JP2975741B2 - Peripheral circulation status detector - Google Patents

Peripheral circulation status detector

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JP2975741B2
JP2975741B2 JP3270369A JP27036991A JP2975741B2 JP 2975741 B2 JP2975741 B2 JP 2975741B2 JP 3270369 A JP3270369 A JP 3270369A JP 27036991 A JP27036991 A JP 27036991A JP 2975741 B2 JP2975741 B2 JP 2975741B2
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  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、生体の末梢循環状態を
検出することができる装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus capable of detecting a peripheral circulation state of a living body.

【0002】[0002]

【従来の技術】生体の皮膚の色或いは温度は末梢循環状
態を反映していることから、たとえば手術中の患者の血
圧急低下などのショック状態の有無を調べるために定期
的に患者の皮膚の色とか手足の温度を感覚的に調べるこ
とが麻酔医など間で行われている。しかし、そのような
方法は感覚的なものであるから、熟練が必要であると同
時にばらつきがあり、また、血圧計による測定値を併せ
用いるために判断に時間がかかっていた。
2. Description of the Related Art Since the color or temperature of the skin of a living body reflects the state of peripheral circulation, the skin or the skin of the patient is regularly examined to determine whether there is a shock condition such as a sudden drop in blood pressure during the operation. Anesthesiologists and the like perform sensory examination of color and temperature of limbs. However, such a method is intuitive, requires skill and varies at the same time, and it takes a long time to judge using a measured value by a sphygmomanometer.

【0003】これに対し、本来脈搏数を測定することを
目的として構成された反射式脈波計(プレスシモグラ
フ、たとえば米国特許第3769974号)を用いて得
られた皮膚内からの反射光の変化、すなわち容積脈波の
変化に基づいて末梢循環状態を検出することが考えられ
る。表皮の下にある真皮内の血管網は、ショック状態の
発生に関連して収縮する性質があるから、上記容積脈波
の大きさが小さくなったことに基づいて生体のショック
状態を判定するのである。
On the other hand, reflected light from the skin obtained by using a reflection type pulse wave meter (press simograph, for example, US Pat. No. 3,679,974) originally designed for measuring the pulse rate is used. It is conceivable to detect the peripheral circulatory state based on the change, that is, the change in the volume pulse wave. Since the vascular network in the dermis below the epidermis contracts in relation to the occurrence of a shock state, the shock state of the living body is determined based on the decrease in the magnitude of the plethysmogram. is there.

【0004】[0004]

【発明が解決すべき課題】ところで、上記反射式脈波計
では、発光素子から皮膚に向かって照射された光の反射
光をその発光素子から一定の間隔に配置された受光素子
により検知して容積脈波信号が得られ、その容積脈波信
号の大きさの変化に基づいて生体のショック状態を検出
する場合においては、気温の変化、照射光の変化、患者
の精神状態などの他の要因によっても容積脈波信号が変
化するため、生体のショック状態を正確に判定すること
ができなかった。本発明は以上の事情を背景として為さ
れたものであり、その目的とするところは、生体のショ
ック状態を正確に検出することができる末梢循環状態検
出装置を提供することにある。
By the way, in the above-mentioned reflection type pulse wave meter, reflected light of light emitted from the light emitting element toward the skin is detected by a light receiving element arranged at a fixed interval from the light emitting element. When a plethysmogram signal is obtained and a shock state of a living body is detected based on a change in the magnitude of the plethysmogram signal, other factors such as a change in air temperature, a change in irradiation light, and a mental state of the patient. Therefore, the shock pulse state of the living body could not be accurately determined because the volume pulse wave signal also changed. The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a peripheral circulatory state detecting device capable of accurately detecting a shock state of a living body.

【0005】[0005]

【課題を解決するための第1の手段】かかる目的を達成
するための本発明の要旨とするところは、図1のクレー
ム対応図に示すように、生体の末梢循環状態を検出する
末梢循環状態検出装置であって、(a) 前記生体の皮膚に
対向するように配置された相互間隔が異なる少なくとも
2対の発光素子および受光素子を備えた反射式脈波検出
手段と、(b) 前記受光素子によりそれぞれ検出された前
記発光素子からの第1反射光および第2反射光の強度か
らそれぞれの減衰係数を算出する減衰係数算出手段と、
(c) その減衰係数算出手段により算出された減衰係数比
に基づいて前記生体の末梢循環状態を判定する末梢循環
状態判定手段とを、含むことにある。
SUMMARY OF THE INVENTION To achieve the above object, the gist of the present invention is to provide a peripheral circulating state for detecting a peripheral circulating state of a living body, as shown in the claim correspondence diagram of FIG. A detection device, comprising: (a) a reflection-type pulse wave detection means including at least two pairs of light-emitting elements and light-receiving elements, which are arranged so as to face the skin of the living body and have different intervals from each other; Attenuation coefficient calculating means for calculating respective attenuation coefficients from the intensities of the first reflected light and the second reflected light from the light emitting element detected by the respective elements;
(c) peripheral circulation state determining means for determining the peripheral circulation state of the living body based on the attenuation coefficient ratio calculated by the attenuation coefficient calculating means.

【0006】[0006]

【作用】このようにすれば、反射式脈波検出手段におい
て少なくとも2対の発光素子および受光素子の間隔が異
なることから、受光素子には生体の表皮からの深さ位置
の異なる場所からの第1反射光および第2反射光がそれ
ぞれ受けられる。減衰係数算出手段により第1反射光お
よび第2反射光の強度から減衰比がそれぞれ算出される
とともに、末梢循環状態判定手段によりその減衰比に基
づいて末梢循環状態が判定される。
With this arrangement, at least two pairs of the light-emitting element and the light-receiving element have different intervals in the reflection-type pulse wave detecting means, so that the light-receiving element is located at a different depth from the epidermis of the living body. The first reflected light and the second reflected light are respectively received. The attenuation coefficient is calculated from the intensities of the first reflected light and the second reflected light by the attenuation coefficient calculation means, and the peripheral circulation state is determined by the peripheral circulation state determination means based on the attenuation ratio.

【0007】[0007]

【第1発明の効果】ここで、減衰係数算出手段により第
1反射光および第2反射光の強度からそれぞれ算出され
る減衰比は、それら第1反射光および第2反射光の主た
る反射位置の光の吸収および散乱の度合、すなわち血液
量に対応する。このため、表示から深さ位置の異なる場
所における光の減衰係数の比は、それらの深さ位置の異
なる場所における血液量の相対差を表しており、気温の
変化、照射光の変化、患者の精神状態などのように深さ
位置の異なる場所の血液量が共に変化する要因によって
は影響されない。したがって、本発明によれば、気温の
変化、照射光の変化、患者の精神状態などの他の要因に
よっても第1反射光および第2反射光がともに変化して
も減衰係数の比は影響されないが、生体のショック状態
のときに発生する末梢側からの血管収縮の発生によりそ
の減衰比が変化するので、生体のショック状態を正確に
判定することができる。
Here, the attenuation ratio calculated from the intensity of the first reflected light and the intensity of the second reflected light by the attenuation coefficient calculating means is the value of the main reflection position of the first reflected light and the second reflected light. It corresponds to the degree of light absorption and scattering, ie the blood volume. For this reason, the ratio of the light attenuation coefficient at different depth positions from the display indicates the relative difference in blood volume at those different depth positions, and changes in air temperature, irradiation light, and patient It is not affected by factors that change the blood volume at different depth positions, such as mental states. Therefore, according to the present invention, even if both the first reflected light and the second reflected light change due to other factors such as a change in temperature, a change in irradiation light, and a mental state of the patient, the ratio of the attenuation coefficient is not affected. However, since the attenuation ratio changes due to the occurrence of vasoconstriction from the peripheral side that occurs when the living body is in a shock state, the shock state of the living body can be accurately determined.

【0008】[0008]

【課題を解決するための第2の手段】また、本発明の他
の態様に要旨とするところは、図2のクレーム対応図に
示すように、生体の末梢循環状態を検出する末梢循環状
態検出装置であって、(a) 前記生体の皮膚に対向するよ
うに配置された相互間隔が異なる少なくとも2対の発光
素子および受光素子を備えた反射式脈波検出手段と、
(b) 前記受光素子によりそれぞれ検出された前記発光素
子からの第1反射光および第2反射光の強度からそれぞ
れの減衰係数を算出する減衰係数算出手段と、(c) その
減衰係数算出手段により算出された減衰係数の比の変化
を表示する減衰係数比表示手段とを、含むことにある。
A second aspect of the present invention is directed to a peripheral circulatory state detector for detecting a peripheral circulatory state of a living body, as shown in the claim correspondence diagram of FIG. An apparatus, (a) a reflection-type pulse wave detection means including at least two pairs of light-emitting elements and light-receiving elements, which are arranged so as to face the skin of the living body and have different intervals from each other,
(b) attenuation coefficient calculating means for calculating respective attenuation coefficients from the intensities of the first reflected light and the second reflected light from the light emitting element detected by the light receiving element, and (c) the attenuation coefficient calculating means. And means for displaying a change in the ratio of the calculated attenuation coefficient.

【0009】[0009]

【作用】このようにすれば、反射式脈波検出手段におい
て少なくとも2対の発光素子および受光素子の間隔が異
なることから、受光素子には生体の表皮からの深さ位置
の異なる場所からの第1反射光および第2反射光がそれ
ぞれ受けられる。減衰係数算出手段により第1反射光お
よび第2反射光の強度から減衰比がそれぞれ算出される
とともに、減衰係数比表示手段により減衰比の変化が表
示される。
With this arrangement, at least two pairs of the light-emitting element and the light-receiving element have different intervals in the reflection-type pulse wave detecting means, so that the light-receiving element is located at a different depth from the epidermis of the living body. The first reflected light and the second reflected light are respectively received. The attenuation coefficient is calculated from the intensity of the first reflected light and the intensity of the second reflected light by the attenuation coefficient calculation means, and the change in the attenuation ratio is displayed by the attenuation coefficient ratio display means.

【0010】[0010]

【第2発明の効果】したがって、本発明によっても、減
衰係数表示手段により表示された減衰比の経時的変化に
基づいて、生体のショック状態を正確に判定することが
できる。
Therefore, according to the present invention, it is also possible to accurately determine the shock state of a living body based on the change over time of the attenuation ratio displayed by the attenuation coefficient display means.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明の一実施例を示す図面に基づい
て詳細に説明する。図3において、反射式脈波センサ1
0は、バンド或いは両面接着シートなどの図示しない固
定手段により生体の皮膚12上に装着されるようになっ
ている。反射式脈波センサ10は、皮膚12の接触面に
凹部を備えたセンサ本体14と、そのセンサ本体14の
凹部内において皮膚12に対応した状態で所定の間隔で
順次配設された発光チップ16、第1受光チップ18、
第2受光チップ20、および第3受光チップ22と、そ
れら発光チップ16、第1受光チップ18、第2受光チ
ップ20、および第3受光チップ22の間にそれぞれ配
設された第1遮光壁24、第2遮光壁26、および第3
遮光壁28と、それら遮光壁の間を埋める透明樹脂30
とを備えており、皮膚12内で反射された発光チップ1
6からの光が第1受光チップ18、第2受光チップ2
0、および第3受光チップ22にそれぞれ検出されるよ
うになっている。本実施例では、発光チップ16と第1
受光チップ18、第2受光チップ20および第3受光チ
ップ22との間で、3対の発光チップおよび受光チップ
が実質的に配置されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In FIG. 3, the reflection type pulse wave sensor 1
Numeral 0 is mounted on the skin 12 of the living body by a fixing means (not shown) such as a band or a double-sided adhesive sheet. The reflection type pulse wave sensor 10 includes a sensor main body 14 having a concave portion on the contact surface of the skin 12, and light emitting chips 16 sequentially arranged at predetermined intervals in the concave portion of the sensor main body 14 so as to correspond to the skin 12. , The first light receiving chip 18,
The second light receiving chip 20 and the third light receiving chip 22, and the first light shielding wall 24 disposed between the light emitting chip 16, the first light receiving chip 18, the second light receiving chip 20, and the third light receiving chip 22, respectively. , The second shading wall 26, and the third
The light shielding wall 28 and the transparent resin 30 filling the space between the light shielding walls 28
And the light emitting chip 1 reflected in the skin 12
6 from the first light receiving chip 18 and the second light receiving chip 2
0 and the third light receiving chip 22 respectively. In this embodiment, the light emitting chip 16 and the first
Between the light receiving chip 18, the second light receiving chip 20, and the third light receiving chip 22, three pairs of light emitting chips and light receiving chips are substantially arranged.

【0012】皮膚12は、0.1〜0.3mm程度の厚み
であって角質の表皮32と、表皮32の下にあって0.
3〜2.4mm程度の厚みの真皮34と、その真皮34の
下にあった脂肪に満ちた皮下組織36とから構成されて
いる。一般に、それら真皮34および皮下組織36の境
は判然としない。動脈は皮下組織36と真皮34の境お
よび真皮34内で動脈網を形成し、乳頭へは毛細血管と
なって係蹄状に曲がって入り、静脈に移る。静脈は、真
皮34内および真皮34と皮下組織36の境で静脈網を
形成し、その一部は動脈に沿う深静脈に、他の一部は皮
静脈に入る。図3に示すように、図3のA点に示す表皮
32内からの反射光が第1受光チップ18に、図3のB
点に示す真皮34内からの反射光が第2受光チップ20
に、図3のC点に示す皮下組織36内からの反射光が第
3受光チップ22にそれぞれ受かるように、発光チップ
16、第1受光チップ18、第2受光チップ20、およ
び第3受光チップ22の配設位置、および第1遮光壁2
4、第2遮光壁26、および第3遮光壁28の形状およ
び位置が決定されている。
The skin 12 has a thickness of about 0.1 to 0.3 mm and has a keratinous epidermis 32 and a subcutaneous skin below the epidermis 32.
The dermis 34 is composed of a dermis 34 having a thickness of about 3 to 2.4 mm and a fat-filled subcutaneous tissue 36 located under the dermis 34. Generally, the border between the dermis 34 and the subcutaneous tissue 36 is not clear. The artery forms a network of arteries at the boundary between the subcutaneous tissue 36 and the dermis 34 and in the dermis 34, enters the nipple as capillaries, bends like a snare, and moves to the vein. The veins form a network of veins within the dermis 34 and at the border between the dermis 34 and the subcutaneous tissue 36, some into deep veins along arteries and some into cutaneous veins. As shown in FIG. 3, reflected light from the inside of the skin 32 shown at a point A in FIG.
The reflected light from the inside of the dermis 34 indicated by a dot is
The light-emitting chip 16, the first light-receiving chip 18, the second light-receiving chip 20, and the third light-receiving chip so that the reflected light from the subcutaneous tissue 36 shown at the point C in FIG. 22 and the first light shielding wall 2
4. The shapes and positions of the second light shielding wall 26 and the third light shielding wall 28 are determined.

【0013】発光チップ16は、血中の赤血球の散乱を
受け易い波長、たとえば660nm以上の赤色光或いは赤
外光、特に血中酸素飽和度により変化を受け難い帯域、
すなわち805nm程度の赤外光を出力するLEDチップ
である。また、第1受光チップ18、第2受光チップ2
0、および第3受光チップ22は、たとえばよく知られ
たホトダイオードチップ或いはホトトランジスタチップ
である。
The light-emitting chip 16 has a wavelength that is apt to be scattered by red blood cells in blood, for example, red light or infrared light having a wavelength of 660 nm or more, especially a band that is hardly changed by blood oxygen saturation.
That is, the LED chip outputs infrared light of about 805 nm. The first light receiving chip 18 and the second light receiving chip 2
0 and the third light receiving chip 22 are, for example, well-known photodiode chips or phototransistor chips.

【0014】上記発光チップ16は、演算制御装置40
の出力ポート42からの指令信号にしたがって駆動回路
44から供給される駆動電流により発光させられる。第
1受光チップ18、第2受光チップ20、および第3受
光チップ22からそれぞれ出力される信号は、図示しな
い増幅器、マルチプレクサ46、A/D変換器48を会
して演算制御装置40のCPU50へ供給される。演算
制御装置40は、RAM52の一時記憶機能を利用しつ
つ予めROM54に記憶されたプログラムに従って入力
信号を処理し、表示器56に演算結果などを表示させ
る。
The light emitting chip 16 includes an arithmetic and control unit 40
The light is emitted by the drive current supplied from the drive circuit 44 in accordance with the command signal from the output port 42. Signals output from the first light receiving chip 18, the second light receiving chip 20, and the third light receiving chip 22 respectively pass through an amplifier (not shown), a multiplexer 46, and an A / D converter 48 to the CPU 50 of the arithmetic and control unit 40. Supplied. The arithmetic and control unit 40 processes the input signal according to a program stored in the ROM 54 in advance while using the temporary storage function of the RAM 52, and causes the display 56 to display the arithmetic result and the like.

【0015】上記演算制御装置40の作動を図4のフロ
ーチャートにしたがって説明する。図4のステップS1
では、発光チップ16が点灯されるとともに、第1受光
チップ18、第2受光チップ20、および第3受光チッ
プ22から出力された信号が読み込まれる。続くステッ
プS2では、読みこまれた信号、すなわち、第1受光チ
ップ18により受光された反射光強度IR1、第2受光チ
ップ20により受光された反射光強度IR2、第3受光チ
ップ22により受光された反射光強度IR3に基づいて、
以下に示す数式1、数式2、および数式3から、表皮3
2の減衰係数K1 、真皮34の減衰係数K2 、および皮
下組織36の減衰係数K3 がそれぞれ算出される。な
お、数式1、数式2、および数式3において、I0 は発
光チップ16の照射光強度であり、予め設定された一定
値が採用される。
The operation of the arithmetic and control unit 40 will be described with reference to the flowchart of FIG. Step S1 in FIG.
In this case, the light emitting chip 16 is turned on, and the signals output from the first light receiving chip 18, the second light receiving chip 20, and the third light receiving chip 22 are read. In the following step S2, the read signals, that is, the reflected light intensity I R1 received by the first light receiving chip 18, the reflected light intensity I R2 received by the second light receiving chip 20, and the light received by the third light receiving chip 22 Based on the reflected light intensity I R3 obtained,
From Equations 1, 2, and 3 shown below,
2 of attenuation coefficients K 1, the attenuation coefficient K 2, and the attenuation coefficient K 3 of the subcutaneous tissue 36 of the dermis 34 is calculated. In Expressions 1, 2, and 3, I 0 is the irradiation light intensity of the light emitting chip 16 and a predetermined constant value is adopted.

【0016】[0016]

【数1】K1 =IR1/I0 ## EQU1 ## K 1 = I R1 / I 0

【0017】[0017]

【数2】K2 =(IR2/I0 )/(IR1/I0 2 K 2 = (I R2 / I 0 ) / (I R1 / I 0 ) 2

【0018】[0018]

【数3】 K3 =(IR3/I0 )(IR1/I0 2 /(IR2/I0 2 K 3 = (I R3 / I 0 ) (I R1 / I 0 ) 2 / (I R2 / I 0 ) 2

【0019】図4のステップS3では、上記数式2およ
び数式3から求められた真皮34の減衰係数K2 および
皮下組織36の減衰係数K3 の比K2 /K3 が算出され
る。次いで、ステップS4では、上記減衰係数比K2
3 の所定時間前、たとえば数秒前の値からの変化量Δ
Rが算出され、たとえば図5に示す関係からその変化量
ΔRに基づいて末梢循環状態が判定される。そして、ス
テップS5では、実際の減衰係数K1 、K2 、K3 と減
衰係数の比K2 /K3 のトレンド、および上記ステップ
S4の判定結果が表示器56において表示される。
In step S3 of FIG. 4, the ratio K 2 / K 3 of the attenuation coefficient K 2 of the dermis 34 and the attenuation coefficient K 3 of the subcutaneous tissue 36 obtained from the above equations 2 and 3 is calculated. Next, at step S4, the above-mentioned damping coefficient ratio K 2 /
K predetermined time before 3, the amount of change from the value before several seconds for example Δ
R is calculated, and the peripheral circulation state is determined based on the change amount ΔR from the relationship shown in FIG. 5, for example. In step S5, the trend of the actual attenuation coefficients K 1 , K 2 , K 3 and the ratio K 2 / K 3 of the attenuation coefficient, and the determination result in step S4 are displayed on the display 56.

【0020】図6は、表示器56の表示例を示してい
る。図において、トレンド表示場所58において、減衰
係数K1 、K2 、K3 と減衰係数の比K2 /K3 のトレ
ンドが表示されており、異常表示場所60において末梢
循環の異常表示がその発生時刻とともに表示される。な
お、△印は、末梢循環の判定時点を示している。
FIG. 6 shows a display example of the display 56. In the figure, a trend of attenuation coefficient K 1 , K 2 , K 3 and a ratio of attenuation coefficient K 2 / K 3 is displayed at trend display location 58, and an abnormal display of peripheral circulation occurs at abnormal display location 60. Displayed with time. In addition, the mark “時点” indicates the time point of determination of peripheral circulation.

【0021】上述のように、本実施例によれば、反射式
脈波センサ10において2対の発光チップ16と受光チ
ップ20、発光チップ16と受光チップ22の相互間隔
が互いに異なることから、受光チップ20および受光チ
ップ22には皮膚12の表面からの深さ位置の異なる2
箇所B点およびC点からの第1反射光および第2反射光
がそれぞれ受けられる。減衰係数算出手段に対応するス
テップS2により第1反射光および第2反射光の強度I
R2およびIR3に基づいて減衰比K2 /K3 が算出される
とともに、末梢循環状態判定手段に対応するステップS
4によりその減衰比の変化量ΔRに基づいて末梢循環状
態が判定され、判定結果が異常表示場所60に表示され
る。また、減衰係数比表示手段に対応するステップS5
において、上記減衰比K2 /K3 がトレンド表示される
ことによりその減衰比K2 /K3 の変化幅W、すなわち
変化の開始時点からの変化量が表示される。
As described above, according to the present embodiment, in the reflection-type pulse wave sensor 10, the light emitting chip 16 and the light receiving chip 20 and the light emitting chip 16 and the light receiving chip 22 have different distances from each other. The chip 20 and the light receiving chip 22 have different depth positions from the surface of the skin 12.
The first reflected light and the second reflected light from points B and C are received, respectively. The intensity I of the first reflected light and the second reflected light is determined by step S2 corresponding to the attenuation coefficient calculating means.
The damping ratio K 2 / K 3 is calculated based on R2 and I R3 , and a step S corresponding to the peripheral circulation state determining means is performed.
4, the peripheral circulation state is determined based on the change amount ΔR of the attenuation ratio, and the determination result is displayed at the abnormal display location 60. Step S5 corresponding to the attenuation coefficient ratio display means.
In variation width W of the damping ratio K 2 / K 3 by the damping ratio K 2 / K 3 is displayed trend, that is, the change amount from the starting point of the change is displayed.

【0022】ここで、上記第1反射光および第2反射光
の強度IR2およびIR3からそれぞれ算出される減衰比K
2 /K3 は、それら第1反射光および第2反射光の主た
る反射位置の光の吸収および散乱の度合、すなわち血液
量に対応する。このため、表面から深さ位置の異なる2
箇所B点およびC点における光の減衰係数K2 およびK
3 の比K2 /K3 は、それらB点およびC点における血
液量の相対差を表しており、気温の変化、照射光の変
化、患者の精神状態などのように深さ位置の異なる場所
の血液量が共に変化する要因によっては影響されない。
したがって、実施例によれば、気温の変化、照射光の変
化、患者の精神状態などの他の要因によっても第1反射
光および第2反射光がともに変化しても減衰係数の比は
影響されないが、生体のショック状態のときに発生する
末梢側からの血管収縮の発生によりその減衰比が変化す
るので、異常表示場所60において表示された判断結果
を見ることにより、或いはトレンド表示場所58に表示
された減衰比K2 /K3 の変化幅Wが表示されることに
より、生体のショック状態を正確に判定することができ
るのである。
Here, the attenuation ratio K calculated from the intensities I R2 and I R3 of the first reflected light and the second reflected light, respectively.
2 / K 3 corresponds to the degree of absorption and scattering of light at the main reflection position of the first reflected light and the second reflected light, that is, the blood volume. For this reason, 2 different depth positions from the surface
Light attenuation coefficients K 2 and K at points B and C
The ratio K 2 / K 3 of 3 represents the relative difference in blood volume in their point B and point C, changes in temperature, changes in illumination light, different depth positions, such as mental state of the patient location Are not affected by the factors that together change the blood volume.
Therefore, according to the embodiment, even if both the first reflected light and the second reflected light change due to other factors such as a change in temperature, a change in irradiation light, and a mental state of the patient, the ratio of the attenuation coefficient is not affected. However, since the attenuation ratio changes due to the occurrence of vasoconstriction from the peripheral side that occurs when the living body is in a shock state, the result is displayed by viewing the determination result displayed at the abnormal display location 60 or at the trend display location 58 by attenuation ratio K 2 / K 3 variation width W is displayed, it is possible to accurately determine the shock of a living body.

【0023】次に、本発明の他の実施例を説明する。な
お、以下の説明において前述の実施例と共通する部分に
は同一の符号を付して説明を省略する。図7の実施例に
おける脈波センサ70は、前記発光チップ16と同じ波
長の光を出力する第1発光チップ72、第2発光チップ
74、および第3発光チップ76と、それらから出た光
の反射光を受けるための共通の受光チップ78と、それ
ら第1発光チップ72、第2発光チップ74、第3発光
チップ76、および受光チップ78の間にそれぞれ設け
られた3つの第1遮光壁80、第2遮光壁82、および
第3遮光壁84とを備えている。前述の実施例と同様
に、図7のA点に示す表皮32内からの反射光、図7の
B点に示す真皮34内からの反射光、図7のC点に示す
皮下組織36内からの反射光が共通の受光チップ78に
それぞれ受かるように、第1発光チップ72、第2発光
チップ74、第3発光チップ76、および受光チップ7
8の配設位置、および第1遮光壁80、第2遮光壁8
2、および第3遮光壁84の形状および位置が決定され
ている。
Next, another embodiment of the present invention will be described. In the following description, the same parts as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. The pulse wave sensor 70 in the embodiment of FIG. 7 includes a first light-emitting chip 72, a second light-emitting chip 74, and a third light-emitting chip 76 that output light having the same wavelength as the light-emitting chip 16, and the light emitted from them. A common light receiving chip 78 for receiving the reflected light, and three first light shielding walls 80 provided between the first light emitting chip 72, the second light emitting chip 74, the third light emitting chip 76, and the light receiving chip 78, respectively. , A second light-shielding wall 82, and a third light-shielding wall 84. As in the previous embodiment, the reflected light from inside the epidermis 32 shown at point A in FIG. 7, the reflected light from inside the dermis 34 shown at point B in FIG. 7, and the inside of the subcutaneous tissue 36 shown at point C in FIG. The first light-emitting chip 72, the second light-emitting chip 74, the third light-emitting chip 76, and the light-receiving chip 7 so that the reflected light
8, the first light shielding wall 80 and the second light shielding wall 8
The shape and position of the second and third light shielding walls 84 are determined.

【0024】本実施例の駆動回路86は、上記第1発光
チップ72、第2発光チップ74、第3発光チップ76
を順次択一的に発光させる時分割駆動をさせるために演
算制御装置40からの指令信号に従って駆動電流を順次
出力する。このため、受光チップ78には、深さ位置の
異なる3種類の反射光が順次受けられ、それら3種類の
反射光の強度を表す信号が図示しない増幅器およびA/
D変換器48を介してCPU50へ入力される。そし
て、前述の実施例と同様の作動により、図6に示す表示
が表示器56において得られ、前述の実施例と同様の効
果が得られるのである。
The driving circuit 86 of the present embodiment includes the first light emitting chip 72, the second light emitting chip 74, and the third light emitting chip 76.
The drive current is sequentially output in accordance with a command signal from the arithmetic and control unit 40 in order to perform time-division driving for sequentially and selectively emitting light. Therefore, the light receiving chip 78 sequentially receives three types of reflected light having different depth positions, and a signal representing the intensity of the three types of reflected light is supplied to an amplifier (not shown) and A / A
The data is input to the CPU 50 via the D converter 48. By the same operation as in the above-described embodiment, the display shown in FIG. 6 is obtained on the display 56, and the same effect as in the above-described embodiment is obtained.

【0025】本実施例においては、上記第1発光チップ
72、第2発光チップ74、および第3発光チップ76
の照射光強度をI01、I02、およびIo3とし、受光チッ
プ78に受けられたそれらの照射光の反射光の強度をI
R1、IR2、およびIR3とすると、表皮32、真皮34、
および皮下組織36の減衰係数K1 、K2 およびK
3 は、以下に示す数式4、数式5、数式6から算出され
る。
In this embodiment, the first light emitting chip 72, the second light emitting chip 74, and the third light emitting chip 76
, The intensity of the reflected light of the irradiating light received by the light receiving chip 78 is represented by I 01 , I 02 , and I o3.
Let R1 , IR2 and IR3 be the epidermis 32, dermis 34,
And the attenuation coefficients K 1 , K 2 and K of the subcutaneous tissue 36
3 is calculated from Equations 4, 5, and 6 shown below.

【0026】[0026]

【数4】K1 =I01/IR1 ## EQU4 ## K 1 = I 01 / I R1

【0027】[0027]

【数5】K2 =(I02/IR2)/(I01/IR12 K 2 = (I 02 / I R2 ) / (I 01 / I R1 ) 2

【0028】[0028]

【数6】 K3 =(I03/IR3)(I01/IR12 /(I02/IR22 K 3 = (I 03 / I R3 ) (I 01 / I R1 ) 2 / (I 02 / I R2 ) 2

【0029】図8に示す実施例は、相互間隔の異なる2
対の発光チップおよび受光チップを備えたものである。
図において、脈波センサ90は、前記発光チップ16と
同じ波長の光を出力する第1発光チップ92および第2
発光チップ94と、それから出た光の反射光を受けるた
めの共通の受光チップ96と、それら第1発光チップ9
2、第2発光チップ94、および受光チップ96との間
にそれぞれ設けられた第1遮光壁98および第2遮光壁
100とを備えている。本実施例においては、図8の
B’点に示すように、真皮34若しくは表皮32および
真皮34内からの反射光と、図8のC’点に示すよう
に、真皮34若しくは真皮34および皮下組織36内か
らの反射光とが共通の受光チップ96にそれぞれ受けら
れるように、上記第1発光チップ92、第2発光チップ
94、受光チップ96の配置位置、および第1遮光壁9
8および第2遮光壁100の形状および位置が決定され
ている。
The embodiment shown in FIG.
It is provided with a pair of light emitting chip and light receiving chip.
In the figure, a pulse wave sensor 90 includes a first light emitting chip 92 and a second light emitting chip 92 that output light of the same wavelength as the light emitting chip 16.
A light-emitting chip 94, a common light-receiving chip 96 for receiving reflected light of light emitted therefrom, and the first light-emitting chip 9
2, a first light-shielding wall 98 and a second light-shielding wall 100 provided between the second light-emitting chip 94 and the light-receiving chip 96, respectively. In this embodiment, as shown at a point B ′ in FIG. 8, the reflected light from inside the dermis 34 or the epidermis 32 and the dermis 34, and as shown at a point C ′ in FIG. The first light-emitting chip 92, the second light-emitting chip 94, the arrangement position of the light-receiving chip 96, and the first light-shielding wall 9 so that the reflected light from the tissue 36 is received by the common light-receiving chip 96.
8 and the shape and position of the second light shielding wall 100 are determined.

【0030】本実施例においては、上記第1発光チップ
92、第2発光チップ94の照射光強度をI01’、
02’とし、受光チップ96が受けるそれら照射光の反
射光強度をIR1’、IR2’とすると、皮膚12内の深さ
の異なる部分の減衰係数K1 ’およびK2’は以下に示
す数式7および数式8から算出され、それらから減衰係
数比K1 ’/K2 ’が算出される。本実施例おいても、
同様に図6に示す表示が表示器56において行われる。
In this embodiment, the irradiation light intensity of the first light emitting chip 92 and the second light emitting chip 94 is I 01 ′,
Assuming that I 02 ′ and the reflected light intensities of the irradiation light received by the light receiving chip 96 are I R1 ′ and I R2 ′, the attenuation coefficients K 1 ′ and K 2 ′ at different depths in the skin 12 are as follows. The attenuation coefficient ratio K 1 ′ / K 2 ′ is calculated from Equations 7 and 8 shown below. Also in this embodiment,
Similarly, the display shown in FIG.

【0031】[0031]

【数7】K1 ’=(I01’/IR1’)K 1 '= (I 01 ' / I R1 ')

【0032】[0032]

【数8】 K2 ’=(I02’/IR2’)/(I01’/IR1’)2 K 2 ′ = (I 02 ′ / I R2 ′) / (I 01 ′ / I R1 ′) 2

【0033】以上、本発明の一実施例を図面に基づいて
説明したが、本発明はその他の態様においても適用され
る。たとえば、前述の実施例においては、共通の発光チ
ップ16或いは受光チップ78が設けられることによ
り、相互間隔が異なる関係にある3対の発光チップおよ
び受光チップが4素子により構成されていたが、発光チ
ップおよび受光チップを3対設けて合計6素子により脈
波センサ10或いは70が構成されていても差支えな
い。
While the embodiment of the present invention has been described with reference to the drawings, the present invention can be applied to other embodiments. For example, in the above-described embodiment, by providing the common light emitting chip 16 or the light receiving chip 78, three pairs of the light emitting chip and the light receiving chip having a relationship different from each other are constituted by four elements. The pulse wave sensor 10 or 70 may be constituted by three pairs of the chip and the light receiving chip and composed of a total of six elements.

【0034】また、前述の実施例の減衰係数の比は、K
2 /K3と定義されていたが、K3 /K2 であっても差
支えない。
The ratio of the damping coefficient in the above-described embodiment is K
2 / K 3 that have been defined but no problem even K 3 / K 2.

【0035】また、前述の実施例では、減衰係数比の変
化量ΔR或いは変化幅Wが表示器56に数値表示される
ようにしてもよいし、減衰係数の比K2 /K3 のトレン
ドにおける傾斜を演算し、そのトレンドの傾斜値を表示
するようにしてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the change amount ΔR or the change width W of the damping coefficient ratio may be numerically displayed on the display 56, or the ratio of the damping coefficient K 2 / K 3 in the trend may be displayed. The inclination may be calculated, and the inclination value of the trend may be displayed.

【0036】また、前述のステップS4では、減衰係数
比の変化量ΔRに基づいて正常の範囲であるか末梢循環
の異常の範囲であるかの2段階に判定されていたが、多
段階に判定されてもよい。
In step S4 described above, the determination is made in two stages, that is, the normal range or the abnormal range of the peripheral circulation, based on the variation ΔR of the attenuation coefficient ratio. May be done.

【0037】また、前述の実施例では、発光素子から最
も間隔の大きい関係にある受光素子により得られた反射
光強度IR3は、皮下組織36内のC点からの反射光であ
るように説明されているが、必ずしも皮下組織36内で
なくてもよい。要するに、B点と異なる深さ位置からの
反射光であればよいのである。
Further, in the above-described embodiment, the description is made such that the reflected light intensity I R3 obtained by the light receiving element having the largest distance from the light emitting element is the reflected light from the point C in the subcutaneous tissue 36. However, it is not always necessary to be inside the subcutaneous tissue 36. In short, any reflected light from a depth position different from point B may be used.

【0038】また、前述の実施例では、異なる深さ位置
からの反射光を得るために、対を成す発光素子および受
光素子間の間隔が異なるように配置されるとともに、そ
れらの間に遮光壁24、26、28、80、82、84
が設けられているが、それら遮光壁は必ずしもなくても
よい。すなわち、たとえば米国特許第4867557号
(特願昭62−87468)の第5欄第7行乃至第30
行に記載されている光子拡散理論(Photon Diffution T
heory)に示されているように、発光素子と受光素子との
間隔が異なることにより皮膚内の光の通過光路の深さが
異なるからである。
Further, in the above-described embodiment, in order to obtain reflected light from different depth positions, the distance between the light emitting element and the light receiving element forming a pair is arranged so as to be different from each other, and a light shielding wall is provided therebetween. 24, 26, 28, 80, 82, 84
Are provided, but these light shielding walls are not necessarily required. That is, for example, in U.S. Pat. No. 4,867,557 (Japanese Patent Application No. 62-87468), column 5, line 7 to line 30
Photon diffusion theory (Photon Diffution T
This is because, as shown in heory), the depth of the light path through which the light passes through the skin is different due to the difference between the light emitting element and the light receiving element.

【0039】なお、上述したのはあくまでも本発明の一
実施例であり、本発明はその主旨を逸脱しない範囲にお
いて種々変更が加えられ得る。
The above is merely an example of the present invention, and the present invention can be variously modified without departing from the gist thereof.

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

【図1】本第1発明のクレーム対応図である。FIG. 1 is a diagram corresponding to the claims of the first invention.

【図2】本第2発明のクレーム対応図である。FIG. 2 is a diagram corresponding to claims of the second invention.

【図3】本発明の一実施例の構成を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating the configuration of an embodiment of the present invention.

【図4】図3の演算制御装置の制御作動を説明するフロ
ーチャートである。
FIG. 4 is a flowchart illustrating a control operation of the arithmetic and control unit in FIG. 3;

【図5】図4に示す作動において末梢循環異常判定に用
いられる関係を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship used for peripheral circulation abnormality determination in the operation shown in FIG. 4;

【図6】図4に示す作動により表示器に表示される表示
例を示す図である。
6 is a diagram showing a display example displayed on a display by the operation shown in FIG. 4;

【図7】本発明の他の実施例を示す図3に対応する図で
ある。
FIG. 7 is a diagram corresponding to FIG. 3, showing another embodiment of the present invention.

【図8】本発明の他の実施例を示す図3に対応する図で
ある。
FIG. 8 is a diagram corresponding to FIG. 3, showing another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,70 反射式脈波センサ 16 発光チップ(発光素子) 18 第1受光チップ(受光素子) 20 第2受光チップ(受光素子) 22 第3受光チップ(受光素子) 72 第1発光チップ(発光素子) 74 第2発光チップ(発光素子) 76 第3発光チップ(発光素子) ステップS2 減衰係数算出手段 ステップS4 末梢循環状態判定手段 ステップS5 減衰係数比表示手段 10, 70 reflection type pulse wave sensor 16 light emitting chip (light emitting element) 18 first light receiving chip (light receiving element) 20 second light receiving chip (light receiving element) 22 third light receiving chip (light receiving element) 72 first light emitting chip (light emitting element) 74 Second light emitting chip (light emitting element) 76 Third light emitting chip (light emitting element) Step S2 Damping coefficient calculating means Step S4 Peripheral circulation state determining means Step S5 Damping coefficient ratio displaying means

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 生体の末梢循環状態を検出する末梢循環
状態検出装置であって、 前記生体の皮膚に対向するように配置された相互間隔が
異なる少なくとも2対の発光素子および受光素子を備え
た反射式脈波検出手段と、 前記受光素子によりそれぞれ検出された前記発光素子か
らの第1反射光および第2反射光の強度からそれぞれの
減衰係数を算出する減衰係数算出手段と、 該減衰係数算出手段により算出された減衰係数比に基づ
いて前記生体の末梢循環状態を判定する末梢循環状態判
定手段とを、含むことを特徴とする末梢循環状態検出装
置。
1. A peripheral circulatory state detecting device for detecting a peripheral circulatory state of a living body, comprising at least two pairs of light-emitting elements and light-receiving elements which are arranged so as to face the skin of the living body and have different mutual intervals. Reflection pulse wave detection means; attenuation coefficient calculation means for calculating respective attenuation coefficients from the intensities of the first reflected light and the second reflected light from the light emitting element detected by the light receiving element, respectively; A peripheral circulatory state determining device for determining the peripheral circulatory state of the living body based on the attenuation coefficient ratio calculated by the means.
【請求項2】 生体の末梢循環状態を検出する末梢循環
状態検出装置であって、 前記生体の皮膚に対向するように配置された相互間隔が
異なる少なくとも2対の発光素子および受光素子を備え
た反射式脈波検出手段と、 前記受光素子によりそれぞれ検出された前記発光素子か
らの第1反射光および第2反射光の強度からそれぞれの
減衰係数を算出する減衰係数算出手段と、 該減衰係数算出手段により算出された減衰係数の比の変
化を表示する減衰係数比表示手段とを、含むことを特徴
とする末梢循環状態検出装置。
2. A peripheral circulatory state detecting device for detecting a peripheral circulatory state of a living body, comprising at least two pairs of light emitting elements and light receiving elements which are arranged to face the skin of the living body and have different intervals. Reflection pulse wave detection means; attenuation coefficient calculation means for calculating respective attenuation coefficients from the intensities of the first reflected light and the second reflected light from the light emitting element detected by the light receiving element, respectively; And a damping coefficient ratio display means for displaying a change in the ratio of the damping coefficients calculated by the means.
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