JP3116259B2 - パルスオキシメータ用プローブ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、生体における互いに異
なる波長の吸光特性の差を利用して被験者の動脈血の酸
素飽和度を非観血的に連続測定するために用いるパルス
オキシメータ用プローブに関し、特に耳に装着して酸素
飽和度を測定するためのパルスオキシメータ用プローブ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】無侵襲に動脈血の酸素飽和度を測定する
には、従来からパルスオキシメータが用いられている。
このパルスオキシメータでは、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２つ以上の波
長の光（一般に赤色光と赤外光を用いる）を人の指先や
耳たぶなどに時分割に照射し、生体を透過あるいは反射
してきた光を受光して、動脈血の脈動に伴って現れる２
つの波長の脈動変動分の比から酸素飽和度を求めてい
る。このパルスオキシメータでは、一般に被験者に装着
されるプローブ内に赤色光と赤外光を発する２つの発光
素子と１つの受光素子とが内蔵されている。このような
プローブとしては、従来から装着部位によって構造の異
なる各種のものが提案されており、図１０および図１１
には、被験者の耳たぶに装着して測定を行なう従来のク
リップ式のプローブが示されている。これらの図で、一
対の挟持部材４０，４１の一端側基部は、軸４２によっ
て回動可能に連結されており、軸側に取り付けられた図
示しない板ばねによって挟持部材４０，４１は、互いに
測定部位を挟みつける方向に回動付勢されている。これ
ら挟持部材４０，４１の内面部には、それぞれ発光素子
４３と受光素子４４が対向して内蔵されており、一対の
挟持部材４０，４１によって耳たぶ５をクリップしてプ
ローブを装着した状態では、耳たぶ５を透過した発光素
子４３からの光を受光素子４５側で検出できるようにな
っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の耳たぶ
クリップ式のプローブでは、測定部位の耳たぶ５を挟み
付ける一対の挟持部材４０，４１のそれぞれに発光素子
４３と受光素子４４を内蔵する構成となっているので、
測定中に生じた体動によりプローブが揺れると、板ばね
に抗して一対の挟持部材４０，４１が変位して微妙に閉
じたり開いたりして、発光素子４３と受光素子４４との
間隔が変動するようになる。このため、測定部位の生体
組織に動脈流による脈動変動分以外の成分の変動が生じ
て、酸素飽和度の測定に誤差が混入するようになる。

【０００４】本発明は、このような従来の技術が有する
課題を解決するために提案されたものであり、耳に装着
して酸素飽和度を測定する際に体動が生じても発光素子
と受光素子との距離が変動することがなく、高い精度で
測定が行なえるパルスオキシメータ用プローブを提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、被験者の耳に装着され、互いに波長の異な
る光を生体に照射して波長による吸光特性の違いから血
液中の酸素飽和度を測定するために用いるパルスオキシ
メータ用プローブにおいて、耳介を背後から挟み込む挟
持部材を、ばね部材で閉方向に弾発付勢してプローブ本
体の基部に開閉可能に取り付け、この挟持部材に面する
プローブ本体の腹部を膨出させ、プローブ本体の先端部
に耳の耳甲介腔と珠間切痕に嵌まり込む嵌着部を突設し
て、上記プローブ本体の腹部の膨出部とこの嵌着部とで
耳の対珠を挟み込むようにし、上記プローブ本体の膨出
部と嵌着部との対向する面部に、互いに光を授受する発
光素子と受光素子とを投光窓部と受光窓部を介してそれ
ぞれ取り付けた構成としてある。

【０００６】また、本発明では、上記嵌着部に音の通り
を確保するための通音孔を穿設した構成としてある。

【０００７】また、本発明では、装着性を高めるととも
に、遮光性を有する材質で形成されたカバーを、上記投
光窓部と受光窓部を除く上記プローブ本体の腹部と嵌着
部にこれらの部位を一体に覆うように被せた構成として
ある。

【０００８】

【作用】上述した構成によれば、プローブ本体に発光素
子部と受光素子部を設けて、これら発光素子部と受光素
子部の間に耳の対珠を挟み込んで酸素飽和度を測定する
ようにしたので、プローブが体動で揺れても、発光素子
部と受光素子部間の距離が変動しないとともに、膨出部
と嵌着部に挟み込まれた対珠は、図９に示すように挟持
部材の先端部で耳介背後から押さえ込まれるため、三点
支持となり動きが生じにくく、酸素飽和度を精度よく測
定できる。

【０００９】また、耳の珠間切痕に嵌まり込む嵌着部に
通音孔を穿設したので、耳にプローブを装着したときに
音の通りを阻害しない。

【００１０】また、投光窓部と受光窓部を除いたプロー
ブ本体の腹部と嵌着部に遮光性のカバーを被せたので、
外来光ノイズの混入を遮断できる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明によるパルスオキシメータ用プ
ローブの具体的な実施例を図面に基づき詳細に説明す
る。図１にこのプローブの側面図を示し、図２に平面図
を示す。また、図３に挟持部材とカバーを取り外したプ
ローブ本体の底面図を示す。これらの図で、合成樹脂製
のプローブ本体１は上部側が弧状に膨出ており、やや先
を細めた先端部には図４に示すように耳の対珠２と耳珠
３の間の珠間切痕４と耳甲介腔Ａに嵌め込んだときに外
れない程度の大きさの略円形の嵌着部６が下側に突設さ
れている。この嵌着部６には、音の通りを確保するため
の円形の通音孔７が上下方向に穿設されている。

【００１２】プローブ本体１の基部側には、図５に示す
ように挟持部材８側の回動用の軸９が嵌め込まれる軸支
部１０が凹設されており、基部側端部には指押え１１が
形成されている。挟持部材８の基部側端部にも同様に指
押え１２が形成されている。プローブ本体１の基部と挟
持部材８の基部の溝部１３，１４には、軸部を囲うよう
に折り曲げられた板ばね１５の先端部が両部材の外側か
ら嵌め込まれるようになっており、軸部を支点にして回
動するプローブ本体１と挟持部材８にこの板ばね１５の
弾発力で測定部位を挟み付ける回動付勢力を付与してい
る。プローブ装着時には、開閉可能に取り付けられ閉方
向に弾発付勢されたこの挟持部材８によって耳介の対珠
２の背後が挟み付けられる。挟持部材８のやや丸みを帯
びた先端部８ａは、後述するプローブ本体１側の発光素
子の配設位置まで延びており、挟持部材８の先端部８ａ
で耳介を背後から押さえ付けたときに、耳の対珠２が発
光素子の窓部１６と嵌着部６側の受光素子の窓部１７に
密着できるようにしている。このとき、膨出部２７と嵌
着部６に挟み込まれた対珠２は、挟持部材８の先端部８
ａで耳介背後から押さえ込まれるため、三点支持となり
動きが生じにくい（図９参照）。

【００１３】互いに波長の異なる光を発する２つの発光
素子１８，１９は、図６に示すように細長のフレキシブ
ル基板２０の中央部に取り付けられ、このフレキシブル
基板２０の一端部に受光素子２１が取り付けられてい
る。フレキシブル基板２０の他端部のケーブル接続部２
２には、発光素子１８，１９と受光素子２１にパターン
接続された複数の電極２３が設けられており、これら電
極２３にプローブ本体１の後部から挿入される信号ケー
ブル２４が半田付けにより接続される。

【００１４】発光素子１８，１９の取付け部２５がケー
ブル接続部２２と共に組み付けられる組付け部２６は、
全体が透明樹脂からなり、発光素子１８，１９の投光窓
部１６と測定部位の押えを兼用している。このため、組
付け部２６の下部は膨出した形状となっており、嵌着部
６側に面する膨出部２７の面部は斜め状に立ち上がる傾
斜部となっている。この傾斜部に発光素子１８，１９の
投光窓部１６が形成されている。この組付け部２６を挟
持部材８側に面するプローブ本体１の下腹部に取り付け
ると、プローブ装着時に膨出部２７と嵌着部６とにより
耳の対珠２が挟み付けられ、対珠２を挟んで投光窓部１
６と後述する受光窓部１７が対向するようになる。組付
け部２６の上部に斜め状に設けられた突出部２８には、
ケーブル接続部２２を取り付けための４本のボッチ２９
が突設されている。フレキシブル基板２０を発光素子１
８，１９の取付け部２５が下を向くように図６中矢印Ａ
のように折り曲げて、発光素子１８，１９の取付け部２
５を窓部１６に嵌め込み、ケーブル接続部２２の取付け
孔３０にボッチ２９をそれぞれ嵌め込んだ状態で図７
（ａ），（ｂ）に示すように加熱したコテ先３１でボッ
チ２９を溶かすと、ケーブル接続部２２は組付け部２６
に固着される。このとき、さらにケーブル接続部２２と
組付け部２６とを接着剤を用いて強固に接着するのが望
ましい。ケーブル接続部２２の電極２３に半田付けされ
た信号ケーブル２４は、組付け部２６後部の切欠き凹部
３２から引き出される。発光素子１８，１９の取付け部
２５とケーブル接続部２２が取り付けられた組付け部２
６は、プローブ本体１の下部中央部（下腹部）に嵌め込
まれて固着される。

【００１５】一方、フレキシブル基板２０一端側の受光
素子２１の取付け部３３が組み付けられる組付け部３４
も、全体が透明樹脂からなり、中央部に受光素子用の受
光窓部１７が形成されている。この組付け部３４の裏面
には、２本のボッチ２９が突設されており、これらボッ
チ２９に受光素子２１の取付け部３３に穿設された取付
け孔３０を嵌め込み、図７に示したようにこれらボッチ
２９を加熱したコテ先３１で溶かすことで、取付け部３
３を組付け部３４に固着できる。なお、さらに両者を接
着剤で強固に接着するのが望ましい。受光素子２１の取
付け部３３が組み付けられた組付け部３４は、膨出部２
７の発光窓部１６側に対向するプローブ本体先端部の嵌
着部６の壁面部に嵌め込まれて固着される。このときフ
レキシブル基板２０のパターン接続部は、プローブ本体
１の下部に形成された溝部３５に嵌め込まれる。

【００１６】発光素子部と受光素子部が取り付けられた
プローブ本体１と嵌着部６の下部には、遮光性を有する
材質からなるゴム製のカバー３６が被せられる。このカ
バー３６は、投光窓部１６と受光窓部１７の位置にこれ
らの窓部１６，１７を露出させるための孔が開けられて
いる。このカバー３６は、発光素子１８，１９から発せ
られる光の不用意な拡散と外来光ノイズの混入を防ぐ遮
光の機能を有するとともに、プローブを測定部位に装着
したときの装着性を高める働きを有している。

【００１７】このように構成されるプローブでは、本体
１側と挟持部材８側の指押え１１，１２を摘んで、挟持
部材８を開き、プローブ本体１の嵌着部６を耳の珠間切
痕４に嵌め込んで、挟持部材８により耳介の対珠２の背
後を挟み込み、図８に示すように耳部に装着する。この
装着状態では、図９に示すようにプローブ本体１側に設
けられた投光窓部１６と受光窓部１７により耳の対珠２
が挟み込まれるようになり、発光素子１８，１９と受光
素子２１とが対珠２を挟んで対向する。このようにプロ
ーブ本体１側に発光素子１８，１９と受光素子２１を配
設したことで、測定中に体動が生じてプローブが揺れて
も、発光素子１８，１９と受光素子２１との距離が変動
せず、安定な測定を行える。

【００１８】なお、プローブ本体１の先端部の嵌着部６
に投光窓部を設けて発光素子を埋め込み、プローブ本体
１の下腹部に突き出た膨出部２７に受光窓部を設けて受
光素子を埋め込むようにしてもよい。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、プ
ローブ本体に発光素子と受光素子とを配設し、互いに位
置関係が固定されたこれら発光素子と受光素子との間に
耳の対珠を挟み込んで測定を行なうようにしたので、従
来のように一対の挟持部材に発光素子と受光素子を配設
するのとは異なり、測定中に体動が生じて耳に装着した
プローブが揺れても、発光素子と受光素子との間の距離
が変動しないとともに、膨出部と嵌着部に挟み込まれた
対珠は、挟持部材の先端部で耳介背後から押さえ込まれ
るため、三点支持となり動きが生じにくく、誤差が混入
することなく高い精度で血液中の酸素飽和度を測定する
ことができる。また、発光素子と受光素子の窓部を除い
たプローブ本体に遮光性のカバーを被せたので、発光素
子からの光を不用意に拡散させることなく生体に照射で
きるとともに、外来光ノイズを遮断することができ、感
度の向上が図れるとともに、外来光による不規則性ノイ
ズの混入を防げる。また、耳の珠間切痕に嵌め込まれる
プローブ本体先端部の嵌着部に通音孔を穿設したので、
測定中でも聴覚を阻害することがなく、安全である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるパルスオキシメータ用プローブの
一実施例を示す側面図である。

【図２】図１のプローブの平面図である。

【図３】上記プローブの挟持部材とカバーを取り外した
プローブ本体の底面図である。

【図４】耳の各部の位置関係を説明するための正面図で
ある。

【図５】上記プローブの分解側面図である。

【図６】発光素子と受光素子が取り付けられたフレキシ
ブル基板と投光窓部、受光窓部をそれぞれ備える組付け
部を示す斜視図である。

【図７】フレキシブル基板の組付け部への固着方法を示
す斜視図である。

【図８】耳部へのプローブの装着状態を示す斜視図であ
る。

【図９】耳の対珠を挟み込む発光素子部と受光素子部の
位置関係を示す断面図である。

【図１０】従来のクリップ式プローブの装着状態を示す
正面図である。

【図１１】従来のプローブの装着状態を模式的に示す断
面図である。

【符号の説明】

１ プローブ本体 ２ 対珠 ３ 耳珠 ４ 珠間切痕 ５ 耳たぶ ６ 嵌着部 ７ 通音孔 ８ 挟持部材 ９ 回動用の軸 １０ 軸支部 １１，１２ 指押え １３，１４ 板ばね嵌合用の溝部 １５ 板ばね １６ 投光窓部 １７ 受光窓部 １８，１９ 発光素子 ２０ フレキシブル基板 ２１ 受光素子 ２２ ケーブル接続部 ２３ ケーブル接続用の電極 ２４ 信号ケーブル ２５ 発光素子の取付け部 ２６，３４ 組付け部 ２７ 膨出部 ２８ 突出部 ２９ ボッチ ３０ ボッチが入り込む取付け孔 ３１ コテ先 ３２ 信号ケーブルを引き出す切欠き凹部 ３３ 取付け部 ３５ 溝部 ３６ カバー

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被験者の耳に装着され、互いに波長の異
   なる光を生体に照射して波長による吸光特性の違いから
   血液中の酸素飽和度を測定するために用いるパルスオキ
   シメータ用プローブにおいて、 耳介を背後から挟み込む挟持部材を、ばね部材で閉方向
   に付勢してプローブ本体の基部に開閉可能に取り付け、 この挟持部材に面するプローブ本体の腹部を膨出させ、
   プローブ本体の先端部に耳の耳甲介腔と珠間切痕に嵌ま
   り込む嵌着部を突設して、上記プローブ本体の腹部の膨
   出部とこの嵌着部とで耳の対珠を挟み込めるようにし、 上記プローブ本体の膨出部と嵌着部との対向する面部
   に、互いに光を授受する発光素子と受光素子とを投光窓
   部と受光窓部を介してそれぞれ取り付けたことを特徴と
   するパルスオキシメータ用プローブ。
2. 【請求項２】 上記嵌着部に音の通りを確保するための
   通音孔を穿設したことを特徴とする請求項１記載のパル
   スオキシメータ用プローブ。
3. 【請求項３】 装着性を高めるとともに、遮光性を有す
   る材質で形成されたカバーを、上記投光窓部と受光窓部
   を除く上記プローブ本体の腹部と嵌着部にこれらの部位
   を一体に覆うように被せたことを特徴とする請求項１ま
   たは請求項２記載のパルスオキシメータ用プローブ。