JP2683848B2 - 血液モデル - Google Patents
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- JP2683848B2 JP2683848B2 JP3043002A JP4300291A JP2683848B2 JP 2683848 B2 JP2683848 B2 JP 2683848B2 JP 3043002 A JP3043002 A JP 3043002A JP 4300291 A JP4300291 A JP 4300291A JP 2683848 B2 JP2683848 B2 JP 2683848B2
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Description
［発明の目的］
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、パルスオキシメータの
校正試験を行なう際に使用される血液モデルに関する。
校正試験を行なう際に使用される血液モデルに関する。
【０００２】
【従来の技術】パルスオキシメータは、酸化ヘモグロビ
ンと還元ヘモグロビンとで異なる光透過性を有するたと
えば２つの波長の光を人の指先などに入光させ、動脈血
の脈動に伴って現れる２つの波長についての透過光の脈
動変動分の比を求め、この比を関数として血中の酸素飽
和度を求めるものである。ところで、このパルスオキシ
メータでの校正方法は従来、測定プローブを含めず装置
本体のみで電気的に校正を行なっていた。また別の試験
方法としては、正常な人の指先を実際に測定することで
校正が行なわており、同一人物の指先を複数回測定プロ
ーブに装着して同じ測定値を示すかどうかで確認を行な
っていた。
ンと還元ヘモグロビンとで異なる光透過性を有するたと
えば２つの波長の光を人の指先などに入光させ、動脈血
の脈動に伴って現れる２つの波長についての透過光の脈
動変動分の比を求め、この比を関数として血中の酸素飽
和度を求めるものである。ところで、このパルスオキシ
メータでの校正方法は従来、測定プローブを含めず装置
本体のみで電気的に校正を行なっていた。また別の試験
方法としては、正常な人の指先を実際に測定することで
校正が行なわており、同一人物の指先を複数回測定プロ
ーブに装着して同じ測定値を示すかどうかで確認を行な
っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、人の指先を実
際に測定して校正を行なう方法では、測定された値に再
現性が乏しく、測定値が信頼できるかどうかの判定が難
しかった。そこで、人の指先に近似した吸光特性を持つ
指モデルを用いてパルスオキシメータの校正を行なうこ
とが考えられるが、血液の吸光特性に近似させた血液モ
デルの実現が難しく、指モデルによるパルスオキシメー
タの校正試験は困難であった。
際に測定して校正を行なう方法では、測定された値に再
現性が乏しく、測定値が信頼できるかどうかの判定が難
しかった。そこで、人の指先に近似した吸光特性を持つ
指モデルを用いてパルスオキシメータの校正を行なうこ
とが考えられるが、血液の吸光特性に近似させた血液モ
デルの実現が難しく、指モデルによるパルスオキシメー
タの校正試験は困難であった。
【０００４】本発明は、このような従来の課題を解決す
るために提案されたものであり、校正試験用の測定値の
再現性を向上でき、高い信頼性でパルスオキシメータの
校正を行なえるようにするための血液モデルを提供する
ことを目的とする。 ［発明の構成］
るために提案されたものであり、校正試験用の測定値の
再現性を向上でき、高い信頼性でパルスオキシメータの
校正を行なえるようにするための血液モデルを提供する
ことを目的とする。 ［発明の構成］
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の血液モデルは、
オレンジ色と赤色に関係する２つの異なる波長で透過率
を測るパルスオキシメータの発光部から受光部に至る経
路に出入り自在に配置されるものであって、オレンジ色
の蛍光塗料と赤色の蛍光塗料とを所定の比で混合し、樹
脂をベースにして、板状に射出成形してなり、その先端
部が曲面に形成されている。また、板状に射出成形され
た部材の表面に、生体内での透過光の散乱に近似される
吸光特性が得られるように表面処理が施されている。
オレンジ色と赤色に関係する２つの異なる波長で透過率
を測るパルスオキシメータの発光部から受光部に至る経
路に出入り自在に配置されるものであって、オレンジ色
の蛍光塗料と赤色の蛍光塗料とを所定の比で混合し、樹
脂をベースにして、板状に射出成形してなり、その先端
部が曲面に形成されている。また、板状に射出成形され
た部材の表面に、生体内での透過光の散乱に近似される
吸光特性が得られるように表面処理が施されている。
【０００６】
【作用】上記構成の血液モデルを、オレンジ色と赤色に
関係する２つの異なる波長で透過率を測るパルスオキシ
メータの発光部と受光部との間を出入りするように配置
すると、この血液モデルは先端部に曲面が形成されてい
るので、パルスオキシメータは、生体の脈波に近い検出
波形を受光部から取り出すことができる。また、血液モ
デル内に入り込んだ直線光及び血液モデル内で生じた散
乱光が長波長の蛍光に変えられて再放出され、その大部
分は先端部と逆側のエッジ部に誘導され、残り透過光が
脈動検出分として利用される。
関係する２つの異なる波長で透過率を測るパルスオキシ
メータの発光部と受光部との間を出入りするように配置
すると、この血液モデルは先端部に曲面が形成されてい
るので、パルスオキシメータは、生体の脈波に近い検出
波形を受光部から取り出すことができる。また、血液モ
デル内に入り込んだ直線光及び血液モデル内で生じた散
乱光が長波長の蛍光に変えられて再放出され、その大部
分は先端部と逆側のエッジ部に誘導され、残り透過光が
脈動検出分として利用される。
【０００７】
【実施例】以下、本発明による血液モデルの具体的な実
施例を図面に基づき詳細に説明する。図１に、この血液
モデルを使用したパルスオキシメータ用校正試験装置の
ブロック図を示す。この図で、パルスオキシメータ本体
１に信号ケーブル２によって接続される測定プローブ３
には、人の指モデル４が装着され、この指モデル４の一
部を構成する脈動発生部５が駆動部６により駆動されて
指モデル４内で往復運動される。駆動部６には、駆動用
の電源が電源部７から供給され、コントロール部８から
は脈動発生部５を適正な速度で駆動するためのコントロ
ール信号が入力される。また位置検出部９では、センサ
10からの入力信号に基づき脈動発生部５の位置検出が行
なわれ、検出結果が位置検出表示部11に表示される。測
定プローブ３は、図２に示すようにピン12を支点に開閉
自在な上挟持板13と下挟持板14が内側に閉ざされるよう
にばね付勢され、この上挟持板13の内面部には酸素飽和
度測定用に異なる波長λ1 ，λ2 の光を発するための２
つの発光ダイオードからなる発光部15が設けられている
とともに、下挟持板14の内面部には発光部15に対峙して
受光部16が設けられている。この測定プローブ３の上挟
持板13と下挟持板14間に校正試験時に装着される指モデ
ル４は、組織モデル17とこの組織モデル17内で運動され
る脈動発生部５からなる。組織モデル17はたとえば発泡
スチロール樹脂などから構成され、生体組織に近似され
るよう各波長に対して一定な吸光特性を有している。こ
の組織モデル17には、透光性の基板18に血液モデル19を
貼り付けた脈動発生部５が挿入される挿入孔20が前後方
向に穿設されている。基板18の両側壁には、図３および
図４に示すようにスライドガイドピン21，21が突設さ
れ、これらガイドピン21，21が挿入孔20の両側部に形成
されたスライド溝22，22に嵌め込まれ、脈動発生部５が
スライド溝22の範囲組織モデル17内を運動できるように
なっている。また駆動部６を構成するモータの出力軸23
には円板24が固着され、この円板24の偏心した位置に連
結ロッド26が回動自在に取り付けられている。この連結
ロッド26の先端には、回動自在なカップリング27を介し
て脈動発生部５の基板18の基部が取り付けられている。
これによりモータの回転運動が円板24を介して脈動発生
部５に直線運動として伝達され、脈動発生部５が発光部
15と受光部16間に出入りする形で指モデル４内で前後方
向に往復運動される。また組織モデル17にはこの指モデ
ル４が測定プローブ３に装着されるときに、発光部15と
受光部16間に正しく入り込んだどうかを確認するための
センサ10が取り付けられている。このセンサ10からは発
光部15の光を受けたときに検知出力が位置検出部９に送
出され、位置検出部９ではこのセンサ検知信号に基づき
発光ダイオードからなる表示部11を点灯する。したがっ
て、この表示部11の点灯状態を確認することで、指モデ
ル４がプローブ３に完全に装着されたどうかの確認を行
なえる。なお、指モデル４の上面部と下面部には滑止め
4a，4aが貼り付けられている。つぎに、基板18上の血液
モデル19の構成を説明する。この血液モデル19は、血液
に近似した吸光特性を持たせるために混合比が５０〜７
５％のオレンジ色の粉末蛍光染料と混合比が５０〜２５
％の赤色の粉末蛍光染料とを混ぜ合わせ、アクリル樹脂
をベースに板状に射出成形したものである。ここで、使
用される蛍光染料はルモゲンＦ（BASF社の商品名）のオ
レンジ２４０と赤３００である。この蛍光染料の化学名
は、ペリレン（Perylen)である。オレンジ色の粉末蛍光
染料と赤色の粉末蛍光染料の混合比を上記の範囲で変え
ることにより、異なる酸素飽和度Ｓの校正試験用に対応
した吸光特性パターンＰ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 （図９参照）を
有する血液モデル19を構成できる。ここで、オレンジ色
の粉末蛍光染料の混合比を多くすることにより、酸素飽
和度Ｓの高い場合の校正試験用として用いられる血液モ
デル19が構成される。また血液モデル19の先端部19a の
形状は、図５に示すように断面曲線形状に切り欠かれて
いる。このように血液モデル19の先端形状を曲面形状と
したことにより、実線と仮想線で示すように発光部15と
受光部16間に血液モデル19が出入りするときに、生体の
脈波に近い検出波形を受光部16から取り出すことができ
る。なお、血液モデル19の先端形状を直角に切り落とし
た場合は、生体の脈波とは異なる矩形波に近い急峻な検
出波形となってしまう。ここで、血液モデル19は、生体
内での透過光の散乱に近似される吸光特性が得られるよ
うな表面処理が施されており、血液モデル19内に入り込
んだ直線光およびモデル19内で生じた散乱光が長波長の
蛍光に変えられて再放出され、その大部分は点線で示す
ように全反射によりエッジ部分19b に誘導されて、残り
透過光が脈動検出分として利用される。このように大部
分をエッジ部19b に誘導してしまうことにより、脈動変
化分の信号レベルの差を大きくとることができる。な
お、この血液モデル19は着脱可能となっており、汚れな
どにより吸光特性が変化したときは交換できるようにな
っている。
施例を図面に基づき詳細に説明する。図１に、この血液
モデルを使用したパルスオキシメータ用校正試験装置の
ブロック図を示す。この図で、パルスオキシメータ本体
１に信号ケーブル２によって接続される測定プローブ３
には、人の指モデル４が装着され、この指モデル４の一
部を構成する脈動発生部５が駆動部６により駆動されて
指モデル４内で往復運動される。駆動部６には、駆動用
の電源が電源部７から供給され、コントロール部８から
は脈動発生部５を適正な速度で駆動するためのコントロ
ール信号が入力される。また位置検出部９では、センサ
10からの入力信号に基づき脈動発生部５の位置検出が行
なわれ、検出結果が位置検出表示部11に表示される。測
定プローブ３は、図２に示すようにピン12を支点に開閉
自在な上挟持板13と下挟持板14が内側に閉ざされるよう
にばね付勢され、この上挟持板13の内面部には酸素飽和
度測定用に異なる波長λ1 ，λ2 の光を発するための２
つの発光ダイオードからなる発光部15が設けられている
とともに、下挟持板14の内面部には発光部15に対峙して
受光部16が設けられている。この測定プローブ３の上挟
持板13と下挟持板14間に校正試験時に装着される指モデ
ル４は、組織モデル17とこの組織モデル17内で運動され
る脈動発生部５からなる。組織モデル17はたとえば発泡
スチロール樹脂などから構成され、生体組織に近似され
るよう各波長に対して一定な吸光特性を有している。こ
の組織モデル17には、透光性の基板18に血液モデル19を
貼り付けた脈動発生部５が挿入される挿入孔20が前後方
向に穿設されている。基板18の両側壁には、図３および
図４に示すようにスライドガイドピン21，21が突設さ
れ、これらガイドピン21，21が挿入孔20の両側部に形成
されたスライド溝22，22に嵌め込まれ、脈動発生部５が
スライド溝22の範囲組織モデル17内を運動できるように
なっている。また駆動部６を構成するモータの出力軸23
には円板24が固着され、この円板24の偏心した位置に連
結ロッド26が回動自在に取り付けられている。この連結
ロッド26の先端には、回動自在なカップリング27を介し
て脈動発生部５の基板18の基部が取り付けられている。
これによりモータの回転運動が円板24を介して脈動発生
部５に直線運動として伝達され、脈動発生部５が発光部
15と受光部16間に出入りする形で指モデル４内で前後方
向に往復運動される。また組織モデル17にはこの指モデ
ル４が測定プローブ３に装着されるときに、発光部15と
受光部16間に正しく入り込んだどうかを確認するための
センサ10が取り付けられている。このセンサ10からは発
光部15の光を受けたときに検知出力が位置検出部９に送
出され、位置検出部９ではこのセンサ検知信号に基づき
発光ダイオードからなる表示部11を点灯する。したがっ
て、この表示部11の点灯状態を確認することで、指モデ
ル４がプローブ３に完全に装着されたどうかの確認を行
なえる。なお、指モデル４の上面部と下面部には滑止め
4a，4aが貼り付けられている。つぎに、基板18上の血液
モデル19の構成を説明する。この血液モデル19は、血液
に近似した吸光特性を持たせるために混合比が５０〜７
５％のオレンジ色の粉末蛍光染料と混合比が５０〜２５
％の赤色の粉末蛍光染料とを混ぜ合わせ、アクリル樹脂
をベースに板状に射出成形したものである。ここで、使
用される蛍光染料はルモゲンＦ（BASF社の商品名）のオ
レンジ２４０と赤３００である。この蛍光染料の化学名
は、ペリレン（Perylen)である。オレンジ色の粉末蛍光
染料と赤色の粉末蛍光染料の混合比を上記の範囲で変え
ることにより、異なる酸素飽和度Ｓの校正試験用に対応
した吸光特性パターンＰ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 （図９参照）を
有する血液モデル19を構成できる。ここで、オレンジ色
の粉末蛍光染料の混合比を多くすることにより、酸素飽
和度Ｓの高い場合の校正試験用として用いられる血液モ
デル19が構成される。また血液モデル19の先端部19a の
形状は、図５に示すように断面曲線形状に切り欠かれて
いる。このように血液モデル19の先端形状を曲面形状と
したことにより、実線と仮想線で示すように発光部15と
受光部16間に血液モデル19が出入りするときに、生体の
脈波に近い検出波形を受光部16から取り出すことができ
る。なお、血液モデル19の先端形状を直角に切り落とし
た場合は、生体の脈波とは異なる矩形波に近い急峻な検
出波形となってしまう。ここで、血液モデル19は、生体
内での透過光の散乱に近似される吸光特性が得られるよ
うな表面処理が施されており、血液モデル19内に入り込
んだ直線光およびモデル19内で生じた散乱光が長波長の
蛍光に変えられて再放出され、その大部分は点線で示す
ように全反射によりエッジ部分19b に誘導されて、残り
透過光が脈動検出分として利用される。このように大部
分をエッジ部19b に誘導してしまうことにより、脈動変
化分の信号レベルの差を大きくとることができる。な
お、この血液モデル19は着脱可能となっており、汚れな
どにより吸光特性が変化したときは交換できるようにな
っている。
【０００８】図６は、実際の生体における吸光特性と指
モデル４における吸光特性とを説明するために生体と指
モデル４とを模式化して対比したものであり、図６(a)
は組織層28と血液層29とに分けた生体30の模式図を示
し、図６(b) は指モデル４の模式図を示す。図中、Ｄは
組織分の厚み、ΔＤは血液分の厚さ、Ｉ0 は入射光量、
Ｉは組織分だけの透過光量、（Ｉ−ΔＩ）は脈動に伴う
血液における減光分を差し引いた透過光量をそれぞれ示
す。このように組織モデル17内で血液モデル19を運動さ
せることにより、血液の脈動に伴って吸光度が変化する
生体30の特性に近似させた吸光特性をこの指モデル４に
よって模擬的に実現することができる。ここで、脈動に
伴う吸光度の変化分をΔＡ、吸光物の吸光係数をＥ、吸
光物の濃度をＣとすると、ΔＡは次式で与えられる。 ΔＡ＝Ｌｏｇ［Ｉ／（Ｉ−ΔＩ）］＝ＥＣΔＤ また第１および第２の波長λ1 ，λ2 における吸光度の
変化分をそれぞれΔＡ1，ΔＡ2 、吸光物の吸光係数を
それぞれＥ1 ，Ｅ2 とすると、吸光係数の比Φは、次式
で与えられる。 Φ＝ΔＡ1 ／ΔＡ2 ＝Ｅ1 ／Ｅ2 このΦを関数として、次式のように酸素飽和度Ｓが求め
られる。 Ｓ＝ｆ（Φ） 図７は、実際の人の指先部のＳ−Φ関係曲線を示したも
のであり、指モデル４はこのＳ−Φ関係曲線に近似した
特性が得られる必要があり、この特性が得られるよう組
織モデル17および血液モデル19の素材が決められる。図
８には、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの吸光特
性と、酸素飽和度Ｓが９７％ついての校正試験を行なえ
るようにするためのシミュレータとして指モデル４が用
いられる場合における血液モデル19の吸光特性パターン
Ｐ1 が示されている。また図９には、酸素飽和度Ｓが８
３％および６０％のときのシミュレータとして血液モデ
ル19を構成したときのこの血液モデル19の吸光特性パタ
ーンがそれぞれ示されている。図中、右側のＡ1 ，Ａ2
は波長λ1 ，λ2 のときの各吸光特性パターンＰ1 ，Ｐ
2，Ｐ3 に対応する血液モデル19で観測される吸光度の
脈動変動波形（疑似サイン波）をそれぞれ示し、左側の
Ａ1 ，Ａ2 は実際の生体で観測される吸光度の脈動変動
波形をそれぞれ示す。
モデル４における吸光特性とを説明するために生体と指
モデル４とを模式化して対比したものであり、図６(a)
は組織層28と血液層29とに分けた生体30の模式図を示
し、図６(b) は指モデル４の模式図を示す。図中、Ｄは
組織分の厚み、ΔＤは血液分の厚さ、Ｉ0 は入射光量、
Ｉは組織分だけの透過光量、（Ｉ−ΔＩ）は脈動に伴う
血液における減光分を差し引いた透過光量をそれぞれ示
す。このように組織モデル17内で血液モデル19を運動さ
せることにより、血液の脈動に伴って吸光度が変化する
生体30の特性に近似させた吸光特性をこの指モデル４に
よって模擬的に実現することができる。ここで、脈動に
伴う吸光度の変化分をΔＡ、吸光物の吸光係数をＥ、吸
光物の濃度をＣとすると、ΔＡは次式で与えられる。 ΔＡ＝Ｌｏｇ［Ｉ／（Ｉ−ΔＩ）］＝ＥＣΔＤ また第１および第２の波長λ1 ，λ2 における吸光度の
変化分をそれぞれΔＡ1，ΔＡ2 、吸光物の吸光係数を
それぞれＥ1 ，Ｅ2 とすると、吸光係数の比Φは、次式
で与えられる。 Φ＝ΔＡ1 ／ΔＡ2 ＝Ｅ1 ／Ｅ2 このΦを関数として、次式のように酸素飽和度Ｓが求め
られる。 Ｓ＝ｆ（Φ） 図７は、実際の人の指先部のＳ−Φ関係曲線を示したも
のであり、指モデル４はこのＳ−Φ関係曲線に近似した
特性が得られる必要があり、この特性が得られるよう組
織モデル17および血液モデル19の素材が決められる。図
８には、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの吸光特
性と、酸素飽和度Ｓが９７％ついての校正試験を行なえ
るようにするためのシミュレータとして指モデル４が用
いられる場合における血液モデル19の吸光特性パターン
Ｐ1 が示されている。また図９には、酸素飽和度Ｓが８
３％および６０％のときのシミュレータとして血液モデ
ル19を構成したときのこの血液モデル19の吸光特性パタ
ーンがそれぞれ示されている。図中、右側のＡ1 ，Ａ2
は波長λ1 ，λ2 のときの各吸光特性パターンＰ1 ，Ｐ
2，Ｐ3 に対応する血液モデル19で観測される吸光度の
脈動変動波形（疑似サイン波）をそれぞれ示し、左側の
Ａ1 ，Ａ2 は実際の生体で観測される吸光度の脈動変動
波形をそれぞれ示す。
【０００９】つぎに、測定プローブ３に指モデル４を装
着して校正試験を行なう際のパルスオキシメータ内部で
の信号処理の動作を図１０のタイミング図に基づいて説
明する。まず、発光駆動部31からは波長がλ1 ，λ2 に
対応する発光部15の発光ダイオードをそれぞれ点灯する
ための駆動パルス(a) が出力され、この駆動パルスに同
期して、２つの発光ダイオードが交互に点灯される。発
光部15から発せられた光は、指モデル４を透過したあと
に、受光部16によって受光され、受光出力が受光増幅部
32に供給される。この増幅部32で増幅された受光信号
は、マルチプレクサ33に送られて、λ1 側の同期パルス
(b) とλ2 側の同期パルス(c) に基づきそれぞれの波長
に対応した信号に分離される。マルチプレクサ33から出
力される分離信号はホールド部34でλ1 側の信号がホー
ルドされ、次段のＡＣ部35において脈動変動分に対応す
る交流成分AC1(f)が抽出されるとともに、ＤＣ部36で組
織分に対応する直流成分DC1(g)が抽出される。またλ2
側の信号は、ホールド部37でホールドされ、次段のＡＣ
部38において脈動変動分に対応する交流成分AC2(h)が抽
出されるとともに、ＤＣ部39で組織分に対応する直流成
分DC2(i)が抽出される。これらＡＣ部35，36およびＤＣ
部36，39からの出力信号は、Ａ／Ｄ変換部40でディジタ
ル信号に変換されたあと、ＣＰＵ41に供給され、このＣ
ＰＵ41において次式に示すように各波長λ1 ，λ2 に対
応する吸光度の変化分ΔＡ1 ，ΔＡ2 を求める演算が行
なわれる。 ΔＡ1 ＝AC1 ／DC1 ΔＡ2 ＝AC2 ／DC2 続いて、次段の演算部42では次式に示すように吸光係数
の比Φを求める演算が行なわれる。 Φ＝ΔＡ1 ／ΔＡ2 この吸光係数の比Φから次段の演算部43において酸素飽
和度Ｓが算出され、表示部44に求められた酸素飽和度Ｓ
の値が表示される。
着して校正試験を行なう際のパルスオキシメータ内部で
の信号処理の動作を図１０のタイミング図に基づいて説
明する。まず、発光駆動部31からは波長がλ1 ，λ2 に
対応する発光部15の発光ダイオードをそれぞれ点灯する
ための駆動パルス(a) が出力され、この駆動パルスに同
期して、２つの発光ダイオードが交互に点灯される。発
光部15から発せられた光は、指モデル４を透過したあと
に、受光部16によって受光され、受光出力が受光増幅部
32に供給される。この増幅部32で増幅された受光信号
は、マルチプレクサ33に送られて、λ1 側の同期パルス
(b) とλ2 側の同期パルス(c) に基づきそれぞれの波長
に対応した信号に分離される。マルチプレクサ33から出
力される分離信号はホールド部34でλ1 側の信号がホー
ルドされ、次段のＡＣ部35において脈動変動分に対応す
る交流成分AC1(f)が抽出されるとともに、ＤＣ部36で組
織分に対応する直流成分DC1(g)が抽出される。またλ2
側の信号は、ホールド部37でホールドされ、次段のＡＣ
部38において脈動変動分に対応する交流成分AC2(h)が抽
出されるとともに、ＤＣ部39で組織分に対応する直流成
分DC2(i)が抽出される。これらＡＣ部35，36およびＤＣ
部36，39からの出力信号は、Ａ／Ｄ変換部40でディジタ
ル信号に変換されたあと、ＣＰＵ41に供給され、このＣ
ＰＵ41において次式に示すように各波長λ1 ，λ2 に対
応する吸光度の変化分ΔＡ1 ，ΔＡ2 を求める演算が行
なわれる。 ΔＡ1 ＝AC1 ／DC1 ΔＡ2 ＝AC2 ／DC2 続いて、次段の演算部42では次式に示すように吸光係数
の比Φを求める演算が行なわれる。 Φ＝ΔＡ1 ／ΔＡ2 この吸光係数の比Φから次段の演算部43において酸素飽
和度Ｓが算出され、表示部44に求められた酸素飽和度Ｓ
の値が表示される。
【００１０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、オ
レンジ色の蛍光塗料と赤色の蛍光塗料とを所定の比で混
合している。この血液モデルにおいてオレンジ色の蛍光
塗料の比率が大きいと、パルスオキシメータが使用する
２つの波長のうちの一方の吸光度は大きく、他方の波長
の吸光度は小さい。また、その比率が逆の場合は、上記
２つの波長の吸光度の大小も逆となる。このため、上記
２種類の塗料の比率を決めるならば、各波長の吸光度を
決定することができ、各波長の透過光によって酸素飽和
度を決定することができる。すなわち上記２種類の塗料
の比率を決めることによって所望の酸素飽和度を持つ血
液モデルが容易に得られる。本発明の血液モデルは、樹
脂をベースにして射出成形してなるため固体である。従
って、液体を収容するための容器が不要であり、その製
造は容易である。また液漏れなどが生じないためその取
り扱いや管理が極めて簡単である。更に本発明の血液モ
デルは、パルスオキシメータの発光部と受光部の間を出
入りするように配置される。本発明の血液モデルは、そ
の先端部が曲面に形成されているので、脈動により血液
層が徐々に厚くなったり、また徐々に薄くなったりする
実際の血液の現象に極めて近くなる。このため生体の脈
波に近い検出波形を受光部から取り出すことができ、パ
ルスオキシメータの校正を正確におこなうことができ
る。本発明の血液モデルは、上記のように固体であるた
め、このような移動時においてその内部が液体のように
流動することはない。このため受光部からは常に一定の
出力パターンが得られる。また一方で、更に、表面処理
によって、血液モデル内に入り込んだ直線光及び血液モ
デル内で生じた散乱光が長波長の蛍光に変えられて再放
出され、その大部分は先端部と逆側のエッジ部に誘導さ
れ、残り透過光が脈動検出分として利用され、脈動変化
分の信号のレベルの差を大きくとることができ、高精度
な試験、測定を保証する効果がある。
レンジ色の蛍光塗料と赤色の蛍光塗料とを所定の比で混
合している。この血液モデルにおいてオレンジ色の蛍光
塗料の比率が大きいと、パルスオキシメータが使用する
２つの波長のうちの一方の吸光度は大きく、他方の波長
の吸光度は小さい。また、その比率が逆の場合は、上記
２つの波長の吸光度の大小も逆となる。このため、上記
２種類の塗料の比率を決めるならば、各波長の吸光度を
決定することができ、各波長の透過光によって酸素飽和
度を決定することができる。すなわち上記２種類の塗料
の比率を決めることによって所望の酸素飽和度を持つ血
液モデルが容易に得られる。本発明の血液モデルは、樹
脂をベースにして射出成形してなるため固体である。従
って、液体を収容するための容器が不要であり、その製
造は容易である。また液漏れなどが生じないためその取
り扱いや管理が極めて簡単である。更に本発明の血液モ
デルは、パルスオキシメータの発光部と受光部の間を出
入りするように配置される。本発明の血液モデルは、そ
の先端部が曲面に形成されているので、脈動により血液
層が徐々に厚くなったり、また徐々に薄くなったりする
実際の血液の現象に極めて近くなる。このため生体の脈
波に近い検出波形を受光部から取り出すことができ、パ
ルスオキシメータの校正を正確におこなうことができ
る。本発明の血液モデルは、上記のように固体であるた
め、このような移動時においてその内部が液体のように
流動することはない。このため受光部からは常に一定の
出力パターンが得られる。また一方で、更に、表面処理
によって、血液モデル内に入り込んだ直線光及び血液モ
デル内で生じた散乱光が長波長の蛍光に変えられて再放
出され、その大部分は先端部と逆側のエッジ部に誘導さ
れ、残り透過光が脈動検出分として利用され、脈動変化
分の信号のレベルの差を大きくとることができ、高精度
な試験、測定を保証する効果がある。
【図１】本発明による血液モデルを用いたパルスオキシ
メータ用校正試験装置の一実施例をパルスオキシメータ
と共に示すブロック図。
メータ用校正試験装置の一実施例をパルスオキシメータ
と共に示すブロック図。
【図２】測定プローブに装着される指モデルを示す断面
図。
図。
【図３】上記指モデルの平面図。
【図４】上記指モデルの正面図。
【図５】指モデルに用いられる血液モデルの形状と血液
モデル内での透過光の散乱の様子を説明するための図。
モデル内での透過光の散乱の様子を説明するための図。
【図６】生体と指モデルの吸光特性を説明するための模
式図。
式図。
【図７】人の指先の酸素飽和度Ｓと吸光係数の比Φとの
関係曲線を示すグラフ。
関係曲線を示すグラフ。
【図８】酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの吸光特
性と血液モデルの吸光特性を示す特性図。
性と血液モデルの吸光特性を示す特性図。
【図９】異なる酸素飽和度の校正試験用として用いられ
る血液モデルの各吸光特性パターンを示す図。
る血液モデルの各吸光特性パターンを示す図。
【図１０】パルスオキシメータ内部での信号処理の動作
を示すタイミング図。
を示すタイミング図。
１ パルスオキシメータ本体 ３ 測定プローブ ４ 指モデル ５ 脈動発生部 ６ 駆動部 ７ 電源部 ８ コントロール部 ９ 位置検出部 10 センサ 11 位置検出表示
部 15 発光部 16 受光部 17 組織モデル 18 基板 19 血液モデル 20 挿入孔 21 ガイドピン 22 スライド溝 23 出力軸 24 円板 26 連結ロッド 27 カップリング 28 組織層 29 血液層 30 生体
部 15 発光部 16 受光部 17 組織モデル 18 基板 19 血液モデル 20 挿入孔 21 ガイドピン 22 スライド溝 23 出力軸 24 円板 26 連結ロッド 27 カップリング 28 組織層 29 血液層 30 生体
Claims (2)
- 【請求項１】 オレンジ色の蛍光塗料と赤色の蛍光塗料
とを所定の比で混合し、樹脂をベースにして、板状に射
出成形してなり、 その先端部が曲面に形成され、 オレンジ色と赤色に関係する２つの異なる波長で透過率
を測るパルスオキシメータの発光部から受光部に至る経
路に出入り自在に配置される血液モデル 。 - 【請求項２】 板状に射出成型された部材の表面に、生
体内での透過光の散乱に近似される吸光特性が得られる
ように表面処理が施されていることを特徴とする請求項
１に記載の血液モデル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3043002A JP2683848B2 (ja) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | 血液モデル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3043002A JP2683848B2 (ja) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | 血液モデル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05135A JPH05135A (ja) | 1993-01-08 |
| JP2683848B2 true JP2683848B2 (ja) | 1997-12-03 |
Family
ID=12651798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3043002A Expired - Fee Related JP2683848B2 (ja) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | 血液モデル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2683848B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014189148A1 (en) | 2013-05-23 | 2014-11-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoacoustic blood model |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5133019B2 (ja) * | 2007-09-19 | 2013-01-30 | 株式会社高研 | 生体モデル、このモデルを用いる擬似生体情報発生装置、及びこの装置を用いるパルスオキシメータ対応型生体シミュレータ |
| JP6372734B2 (ja) | 2013-10-24 | 2018-08-15 | Tdk株式会社 | 生体センサ検査装置および検査方法 |
| WO2020066959A1 (ja) * | 2018-09-25 | 2020-04-02 | パイオニア株式会社 | 光学試料、光学部材、および光学装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS58166261A (ja) * | 1982-03-09 | 1983-10-01 | ロ−レンス・カズ | 異色染色及び螢光発光による血液の超生体分析方法 |
| JPS62103572A (ja) * | 1985-09-06 | 1987-05-14 | シンテツクス（ユ−・エス・エイ）インコ−ポレイテツド | スクアレ−ト染料を用いる新規リガンド・レセプタ−・アツセイ |
| JPS63243879A (ja) * | 1987-03-31 | 1988-10-11 | Nippon Koden Corp | 血球計数器校正用標準液 |
| JPH01292224A (ja) * | 1988-04-29 | 1989-11-24 | Boehringer Mannheim Corp | 比色計 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5842752U (ja) * | 1981-09-16 | 1983-03-22 | 星家畜薬株式会社 | 牛の血液測定色調表 |
| JPS646865A (en) * | 1987-06-30 | 1989-01-11 | Japan Synthetic Rubber Co Ltd | Standard liquid for calibration of blood measuring instrument |
| JPS6446496A (en) * | 1987-08-17 | 1989-02-20 | Enomoto Kk | Production of doll |
| JPH01135359U (ja) * | 1988-03-03 | 1989-09-18 |
-
1991
- 1991-02-15 JP JP3043002A patent/JP2683848B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2014189148A1 (en) | 2013-05-23 | 2014-11-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoacoustic blood model |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05135A (ja) | 1993-01-08 |
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