濃度を測定
する方法及び装置が開示されている。前記方法は、被検者の口に測定用先端部を
導入して被検者の唇内側の粘膜下の微小血管系中のヘモグロビンを検出するのに
使用される。これは、前記装置の測定用先端部は、口の中に入れる前に、何らか
の無菌シェルを備えていなければならないことを意味する。前記測定用先端部の
無菌性は、装置を測定前に加圧滅菌するか、前記方法の実施時に使い捨てのプラ
スチック製先端部を使用しなければならないことを意味する。さらに、前記方法
は、ヘモグロビン濃度を測定するために光の反射を利用している。
Further, WO97 / 15229 discloses a method and an apparatus for measuring the hemoglobin concentration in blood. The method is used to introduce a measuring tip into the subject's mouth to detect hemoglobin in the submucosal microvasculature of the subject's inner lip. This means that the measuring tip of the device must have some sterile shell before it can be put into the mouth. The sterility of the measuring tip means that the device must be autoclaved before the measurement or a disposable plastic tip must be used when carrying out the method. Further, the method utilizes light reflection to measure hemoglobin concentration.

【0004】 フォトプレチスモグラフィ及びパルス・オキシメトリは、本発明者のうちの二
人によって徹底的に研究されている("Photopletmysmography, methodological s
tudies and applications", Lars-Goeran, Lindberg Linkoeping Studies in Sc
ience and Technology Dissertation, No 262, 1991 and "Pulse oximetry-meth
odological considerations", Magnus Vegfors, Linkoeping University Medica
l Dissertations, No 347 1992, 両文献とも参考のために記載する)。彼らが発
見したのは、例えば、パルスオキシメータを人工ベッド(bed)でテストした場合
、異なるフロー条件がパルスオキシメータの精度に大きな影響を及ぼしたという
ことであった。異なる状態の血液、希釈及び溶血した血液は、パルスオキシメー
タの精度を変化させた。そのことは、赤血球の配向性及び血液の粘度が全体とし
てパルス・オキシメトリに用いられる2つのPPG信号の発生に重要な役割をは
たいしているかもしれないということを示した(上記 Lindberg)。
Photoplethysmography and pulse oximetry have been extensively studied by two of the inventors ("Photopletmysmography, methodological s").
tudies and applications ", Lars-Goeran, Lindberg Linkoeping Studies in Sc
ience and Technology Dissertation, No 262, 1991 and "Pulse oximetry-meth
odological considerations ", Magnus Vegfors, Linkoeping University Medica
l Dissertations, No 347 1992, both references are included for reference). What they found was that, for example, when the pulse oximeter was tested in an artificial bed, different flow conditions had a significant impact on the accuracy of the pulse oximeter. Different states of blood, diluted and hemolyzed blood changed the accuracy of the pulse oximeter. It showed that red blood cell orientation and blood viscosity as a whole may play important roles in the generation of the two PPG signals used for pulse oximetry (Lindberg, supra).

【0005】 さらに、パルスオキシメータの精度は、血液ヘマトクリットに依存しているか
もしれないと示すいくつかの以前の研究についての言及が上記Vegforsの
論文にある。倫理面の理由で、極めて低いヘマクリットレベルでのヒトでのパル
ス・オキシメトリの精度を研究することは不可能である。従って、貧血中のヒト
のデータがほとんど利用できない。研究の中には、少し貧血気味の被験者におけ
る増大する負のバイアス(negative bias)を記録するものもある。
In addition, there is a reference in the Vegfors article above to some previous studies showing that the accuracy of pulse oximeters may depend on blood hematocrit. For ethical reasons it is not possible to study the accuracy of pulse oximetry in humans at extremely low hematocrit levels. Therefore, little data is available on humans in anemia. Some studies have documented an increasing negative bias in slightly anemia subjects.

【0006】 パルスオキシメータの大部分は、透過光を用いて酸素飽和度を測定する。この
ことは、プローブの適用を、例えば指先、足指又は耳たぶに限定することになる
。従って、反射パルス・オキシメトリへの関心が増してきている(上記 Vegfors
)。さらに、パルスオキシメータの例が歴史の批評"History of Blood Gas Analy
sis. VI. Oximetry", J.W. Severinghaus and P.B. Astrup, Journal of Clinic
al Monitoring, Vol 2, No. 4, October 1986, pp 270-287(ここに参考のため記
載)に記述されている。
Most pulse oximeters use transmitted light to measure oxygen saturation. This limits the application of the probe to, for example, fingertips, toes or ear lobes. Therefore, there is increasing interest in reflected pulse oximetry (see Vegfors, above).
). In addition, an example of a pulse oximeter is "History of Blood Gas Analy".
sis. VI. Oximetry ", JW Severinghaus and PB Astrup, Journal of Clinic
al Monitoring, Vol 2, No. 4, October 1986, pp 270-287 (described here for reference).

【0007】 正常範囲外のヘマトクリット値はパルス・オキシメトリ、ヘモグロビン及び酸
素飽和度の複合測定の精度に影響を与えることが知られているので、間違ったパ
ルス・オキシメトリの読取値に注意を払い、オンラインでの修正をおこなうこと
ができる方法及び装置を備えていることが望ましい。
Since hematocrit values outside the normal range are known to affect the accuracy of combined measurements of pulse oximetry, hemoglobin and oxygen saturation, pay attention to erroneous pulse oximetry readings and use online It is desirable to have a method and apparatus capable of making the above modifications.

【0008】 (発明が解決しようとする技術的課題) 従って、ヘモグロビンを含む血液特性及び血球の配向性も考慮に入れ、より正
確な検出値を得ることができる、SpOを検出する新しい方法が求められてい
る。さらに、装置を測定前に無菌にする余計な工程や使い捨ての先端部を必要と
しない方法が望ましい。新しい方法はまた、血圧、例えば、締め付け部期圧の変
化にあまり影響されない方法でもあるべきである。
(Technical problem to be solved by the invention) [0008] Therefore, a new method for detecting SpO 2 that can obtain a more accurate detection value in consideration of blood characteristics including hemoglobin and orientation of blood cells is provided. It has been demanded. Furthermore, a method that does not require an extra step of sterilizing the device before measurement or a disposable tip is desirable. The new method should also be one that is less sensitive to changes in blood pressure, eg, tightening pressure.

【0009】 (その解決方法) 本発明は、上記課題を解決する手段として、 末梢血管床よりもより良く酸素化を反映する中心動脈血管での反射及び透過の
測定、 精度に影響を与えるヘマトクリット値のオンラインでの補正、 患者の観測における質及び安全性を向上させる酸素飽和度及びヘマトクリット
などの血液値の同時の結果により、 パルス・オキシメトリ(パルス・オキシメトリ)の精度を向上させるようにした
ものである。
(Solution Method) As a means for solving the above problems, the present invention measures reflex and transmission in central arterial blood vessels that better reflect oxygenation than in peripheral vascular beds, and hematocrit values that affect accuracy. It is intended to improve the accuracy of pulse oximetry by the simultaneous online correction of blood oxygen values and the simultaneous results of blood values such as hematocrit, which improves the quality and safety of patient observations. is there.

【0010】 本発明の第1態様は、透光管に含まれる液体と血球の混合物からSpOを正
確に測定するための新規な非侵襲的方法であって、 a)前記混合物に対して光ビームを向ける工程、 b)前記混合物から反射した光の強度を、前記混合物を透過した光の強度と組
み合わせて分析することにより、前記混合物のSpO以外のヘモグロビンを含
む少なくとも1つの血液特性を測定する工程、 c)前記混合物を透過した光の強度を分析することにより、前記混合物の酸素飽
和度、SpOを測定する方法である。
The first aspect of the present invention is a novel non-invasive method for accurately measuring SpO 2 from a mixture of liquid and blood cells contained in a light-transmitting tube, comprising: a) exposing the mixture to light. Directing a beam, b) measuring at least one blood characteristic of the mixture including hemoglobin other than SpO 2 by analyzing the intensity of light reflected from the mixture in combination with the intensity of light transmitted through the mixture. And c) a method of measuring the oxygen saturation and SpO 2 of the mixture by analyzing the intensity of light transmitted through the mixture.

【0011】 前記新規な方法において、工程(b)及び工程(c)を逆の順序で又は同時におこ
なってもよい。
In the novel method, step (b) and step (c) may be performed in reverse order or simultaneously.

【0012】 本発明によれば、前記新規な方法は、さらに、工程c)の結果が工程b)の結果
に対して適切であるか否かを検証する工程を含む。
According to the invention, the novel method further comprises the step of verifying whether the result of step c) is suitable for the result of step b).

【0013】 前記工程(c)を、パルス・オキシメトリ的に酸素飽和度を測定することにより
おこなうのが有利である。
Advantageously, step (c) is carried out by measuring the oxygen saturation by pulse oximetry.

【0014】 酸素飽和度の測定に関しては、最初に、前記工程(a)は、前記透光管に対して
赤色光領域の波長を持つ少なくとも1本の光ビームを向ける一方、前記透光管に
対して赤外光領域の波長を持つ少なくとも1本の光ビームを向けることにより行
われる。次に、工程(c)を、前記混合物を透過した赤色光及び赤外光の強度を検
出し、透過光の検出強度の比率(赤色/赤外)を計算し、前記比率を分析してSp
を測定することによりおこなう。
Regarding the measurement of oxygen saturation, first, the step (a) directs at least one light beam having a wavelength in the red light region to the light-transmitting tube while This is done by directing at least one light beam having a wavelength in the infrared light region. Next, in step (c), the intensities of the red light and the infrared light transmitted through the mixture are detected, the ratio of the detected intensities of the transmitted light (red / infrared) is calculated, and the ratio is analyzed to determine Sp.
This is done by measuring O 2 .

【0015】 透過光の検出強度の比率を分析することにより、液体混合物の圧力及び流動、
特に拍動流、の影響が補償され、測定されたSpOが正確なものとなる利点が
得られる。比率は、該比率をSpOの公知値に対して以前に得た比率と比較す
ることにより分析される。
By analyzing the ratio of the detected intensities of the transmitted light, the pressure and flow of the liquid mixture,
In particular, the effect of pulsatile flow is compensated, and the advantage is that the measured SpO 2 is accurate. Ratios are analyzed by comparing them to the ratios obtained previously for known values of SpO 2 .

【0016】 血液特性(即ち、少なくともヘモグロビン)の測定に関しては、工程(b)を、 i)混合物から反射した光ビームの光の強度及び混合物を透過した光ビームの
光の強度を検出し、 ii)透過光の検出強度と反射光の検出強度との比率、又は反射光の検出強度
と透過光の検出強度との比率を計算し、 iii)該比率を分析して血液特性を測定することによりおこなう。
For the measurement of blood properties (ie at least hemoglobin), step (b) comprises: i) detecting the light intensity of the light beam reflected from the mixture and the light intensity of the light beam transmitted through the mixture, ii. ) By calculating the ratio between the detected intensity of transmitted light and the detected intensity of reflected light, or the ratio of the detected intensity of reflected light and the detected intensity of transmitted light, and iii) by analyzing the ratio to measure blood characteristics. Do it.

【0017】 透過及び反射光の検出強度の比率を分析することにより、液体混合物の圧力及
び流量、特に脈流の影響が補償され、測定された血液特性(ヘモグロビン)が正確
であるという利点が得られる。比率は、該比率を当該血液特性の公知値に対して
以前に得た比率と比較することにより分析される。
Analyzing the ratio of the detected intensities of transmitted and reflected light has the advantage that the effects of pressure and flow rate of the liquid mixture, in particular pulsating flow, are compensated for and the measured blood properties (hemoglobin) are accurate. To be The ratio is analyzed by comparing it to the ratio previously obtained for the known value of the blood property.

【0018】 別の方法として、最初に、工程(a)を、前記透光管に対して波長の異なる少な
くとも2本の光ビームを向けることによりおこない、次いで、工程(b)を、 i)前記透光管から反射した光ビームの光の強度を検出し、 ii)反射光の検出強度の比率を計算し、 iii)該係数を分析し血液特性を測定することによりおこなう。
Alternatively, first step (a) is carried out by directing at least two light beams of different wavelengths towards said light-transmitting tube, then step (b) is i) said The light intensity of the light beam reflected from the transparent tube is detected, ii) the ratio of the detected intensity of the reflected light is calculated, and iii) the coefficient is analyzed to measure the blood characteristics.

【0019】 本発明の第2の態様は、透光管に含まれる液体と血球の混合物からSpO
正確に測定するための装置であって、 前記透光管に光ビームを向ける光源、 前記透光管から反射した光の強度を、前記混合物を透過した光の強度と組み合
わせて分析することができ、かつ、ヘモグロビンを含む、酸素飽和度(SpO )以外の血液特性を測定する手段、及び 前記混合物の酸素飽和度、SpOを、好ましくはパルス酸素測定法的に測定
し、前記混合物を透過した光の強度を分析する手段、 を含むことを特徴とする装置である。
A second aspect of the present invention is an apparatus for accurately measuring SpO 2 from a mixture of liquid and blood cells contained in a light-transmitting tube, the light source directing a light beam to the light-transmitting tube, A means for measuring blood characteristics other than oxygen saturation (SpO 2 ), which is capable of analyzing the intensity of light reflected from the light-transmitting tube in combination with the intensity of light transmitted through the mixture, and including hemoglobin; And a means for measuring the oxygen saturation and SpO 2 of the mixture, preferably by pulse oximetry, and analyzing the intensity of light transmitted through the mixture.

【0020】 本発明に従って、前記装置は、さらに、、 前記SpOの測定値が前記血液
特性の検出値に関して適切であるか否かを検証する手段を含む。
According to the invention, the device further comprises means for verifying whether the measured SpO 2 value is relevant with respect to the detected value of the blood characteristic.

【0021】 前記光源は、前記透光管に対して赤色光領域の波長の第1光ビームを放射する
第1光源、及び前記透光管に対して赤外光領域の波長の第2光ビームを放射する
第2光源からなっている。
The light source includes a first light source that emits a first light beam having a wavelength in a red light region to the light transmitting tube, and a second light beam having a wavelength in an infrared light region to the light transmitting tube. Of a second light source for emitting light.

【0022】 前記装置は、さらに、前記透光管を透過した赤色第1光ビームの光の強度を検
出する第1検出器、及び前記透光管を透過した赤外第2光ビームの光の強度を検
出する第2検出器を含みうる。酸素飽和度測定手段は、透過赤色及び赤外光の検
出強度の比率を計算し該比率を分析することにより酸素飽和度の値を測定するよ
うにしてなる処理装置を含んでいてもよい。
The apparatus further includes a first detector that detects the intensity of the red first light beam that has passed through the transparent tube, and an infrared second light beam that has passed through the transparent tube. A second detector for detecting intensity may be included. The oxygen saturation measuring means may include a processing device configured to calculate a ratio of detection intensities of transmitted red light and infrared light and analyze the ratio to measure the value of oxygen saturation.

【0023】 前記光源は、適宜、前記透光管に対して第3光ビームを放射する第3光源を含
み、前記装置は、さらに、前記透光管から反射した第3光ビームの光の強度を検
出する第3検出器、及び前記透光管を透過した第3光ビームの光の強度を検出す
る第4検出器を含んでいてもよい。前記血液特性測定手段は、第3光ビームの反
射光と透過光の検出強度の比率を計算し、該比率を分析することにより血液特性
の値を測定するようにした処理装置を含んでいてもよい。
The light source optionally includes a third light source that emits a third light beam to the light-transmitting tube, and the apparatus further comprises a light intensity of the third light beam reflected from the light-transmitting tube. May be included, and a fourth detector that detects the intensity of the light of the third light beam that has passed through the light-transmitting tube may be included. The blood characteristic measuring means may include a processing device configured to calculate a ratio of detected intensities of reflected light and transmitted light of the third light beam, and analyze the ratio to measure the value of the blood characteristic. Good.

【0024】 前記装置は、さらに、、測定血液特性及びSpOを記憶する記録手段及び任
意に測定血液特性及びSpOを視覚化する手段を含んでいてもよい。
[0024] The apparatus may further ,, the measured blood property and measuring the recording means and optionally storing SpO 2 blood characteristics and SpO 2 may include means for visualizing.

【0025】 本発明の第3態様は、本発明の第2態様に係る装置を透析装置に使用すること
である。
A third aspect of the invention is the use of the device according to the second aspect of the invention in a dialysis machine.

【0026】 「光源」という語は、光ダイオードなどの1個以上の発光素子を含むと理解さ
れねばならない。
The term “light source” should be understood to include one or more light emitting devices such as photodiodes.

【0027】 本出願において、「血液特性」という表現は、例えば、ヘモグロビン、総ヘモ
グロビン、赤血球、白血球、血小板、コレステロール、アルブミン、栓球、リン
パ球、薬物その他の物質などの血液成分の濃度、粘度、血圧、血流、血液量、血
球病(blood cell illnesses)、異常血球の出現、貧血、白血病又はリンパ腫など
の血液の特性を意味する。
In the present application, the expression “blood characteristics” refers to, for example, the concentration and viscosity of blood components such as hemoglobin, total hemoglobin, red blood cells, white blood cells, platelets, cholesterol, albumin, thrombocytes, lymphocytes, drugs and other substances. , Blood pressure, blood flow, blood volume, blood cell illnesses, appearance of abnormal blood cells, blood characteristics such as anemia, leukemia or lymphoma.

【0028】 本出願において、「ヘモグロビン」という表現は、オキシヘモグロビン、還元
ヘモグロビン、カルボキシヘモグロビン、メトヘモグロビン又はスルフヘモグロ
ビンを意味する。
In the present application, the expression “hemoglobin” means oxyhemoglobin, reduced hemoglobin, carboxyhemoglobin, methemoglobin or sulfhemoglobin.

【0029】 本出願において、「赤血球」という表現は、完全な又は一部が溶解した、ヘモ
グロビンを含む赤血球を意味する。
In the present application, the expression “red blood cells” means red blood cells containing hemoglobin, either completely or partially lysed.

【0030】 本出願において、「透光管」という表現は、動物の血管若しくは光を通すパイ
プ、チューブ又は管状物を意味する。前記パイプ、チューブ又は管状物は、非可
撓性材料を提供するアクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)、ポリカーボ
ネート又はアクリルガラス(ポリメタクリル酸メチル;PMMA)からつくっても
よいし、可撓性材料を提供するポリ塩化ビニル(PVC)、シリコンゴム、軟質P
VC、例えば、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジエチヘキシル又はトリオクチル
トリメリテートで可塑化されたPVCからつくってもよい。PMMAが、最も好
ましい非可撓性材料である。前記透光管をさらに、輸液又は輸血をおこなう時に
もちいてもよい。前記材料の弾性は、広範囲に変えてもよい。前記血管を含む動
物は、好ましくは哺乳動物、最も好ましくはヒトである。
In the present application, the expression “light-transmitting tube” means a blood vessel or a light-permeable pipe, tube or tubular article of an animal. The pipe, tube or tubing may be made of acrylonitrile butadiene styrene (ABS), polycarbonate or acrylic glass (polymethylmethacrylate; PMMA) which provides a non-flexible material, which provides a flexible material. Polyvinyl chloride (PVC), silicone rubber, soft P
It may also be made from VC, for example PVC plasticized with dioctyl phthalate, diethylhexyl phthalate or trioctyl trimellitate. PMMA is the most preferred inflexible material. The light-transmitting tube may be further used for infusion or blood transfusion. The elasticity of the material may vary widely. The animal containing the blood vessel is preferably a mammal, most preferably a human.

【0031】 本明細書において使用しているように、「光」は一般に、スペクトルの赤外、
可視及び紫外部を含む任意の波長での電磁放射線である。特に好ましいスペクト
ル部分は、可視及び近赤外波長など組織の透明度のある部分である。なお、本発
明においては、前記光は、非偏光又は偏光、コヒーレント光又はインコヒーレン
ト光であってもよく、また、照射は、定常光パルス、振幅変調光又は連続光であ
ってもよいことは言うまでもない。
As used herein, “light” generally refers to the infrared of the spectrum,
Electromagnetic radiation at any wavelength, including visible and ultraviolet. Particularly preferred parts of the spectrum are those parts of the tissue that are transparent, such as visible and near infrared wavelengths. In the present invention, the light may be unpolarized light or polarized light, coherent light or incoherent light, and irradiation may be stationary light pulse, amplitude modulated light or continuous light. Needless to say.

【0032】 本発明に係る方法及び装置に用いられる光源は、例えば、発光ダイオード(LED
)、レーザダイオード又は垂直共振器面発光レーザー(VCSEL)などのそれらの組み
合わせである。LEDは、あまり高価でないものを用いるのが好ましい。現在、
出力の強い新しい発光ダイオードがあるが、これらの発光ダイオードを本発明に
係る方法及び装置に用いてもよい。また、ストロボ光源を本発明において使用す
ることも考えられる。光源はさらに、単色光を出すことができるもの、即ち、モ
ノクロメータであってもよい。石英ハロゲンランプ又はタングステンランプもま
た光源として用いてもよい。また、光ファイバを用いて、測定点へ又は測定点か
ら光を誘導したり、又は測定点を直接照射してもよい。
The light source used in the method and apparatus according to the present invention may be, for example, a light emitting diode (LED).
), A laser diode or a combination thereof such as a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL). It is preferable to use LEDs that are not very expensive. Current,
While there are new light emitting diodes with higher power, these light emitting diodes may be used in the method and apparatus of the present invention. It is also conceivable to use a strobe light source in the present invention. The light source may also be one capable of emitting monochromatic light, ie a monochromator. A quartz halogen lamp or a tungsten lamp may also be used as the light source. In addition, an optical fiber may be used to guide light to or from the measurement point, or to directly irradiate the measurement point.

【0033】 本発明に係る方法をおこなう時に用いるのに適した検出器は、フォトトランジ
スタ、フォトダイオード、光電子増幅管、フォトセル、光検出器、光パワーメー
タ、増幅器、CCDアレイその他である。
Suitable detectors for use in performing the method of the present invention are phototransistors, photodiodes, photoelectron amplifier tubes, photocells, photodetectors, optical power meters, amplifiers, CCD arrays and others.

【0034】 本出願において「ヘモグロビンを含む血液特性を測定するための手段」という
表現は、血球からなる液体中のヘモグロビンを含む血液特性を測定するためのす
べての非侵襲的な装置のことをいう。そのような非侵襲的な装置の好ましい例は
、以下の説明及び請求の範囲に記載されている。
In the present application, the expression “means for measuring blood properties including hemoglobin” refers to all non-invasive devices for measuring blood properties including hemoglobin in a liquid consisting of blood cells. . Preferred examples of such non-invasive devices are set forth in the description and claims below.

【0035】 本出願において「SpOを測定するための手段」という表現は、血球からな
る液体において非侵襲的に酸素飽和度を測定するためのすべての装置のことをい
う。例えばミノルタ・パルス・オキシメータを開示する上記フェグホルス(Ve
gfors)及びセベリングハウス(Severinghaus)等に開示され
ているように、パルス酸素測定的に測定する装置が好ましい。ミノルタ・パルス
・オキシメータは、650nm及び805nmを用いる。以下に説明するように
、上記Vegforsに記載の装置が最も好ましい。
In the present application, the expression “means for measuring SpO 2 ” refers to all devices for non-invasively measuring oxygen saturation in a liquid consisting of blood cells. For example, the above-mentioned Feghols (Ve) which discloses a Minolta pulse oximeter.
gfors) and Severinghaus, and the like, a device for pulse oximetry measurements is preferred. The Minolta pulse oximeter uses 650 nm and 805 nm. As described below, the device described in Vegfors above is most preferred.

【0036】 本発明における液体と血球の混合物は、好ましくは流れているが、例えば血液
バッグ中の流体状媒体の場合、停止していてもよい。液体及び血球の前記混合物
は、血漿又は他の液体、例えば、水又は透析液を含んでいてもよい。前記血漿は
、哺乳類中の又は哺乳類からのものが好ましい。前記液体は、血液の処理中又は
処理後に得られる血球からなる任意の他の流体である方がよい。
The mixture of liquid and blood cells according to the invention is preferably flowing, but may be stopped, for example in the case of a fluid medium in a blood bag. The mixture of liquid and blood cells may include plasma or other liquids such as water or dialysate. The plasma is preferably in or from a mammal. Said liquid should be any other fluid consisting of blood cells obtained during or after the treatment of blood.

【0037】 さらに、本出願に係る方法はまた、家畜又はヒトなどの哺乳動物で、好ましく
はヒトでおこなわれるということに特徴がある。
Furthermore, the method according to the present application is also characterized in that it is carried out on mammals such as livestock or humans, preferably on humans.

【0038】 本発明に係る方法は、ヒトの体、つまり全体として太い血管からなっている体
のどの部分でおこなってもよいが、好ましくは静脈、細動脈又は動脈、最も好ま
しいのは直径が0.1mmより大きい血管でおこなわれる。本発明の好ましい実
施態様によると、検出は、腕、足指又は指でおこなわれる。検出は、最も好まし
くは手首又は第3指骨のある指でおこなわれる。
The method according to the invention may be carried out on the human body, ie any part of the body which consists entirely of thick blood vessels, but is preferably a vein, arteriole or artery, most preferably of 0 diameter. It is performed in blood vessels larger than 1 mm. According to a preferred embodiment of the invention, the detection is done on the arm, toe or finger. The detection is most preferably performed on the wrist or a finger with the third phalanx.

【0039】 本発明、とりわけそのSpOを測定する部分は、光の個々の波長は動脈血の
様々な成分によりそれぞれ吸収が違うという原理に基づいている。本原理の一応
用が動脈血の酸素飽和度の測定に使用されている。パルス・オキシメトリにおい
ては、適当な光源から放射された光の2つの波長が使用され、その1つは、赤色
光領域内の波長であり、もう1つは赤外光領域内の波長である。前記オキシメー
タは、観測部位に光を通過させ、(還元ヘモグロビン、Hbによる)赤色光(好ま
しくは660nm)及び(オキシヘモグロビン、HbO2による)赤外光(好ましく
は940nm)の相対的な吸収を測定する。HbO及びHbは、前記2つの各
波長で異なる量の光を吸収するので、前記オキシメータは、各吸収の比を比較し
、それをSpO値に変換することができる。より具体的には、これは、好まし
くは一定のDCレベルで(AC660/DC660)/(AC940/DC940)
又はAC660/AC940と表すことができる。パルス・オキシメトリは、拍
動吸収のみをみることにより他の吸収体の効果を減少させる。前記オキシメータ
は、動脈血中の吸収体のみを考慮する。従って、このことは、とりわけヘモグロ
ビンに対する現在の革新的な世界的な測定原理と似ており、好ましくは940n
m及び660nmの光源及び適切な検出器を含めることにより達成される。
The present invention, in particular the SpO 2 measuring part thereof, is based on the principle that the individual wavelengths of light are differently absorbed by different components of arterial blood. One application of this principle is used to measure arterial blood oxygen saturation. In pulse oximetry, two wavelengths of light emitted from a suitable light source are used, one in the red light region and one in the infrared light region. The oximeter allows light to pass through the site of observation and provides relative absorption of red light (due to reduced hemoglobin, Hb) (preferably 660 nm) and infrared light (due to oxyhemoglobin, HbO 2 ) (preferably 940 nm). taking measurement. Since HbO 2 and Hb absorb different amounts of light at each of the two wavelengths, the oximeter can compare the ratio of each absorption and convert it to a SpO 2 value. More specifically, this is preferably at a constant DC level (AC 660 / DC 660 ) / (AC 940 / DC 940 ).
Alternatively, it can be expressed as AC 660 / AC 940 . Pulse oximetry diminishes the effects of other absorbers by seeing only pulsatile absorption. The oximeter only considers absorbers in arterial blood. This is therefore similar to the current innovative global measurement principle, especially for hemoglobin, preferably 940n
m and 660 nm light sources and suitable detectors.

【0040】 本発明に係る方法の好ましい一実施態様においては、透光管から反射した光ビ
ームの光の1以上の検出強度及び透光管を透過した光ビームの検出強度は、好ま
しくは無線通信用のモジュールを用いて、無線接続で工程a)、e)及びf)をお
こなう装置に送信される。前記無線通信は、ブルートゥース(Bluetooth, 登録
商標)規格準拠通信路を用いることによりおこなうことが好ましい。
In a preferred embodiment of the method according to the invention, the detected intensity of one or more of the light beams of the light beam reflected from the transparent tube and the detected intensity of the light beam transmitted through the transparent tube are preferably wireless communication. By means of a module for wireless transmission to devices performing steps a), e) and f). The wireless communication is preferably performed by using a communication path conforming to the Bluetooth (registered trademark) standard.

【0041】 本発明に係る方法においては、光ビームは管の測定範囲に対して基本的に垂直
に向けられる。
In the method according to the invention, the light beam is directed essentially perpendicular to the measuring range of the tube.

【0042】 本発明に係る方法においては、工程 (a)における光の波長は、透過光も検出
する場合、200nm〜2000nm、好ましくは770nm〜950nm、最
も好ましくは約770、800、850、940又は950nmが好ましい。
In the method according to the present invention, the wavelength of the light in step (a) is 200 nm to 2000 nm, preferably 770 nm to 950 nm, and most preferably about 770, 800, 850, 940 or when the transmitted light is also detected. 950 nm is preferred.

【0043】 本発明に係る方法の好ましい一実施態様においては、工程(a)における異なる
波長の少なくとも2本の光ビームが混合物に対して向けられ、第1光ビームは、
それが赤血球を通過する時、赤血球の光吸収が比較的小さくなるように選択され
るのに対し、第2光ビームの波長は、それが赤血球を通過する時、赤血球の光吸
収が比較的大きくなるように選択される。
In a preferred embodiment of the method according to the invention, at least two light beams of different wavelengths in step (a) are directed towards the mixture, the first light beam comprising:
The wavelength of the second light beam is such that when it passes through the red blood cells, the light absorption of the red blood cells is relatively high, while that of the second light beam is such that the light absorption of the red blood cells is relatively low. Selected to be.

【0044】 本発明に係る方法の好ましい一実施態様においては、好ましくは(a)における
異なる波長の少なくとも2本の光ビームは、好ましくは基本的に互いに平行に透
光管に向けられ、その一方の波長を770〜950nmとし、他方の波長を48
0〜590nmとする。
In a preferred embodiment of the method according to the invention, preferably at least two light beams of different wavelengths in (a) are directed onto the light-transmitting tube, preferably essentially parallel to one another, while Is set to 770 to 950 nm and the other wavelength is set to 48
0 to 590 nm.

【0045】 本発明に係る方法の好ましい一実施態様においては、工程(a)において、光が
、 少なくとも4個の光源、好ましくは少なくとも6個の光源から放射され、該光源
が前記検出器のどちらか一方の側に現れるようにし、好ましくは前記光源が、2
個を一組として、最も好ましくは6個の光源がある場合には3個を一組として配
置され、前記光源は前記検出器を中心として「H」形を形成するのが最も好まし
い。前記「H」は、好ましくは手首での測定中、腕又は血管の方向からみて約9
0度傾けられているのが好ましい。測定はさらに好ましくは、手首の内側でおこ
なわれる。
In a preferred embodiment of the method according to the invention, in step (a) the light is emitted from at least 4 light sources, preferably at least 6 light sources, which light source is one of said detectors. One of the light sources, preferably 2
Most preferably, three are arranged as a set, and most preferably when there are six light sources, the light sources form an "H" shape about the detector. The “H” is preferably about 9 when viewed from the direction of the arm or blood vessel during measurement on the wrist.
It is preferably tilted at 0 degrees. The measurement is more preferably performed inside the wrist.

【0046】 本発明に係る方法の好ましい一実施態様においては、(a)における光を2個の
光源から放射する。前記光源は、混合物を含む管の2つの異なる対向する側に配
置され現れる。管からの反射光及び透過光の検出は、少なくとも2個の検出器、
好ましくは2個の検出器のみでおこなわれる。
In a preferred embodiment of the method according to the invention, the light in (a) is emitted from two light sources. The light sources are arranged and emerge on two different opposite sides of the tube containing the mixture. The detection of reflected light and transmitted light from the tube requires at least two detectors,
Preferably it is done with only two detectors.

【0047】 本発明に係る方法の1つの好ましい実施例においては、工程(b)は、次の工程
を含む。即ち、 I) 左右に均等に分割され、長さが好ましくは周期の約60%である期間枠で、
透過及び/又は反射の検出値を含む曲線上を掃引し、 II)前記時間枠内の値が中央値よりも大きい値がなければ、その値を最大点に指
定すると同時に前記時間枠を時間枠の長さの半分だけ急速に移動させ、値が中央
値を超える場合には、前記時間枠を1ステップだけ移動させる工程、 III) 最大値の代わりに最小値についてII)と同様にして最小点を指定する工程、 IV) 二つの最大点を含む接続線上の値から、両最大点間にある最小点の垂線上の
値を引いてAC信号の高さを得る工程、 V)前記工程IV)を少なくとも8回繰り返して、IV)で得た値を加算してその和を観
測数で除算してAC平均値を得る工程、及び VI)前記工程IV)の最小点の総高さを工程V)の平均AC信号に加えることによりD
C信号を得る工程を任意に含み、 好ましくは前記AC信号及び任意にDC信号を得るためにコンピュータプログ
ラムを用いることである。
In one preferred embodiment of the method according to the present invention, step (b) comprises the following steps: That is, I) In a time frame that is evenly divided left and right, and whose length is preferably about 60% of the cycle,
Sweep on the curve containing the detected values of transmission and / or reflection, II) If there is no value within the time frame that is greater than the median, specify that value as the maximum point and at the same time set the time frame to the time frame. If the value exceeds the median value by rapidly moving it by half the length, the step of moving the time frame by one step, III) For the minimum value instead of the maximum value, perform the minimum point as in II). IV) The step of obtaining the AC signal height by subtracting the value on the perpendicular of the minimum point between the two maximum points from the value on the connecting line including the two maximum points, V) The step IV) Repeating at least 8 times, adding the values obtained in IV) and dividing the sum by the number of observations to obtain an AC average value; and VI) calculating the total height of the minimum points in step IV) in step V ) D by adding to the average AC signal
Optionally comprising the step of obtaining a C signal, preferably using a computer program to obtain said AC signal and optionally a DC signal.

【0048】 本発明に係る方法の好ましい一実施態様においては、赤色光の波長は約660
nmであり、赤外光の波長は約940nmである。
In a preferred embodiment of the method according to the invention, the wavelength of red light is about 660.
nm, and the wavelength of infrared light is about 940 nm.

【0049】 本発明に係る方法において、ヘモグロビンを含む測定SpO及び測定血液特
性を同時に提示することが好ましい。
In the method according to the present invention, it is preferable to simultaneously present the measured SpO 2 containing hemoglobin and the measured blood characteristics.

【0050】 前記方法に係る方法において、測定SpO2を、ヘモグロビンを含む測定血液
特性を用いることにより補正することが好ましい。
In the method according to the above method, the measured SpO2 is preferably corrected by using the measured blood characteristic including hemoglobin.

【0051】 本発明に係る方法は、好ましい実施態様によると、例えば透析装置、セルセー
バ(cell saver)、透析モニターを含む体外の装置、組立体を含む血液バッグ装置
、屠殺場の装置、血液分別装置でヘモグロビンを含む血液特性を測定するために
用いてもよい。前記透光管、好ましくはチューブ又はパイプは、本発明のこの実
施態様において、直径が0.1mmより大きい。透析装置において、任意の種類
の透析、好ましくは血液透析にかけられる流体中に存在するヘモグロビン及びS
pOの値をみることが望ましい。透析中、ヘモグロビン濃度を測定し患者の血
液量及びSpOの変化を追うことがさらに望ましい。血液バッグの構造及び血
液バッグ組立体に関して、本発明に係る方法は、全血又はバフィーコート、即ち
、白血球を濃縮したものを含む血液バッグと関連して用いられる管状体、バッグ
、フィルタ又は他の構成部品に適用してもよい。前記方法はまた、管状体を通し
ての輸血中又は同様に献血中に用いてもよい。屠殺場では、本出願に係る方法は
、屠殺した家畜から血液を回収する時、及びさらに回収された血液を処理して、
直接食品に使用する全血を得る時若しくは分別してアルブミン、免疫グロブリン
といった血液成分を得る時に、有用である。本出願に係る方法はまた、血球を数
える時、即ち、赤血球及び白血球を数える過程で用いてもよい。これは血球計数
機、例えば、フロリダ州マイアミのコールター・ダイアグノスチックス社製コー
ルター計数器などの装置で行っても良い。さらにまた、本発明に係る方法は、血
液分析、血液型の決定又は血液ガス分析に関連して用いてもよい。また、本発明
に係る方法は、血液分別装置でヒトの血液を分別する時に用いてもよい。本出願
に係る方法を、供血者から血漿を得る時に用いることが望ましい。前記方法はま
た、供血者からバフィーコートを得る時又は前記バフィーコートをさらに処理し
て例えばインターフェロンアルファなどのサイトカインを生産する時に、有用で
ある。最後に、前記方法は、白血球の精製においてRBCの溶解がどのようにお
こなわれるかを測定するのに有用である。白血球は、引き続いてRBC溶解物を
例えば塩化アンモニウムと接触させる1以上の工程の後に、適切な培地、例えば
イーグル最小必須培地(EMEM)で培養する間にウイルス、例えばセンダイウイルス
に曝す。
The method according to the invention, according to a preferred embodiment, is for example a dialysis machine, a cell saver, an extracorporeal device including a dialysis monitor, a blood bag device including an assembly, a slaughterhouse device, a blood sorting device. May be used to measure blood characteristics including hemoglobin. Said light-transmitting tube, preferably a tube or pipe, has a diameter of more than 0.1 mm in this embodiment of the invention. In a dialysis machine, hemoglobin and S present in the fluid subjected to any type of dialysis, preferably hemodialysis
It is desirable to look at the value of pO 2 . It is further desirable to measure hemoglobin concentration during dialysis to track changes in patient blood volume and SpO 2 . With respect to the construction of blood bags and blood bag assemblies, the method according to the present invention is directed to a tubular body, bag, filter or other used in connection with a blood bag containing whole blood or buffy coat, i.e. white blood cell concentrate. You may apply to a component. The method may also be used during transfusion through a tubular body or likewise during blood donation. In a slaughterhouse, the method according to the present application, when collecting blood from slaughtered livestock, and further processing the collected blood,
It is useful when directly obtaining whole blood used for food or when fractionating to obtain blood components such as albumin and immunoglobulin. The method according to the present application may also be used when counting blood cells, ie in the process of counting red blood cells and white blood cells. This may be done with a hemocytometer, such as a Coulter Counter from Coulter Diagnostics, Inc. of Miami, Florida. Furthermore, the method according to the invention may be used in connection with blood analysis, blood group determination or blood gas analysis. Further, the method according to the present invention may be used when separating human blood with a blood separating apparatus. It is desirable to use the method according to the present application when obtaining plasma from a blood donor. The method is also useful when obtaining a buffy coat from a blood donor or when the buffy coat is further processed to produce cytokines such as interferon alpha. Finally, the method is useful for determining how RBC lysis occurs in leukocyte purification. Leukocytes are exposed to a virus, such as Sendai virus, during one or more steps of subsequently contacting the RBC lysate with, for example, ammonium chloride, while culturing in a suitable medium, such as Eagle's Minimum Essential Medium (EMEM).

【0052】 前記方法は、本出願によると、好ましくは血管、チューブ又はパイプでおこな
われる。
The method according to the present application is preferably performed in a blood vessel, tube or pipe.

【0053】 本発明の好ましい実施態様によると、前記光ビームは、好ましくは混合物を含
む管の測定範囲に対して基本的に垂直に向けられる。
According to a preferred embodiment of the invention, the light beam is preferably directed essentially perpendicular to the measuring range of the tube containing the mixture.

【0054】 本発明の好ましい実施態様によると、少なくとも2本の光ビームを管に対して
2個の光源から向け、前記透光管からの反射光の強度の検出を少なくとも1個の
検出器、好ましくは1個の検出器のみでおこなう。
According to a preferred embodiment of the invention, at least two light beams are directed onto the tube from two light sources and the detection of the intensity of the reflected light from said light-transmissive tube is detected by at least one detector, Preferably, only one detector is used.

【0055】 本発明に係る方法のさらにもう1つの好ましい実施態様によると、工程a)に
おいて好ましくは2つの異なる波長を持つ少なくとも2本の光ビームを管に対し
て2個の光源から向ける。該光源は、同じシェル、例えば、チップ(chip)内に組
み込んでもよく、測定対象のひとつの共通の側に配置され現れる。前記光源は、
チップ(chip)内で同時に使用される場合、交互に光らしてもよい。光ビームの1
本の波長は、770nm〜950nm、好ましくは770、800、850、9
40又は950nmであり、もう1本の光ビームの波長は、480nm〜590
nm、好ましくは500nmである。
According to yet another preferred embodiment of the method according to the invention, in step a) at least two light beams, preferably having two different wavelengths, are directed onto the tube from two light sources. The light sources may be incorporated in the same shell, for example a chip, arranged and exposed on one common side of the object to be measured. The light source is
When used simultaneously in a chip, they may be illuminated alternately. Light beam 1
The wavelength of the book is 770 nm to 950 nm, preferably 770, 800, 850, 9
40 or 950 nm, and the wavelength of the other light beam is 480 nm to 590 nm.
nm, preferably 500 nm.

【0056】 本発明の好ましい実施態様の1つに係る装置は、少なくとも4個の光源と少な
くとも2個の反射光用検出器を含んでいてもよい。その場合、管の同じ側に現れ
る2本の光ビームを向ける2個の光源は、異なる波長を持つ。1個の光源の波長
は、770〜950nmであり、もう1個の光源の波長は、480〜590nm
であることが好ましい。
A device according to one of the preferred embodiments of the invention may comprise at least 4 light sources and at least 2 detectors for reflected light. In that case, the two light sources that direct the two light beams appearing on the same side of the tube have different wavelengths. The wavelength of one light source is 770 to 950 nm, and the wavelength of the other light source is 480 to 590 nm.
Is preferred.

【0057】 本発明の好ましい実施態様の1つに係る装置において、前記装置の少なくとも
2個の構成部品は、無線接続、好ましくは無線接続用のモジュールにより互いに
連絡していてもよい。無線通信用の前記モジュールは、少なくとも1個の送信機
及び1個の受信機を含んでいてもよい。
In a device according to one of the preferred embodiments of the invention, at least two components of said device may be in communication with each other by means of a wireless connection, preferably a module for wireless connection. The module for wireless communication may include at least one transmitter and one receiver.

【0058】 本発明の好ましい実施態様に係る装置において、少なくとも3個の構成部品、
即ち、光源、光検出器及び処理装置間の1個の無線通信用モジュール及び/又は
処理装置及び記録手段間の1個の無線通信用モジュールが存在してもよい。
In a device according to a preferred embodiment of the present invention, at least three components,
That is, there may be one wireless communication module between the light source, the photodetector and the processing device and / or one wireless communication module between the processing device and the recording means.

【0059】 本発明の好ましい実施態様に係る装置において、前記無線通信をブルートゥー
ス(Bluetooth, 登録商標)規格準拠通信路を用いておこなってもよい。
In the device according to the preferred embodiment of the present invention, the wireless communication may be performed using a communication path compliant with the Bluetooth (registered trademark) standard.

【0060】 本発明の好ましい実施態様に係る装置において、前記光源を管の測定範囲に対
して基本的に垂直に配置してもよい。
In a device according to a preferred embodiment of the invention, the light source may be arranged essentially perpendicular to the measuring range of the tube.

【0061】 本発明の好ましい実施態様に係る装置において、前記光の少なくとも1本の波
長は、200nm〜2000nm、好ましくは770nm〜950nm、最も好
ましくは約770、800、850、940又は950nmである。
In a device according to a preferred embodiment of the invention, at least one wavelength of the light is 200 nm to 2000 nm, preferably 770 nm to 950 nm, most preferably about 770, 800, 850, 940 or 950 nm.

【0062】 本発明の好ましい実施態様に係る装置は、透光管の同じ側に波長の異なる2本
の光ビームを向ける2個の光源を備えていてもよく、前記光ビームの1本の波長
は、770nm〜950nm、好ましくは770、800、850、940又は
950nmであり、他方の光ビームの波長は、480〜590nm、好ましくは
500nmである。
A device according to a preferred embodiment of the invention may comprise two light sources directing two light beams of different wavelengths on the same side of the light-transmitting tube, one wavelength of said light beam being provided. Is 770 nm to 950 nm, preferably 770, 800, 850, 940 or 950 nm, and the wavelength of the other light beam is 480 to 590 nm, preferably 500 nm.

【0063】 本発明の好ましい実施態様に係る装置は、片側に少なくとも4個の光源、好ま
しくは少なくとも6個の光源を含み、前記光源を前記検出器のどちらか一方の側
に現れるようにし、好ましくは光源を2個を一組として、好ましくは3個を一組
として配置され、前記光源が好ましくは前記検出器を中心として「H」形を形成
しているのが好ましい。
A device according to a preferred embodiment of the invention comprises at least 4 light sources on one side, preferably at least 6 light sources, said light sources appearing on either side of said detector, preferably Are preferably arranged in pairs of two light sources, preferably in groups of three, and the light sources preferably form an "H" shape about the detector.

【0064】 本発明の好ましい実施態様に係る装置は、手首、指又は足指にフィットする光
源及び検出器を備える試験装置の形態を取っていてもよい。
The device according to a preferred embodiment of the invention may take the form of a test device comprising a light source and a detector fitted to the wrist, fingers or toes.

【0065】 本発明の好ましい実施態様に係る装置において、前記試験装置は、指又は足指
に適用されるシンブル状シェルからなっている。その場合、前記光源及び検出器
は、前記シェル内で光ビームを向け光強度を検出するようにされている。
In a device according to a preferred embodiment of the present invention, said test device comprises a thimble-like shell applied to a finger or toe. In that case, the light source and the detector are adapted to direct a light beam within the shell and detect the light intensity.

【0066】 本発明の好ましい実施態様に係る装置において、少なくとも3個の光源及び検
出器を締め付け部からなるシェル内に配置する。それにより、前記光源及び検出
器は前記締め付け部内に配置され、現れるようになり、前記シェルは、好ましく
は指又は足指を覆うシンブルデザインの一部となる。
In a device according to a preferred embodiment of the invention, at least three light sources and detectors are arranged in the shell of the clamping part. Thereby, the light source and the detector are arranged and exposed in the clamping part, and the shell is preferably part of the thimble design covering the finger or toe.

【0067】 本発明の好ましい実施態様に係る装置は、1つの共通の側にある少なくとも4
個の発光ダイオード、好ましくは少なくとも6個の発光ダイオード及び1個の検
出器からなり、それらは、検出器を中心にして「H」を形成し、今回は手錠構造
の一部を手首の測定に適するようにするパッチに固定される。その場合、各構成
部品の中心を基準とすると前記光源と検出器間の距離は、Hb及びSpOも含
む血液特性を測定するために、好ましくは4から12mmであり、もっとも好ま
しくは、前記距離は約8から9mmである。橈側を含む手首又は腕の上腕部のよ
うな身体の太い部分を測定するならば、Hb及びSpOも含む血液特性に関す
る場合、ファイバー(光源及び検出器)間の距離は、6から12mmとするとよい
。上腕を含む腕のような身体のより太い部分に対しては、前記距離を12から3
0mmとするとよい。手首又は身体のより太い部分で測定する場合、圧力を測定
部位に加えることが好ましい。本発明に係る方法はさらに、足の背を含む足首の
下に位置する管での測定に用いてもよい。従って本発明は、Hbを含む血液特性
をとりわけ測定するために、観測される測定範囲に応じて上記のように設定され
る異なる距離に配置される光源及び検出器を備えているとよい。そうすることに
より、目的の管に達することができ、従って、Hbを含む血液特性の検出が可能
となる。検出器と光源間の距離は、従って上記に設定したように測定範囲に応じ
て1から20mmとするとよい。
A device according to a preferred embodiment of the invention comprises at least 4 on one common side.
Consisting of 6 light emitting diodes, preferably at least 6 light emitting diodes and 1 detector, which form an "H" around the detector, this time a part of the handcuff structure for measuring the wrist Fixed to the patch to make it suitable. In that case, the distance between the light source and the detector, based on the center of each component, is preferably 4 to 12 mm, most preferably the distance, in order to measure the blood properties including Hb and SpO 2. Is about 8 to 9 mm. When measuring thick parts of the body, such as the wrist or arm including the radial side, and regarding blood characteristics that also include Hb and SpO 2 , the distance between fibers (light source and detector) should be 6 to 12 mm. Good. For thicker parts of the body, such as the upper arm, the distance is 12 to 3
It is good to set it to 0 mm. When measuring on the wrist or on the thicker part of the body, it is preferable to apply pressure to the measurement site. The method according to the invention may also be used for measurements on tubes located below the ankle, including the back of the foot. Therefore, the invention may comprise light sources and detectors arranged at different distances set as described above depending on the observed measuring range, in particular for measuring blood properties including Hb. By doing so, the target tube can be reached and thus the detection of blood characteristics including Hb is possible. The distance between the detector and the light source is therefore preferably 1 to 20 mm, depending on the measuring range, as set out above.

【0068】 本発明の好ましい実施態様の1つに係る装置において、前記光源及び反射用の
検出器は、指、足指又は手首、好ましくは手首を収容する前記パッチの縁に固定
するとよい。その場合、パッチは、手首留めるためのストラップ固定された可撓
性プラスチックパッチであることが好ましい。前記ストラップは、好ましくはロ
ッキング装置を備えている。
In a device according to one of the preferred embodiments of the invention, the light source and the detector for reflection may be fixed to the edge of the patch containing the finger, toe or wrist, preferably the wrist. In that case, the patch is preferably a flexible plastic patch with a strap for wrist fastening. The strap preferably comprises a locking device.

【0069】 本発明の好ましい実施態様の1つに係る装置において、光源及び反射用の検出
器を、前記パッチに組み込んでもよく、前記電気部品を、黒色のシリコンで被覆
されたプリント基板カードの片面に固定し、前記光学部品を、もう一方の透明な
シリコンで被覆された面に固定する。
In a device according to one of the preferred embodiments of the present invention, a light source and a detector for reflection may be incorporated in the patch, and the electrical components are on one side of a printed circuit board card coated with black silicon. And the optical component is fixed to the other transparent silicon-coated surface.

【0070】 本発明の好ましい実施態様の1つに係る装置において、前記パッチは、51x
35mmの大きさの長方形であり、「H」に配置された光源及び検出器は、パッ
チの角に固定される。
In an apparatus according to one of the preferred embodiments of the present invention, the patch is 51x
A light source and detector, which is a rectangle with a size of 35 mm and placed at "H", is fixed at the corner of the patch.

【0071】 本発明の好ましい実施態様の1つに係る装置において、前記処理装置を、好ま
しくは検出反射強度の比率を計算することにより、反射値を測定血液特性の濃度
値に変換するようにする。
In a device according to one of the preferred embodiments of the invention, the processing device is adapted to convert the reflection value into a concentration value of the measured blood characteristic, preferably by calculating the ratio of the detected reflection intensities. .

【0072】 本発明の好ましい実施態様の1つに係る装置において、前記処理装置は、本発
明に係る方法を実施するためのコンピュータプログラムを含んでいてもよい。
In a device according to one of the preferred embodiments of the invention, the processing device may comprise a computer program for carrying out the method according to the invention.

【0073】 本発明の好ましい実施態様の1つに係る装置において、(I)における赤色光領
域の波長は、約660nmであり、赤外光の波長は、約940nmである。
In the device according to one of the preferred embodiments of the present invention, the wavelength of the red light region in (I) is about 660 nm, and the wavelength of infrared light is about 940 nm.

【0074】 実施態様の1つは、本発明に係る方法を実施するためのデータ記憶媒体に記憶
されたコンピュータプログラムである。
One of the embodiments is a computer program stored on a data carrier for carrying out the method according to the invention.

【0075】 本発明の方法及び装置を、ケーブルを必要としない通信と組み合わせることに
より、前記方法及び装置が使いやすくなり、その使用の幅が広がる。前記ケーブ
ルを必要としない通信により、インターネットを使った掲示(billing)、患者情
報の追跡調査及び統計、ソフトウェアパッケージのアップデート及びサービスが
可能となる。利用者は、モデム経由の命令により、携帯電話とほぼ同じように一
定の回数のテストをおこなうのに必要なコード(code)を得ることができる。
Combining the method and apparatus of the present invention with communication that does not require a cable makes the method and apparatus easier to use and broadens its use. The cableless communication enables Internet billing, patient information tracking and statistics, software package updates and services. The user can obtain the code necessary for performing a certain number of times of the test by using the command via the modem, much like a mobile phone.

【0076】 無線通信規格ブルートゥース(Bluetooth, 登録商標)は、病院でのケーブル
を必要としない装置を使用する機会をもたらした。ブルートゥース(Bluetooth,
登録商標)技術は、ケーブルなしに電子装置が互いに通信をおこなうことを可
能とする。送信機と受信機からなるブルートゥース(Bluetooth, 登録商標)モ
ジュールは、多くの用途でケーブルに取って変わるかもしれない。図18は、コ
ンピュータ及び血液特性の測定を含むSpO検出器を備えるシステムを示し、
そのシステムは、ブルートゥース(Bluetooth, 登録商標)技術を用いて前記コ
ンピュータと検出器間でケーブルを必要としない。
The wireless communication standard Bluetooth (registered trademark) has provided the opportunity to use devices that do not require cables in hospitals. Bluetooth (Bluetooth,
The registered trademark technology allows electronic devices to communicate with each other without a cable. Bluetooth modules, which consist of a transmitter and a receiver, may replace cables for many applications. FIG. 18 shows a system with a SpO 2 detector that includes a computer and blood property measurements,
The system does not require a cable between the computer and detector using Bluetooth technology.

【0077】 L.M.エリクソンにより開発されたブルートゥース(Bluetooth, 登録商標
)技術は、ISMバンド 2.45Ghzを用い不通のない通信を保証する。前
記システムは、1秒当たり1.600hopsの速い周波数ホッピングで働くこ
とができる。送信機からの出力を小さくし、10メートルの最大距離で働くよう
にしてもよい。但し、本発明の装置の無線通信可能な構成部品間の距離は、1c
m〜10000000mileまで変えることができる。
L. M. Developed by Ericsson, the Bluetooth technology uses ISM band 2.45 Ghz to ensure uninterrupted communication. The system can work with fast frequency hopping of 1.600 hops per second. The output from the transmitter may be reduced to work at a maximum distance of 10 meters. However, the distance between the components of the apparatus of the present invention capable of wireless communication is 1c.
It can be changed from m to 10,000,000 miles.

【0078】 本出願に係る装置において、少なくとも1個の検出器は、反射光を受信するこ
とができ、前記光源の横に並んで配置してもよい。
In the device according to the present application, at least one detector is capable of receiving reflected light and may be arranged next to said light source.

【0079】 本出願に係る装置の好ましい実施態様によると、反射光を受信することができ
る前記検出器を、前記光源の横に並んで配置される。
According to a preferred embodiment of the device according to the present application, the detectors capable of receiving reflected light are arranged side by side next to the light source.

【0080】 本出願に係る装置の好ましい実施態様によると、前記装置は、光源及び検出器
を備えた指又は足指にフィットする試験装置又は手錠状装置の形態を取っていて
もよい。
According to a preferred embodiment of the device according to the present application, said device may take the form of a finger or toe-fitting test device or handcuffed device with a light source and a detector.

【0081】 本出願に係る上記試験装置は、好ましい実施態様によると、指又は足指におけ
るヘモグロビンを含む血液特性を含むSpOを検出するために好ましくは用い
られる短いシンブル中のシンブル状シェルからなっている。その場合、少なくと
も3個の光源及び検出器を、シンブル構造の一部として配置する。前記シンブル
の実施態様はまた、家畜の足でのヘモグロビンの検出にも有用である。
The test device according to the present application, according to a preferred embodiment, consists of a thimble-like shell in a short thimble which is preferably used for detecting SpO 2 containing blood properties including hemoglobin in the finger or toe. ing. In that case, at least three light sources and detectors are arranged as part of the thimble structure. The thimble embodiment is also useful for the detection of hemoglobin in the paw of domestic animals.

【0082】 本出願に係る上記試験装置は、好ましい実施態様によると、指、足指又は腕、
好ましくは手首又は指におけるヘモグロビンを含む血液特性を含むSpOを検
出するために好ましくは用いられる短い手錠中の手錠状シェルからなる。その場
合、少なくとも3個の光源及び検出器を、手錠構造の一部として配置する。前記
手錠の実施態様はまた、家畜の足でのヘモグロビンを含むSpOの検出にも有
用である。
The test device according to the present application, according to a preferred embodiment, is a finger, toe or arm,
Preferably it consists preferably handcuffs-like shell in short handcuffs used to detect the SpO 2 including blood characteristics including hemoglobin in the wrist or finger. In that case, at least three light sources and detectors are arranged as part of the handcuff structure. The handcuff embodiments are also useful for the detection of Hemoglobin-containing SpO 2 in the paw of livestock.

【0083】 前記装置、とりわけその試験装置は、本発明の好ましい実施態様によると、指
又は足指で適用されるシンブル状シェル、該シェル内で光ビームを向け光強度を
検出するようにされた光源及び検出器を含んでいてもよい。前記実施態様は、同
じシェル内に配置される少なくとも3個の光源及び検出器を備えていてもよく、
任意に屈曲部(締め付け部)を含んでいてもよい。それにより、光源及び検出器は
屈曲部(締め付け部)内に配置され、そこに現れることとなり、指、足指又は手首
を覆うシェルは、シンブル又は手錠構造の一部となる。従って、上記試験装置は
、手首、足指又は指にフィットする形状としてもよい。
According to a preferred embodiment of the present invention, said device, in particular its test device, is adapted to apply a thimble-like shell applied to a finger or toe, directing a light beam in said shell and detecting the light intensity. It may include a light source and a detector. Said embodiment may comprise at least three light sources and detectors arranged in the same shell,
It may optionally include a bent portion (tightening portion). Thereby, the light source and the detector are arranged in the bending portion (tightening portion) and appear there, and the shell covering the finger, toe or wrist becomes a part of the thimble or handcuff structure. Therefore, the test device may be shaped to fit on the wrist, toes, or fingers.

【0084】 前記シンブル又は手錠の実施態様は、少なくとも1個の検出器及び透過光を検
出するための2個の検出器と共に片側に配置された少なくとも3個の発光ダイオ
ード(LED)を含むことを基本的に特徴とする。上記構成部品は、 (a)前記構成部品、即ち、ダイオード及び検出器に近接し、可撓性材料、好ま
しくは高分子材料、最も好ましくはシリコンゴムを含む可撓性手段内に前記構成
部品を収容する第一部材、及び、 (b)可撓性材料、好ましくは高分子材料、最も好ましいのはシリコンゴムから
またなる任意的第二部材、 を含むシェルに収容してもよい。前記第一部材はまた、黒いプラスチック材料、
最も好ましいのはエポキシ樹脂又はPMMAからできていてもよい。前記シェル
は、当業者に公知の方法で工業規模で成型しても、手造りとしてもよい。シリコ
ンゴムを成型して第一部材及び任意に第二部材を製造する場合、着色粉末(染料)
を前記ゴムに加えるのが好ましい。波長が短くなるほど、外部光の問題が大きく
なる。従って、前記問題は、染料を材料に加えることにより最小化するとよい。
染料は、他の光源からの妨害を最小化する黒が好ましい。シェルを、第一部材及
び、もしあれば、第二部材を結合させること、好ましくは接着によりそれらをつ
なぎ合わせること、又は他の何らかの方法でそれらをくっつけることにより結び
つけることを通して、例えば、指、足指又は手首といった所に固定してもよい。
さらに、シェルは、好ましくはその第一部材に内部屈曲部、内部締め付け部を形
成していてもよい。その場合、指、足指又は手首が測定中適切に位置付けられる
。シェルは、任意の形状を取ってもよく、前記内部屈曲部又は締め付け部を囲繞
する。このようにして、指、足指又は手首は締付けられ、血管は、本発明に係る
測定法に容易に利用しやすくなる。前記締付けは、機械的な手段により又は単に
手で圧迫することによりおこなってもよい。例えば締付けリングと一緒のゴムバ
ンド又はバンド掛け機からなる締付け機を用いることにより、シンブル状又は手
錠状装置を固定し、測定対象を締め付けることもできる。
The thimble or handcuff embodiments include at least three light emitting diodes (LEDs) arranged on one side with at least one detector and two detectors for detecting transmitted light. It is basically characterized. Said component is (a) in proximity to said component, i.e. the diode and the detector, in a flexible means comprising a flexible material, preferably a polymeric material, most preferably silicone rubber. It may be contained in a shell comprising a first member to be contained, and (b) a flexible material, preferably a polymeric material, most preferably an optional second member also comprising silicone rubber. The first member is also a black plastic material,
Most preferably it may be made of epoxy resin or PMMA. The shell may be molded on an industrial scale or handmade by methods known to those skilled in the art. When molding the silicone rubber to manufacture the first member and optionally the second member, colored powder (dye)
Is preferably added to the rubber. The shorter the wavelength, the greater the problem of external light. Therefore, the problem may be minimized by adding a dye to the material.
The dye is preferably black, which minimizes interference from other light sources. Through joining the shell to the first member and, if present, the second member, by joining them, preferably by gluing them together, or by some other method of attaching them together, e.g. fingers, feet. It may be fixed to a place such as a finger or a wrist.
Further, the shell may preferably have an inner bent portion and an inner tightened portion formed on the first member thereof. In that case the fingers, toes or wrists are properly positioned during the measurement. The shell may take any shape and surrounds the internal bend or clamp. In this way, the fingers, toes or wrists are tightened and the blood vessels are easily accessible for the measurement method according to the invention. The tightening may be done by mechanical means or simply by pressing by hand. It is also possible to fasten the object to be measured by fixing the thimble-like or handcuff-like device by using a tightening machine consisting of a rubber band with a tightening ring or a banding machine.

【0085】 前記第一部材の可撓性材料はまた、天然ゴム又は純粋な屈曲性高分子又は共重
合体からできていてもよい。あるいは、前記可撓性材料は、1以上の重合体を含
んでいてもよい。第一部材及び第二部材の材料は、アレルギーを誘発する物質を
好ましいことに含んでおらず、前記シンブル状装置は、哺乳類の皮膚に極めてや
さしい。シェルにより、測定対象の指、足指又は手首を締付けることができ、好
ましいことに血管が本発明に係る測定法に容易に利用できるようになる。前記血
管は、動脈、静脈又は細動脈であることが好ましい。検出は、手首又は第3指骨
のある指でおこなうことが好ましい。
The flexible material of the first member may also be made of natural rubber or pure flexible polymers or copolymers. Alternatively, the flexible material may include one or more polymers. The materials of the first part and the second part preferably do not contain allergen-inducing substances and the thimble-like device is very gentle on the skin of mammals. The shell allows the finger, toe or wrist to be measured to be clamped and preferably makes the blood vessel readily available for the measurement method according to the invention. The blood vessels are preferably arteries, veins or arterioles. The detection is preferably performed on the wrist or a finger with the third phalange.

【0086】 本発明の好ましい実施態様に係る試験装置は、指又は足指に適用されるシンブ
ル状シェル、該シェル内で光ビームを向け、光強度を検出するようにされた光源
及び検出器からなる。
A test device according to a preferred embodiment of the present invention comprises a thimble-like shell applied to a finger or toe, a light source and a detector adapted to direct a light beam in the shell and detect the light intensity. Become.

【0087】 本発明のもう1つの好ましい実施態様は、共通の側で反射光を検出する検出器
のどちらかの側に現れるようにされたさらなる光源を備えている装置のことであ
る。
Another preferred embodiment of the invention is a device with an additional light source adapted to appear on either side of the detector for detecting reflected light on the common side.

【0088】 本発明のもう1つの好ましい実施態様は、少なくとも3個のさらなる光源、好
ましくは少なくとも5個のさらなる光源、従って合計で少なくとも4個の光源、
好ましくは6個の光源を備える装置のことである。その場合、光源を共通の側の
検出器のどちらか一方の側に、好ましくは2個で構成されるグループ、最も好ま
しくは3個で構成されるグループで現れるようにする。それにより、前記構成部
品は、好ましくは検出器を中心として「H」を形成する。6個の光源、好ましく
は6個の発光ダイオード及び1個の検出器を備える前記好ましい実施態様は、検
出器を中心として「H」を形成する。
Another preferred embodiment of the present invention is at least 3 additional light sources, preferably at least 5 additional light sources, thus a total of at least 4 light sources,
It is preferably a device having six light sources. In that case, the light sources appear on either side of the detector on the common side, preferably in groups of two, most preferably in groups of three. Thereby, the component preferably forms an "H" about the detector. The preferred embodiment with six light sources, preferably six light emitting diodes and one detector, forms an "H" around the detector.

【0089】 本出願に係る発明の好ましい実施態様の1つであるこのさらなる実施態様、手
錠状装置は、実施例3に詳細に及び図16にも記述されているデザインにより示
されている。本発明の手錠の実施態様において、光源及び検出器間の距離は、そ
れぞれの構成部品の中心を基準として4から12mmとするとよく、好ましくは
約8mmである。図16において、これは、LED及び中央の光検出器間の距離
のことである。前記構成部品を、指、足指又は手首、好ましくは手首を収容する
屈曲部の縁に固定することが好ましい。
This further embodiment, a handcuffed device, which is one of the preferred embodiments of the invention according to the present application, is illustrated by the design described in detail in Example 3 and also in FIG. In the handcuff embodiment of the present invention, the distance between the light source and the detector may be from 4 to 12 mm relative to the center of each component, and is preferably about 8 mm. In FIG. 16, this is the distance between the LED and the central photodetector. It is preferred that the component is fixed to a finger, toe or wrist, preferably to the edge of the bend that houses the wrist.

【0090】 本発明の実施態様の1つに係る手錠状装置は、好ましくは手首に留めるための
ストラップに固定された可撓性プラスチックパッチとして存在するものでよい。
その場合前記ストラップは、測定中ロック装置を用いて今回はロックされ手首を
締付ける。この実施態様は、図15及び図16にみることができる。図16から
わかるように、前記構成部品は、可撓性の基本的に長方形のパッチの隅に、「H
」に配置するのが好ましい。前記パッチは、丸い角を有し、大きさが51x35
mmであるのが好ましい。前記パッチは、測定範囲、例えばヒトの皮膚と接触す
るために、さらに1段高くなった側を有しているのが好ましく、その場所に、光
源及び検出器が現れる。パッチは、好ましくは大きさが51x35mmであり、
前記高くなった部分は、大きさが31x47mmであり、外側寸法に対して2m
mの余裕がある。図16から分かるように、前記構成部品は、「H」に配置され
る場合、小さい方の長方形、即ち31x47mmの短い方の角に固定するのが好
ましい。前記「H」は、例えば手首での測定中、腕又は血管の方向からみて約9
0度傾けることが好ましい。測定を、手首の内側及び外側でおこなうことが好ま
しく、透過光(赤色及び赤外)を検出するための検出器は、手首の外側に存在する
ことになる。
The handcuffed device according to one embodiment of the invention may be present as a flexible plastic patch, preferably secured to a strap for fastening to the wrist.
In that case the strap is locked this time using a locking device during the measurement to tighten the wrist. This embodiment can be seen in FIGS. 15 and 16. As can be seen in FIG. 16, the component has a “H” in the corner of a flexible, essentially rectangular patch.
". The patch has rounded corners and the size is 51x35.
It is preferably mm. The patch preferably has a raised side for contacting the measuring range, eg human skin, at which the light source and the detector appear. The patch is preferably 51x35 mm in size,
The raised portion is 31x47 mm in size and 2 m with respect to the outer dimension.
There is a margin of m. As can be seen in FIG. 16, the component, when placed in the “H”, is preferably fixed to the smaller rectangle, ie the shorter corner of 31 × 47 mm. The “H” is, for example, about 9 when viewed from the direction of the arm or blood vessel during measurement on the wrist.
It is preferable to tilt it by 0 degree. The measurements are preferably made inside and outside the wrist and the detectors for detecting the transmitted light (red and infrared) will be on the outside of the wrist.

【0091】 前記光源及び検出器はさらに、指、足指又は手首、好ましくは手首を収容する
前記パッチの縁に固定してもよい。最も好ましくは、パッチは、手首に留めるた
めのストラップに固定される可撓性プラスチックパッチである。前記ストラップ
は、好ましくはロッキング装置を備えている。加えて、前記装置は、パッチに組
み込まれた光源及び検出器を備え、前記電気部品を、黒色のシリコンで被覆され
たプリント基板カードの片面に固定し、前記光学部品を、もう一方の透明なシリ
コンで被覆された面に固定する。こうすることにより、電気的遮蔽、迷光の減少
及び殺菌できる可能性が保証される。パッチは、好ましくは51x35mmの大
きさの長方形としてもよく、光源及び検出器は、パッチの角に「H」に配置され
固定される。
The light source and detector may further be fixed to the edge of the patch containing a finger, toe or wrist, preferably a wrist. Most preferably, the patch is a flexible plastic patch secured to a strap for fastening to the wrist. The strap preferably comprises a locking device. In addition, the device comprises a light source and a detector integrated in a patch, fixing the electrical components on one side of a black silicon coated printed circuit board card and the optical components on the other transparent side. Fix on the surface covered with silicon. This ensures electrical shielding, reduction of stray light and the possibility of sterilization. The patch may be a rectangle, preferably measuring 51 x 35 mm, with the light source and detector fixed at the "H" corners of the patch.

【0092】 血液特性が観測される管は、光源及び検出器間の分離の適切な選択により識別
してもよい。前記光学技術の理論分析及び実験による検証は、I.フリードリン
、K.ヨハンソン及びL.G.リンドベルグによる2通の論文に記載された。前
記論文は、医学及び生物学における物理学(管を画像化するための光学的非侵襲
的技術I及びII、生医学工学部、リンチェピング大学、スウェーデン)に採用
され公表される予定である。以下は、彼らの分析及び実験による検証の要約であ
る。
The tube in which the blood characteristic is observed may be identified by an appropriate choice of separation between the light source and the detector. Theoretical analysis and experimental verification of the optical technology are described in I. Friedrin, K. Johansson and L.L. G. It was described in two papers by Lindberg. The article will be adopted and published in Physics in Medicine and Biology (Optical Non-Invasive Techniques I and II for Imaging the Tube, Faculty of Biomedical Engineering, Linkoping University, Sweden). The following is a summary of their analytical and experimental validation.

【0093】 ヒトの組織からの光の反射は、光の波長、光源と検出器の分離、光源及び検出
器の大きさ及び口径、並びに血液及び組織の光学特性などの多くのパラメータに
依存する。光源と検出ファイバー間の分離は、5つの中心間距離(2、3、4、
5及び6mm)で変化させた。分析は、より深くの組織から測定信号への影響を
増大させるためには、より大きな光源と検出器の分離を選択すべきであるという
先に出ていた結論と一致した。
The reflection of light from human tissue depends on many parameters such as the wavelength of the light, the separation of the source and detector, the size and diameter of the source and detector, and the optical properties of blood and tissue. The separation between the light source and the detection fiber consists of five center distances (2, 3, 4,
5 and 6 mm). The analysis was consistent with the earlier conclusion that a larger source and detector separation should be chosen to increase the effect of deeper tissue on the measured signal.

【0094】 数学的分析の結果及び立証された分析の結果は、以下のように要約できる。よ
り大きな分離値では、最大光子路を形成し光検出器で検出される光子は、短い距
離値に対するよりも、より深い層から生じる。このことは、図14に示されてい
る。図14は、2つの異なる光源と検出器の分離及び異なるFL(α)(FL(0)
及びFL(π/2))での光子の移動の説明図である。FLとは、管の内側と関連
した1組のファイバーの位置である。管の内側と関連して、光源と光検出器のフ
ァイバーの2つの位置を考慮した。角度αは、異なる位置の特性を示すように規
定する。略語FL(0)は、光源及び光検出器を平行に配置することを意味し、F
L(π/2)は、光源及び光検出器を管に対して垂直に配置することを意味する。
モンテカルロシミュレーションは、ヒト組織に対して近赤外領域において光子は
、もし光源と検出器間の分離が約2mmであれば、検出される前に約2mm貫通
することを示した。
The results of the mathematical analysis and the results of the proven analysis can be summarized as follows. At higher separation values, the photons forming the maximum photon path and detected at the photodetector come from a deeper layer than for short distance values. This is shown in FIG. FIG. 14 shows the separation of two different light sources and detectors and different FL (α) (FL (0)
And FL (π / 2)) are explanatory views of movement of photons. FL is the position of a set of fibers relative to the inside of the tube. Two positions of the fiber of the light source and the photodetector were considered in relation to the inside of the tube. The angle α is defined so as to show characteristics at different positions. The abbreviation FL (0) means that the light source and the photodetector are arranged in parallel, and
L (π / 2) means that the light source and photodetector are arranged perpendicular to the tube.
Monte Carlo simulations have shown that in the near infrared region for human tissue, photons penetrate about 2 mm before being detected if the separation between the light source and the detector is about 2 mm.

【0095】 管の観点から血管を、上記で要約したプローブ及び技術を用いて固定したファ
イバーの直径(1mm)と組み合わせて三つの血管のレベルで、以下に従い測定す
る。 血管の表面のレベル(約1mm)。前記レベルは、照明及び検出ファイバー間の
最小の距離(上記実験中2mm)を設定するのに十分である。 血管の中間のレベル(約2mm)。照明及び検出ファイバー間の最小の距離は、
好ましくは2から3mmとしてもよい。 血管の深いレベル(約3mm)。照明及び検出ファイバー間の距離は、好ましく
は3mmより大きくしてもよい。 上記研究の要約の結果は、例えば、静脈又は動脈の選択された血管床で、血流
、血液定数(blood constant)、酸素飽和度などの血液特性及び生理学的パラメー
タを測定することが可能であることを示す。
Blood vessels from a vascular perspective are measured at the level of 3 vessels in combination with a fixed fiber diameter (1 mm) using the probes and techniques summarized above, according to the following: Surface level of blood vessels (about 1 mm). The level is sufficient to set the minimum distance between the illumination and detection fibers (2 mm in the above experiment). Intermediate level of blood vessels (about 2 mm). The minimum distance between the illumination and the detection fiber is
It may be preferably 2 to 3 mm. Deep level of blood vessels (about 3 mm). The distance between the illumination and detection fibers may preferably be greater than 3 mm. The results of the above study summaries are capable of measuring blood properties and physiological parameters such as blood flow, blood constant, oxygen saturation, for example, in selected vascular beds of veins or arteries. Indicates that.

【0096】 橈側を含む手首又は腕の上腕部のような身体の太い部分を測定するならば、H
bを含むSpO及び血液特性に関する場合、ファイバー(光源及び検出器)間の
距離は、6から12mmとしてもよい。上腕を含む腕のような身体のより太い部
分に対しては、前記距離を12から30mmとしてもよい。手首又は身体のより
太い部分で測定する場合、圧力を測定部位に加えることが好ましい。本発明に係
る方法はさらに、足の背を含む足首の下に位置する管での測定に用いてもよい。
When measuring a thick part of the body such as the wrist or the upper arm of the arm including the radial side, H
For SpO 2 and blood properties including b, the distance between the fibers (source and detector) may be 6 to 12 mm. For thicker parts of the body, such as the upper arm, the distance may be 12 to 30 mm. When measuring on the wrist or on the thicker part of the body, it is preferable to apply pressure to the measurement site. The method according to the invention may also be used for measurements on tubes located below the ankle, including the back of the foot.

【0097】 論文IIに記述された、組織中の配光に対する理論上の解答は、反射モードで
どのようにヘモグロビンを測定できるかを記述する基礎となる。前記論文の式3
2は、一般解を提供する。式中、μ及びμは、光係数の影響を表わし、H及
びB又はZは、心拍中の血管径における拍動のばらつきへの影響を表わす。
The theoretical solution to light distribution in tissue, described in paper II, provides the basis for describing how hemoglobin can be measured in reflection mode. Equation 3 from the above paper
2 provides a general solution. In the formula, μ a and μ s represent the influence of the light coefficient, and H and B or Z represent the influence on the variation of the pulsation in the blood vessel diameter during the heartbeat.

【0098】 前記光源は、コード又は電池で発振器であってもよい電源に接続する。発振器
は、増幅器及びLEDドライバに接続してもよい。ドライバは、1個以上のLE
Dに接続してもよい。反射のための検出器,例えば、フォトダイオードは、少な
くとも1個の電流/電圧変換器に接続してもよい。変換器は同様に増幅器に接続
してもよい。前記信号は、バンドパスフィルタを通り、その後アナログ出力とな
るか、又は読出し装置に接続されたμ−制御器を通る。
The light source is connected to a power source which may be an oscillator with a cord or battery. The oscillator may be connected to the amplifier and the LED driver. Driver is one or more LE
You may connect to D. A detector for reflection, eg a photodiode, may be connected to at least one current / voltage converter. The converter may be connected to the amplifier as well. The signal passes through a bandpass filter and then becomes an analog output or passes through a μ-controller connected to the readout device.

【0099】 本発明に係る方法の実施のため、1以上の検量線を用いてもよい。好ましくは
コンピュータの一部である処理装置のメモリーに記憶された検量線により、光ビ
ームを管に向け、その後反射及び透過又は反射のみを検出する時に得られる、A
/AC又はDC/DCと表記してもよい反射/透過比(%)、若しくは
AC/AC又はDC/DCと表記してもよい反射/反射比(%)の、ヘモ
グロビン値(mmol/l)への容易な変換が可能となる。反射又は反射及び透過光の検
出強度の比率を分析することにより、液体混合物の特に拍動流における圧力及び
流量からの影響が補償され、測定された血液特性が正確であり、従ってSpO もまた正確であるという利点が得られる。比率は、該比率を問題の血液特性の判
明している値に対して以前に得た係数と比較することにより分析される。検量線
は、好ましくは本発明に係る方法と同時にヘモック(Hemocue)装置又は血液ガス
分析器で、自発的な健常者及び患者から採取した血液サンプルを分析することに
より得てもよい。前記方法と併せて、反射モードでの分光光度吸収曲線又は反射
モードでの記録曲線もまた用いてもよい。好ましくは上記比率の形でのSpO を測定するために得た値は、既存の検量線と比較してもよい。それにより、Sp
値への容易な変換が可能となる。
One or more calibration curves may be used for carrying out the method according to the invention. A calibration curve stored in the memory of the processor, which is preferably part of the computer, obtains when the light beam is directed at the tube and then reflections and transmissions or only reflections are detected.
C R / AC T or DC R / DC T and may be expressed reflection / transmission ratio (%), or AC R / AC R or DC R / DC R and may be expressed reflected / reflection ratio (%) Can be easily converted into hemoglobin value (mmol / l). By analyzing the ratio of the detected intensities of the reflected or reflected and transmitted light, the influence from the pressure and the flow rate of the liquid mixture, especially in the pulsatile flow, is compensated for and the measured blood properties are correct, so SpO 2 also The advantage is that it is accurate. The ratio is analyzed by comparing it to the coefficient obtained previously for the known value of the blood property in question. The calibration curve may be obtained by analyzing blood samples collected from spontaneously healthy subjects and patients, preferably with a Hemocue device or a blood gas analyzer, simultaneously with the method according to the present invention. In conjunction with the method, a spectrophotometric absorption curve in reflection mode or a recording curve in reflection mode may also be used. The values obtained for measuring SpO 2 , preferably in the form of the above ratios, may be compared to existing calibration curves. As a result, Sp
An easy conversion to O 2 value is possible.

【0100】 さらに、本発明に係る装置は、リング、板、立方体、球の形状でもよい、複数
の光源(6個以上)及び検出器(1個以上)を含む大きなマトリクスプローブを含ん
でいてもよい。
Furthermore, the device according to the invention may comprise a large matrix probe which may be in the form of a ring, plate, cube, sphere, which comprises a plurality of light sources (6 or more) and detectors (1 or more). Good.

【0101】 本出願に係る装置は、さらなる好ましい実施態様によると、好ましくは血液透
析をおこなう透析装置に含まれていてもよい。
According to a further preferred embodiment, the device according to the present application may be included in a dialysis device, preferably for hemodialysis.

【0102】 本発明に係る装置は、体の上で場所別に分けてもよく、例えば耳で用い任意に
無線で接続されたSpO2測定部、及び指、手首又は足指で用いられるHb測定
部を備えていてもよい。
The device according to the invention may be divided by location on the body, for example a SpO2 measuring part used in the ear and optionally wirelessly connected and an Hb measuring part used in the fingers, wrists or toes. You may have it.

【0103】 本出願に係る装置は、さらなる好ましい実施態様によると、検出中測定対象の
共通の側に配置され現れる少なくとも2個、好ましくは4個、最も好ましくは6
個の光源を備えていてもよい。2個以上のLEDを用いる場合、好ましくは相互
に交換可能である。前記LEDは、さらに好ましくは異なる波長の光を出す。適
切な波長の光源を用いての1以上の波長での反射光の強度の測定により、血流及
び血圧への血液特性の非依存もまた達成される。同様の測定技術を用いて、個人
間の動脈上の組織吸収における差を補償してもよい。LEDは、同じ手錠状装置
(そのパッチ)又はシンブル状装置に存在してもよい。
The device according to the present application, according to a further preferred embodiment, at least 2, preferably 4, and most preferably 6 appearing arranged and on the common side of the measuring object during detection.
Individual light sources may be provided. If two or more LEDs are used, they are preferably interchangeable. The LEDs more preferably emit light of different wavelengths. Independence of blood properties on blood flow and blood pressure is also achieved by measuring the intensity of reflected light at one or more wavelengths using a light source of suitable wavelength. Similar measurement techniques may be used to compensate for differences in tissue absorption on arteries between individuals. LED is the same handcuff type device
(The patch) or a thimble-like device.

【0104】 本出願に係る装置は、さらなる好ましい実施態様によると、少なくとも2個の
光源を備えていてもよい。その場合、第1光源は、相対的に赤血球により吸収さ
れることのない波長の光を出し、第2光源は、相対的に赤血球により吸収される
波長の光を出す。第1及び第2光源は、好ましくは実質的に互いに平行に方向づ
けられる。
The device according to the present application may, according to a further preferred embodiment, comprise at least two light sources. In that case, the first light source emits light of a wavelength that is relatively unabsorbed by red blood cells, and the second light source emits light of a wavelength that is relatively absorbed by red blood cells. The first and second light sources are preferably oriented substantially parallel to each other.

【0105】 本出願に係る装置は、さらなる好ましい実施態様によると、検出中測定対象の
同じ共通の側に配置され現れる少なくとも2個の光源、好ましくは少なくとも4
個の光源、最も好ましくは少なくとも6個の光源を備えていてもよい。その場合
、少なくとも1個の光源、好ましくはLEDは、緑色光を出し、少なくとももう
1個の光源、好ましくはLEDは、770nm〜950nmのNIR光を出す。
少なくとも2個の光源は、2本の光ビームを管の同じ側に対して向ける。その光
ビームの1本の波長は、770nm〜950nmであり、光ビームのもう1本の
波長は、480〜590nmである。前記緑色光を、緑色の波長の範囲、即ち、
480−590nm、好ましくは500nmで出すことが好ましい。
The device according to the present application, according to a further preferred embodiment, at least two light sources, preferably at least four, arranged and appearing on the same common side of the measuring object during detection.
It may comprise one light source, most preferably at least six light sources. In that case, at least one light source, preferably an LED, emits green light and at least another light source, preferably an LED, emits NIR light from 770 nm to 950 nm.
At least two light sources direct two light beams to the same side of the tube. One wavelength of the light beam is 770 nm to 950 nm, and the other wavelength of the light beam is 480 to 590 nm. The green light has a wavelength range of green, that is,
It is preferred to emit at 480-590 nm, preferably 500 nm.

【0106】 1500nmより短い波長の2本の光ビームを向けることにより、前記方法の
感度がより良くなる。上記本発明の好ましい実施態様において、1本の光ビーム
は、長い波長、好ましくはNIR(近赤外赤色)光を持ち、もう1本の光ビームは
、短い波長、好ましくは200−580nmの範囲内の波長、最も好ましくは緑
色光、400又は500nmを持つ。もう1個の光源に緑色を用いることは、緑
色光が赤血球によりかなり吸収されるので、好都合である。
By directing two light beams with a wavelength shorter than 1500 nm, the method becomes more sensitive. In a preferred embodiment of the invention described above, one light beam has a long wavelength, preferably NIR (near infrared red) light, and the other light beam has a short wavelength, preferably in the range 200-580 nm. With wavelengths within, most preferably green light, 400 or 500 nm. The use of green as the other light source is advantageous because the green light is significantly absorbed by red blood cells.

【0107】 検出器で検出された反射及び透過光の強度を分析し、ヘモグロビンを含む血液
特性を含むSpOを測定するための前記処理装置を、コンピュータ(CPU)に
組み入れてもよい。さらに、前記記録手段もまた、コンピュータに組み入れても
よい。前記視覚化はまた、任意の視覚化手段によりおこなってもよいが、好まし
くはコンピュータのディスプレイ及び/又はプリンター装置を用いることにより
おこなう。測定中に得られたデータの処理はまた、1以上の得られたデータの乗
算をし又はせずに、AC及び/又はDC信号を有する若しくは有しない、反射/
透過、透過/反射(SpOのための反射/透過)の比率の算出することを含み、
容積及び流れの変動を補償する。本発明によるとさらなる光源及び検出器を本発
明(とりわけ、Hbを含む血液特性の測定において)に用いると、利用可能な検出
強度の数に応じた検出強度を基準にしていくつかの比率が算出される。とりわけ
複数の光源及び検出器からなるマトリクスを使用する場合、管の最適な測定場所
の探索、確実な信号の強度の制御/証明、アルゴリズム演算の実行、記憶された
標準曲線に対してのデータの評価、並びに患者のデータ及び関連する品質判定基
準と共に結果の表示及び保存のためのコンピュータプログラムもまた前記処理装
置に組み入れてもよい。本発明を用いての測定からの結果の出力は、接続された
プリンター装置でおこなってもよい。該プリンター装置は、任意に視覚化手段を
用いて接続されていてもよい。
The processor for analyzing the intensities of the reflected and transmitted light detected by the detector and for measuring SpO 2 containing blood characteristics including hemoglobin may be incorporated in a computer (CPU). Further, the recording means may also be incorporated in the computer. The visualization may also be performed by any visualization means, but is preferably performed by using a computer display and / or a printer device. The processing of the data obtained during the measurement also reflects / reflects / without AC and / or DC signals with or without multiplication of one or more of the obtained data.
Including calculating transmission, transmission / reflection (reflection / transmission for SpO 2 ) ratios,
Compensate for volume and flow variations. Further light sources and detectors according to the invention are used according to the invention (especially in the measurement of blood properties including Hb) to calculate some ratios based on the detected intensities according to the number of available detected intensities. To be done. Especially when using a matrix of multiple light sources and detectors, search for the optimum measuring location of the tube, reliable signal strength control / certification, performing algorithmic operations, storing of data against stored standard curves Computer programs for evaluation and display and storage of results along with patient data and associated quality criteria may also be incorporated into the processor. The output of the results from the measurement using the present invention may be performed by the connected printer device. The printer device may optionally be connected using visualization means.

【0108】 もちろん、手作業で反射信号を処理してヘモグロビンを含む血液特性を含むS
pOを測定することは可能である。結果はまた、例えば図に結果をプロットす
ることにより手作業で視覚化してもよい。検出器により検出された信号はさらに
、好ましくは以下の手順を用いて分析してもよい。PPG信号は二つの部分、即
ち、一定信号と当該一定信号に重畳された脈動信号とで構成されているので、第
一の最大及び最小点が計算される。最大点は、曲線の始めから終わりまで時間枠
(時間帯)を捜引することにより計算される。時間枠(時間帯)の長さは、AC
信号(パルス)の周波数に応じて、右と左に等しく分割された、周期の約60%
に調節される。時間枠(時間帯)内のどの値も中央の値よりも高くなければ、そ
の値を最大点とする。その後、水平域形成曲線が多くの最大点として記録される
のを避けるため、時間枠を時間長の半分跳躍により移動させる。時間枠内のある
値が中央の値を超えれば、時間枠を1ステップだけ移動させる。これに対応する
方法で、最小点が算出される。
Of course, manually processing the reflected signal to obtain an S containing blood characteristics including hemoglobin.
It is possible to measure pO 2 . The results may also be visualized manually, for example by plotting the results in a figure. The signal detected by the detector may be further analyzed, preferably using the following procedure. Since the PPG signal is composed of two parts, a constant signal and a pulsating signal superimposed on the constant signal, the first maximum and minimum points are calculated. The maximum point is calculated by searching a time frame (time zone) from the beginning to the end of the curve. The length of the time frame (time zone) is AC
Approximately 60% of the period divided equally into right and left depending on the frequency of the signal (pulse)
Is adjusted to. If none of the values in the time frame (time zone) is higher than the central value, that value is set as the maximum point. After that, in order to avoid that the plateau forming curve is recorded as many maximum points, the time frame is moved by jumping half the time length. If a certain value within the time frame exceeds the central value, the time frame is moved by one step. The minimum point is calculated by a method corresponding to this.

【0109】 各最小点についてAC高さは、それぞれ中央点の左と右に最も近い最大点間に
ある最小点から最大点間の接続線への高さとして算出される。誤って検出された
最小又は最大点を生じさせ得る人為的な影響を排除するため、その後の9個のA
C高さのうち、中央の高さがAC信号の代表値として選ばれる。次いで、DC信
号は、AC信号の基準となった最小点への全高+AC信号として計算される。図
19は、上記手順の一例を示す。上記発明の要約における工程dは、次の工程、
即ち、 I)透過及び/又は反射の検出値を持つ曲線上を、周期時間のほぼ60%の長
さの時間枠で捜引する工程、 II)前記時間枠内の値が平均(中間)値よりも高いものがなければ、この値を
最大点として指定し、時間枠を当該時間枠の長さの半分飛躍移動させ、又は値が
中間値を超えていれば、時間枠を1ステップだけ移動させる工程、 III) 最大値の代わりに最小値についてII)と同様にして最小点を指定する工
程、 IV) 二つの最大点を含む接続線上の値から、両最大点間にある最小点の垂線
上の値を引いてAC信号の高さを得る工程、 V)IV)の工程を少なくとも8回繰り返して、IV)で得た値を加算してその和を
観測数で除算してAC平均値を得る工程、及び VI) 所望によりIV)の最小点の全高をステップV)のAC信号平均値に加えてD
C信号を得る工程、を含むのが好ましい。好ましくは上記工程を、AC信号及び
任意にDC信号を得るためにコンピュータプログラムを用いておこなう。好まし
くは上記工程I)からIV)をおこなうためのコンピュータプログラムは、データ
記憶媒体に記憶されている。好ましくは、前記データ記憶媒体は、上記iv)に
示される処理装置又は中央演算処理装置(CPU)の一部、若しくは挿入され処理装
置により使用される別体のフロッピィーディスクである。処理装置は、例えば本
発明の要約及び本発明の好ましい実施態様に示されるように、好ましくは本発明
に係る方法、及び/又は上記工程IからVIを実施するためのコンピュータプロ
グラムを含んでいてもよい。
The AC height for each minimum point is calculated as the height from the minimum point between the maximum points closest to the left and right of the center point to the connecting line between the maximum points. The subsequent 9 A's are removed to eliminate artifacts that could cause falsely detected minimum or maximum points.
Of the C heights, the central height is selected as the representative value of the AC signal. The DC signal is then calculated as the total height to the reference minimum of the AC signal + the AC signal. FIG. 19 shows an example of the above procedure. The step d in the above summary of the invention is the following step:
That is, I) a step of searching on a curve having detection values of transmission and / or reflection in a time frame having a length of approximately 60% of the cycle time, II) values within the time frame are average (intermediate) values If there is nothing higher than this, specify this value as the maximum point and move the time frame by half the length of the time frame, or if the value exceeds the intermediate value, move the time frame by one step. Step III) Specifying the minimum point in the same way as II) for the minimum value instead of the maximum value, IV) Dropping the minimum point between the maximum points from the value on the connecting line including the two maximum points. AC value by repeating the steps of subtracting the value on the line to obtain the height of the AC signal, V) IV) at least 8 times, adding the values obtained in IV) and dividing the sum by the number of observations And VI) optionally add the total height of the minimum point of IV) to the average AC signal of step V) D
Preferably, the step of obtaining a C signal is included. Preferably, the above steps are performed using a computer program to obtain an AC signal and optionally a DC signal. The computer program for performing the above steps I) to IV) is preferably stored in a data storage medium. Preferably, the data storage medium is the processor shown in iv) or a part of the central processing unit (CPU), or a separate floppy disk inserted and used by the processor. The processing device may also include a method according to the invention, and / or a computer program for carrying out steps I to VI above, for example as shown in the Summary of the Invention and the Preferred Embodiments of the Invention. Good.

【0110】 本発明のもう1つの実施態様はまた、例えば本発明の要約及び本発明の好まし
い実施態様に示されているように、本発明に係る方法及び/又は上記工程Iから
VIを実施するためのデータ記憶媒体に記憶されたコンピュータプログラムであ
る。
Another embodiment of the invention also carries out the method according to the invention and / or steps I to VI above, for example as shown in the summary of the invention and the preferred embodiments of the invention. Is a computer program stored in a data storage medium for.

【0111】 皮膚上で測定する場合、光が光の吸収及び組織での光散乱に応じて減少する
点を除いて、前記方程式は同じである。強度を、本発明、その方法を実施し及び
その装置を用いる場合、異なる血流で補償してもよい。皮膚測定をおこなう場合
、これを、好ましくは太い血管の上、例えば手首又は第3指骨のある指の上でお
こなう。前記血管は、好ましくは毛細血管からなる周囲の血液量とは有意に異な
る血液量を含んでいる。本発明に係る方法及び装置は、好ましくは動脈などの太
い血管に代表されるような主要な血液特性を含むSpOを測定するために用い
てもよいという点に注目すべきである。前記を、反射及び透過光間の比率を用い
て、反射及び透過光の測定強度への血圧及び血流の影響を補償することによりな
してもよい。本発明に係る方法及び装置に用いられる効果はまた、血液ヘモグロ
ビン値が一定である場合個人又は体外のシステムにおけるSpO及び血液特性
の変化を測定するために用いてもよい。このことは、さらに実施例4で説明され
ている。そこでは、本発明に係る装置を用いることにより、このことをおこなっ
た。従って、前記方法を用いてSpO及び血液量の変化並びに体内の病理変化
を追うことが可能となる。
When measured on the skin, the equations are the same, except that the light decreases in response to the absorption of light and the scattering of light on the tissue. Intensity may be compensated with different blood flows when practicing the invention, the method and using the device. When performing skin measurements, this is preferably done on thick blood vessels, for example on the wrist or fingers with the third phalange. The blood vessels contain a blood volume that is significantly different from the surrounding blood volume, which preferably consists of capillaries. The methods and apparatus of the present invention should preferably be noted that may be used to measure the SpO 2 including major blood characteristic as represented by thick blood vessel such as an artery. This may be done by using the ratio between reflected and transmitted light to compensate for the effects of blood pressure and blood flow on the measured intensity of reflected and transmitted light. The effects used in the method and apparatus according to the present invention may also be used to measure changes in SpO 2 and blood properties in an individual or an in vitro system when blood hemoglobin levels are constant. This is further described in Example 4. This was done there by using the device according to the invention. Therefore, it becomes possible to follow changes in SpO 2 and blood volume as well as pathological changes in the body using the above method.

【0112】 その方法及び装置を用いて本発明はまた、ヒトの血液中の全酸素の97から9
8%は血液中のヘモグロビン分子によって輸送されているので、SpOと共に
酸素の検出用としてもよい。もちろん、前記方法は、赤血球が溶解していない限
りヘモグロビンは通常赤血球内に取り込まれているので、SpO及び赤血球自
体を検出するために用いてもよい。血液の粘度は血液中の赤血球の量に対応する
ので、前記方法は粘度の検出に用いてもよい。本発明に係る方法及び装置はまた
ヘマトクリット(HCT)の測定に用いてもよい。血液量当たりのヘモグロビンのグ
ラム数であるヘモグロビンと血液量当たりの血球の量であるヘマトクリットの差
は、細胞屈折指数を決定する細胞内のヘモグロビン濃度により測定される。
Using the method and apparatus, the present invention also provides a total oxygen content in human blood of 97 to 9%.
Since 8% is transported by hemoglobin molecules in blood, it may be used for detection of oxygen together with SpO 2 . Of course, the method may be used to detect SpO 2 and the red blood cells themselves, as hemoglobin is normally incorporated into the red blood cells unless the red blood cells are lysed. Since the viscosity of blood corresponds to the amount of red blood cells in blood, the method may be used to detect viscosity. The method and apparatus according to the present invention may also be used to measure hematocrit (HCT). The difference between hemoglobin, which is the number of hemoglobins per blood volume, and hematocrit, which is the amount of blood cells per blood volume, is measured by the intracellular hemoglobin concentration that determines the cell refractive index.

【0113】 様々の異なる血液定数を診断に用いる。交換可能なものもあり、前記定数間に
は一般に認められている関係がある。一般に認められている関係は、以下の通り
である。
A variety of different blood constants are used for diagnosis. Some are interchangeable, and there is a generally accepted relationship between the constants. The generally accepted relationships are as follows:

【0114】 定数 指標 計算 RBC 血液の単位体積当たりの赤血球の数又は EPC 赤血球粒子濃度 Hb 血液中のヘモグロビン濃度 Hct ヘマトクリット又は赤血球 Hct=RBCxMCV EVF 赤血球体積分率 総体積に占める赤血球体積の分率 MCV 赤血球体積 MCV=EVF/RBC 平均血球体積の省略形 MCH 赤血球中のヘモグロビンの重量 MCH=Hb/RBC 平均球状ヘモグロビンの省略形 MCHC 赤血球中のヘモグロビン濃度 MCHC=Hb/EVF 平均球状ヘモグロビン(corpuscular haemoglobin)濃度の省略形[0114]   Constant index calculation RBC Number of red blood cells per unit volume of blood or EPC red blood cell particle concentration Hb hemoglobin concentration in blood Hct hematocrit or erythrocyte Hct = RBCxMCV EVF red blood cell volume fraction           Fraction of red blood cell volume in the total volume MCV Erythrocyte volume MCV = EVF / RBC           Abbreviation for mean blood cell volume MCH Weight of hemoglobin in red blood cells MCH = Hb / RBC           Abbreviation for mean spherical hemoglobin MCHC Hemoglobin concentration in erythrocytes MCHC = Hb / EVF           Abbreviation for average concentration of corpuscular haemoglobin

【0115】 さらに、ヒトの血液は、形態要素及び血漿からできている。3つの基本的な型
の形態血球成分が存在する。赤血球、白血球及び血小板のことである。赤血球は
、肺から体の組織へ酸素を運ぶヘモグロビンを含む。通常ヘモグロビン濃度は、
男性で132−163gram/litreの間で変化し、女性で116−14
8gram/litreの間で変化する。ヘマトクリット(Hct)は、通常男性で
39−49%(EVF 0.39−0.49)の間で変化し、女性で37−44%
(EVF 0.37−0.44)の間で変化する。白血球は、赤血球とほぼ同じ大
きさであるが、ヘモグロビンを含んでいない。ヒトの体には約5litreの血
液があり、正常で健康な個人は、血液の立方ミリメータ当たり約5、000、0
00の赤血球を有しており、血液の立方ミリメータ当たり約7、500の白血球
を有している。従って、正常で健康な個人は、血管系を循環する赤血球670毎
に約1の白血球を有していることになる。白血球(WBCs)は、哺乳類、好ましくは
ヒトの免疫系を担っている。例えば、ある白血球は、侵入する病原体を飲み込む
In addition, human blood is made up of morphological elements and plasma. There are three basic types of morphological blood cell components. Refers to red blood cells, white blood cells, and platelets. Red blood cells contain hemoglobin, which carries oxygen from the lungs to the tissues of the body. The normal hemoglobin concentration is
Changes between 132-163 gram / litre in males and 116-14 in females
Varies between 8 gram / litre. Hematocrit (Hct) usually varies between 39-49% in men (EVF 0.39-0.49) and 37-44% in women.
It varies between (EVF 0.37-0.44). White blood cells are about the same size as red blood cells, but do not contain hemoglobin. The human body has approximately 5 liters of blood, and a normal, healthy individual will have approximately 5,000,0 per cubic millimeter of blood.
It has 00 red blood cells and about 7,500 white blood cells per cubic millimeter of blood. Thus, a normal, healthy individual will have about 1 white blood cell for every 670 red blood cells circulating in the vasculature. White blood cells (WBCs) are responsible for the immune system of mammals, preferably humans. For example, some white blood cells swallow invading pathogens.

【0116】 血小板に関して、血小板は、前記形態血球成分のなかで最小であり、典型的に
は直径が1μm以下である。血小板は、赤血球ほど数が多くないが、白血球より
は数が多い。正常で健康な個人は、総計約2兆の血管系を循環する赤血球17毎
に約1の血小板を有している。
With respect to platelets, platelets are the smallest of the morphological blood cell components, typically 1 μm or less in diameter. Platelets are less numerous than red blood cells, but more numerous than white blood cells. A normal, healthy individual has about 1 platelet for every 17 red blood cells that circulate in the vascular system for a total of about 2 trillion.

【0117】 要約すると、本発明に係る方法及び装置は、白血球及び/又は血小板の量を間
接的に測定する場合に関して、パラメータ間の公知の関係を用いて血管系のSp
及び様々な特性を測定するために用いてもよい。WBCに対して、係数は赤
血球の1/670であり、血小板に対して、係数は赤血球の1/17である。従
って、本発明に係る方法における工程a)での血液特性はそれぞれ、白血球及び
/又は血小板もまた含むものである。コレステロール及びアルブミン濃度もまた
、ここに参考に記載したGB2329015号に記載の方法とともに公知のヘモ
グロビン濃度を用いて測定してもよい。前記方法は、血液成分濃度の非侵襲的測
定のことをいう。
In summary, the method and apparatus according to the present invention uses a known relationship between parameters for the case of indirectly measuring the amount of white blood cells and / or platelets to determine the Sp of the vascular system.
It may be used to measure O 2 and various properties. For WBC, the coefficient is 1/670 of red blood cells and for platelets the coefficient is 1/17 of red blood cells. Therefore, each blood characteristic in step a) of the method according to the invention also comprises white blood cells and / or platelets. Cholesterol and albumin concentrations may also be measured using known hemoglobin concentrations in conjunction with the method described in GB 2329015 referenced herein. The method refers to non-invasive measurement of blood component concentrations.

【0118】 本発明の装置及び方法はまた、SpOの測定及び哺乳類における変則又は病
気、例えば赤血球が不足する貧血の診断を可能とする。過食症の患者はしばしば
貧血に苦しむ。その場合、本発明に係る方法及び装置を用いて、SpOの正確
な測定をおこなってもよい。さらに、うっ血性心不全及び心臓律動障害(cardiac
arythmies)もまた、本発明に係る方法及び装置を用いて検知してもよい。さら
に、前記方法及び装置は、血小板減少症などの血小板の病気を測定する間接的な
可能性をもたらす。このことは、一時的月経停止及び凝固の問題を示すこととな
るかもしれない。一定の白血球の高い濃度はさらに、ウイルス感染を示す。白血
球増加及び白血球減少はまた、間接的に検知可能な考えられる徴候である。食作
用及び免疫系の他の病気もまた検知可能である。新生児の観測は、本発明のもう
1つの適用分野である。手術の観測もまた、考えられる用途である。前記装置は
、手術の開始時に「ゼロレベル(zero-level)」に設定し、安定した相互作用的な
効果(皮膚の色、脂質その他)を補償する。従って、SpO及びヘモグロビンを
含む血液特性の容易な観測が達成される。
The devices and methods of the present invention also allow for the determination of SpO 2 and diagnosis of anomalies or diseases in mammals, such as red blood cell deficient anemia. Binge eating patients often suffer from anemia. In that case, the method and apparatus according to the present invention may be used to accurately measure SpO 2 . In addition, congestive heart failure and cardiac rhythm disorders (cardiac
arythmies) may also be detected using the method and apparatus according to the present invention. Moreover, the method and device provide an indirect possibility to measure platelet disorders such as thrombocytopenia. This may indicate problems with temporary menopause and coagulation. A high concentration of certain white blood cells further indicates viral infection. Leukocytosis and leukocytopenia are also possible signs that are indirectly detectable. Phagocytosis and other diseases of the immune system are also detectable. Neonatal observation is another area of application of the invention. Surgical observation is also a possible application. The device is set at a "zero-level" at the beginning of surgery to compensate for stable and interactive effects (skin color, lipids etc.). Therefore, easy observation of blood properties including SpO 2 and hemoglobin is achieved.

【0119】 本発明、方法及び装置はまた、採血にともなう危険(例えば、エイズ、A型、
B型及びC型肝炎など)なしに患者の血液のSpOの正確な測定を可能とする
。注射針を用いての採血はまた、とりわけ多くの血液サンプルの採取を必要とす
る個人にとって、痛みをともなう方法である。前記欠点は、本発明に係る方法及
び装置を用いることによりなくすことができる。さらに、本発明に係る方法及び
装置は、子供における測定にとりわけ適している。
The present invention, methods and devices also include the risks associated with blood collection (eg, AIDS, type A,
It allows accurate measurement of SpO 2 in the blood of patients without hepatitis B and C, etc.). Blood collection with a needle is also a painful method, especially for individuals who need to take large numbers of blood samples. The drawbacks can be eliminated by using the method and the device according to the invention. Moreover, the method and device according to the invention are particularly suitable for measurements in children.

【0120】 本発明はまた、本出願に係る装置の透析装置における使用のことをいう。[0120]   The invention also refers to the use of the device according to the present application in a dialysis machine.

【0121】 以下の実施例は本発明の実施態様を説明するが、決して本発明の範囲を限定す
ることを意図するものではない。
The following examples illustrate embodiments of the present invention, but are not intended to limit the scope of the invention in any way.

【0122】 実施例1 検出を以下の装置を用いておこなった。 アクリルガラス(PMMA)製の内径が3mmの1本のチューブ。 直径0.094mmの2本の光ファイバ。そのうちの1本のファイバは、光の
発信(光源)用であり、もう1本のファイバは、光の反射の受信(光検出器)用であ
った。 互いに平行に配置された光ファイバを収容するための外径が0.210mmの
1本のガラスチューブ。 PMMA製のチューブを通してポンプで採血した供血者からの全血。
Example 1 Detection was performed using the following apparatus. One tube with an inner diameter of 3 mm made of acrylic glass (PMMA). Two optical fibers with a diameter of 0.094 mm. One of the fibers was for transmitting light (light source) and the other was for receiving reflection of light (photodetector). One glass tube with an outer diameter of 0.210 mm for accommodating optical fibers arranged in parallel with each other. Whole blood from a blood donor pumped through a PMMA tube.

【0123】 図1は、光反射の検出のための流れモデルを概略的に示す。図2は、剪断速度
の中間のレベルでの赤血球の配向を示す。図3は、異なる吸収物質による血液中
の光吸収を示す。図4は、赤血球による光散乱を示す。
FIG. 1 schematically shows a flow model for the detection of light reflection. FIG. 2 shows the orientation of red blood cells at intermediate levels of shear rate. FIG. 3 shows the light absorption in blood by different absorbing substances. FIG. 4 shows light scattering by red blood cells.

【0124】 前記実験からの結果は、チューブ内の赤血球にぶつかる時に光が特有の態様で
広がることを示す。前記はおそらく、血球の形状、両凹の円盤、次第である。前
記形状のため、円形のチューブ内を移動する時血球は、様々に配向されることに
なる。このことは、光学技術を用いて小さなカテーテル内に2本の光ファイバを
配置することを通して証明されている。その際上記の通り、そのうちの1本の光
ファイバは光源として働き、もう1本の光ファイバは、光検出器として働くこと
となる。光ファイバのペアを、円形のチューブの切断面において周辺からもう一
方の周辺へ移動させる。
The results from the above experiments show that the light spreads in a unique manner when it hits the red blood cells in the tube. This is probably due to the shape of the blood cells, the biconcave disc. Due to said shape, the blood cells will be oriented differently when traveling in a circular tube. This has been proven through the placement of two optical fibers in a small catheter using optical techniques. At that time, as described above, one of the optical fibers serves as a light source, and the other optical fiber serves as a photodetector. The pair of optical fibers is moved from one periphery to the other at the cut surface of the circular tube.

【0125】 図5及び図6は、実験結果の概要、即ち、アクリルガラス製チューブを流れる
赤血球を透過した光の強度である。実験設備は、上記実験のものと同じである。
FIG. 5 and FIG. 6 show the outline of the experimental results, that is, the intensity of light transmitted through the red blood cells flowing through the acrylic glass tube. The experimental equipment is the same as that of the above experiment.

【0126】 図5は、2つの異なる型の赤血球に関して血流に対する透過光の相対的な変化
を示す。「硬直した血球(stiff cell)」とは、グルタルアルデヒドで処理し硬直
(stiff)させた赤血球のことである。つまり、該赤血球は、流れによる圧力に対
して形状を変える能力を失ったということである。
FIG. 5 shows the relative change in transmitted light with respect to blood flow for two different types of red blood cells. "Stiff cells" are treated with glutaraldehyde to produce stiff cells.
(stiff) red blood cells. That is, the red blood cells have lost the ability to change shape upon pressure from the flow.

【0127】 上記結果は、赤血球の重要な特性の1つが柔軟性であることを示す。このこと
は結果として、増大する流れに対する減少した透過強度により証明されるように
増大する流れに対する形状の変化、即ち、伸長、及び配向となる。柔軟性のない
、つまり硬直した(stiff)赤血球は、光透過の変化で測定されるように流れに対
してほどんど又は全く配向効果を示さない。
The above results indicate that one of the important properties of red blood cells is flexibility. This results in a change in shape with increasing flow, as evidenced by a reduced permeation intensity for increasing flow, ie elongation and orientation. Inflexible, or stiff, red blood cells show little or no orientation effect on the flow as measured by changes in light transmission.

【0128】 図6は、2つの型の血球に関して血流に対する透過光強度の相対的変化を示す
。「球状血球」とは、非等張緩衝液で処理した赤血球のことである。前記処理に
より、血球は両凹面円盤形状をゆるめる。このことは、増大する流れに対して減
少した透過強度により証明されるように、増大する流れに対して密な接触及び配
向に結果としてなる。測定した光透過は変化するので、球状の赤血球は、増大す
る流れに対して減少したずり応力を示し、流れに対してほどんど又は全く配向効
果を示さない。
FIG. 6 shows the relative change in transmitted light intensity with respect to blood flow for two types of blood cells. "Globular blood cells" are red blood cells that have been treated with a non-isotonic buffer. By the above treatment, blood cells loosen the biconcave disc shape. This results in intimate contact and orientation for increasing flow, as evidenced by a reduced transmission intensity for increasing flow. As the measured light transmission changes, spherical red blood cells show reduced shear stress for increasing flow and little or no orientation effect for flow.

【0129】 従って、ヒト及び哺乳類の柔軟な又は柔軟でない管又は動脈などの流れの機能
としての赤血球の配向は、主に独特の両凹円盤形状及び柔軟性によるものである
と結論付けることができる。
It can therefore be concluded that the orientation of red blood cells as a function of flow, such as in human and mammalian flexible or inflexible vessels or arteries, is mainly due to the unique biconcave disc shape and flexibility. .

【0130】 実施例2 第2実験設備は基本的に以下のものからなっていた。基本的に三つの主要部、 血液貯蔵器としての役割もはたす円筒形円板酸素供給器、 流れ制御ローラーポンプ(蠕動ポンプ)及び 光ファイバを介して光源及び光検出器に接続された剛性フロースルーモデルが
あった。
Example 2 The second experimental equipment basically consisted of: Basically three main parts, a cylindrical disc oxygenator that also serves as a blood reservoir, a flow-controlled roller pump (peristaltic pump) and a rigid flow-through connected to the light source and photodetector via an optical fiber. There was a model.

【0131】 前記実験設備は、基本的に図7に示されている。但し、透過及び反射の両方を
測定するので1個の光検出器が欠けている。波形発生装置が、継続的な血流を発
生させるローラーポンプを調整していた。圧力変換器もまた、血流の循環路の1
部であった。血液の温度は、実験設備の周りに温風を循環させることにより37
.0±0.1℃に一定に保った。
The experimental setup is basically shown in FIG. However, one photodetector is missing because it measures both transmission and reflection. A corrugator regulated a roller pump that produced continuous blood flow. The pressure transducer is also one of the blood circulation circuits.
It was a department. The temperature of blood can be controlled by circulating hot air around the experimental equipment.
. It was kept constant at 0 ± 0.1 ° C.

【0132】 ガス混合体を、貯蔵器に導き血液と混合させた。ガス交換を円板酸素発生器で
シミュレートし、ガス混合物は、窒素中19%の酸素及び5.6%の二酸化炭素
からなっていた。酸素飽和度を、98−99%に保ち、血液ガスパラメータ(p
、pCO及びpH)は、正常な生理値から逸脱していないものと想定した
The gas mixture was introduced into a reservoir and mixed with blood. Gas exchange was simulated with a disc oxygenator and the gas mixture consisted of 19% oxygen in nitrogen and 5.6% carbon dioxide. Oxygen saturation was kept at 98-99% and blood gas parameters (p
O 2 , pCO 2 and pH) were assumed not to deviate from normal physiological values.

【0133】 層状フロースルーモデルを用いて、赤血球の溶血を最小限に抑えた。用いた波
長は、800nm、光の最小吸収が赤血球でおこる等吸収点であった。測定を、
内径が3.0mmのアクリルガラス製のチューブでおこなった。
A layered flow-through model was used to minimize hemolysis of red blood cells. The wavelength used was 800 nm, and the isosbestic point at which the minimum absorption of light occurs in red blood cells. Measurement
A tube made of acrylic glass having an inner diameter of 3.0 mm was used.

【0134】 図8は、y軸上の反射/透過比(%)、即ちAC/AC及びx軸上のヘモグ
ロビン濃度(mol/l)の相対的な変化を記載した図表を示す。反射/透過間の比率
は、血流と関係ないようにみえるが、ヘモグロビンの濃度に応じて変化するよう
にみえる。従って、光学的に登録されたヘモグロビン(Hb)信号は、Hb=AC /ACと表記してもよい。このことは、臨床化学研究所でのヘモック(Hemocue
)装置(Angeholm, Sweden)における自発的な健常者及び患者から採取した血液サ
ンプルを、本発明に係る方法と併せて分析することにより確認された。このよう
にして、検量線を得た。この検量線は、好ましくはコンピュータの一部である処
理装置のメモリに記憶させてもよい。その結果、前記の方法に従い光ビームを向
け、その後反射及び透過を検出する時に得られるAC/ACの、ヘモグロビ
ン値(mmol/l)への容易な変換が可能となる。前記曲線は、特定の条件で直線とな
る。
[0134] Figure 8 is a reflection / transmission ratio on the y-axis (%), i.e. shows a diagram that describes the relative change in AC R / AC T and hemoglobin concentration on the x-axis (mol / l). The reflection / transmission ratio appears to be independent of blood flow, but appears to vary with hemoglobin concentration. Thus, optically registered hemoglobin (Hb) signal may be expressed as Hb = AC R / AC T. This is due to the fact that hemoc (Hemocue
) Confirmed by analyzing blood samples taken from spontaneously healthy subjects and patients in the device (Angeholm, Sweden) in combination with the method according to the invention. In this way, a calibration curve was obtained. This calibration curve may be stored in the memory of the processing unit, which is preferably part of the computer. As a result, direct the light beam in accordance with the above-described method, subsequent reflection and AC R / AC T obtained when detecting the transmission, thereby enabling easy conversion to hemoglobin (mmol / l). The curve becomes a straight line under specific conditions.

【0135】 図9は、ヘモグロビン濃度に対する光の反射及び透過を示す。円形のパイプ中
の無傷の血球を照射すると、光の透過及び反射は、赤血球の濃度に従う。光の透
過は、ヘモグロビンが増大するにつれて減少し、光の反射は、ヘモグロビンの増
大につれて増加する。
FIG. 9 shows the reflection and transmission of light with respect to the hemoglobin concentration. When illuminating an intact blood cell in a circular pipe, the transmission and reflection of light follows the concentration of red blood cells. Light transmission decreases as hemoglobin increases, and light reflection increases as hemoglobin increases.

【0136】 実施例3 図10に示す本発明の好ましい実施態様の1つであるシェルからなるシンブル状
試験装置を用いた。このシンブル状装置は、 i)2個の光源(1個の緑色発光ダイオード(LED)、基本的に110104型、5
40、直径 φ5mm、及び1個のNIR LED、基本的にSFH 585型
、880、直径 φ4.85mm。前記光源は、交換可能である。) ii)2個の検出器、それぞれ基本的にSD 1420−002型及びCFD
10型からなる。
Example 3 A thimble-shaped test apparatus including a shell, which is one of the preferred embodiments of the present invention shown in FIG. 10, was used. This thimble-like device consists of i) two light sources (one green light emitting diode (LED), basically 110104 type, 5
40, diameter φ5mm, and 1 NIR LED, basically SFH 585 type, 880, diameter φ4.85mm. The light source is replaceable. ) ii) 2 detectors, basically SD 1420-002 and CFD respectively
It consists of type 10.

【0137】 SpOの測定のために、2個のさらなる光源(赤色及び赤外光)及び透過光を
検出するための対応する検出器を、好ましくは前記シンブル状構造に組み入れて
もよい。
For the measurement of SpO 2 , two additional light sources (red and infrared light) and corresponding detectors for detecting the transmitted light may preferably be incorporated in the thimble-like structure.

【0138】 前記シンブル状装置は、硬質材料からならる硬質部及び可撓性材料からなる軟
質部を備える。前記硬質部は、PMMA又は他の同様のプラスチック材料からな
る。前記軟質部は、黒色染料(不導性のセラミック顔料)を含むシリコンゴムから
なる。硬質部及び軟質部は、例えば、指又は足指用の屈曲部を備えた、中央に鍵
穴状の穴を形成する円形のリングを形成する。硬質部及び軟質部を、張り合わせ
ても、他の手段で結合させてもよい。
The thimble-like device comprises a hard part made of a hard material and a soft part made of a flexible material. The rigid portion is made of PMMA or other similar plastic material. The soft part is made of silicon rubber containing a black dye (non-conductive ceramic pigment). The hard and soft parts form, for example, a circular ring with a keyhole-shaped hole in the center, with bent parts for the fingers or toes. The hard part and the soft part may be attached to each other or may be joined by other means.

【0139】 電源その他への前記シンブル状装置の接続の仕方は、接続を概略的に説明する
ブロック図を通して、図11に示されている。図中の数字は、以下の説明をする
ものである。 1.共振器 2.LED−ドライバ λ1 3.LED−ドライバ λ2 4.LED λ1又は2 5.フォトダイオードの反射 6.対象 7.フォトダイオードの透過 9.電流/電圧変換器 10.電流/電圧変換器 11.ローパスフィルタ 12.ローパスフィルタ 13.サンプル及びホールド増幅器 14.サンプル及びホールド増幅器 15.バンドパスフィルタ 16.バンドパスフィルタ 17.アナログ出力 18.アナログ出力 19.μ−制御器 20.読出し装置 共振器を、サンプル及びホールド増幅器、LED−ドライバ λ1並びにLED
−ドライバ λ2に接続する。これらのドライバを、1個の又はこの場合2個の
LED及び反射光を検出するための1個のフォトダイオードに接続する。透過光
を検出するためのフォトダイオードを、今度はサンプル及びホールド増幅器に接
続される少なくとも1個、この場合2個の電流/電圧変換器に接続する。そして
、信号は、バンドパスフィルタに移動し、その後アナログ出力となるか、又は読
出し装置に接続されたμ−制御器に移動する。
How to connect the thimble-like device to a power source or the like is shown in FIG. 11 through a block diagram schematically illustrating the connection. The numbers in the figure are for the following description. 1. Resonator 2. LED-driver λ1 3. LED-driver λ2 4. LED λ1 or 2 5. Reflection of photodiode 6. Target 7. Transmission of photodiode 9. Current / voltage converter 10. Current / voltage converter 11. Low pass filter 12. Low pass filter 13. Sample and hold amplifier 14. Sample and hold amplifier 15. Bandpass filter 16. Bandpass filter 17. Analog output 18. Analog output 19. μ-controller 20. A read-out device resonator, a sample and hold amplifier, an LED-driver λ1 and an LED
-Connect to driver λ2. These drivers are connected to one or in this case two LEDs and one photodiode for detecting the reflected light. A photodiode for detecting transmitted light is connected to at least one, in this case two current / voltage converters, which in turn are connected to the sample and hold amplifiers. The signal then goes to a bandpass filter and then either an analog output or to a μ-controller connected to the readout device.

【0140】 実施例4 図16に示す本発明の好ましい実施態様の1つであるシェルからなる手錠状試験
装置を用いた。前記手錠状装置は、 i)6個の光源(LED、λ=875nm)及び、 ii)1個の検出器からなる。
Example 4 A handcuff-like test device comprising a shell, which is one of the preferred embodiments of the present invention shown in FIG. 16, was used. The handcuff-like device consists of i) 6 light sources (LED, λ = 875 nm), and ii) 1 detector.

【0141】 少なくとも光源の1個は、好ましくは他の光源と異なる波長を持っていてもよ
い。
At least one of the light sources may preferably have a different wavelength than the other light sources.

【0142】 前記手錠状装置は、可撓性材料からなるパッチ、及びストラップからなる。可
撓性材料は、黒い染料(不導性のセラミック顔料)を含むシリコンゴムからなる。
可撓性材料は、例えば手首、指又は足指用に屈曲部を形成していてもよい。PP
Gセンサーは、とりわけ手首で用いられるように設計されていた。センサーの光
学幾何形状を最適化し、血液特性、好ましくは橈骨の平らな部分の上を通る橈骨
動脈からの組織深くの血流を観測することを可能とした。LEDと光検出器間の
中心から中心の距離を約8−9mmとする。
The handcuffs consist of a patch of flexible material and a strap. The flexible material consists of silicone rubber with black dye (non-conducting ceramic pigment).
The flexible material may form bends, for example for the wrist, fingers or toes. PP
G-sensors were designed specifically for use on the wrist. The optical geometry of the sensor was optimized to allow observation of blood properties, preferably blood flow deep into the tissue from the radial artery over the flat portion of the radius. The center-to-center distance between the LED and the photodetector is about 8-9 mm.

【0143】 全構成部品を、黒色シリコンで被覆されたプリント基板カードの片面上の電子
部品及び透明なシリコンで被覆されたもう片面上の光学部品を備えた、センサー
に内蔵する。これにより、電気的絶縁、迷光の減少及び滅菌の可能性が確保され
る。
All components are built into the sensor, with the electronics on one side of the printed circuit board card coated with black silicon and the optics on the other side coated with transparent silicon. This ensures electrical insulation, reduction of stray light and the possibility of sterilization.

【0144】 SpOを測定するため、上記手錠状構造は、それぞれ赤色及び赤外の範囲内
の波長を持つ2個のLEDを含んでいてもよい。手錠状装置はまた、好ましくは
手首の反対側に現れ、透過SpO光の強度(赤色/赤外)を検出するための2個
の検出器からなる。
To measure SpO 2 , the shackle-like structure may include two LEDs with wavelengths in the red and infrared ranges respectively. The handcuffs also appear on the opposite side of the wrist and consist of two detectors for detecting the intensity (red / infrared) of the transmitted SpO 2 light.

【0145】 手錠状装置の電源、電池エリミネータへの接続の仕方は、図解的に説明するブ
ロック図を通して図10に示されている。手錠状装置は、さらに、、全測定信号
を記憶するラップトップコンピュータに接続されている。
The way of connecting the power source of the handcuff-like device and the battery eliminator is shown in FIG. 10 through a block diagram schematically illustrated. The handcuffs are further connected to a laptop computer which stores all measurement signals.

【0146】 測定を、被験者の手首に留めた前記プローブ(図16参照)を用いておこなった
。プローブを、橈骨動脈上の手首に配置した。生理食塩水を、プローブ近くの流
れ方向に注入した。前記動脈針を、手から10cmのところで橈骨動脈に流れ方
向にして挿入した。センサーと針の先端の距離は、約5cmであった。生理食塩
水を、異なる容量で1−5秒間注入した。PPG信号を記録し、観測深さ(monit
oring depth)を確認した。
The measurement was performed using the probe (see FIG. 16) held on the subject's wrist. The probe was placed on the wrist above the radial artery. Saline was injected in the flow direction near the probe. The arterial needle was inserted 10 cm from the hand into the radial artery in the flow direction. The distance between the sensor and the tip of the needle was about 5 cm. Saline was infused at different volumes for 1-5 seconds. The PPG signal was recorded and the observation depth (monit
oring depth) was confirmed.

【0147】 臨床測定でPPG信号をECG記録と同時に心不全の患者において記録した。
反射光の強度のみを記録した。信号の変化は、血液中の希釈効果に対応していた
。結果は、即ち、2つの構成成分、言い換えると、心拍と同期の拍動成分(AC)
及びゆっくりと変わる成分(DC)からなっているPPG信号は、図17にみるこ
とができる。図中、光反射は、約0.5秒の遅れの後に血液中の希釈効果に対応
するAC及びDC両方の信号の変化でわかる。このことから、本発明に係る装置
を用いて橈骨動脈自体から情報を引き出すことができることがわかる。図17の
下から2枚の図は、心房細動を持つ患者についての記録である。AC及びPPG
信号(上部曲線)は、心電図におけるQRSコンプレックスの不規則な出現と一致
していた。DC成分は、循環における異なる生理的特徴、例えば、血管運動、体
温調節及び呼吸という総血液量の変化を反映する。
Clinically recorded PPG signals were recorded in heart failure patients at the same time as ECG recordings.
Only the intensity of the reflected light was recorded. The change in signal corresponded to the dilution effect in the blood. The result is that there are two components, in other words, the pulsatile component (AC) that is synchronous with the heartbeat.
And a PPG signal consisting of a slowly varying component (DC) can be seen in FIG. In the figure, the light reflection can be seen by the change in both AC and DC signals corresponding to the dilution effect in the blood after a delay of about 0.5 seconds. From this it can be seen that the device according to the invention can be used to extract information from the radial artery itself. The bottom two figures in Figure 17 are records for a patient with atrial fibrillation. AC and PPG
The signal (upper curve) was consistent with the irregular appearance of the QRS complex on the electrocardiogram. The DC component reflects different physiological features in the circulation, such as changes in total blood volume such as vasomotion, thermoregulation and respiration.

【0148】 従って、本発明に係る装置は、例えば、手首でのSpOとともに中央と関連
した血流の観測に有用である。振幅、曲線の形及び周波数の属性における信号の
変化はさらに、うっ血性心不全及び心臓律動障害(cardiac arythmies)に対応す
る体内の異なる病理学的現象を反映しているかもしれない。遠隔医療における他
の遠隔測定的な(telemetrical)用途が、本発明に係る装置及び方法に対して考え
られる。
The device according to the invention is therefore useful, for example, for the observation of blood flow associated with the center as well as SpO 2 on the wrist. The changes in the signal in the amplitude, curve shape and frequency attributes may further reflect different pathological phenomena in the body corresponding to congestive heart failure and cardiac rhythm thms. Other telemetrical applications in telemedicine are envisaged for the device and method according to the invention.

【0149】 他の血流観測システムと同様に、本発明に係る装置も患者の手の動きに影響を
受けやすい。人為的な結果を減少させるループをさらに前記装置に組み入れても
よい。前述の血流パラメータに加えて、酸素飽和度、SpOと共に血圧、心拍
数及び呼吸数を観測する手段を前記装置に組み入れてもよい。
As with other blood flow monitoring systems, the device of the present invention is also susceptible to patient hand movements. Loops may also be incorporated into the device to reduce artifacts. In addition to the blood flow parameters described above, means for observing blood pressure, heart rate and respiratory rate along with oxygen saturation, SpO 2 may be incorporated into the device.

【0150】 本発明に係る装置を用いて別の測定をおこなった。相対圧力を観測し、その結
果は、図13にみることができる。図13の図は、増大する最大血圧に対する反
射拍動光の強度を示す。拡張期血圧は、一定に保った。このことは、動脈などの
太い血管に示されるHbを含む血液特性の主要な測定を示す。このことは、光強
度に対する透過/反射、反射/透過又は反射/反射値の比率を用いて、血圧及び
血流の反射及び透過光の測定強度への影響を補償することにより実現される。こ
の効果を用いて、血液ヘモグロビンが一定の場合、個人又は体外のシステムにお
いてSpOとともにHbを含む血液特性の変化を測定してもよい。
Another measurement was carried out using the device according to the invention. The relative pressure was observed and the result can be seen in FIG. The diagram in FIG. 13 shows the intensity of reflected pulsatile light for increasing systolic blood pressure. Diastolic blood pressure was kept constant. This represents a major measure of blood characteristics including Hb shown in thick blood vessels such as arteries. This is achieved by using the ratio of transmitted / reflected, reflected / transmitted or reflected / reflected value to light intensity to compensate for the effect of reflected and transmitted light on blood pressure and blood flow on the measured intensity. Using this effect, if the blood hemoglobin is constant, the individual or extracorporeal system with SpO 2 may measure the change in blood characteristics including Hb.

【0151】 被験者の手首に留めた前記プローブ(図16参照)を用いて測定を行い、反射光
のみを検出した。プローブは、橈骨動脈上の手首に配置した。生理食塩水を、プ
ローブ近くの流れ方向に注入した。前記動脈針を、手から10cmのところで橈
骨動脈に流れ方向にして挿入した。センサーと針の先端の距離は、約5cmであ
った。生理食塩水を、異なる容量で1−5秒間注入した。PPG信号を記録し、
観測深さ(monitoring depth)を確認した。反射光の強度のみを記録した。信号の
変化は、血液中の希釈効果に対応していた。結果は、即ち、2つの構成成分、言
い換えると、心拍と同期の拍動成分(AC)及びゆっくりと変わる成分(DC)から
なっているPPG信号は、図17にみることができる。図中、光反射は、約0.
5秒の遅れの後に血液中の希釈効果に対応するAC及びDC両方の信号の変化で
わかる。DC成分は、循環における異なる生理的特徴、例えば、血管運動、体温
調節及び呼吸という総血液量の変化を反映する。
Measurement was performed using the probe (see FIG. 16) held on the wrist of the subject, and only reflected light was detected. The probe was placed on the wrist above the radial artery. Saline was injected in the flow direction near the probe. The arterial needle was inserted 10 cm from the hand into the radial artery in the flow direction. The distance between the sensor and the tip of the needle was about 5 cm. Saline was infused at different volumes for 1-5 seconds. Record the PPG signal,
Confirmed the monitoring depth. Only the intensity of the reflected light was recorded. The change in signal corresponded to the dilution effect in the blood. The result, namely the PPG signal, which consists of two constituent components, in other words a pulsatile component (AC) and a slowly varying component (DC) in synchronism with the heartbeat, can be seen in FIG. In the figure, the light reflection is about 0.
It can be seen by the change in both AC and DC signals corresponding to the dilution effect in the blood after a delay of 5 seconds. The DC component reflects different physiological features in the circulation, such as changes in total blood volume such as vasomotion, thermoregulation and respiration.

【0152】 本発明の様々な実施態様を上述したが、当業者はさらに、本発明の範囲に入る
ささいな変更を認識するものである。本発明の広さ及び範囲は、上述の例示的な
実施態様によって制限されるべきものではなく、請求項及びそれに相当するもの
に従ってのみ定めされるべきものである。
While various embodiments of the invention have been described above, those of skill in the art will further recognize minor modifications that are within the scope of the invention. The breadth and scope of the present invention should not be limited by the exemplary embodiments described above, but should be defined only according to the claims and their equivalents.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 光反射検出の流れモデルを示す説明図FIG. 1 is an explanatory diagram showing a flow model of light reflection detection.

【図2】 剪断速度又は血流の中間又は高レベルでの赤血球の配向性を示す
FIG. 2 shows the orientation of red blood cells at intermediate or high levels of shear rate or blood flow.

【図3】 異なる吸収物質による血液中の光吸収を示す図FIG. 3 is a diagram showing light absorption in blood by different absorbing substances.

【図4】 赤血球による光散乱を示す図FIG. 4 is a diagram showing light scattering by red blood cells.

【図5】 二種の赤血球についての透過光対血液流量の相対的変化を示す図FIG. 5 is a diagram showing the relative change in transmitted light versus blood flow rate for two types of red blood cells.

【図6】 二種の赤血球についての透過光強度対血液流量の相対的変化を示
す図
FIG. 6 is a graph showing the relative change in transmitted light intensity versus blood flow rate for two types of red blood cells.

【図7】 実施例(実施例2)の実験設備を基本的に示す図。FIG. 7 is a diagram basically showing experimental equipment of an example (Example 2).

【図8】 比率 反射/透過(%)、即ち、AC/ACをy軸とし、ヘ
モグロビン濃度(mol/l)をx軸とする相対的変化を表す図
[8] ratio reflection / transmission (%), i.e., the AC R / AC T and y axis, FIG hemoglobin concentration (mol / l) represents the relative change in the x-axis

【図9】 ヘモグロビン濃度に対する反射及び透過を示す図。FIG. 9 is a diagram showing reflection and transmission with respect to hemoglobin concentration.

【図10】 四つの異なる方向から見た、本発明の装置に係るコードのない
2個の光源からなるシンブル状シェル構造を示す図。A−A、B−B及びC−C
は、前記シンブル状装置の断面図である。
FIG. 10 shows a thimble-like shell structure consisting of two cordless light sources according to the device of the invention, viewed from four different directions. A-A, B-B and C-C
FIG. 4 is a sectional view of the thimble-like device.

【図11】 シンブル(シェルは示さず、光源及びシェルのみを示す)の接
続方法を示す概略ブロック図。
FIG. 11 is a schematic block diagram showing a connection method of thimbles (only a light source and a shell are shown, not a shell is shown).

【図12】 前記シンブル状装置(シェルは、記載していない。光源及び
検出器のみを記載する。)のシンブル状装置のもう1つの実施態様における接続
の仕方を概略的に説明するブロック図を示す図。
FIG. 12 is a block diagram schematically illustrating how to connect the thimble-like device (shell not shown; only light source and detector are shown) in another embodiment of the thimble-like device. FIG.

【図13】 増大する最大血圧に対する反射拍動光の強度を示す図。FIG. 13 is a diagram showing the intensity of reflected pulsating light with respect to increasing systolic blood pressure.

【図14】 最大光子路を形成し光検出器により検出され小さな分離値に対
するよりも深い層から生じる、より大きな分離値での光子を示す図。
FIG. 14 is a diagram showing photons at a larger separation value that form a maximum photon path and are detected by a photodetector resulting from a deeper layer than for a smaller separation value.

【図15】 反射光のみを検出する場合の被験者の手首に留められた本発明
に係る装置の好ましい実施態様の1つのプローブを示す図。前記プローブは、橈
骨動脈上の手首に配置された。
FIG. 15 shows one probe of a preferred embodiment of the device according to the invention, fastened to the subject's wrist when detecting only reflected light. The probe was placed on the wrist above the radial artery.

【図16】 可撓性材料製のパッチからなるプローブを示す図。前記プロー
ブを、橈骨動脈上の手首、腕の内側に配置した。
FIG. 16 is a diagram showing a probe made of a patch made of a flexible material. The probe was placed on the radial artery on the wrist, inside the arm.

【図17】 図15及び図16のプローブに近い流れ方向に生理食塩水を注
入した場合を説明する3枚の図を示す図。反射光の強度のみが記録され、信号の
変化が血液中の希釈効果に対応していた。図17の下から2枚の図は、心房細動
の患者の記録、即ち、PPG及びECG信号を示す
FIG. 17 is a diagram showing three sheets for explaining a case where physiological saline is injected in the flow direction close to the probe of FIGS. 15 and 16. Only the intensity of the reflected light was recorded, the change in signal corresponding to the dilution effect in blood. The bottom two figures in FIG. 17 show a recording of a patient with atrial fibrillation, ie PPG and ECG signals.

【図18】 コンピュータ及び血液特性を含むSpO2測定装置並びに本発
明に係る装置の離れた構成要素間のデータの無線通信用のケーブルを必要としな
いブルートゥース(Bluetooth, 登録商標)装置を備える本発明に係る装置を説
明する図である。
FIG. 18 shows a SpO2 measuring device including a computer and blood characteristics and a Bluetooth device which does not require a cable for wireless communication of data between remote components of the device according to the invention. It is a figure explaining the apparatus which concerns.

【図19】 DC信号、AC信号、最小点及び最大点とともにPPG信号を
示す図。
FIG. 19 is a diagram showing a PPG signal together with a DC signal, an AC signal, a minimum point and a maximum point.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

図10中の数字は次のものを示す。 1.緑色発光ダイオード(LED)及びNIR LED、交換可能である。 2.検出器 3.検出器 4.硬質材料製第二部材 5.可撓性材料製第一部材 図11中の数字は、次のものを示す。 1.共振器 2.LED−ドライバ λ1 3.LED−ドライバ λ2 4.LED λ1又は2 5.フォトダイオードの反射 6.対象 7.フォトダイオードの透過 9.電流/電圧変換器 10.電流/電圧変換器 11.ローパスフィルタ 12.ローパスフィルタ 13.サンプル及びホールド増幅器 14.サンプル及びホールド増幅器 15.バンドパスフィルタ 16.バンドパスフィルタ 17.アナログ出力 18.アナログ出力 19.μ−制御器 20.読出し装置 図12中の数字は、次のものを示す。 1.共振器 2.LED−ドライバ 3.LED 4.フォトダイオードの反射 5.フォトダイオードの透過 6.対象 7.電流/電圧変換器 8.電流/電圧変換器 9.ローパスフィルタ 10.ローパスフィルタ 11.サンプル及びホールド増幅器 12.サンプル及びホールド増幅器 13.バンドパスフィルタ 14.バンドパスフィルタ 15.アナログ出力 16.アナログ出力 17.μ−制御器 18.読出し装置     The numbers in FIG. 10 indicate the following. 1. Green light emitting diode (LED) and NIR LED are replaceable. 2. Detector 3. Detector 4. Second member made of hard material 5. First member made of flexible material   The numbers in FIG. 11 indicate the following. 1. Resonator 2. LED-driver λ1 3. LED-driver λ2 4. LED λ1 or 2 5. Photodiode reflection 6. Target 7. Photodiode transmission 9. Current / voltage converter 10. Current / voltage converter 11. Low pass filter 12. Low pass filter 13. Sample and hold amplifier 14. Sample and hold amplifier 15. Bandpass filter 16. Bandpass filter 17. Analog output 18. Analog output 19. μ-Controller 20. Reader   The numbers in FIG. 12 indicate the following. 1. Resonator 2. LED-driver 3. LED 4. Photodiode reflection 5. Photodiode transmission 6. Target 7. Current / voltage converter 8. Current / voltage converter 9. Low pass filter 10. Low pass filter 11. Sample and hold amplifier 12. Sample and hold amplifier 13. Bandpass filter 14. Bandpass filter 15. Analog output 16. Analog output 17. μ-Controller 18. Reader

【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書[Procedure for Amendment] Submission for translation of Article 34 Amendment of Patent Cooperation Treaty

【提出日】平成13年12月14日(2001.12.14)[Submission date] December 14, 2001 (2001.12.14)

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Name of item to be amended] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正の内容】[Contents of correction]

【特許請求の範囲】[Claims]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ,UG ,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD, RU,TJ,TM),AE,AG,AL,AM,AT, AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,BZ,C A,CH,CN,CR,CU,CZ,DE,DK,DM ,DZ,EE,ES,FI,GB,GD,GE,GH, GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,K E,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS ,LT,LU,LV,MA,MD,MG,MK,MN, MW,MX,MZ,NO,NZ,PL,PT,RO,R U,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM ,TR,TT,TZ,UA,UG,UZ,VN,YU, ZA,ZW (72)発明者 マグヌス・ヴェグフォッシュ スウェーデン、エス−582 45リンチェピ ング、ヘガリッズガータン15番 Fターム(参考) 4C038 KK00 KK01 KL03 KL05 KL07 KM01 KX01 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, I T, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ , CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, K E, LS, MW, MZ, SD, SL, SZ, TZ, UG , ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, BZ, C A, CH, CN, CR, CU, CZ, DE, DK, DM , DZ, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, K E, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS , LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, MZ, NO, NZ, PL, PT, RO, R U, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM , TR, TT, TZ, UA, UG, UZ, VN, YU, ZA, ZW (72) Inventor Magnus Wegfosch             Sweden, S-582 45 Linchepi             Hungary's Gartan No. 15 F-term (reference) 4C038 KK00 KK01 KL03 KL05 KL07                       KM01 KX01

Claims (54)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 液体と血球の混合物のSpOを測定するための非侵襲的方
法であって、 a)前記混合物に対して光ビームを向け、 b)前記混合物から反射した光の強度、又は前記混合物を透過した光の強度と組
み合わせて前記混合物から反射した光の強度を分析することにより、前記混合物
のヘモグロビンを含むSpO以外の血液特性を少なくとも1つ測定し、 c)前記混合物を透過した光の強度を分析することにより前記混合物の酸素飽和
度、SpOを測定し、及び任意に d)工程b)の結果に基づいて、工程c)の結果が関連のあるものかどうかを証明
する工程を含むことを特徴とする方法。
1. A non-invasive method for measuring SpO 2 of a mixture of liquid and blood cells, comprising: a) directing a light beam at the mixture; b) the intensity of light reflected from the mixture; or wherein by analyzing the intensity of the light reflected from the mixture said mixture in combination with the intensity of light transmitted through the, blood characteristics other than SpO 2 containing hemoglobin of said mixture at least one measure, c) transmitting said mixture The oxygen saturation, SpO 2 of the mixture by analyzing the intensity of the emitted light, and optionally d) demonstrating whether the results of step c) are relevant based on the results of step b). A method comprising the steps of:
【請求項2】 工程(c)を、パルス・オキシメトリ的に酸素飽和度を測定す
ることによりおこなうことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
2. The method according to claim 1, wherein step (c) is performed by measuring oxygen saturation by pulse oximetry.
【請求項3】 工程(a)を、前記混合物に対して赤色光領域の波長を持つ少
なくとも1本の光ビームを向け、及び前記混合物に対して赤外光領域の波長を持
つ少なくとも1本の光ビームを向けることによりおこなうことを特徴とする、請
求項1に記載の方法。
3. Step (a) comprises directing at least one light beam having a wavelength in the red light region to the mixture, and at least one light beam having a wavelength in the infrared light region to the mixture. Method according to claim 1, characterized in that it is done by directing a light beam.
【請求項4】 工程(c)を、前記混合物を透過した赤色及び赤外光の強度を
検出し、透過光の検出強度の比率(赤色/赤外)を計算し、該比率を分析してSp
を測定することによりおこなうことを特徴とする、請求項3に記載の方法。
4. In step (c), the intensities of red and infrared light transmitted through the mixture are detected, the ratio of detected intensities of transmitted light (red / infrared) is calculated, and the ratio is analyzed. Sp
The method according to claim 3, wherein the method is performed by measuring O 2 .
【請求項5】 工程(b)を、 i)前記混合物から反射した光ビームの光の強度及び前記混合物を透過した光ビ
ームの光の強度を検出し、 ii)透過光の検出強度及び反射光の検出強度の比率又は反射光の検出強度及び
透過光の検出強度の比率を計算し、及び iii)該比率を分析して血液特性を測定することによりおこなうことを特徴と
する、請求項1に記載の方法。
5. In step (b), i) detecting the light intensity of the light beam reflected from the mixture and the light intensity of the light beam transmitted through the mixture, ii) the detected intensity of the transmitted light and the reflected light 2. The ratio of the detection intensity of 1 or the ratio of the detection intensity of reflected light and the detection intensity of transmitted light is calculated, and iii) the ratio is analyzed to measure blood characteristics. The method described.
【請求項6】 工程(a)を、前記混合物に対して異なる波長の少なくとも2
本の光ビームを向けることによりおこなうことを特徴とする、請求項1に記載の
方法。
6. The step (a) comprises at least two different wavelengths for the mixture.
Method according to claim 1, characterized in that it is done by directing a light beam of a book.
【請求項7】 工程(b)を、 i)前記混合物から反射した光ビームの光の強度を検出し、 ii)反射光の検出強度の比率を計算し、及び iii)該比率を分析して血液特性を測定することによりおこなうことを特徴と
する、請求項6に記載の方法。
7. Step (b) comprises: i) detecting the light intensity of the light beam reflected from the mixture, ii) calculating the ratio of the detected intensities of the reflected light, and iii) analyzing the ratio. The method according to claim 6, which is performed by measuring blood characteristics.
【請求項8】 前記混合物から反射した光ビームの光の検出強度及び前記混
合物を透過した光ビームの光の検出強度の値の1つ以上を、好ましくは無線通信
用のモジュールを用いて、工程(b)、(c)又は(d)をおこなう装置に無線接続で
送信することを特徴とする、請求項1に記載の方法。
8. One or more values of the detected intensity of light of a light beam reflected from the mixture and the detected intensity of light of a light beam transmitted through the mixture, preferably using a module for wireless communication. Method according to claim 1, characterized in that the transmission is carried out wirelessly to the device performing (b), (c) or (d).
【請求項9】 前記無線通信を、ブルートゥース(Bluetooth, 登録商標)
規格準拠通信路を用いておこなうことを特徴とする、請求項8に記載の方法。
9. The wireless communication is Bluetooth (registered trademark).
9. The method according to claim 8, wherein the method is performed using a standard-compliant communication path.
【請求項10】 光ビームを、前記混合物を含む管の測定範囲に対して基本
的に垂直に向けることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
10. Method according to claim 1, characterized in that the light beam is directed essentially perpendicular to the measuring range of the tube containing the mixture.
【請求項11】 透過光もまた検出する場合、光ビームの波長を、200n
m〜2000nm、好ましくは770nm〜950nm、最も好ましくは約77
0、800、850、940又は950nmとすることを特徴とする、請求項1
に記載の方法。
11. When the transmitted light is also detected, the wavelength of the light beam is set to 200 n.
m-2000 nm, preferably 770 nm-950 nm, most preferably about 77.
0, 800, 850, 940 or 950 nm.
The method described in.
【請求項12】 異なる波長の少なくとも2本の光ビームを、前記混合物に
対して向け、そのうちの1本の光ビームの波長が、770〜950nmであり、
もう1本の光ビームの波長が、480〜590nmであることを特徴とする、請
求項1に記載の方法。
12. At least two light beams of different wavelengths are directed towards the mixture, one of which has a wavelength of 770 to 950 nm,
The method according to claim 1, characterized in that the wavelength of the other light beam is between 480 and 590 nm.
【請求項13】 前記液体と血球の混合物が、流れていることを特徴とする
、請求項1に記載の方法。
13. A method according to claim 1, characterized in that the mixture of liquid and blood cells is flowing.
【請求項14】 前記液体と血球の混合物が、血漿を含むことを特徴とする
、請求項1に記載の方法。
14. The method of claim 1, wherein the mixture of liquid and blood cells comprises plasma.
【請求項15】 哺乳類、好ましくはヒトでおこなうことを特徴とする、請
求項1に記載の方法。
15. Method according to claim 1, characterized in that it is performed in mammals, preferably in humans.
【請求項16】 直径が0.1mmより大きい血液混合物、好ましくは静脈
、動脈又は細動脈でおこなうことを特徴とする、請求項15に記載の方法。
16. Method according to claim 15, characterized in that it is carried out in a blood mixture with a diameter greater than 0.1 mm, preferably in veins, arteries or arterioles.
【請求項17】 腕、足指又は指、好ましくは手首又は第3指骨のある指で
おこなうことを特徴とする、請求項15に記載の方法。
17. Method according to claim 15, characterized in that it is carried out on the arm, toe or finger, preferably on the wrist or on the finger with the third phalanx.
【請求項18】 透析装置、血液バッグ組立体、屠殺場の装置又は血液分別
装置でおこなう、好ましくはチューブ又はパイプでおこなうことを特徴とする、
請求項1に記載の方法。
18. A dialysis machine, a blood bag assembly, a slaughterhouse device or a blood fractionation device, preferably a tube or pipe.
The method of claim 1.
【請求項19】 工程(b)において光を少なくとも4個の光源、好ましくは
6個の光源から放射し、前記光源を前記検出器のどちらか一方の側に現れるよう
に、好ましくは前記光源を2個で構成されるグループに配置し、最も好ましくは
6個の光源が存在する場合、3個で構成されるグループに配置し、最も好ましく
は前記光源が、1個の検出器を中心として「H」を形成することを特徴とする、
請求項1に記載の方法。
19. In step (b), the light is emitted from at least 4 light sources, preferably 6 light sources, and the light sources are preferably such that they appear on either side of the detector. When arranged in a group composed of two, and most preferably six light sources are present, they are arranged in a group composed of three, most preferably the light sources are centered around one detector. H "is formed,
The method of claim 1.
【請求項20】 前記「H」を、腕の方向からみる場合好ましくは手首での
測定中に約90°傾けることを特徴とする、請求項19に記載の方法。
20. The method according to claim 19, characterized in that said “H” is tilted by about 90 ° when measured from the direction of the arm, preferably during measurement on the wrist.
【請求項21】 工程(b)において光を、前記混合物を含む管の2つの異な
る対向する側に配置し現れるようにした2個の光源から放射し、前記透光管から
の反射光及び透過光の検出を、少なくとも2個の検出器、好ましくは2個の検出
器のみでおこなうことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
21. In step (b), the light is emitted from two light sources arranged and exposed on two different opposite sides of the tube containing the mixture, the reflected light from the transparent tube and the transmission of light. Method according to claim 1, characterized in that the light detection is carried out with at least two detectors, preferably with only two detectors.
【請求項22】 工程(b)が、以下の工程、 I)透過及び/又は反射の検出値を持つ曲線上を、周期時間のほぼ60%の長
さの時間枠で捜引する工程、 II)前記時間枠内の値が平均(中間)値よりも高いものがなければ、この値を
最大点として指定し、時間枠を当該時間枠の長さの半分飛躍移動させ、又は値が
中間値を超えていれば、時間枠を1ステップだけ移動させる工程、 III) 最大値の代わりに最小値についてII)と同様にして最小点を指定する工
程、 IV) 二つの最大点を含む接続線上の値から、両最大点間にある最小点の垂線
上の値を引いてAC信号の高さを得る工程、 V)IV)の工程を少なくとも8回繰り返して、IV)で得た値を加算してその和を
観測数で除算してAC平均値を得る工程、及び VI) 任意にIV)の最小点の全高をステップV)のAC信号平均値に加えてDC信
号を得る工程、を含み、好ましくはAC信号及び任意にDC信号を得るためにコ
ンピュータプログラムを用いることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
22. The step (b) comprises the following steps, I) searching on a curve having detection values of transmission and / or reflection in a time frame having a length of approximately 60% of the cycle time, II. ) If there is no higher value than the average (intermediate) value in the time frame, specify this value as the maximum point, move the time frame by half the length of the time frame, or move the value to an intermediate value. If it exceeds, the step of moving the time frame by one step, III) the step of specifying the minimum point in the same way as II) for the minimum value instead of the maximum value, IV) on the connecting line including the two maximum points The step of obtaining the height of the AC signal by subtracting the value on the vertical line of the minimum point between both maximum points from the value, V) IV) step is repeated at least 8 times, and the value obtained in IV) is added. To obtain the AC mean value by dividing the sum by the number of observations, and VI) optionally the total height of the minimum point of IV) to the AC signal of step 2. Method according to claim 1, characterized in that it comprises the step of obtaining a DC signal in addition to the signal average value, preferably using a computer program for obtaining an AC signal and optionally a DC signal.
【請求項23】 前記赤色光領域の波長が、約660nmであり、前記赤外
光領域の波長が、約940nmであることを特徴とする、請求項3に記載の方法
23. The method of claim 3, wherein the wavelength in the red light region is about 660 nm and the wavelength in the infrared light region is about 940 nm.
【請求項24】 前記ヘモグロビンを含む測定SpO及び測定血液特性を
、同時に提示することを特徴とする、請求項1に記載の方法。
24. The method according to claim 1, characterized in that the measured SpO 2 containing hemoglobin and the measured blood properties are presented simultaneously.
【請求項25】 前記測定SpOを、ヘモグロビンを含む前記測定血液特
性を用いることにより補正することを特徴とする、請求項1に記載の方法。
25. The method according to claim 1, characterized in that the measured SpO 2 is corrected by using the measured blood characteristic including hemoglobin.
【請求項26】 透光管に含まれる液体と血球の混合物からSpOを正確
に測定するための装置であって、 前記透光管に対して光ビームを向ける光源、 ヘモグロビンを含む酸素飽和度、SpO以外の血液特性を測定し、前記透光管
から反射した光の強度又は前記混合物を透過した光の強度を組み合わせて前記透
光管から反射した光の強度を分析することができる手段、 前記混合物の酸素飽和度、SpOを、好ましくはパルス・オキシメトリ的に測
定し、及び前記混合物を透過した光の強度を分析する手段、及び任意に 前記SpOの測定値が前記血液特性の検出値に関して関連があるかどうかを証
明する手段を含むことを特徴とする装置。
26. An apparatus for accurately measuring SpO 2 from a mixture of liquid and blood cells contained in a light-transmitting tube, comprising a light source for directing a light beam to the light-transmitting tube, and oxygen saturation including hemoglobin. , Means for measuring blood characteristics other than SpO 2 and analyzing the intensity of light reflected from the transparent tube by combining the intensity of light reflected from the transparent tube or the intensity of light transmitted through the mixture. Means for measuring the oxygen saturation, SpO 2 , of the mixture, preferably by pulse oximetry, and analyzing the intensity of the light transmitted through the mixture, and optionally the measured SpO 2 is of the blood characteristic An apparatus characterized in that it comprises means for proving whether or not there is a relationship with respect to a detected value.
【請求項27】 前記光源が、前記透光管に対して赤色光領域の波長を持つ
第1光ビームを放射する第1光源及び前記透光管に対して赤外光領域の波長を持
つ第2光ビームを放射する第2光源を含むことを特徴とする、請求項26に記載
の装置。
27. A first light source, which emits a first light beam having a wavelength in a red light region with respect to the light-transmitting tube, and a light source having a wavelength in an infrared light region, with respect to the light-transmitting tube. 27. Device according to claim 26, characterized in that it comprises a second light source emitting two light beams.
【請求項28】 前記透光管を透過した赤色第1光ビームの光の強度を検出
する第1検出器及び前記透光管を透過した赤外第2光ビームの光の強度を検出す
る第2検出器を含むことを特徴とする、請求項26に記載の装置。
28. A first detector for detecting the intensity of the red first light beam transmitted through the transparent tube, and a detector for detecting the intensity of the infrared second light beam transmitted through the transparent tube. 27. Device according to claim 26, characterized in that it comprises two detectors.
【請求項29】 前記酸素飽和度測定手段が、透過赤色及び赤外光の検出強
度の比率を計算し、該比率を分析して酸素飽和度の値を測定するようにされた処
理装置を含むことを特徴とする、請求項28に記載の装置。
29. The oxygen saturation measuring means includes a processing device configured to calculate a ratio of detection intensities of transmitted red light and infrared light and analyze the ratio to measure an oxygen saturation value. 29. The device according to claim 28, characterized in that
【請求項30】 前記光源が、前記透光管に対して第3光ビームを放射する
第3光源からなり、さらに、前記透光管から反射した第3光ビームの光の強度を
検出する第3検出器及び前記透光管を透過した第3光ビームの光の強度を検出す
る第4検出器を含むことを特徴とする、請求項26に記載の装置。
30. The light source comprises a third light source that emits a third light beam to the light-transmitting tube, and further detects a light intensity of the third light beam reflected from the light-transmitting tube. 27. The apparatus according to claim 26, comprising three detectors and a fourth detector for detecting the intensity of the light of the third light beam transmitted through the light-transmitting tube.
【請求項31】 前記血液特性測定手段が、第3光ビームの反射及び透過光
の検出強度の比率を計算し、該比率を分析して血液特性の値を測定するようにさ
れた処理装置を含むことを特徴とする、請求項30に記載の装置。
31. A processing device, wherein the blood characteristic measuring means calculates a ratio of detected intensities of reflected light and transmitted light of a third light beam, and analyzes the ratio to measure a value of blood characteristic. 31. Apparatus according to claim 30, characterized in that it comprises:
【請求項32】 測定血液特性及びSpOを記憶する記録手段を含むこと
を特徴とする、請求項26に記載の装置。
32. The device according to claim 26, characterized in that it comprises recording means for storing the measured blood characteristics and SpO 2 .
【請求項33】 さらに、測定血液特性及びSpOを視覚化する手段を含
むことを特徴とする、請求項26に記載の装置。
33. The device according to claim 26, further comprising means for visualizing the measured blood properties and SpO 2 .
【請求項34】 前記光源が、前記透光管の同じ側に少なくとも2本の光ビ
ームを向け、好ましくは前記光源のうち1個が、770〜950nmの範囲内の
波長の光を出し、もう1個の光源が、480〜590nmの範囲内の波長の光を
出すことを特徴とする、請求項26に記載の装置。
34. The light source directs at least two light beams on the same side of the light-transmitting tube, preferably one of the light sources emits light having a wavelength in the range of 770 to 950 nm, and 27. The device according to claim 26, characterized in that one light source emits light with a wavelength in the range of 480-590 nm.
【請求項35】 前記装置の構成部品のうち少なくとも2個が、無線接続、
好ましくは無線通信用のモジュールで互いに通信をおこなうことを特徴とする、
請求項26に記載の装置。
35. At least two of the components of the device are wirelessly connected,
Preferably characterized by communicating with each other in a module for wireless communication,
The device according to claim 26.
【請求項36】 前記無線通信用モジュールが、少なくとも1個の送信機及
び1個の受信機を含むことを特徴とする、請求項35に記載の装置。
36. The apparatus according to claim 35, wherein the module for wireless communication includes at least one transmitter and one receiver.
【請求項37】 前記装置の構成部品のうち少なくとも3個、即ち、光源、
検出器及び処理装置間の無線通信用の1個のモジュールが存在することを特徴と
する、請求項31に記載の装置。
37. At least three of the components of the device, namely the light source,
32. Device according to claim 31, characterized in that there is one module for wireless communication between the detector and the processing unit.
【請求項38】 前記無線通信を、ブルートゥース(Bluetooth, 登録商標
)規格準拠通信路を用いておこなうことを特徴とする、請求項35に記載の装置
38. The device according to claim 35, wherein the wireless communication is performed using a communication path conforming to the Bluetooth (registered trademark) standard.
【請求項39】 前記光源を、前記透光管の測定範囲に対して基本的に垂直
に配置することを特徴とする、請求項26に記載の装置。
39. Apparatus according to claim 26, characterized in that the light source is arranged essentially perpendicular to the measuring range of the light-transmitting tube.
【請求項40】 前記光ビームのうち少なくとも1本の波長が、200nm
〜2000nm、好ましくは770nm〜950nm、最も好ましくは約770
、800、850、940又は950nmであることを特徴とする、請求項26
に記載の装置。
40. The wavelength of at least one of the light beams is 200 nm.
~ 2000 nm, preferably 770 nm to 950 nm, most preferably about 770.
, 800, 850, 940 or 950 nm.
The device according to.
【請求項41】 前記光源のうち2個が、前記透光管の同じ側に2本の光ビ
ームを向け、前記光ビームのうち1本の波長が、800nm〜940nmであり
、もう1本の光ビームの波長が、480〜590nmであることを特徴とする、
請求項26に記載の装置。
41. Two of said light sources direct two light beams to the same side of said light-transmitting tube, wherein one of said light beams has a wavelength of 800 nm to 940 nm and another The wavelength of the light beam is 480 to 590 nm,
The device according to claim 26.
【請求項42】 前記光源が、少なくとも4個、好ましくは少なくとも6
個であり、該光源が、前記検出器のどちらか一方の側に現れるようにし、好まし
くは前記光源が、2個を一組として、好ましくは3個を一組として配置され、前
記光源が、好ましくは前記検出器を中心として「H」形を形成することを特徴と
する、請求項30に記載の装置。
42. At least 4 light sources, preferably at least 6
The light sources appear on either side of the detector, preferably the light sources are arranged in groups of two, preferably groups of three, and the light sources are 31. Device according to claim 30, characterized in that it forms an "H" shape, preferably around the detector.
【請求項43】 さらに、前記光源と少なくとも1個の光検出器を備えた、
手首、指又は足指装着装置の形態を有する試験装置を含むことを特徴とする、請
求項26に記載の装置。
43. Further comprising the light source and at least one photodetector,
27. Device according to claim 26, characterized in that it comprises a test device in the form of a wrist, finger or toe attachment device.
【請求項44】 前記試験装置が、指又は足指に装着されるシンブル状シェ
ルを含み、該シェル内に前記光源及び検出器が配設され光ビームを放射させると
共に光強度を検出するようにしてなることを特徴とする、請求項43に記載の装
置。
44. The test device includes a thimble-shaped shell worn on a finger or toe, and the light source and the detector are disposed in the shell to emit a light beam and detect a light intensity. 44. The device according to claim 43, characterized in that
【請求項45】 少なくとも1個の光源及び前記検出器を締め付け部からな
る前記シェル内に配置し、前記光源及び検出器を前記締め付け部に配置し、現れ
るようにし、前記シェルが、好ましくは指又は足指を覆うシンブルデザインの一
部であることを特徴とする、請求項44に記載の装置。
45. At least one light source and said detector are arranged in said shell consisting of a clamping part, said light source and detector are arranged in said clamping part so that they emerge, said shell preferably being a finger. 45. Device according to claim 44, characterized in that it is also part of a thimble design covering the toes.
【請求項46】 前記光源が少なくとも4個の発光ダイオード、好ましくは
少なくとも6個の発光ダイオードを含み、さらに1個の検出器を含み、前記発光
ダイオードは前記検出器を中心としパッチに固定された「H」形を形成し、該パ
ッチは手首の測定に適した手錠形構造の一部を形成し、Hbを含む血液特性を測
定するための前記光源と検出器間の距離が、各構成部品の中心基点で、好ましく
は4〜12mmであり、最も好ましくは前記距離が約8〜9mmであることを特
徴とする、請求項26に記載の装置。
46. The light source comprises at least 4 light emitting diodes, preferably at least 6 light emitting diodes and further comprises a detector, the light emitting diodes being fixed to the patch about the detector. Forming an "H" shape, the patch forming part of a handcuff-shaped structure suitable for measuring the wrist, and the distance between the light source and the detector for measuring blood characteristics including Hb is such that each component 27. Device according to claim 26, characterized in that it is preferably 4 to 12 mm, most preferably the distance is about 8 to 9 mm, at the central origin of the.
【請求項47】 反射光を検出するように配置された前記光源及び検出器が
、指、足指又は手首、好ましくは手首を収容するパッチの縁に固定され、前記パ
ッチが、手首に留めるためのストラップに固定された可撓性プラスチックパッチ
であり、前記ストラップが、好ましくはロッキング装置を持つことを特徴とする
、請求項46に記載の装置。
47. The light source and detector arranged to detect reflected light are fixed to the rim of a patch containing a finger, toe or wrist, preferably a wrist, for fastening the patch to the wrist. 47. The device of claim 46, which is a flexible plastic patch secured to a strap of the strap, the strap preferably having a locking device.
【請求項48】 前記光源及び検出器を、前記パッチに組み入れ、前記電気
部品を黒色シリコンで被覆されたプリント基板カードの片面に固定し、前記光学
部品を透明シリコンで被覆された前記カードのもう一方の片面に固定することを
特徴とする、請求項47に記載の装置。
48. The light source and detector are incorporated into the patch, the electrical components are secured to one side of a black silicon coated printed circuit board card, and the optical components are mounted on the transparent silicon coated card. 48. Device according to claim 47, characterized in that it is fixed on one side.
【請求項49】 前記パッチが、51x35mmの大きさの長方形であり、
「H」に配置された前記光源及び検出器が前記パッチの角に固定されていること
を特徴とする、請求項47に記載の装置。
49. The patch is a rectangle measuring 51 × 35 mm,
48. Device according to claim 47, characterized in that the light source and detector arranged in "H" are fixed at the corners of the patch.
【請求項50】 前記処理装置を、反射値を測定血液特性の濃度値に変換す
るようにすることを特徴とする、請求項31に記載の装置。
50. The device according to claim 31, characterized in that the processing device is adapted to convert a reflection value into a concentration value of a measured blood characteristic.
【請求項51】 さらに、請求項1〜20のいずれかに記載の方法を実施す
るコンピュータプログラムを備える処理装置を含むことを特徴とする、請求項2
6に記載の装置。
51. A processing device comprising a computer program for carrying out the method according to any one of claims 1 to 20.
6. The device according to 6.
【請求項52】 前記赤色光の波長が、約660nmであり、前記赤外光の
波長が、約940nmであることを特徴とする、請求項27に記載の装置。
52. The device of claim 27, wherein the wavelength of the red light is about 660 nm and the wavelength of the infrared light is about 940 nm.
【請求項53】 請求項1〜25のいずれかに記載の方法を実施するデータ
記憶媒体に記憶されたコンピュータプログラム。
53. A computer program stored on a data storage medium for carrying out the method according to claim 1.
【請求項54】 請求項26〜52のいずれかに記載の装置の透析装置にお
ける使用。
54. Use of the device according to any one of claims 26 to 52 in a dialysis machine.
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