JP2022057749A - 生体パラメータ演算装置、コンピュータプログラムおよび非一時的コンピュータ可読媒体 - Google Patents
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Abstract
Description
センサに備わる複数の素子を用いて取得された被検者の生体情報に対応する複数の信号を取得する取得部と、
前記複数の素子の障害を検知する障害検知部と、
前記取得部によって取得された前記複数の信号と、第1のアルゴリズムまたは第2のアルゴリズムと、に基づいて生体パラメータを演算する演算部と、を備え、
前記演算部は、前記障害検知部が前記複数の素子のうち第1のアルゴリズムに用いられる信号を取得するための素子の障害を検知しないとき、前記第1のアルゴリズムに基づいて前記生体パラメータを演算し、前記障害検知部が前記複数の素子のうち前記第1のアルゴリズムに用いられる信号を取得するための素子に障害が発生したことを検知したとき、前記第2のアルゴリズムに基づいて前記生体パラメータを演算する。
センサに備わる複数の素子を用いて取得された被検者の生体情報に対応する複数の信号を取得する機能と、
前記複数の素子の障害を検知する機能と、
前記複数の素子のうち第1のアルゴリズムに用いられる信号を取得するための素子の障害が検知されないとき、取得された前記複数の信号と、第1のアルゴリズムと、に基づいて生体パラメータを演算し、前記複数の素子のうち前記第1のアルゴリズムに用いられる信号を取得するための素子に障害が発生したことが検知されたとき、取得された前記複数の信号と、第2のアルゴリズムと、に基づいて前記生体パラメータを演算する機能と、をコンピュータに実現させる。
上記コンピュータプログラムが記憶されている。
このように、上記構成によれば、被検者の生体情報を取得するセンサに備わる素子の障害に対し、耐障害性のある生体パラメータ演算装置を提供することができる。
図1は、本実施形態に係る生体パラメータ演算システム1の機能的構成を例示する図である。図1に例示するように、生体パラメータ演算システム1は、パルスオキシメータ10(生体パラメータ演算装置の一例)と、プローブ20(センサの一例)と、を含む。
ΔA1=ln[I1/(I1-ΔI1)]≒ΔI1/I1 (1)
ΔA3=ln[I3/(I3-ΔI3)]≒ΔI3/I3 (2)
なお、I1は第一の光の強度を、ΔI1は被検者の血液の脈動に伴う第一の光の強度I1の変化量を、I3は第三の光の強度を、ΔI3は被検者の血液の脈動に伴う第三の光の強度I3の変化量を、それぞれ表している。
ΔA1=ΔAb1+ΔAt1=Eb1HbΔDb+Σt1ΔDt (3)
ΔA3=ΔAb3+ΔAt3=Eb3HbΔDb+Σt3ΔDt (4)
ここで、Eは、吸光係数(dl g-1cm-1)を表している。Hbは、血中ヘモグロビン濃度(g dl-1)を表している。Σは、減光率(cm-1)を表している。ΔDは、血液の脈動に伴う厚み変化(cm)を表している。添字bは、血液を表している。添字tは、血液以外の組織を表している。添字1は、第一の光を表している。添字3は、第三の光を表している。
ΔA1=Eb1HbΔDb+Σt1ΔDt
=[Eb1+(Σt1ΔDt)/(HbΔDb)](HbΔDb)
=(Eb1+Ex1)(HbΔDb) (5)
ΔA3=Eb3HbΔDb+Σt3ΔDt
=[Eb3+(Σt3ΔDt)/(HbΔDb)](HbΔDb)
=(Eb3+Ex3)(HbΔDb) (6)
ここで、Exは(ΣtΔDt)/(HbΔDb)を置き換えた変数である。添字1は、第一の光を表している。添字3は、第三の光を表している。
Eb1+Ex1-ΔA1/(HbΔDb)=0 (7)
Eb3+Ex3-ΔA3/(HbΔDb)=0 (8)
Eb1=a1Eb3+b1 (9)
ここで、aとbは定数である。添字1は、第一の光を表している。添字3は、第三の光を表している。
Ex1=α1Ex3+β1 (10)
ここで、αとβは定数である。添字1は、第一の光を表している。添字3は、第三の光を表している。
Eb3+Ex3-ΔA3/(HbΔDb)=0
Eb3-ΔA3/(HbΔDb)=-Ex3 (11)
(a1Eb3+b1)+(α1Ex3+β1)-ΔA1/(HbΔDb)=0
a1Eb3-ΔA1/(HbΔDb)=-α1Ex3-β1-b1 (12)
Eb3=Eo3S+Er3(1-S) (14)
ここで、Eoは、酸化ヘモグロビンの吸光係数を表している。Erは、脱酸化ヘモグロビンの吸光係数を表している。添字3は、第三の光を表している。したがって、演算部132aは、次式(15)によりSpO2の値Sを演算する。
S=(Eb3-Er3)/(Eo3-Er3) (15)
ΔA2=ln[I2/(I2-ΔI2)]≒ΔI2/I2 (16)
なお、I2は第二の光の強度を、ΔI2は被検者の血液の脈動に伴う第二の光の強度I2の変化量を、それぞれ表している。
ΔA2=ΔAb2+ΔAt2=Eb2HbΔDb+Σt2ΔDt (17)
ここで、添字2は、第二の光を表している。
ΔA2=Eb2HbΔDb+Σt2ΔDt
=[Eb2+(Σt2ΔDt)/(HbΔDb)](HbΔDb)
=(Eb2+Ex2)(HbΔDb) (18)
ここで、Exは(ΣtΔDt)/(HbΔDb)を置き換えた変数である。添字2は、第二の光を表している。
Eb2+Ex2-ΔA2/(HbΔDb)=0 (19)
Eb2=a2Eb3+b2 (20)
ここで、aとbは定数である。添字2は、第二の光を表している。添字3は、第三の光を表している。
Ex2=α2Ex3+β2 (21)
ここで、αとβは定数である。添字2は、第一の光を表している。添字3は、第三の光を表している。
(a2Eb3+b2)+(α2Ex3+β2)-ΔA2/(HbΔDb)=0
a2Eb3-ΔA2/(HbΔDb)=-α2Ex3-β2-b2 (22)
次に、図1および図3を参照しつつ、第二実施形態において制御部13が実行する処理内容について詳細に説明する。なお、第二実施形態の説明において、第一実施形態と重複する部分については説明を省略する。第二実施形態は、図1において破線で示すように、プローブ20が第四発光素子24をさらに備えている点で第一実施形態と異なる。なお、本実施形態において、第三波長λ3は940nmであるものとして説明する。さらに、本実施形態においても、メインアルゴリズムに用いられる発光素子は第一発光素子21と第三発光素子23であるものとして説明する。
次に、図4を参照しつつ、第三実施形態に係る生体パラメータ演算システム201について説明する。なお、第三実施形態の説明において、第一実施形態と重複する部分については説明を省略する。図4は、本実施形態に係る生体パラメータ演算システム201の機能的構成を例示する図である。
Claims (5)
- センサに備わる複数の素子を用いて取得された被検者の生体情報に対応する複数の信号を取得する取得部と、
前記複数の素子の障害を検知する障害検知部と、
前記取得部によって取得された前記複数の信号と、第1のアルゴリズムまたは第2のアルゴリズムと、に基づいて生体パラメータを演算する演算部と、を備え、
前記演算部は、前記障害検知部が前記複数の素子のうち第1のアルゴリズムに用いられる信号を取得するための素子の障害を検知しないとき、前記第1のアルゴリズムに基づいて前記生体パラメータを演算し、前記障害検知部が前記複数の素子のうち前記第1のアルゴリズムに用いられる信号を取得するための素子に障害が発生したことを検知したとき、前記第2のアルゴリズムに基づいて前記生体パラメータを演算する、生体パラメータ演算装置。 - 前記複数の素子は、少なくとも、
前記被検者の生体組織を透過または反射可能な第一波長を有する第一の光を前記生体組織に向けて出射可能な第一発光素子と、
前記生体組織を透過または反射可能な第二波長を有する第二の光を前記生体組織に向けて出射可能な第二発光素子と、
前記生体組織を透過または反射可能な第三波長を有する第三の光を前記生体組織に向けて出射可能な第三発光素子と、を含み、
前記演算部は、前記障害検知部が前記第一発光素子の障害を検知すると、前記生体組織を透過または反射した前記第二の光の強度に対応して前記センサから出力される第二信号と、前記生体組織を透過または反射した前記第三の光の強度に対応して前記センサから出力される第三信号と、前記第2のアルゴリズムと、に基づいて前記生体パラメータを演算する、請求項1に記載の生体パラメータ演算装置。 - 前記障害検知部は、前記複数の素子の電圧値を示す電圧情報に基づいて、前記複数の素子の障害を検知する、請求項1または2に記載の生体パラメータ演算装置。
- センサに備わる複数の素子を用いて取得された被検者の生体情報に対応する複数の信号を取得する機能と、
前記複数の素子の障害を検知する機能と、
前記複数の素子のうち第1のアルゴリズムに用いられる信号を取得するための素子の障害が検知されないとき、取得された前記複数の信号と、第1のアルゴリズムと、に基づいて生体パラメータを演算し、前記複数の素子のうち前記第1のアルゴリズムに用いられる信号を取得するための素子に障害が発生したことが検知されたとき、取得された前記複数の信号と、第2のアルゴリズムと、に基づいて前記生体パラメータを演算する機能と、をコンピュータに実現させるためのコンピュータプログラム。 - 請求項4に記載のコンピュータプログラムが記録された非一時的コンピュータ可読媒体。
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