JP2004159810A - 動脈血酸素飽和度測定器 - Google Patents

Abstract

【課題】動脈血酸素飽和度測定器において、接続ケーブルを使用せず、、かつ外乱光やノイズの影響を受けることが少なく部品点数の少ない動脈血酸素飽和度測定器を得ること。
【解決手段】表示部（３）を一体に設けた計測部（２）の一部に密接してセンサー部（１）を着脱自在に設け、センサー部（１）と計測部（２）内部の回路間をコネクタ（１ｉ，２ｄ）で結合し、センサー部には被測定部である指先を挿入する円筒形の挿入口（５）を設け、該挿入口（５）内には発光素子（１ｅ）と受光素子（１ｃ）からなり、該指先の挿入によりこれら素子のいずれか一方を他方素子間の並行を保って押し広げるように構成した光センサ部を設けたことを特徴とする動脈血酸素飽和度測定器。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、患者の指先を挿入して、動脈血酸素飽和度を測定するための動脈血酸素飽和度測定器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から動脈血酸素飽和度を測定するための動脈血酸素飽和度測定器が医療器具として使用されている。図８は従来から使用されている動脈血酸素飽和度測定器を示す構成図である。図８において、１０１は動脈血酸素飽和度測定器の本体部を示す。本体部１０１には、血中酸素飽和度を測定する装置並びに表示部などが組み込まれている。本体部１０１からは、接続ケーブル１０２が延びており、該接続ケーブル１０２の先端には、洗濯ばさみ状のセンサー部１０３が取り付けられている。センサー部１０３の先端には、発光素子と受光素子からなる光センサー部１０４が設けられ、光センサー部１０４が指先を挟むようにして、その指先が発光素子の光軸を遮るようにして測定している。このような従来の動脈血酸素飽和度測定器は、発光素子の輝度調整や受光素子の出力信号の増幅度の調整を本体部１０１側で行なっていて、本体部１０１とセンサー部１０３との問を長い接続ケーブル１０２で接続している。このような動脈血酸素飽和度測定器は、例えば、次に示す特許文献中に記載されている。
【特許文献１】特開２０００−０８３９３３号
【特許文献２】特開平１１−１８８０１９号
【特許文献３】特開平１０−２０１７４３号
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の動脈血酸素飽和度測定器には以下の欠点がある。
・測定部位である指先が外乱光に晒され易く、外乱光の影響を受け易い。
・測定部の形状が洗濯ばさみの形状である為、発光素子と受光素子の光軸がずれる。
・測定部と本体部を分け、長いコードで接続している為、コードにノイズが発生し易い。
・センサー部の発光、受光素子の調整を本休部側で行なっている為、本体部の電気部品点数が増え本体部自体のサイズが大きくなり高価になってしまう。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、動脈血酸素飽和度測定器において、接続ケーブルを使用せず、かつ外乱光やノイズの影響を受けることが少なく部品点数の少ない動脈血酸素飽和度測定器を得ることを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の如き本発明の目的を達成するため、本願の請求項１に記載の発明は、動脈血酸素飽和度測定器において、
表示部を一体に設けた測定部の一部に密接してセンサ部を着脱自在に設け、センサ部と計測部内部の回路間をコネクタで結合し、センサ部には被測定部である指先を挿入する円筒形の挿入口を設け、該挿入口内には発光素子と受光素子からなり、該指先の挿入によりこれら素子のいずれか一方を他方素子間の並行を保って押し広げるように構成した光センサ部を設けたことを特徴とする動脈血酸素飽和度測定器を提供する。
本願の請求項２に記載に発明は、請求項１に記載の発明に加えて、前記挿入口内に設けられた発光素子と受光素子の何れか一方を他方側に弾性力を持ってバイアスしていることを特徴とする動脈血酸素飽和度測定器を提供する。
本願の請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明に加えて、前記挿入口内に設けられた発光素子と受光素子は２対にて形成されていることを特徴とする動脈血酸素飽和度測定器を提供する。
本願の請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明に加えて、前記２対の発光素子と受光素子の感度調整は何れか一方の発光素子と受光素子の光路中にフィルタを挿入して行うことを特徴とする動脈血酸素飽和度測定器を提供する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に本発明の形態を図面を用いて詳細に説明する。
図１（ａ）、（ｂ）は、本発明にかかる動脈血酸素飽和度測定器の正面図と側面図を示す。図１において、１はセンサー部、２は計測部、３は表示部、４はスイッチである。
【０００７】
本発明にかかる動脈血酸素飽和度測定器は、センサー部１からの電気信号を処理する計測部２、処理した数値を表示する液晶からなる表示部３、スイッチ４が一体に形成されている。筒型をしたセンサー部１の脇には挿入口５が設けられ、指先を該挿入口５に挿入して、スイッチ４をオンにすると測定が開始される。
【０００８】
図２は、筒型をしたセンサー部１の横側から内部を示す断面図である。
筒型のセンサー部１の外側は上ケース１ａと下ケース１ｂの２ケのケースが組み合わされれていて、上ケース１ａと下ケース１ｂの内側には受光素子１ｃを組み込んでいる受光素子ケース１ｄが挟まれて固定されている。受光素子ケース１ｄの内側には発光素子１ｅを組み込んでいる発光素子ケース１ｆがあり、指先を装着すると図３のように指先が受光素子１ｅ面上を上方に平行に移動させる。発光素子ケース１ｆと上ケース１ａの内側の間には、指先を装着することにより上側に平行移動した発光素子ケース１ｆを押し下げようとするゴム状のカバー１ｇがある。このカバー１ｇの押し下げる荷重により指先がセンサー内で固定される。発光素子１ｅの発光面上には近赤外〜可視光を減衰させる発光調整用のフィルター１ｈが取り付けられている。筒型のセンサー部１の後ろ側には計測部２と接続するコネクタ１ｉがあり、発光素子１ｅと受光素子１ｃはケーブル１ｊによりコネクタ１ｉと接続される。なお、受光素子１ｃと発光素子１ｅとで、光センサ部を構成する。
【０００９】
図４は、計測部２の内部図である。計測部２のケース２ａの内部は筒型のセンサー部１からの電気信号を処理する基板２ｂがあり、基板２ｂ内で処理された測定値を表示部３の液晶板２ｃに表示する。本体部２の上側にはコネクタ２ｄがあり、筒型のセンサー部１と一体化したときにセンサー部１のコネクタ１ｉと接続される。基板２ｂとコネクタ２ｄはケーブル２ｅにより接続されている。
【００１０】
次に外乱光防止について説明する。
筒型のセンサー部１の外側は上ケース１ａと下ケース１ｂの２ケのケースで組まれている。その為、組まれたケース内側に外乱光が入り込まない為、センサー部１に指先を挿入して、測定中に指先が外乱光に晒されることがない。
【００１１】
従来のプローブは洗濯ばさみ形状の為、図８のように指先を装着して測定をすると、指先の両脇から外乱光が入り込み、指先が外乱光に晒されることになる。この外乱光はプローブの電気信号として出力され、測定値に影響を及ぼすことがある。
【００１２】
本発明のプローブは図１，２，３のようにケースに組み込まれた筒型形状である為、指先を装着しても、指先が上ケース１ａと下ケース１ｂに覆われる為、指先が外乱光に晒きれることがない。このことはつまり、測定を正確かつ安定させることになる。
【００１３】
次に、発光素子１ｅと受光素子１ｃの光軸について説明する。
筒型のセンサー部１の内側は図２のように、上ケース１ａ内側上面と下ケース１ｂ内側下面は平行になっていて、この平行になっている問に受光素子１ｃが組み込まれている受光素子ケース１ｄが挟まれて固定されている。
【００１４】
この受光素子ケース１ｄの上側には発光素子１ｅが組み込まれている発光素子ケース１ｆがあり、指先を装着すると受光素子ケース１ｃの受光面上で平行移動する。このとき発光素子ケース１ｆは指先で上に押し上げられるが、発光素子ケース１ｆは発光素子ケース１ｆを押し下げて現状の形状に戻ろうとするゴム状のカバー１ｇによって保持されている。カバー１ｇは発光素子ケース１ｆを全面で押し下げようとするので、指先装着時に指先は、カバー１ｇの現状復帰力により固定され、常に受光素子ケース１ｄと発光素子ケース１ｆは平行に保たれている為、体動ノイズを減少させ、受光素子１ｃと発光素子１ｅの光軸はずれることがない。
【００１５】
次にセンサー部１内での発光素子１ｅの調整について説明する。
動脈血酸素飽和度測定は２波長の発光素子を使用し、２波長の発光素子の指先の透過度で動脈血酸素飽和度を算出する。発光素子の輝度は製造ロットによるばらつきが大きく、２波長の発光素子の輝度の差が大きいと動脈血酸素飽和度の測定値の精度が悪くなる。その為、従来の動脈血酸索飽和度測定器は本体側の回路上で発光素子の輝度調整または受光素子からの電気信号の増幅度の切換調整を行ない、この２波長の輝度のバランスを調整してきた。
【００１６】
しかし、この調整を本体部内で行なってきた為、輝度調整回路が必要となり、電気部晶が増加し、本体部自体のサイズが大きくなった。
【００１７】
本発明では、図５のように２波長の発光素子１ｅー１，１ｅ−２の輝度のバランスを、計測部２内の発光素子１ｅ−２の発光面に近赤外〜可視光を減衰させるフィルタ１ｈを取り付けることにより容易な調整を可能とし、計測部のこれらの調整用回路を削除することにより、電気部品が減り、計測部２自体を小型にすることができた。
【００１８】
また、従来のような調整回路を用いると、計測部が大型となって、計測部⊥部は指先に装着することができず、センサー部と計測部を分けざるをえなかった。この為、センサー部と計測部は長いコードにより接続され、そのコードにはノイズが発生し易く、このノイズが電気信号として計測部こ入力され、測定値を不安定にすることがあった。
【００１９】
図５のようにセンサー部側にて発光素子の輝度をフィルター１ｈにより調整することにより、計測部側の電気部品を削減し、全体サイズを小型化にすることができ、図１のようなセンサー部と計測部を一体型にしたものを指先に装着することが可能になった。このことにより従来のセンサー部と計測部間の長いコードが不要になり、このノイズにより測定値が不安定になることが無くなった。
【００２０】
次に発光素子をフィルターで調整する方式について詳細に説明する。
通常、動脈血酸素飽和度測定器は２波長の発光素子１ｅー１及び発光素子１ｅー２を使用している。発光素子１ｅ−１及び発光素子１ｅ−２の光が指先を透過し、透過した光を受光素子１ｂが受け電気信号に変換する。２波長の電気信号である受光電流は１：１であるのが理想である。しかし発光素子自体の輝度は製造ロットによってばらつきがある為、２波長の受光電流を１：１にするのは困難である。この２波長の受光電流のバランスが悪いと測定が不安定になり、測定精度が悪くなる。
【００２１】
図６（ａ）（ｂ）は受光素子１ｂの受光電流を電流一電圧変換した波形であり、２波長の発光素子１ｅ−１及び発光素子１ｅ−２は５ｍｓごとに１００〜２００／μＳ間交互に点灯している。通常、輝度調整がない場合はこの２ケの波形電圧が図６（ａ）のようにバランスが悪くなる。
【００２２】
そこで、図５のように電圧波形の大きい方の発光素子１ｅー２の発光面にフィルター１ｈを取り付け、発光素子の輝度を減衰させ、図６（ｂ）のように波形電圧を下げ、波形電圧が１：１に近くなるようにする。またフィルター１ｈの輝度を減衰させる減衰率の種類は、多種なフィルタ１ｈの減衰率があり、発光素子１ｅー２の輝度に合わせてフィルター１ｈを選別することができる。
【００２３】
以上のようにセンサー部側で、フィルター１ｈにより受光電圧波形の大きい片側の発光素子の輝度を減衰させることにより、従来それを本体部の回路上で行なってきたことが不要になり、計測部を小型化にすることができ、センサー部と計測部の一体型で指先に装着することが可能になった。
【００２４】
しかし、発光素子１ｅの発光は永久ではなく発光時間に比例して劣化し、輝度が下がる。センサー部と計測部を一体型にすることにより、計測部からセンサー部が外せないと発光素子自体が劣化した場合、測定器一式を廃棄しなければならない。
【００２５】
そこで、本発明はセンサー部と計測部と一体型ではあるが、センサー部と計測部との間にコネクタ１ｉとコネクタ２ｄを設けこれらにより回路接続をしている為、図２のようにセンサー部の故障及び発光素子の劣化によりセンサー部を交換しなければならないとき、センサー部１を簡単に計測部２から取り外しができ、新しいセンサー部１と交換できるようにした。なお、図７は、計測部２からセンサ部１を取り外した状態を示す構成図である。
【００２６】
以上、本発明を上述の実施の形態により説明したが、本発明の主旨の範囲内で種々の変形や応用が可能であり、これらの変形や応用を本発明の範囲から排除するものではない。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、本発明の動脈血酸素飽和度測定器は、センサー部での発光輝度の調整が可能になったことにより、計測部側が小型化になり、センサー部と計測部の一体型での指先装着が可能になった。このことにより、センサー部の従来の洗濯ばさみ形状から筒型形状にすることができ、受光素子に対して発光泰子が平行移動ができ、光軸のずれが無くなった。また長いケーブルを用いていないので、外乱光及びセンサー部と計測部問のコードからのノイズが無くなった為、従来品に比べて安定した測定ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）、（ｂ）は、本発明にかかる動脈血酸素飽和度測定器の正面図と側面図を示す。
【図２】図２は、筒型をしたセンサー部１の横側から内部を示す断面図である。
【図３】図３は、センサー部の断面図である。
【図４】図４は、計測部の内面図である。
【図５】図５は、図２のＡ−Ａ線に沿って切断した断面図である。
【図６】図６（ａ）（ｂ）は、受光素子１ｂの受光電流を電流一電圧変換した波形図である。
【図７】図７は、計測部からセンサ部を取り外した状態を示す構成図である。
【図８】図８は、従来から使用されている動脈血酸素飽和度測定器を示す構成図である。
【符号の説明】
１・・・・・センサ部
１ａ・・・・上ケース
１ｂ・・・・下ケース
１ｃ・・・・受光素子
１ｄ・・・・受光素子ケース
１ｅ・・・・発光素子
１ｆ・・・・発光素子ケース
１ｇ・・・・カバー
１ｈ・・・・フィルタ
１ｉ・・・・コネクタ
１ｊ・・・・ケーブル
２・・・・・計測部
２ａ・・・・ケース
２ｂ・・・・基板
２ｃ・・・・液晶板
２ｄ・・・・コネクタ
２ｅ・・・・ケーブル
３・・・・・表示部
４・・・・・スイッチ
５・・・・・挿入口
１０１・・・・・本体部
１０２・・・・・接続ケーブル
１０３・・・・・光センサー部

Claims (4)

1. 動脈血酸素飽和度測定器において、
   表示部を一体に設けた測定部の一部に密接してセンサ部を着脱自在に設け、センサ部と計測部内部の回路間をコネクタで結合し、センサ部には被測定部である指先を挿入する円筒形の挿入口を設け、該挿入口内には発光素子と受光素子からなり、該指先の挿入によりこれら素子のいずれか一方を他方素子間の並行を保って押し広げるように構成した光センサ部を設けたことを特徴とする動脈血酸素飽和度測定器。
2. 前記挿入口内に設けられた発光素子と受光素子の何れか一方を他方側に弾性力を持ってバイアスしていることを特徴とする請求項１に記載の動脈血酸素飽和度測定器。
3. 前記挿入口内に設けられた発光素子と受光素子は２対にて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の動脈血酸素飽和度測定器。
4. 前記２対の発光素子と受光素子の感度調整は何れか一方の発光素子と受光素子の光路中にフィルタを挿入して行うことを特徴とする請求項３に記載の動脈血酸素飽和度測定器。

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