JP2608831B2 - 色素希釈曲線測定装置 - Google Patents
色素希釈曲線測定装置Info
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- JP2608831B2 JP2608831B2 JP4065655A JP6565592A JP2608831B2 JP 2608831 B2 JP2608831 B2 JP 2608831B2 JP 4065655 A JP4065655 A JP 4065655A JP 6565592 A JP6565592 A JP 6565592A JP 2608831 B2 JP2608831 B2 JP 2608831B2
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- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、循環器系に色素を注入
した場合の、循環器系の一点の血中色素濃度の時間的変
化、いわゆる色素希釈曲線を測定する装置に関する。
した場合の、循環器系の一点の血中色素濃度の時間的変
化、いわゆる色素希釈曲線を測定する装置に関する。
【０００２】色素希釈曲線は循環器系の診断に大変有効
なものであって、心拍出量、循環血液量、肝臓異物排泄
能、シャント、心臓弁における逆流等の測定に利用され
る。
なものであって、心拍出量、循環血液量、肝臓異物排泄
能、シャント、心臓弁における逆流等の測定に利用され
る。
【０００３】
【従来の技術】色素希釈曲線の測定は、初期には血液を
連続的に吸引してキュベットを通過させ、血液透過光を
測定することによっていた。これは観血的であり、血液
を消費するので体内血液量の小なる場合は特に侵襲が
大、などの不都合があった。その後、色素希釈曲線を無
侵襲的に測定する装置として、耳朶の透過光の連続測定
による装置など、いくつかの装置が考案され、実用され
た。
連続的に吸引してキュベットを通過させ、血液透過光を
測定することによっていた。これは観血的であり、血液
を消費するので体内血液量の小なる場合は特に侵襲が
大、などの不都合があった。その後、色素希釈曲線を無
侵襲的に測定する装置として、耳朶の透過光の連続測定
による装置など、いくつかの装置が考案され、実用され
た。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】．しかし、従来のこの
種の装置は操作の厄介なこと、精度がわるいこと、など
の欠点により、臨床に充分活用されるに至っていない。
本発明はこの状況に対しなされたもので、その目的は色
素希釈曲線を無侵襲的にかつ精度よく測定する装置を提
供することである。
種の装置は操作の厄介なこと、精度がわるいこと、など
の欠点により、臨床に充分活用されるに至っていない。
本発明はこの状況に対しなされたもので、その目的は色
素希釈曲線を無侵襲的にかつ精度よく測定する装置を提
供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１の構成は、第１
および第２の波長それぞれの光を発生する光発生手段
と、 この光発生手段から発生した光を生体組織を介して
受光しその透過光を電気信号に変換する光検出手段と、
この光検出手段が検出した前記第１および第２の波長の
透過光の拍動による変化から前記生体組織の減光度の脈
動分の変化ΔＡ 1 ，ΔＡ 2 を検出する変化検出手段と、
この変化検出手段が検出したΔＡ 1 とΔＡ 2 の比Φを算
出する変化比算出手段と、 この変化比算出手段が算出し
たΦが与えられたとき、このΦに基づいて前記第１およ
び第２の波長それぞれについて血液以外の組織の脈動に
よる減光を補正する補正値を計算する補正値計算手段
と、 前記変化比算出手段が算出したΦが与えられたと
き、このΦと、前記補正値計算手段が算出した補正値と
に基づいて血中色素濃度Ｃd のヘモグロビン濃度Ｈbに
対する相対値Ｃd'を計算する相対色素濃度計算手段と、
前記変化比算出手段が算出したΦを前記補正値計算手段
へ与えるか前記相対色素濃度計算手段へ与えるかの切換
えを行なう切換え手段と、を具備するものである。
および第２の波長それぞれの光を発生する光発生手段
と、 この光発生手段から発生した光を生体組織を介して
受光しその透過光を電気信号に変換する光検出手段と、
この光検出手段が検出した前記第１および第２の波長の
透過光の拍動による変化から前記生体組織の減光度の脈
動分の変化ΔＡ 1 ，ΔＡ 2 を検出する変化検出手段と、
この変化検出手段が検出したΔＡ 1 とΔＡ 2 の比Φを算
出する変化比算出手段と、 この変化比算出手段が算出し
たΦが与えられたとき、このΦに基づいて前記第１およ
び第２の波長それぞれについて血液以外の組織の脈動に
よる減光を補正する補正値を計算する補正値計算手段
と、 前記変化比算出手段が算出したΦが与えられたと
き、このΦと、前記補正値計算手段が算出した補正値と
に基づいて血中色素濃度Ｃd のヘモグロビン濃度Ｈbに
対する相対値Ｃd'を計算する相対色素濃度計算手段と、
前記変化比算出手段が算出したΦを前記補正値計算手段
へ与えるか前記相対色素濃度計算手段へ与えるかの切換
えを行なう切換え手段と、を具備するものである。
【０００６】請求項２の構成は、第１および第２の波長
それぞれの光を発生する光発生手段と、 この光発生手段
から発生した光を生体組織を介して受光しその透過光を
電気信号に変換する光検出手段と、 この光検出手段が検
出した前記第１および第２の波長の透過光の拍動による
変化から前記生体組織の減光度の脈動分の変化ΔＡ 1 ，
ΔＡ 2 を検出する変化検出手段と、 この変化検出手段が
検出したΔＡ 1 とΔＡ 2 の比Φを算出する変化比算出手
段と、 この変化比算出手段が算出したΦが与えられたと
き、このΦに基づいて前記第１および第２の波長それぞ
れについて血液以外の組織の脈動による減光を補正する
補正値を計算する補正値計算手段と、 ヘモグロビン濃度
Ｈb を記憶するヘモグロビン濃度記憶手段と、 前記変化
比算出手段が算出したΦが与えられたとき、このΦと、
前記補正値計算手段が算出した補正値と、前記ヘモグロ
ビン濃度記憶手段が記憶したヘモグロビン濃度Ｈb とに
基づいて血中色素濃度Ｃd を計算する色素濃度計算手段
と、 前記変化比算出手段が算出したΦを前記補正値計算
手段へ与えるか前記色素濃度計算手段へ与えるかの切換
えを行なう切換え手段と、を具備するものである。
それぞれの光を発生する光発生手段と、 この光発生手段
から発生した光を生体組織を介して受光しその透過光を
電気信号に変換する光検出手段と、 この光検出手段が検
出した前記第１および第２の波長の透過光の拍動による
変化から前記生体組織の減光度の脈動分の変化ΔＡ 1 ，
ΔＡ 2 を検出する変化検出手段と、 この変化検出手段が
検出したΔＡ 1 とΔＡ 2 の比Φを算出する変化比算出手
段と、 この変化比算出手段が算出したΦが与えられたと
き、このΦに基づいて前記第１および第２の波長それぞ
れについて血液以外の組織の脈動による減光を補正する
補正値を計算する補正値計算手段と、 ヘモグロビン濃度
Ｈb を記憶するヘモグロビン濃度記憶手段と、 前記変化
比算出手段が算出したΦが与えられたとき、このΦと、
前記補正値計算手段が算出した補正値と、前記ヘモグロ
ビン濃度記憶手段が記憶したヘモグロビン濃度Ｈb とに
基づいて血中色素濃度Ｃd を計算する色素濃度計算手段
と、 前記変化比算出手段が算出したΦを前記補正値計算
手段へ与えるか前記色素濃度計算手段へ与えるかの切換
えを行なう切換え手段と、を具備するものである。
【０００７】請求項３の構成は上記請求項１または請求
項２の構成において、補正値計算手段は、第１および第
２の波長それぞれについての補正値が相互に比例関係に
あることを計算に用いるものである。
項２の構成において、補正値計算手段は、第１および第
２の波長それぞれについての補正値が相互に比例関係に
あることを計算に用いるものである。
【０００８】
【作用】請求項１の構成において、まず切換え手段は変
化比算出手段が算出したΦを補正値計算手段へ与えるよ
うにする。次に操作者は光発生手段と光検出手段との間
隙に測定の対象となる生体組織を挿入する。光検出手段
は光発生手段からの光であってこの生体組織を透過した
光を受光して電気信号に変換する。変化検出手段は第１
および第２の波長の透過光の減光度の変化ΔＡ 1 ，ΔＡ
2 を検出する。変化比算出手段は、ΔＡ 1 とΔＡ 2 の比
Φを算出する。補正値計算手段は、この変化比算出手段
が算出したΦが与えられたとき、このΦに基づいて前記
第１および第２の波長それぞれについて血液以外の組織
の脈動による減光を補正する補正値を計算する。
化比算出手段が算出したΦを補正値計算手段へ与えるよ
うにする。次に操作者は光発生手段と光検出手段との間
隙に測定の対象となる生体組織を挿入する。光検出手段
は光発生手段からの光であってこの生体組織を透過した
光を受光して電気信号に変換する。変化検出手段は第１
および第２の波長の透過光の減光度の変化ΔＡ 1 ，ΔＡ
2 を検出する。変化比算出手段は、ΔＡ 1 とΔＡ 2 の比
Φを算出する。補正値計算手段は、この変化比算出手段
が算出したΦが与えられたとき、このΦに基づいて前記
第１および第２の波長それぞれについて血液以外の組織
の脈動による減光を補正する補正値を計算する。
【０００９】次に切換え手段により変化比算出手段が算
出したΦを相対色素濃度計算手段へ与えるようにする。
光検出手段、変化検出手段および変化比算出手段は上記
と同様の動作を行ない、変化比算出手段はΦを算出す
る。このΦは相対色素濃度計算手段へ与えられる。相対
色素濃度計算手段はこのΦと、補正値計算手段が計算し
て求めた補正値とに基づいて血中色素濃度Ｃd のヘモグ
ロビン濃度Ｈb に対する相対値Ｃd'を計算する。
出したΦを相対色素濃度計算手段へ与えるようにする。
光検出手段、変化検出手段および変化比算出手段は上記
と同様の動作を行ない、変化比算出手段はΦを算出す
る。このΦは相対色素濃度計算手段へ与えられる。相対
色素濃度計算手段はこのΦと、補正値計算手段が計算し
て求めた補正値とに基づいて血中色素濃度Ｃd のヘモグ
ロビン濃度Ｈb に対する相対値Ｃd'を計算する。
【００１０】請求項２の構成において、請求項１の作用
と異なるのは相対色素濃度計算手段の代りに色素濃度計
算手段は、Φを与えられると、このΦと、補正値計算手
段が求めた補正値と、ヘモグロビン濃度記憶手段が記憶
したＨb とにより色素濃度Ｃd を求める点である。
と異なるのは相対色素濃度計算手段の代りに色素濃度計
算手段は、Φを与えられると、このΦと、補正値計算手
段が求めた補正値と、ヘモグロビン濃度記憶手段が記憶
したＨb とにより色素濃度Ｃd を求める点である。
【００１１】上記２つの作用において、切換え手段がΦ
を相対色素濃度計算手段または色素濃度計算手段へ与え
るように切換えを行なう時期は、生体に色素を注入する
直前、または注入と同時、または遅くとも色素がその測
定部位に到達する直前までが好適である。
を相対色素濃度計算手段または色素濃度計算手段へ与え
るように切換えを行なう時期は、生体に色素を注入する
直前、または注入と同時、または遅くとも色素がその測
定部位に到達する直前までが好適である。
【００１２】請求項３の構成では、上記の各作用におい
て補正値計算手段は補正値を計算するにあたり、第１お
よび第２の波長それぞれについての補正値が相互に比例
関係にあることを計算に用いる。
て補正値計算手段は補正値を計算するにあたり、第１お
よび第２の波長それぞれについての補正値が相互に比例
関係にあることを計算に用いる。
【００１３】
【実施例】まず本実施例の原理を説明する。
【００１４】血液の減光については、シャスター（Ｓch
uster ）の理論に基づく理論的検討と実験とから、もし
入射光が適切な散乱光であり、かつ入射窓径および透過
窓径が適切であれば、次式が成立することがわかってい
る。
uster ）の理論に基づく理論的検討と実験とから、もし
入射光が適切な散乱光であり、かつ入射窓径および透過
窓径が適切であれば、次式が成立することがわかってい
る。
【００１５】 Ｚb ＝ΔＡb ／ΔＤb ＝{(Ｅh Ｈb ＋Ｅd Ｃd ）（Ｅh Ｈb ＋Ｅd Ｃd ＋ＦＨb )}1/2 ＝{(Ｅh ＋Ｅd Ｃd ／Ｈb)（Ｅh ＋Ｅd Ｃd ／Ｈb ＋Ｆ)}1/2 ・Ｈb (1) Ｚb ：血液の単位厚み当りの減光度。減光率と呼ぶこと
にする。 ΔＡb ：血液の減光度の変動分。 ΔＤb ：血液の厚みの変動分。 Ｅh ：ヘモグロビンの吸光係数。 Ｅd ：色素の吸光係数。 Ｃd ：血中色素濃度。 Ｈb ：血中ヘモグロビン濃度。 Ｆ：血液散乱係数。光波長に関わらない。
にする。 ΔＡb ：血液の減光度の変動分。 ΔＤb ：血液の厚みの変動分。 Ｅh ：ヘモグロビンの吸光係数。 Ｅd ：色素の吸光係数。 Ｃd ：血中色素濃度。 Ｈb ：血中ヘモグロビン濃度。 Ｆ：血液散乱係数。光波長に関わらない。
【００１６】生体組織の減光度の脈動分は、血液の脈動
によるものの他に、血液以外の組織（純組織と呼ぶこと
にする）の厚みの脈動などによる減光分が加わっている
ので、次式のようになる。
によるものの他に、血液以外の組織（純組織と呼ぶこと
にする）の厚みの脈動などによる減光分が加わっている
ので、次式のようになる。
【００１７】 Ｚt ＝ΔＡt ／ΔＤt ＝{(Ｅh ＋Ｅd Ｃd ／Ｈb )(Ｅh ＋Ｅd Ｃd ／Ｈb ＋Ｆ)}1/2 ・Ｈb+Ｚx (2) Ｚt ：生体組織の単位厚み当りの減光度。 ΔＡt ：生体組織の減光度の脈動分。 ΔＤt ：生体組織の厚みの脈動分。 Ｚx ：純組織の厚みの脈動などによる減光などを含む、
補正項（未知数）。
補正項（未知数）。
【００１８】測定は２波長λ1 ，λ2 で行なうものとす
る。色素としては一例として、ＩＣＧ（indocyanine-gr
een ）を用いることとする。ＩＣＧの吸光は、λ1 ＝80
5nmで最大、λ2 ＝890nm でゼロである。光波長はサフ
ィックス１，２で示す。
る。色素としては一例として、ＩＣＧ（indocyanine-gr
een ）を用いることとする。ＩＣＧの吸光は、λ1 ＝80
5nmで最大、λ2 ＝890nm でゼロである。光波長はサフ
ィックス１，２で示す。
【００１９】２波長で生体組織透過光を測定した場合
の、それぞれの減光度脈動分の比Φは、次式のようにな
る。
の、それぞれの減光度脈動分の比Φは、次式のようにな
る。
【００２０】 Φ＝ΔＡ1 ／ΔＡ2 ＝[{( Ｅh 1 ＋Ｅd 1 Ｃd ／Ｈb )(Ｅh 1 ＋Ｅd 1 Ｃd ／Ｈb ＋Ｆ)}1/2 ＋ Ｅx 1 ］／｛Ｅh 2 （Ｅh 2 ＋Ｆ）＋Ｅx 2 ｝ (3) Ｅx 1 ＝Ｚx 1 ／Ｈb ，Ｅx 2 ＝Ｚx 2 ／Ｈb ；これも
補正項と呼ぶことにする。 ここでΔＡ1 ＝log Ｉ1t2 −log Ｉ1t1 (4) ΔＡ2 ＝log Ｉ2t2 −log Ｉ2t1 (5) Ｉ1t1 ：時点ｔ1 における波長λ1 の光の強度 Ｉ1t2 ：時点ｔ2 における波長λ1 の光の強度 Ｉ2t1 ：時点ｔ1 における波長λ2 の光の強度 Ｉ2t2 ：時点ｔ2 における波長λ2 の光の強度 色素注入前のΦをΦ0 とする。Φは次の様である。 Φ0 ＝ΔＡ1 ／ΔＡ2 ＝[{Ｅh 1 （Ｅh 1 ＋Ｆ)}1/2 ＋Ｅx 1 ］／[{Ｅh 2 （Ｅh 2 ＋Ｆ)}1/2 ＋Ｅx 2 ］ (6) ここで、Φ0 は実測値、Ｅh 1 ，Ｅh 2 ，Ｆは既知数、
Ｅx 1 ，Ｅx 2 は未知数である。Ｅx 2 ＝ＫＥx 1 とす
る。便宜上、次の様にする。いずれも既知の値である。 Ｅb 1 ＝｛Ｅh 1 （Ｅh 1 ＋Ｆ)}1/2 ， Ｅb 2 ＝｛Ｅh 2 ・（Ｅh 2 ＋Ｆ)}1/2 これにより Φ0 ＝（Ｅb 1 ＋Ｅx 1 ）／（Ｅb 2 ＋ＫＥx 1 ） (7) Ｅb 1 ＋Ｅx 1 ＝Φ0 （Ｅb 2 ＋ＫＥx 1 ） Ｅx 1 （１−Φ0 Ｋ）＝Φ0 Ｅb 2 −Ｅb 1 Ｅx 1 ＝（Φ0 Ｅb 2 −Ｅb 1 ）／（１−Φ0 Ｋ） (8) Ｅx 2 ＝Ｋ（Φ0 Ｅb 2 −Ｅb 1 ）／（１−Φ0 Ｋ） (9) 色素注入後のΦの式は次の様になる。 Φ＝ΔＡ1 ／ΔＡ2 ＝[{( Ｅh 1 ＋Ｅd 1 Ｃd ′)(Ｅh 1 ＋Ｅd 1 Ｃd ′＋Ｆ)}1/2 ＋Ｅx 1 ］ ／[{Ｅh 2 （Ｅh 2 ＋Ｆ)}1/2 ＋ＫＥx 1 ］ (10) Ｃd ′＝Ｃd ／Ｈb (11)；血中色素濃度Ｃd の、ヘモグ
ロビン濃度Ｈb に対する相対値。これにより {(Ｅh 1 ＋Ｅd 1 Ｃd ′)(Ｅh 1 ＋Ｅd 1 Ｃd ′＋Ｆ)}1/2 ＝Φ（Ｅb 2 ＋ ＫＥx 1 ）−Ｅx 1 (12) （Ｅd 1 Ｃd ′）2 ＋Ｅd 1 Ｃd ′（２Ｅh 1 ＋Ｆ）＋Ｅb 1 2 −［Φ（Ｅb 2 ＋ＫＥx 1 ）−Ｅx 1 ］2 ＝０ Ｃd ′＝｛−Ｂ＋（Ｂ2 −４ＡＣ） 1/2｝／２Ａ (13) Ａ＝Ｅd 1 2 Ｂ＝Ｅd 1 （２Ｅh 1 ＋Ｆ） Ｃ＝Ｅb 1 2 −［Φ（Ｅb 2 ＋ＫＥx 1 ）−Ｅx 1 ］2 これにより、Ｃd ′を求めることができる。 次に、次式によって血中色素濃度Ｃd が算出される。 Ｃd ＝Ｃd ′・Ｈb (14)
補正項と呼ぶことにする。 ここでΔＡ1 ＝log Ｉ1t2 −log Ｉ1t1 (4) ΔＡ2 ＝log Ｉ2t2 −log Ｉ2t1 (5) Ｉ1t1 ：時点ｔ1 における波長λ1 の光の強度 Ｉ1t2 ：時点ｔ2 における波長λ1 の光の強度 Ｉ2t1 ：時点ｔ1 における波長λ2 の光の強度 Ｉ2t2 ：時点ｔ2 における波長λ2 の光の強度 色素注入前のΦをΦ0 とする。Φは次の様である。 Φ0 ＝ΔＡ1 ／ΔＡ2 ＝[{Ｅh 1 （Ｅh 1 ＋Ｆ)}1/2 ＋Ｅx 1 ］／[{Ｅh 2 （Ｅh 2 ＋Ｆ)}1/2 ＋Ｅx 2 ］ (6) ここで、Φ0 は実測値、Ｅh 1 ，Ｅh 2 ，Ｆは既知数、
Ｅx 1 ，Ｅx 2 は未知数である。Ｅx 2 ＝ＫＥx 1 とす
る。便宜上、次の様にする。いずれも既知の値である。 Ｅb 1 ＝｛Ｅh 1 （Ｅh 1 ＋Ｆ)}1/2 ， Ｅb 2 ＝｛Ｅh 2 ・（Ｅh 2 ＋Ｆ)}1/2 これにより Φ0 ＝（Ｅb 1 ＋Ｅx 1 ）／（Ｅb 2 ＋ＫＥx 1 ） (7) Ｅb 1 ＋Ｅx 1 ＝Φ0 （Ｅb 2 ＋ＫＥx 1 ） Ｅx 1 （１−Φ0 Ｋ）＝Φ0 Ｅb 2 −Ｅb 1 Ｅx 1 ＝（Φ0 Ｅb 2 −Ｅb 1 ）／（１−Φ0 Ｋ） (8) Ｅx 2 ＝Ｋ（Φ0 Ｅb 2 −Ｅb 1 ）／（１−Φ0 Ｋ） (9) 色素注入後のΦの式は次の様になる。 Φ＝ΔＡ1 ／ΔＡ2 ＝[{( Ｅh 1 ＋Ｅd 1 Ｃd ′)(Ｅh 1 ＋Ｅd 1 Ｃd ′＋Ｆ)}1/2 ＋Ｅx 1 ］ ／[{Ｅh 2 （Ｅh 2 ＋Ｆ)}1/2 ＋ＫＥx 1 ］ (10) Ｃd ′＝Ｃd ／Ｈb (11)；血中色素濃度Ｃd の、ヘモグ
ロビン濃度Ｈb に対する相対値。これにより {(Ｅh 1 ＋Ｅd 1 Ｃd ′)(Ｅh 1 ＋Ｅd 1 Ｃd ′＋Ｆ)}1/2 ＝Φ（Ｅb 2 ＋ ＫＥx 1 ）−Ｅx 1 (12) （Ｅd 1 Ｃd ′）2 ＋Ｅd 1 Ｃd ′（２Ｅh 1 ＋Ｆ）＋Ｅb 1 2 −［Φ（Ｅb 2 ＋ＫＥx 1 ）−Ｅx 1 ］2 ＝０ Ｃd ′＝｛−Ｂ＋（Ｂ2 −４ＡＣ） 1/2｝／２Ａ (13) Ａ＝Ｅd 1 2 Ｂ＝Ｅd 1 （２Ｅh 1 ＋Ｆ） Ｃ＝Ｅb 1 2 −［Φ（Ｅb 2 ＋ＫＥx 1 ）−Ｅx 1 ］2 これにより、Ｃd ′を求めることができる。 次に、次式によって血中色素濃度Ｃd が算出される。 Ｃd ＝Ｃd ′・Ｈb (14)
【００２１】Ｈb はそれぞれの被検査者毎に予め測定さ
れ血中色素濃度の計算に用いるか、あるいは、後に測定
されて、Ｃd ′を血中色素濃度に換算するのに用いる。
れ血中色素濃度の計算に用いるか、あるいは、後に測定
されて、Ｃd ′を血中色素濃度に換算するのに用いる。
【００２２】この式中のＫを決定するために、ボランテ
アの静脈に色素を注入して、耳朶及び指尖における透過
光を連続測定し、これに並行して、動脈血を一定時間毎
に採取して血中色素濃度を観血的に測定した。両者の対
比から、Ｋが得られ、ある例ではＫ＝0.5 であり、また
ある例ではＫ＝−１であった。このように、Ｋは人それ
ぞれにより一義的に得られる定数である。
アの静脈に色素を注入して、耳朶及び指尖における透過
光を連続測定し、これに並行して、動脈血を一定時間毎
に採取して血中色素濃度を観血的に測定した。両者の対
比から、Ｋが得られ、ある例ではＫ＝0.5 であり、また
ある例ではＫ＝−１であった。このように、Ｋは人それ
ぞれにより一義的に得られる定数である。
【００２３】また、このＫ値を用いた血中色素濃度測定
が充分な精度を示すことが、実証された。
が充分な精度を示すことが、実証された。
【００２４】以上の原理をより一般的に述べるならば、
２個の補正項をそれぞれ、ある１個の未知数Ｘの関数ｆ
1 （Ｘ），ｆ2 （Ｘ）として、色素注入前のΦの実測値
に基づいてＸを求めるものである。
２個の補正項をそれぞれ、ある１個の未知数Ｘの関数ｆ
1 （Ｘ），ｆ2 （Ｘ）として、色素注入前のΦの実測値
に基づいてＸを求めるものである。
【００２５】上記原理に基づく装置を図１を参照して説
明する。
明する。
【００２６】光源装置１は２個のＬＥＤ11，12とこれを
駆動するＬＥＤ駆動装置13から成る。ＬＥＤ11は波長λ
1 の光を発生し、ＬＥＤ12は波長λ2 の光を発生する。
この光源装置１のＬＥＤ11，12から所定の間隙をあけて
対向する位置に光検出装置２が配置されている。光検出
装置２は光センサ21とこの光センサ21の出力を増幅する
増幅器22とから成る。光センサ21としては例えばフォト
ダイオードが用いられる。
駆動するＬＥＤ駆動装置13から成る。ＬＥＤ11は波長λ
1 の光を発生し、ＬＥＤ12は波長λ2 の光を発生する。
この光源装置１のＬＥＤ11，12から所定の間隙をあけて
対向する位置に光検出装置２が配置されている。光検出
装置２は光センサ21とこの光センサ21の出力を増幅する
増幅器22とから成る。光センサ21としては例えばフォト
ダイオードが用いられる。
【００２７】光検出装置２の出力は減光度変化計算装置
３に与えられるようになっている。減光度変化計算装置
３は、マルチプレクサ31、１対の再生回路32，33、１対
の対数回路34，35および１対の変化分検出回路36，37か
ら成る。マルチプレクサ31は光検出装置２の増幅器22の
出力信号である波長λ1 ，λ2 の光に対応する信号を再
生回路32，33へ振り分ける回路である。このマルチプレ
クサ31は、光源装置１のＬＥＤ駆動装置13へＬＥＤ11，
12の点滅のタイミングを与えるタイミング装置100 に接
続されており、ＬＥＤ11，12の点滅と同じタイミングで
増幅器22からの信号を振り分ける。またタイミング装置
100 から出力されるタイミング信号は光検出装置の増幅
器22にも至るようにされている。増幅器22のゲインはこ
のタイミング信号により波長λ1 、波長λ2 の光に応じ
て切換えられる。再生回路32，33はマルチプレクサ31か
ら与えられる各波長の光に対応する信号を平滑化する回
路である。対数回路34，35は再生回路32，33の出力の対
数を求める回路である。変化分検出回路36，37は対数回
路34，35の出力の変化分を検出する回路である。具体的
には２つの時点ｔ1 ，ｔ2 における対数回路34，35の出
力の差を検出するもので、それぞれ前述した式(4) 、
(5) を計算してΔＡ1 ，ΔＡ2 を求める。この計算は、
対数回路34，35の出力の１回の脈動につき１回行なうよ
うにされている。
３に与えられるようになっている。減光度変化計算装置
３は、マルチプレクサ31、１対の再生回路32，33、１対
の対数回路34，35および１対の変化分検出回路36，37か
ら成る。マルチプレクサ31は光検出装置２の増幅器22の
出力信号である波長λ1 ，λ2 の光に対応する信号を再
生回路32，33へ振り分ける回路である。このマルチプレ
クサ31は、光源装置１のＬＥＤ駆動装置13へＬＥＤ11，
12の点滅のタイミングを与えるタイミング装置100 に接
続されており、ＬＥＤ11，12の点滅と同じタイミングで
増幅器22からの信号を振り分ける。またタイミング装置
100 から出力されるタイミング信号は光検出装置の増幅
器22にも至るようにされている。増幅器22のゲインはこ
のタイミング信号により波長λ1 、波長λ2 の光に応じ
て切換えられる。再生回路32，33はマルチプレクサ31か
ら与えられる各波長の光に対応する信号を平滑化する回
路である。対数回路34，35は再生回路32，33の出力の対
数を求める回路である。変化分検出回路36，37は対数回
路34，35の出力の変化分を検出する回路である。具体的
には２つの時点ｔ1 ，ｔ2 における対数回路34，35の出
力の差を検出するもので、それぞれ前述した式(4) 、
(5) を計算してΔＡ1 ，ΔＡ2 を求める。この計算は、
対数回路34，35の出力の１回の脈動につき１回行なうよ
うにされている。
【００２８】減光度変化比計算装置４は、変化分検出回
路36,37 の出力の比△Ａ1 ／△Ａ2＝Φを求める装置で
ある。この出力Φは切換えスイッチ５の１つの端子に与
えられる。切換えスイッチ５はモード切換え装置101 に
よって切換えられ、減光度変化比計算装置４の出力Φを
独立変数計算装置６と血中色素相対濃度測定装置８のい
ずれかへ与える。
路36,37 の出力の比△Ａ1 ／△Ａ2＝Φを求める装置で
ある。この出力Φは切換えスイッチ５の１つの端子に与
えられる。切換えスイッチ５はモード切換え装置101 に
よって切換えられ、減光度変化比計算装置４の出力Φを
独立変数計算装置６と血中色素相対濃度測定装置８のい
ずれかへ与える。
【００２９】モード切換え装置101 はタイマによってあ
るいは操作者の操作によって切換えスイッチ５に切換え
信号を出力するものである。
るいは操作者の操作によって切換えスイッチ５に切換え
信号を出力するものである。
【００３０】独立変数計算装置６は減光度変化比計算装
置４から与えられるΦ（＝Φ0 ）を式(8) に代入してＥ
x 1 を計算する装置である。
置４から与えられるΦ（＝Φ0 ）を式(8) に代入してＥ
x 1 を計算する装置である。
【００３１】補正項計算装置７は独立変数計算装置６が
算出したＥx 1 に基づいて式(9) を計算し、Ｅx 1 とＥ
x 2 の値を記憶する装置である。
算出したＥx 1 に基づいて式(9) を計算し、Ｅx 1 とＥ
x 2 の値を記憶する装置である。
【００３２】血中色素相対濃度計算装置８は、減光度変
化比計算装置４から与えられるΦと補正項計算装置７が
記憶しているＥx 1 とＥx 2 （＝ＫＥx 1 ）と式(13)か
ら血中色素相対濃度Ｃd ´を計算する装置である。
化比計算装置４から与えられるΦと補正項計算装置７が
記憶しているＥx 1 とＥx 2 （＝ＫＥx 1 ）と式(13)か
ら血中色素相対濃度Ｃd ´を計算する装置である。
【００３３】ヘモグロビン濃度記憶装置９は被検者のヘ
モグロビン濃度Ｈb が与えられると、これを記憶する装
置である。
モグロビン濃度Ｈb が与えられると、これを記憶する装
置である。
【００３４】血中色素濃度計算装置10は血中相対濃度計
算装置８が算出したＣd ′とヘモグロビン濃度記憶装置
９が記憶しているＨb と式(14)とにより被検者の血中色
素濃度Ｃd を算出する回路である。
算装置８が算出したＣd ′とヘモグロビン濃度記憶装置
９が記憶しているＨb と式(14)とにより被検者の血中色
素濃度Ｃd を算出する回路である。
【００３５】本実施例において、光源装置１とタイミン
グ装置100 から光発生手段を構成し、光検出装置２が光
検出手段であり、減光度変化計算装置３が変化検出手段
であり、減光度変化比計算装置４が変化比算出手段であ
り、独立変数計算装置６が第１の変数算出手段であり、
補正項計算装置７が関数値算出手段であり、血中色素相
対濃度計算装置８が第２の変数算出手段であり、ヘモグ
ロビン濃度記憶装置９がヘモグロビン濃度記憶手段であ
り、血中色素濃度計算装置10が色素濃度算出手段であ
り、切換えスイッチ５とモード切換装置101 が切換え手
段を構成する。
グ装置100 から光発生手段を構成し、光検出装置２が光
検出手段であり、減光度変化計算装置３が変化検出手段
であり、減光度変化比計算装置４が変化比算出手段であ
り、独立変数計算装置６が第１の変数算出手段であり、
補正項計算装置７が関数値算出手段であり、血中色素相
対濃度計算装置８が第２の変数算出手段であり、ヘモグ
ロビン濃度記憶装置９がヘモグロビン濃度記憶手段であ
り、血中色素濃度計算装置10が色素濃度算出手段であ
り、切換えスイッチ５とモード切換装置101 が切換え手
段を構成する。
【００３６】次に、このように構成された本実施例装置
の動作を説明する。
の動作を説明する。
【００３７】まず、モード切換装置101 は切換えスイッ
チ５を独立変数計算装置６側に切換えておく。次に被検
者は測定部位である例えば耳朶、指尖等の生体組織102
を光源装置１と光検出装置２との間隙に挿入する。操作
者はタイミング装置100 を起動する。これによりＬＥＤ
11，12は交互に点灯する。ＬＥＤ11，12で発生した光は
生体組織102 を透過して光センサ21で電気信号に変換さ
れ、増幅器22で増幅される。
チ５を独立変数計算装置６側に切換えておく。次に被検
者は測定部位である例えば耳朶、指尖等の生体組織102
を光源装置１と光検出装置２との間隙に挿入する。操作
者はタイミング装置100 を起動する。これによりＬＥＤ
11，12は交互に点灯する。ＬＥＤ11，12で発生した光は
生体組織102 を透過して光センサ21で電気信号に変換さ
れ、増幅器22で増幅される。
【００３８】増幅器22の出力信号はマルチプレクサ31で
波長λ1 ，λ2 それぞれの光に対応する信号に振り分け
る。これらの信号は再生回路32，33で平滑化される。再
生回路32，33の出力Ｉ1 ，Ｉ2 は対数回路34，35で対数
に変換されlog Ｉ1 ，log Ｉ2 とされる。変化分検出回
路36，37は、１回毎の脈動における２つの時点ｔ1 ，ｔ
2 のlog Ｉ1 ，log Ｉ2 それぞれの差、すなわち式(4)
，(5) に示すΔＡ1 ，ΔＡ2 を計算し、減光度変化比
計算装置４に出力する。
波長λ1 ，λ2 それぞれの光に対応する信号に振り分け
る。これらの信号は再生回路32，33で平滑化される。再
生回路32，33の出力Ｉ1 ，Ｉ2 は対数回路34，35で対数
に変換されlog Ｉ1 ，log Ｉ2 とされる。変化分検出回
路36，37は、１回毎の脈動における２つの時点ｔ1 ，ｔ
2 のlog Ｉ1 ，log Ｉ2 それぞれの差、すなわち式(4)
，(5) に示すΔＡ1 ，ΔＡ2 を計算し、減光度変化比
計算装置４に出力する。
【００３９】減光度変化比計算装置４は変化分検出回路
36，37の出力ΔＡ1 ，ΔＡ2 からΔＡ1 ／ΔＡ2 ＝Φ0
を計算する。色素注入前であるからΦ0 は一定である。
独立変数計算装置６は減光度変化比計算装置４の出力Φ
0 を式(8) に代入してＥx 1 を算出する。補正項計算装
置７は独立変数計算装置６が算出したＥx 1 より式(9)
を計算してＥx 2 を求め、Ｅx 1 とこのＥx 2 を記憶す
る。
36，37の出力ΔＡ1 ，ΔＡ2 からΔＡ1 ／ΔＡ2 ＝Φ0
を計算する。色素注入前であるからΦ0 は一定である。
独立変数計算装置６は減光度変化比計算装置４の出力Φ
0 を式(8) に代入してＥx 1 を算出する。補正項計算装
置７は独立変数計算装置６が算出したＥx 1 より式(9)
を計算してＥx 2 を求め、Ｅx 1 とこのＥx 2 を記憶す
る。
【００４０】次に操作者は被検者の血液に色素を注入す
ると共にその注入時点をモード切換装置101 に知らせ
る。色素注入時点をモード切換装置101 に知らせる方法
としては、例えば、モード切換装置101 にフィットスイ
ッチを接続しておき、操作者がこれを踏むなどの方法が
ある。このときモード切換装置101 は切換えスイッチ５
を血中色素相対濃度計算装置８側へ切換える。このため
減光度変化比計算装置４の出力Φは血中色素相対濃度計
算装置８に与えられる。このとき以後のΦは測定部位に
おける色素濃度に応じて変化する。
ると共にその注入時点をモード切換装置101 に知らせ
る。色素注入時点をモード切換装置101 に知らせる方法
としては、例えば、モード切換装置101 にフィットスイ
ッチを接続しておき、操作者がこれを踏むなどの方法が
ある。このときモード切換装置101 は切換えスイッチ５
を血中色素相対濃度計算装置８側へ切換える。このため
減光度変化比計算装置４の出力Φは血中色素相対濃度計
算装置８に与えられる。このとき以後のΦは測定部位に
おける色素濃度に応じて変化する。
【００４２】血中色素相対濃度計算装置８は与えられた
Φと、補正項計算装置７が記憶しているＥx 1 ，Ｅx 2
（＝ＫＥx 1 ）と、式(13)とにより相対濃度Ｃd ′を計
算する。次に血中色素濃度計算装置10はこの相対濃度Ｃ
d ′と、ヘモグロビン濃度記憶装置９が記憶しているヘ
モグロビン濃度と、式(14)よりＤd ＝Ｃd ′・Ｈb を求
める。こうして求められた血中色素濃度Ｃd は図示せぬ
記録装置、表示装置にそれぞれ記録、表示される。
Φと、補正項計算装置７が記憶しているＥx 1 ，Ｅx 2
（＝ＫＥx 1 ）と、式(13)とにより相対濃度Ｃd ′を計
算する。次に血中色素濃度計算装置10はこの相対濃度Ｃ
d ′と、ヘモグロビン濃度記憶装置９が記憶しているヘ
モグロビン濃度と、式(14)よりＤd ＝Ｃd ′・Ｈb を求
める。こうして求められた血中色素濃度Ｃd は図示せぬ
記録装置、表示装置にそれぞれ記録、表示される。
【００４３】本実施例では変化分検出回路36，37、減光
度変化比計算装置４、独立変数計算装置７、血中色素相
対濃度計算装置８および血中色素濃度計算装置10はそれ
ぞれ独立した装置としたが、これらの一部または全部を
ディジタルコンピュータで置き換えても良い。この場
合、処理すべき信号はＡ／Ｄ変換器でディジタル化して
おく必要がある。
度変化比計算装置４、独立変数計算装置７、血中色素相
対濃度計算装置８および血中色素濃度計算装置10はそれ
ぞれ独立した装置としたが、これらの一部または全部を
ディジタルコンピュータで置き換えても良い。この場
合、処理すべき信号はＡ／Ｄ変換器でディジタル化して
おく必要がある。
【００４３】尚、上記実施例では血中色素濃度Ｃd を求
めるまでの装置であるが、このＣdから更に単位時間当
りの血液の拍出量を求めたり、あるいはＣd を求める前
段階で得られるＣd ′（血中色素濃度のヘモグロビン濃
度に対する相対値）から単位時間当りのヘモグロビンの
拍出量を求める装置としても良い。
めるまでの装置であるが、このＣdから更に単位時間当
りの血液の拍出量を求めたり、あるいはＣd を求める前
段階で得られるＣd ′（血中色素濃度のヘモグロビン濃
度に対する相対値）から単位時間当りのヘモグロビンの
拍出量を求める装置としても良い。
【００４４】
【発明の効果】本発明によれば下記の効果が得られる。
【００４５】従来の観血法に比して、侵襲が少ない。
【００４６】従来の非観血法に比して、耳朶を圧迫して
虚血状態にするなどの操作が無用で、簡便である。
虚血状態にするなどの操作が無用で、簡便である。
【００４７】動脈血のみを測定対象とするので、静脈血
中の色素の重畳がなく、良質の色素希釈曲線が得られ
る。
中の色素の重畳がなく、良質の色素希釈曲線が得られ
る。
【図１】本発明の一実施例のブロック構成図。
１ 光源装置 ２ 光検出装置 ３ 減光度変化計算装置 ４ 減光度変化比計
算装置 ５ 切換えスイッチ ６ 独立変数計算装
置 ７ 補正項計算装置 ８ 血中色素相対濃
度計算装置 ９ ヘモグロビン濃度記憶装置 10 血中色素濃度計
算装置
算装置 ５ 切換えスイッチ ６ 独立変数計算装
置 ７ 補正項計算装置 ８ 血中色素相対濃
度計算装置 ９ ヘモグロビン濃度記憶装置 10 血中色素濃度計
算装置
フロントページの続き (72)発明者 謝 承泰 東京都新宿区西落合１丁目31番４号 日 本光電工業株式会社内 (72)発明者 富田 英行 東京都新宿区西落合１丁目31番４号 日 本光電工業株式会社内 (56)参考文献 実開 昭56−138609（ＪＰ，Ｕ)
Claims (3)
- 【請求項１】第１および第２の波長それぞれの光を発生
する光発生手段と、 この光発生手段から発生した光を生体組織を介して受光
しその透過光を電気信号に変換する光検出手段と、 この光検出手段が検出した前記第１および第２の波長の
透過光の拍動による変化から前記生体組織の減光度の脈
動分の変化ΔＡ1 ，ΔＡ2 を検出する変化検出手段と、 この変化検出手段が検出したΔＡ1 とΔＡ2 の比Φを算
出する変化比算出手段と、この変化比算出手段が算出したΦが与えられたとき、こ
のΦに基づいて前記第１および第２の波長それぞれにつ
いて血液以外の組織の脈動による減光を補正する補正値
を計算する補正値計算手段と、 前記変化比算出手段が算出したΦが与えられたとき、こ
のΦと、前記補正値計算手段が算出した補正値とに基づ
いて血中色素濃度Ｃd のヘモグロビン濃度Ｈbに対する
相対値Ｃd'を計算する相対色素濃度計算手段と、 前記変化比算出手段が算出したΦを前記補正値計算手段
へ与えるか前記相対色素濃度計算手段へ与えるかの切換
えを行なう切換え手段と、 を具備する色素希釈曲線測定装置。 - 【請求項２】第１および第２の波長それぞれの光を発生
する光発生手段と、 この光発生手段から発生した光を生体組織を介して受光
しその透過光を電気信号に変換する光検出手段と、 この光検出手段が検出した前記第１および第２の波長の
透過光の拍動による変化から前記生体組織の減光度の脈
動分の変化ΔＡ 1 ，ΔＡ 2 を検出する変化検出手段と、 この変化検出手段が検出したΔＡ1 とΔＡ2 の比Φを算
出する変化比算出手段と、この変化比算出手段が算出したΦが与えられたとき、こ
のΦに基づいて前記第１および第２の波長それぞれにつ
いて血液以外の組織の脈動による減光を補正する補正値
を計算する補正値計算手段と、 ヘモグロビン濃度Ｈb を記憶するヘモグロビン濃度記憶
手段と、 前記変化比算出手段が算出したΦが与えられたとき、こ
のΦと、前記補正値計算手段が算出した補正値と、前記
ヘモグロビン濃度記憶手段が記憶したヘモグロビン濃度
Ｈb とに基づいて血中色素濃度Ｃd を計算する色素濃度
計算手段と、 前記変化比算出手段が算出したΦを前記補正値計算手段
へ与えるか前記色素濃度計算手段へ与えるかの切換えを
行なう切換え手段と、 を具備する色素希釈曲線測定装置。 - 【請求項３】補正値計算手段は、第１および第２の波長
それぞれについての補正値が相互に比例関係にあること
を計算に用いるものであることを特徴とする請求項１ま
たは２記載の色素希釈曲線測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4065655A JP2608831B2 (ja) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | 色素希釈曲線測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4065655A JP2608831B2 (ja) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | 色素希釈曲線測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0630917A JPH0630917A (ja) | 1994-02-08 |
| JP2608831B2 true JP2608831B2 (ja) | 1997-05-14 |
Family
ID=13293243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4065655A Expired - Fee Related JP2608831B2 (ja) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | 色素希釈曲線測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2608831B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5419969A (en) * | 1977-07-15 | 1979-02-15 | Yoshitomi Pharmaceut Ind Ltd | Proline derivative and its preparation |
-
1992
- 1992-03-24 JP JP4065655A patent/JP2608831B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0630917A (ja) | 1994-02-08 |
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