JP3364819B2 - 血中吸光物質濃度測定装置 - Google Patents
血中吸光物質濃度測定装置Info
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- A61B5/1455—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters
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- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/314—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry with comparison of measurements at specific and non-specific wavelengths
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は血中の酸素飽和度、異常
ヘモグロビン濃度、注入色素濃度、他の吸光物質濃度
等、血中吸光物質濃度を測定する装置に関する。
ヘモグロビン濃度、注入色素濃度、他の吸光物質濃度
等、血中吸光物質濃度を測定する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】波長が異なる複数の光を生体組織に照射
してそれぞれの透過光Ｉi （ｉ＝１，２，…）をそれに
比例した電気信号に変換し、それぞれの波長における組
織の減光度の脈動ΔｌｎＩi （ｉ＝１，２，…）をと
り、これにより酸素飽和度、血中色素濃度を測定する装
置がある。
してそれぞれの透過光Ｉi （ｉ＝１，２，…）をそれに
比例した電気信号に変換し、それぞれの波長における組
織の減光度の脈動ΔｌｎＩi （ｉ＝１，２，…）をと
り、これにより酸素飽和度、血中色素濃度を測定する装
置がある。
【０００３】例えば酸素飽和度Ｓを測定する場合、シャ
スターの理論、および実験から次のような式を立てるこ
とができる。 Φ32＝ΔｌｎＩ3 ／ΔｌｎＩ2 ＝（Ｅｂ3 −Ｅｘ3 ）／（Ｅｂ2 −Ｅｘ2 ） （１） Ｅｂi ＝｛Ｅｈi （Ｅｈi ＋Ｆ）｝1/2 （ｉ＝２，３） （２） Ｅｈi ＝ＳＥｏi ＋（１−Ｓ）Ｅｒi （ｉ＝２，３） （３） Ｅｂi （ｉ＝２，３）；波長λi （ｉ＝２，３）につい
ての血液の脈動により生じる項。以下、Ｅｂi を波長λ
i についての血液項と称する。 Ｅｘi （ｉ＝２，３）；波長λi （ｉ＝２，３）につい
ての血液以外の組織の脈動により生じる項。以下、Ｅｘ
i を波長λi についての組織項と称する。 Ｅｈi （ｉ＝２，３）；波長λi （ｉ＝２，３）につい
てのヘモグロビンの吸光係数。 Ｆ ；散乱係数。 Ｓ ；酸素飽和度。 Ｅｏ；酸化ヘモグロビンの吸光係数。 Ｅｒ；還元ヘモグロビンの吸光係数。 例えば、波長λ2 は８９０ｎｍ、波長λ3 は６６５ｎｍ
である。
スターの理論、および実験から次のような式を立てるこ
とができる。 Φ32＝ΔｌｎＩ3 ／ΔｌｎＩ2 ＝（Ｅｂ3 −Ｅｘ3 ）／（Ｅｂ2 −Ｅｘ2 ） （１） Ｅｂi ＝｛Ｅｈi （Ｅｈi ＋Ｆ）｝1/2 （ｉ＝２，３） （２） Ｅｈi ＝ＳＥｏi ＋（１−Ｓ）Ｅｒi （ｉ＝２，３） （３） Ｅｂi （ｉ＝２，３）；波長λi （ｉ＝２，３）につい
ての血液の脈動により生じる項。以下、Ｅｂi を波長λ
i についての血液項と称する。 Ｅｘi （ｉ＝２，３）；波長λi （ｉ＝２，３）につい
ての血液以外の組織の脈動により生じる項。以下、Ｅｘ
i を波長λi についての組織項と称する。 Ｅｈi （ｉ＝２，３）；波長λi （ｉ＝２，３）につい
てのヘモグロビンの吸光係数。 Ｆ ；散乱係数。 Ｓ ；酸素飽和度。 Ｅｏ；酸化ヘモグロビンの吸光係数。 Ｅｒ；還元ヘモグロビンの吸光係数。 例えば、波長λ2 は８９０ｎｍ、波長λ3 は６６５ｎｍ
である。
【０００４】（２）、（３）式中、Ｆ、Ｅｏ、Ｅｒは既
知であるから（１）式の右辺の中でＥｂ2 、Ｅｂ3 はＳ
のみを変数とする関数であらわされる。従って（１）式
の右辺の中で未知数はＳ、Ｅｘ2 、Ｅｘ3 である。Ｅｘ
2 、Ｅｘ3 は従来は知り得ないものとして、実験的に得
られるΦ32と酸素飽和度Ｓとの関係に基づいてΦ32をＳ
に換算するものであった。
知であるから（１）式の右辺の中でＥｂ2 、Ｅｂ3 はＳ
のみを変数とする関数であらわされる。従って（１）式
の右辺の中で未知数はＳ、Ｅｘ2 、Ｅｘ3 である。Ｅｘ
2 、Ｅｘ3 は従来は知り得ないものとして、実験的に得
られるΦ32と酸素飽和度Ｓとの関係に基づいてΦ32をＳ
に換算するものであった。
【０００５】また例えば生体に注入した色素の血中濃度
測定においては、同様にシャスターの理論、および実験
から次のような式を立てることができる。 Φ12＝ΔｌｎＩ1 ／ΔｌｎＩ2 ＝（Ｅｂ1 −Ｅｘ1 ）／（Ｅｂ2 −Ｅｘ2 ） （４） Ｅｂi ＝｛（Ｅｈi ＋Ｅｄi Ｃｄ／Ｈｂ）（Ｅｈi ＋Ｅｄi Ｃｄ／Ｈｂ＋ Ｆ）｝1/2 （ｉ＝１，２） （５） Ｅｈi ＝ＳＥｏi ＋（１−Ｓ）Ｅｒi （ｉ＝１，２） （６） Ｅｂi ；波長λi についての血液項。 Ｅｘi ；波長λi についての組織項。 Ｅｈi ；波長λi についてのヘモグロビンの吸光係数。 Ｅｄi ；波長λi それぞれについての色素の吸光係数。 Ｃｄ；色素の血中濃度。 Ｈｂ；ヘモグロビン濃度。 例えば、波長λ1 は８０５ｎｍ、波長λ2 は８９０ｎｍ
である。
測定においては、同様にシャスターの理論、および実験
から次のような式を立てることができる。 Φ12＝ΔｌｎＩ1 ／ΔｌｎＩ2 ＝（Ｅｂ1 −Ｅｘ1 ）／（Ｅｂ2 −Ｅｘ2 ） （４） Ｅｂi ＝｛（Ｅｈi ＋Ｅｄi Ｃｄ／Ｈｂ）（Ｅｈi ＋Ｅｄi Ｃｄ／Ｈｂ＋ Ｆ）｝1/2 （ｉ＝１，２） （５） Ｅｈi ＝ＳＥｏi ＋（１−Ｓ）Ｅｒi （ｉ＝１，２） （６） Ｅｂi ；波長λi についての血液項。 Ｅｘi ；波長λi についての組織項。 Ｅｈi ；波長λi についてのヘモグロビンの吸光係数。 Ｅｄi ；波長λi それぞれについての色素の吸光係数。 Ｃｄ；色素の血中濃度。 Ｈｂ；ヘモグロビン濃度。 例えば、波長λ1 は８０５ｎｍ、波長λ2 は８９０ｎｍ
である。
【０００６】（５）、（６）式中Ｆ、Ｅｏ、Ｅｒ、Ｅｄ
1 、Ｅｄ2 は既知であるから（４）式の右辺の中で未知
数はＳ、Ｈｂ、Ｃｄ、Ｅｘ1 、Ｅｘ2 である。Ｓは、上
記の波長を用いる場合にはＳ＝１とみなしてよい。Ｈｂ
は他の測定により求めるとすれば、未知数はＣｄ、Ｅｘ
1 、Ｅｘ2 である。Ｅｘ1 、Ｅｘ2 は従来は十分小であ
りしかもその値を知り得ないものとしてゼロと近似し、
この式によってΦ12から色素濃度Ｃｄを計算していた。
1 、Ｅｄ2 は既知であるから（４）式の右辺の中で未知
数はＳ、Ｈｂ、Ｃｄ、Ｅｘ1 、Ｅｘ2 である。Ｓは、上
記の波長を用いる場合にはＳ＝１とみなしてよい。Ｈｂ
は他の測定により求めるとすれば、未知数はＣｄ、Ｅｘ
1 、Ｅｘ2 である。Ｅｘ1 、Ｅｘ2 は従来は十分小であ
りしかもその値を知り得ないものとしてゼロと近似し、
この式によってΦ12から色素濃度Ｃｄを計算していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしこのような従来
の測定装置によれば組織が及ぼす影響を十分考慮してい
ないので測定誤差が生じ充分高い精度を得ることができ
なかった。本発明の目的は、組織が及ぼす影響を正しく
考慮することにより、脈動する透過光を用いて酸素飽和
度、血中色素濃度その他の血中吸光物質の濃度を高精度
で測定できる装置を提供することである。
の測定装置によれば組織が及ぼす影響を十分考慮してい
ないので測定誤差が生じ充分高い精度を得ることができ
なかった。本発明の目的は、組織が及ぼす影響を正しく
考慮することにより、脈動する透過光を用いて酸素飽和
度、血中色素濃度その他の血中吸光物質の濃度を高精度
で測定できる装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
３個の異なる波長の光を生体組織に照射する光発生手段
と、この光発生手段から発せられ生体組織を透過した光
それぞれを電気信号に変換する光電変換手段と、この光
電変換手段からの出力に基づき生体組織の減光度の脈動
を各波長毎に求める脈動計算手段と、この脈動計算手段
が求めた３個の減光度の脈動の相互の比として２個の脈
動比を計算する脈動比計算手段と、それぞれの前記脈動
比は、２個の波長それぞれにおける血液の減光度の脈動
に関する項である血液項と血液以外の生体組織の減光度
の脈動に関する項である組織項との和の比であるとし、
各波長の前記組織項の相互間には一定の関係があると
し、その結果、組織項に関する未知数は１個として前記
脈動比計算手段の出力に基づいて、血中吸光物質の濃度
を計算する濃度計算手段と、を具備することを特徴とす
る。請求項２に係る発明は、請求項１に記載の装置にお
いて、濃度計算手段は、酸素飽和度を計算することを特
徴とする。請求項３に係る発明は、３個の異なる波長の
光を生体組織に照射する光発生手段と、この光発生手段
から発せられ生体組織を透過した光それぞれを電気信号
に変換する光電変換手段と、この光電変換手段からの出
力に基づき生体組織の減光度の脈動を各波長毎に求める
脈動計算手段と、この脈動計算手段が求めた３個の減光
度の脈動の相互の比として２個の脈動比を計算する脈動
比計算手段と、色素が体外から血中に注入されたことを
指示する指示信号を発生する指示信号発生手段と、それ
ぞれの前記脈動比は、２個の波長それぞれにおける血液
の減光度の脈動に関する項である血液項と血液以外の生
体組織の減光度の脈動に関する項である組織項との和の
比であるとし、各波長の前記組織項の相互間には一定の
関係があるとし、その結果、組織項に関する未知数は１
個として前記脈動比計算手段の出力に基づいて、少なく
とも前記組織項の値を計算する第１の濃度計算手段と、
前記指示信号発生手段が指示信号を発生した後の前記脈
動比計算手段の出力と前記第１の濃度計算手段が前記指
示信号の発生前に求めた前記組織項の値とを用いて少な
くとも血中色素濃度を計算する第２の濃度計算手段と、
具備することを特徴とする。請求項４に係る発明は、４
個の異なる波長の光を生体組織に照射する光発生手段
と、この光発生手段から発せられ生体組織を透過した光
それぞれを電気信号に変換する光電変換手段と、この光
電変換手段からの出力に基づき生体組織の減光度の脈動
を各波長毎に求める脈動計算手段と、この脈動計算手段
が求めた４個の減光度の脈動の相互の比として３個の脈
動比を計算する脈動比計算手段と、それぞれの前記脈動
比は、２個の波長それぞれにおける血液の減光度の脈動
に関する項である血液項と血液以外の生体組織の減光度
の脈動に関する項である組織項との和の比であるとし、
各波長の前記組織項の相互間には一定の関係があると
し、その結果、組織項に関する未知数は１個として前記
脈動比計算手段の出力に基づいて、血中吸光物質の濃度
を計算する濃度計算手段と、を具備することを特徴とす
る。請求項５に係る発明は、４個の異なる波長の光を生
体組織に照射する光発生手段と、この光発生手段から発
せられ生体組織を透過した光それぞれを電気信号に変換
する光電変換手段と、この光電変換手段からの出力に基
づき生体組織の減光度の脈動を各波長毎に求める脈動計
算手段と、この脈動計算手段が求めた４個の減光度の脈
動の相互の比として３個の脈動比を計算する脈動比計算
手段と、色素が体外から血中に注入されたことを指示す
る指示信号を発生する指示信号発生手段と、それぞれの
前記脈動比は、２個の波長それぞれにおける血液の減光
度の脈動に関する項である血液項と血液以外の生体組織
の減光度の脈動に関する項である組織項との和の比であ
るとし、各波長の前記組織項の相互間には一定の関係が
あるとし、その結果、組織項に関する未知数は１個とし
て前記脈動比計算手段の出力に基づいて、少なくとも前
記組織項の値を計算する第１の濃度計算手段と、前記指
示信号発生手段が指示信号を発生した後の前記脈動比計
算手段の出力と前記第１の濃度計算手段が前記指示信号
の発生前に求めた前記組織項の値とを用いて少なくとも
血中色素濃度を計算する第２の濃度計算手段と、を具備
することを特徴とする。請求項６に係る発明は、請求項
１乃至５のいずれか１に記載の装置において、各波長の
組織項相互間の一定の関係とは、各波長の組織項が、共
通の１の組織項の１次式で示される関係であることを特
徴とする。請求項７に係る発明は、請求項３または請求
項５に記載の装置において、前記第１の濃度計算手段お
よび前記第２の濃度計算手段で用いられる式は同じであ
り、前記第１の濃度計算手段でその式が用いられるとき
は注入色素の濃度がゼロであるとすることを特徴とす
る。
３個の異なる波長の光を生体組織に照射する光発生手段
と、この光発生手段から発せられ生体組織を透過した光
それぞれを電気信号に変換する光電変換手段と、この光
電変換手段からの出力に基づき生体組織の減光度の脈動
を各波長毎に求める脈動計算手段と、この脈動計算手段
が求めた３個の減光度の脈動の相互の比として２個の脈
動比を計算する脈動比計算手段と、それぞれの前記脈動
比は、２個の波長それぞれにおける血液の減光度の脈動
に関する項である血液項と血液以外の生体組織の減光度
の脈動に関する項である組織項との和の比であるとし、
各波長の前記組織項の相互間には一定の関係があると
し、その結果、組織項に関する未知数は１個として前記
脈動比計算手段の出力に基づいて、血中吸光物質の濃度
を計算する濃度計算手段と、を具備することを特徴とす
る。請求項２に係る発明は、請求項１に記載の装置にお
いて、濃度計算手段は、酸素飽和度を計算することを特
徴とする。請求項３に係る発明は、３個の異なる波長の
光を生体組織に照射する光発生手段と、この光発生手段
から発せられ生体組織を透過した光それぞれを電気信号
に変換する光電変換手段と、この光電変換手段からの出
力に基づき生体組織の減光度の脈動を各波長毎に求める
脈動計算手段と、この脈動計算手段が求めた３個の減光
度の脈動の相互の比として２個の脈動比を計算する脈動
比計算手段と、色素が体外から血中に注入されたことを
指示する指示信号を発生する指示信号発生手段と、それ
ぞれの前記脈動比は、２個の波長それぞれにおける血液
の減光度の脈動に関する項である血液項と血液以外の生
体組織の減光度の脈動に関する項である組織項との和の
比であるとし、各波長の前記組織項の相互間には一定の
関係があるとし、その結果、組織項に関する未知数は１
個として前記脈動比計算手段の出力に基づいて、少なく
とも前記組織項の値を計算する第１の濃度計算手段と、
前記指示信号発生手段が指示信号を発生した後の前記脈
動比計算手段の出力と前記第１の濃度計算手段が前記指
示信号の発生前に求めた前記組織項の値とを用いて少な
くとも血中色素濃度を計算する第２の濃度計算手段と、
具備することを特徴とする。請求項４に係る発明は、４
個の異なる波長の光を生体組織に照射する光発生手段
と、この光発生手段から発せられ生体組織を透過した光
それぞれを電気信号に変換する光電変換手段と、この光
電変換手段からの出力に基づき生体組織の減光度の脈動
を各波長毎に求める脈動計算手段と、この脈動計算手段
が求めた４個の減光度の脈動の相互の比として３個の脈
動比を計算する脈動比計算手段と、それぞれの前記脈動
比は、２個の波長それぞれにおける血液の減光度の脈動
に関する項である血液項と血液以外の生体組織の減光度
の脈動に関する項である組織項との和の比であるとし、
各波長の前記組織項の相互間には一定の関係があると
し、その結果、組織項に関する未知数は１個として前記
脈動比計算手段の出力に基づいて、血中吸光物質の濃度
を計算する濃度計算手段と、を具備することを特徴とす
る。請求項５に係る発明は、４個の異なる波長の光を生
体組織に照射する光発生手段と、この光発生手段から発
せられ生体組織を透過した光それぞれを電気信号に変換
する光電変換手段と、この光電変換手段からの出力に基
づき生体組織の減光度の脈動を各波長毎に求める脈動計
算手段と、この脈動計算手段が求めた４個の減光度の脈
動の相互の比として３個の脈動比を計算する脈動比計算
手段と、色素が体外から血中に注入されたことを指示す
る指示信号を発生する指示信号発生手段と、それぞれの
前記脈動比は、２個の波長それぞれにおける血液の減光
度の脈動に関する項である血液項と血液以外の生体組織
の減光度の脈動に関する項である組織項との和の比であ
るとし、各波長の前記組織項の相互間には一定の関係が
あるとし、その結果、組織項に関する未知数は１個とし
て前記脈動比計算手段の出力に基づいて、少なくとも前
記組織項の値を計算する第１の濃度計算手段と、前記指
示信号発生手段が指示信号を発生した後の前記脈動比計
算手段の出力と前記第１の濃度計算手段が前記指示信号
の発生前に求めた前記組織項の値とを用いて少なくとも
血中色素濃度を計算する第２の濃度計算手段と、を具備
することを特徴とする。請求項６に係る発明は、請求項
１乃至５のいずれか１に記載の装置において、各波長の
組織項相互間の一定の関係とは、各波長の組織項が、共
通の１の組織項の１次式で示される関係であることを特
徴とする。請求項７に係る発明は、請求項３または請求
項５に記載の装置において、前記第１の濃度計算手段お
よび前記第２の濃度計算手段で用いられる式は同じであ
り、前記第１の濃度計算手段でその式が用いられるとき
は注入色素の濃度がゼロであるとすることを特徴とす
る。
【００１８】
【作用】請求項１に係る発明において、光発生手段から
発せられ生体組織を透過した３個の波長の光それぞれは
光電変換手段で電気信号に変換される。脈動計算手段は
この光電変換手段からの出力に基づき生体組織の減光度
の脈動を各波長毎に求め、これにより脈動比計算手段は
３個の減光度の脈動の相互の比４として２個の脈動比を
計算する。濃度計算手段はこの脈動比計算手段の出力
を、各波長の組織項相互間には一定の関係があることに
基づき組織項の未知数は１個として血中吸光物質の濃度
を計算する。請求項２に係る発明において、濃度計算手
段は、酸素飽和度を計算する。請求項３に係る発明にお
いて、光発生手段から発せられ生体組織を透過した３個
の波長の光それぞれは光電変換手段で電気信号に変換さ
れる。脈動計算手段はこの光電変換手段からの出力に基
づき生体組織の減光度の脈動を各波長毎に求め、これに
より脈動比計算手段は３個の減光度の脈動の相互の比と
して２個の脈動比を計算する。第１の濃度計算手段は、
脈動比計算手段の出力に基づいて少なくとも組織項の値
を計算する。指示信号発生手段が指示信号を発生する
と、第２の濃度計算手段は、脈動比計算手段の出力と前
記第１の濃度計算手段が前記指示信号の発生前に求めた
組織項の値とを用いて少なくとも血中色素濃度を計算す
る。請求項４に係る発明において、光発生手段から発せ
られ生体組織を透過した４個の波長の光それぞれは光電
変換手段で電気信号に変換される。脈動計算手段はこの
光電変換手段からの出力に基づき生体組織の減光度の脈
動を各波長毎に求め、これにより脈動比計算手段は４個
の減光度の脈動の相互の比として３個の脈動比を計算す
る。濃度計算手段はこの脈動比計算手段の出力を、各波
長の組織項相互間には一定の関係があることに基づき組
織項の未知数は１個として血中吸光物質の濃度を計算す
る。請求項５に係る発明において、光発生手段から発せ
られ生体組織を透過した４個の波長の光それぞれは光電
変換手段で電気信号に変換される。脈動計算手段はこの
光電変換手段からの出力に基づき生体組織の減光度の脈
動を各波長毎に求め、これにより脈動比計算手段は３個
の減光度の脈動の相互の比として３個の脈動 比を計算す
る。第１の濃度計算手段は、脈動比計算手段の出力に基
づいて少なくとも組織項の値を計算する。指示信号発生
手段が指示信号を発生すると、第２の濃度計算手段は、
脈動比計算手段の出力と前記第１の濃度計算手段が前記
指示信号の発生前に求めた組織項の値とを用いて少なく
とも血中色素濃度を計算する。請求項６に係る発明にお
いて、請求項１、請求項２および請求項４に係る濃度計
算手段と、請求項３および請求項５に係る第１の濃度計
算手段が行なう計算において、各波長の組織項が、共通
の１の組織項の１次式で示される関係であることを用い
て計算する。 請求項７に係る発明において、請求項３ま
たは請求項５に係る前記第１の濃度計算手段および前記
第２の濃度計算手段は同じ式を用いて計算し、前記第１
の濃度計算手段でその式が用いられるときは注入色素の
濃度がゼロであるとする。
発せられ生体組織を透過した３個の波長の光それぞれは
光電変換手段で電気信号に変換される。脈動計算手段は
この光電変換手段からの出力に基づき生体組織の減光度
の脈動を各波長毎に求め、これにより脈動比計算手段は
３個の減光度の脈動の相互の比４として２個の脈動比を
計算する。濃度計算手段はこの脈動比計算手段の出力
を、各波長の組織項相互間には一定の関係があることに
基づき組織項の未知数は１個として血中吸光物質の濃度
を計算する。請求項２に係る発明において、濃度計算手
段は、酸素飽和度を計算する。請求項３に係る発明にお
いて、光発生手段から発せられ生体組織を透過した３個
の波長の光それぞれは光電変換手段で電気信号に変換さ
れる。脈動計算手段はこの光電変換手段からの出力に基
づき生体組織の減光度の脈動を各波長毎に求め、これに
より脈動比計算手段は３個の減光度の脈動の相互の比と
して２個の脈動比を計算する。第１の濃度計算手段は、
脈動比計算手段の出力に基づいて少なくとも組織項の値
を計算する。指示信号発生手段が指示信号を発生する
と、第２の濃度計算手段は、脈動比計算手段の出力と前
記第１の濃度計算手段が前記指示信号の発生前に求めた
組織項の値とを用いて少なくとも血中色素濃度を計算す
る。請求項４に係る発明において、光発生手段から発せ
られ生体組織を透過した４個の波長の光それぞれは光電
変換手段で電気信号に変換される。脈動計算手段はこの
光電変換手段からの出力に基づき生体組織の減光度の脈
動を各波長毎に求め、これにより脈動比計算手段は４個
の減光度の脈動の相互の比として３個の脈動比を計算す
る。濃度計算手段はこの脈動比計算手段の出力を、各波
長の組織項相互間には一定の関係があることに基づき組
織項の未知数は１個として血中吸光物質の濃度を計算す
る。請求項５に係る発明において、光発生手段から発せ
られ生体組織を透過した４個の波長の光それぞれは光電
変換手段で電気信号に変換される。脈動計算手段はこの
光電変換手段からの出力に基づき生体組織の減光度の脈
動を各波長毎に求め、これにより脈動比計算手段は３個
の減光度の脈動の相互の比として３個の脈動 比を計算す
る。第１の濃度計算手段は、脈動比計算手段の出力に基
づいて少なくとも組織項の値を計算する。指示信号発生
手段が指示信号を発生すると、第２の濃度計算手段は、
脈動比計算手段の出力と前記第１の濃度計算手段が前記
指示信号の発生前に求めた組織項の値とを用いて少なく
とも血中色素濃度を計算する。請求項６に係る発明にお
いて、請求項１、請求項２および請求項４に係る濃度計
算手段と、請求項３および請求項５に係る第１の濃度計
算手段が行なう計算において、各波長の組織項が、共通
の１の組織項の１次式で示される関係であることを用い
て計算する。 請求項７に係る発明において、請求項３ま
たは請求項５に係る前記第１の濃度計算手段および前記
第２の濃度計算手段は同じ式を用いて計算し、前記第１
の濃度計算手段でその式が用いられるときは注入色素の
濃度がゼロであるとする。
【００１９】
【実施例】本発明の第１の実施例の酸素飽和度測定装置
の原理的説明を行なう。３つの波長λ1 、λ2 、λ3 の
光を生体に照射して、それぞれの透過光Ｉ1 、Ｉ2 、Ｉ
3 をそれらに比例した電気信号に変換し、その対数の脈
動分をとり、これをΔｌｎＩ1 、ΔｌｎＩ2 、ΔｌｎＩ
3 とする。以下添字１、２、３は波長λ1 、λ2 、λ3
を示すものとする。血中吸光物質がヘモグロビンだけで
ある場合であって、しかも酸化ヘモグロビンＯ2 Ｈｂお
よび還元ヘモグロビンＲＨｂだけであると近似できる場
合には次の式が成立する。これはシャスターの理論、お
よび実験により立証されている。 Φ12＝ΔｌｎＩ1 ／ΔｌｎＩ2 ＝（Ｅｂ1 −Ｅｘ1 ）／（Ｅｂ2 −Ｅｘ2 ） （１１） Φ32＝ΔｌｎＩ3 ／ΔｌｎＩ2 ＝（Ｅｂ3 −Ｅｘ3 ）／（Ｅｂ2 −Ｅｘ2 ） （１２） Ｅｂi （ｉ＝１，２，３）は血液項。Ｅｘi （ｉ＝１，
２，３）は組織項。 Ｅｂi ＝｛Ｅｈi （Ｅｈi ＋Ｆ）｝1/2 （ｉ＝１，２，３） （１３） Ｅｈi ＝ＳＥｏi ＋（１−Ｓ）Ｅｒi （ｉ＝１，２，３） （１４） Ｅｈはヘモグロビンの吸光係数。Ｆは散乱係数（既
知）。Ｓは酸素飽和度。Ｅｏは酸化ヘモグロビンの吸光
係数（既知）。Ｅｒは還元ヘモグロビンの吸光係数（既
知）。測定対象は酸素飽和度Ｓである。
の原理的説明を行なう。３つの波長λ1 、λ2 、λ3 の
光を生体に照射して、それぞれの透過光Ｉ1 、Ｉ2 、Ｉ
3 をそれらに比例した電気信号に変換し、その対数の脈
動分をとり、これをΔｌｎＩ1 、ΔｌｎＩ2 、ΔｌｎＩ
3 とする。以下添字１、２、３は波長λ1 、λ2 、λ3
を示すものとする。血中吸光物質がヘモグロビンだけで
ある場合であって、しかも酸化ヘモグロビンＯ2 Ｈｂお
よび還元ヘモグロビンＲＨｂだけであると近似できる場
合には次の式が成立する。これはシャスターの理論、お
よび実験により立証されている。 Φ12＝ΔｌｎＩ1 ／ΔｌｎＩ2 ＝（Ｅｂ1 −Ｅｘ1 ）／（Ｅｂ2 −Ｅｘ2 ） （１１） Φ32＝ΔｌｎＩ3 ／ΔｌｎＩ2 ＝（Ｅｂ3 −Ｅｘ3 ）／（Ｅｂ2 −Ｅｘ2 ） （１２） Ｅｂi （ｉ＝１，２，３）は血液項。Ｅｘi （ｉ＝１，
２，３）は組織項。 Ｅｂi ＝｛Ｅｈi （Ｅｈi ＋Ｆ）｝1/2 （ｉ＝１，２，３） （１３） Ｅｈi ＝ＳＥｏi ＋（１−Ｓ）Ｅｒi （ｉ＝１，２，３） （１４） Ｅｈはヘモグロビンの吸光係数。Ｆは散乱係数（既
知）。Ｓは酸素飽和度。Ｅｏは酸化ヘモグロビンの吸光
係数（既知）。Ｅｒは還元ヘモグロビンの吸光係数（既
知）。測定対象は酸素飽和度Ｓである。
【００２０】（１１）式、（１２）式においてＥｂ
i （ｉ＝１，２，３）は（１３）式、（１４）式よりＳ
のみを変数とする関数であるから、未知数はＳ、Ｅｘi
（ｉ＝１，２，３）となる。組織項Ｅｘi （ｉ＝１，
２，３）は理論的に次のように書くことができる。 Ｅｘi ＝（Ｚｘi ／Ｈｂ）（ΔＤｔ／ΔＤｂ） （１５） Ｚｘi は純組織（血液以外の組織）の減光率であって、
主として水の吸光によって波長依存性を持つ。しかし、
ここで想定する光波長では、波長によらずほぼ一定とみ
なせる。Ｈｂはヘモグロビン濃度で個人差がある。ΔＤ
ｔ／ΔＤｂは純組織の厚みの脈動ΔＤｔと血液の厚みの
脈動ΔＤｂとの比であって、これは個人差およびプロー
ブの装着状態によって異なる値である。
i （ｉ＝１，２，３）は（１３）式、（１４）式よりＳ
のみを変数とする関数であるから、未知数はＳ、Ｅｘi
（ｉ＝１，２，３）となる。組織項Ｅｘi （ｉ＝１，
２，３）は理論的に次のように書くことができる。 Ｅｘi ＝（Ｚｘi ／Ｈｂ）（ΔＤｔ／ΔＤｂ） （１５） Ｚｘi は純組織（血液以外の組織）の減光率であって、
主として水の吸光によって波長依存性を持つ。しかし、
ここで想定する光波長では、波長によらずほぼ一定とみ
なせる。Ｈｂはヘモグロビン濃度で個人差がある。ΔＤ
ｔ／ΔＤｂは純組織の厚みの脈動ΔＤｔと血液の厚みの
脈動ΔＤｂとの比であって、これは個人差およびプロー
ブの装着状態によって異なる値である。
【００２１】従って、Ｅｘ1 ＝Ｅｘ2 ＝Ｅｘ3 と近似す
ることができる。しかし、実際にはプローブの構造およ
び生体組織の光学的特性によってこれと多少異なるので
あって、一般的にはＥｘ1 、Ｅｘ2 、Ｅｘ3 の間には次
の関係が成立するとみなすことができる。 Ｅｘ1 ＝ａ1 Ｅｘ2 ＋ｂ1 （１６） Ｅｘ3 ＝ａ3 Ｅｘ2 ＋ｂ3 （１７） ａ1 、ａ3 、ｂ1 、ｂ3 は既知の定数である。これらは
プローブの構造により異なり、予め各プローブについて
求めておくことができる。
ることができる。しかし、実際にはプローブの構造およ
び生体組織の光学的特性によってこれと多少異なるので
あって、一般的にはＥｘ1 、Ｅｘ2 、Ｅｘ3 の間には次
の関係が成立するとみなすことができる。 Ｅｘ1 ＝ａ1 Ｅｘ2 ＋ｂ1 （１６） Ｅｘ3 ＝ａ3 Ｅｘ2 ＋ｂ3 （１７） ａ1 、ａ3 、ｂ1 、ｂ3 は既知の定数である。これらは
プローブの構造により異なり、予め各プローブについて
求めておくことができる。
【００２２】このように、ある波長の組織項が、他の波
長の組織項の１次式で示される関係であるということは
実際の測定によってあきらかとなった。例えば２つの異
なる波長λ1 、λ2 の光を用いて複数の被検者のＥ
ｘ1 、Ｅｘ2 を測定した場合、その測定結果は図９に示
すようになる。図中Ａ、Ｂ、Ｃ、…は被検者の氏名を示
し、白い四角印は指先プローブによる測定値を示し、黒
い四角印は耳朶プローブによる測定値を示す。以下にこ
のデータの測定方法を説明する。２つの波長λ1 、λ2
の光を生体に照射して、それぞれの透過光Ｉ1 、Ｉ2 を
それらに比例した電気信号に変換し、その対数の脈動分
をとり、これをΔｌｎＩ1 、ΔｌｎＩ2 、ΔｌｎＩ3 と
する。血中吸光物質が注入色素とヘモグロビンだけであ
る場合には次の式が成立する。 Φ12＝ΔｌｎＩ1 ／ΔｌｎＩ2 ＝［｛（Ｅｈ1 ＋Ｅｄ1 Ｃｄ／Ｈｂ） （Ｅｈ1 ＋Ｅｄ1 Ｃｄ／Ｈｂ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ1 ］／［｛（Ｅｈ2 ＋Ｅｄ2 Ｃｄ／Ｈｂ）（Ｅｈ2 ＋Ｅｄ2 Ｃｄ／Ｈｂ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ2 ］ （１８） ここでＥｈ1 、Ｅｈ2 はヘモグロビンの吸光係数、Ｈｂ
は血中ヘモグロビン濃度、Ｃｄは血中色素濃度、Ｅ
ｄ1 、Ｅｄ2 は注入した色素の吸光係数である。血中色
素濃度がゼロの場合のΦ12であるΦ120 は（１８）式よ
り次式であらわされる。 Φ120 ＝［｛Ｅｈ1 （Ｅｈ1 ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ1 ］／［｛Ｅｈ2 （Ｅｈ2 ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ2 ］ （１９） Ｅｈ1 、Ｅｈ2 は既知である。Φ12、Φ120 を測定する
と共にＣｄ／Ｈｂを観血的に測定し、（１８）式と（１
９）式とに代入して連立方程式として計算してＥｘ1 、
Ｅｘ2 を求めることができる。図９は、これを複数の被
検者について行なった結果である。図９に示す例では、
指先プローブについてはａ1 ＝１、ｂ1＝−０．０２５
［ｄＬ／ｇｃｍ］、また耳朶プローブについてはａ1 ＝
１、ｂ1＝−０．０１５［ｄＬ／ｇｃｍ］であった。こ
の例では、２つの異なる波長の光を用いて測定したが３
つの異なる波長の光を用いて測定すれば、同様にしてＥ
ｘ1 とＥｘ2 の関係、Ｅｘ3 とＥｘ2 の関係が得られ
る。
長の組織項の１次式で示される関係であるということは
実際の測定によってあきらかとなった。例えば２つの異
なる波長λ1 、λ2 の光を用いて複数の被検者のＥ
ｘ1 、Ｅｘ2 を測定した場合、その測定結果は図９に示
すようになる。図中Ａ、Ｂ、Ｃ、…は被検者の氏名を示
し、白い四角印は指先プローブによる測定値を示し、黒
い四角印は耳朶プローブによる測定値を示す。以下にこ
のデータの測定方法を説明する。２つの波長λ1 、λ2
の光を生体に照射して、それぞれの透過光Ｉ1 、Ｉ2 を
それらに比例した電気信号に変換し、その対数の脈動分
をとり、これをΔｌｎＩ1 、ΔｌｎＩ2 、ΔｌｎＩ3 と
する。血中吸光物質が注入色素とヘモグロビンだけであ
る場合には次の式が成立する。 Φ12＝ΔｌｎＩ1 ／ΔｌｎＩ2 ＝［｛（Ｅｈ1 ＋Ｅｄ1 Ｃｄ／Ｈｂ） （Ｅｈ1 ＋Ｅｄ1 Ｃｄ／Ｈｂ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ1 ］／［｛（Ｅｈ2 ＋Ｅｄ2 Ｃｄ／Ｈｂ）（Ｅｈ2 ＋Ｅｄ2 Ｃｄ／Ｈｂ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ2 ］ （１８） ここでＥｈ1 、Ｅｈ2 はヘモグロビンの吸光係数、Ｈｂ
は血中ヘモグロビン濃度、Ｃｄは血中色素濃度、Ｅ
ｄ1 、Ｅｄ2 は注入した色素の吸光係数である。血中色
素濃度がゼロの場合のΦ12であるΦ120 は（１８）式よ
り次式であらわされる。 Φ120 ＝［｛Ｅｈ1 （Ｅｈ1 ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ1 ］／［｛Ｅｈ2 （Ｅｈ2 ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ2 ］ （１９） Ｅｈ1 、Ｅｈ2 は既知である。Φ12、Φ120 を測定する
と共にＣｄ／Ｈｂを観血的に測定し、（１８）式と（１
９）式とに代入して連立方程式として計算してＥｘ1 、
Ｅｘ2 を求めることができる。図９は、これを複数の被
検者について行なった結果である。図９に示す例では、
指先プローブについてはａ1 ＝１、ｂ1＝−０．０２５
［ｄＬ／ｇｃｍ］、また耳朶プローブについてはａ1 ＝
１、ｂ1＝−０．０１５［ｄＬ／ｇｃｍ］であった。こ
の例では、２つの異なる波長の光を用いて測定したが３
つの異なる波長の光を用いて測定すれば、同様にしてＥ
ｘ1 とＥｘ2 の関係、Ｅｘ3 とＥｘ2 の関係が得られ
る。
【００２３】Ｅｘ1 、Ｅｘ2 、Ｅｘ3 相互間には上記の
ような一定の関係があるから（１１）、（１２）式にお
ける未知数はＳ、Ｅｘ2 の２つとなる。すなわち（１
１）、（１２）式は次のようにあらわすことができる。 Ｅｘ2 ＝ｆ1 （Ｓ，Φ12） （２０） Ｓ＝ｆ2 （Ｅｘ2 ，Φ32） （２１） この連立方程式は非線形連立方程式であるから代数的に
解くことはできない。そこで逐次代入法を用いる。
ような一定の関係があるから（１１）、（１２）式にお
ける未知数はＳ、Ｅｘ2 の２つとなる。すなわち（１
１）、（１２）式は次のようにあらわすことができる。 Ｅｘ2 ＝ｆ1 （Ｓ，Φ12） （２０） Ｓ＝ｆ2 （Ｅｘ2 ，Φ32） （２１） この連立方程式は非線形連立方程式であるから代数的に
解くことはできない。そこで逐次代入法を用いる。
【００２４】Φ12、Φ32は生体組織に光を照射してΔｌ
ｎＩ1 ／ΔｌｎＩ2 、ΔｌｎＩ3 ／ΔｌｎＩ2 を計算す
ることにより求められる。（２０）式のＳに第１近似値
として適当な値を与えてＥｘ2 を求め、このＥｘ2 を
（２１）式に代入してＳを求め、このＳを再び（２０）
式に与えてＥｘ2 を求める。これをくり返し行なうこと
により極限値のＳとＥｘ2 を求めることができる。図２
に、この方法によりＳとＥｘ2 が求められるまでの過程
を示す。この例ではΦ12＝１．４、Φ32＝１．０であ
り、最初に与えられるＳの値は１としている。
ｎＩ1 ／ΔｌｎＩ2 、ΔｌｎＩ3 ／ΔｌｎＩ2 を計算す
ることにより求められる。（２０）式のＳに第１近似値
として適当な値を与えてＥｘ2 を求め、このＥｘ2 を
（２１）式に代入してＳを求め、このＳを再び（２０）
式に与えてＥｘ2 を求める。これをくり返し行なうこと
により極限値のＳとＥｘ2 を求めることができる。図２
に、この方法によりＳとＥｘ2 が求められるまでの過程
を示す。この例ではΦ12＝１．４、Φ32＝１．０であ
り、最初に与えられるＳの値は１としている。
【００２５】以上が原理的説明である。次にこの原理に
基づく装置を説明する。図１に本実施例の酸素飽和度測
定装置の全体構成を示す。発光素子１、２、３はそれぞ
れ波長λ1 、λ2 、λ3 の光を発生する素子であり、駆
動回路４により駆動される。これらの光は生体組織５を
透過して受光素子６で受光され電気信号に変換される。
そしてこれらの信号は増幅器７で増幅され、マルチプレ
クサ８によりそれぞれの光波長に対応したフィルタ９、
１０、１１に振り分けられる。それぞれの波長の信号は
フィルタ９、１０、１１で有害無用の高周波分を取り除
かれたあと、Ａ／Ｄ変換器１２でディジタル信号に変換
され、データ処理装置１３に至る。データ処理装置１３
は対数計算回路１４、Φ計算回路１５、逐次代入計算回
路１６およびタイミング制御回路２０からなっている。
タイミング制御回路２０は駆動回路４、マルチプレクサ
８、Ａ／Ｄ変換器１２およびデータ処理装置１３内の各
部に対し必要なタイミング信号を送出してそれらの動作
のタイミングを制御する。
基づく装置を説明する。図１に本実施例の酸素飽和度測
定装置の全体構成を示す。発光素子１、２、３はそれぞ
れ波長λ1 、λ2 、λ3 の光を発生する素子であり、駆
動回路４により駆動される。これらの光は生体組織５を
透過して受光素子６で受光され電気信号に変換される。
そしてこれらの信号は増幅器７で増幅され、マルチプレ
クサ８によりそれぞれの光波長に対応したフィルタ９、
１０、１１に振り分けられる。それぞれの波長の信号は
フィルタ９、１０、１１で有害無用の高周波分を取り除
かれたあと、Ａ／Ｄ変換器１２でディジタル信号に変換
され、データ処理装置１３に至る。データ処理装置１３
は対数計算回路１４、Φ計算回路１５、逐次代入計算回
路１６およびタイミング制御回路２０からなっている。
タイミング制御回路２０は駆動回路４、マルチプレクサ
８、Ａ／Ｄ変換器１２およびデータ処理装置１３内の各
部に対し必要なタイミング信号を送出してそれらの動作
のタイミングを制御する。
【００２６】対数計算回路１４はＡ／Ｄ変換器１２の出
力であるＩ1 、Ｉ2 、Ｉ3 それぞれの対数ｌｎＩ1 、ｌ
ｎＩ2 、ｌｎＩ3 を求める。
力であるＩ1 、Ｉ2 、Ｉ3 それぞれの対数ｌｎＩ1 、ｌ
ｎＩ2 、ｌｎＩ3 を求める。
【００２７】Φ計算回路１５は対数計算回路１４が求め
たｌｎＩ1 、ｌｎＩ2 、ｌｎＩ3 から脈動分を抽出し、
Φ12＝ΔｌｎＩ1 ／ΔｌｎＩ2 、Φ32＝ΔｌｎＩ3 ／Δ
ｌｎＩ2 を計算する。
たｌｎＩ1 、ｌｎＩ2 、ｌｎＩ3 から脈動分を抽出し、
Φ12＝ΔｌｎＩ1 ／ΔｌｎＩ2 、Φ32＝ΔｌｎＩ3 ／Δ
ｌｎＩ2 を計算する。
【００２８】逐次代入計算回路１６は前記（２０）、
（２１）式にΦ計算回路１５が算出したΦ12、Φ32を代
入し、これらの式を用いて逐次代入計算を行なう。ここ
では最初のＳは１とし、くり返し計算は予め設定した回
数行なうものとする。この計算の結果、ＳとＥｘ2 が得
られるが、このＳが求める酸素飽和度であり、各波長の
組織の影響Ｅｘ1 、Ｅｘ2 、Ｅｘ3 を考慮した精度の高
い値となる。
（２１）式にΦ計算回路１５が算出したΦ12、Φ32を代
入し、これらの式を用いて逐次代入計算を行なう。ここ
では最初のＳは１とし、くり返し計算は予め設定した回
数行なうものとする。この計算の結果、ＳとＥｘ2 が得
られるが、このＳが求める酸素飽和度であり、各波長の
組織の影響Ｅｘ1 、Ｅｘ2 、Ｅｘ3 を考慮した精度の高
い値となる。
【００２９】次に第２の実施例の酸素飽和度測定装置を
説明する。図３にこの装置の全体構成を示す。図１に示
す装置と同じ構成要素には同じ番号を付し、その説明は
省略する。データ処理装置１７が図１に示すデータ処理
装置１３と異なるのは逐次代入計算回路１６がテーブル
メモリ１８及びテーブル参照回路１９となっている点で
ある。テーブルメモリ１８は図４に示すようにΦ12、Φ
32の値の組がＳとＥｘ2 の値の組に対応づけられている
表を記憶している。テーブル参照回路１９はΦ計算回路
１５から得られるΦ12、Φ32に対応するＳとＥｘ2 の値
をテーブルメモリ１８の内容を参照して抽出し、これを
出力する。これによっても第１の実施例と同様の効果が
得られる。
説明する。図３にこの装置の全体構成を示す。図１に示
す装置と同じ構成要素には同じ番号を付し、その説明は
省略する。データ処理装置１７が図１に示すデータ処理
装置１３と異なるのは逐次代入計算回路１６がテーブル
メモリ１８及びテーブル参照回路１９となっている点で
ある。テーブルメモリ１８は図４に示すようにΦ12、Φ
32の値の組がＳとＥｘ2 の値の組に対応づけられている
表を記憶している。テーブル参照回路１９はΦ計算回路
１５から得られるΦ12、Φ32に対応するＳとＥｘ2 の値
をテーブルメモリ１８の内容を参照して抽出し、これを
出力する。これによっても第１の実施例と同様の効果が
得られる。
【００３０】次に第３の実施例を説明する。この装置は
色素希釈曲線測定装置である。まず本実施例の原理的説
明を行なう。血中吸光物質がヘモグロビンおよび注入色
素である場合、次式が成立する。 Φ12＝ΔｌｎＩ1 ／ΔｌｎＩ2 ＝（Ｅｂ1 −Ｅｘ1 ）／（Ｅｂ2 −Ｅｘ2 ） （２２） Φ32＝ΔｌｎＩ3 ／ΔｌｎＩ2 ＝（Ｅｂ3 −Ｅｘ3 ）／（Ｅｂ2 −Ｅｘ2 ） （２３） ここで Ｅｂi ＝｛（Ｅｈi ＋Ｅｄi Ｃｄ／Ｈｂ）（Ｅｈi ＋Ｅｄi Ｃｄ／Ｈｂ＋ Ｆ）｝1/2 （ｉ＝１，２，３） （２４） また、 Ｅｈi ＝ＳＥｏi ＋（１−Ｓ）Ｅｒi （ｉ＝１，２，３） （２５） Ｅｂi 、Ｅｘi 、Ｅｈi 、Ｈｂ、Ｆ、Ｓ、Ｅｏ、Ｅｒは
第１の実施例で説明したものと同じである。Ｈｂは予め
測定しておく。Ｅｄi は色素の吸光係数、Ｃｄは色素の
血中濃度で未知数である。
色素希釈曲線測定装置である。まず本実施例の原理的説
明を行なう。血中吸光物質がヘモグロビンおよび注入色
素である場合、次式が成立する。 Φ12＝ΔｌｎＩ1 ／ΔｌｎＩ2 ＝（Ｅｂ1 −Ｅｘ1 ）／（Ｅｂ2 −Ｅｘ2 ） （２２） Φ32＝ΔｌｎＩ3 ／ΔｌｎＩ2 ＝（Ｅｂ3 −Ｅｘ3 ）／（Ｅｂ2 −Ｅｘ2 ） （２３） ここで Ｅｂi ＝｛（Ｅｈi ＋Ｅｄi Ｃｄ／Ｈｂ）（Ｅｈi ＋Ｅｄi Ｃｄ／Ｈｂ＋ Ｆ）｝1/2 （ｉ＝１，２，３） （２４） また、 Ｅｈi ＝ＳＥｏi ＋（１−Ｓ）Ｅｒi （ｉ＝１，２，３） （２５） Ｅｂi 、Ｅｘi 、Ｅｈi 、Ｈｂ、Ｆ、Ｓ、Ｅｏ、Ｅｒは
第１の実施例で説明したものと同じである。Ｈｂは予め
測定しておく。Ｅｄi は色素の吸光係数、Ｃｄは色素の
血中濃度で未知数である。
【００３１】（２２）式、（２３）式においてＥｂi は
（２４）式、（２５）式からわかるように、ＳとＣｄを
変数とする関数である。Φ12、Φ32は測定によって得ら
れる値であるから（２２）式、（２３）式中、未知数は
Ｓ、Ｃｄ、Ｅｘi （ｉ＝１，２，３）である。Ｅｘi 相
互には一定の関係があり、第１の実施例で説明したよう
にＥｘ1 、Ｅｘ3 はＥｘ2 の１次式であらわすことがで
きるから未知数はＳ、Ｃｄ、Ｅｘ2 の３個となる。 （Ａ）色素注入前 色素注入前は上記の式においてＣｄ＝０とすることがで
き、これによって未知数はＳとＥｘ2 となる。しかも
（２２）式、（２３）式は第１の実施例で説明した（１
３）式、（１４）式となり、第１の実施例と全く同じよ
うにしてＳとＥｘ2 を求めることができる。従ってＥｘ
1 、Ｅｘ2 、Ｅｘ3 を求めることができる。 （Ｂ）色素注入後 色素注入前のＥｘ1 、Ｅｘ2 、Ｅｘ3 は注入後もほぼ変
わらないので一定と近似する。従って、注入後の（２
２）式、（２３）式の未知数はＳとＣｄとなる。すなわ
ち（２２）式、（２３）式は次のようにあらわすことが
できる。 Ｃｄ＝ｆ3 （Ｓ，Φ12，Φ32，Ｅｘ2 ） （２７） Ｓ＝ｆ4 （Ｃｄ，Φ12，Φ32，Ｅｘ2 ） （２８）
（２４）式、（２５）式からわかるように、ＳとＣｄを
変数とする関数である。Φ12、Φ32は測定によって得ら
れる値であるから（２２）式、（２３）式中、未知数は
Ｓ、Ｃｄ、Ｅｘi （ｉ＝１，２，３）である。Ｅｘi 相
互には一定の関係があり、第１の実施例で説明したよう
にＥｘ1 、Ｅｘ3 はＥｘ2 の１次式であらわすことがで
きるから未知数はＳ、Ｃｄ、Ｅｘ2 の３個となる。 （Ａ）色素注入前 色素注入前は上記の式においてＣｄ＝０とすることがで
き、これによって未知数はＳとＥｘ2 となる。しかも
（２２）式、（２３）式は第１の実施例で説明した（１
３）式、（１４）式となり、第１の実施例と全く同じよ
うにしてＳとＥｘ2 を求めることができる。従ってＥｘ
1 、Ｅｘ2 、Ｅｘ3 を求めることができる。 （Ｂ）色素注入後 色素注入前のＥｘ1 、Ｅｘ2 、Ｅｘ3 は注入後もほぼ変
わらないので一定と近似する。従って、注入後の（２
２）式、（２３）式の未知数はＳとＣｄとなる。すなわ
ち（２２）式、（２３）式は次のようにあらわすことが
できる。 Ｃｄ＝ｆ3 （Ｓ，Φ12，Φ32，Ｅｘ2 ） （２７） Ｓ＝ｆ4 （Ｃｄ，Φ12，Φ32，Ｅｘ2 ） （２８）
【００３２】この連立方程式も逐次代入法で解くことが
できる。Φ12、Φ32は測定により得られる。Ｅｘ2 を色
素注入前の測定により得る方法は酸素飽和度の測定にお
いて述べた通りである。Ｃｄを求めるには、（２７）式
のＳにまず適当な値を与えてＣｄを求め、このＣｄを
（２８）式に代入してＳを求め、このＳを再び（２７）
式に代入してＣｄを求める。これをくり返し行なうこと
により極限値のＳとＣｄを求めることができる。図５
に、この方法によりＳとＣｄが求められるまでの過程を
示す。この例ではΦ12＝１．６、Φ32＝１．０であり、
最初に与えられるＳは１としている。
できる。Φ12、Φ32は測定により得られる。Ｅｘ2 を色
素注入前の測定により得る方法は酸素飽和度の測定にお
いて述べた通りである。Ｃｄを求めるには、（２７）式
のＳにまず適当な値を与えてＣｄを求め、このＣｄを
（２８）式に代入してＳを求め、このＳを再び（２７）
式に代入してＣｄを求める。これをくり返し行なうこと
により極限値のＳとＣｄを求めることができる。図５
に、この方法によりＳとＣｄが求められるまでの過程を
示す。この例ではΦ12＝１．６、Φ32＝１．０であり、
最初に与えられるＳは１としている。
【００３３】次にこの原理に基づく装置を説明する。図
６に本装置の全体構成を示す。図１に示した装置と同じ
構成要素には同じ番号を付し説明は省略する。データ処
理装置２１は対数計算回路１４、Φ計算回路１５、第１
の逐次代入計算回路２２、第２の逐次代入計算回路２３
およびタイミング制御回路２０からなっている。このデ
ータ処理装置２１の動作を説明する。
６に本装置の全体構成を示す。図１に示した装置と同じ
構成要素には同じ番号を付し説明は省略する。データ処
理装置２１は対数計算回路１４、Φ計算回路１５、第１
の逐次代入計算回路２２、第２の逐次代入計算回路２３
およびタイミング制御回路２０からなっている。このデ
ータ処理装置２１の動作を説明する。
【００３４】まず、色素注入前において、Ｃｄ＝０であ
る。第１の逐次代入計算回路２２は操作者がスイッチ２
２ＡをオンにするとそのときΦ計算回路１５から与えら
れるΦ12、Φ32の値を（２０）、（２１）式に代入し、
これらの式を用いて逐次代入計算を行なう。この計算は
第１の実施例と同じであるので説明は省略する。こうし
てＥｘ2 が得られる。
る。第１の逐次代入計算回路２２は操作者がスイッチ２
２ＡをオンにするとそのときΦ計算回路１５から与えら
れるΦ12、Φ32の値を（２０）、（２１）式に代入し、
これらの式を用いて逐次代入計算を行なう。この計算は
第１の実施例と同じであるので説明は省略する。こうし
てＥｘ2 が得られる。
【００３５】次に色素が注入され操作者がスイッチ２３
Ａをオンにすると第２の逐次代入計算回路２３は第１の
逐次代入計算回路２２から与えられるＥｘ2 とΦ計算回
路１５から与えられるΦ12、Φ32を（２７）、（２８）
式に代入し、この連立方程式を逐次代入法で解く。この
計算の結果ＳとＣｄが得られる。第２の逐次代入計算回
路２３がこの処理を連続して行なうならば色素希釈曲線
が得られる。
Ａをオンにすると第２の逐次代入計算回路２３は第１の
逐次代入計算回路２２から与えられるＥｘ2 とΦ計算回
路１５から与えられるΦ12、Φ32を（２７）、（２８）
式に代入し、この連立方程式を逐次代入法で解く。この
計算の結果ＳとＣｄが得られる。第２の逐次代入計算回
路２３がこの処理を連続して行なうならば色素希釈曲線
が得られる。
【００３６】次に第４の実施例を説明する。この装置も
色素希釈曲線測定装置である。図７に本装置の全体構成
を示す。この装置は図３に示した第２の実施例装置に第
２のテーブル参照回路２８およびテーブルメモリ２９を
付加したものとほとんど同じである。また、第２のテー
ブル参照回路２８には色素注入が行なわれたことを指示
するためのスイッチ２８Ａが設けられている。但し、テ
ーブル参照回路１９に対応する第１のテーブル参照回路
２６はスイッチ２６Ａを有しており、操作者がこのスイ
ッチ２６Ａをオンにすると動作開始するようになってい
る。テーブルメモリ２７の内容を図８に示す。この図に
示すように異なるＥｘ2 毎に、Φ12、Φ32の値の組がＣ
ｄとＳの値の組に対応づけられている。次にこのデータ
処理装置２５の動作を説明する。
色素希釈曲線測定装置である。図７に本装置の全体構成
を示す。この装置は図３に示した第２の実施例装置に第
２のテーブル参照回路２８およびテーブルメモリ２９を
付加したものとほとんど同じである。また、第２のテー
ブル参照回路２８には色素注入が行なわれたことを指示
するためのスイッチ２８Ａが設けられている。但し、テ
ーブル参照回路１９に対応する第１のテーブル参照回路
２６はスイッチ２６Ａを有しており、操作者がこのスイ
ッチ２６Ａをオンにすると動作開始するようになってい
る。テーブルメモリ２７の内容を図８に示す。この図に
示すように異なるＥｘ2 毎に、Φ12、Φ32の値の組がＣ
ｄとＳの値の組に対応づけられている。次にこのデータ
処理装置２５の動作を説明する。
【００３７】まず、色素注入前において操作者がスイッ
チ２６Ａをオンにすると第１のテーブル参照回路２６は
第２の実施例のテーブル参照回路１９と全く同じ処理を
行ない、そのときΦ計算回路１５の出力であるΦ12、Φ
32に対応するＳとＥｘ2 を抽出する。次に色素が注入さ
れ、操作者がスイッチ２８Ａをオンにすると第２のテー
ブル参照回路２８は第１のテーブル参照回路２６が抽出
したＥｘ2 についてのテーブルをテーブルメモリ２７か
ら選択し、このときΦ計算回路１５から与えられる
Φ12、Φ32に対応するＣｄ、Ｓをそのテーブルから抽出
する。この装置によれば計算処理が少ないので迅速に測
定結果が得られる。また、第２のテーブル参照回路２８
がこの処理を連続して行なうならば連続したＣｄが得ら
れるので色素希釈曲線測定を行なうことができる。
チ２６Ａをオンにすると第１のテーブル参照回路２６は
第２の実施例のテーブル参照回路１９と全く同じ処理を
行ない、そのときΦ計算回路１５の出力であるΦ12、Φ
32に対応するＳとＥｘ2 を抽出する。次に色素が注入さ
れ、操作者がスイッチ２８Ａをオンにすると第２のテー
ブル参照回路２８は第１のテーブル参照回路２６が抽出
したＥｘ2 についてのテーブルをテーブルメモリ２７か
ら選択し、このときΦ計算回路１５から与えられる
Φ12、Φ32に対応するＣｄ、Ｓをそのテーブルから抽出
する。この装置によれば計算処理が少ないので迅速に測
定結果が得られる。また、第２のテーブル参照回路２８
がこの処理を連続して行なうならば連続したＣｄが得ら
れるので色素希釈曲線測定を行なうことができる。
【００３８】次に第５の実施例について説明をする。こ
の実施例は色素希釈曲線測定装置である。まず原理的説
明を行なう。２つの光波長λ1 、λ2 、例えばλ1 ＝８
０５ｎｍ、λ2 ＝８９０ｎｍの光を生体に照射して、そ
れぞれの透過光ｌｎＩ1 、ｌｎＩ2 をそれらに比例した
電気信号に変換し、その対数の脈動分をとり、これをΔ
ｌｎＩ1 、ΔｌｎＩ2 とする。 （Ａ）色素注入前 色素注入前において次式が成立する。 Φ12＝ΔｌｎＩ1 ／ΔｌｎＩ2 ＝（Ｅｂ1 −Ｅｘ1 ）／（Ｅｂ2 −Ｅｘ2 ） （２９） Ｅｂi （ｉ＝１，２）は血液の脈動により生じる血液
項。Ｅｘi （ｉ＝１，２）は組織の脈動により生じる組
織項。 Ｅｂ1 ＝｛Ｅｈ1 （Ｅｈ1 ＋Ｆ）｝1/2 （３０） Ｅｂ2 ＝｛Ｅｈ2 （Ｅｈ2 ＋Ｆ）｝1/2 （３１） Ｅｈ1 、Ｅｈ2 はヘモグロビンの吸光係数。ここで、上
記波長λ1 ＝８０５ｎｍ、λ2 ＝８９０ｎｍにおけるＥ
ｈ1 、Ｅｈ2 は酸化ヘモグロビンの吸光係数Ｅｏ1 、Ｅ
ｏ2 に近似することができる。従って、 Ｅｈ1 ＝Ｅｏ1 （３２） Ｅｈ2 ＝Ｅｏ2 （３３） Ｆは散乱係数であるから、上記Φ12は未知数Ｅｘ1 、Ｅ
ｘ2 の関数となる。一方、Ｅｘ1 とＥｘ2 の間には第１
の実施例で説明したように次の関係が成立するとみなせ
る。 Ｅｘ1 ＝ａ1 Ｅｘ2 ＋ｂ1 （３４） ａ1 、ｂ1 は予め測定しておくことができる一定値であ
る。（３０）、（３１）および（３４）式を（２９）式
に代入すると次のようになる。 Φ12＝ΔｌｎＩ1 ／ΔｌｎＩ2 ＝［｛Ｅｈ1 （Ｅｈ1 ＋Ｆ）｝1/2 −（ａ1 Ｅｘ2 ＋ｂ1 ）］／［｛Ｅｈ2 （Ｅｈ2 ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ2 ］ （３５） 従ってΦ12の実測値が与えられれば、Ｅｘ1 を計算する
ことができる。Ｅｘ1 は測定部位を耳朶などの血流の安
定な部位とすれば、測定中は一定とみなせる。 （Ｂ）色素注入後 色素注入後は、次式が成立する。 Φ12＝ΔｌｎＩ1 ／ΔｌｎＩ2 ＝［｛（Ｅｈ1 ＋Ｅｄ1 Ｃｄ／Ｈｂ） （Ｅｈ1 ＋Ｅｄ1 Ｃｄ／Ｈｂ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ1 ］／［｛（Ｅｈ2 ＋Ｅｄ2 Ｃｄ／Ｈｂ）（Ｅｈ2 ＋Ｅｄ2 Ｃｄ／Ｈｂ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ2 ］ （３６） ここでＣｄは血中色素濃度、Ｅｄ1 、Ｅｄ2 は注入した
色素の吸光係数であって、その色素をＩＣＧ（indocyan
ine-green インドシアニングリーン）とするならば、Ｅ
ｄ2 はゼロとみなすことができる。このことと（３４）
式を用いれば、（３６）式は次のようになる。 Φ12＝ΔｌｎＩ1 ／ΔｌｎＩ2 ＝［｛（Ｅｈ1 ＋Ｅｄ1 Ｃｄ／Ｈｂ） （Ｅｈ1 ＋Ｅｄ1 Ｃｄ／Ｈｂ＋Ｆ）｝1/2 −（ａ1 Ｅｘ2 ＋ｂ1 ）］／ ［｛Ｅｈ2 （Ｅｈ2 ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ2 ］ （３７） Ｅｈ1 、Ｅｈ2 は前述のようにＥｏ1 、Ｅｏ2 に近似す
ることができる。これらＥｏ1 、Ｅｏ2 は既知であり、
式中のＥｄ1 も既知である。Ｅｘ2 は色素注入前に求め
た値である。血中のヘモグロビン濃度Ｈｂが予め測定に
よって与えられている場合、Φ12が得られるならば血中
色素濃度Ｃｄを計算することができる。
の実施例は色素希釈曲線測定装置である。まず原理的説
明を行なう。２つの光波長λ1 、λ2 、例えばλ1 ＝８
０５ｎｍ、λ2 ＝８９０ｎｍの光を生体に照射して、そ
れぞれの透過光ｌｎＩ1 、ｌｎＩ2 をそれらに比例した
電気信号に変換し、その対数の脈動分をとり、これをΔ
ｌｎＩ1 、ΔｌｎＩ2 とする。 （Ａ）色素注入前 色素注入前において次式が成立する。 Φ12＝ΔｌｎＩ1 ／ΔｌｎＩ2 ＝（Ｅｂ1 −Ｅｘ1 ）／（Ｅｂ2 −Ｅｘ2 ） （２９） Ｅｂi （ｉ＝１，２）は血液の脈動により生じる血液
項。Ｅｘi （ｉ＝１，２）は組織の脈動により生じる組
織項。 Ｅｂ1 ＝｛Ｅｈ1 （Ｅｈ1 ＋Ｆ）｝1/2 （３０） Ｅｂ2 ＝｛Ｅｈ2 （Ｅｈ2 ＋Ｆ）｝1/2 （３１） Ｅｈ1 、Ｅｈ2 はヘモグロビンの吸光係数。ここで、上
記波長λ1 ＝８０５ｎｍ、λ2 ＝８９０ｎｍにおけるＥ
ｈ1 、Ｅｈ2 は酸化ヘモグロビンの吸光係数Ｅｏ1 、Ｅ
ｏ2 に近似することができる。従って、 Ｅｈ1 ＝Ｅｏ1 （３２） Ｅｈ2 ＝Ｅｏ2 （３３） Ｆは散乱係数であるから、上記Φ12は未知数Ｅｘ1 、Ｅ
ｘ2 の関数となる。一方、Ｅｘ1 とＥｘ2 の間には第１
の実施例で説明したように次の関係が成立するとみなせ
る。 Ｅｘ1 ＝ａ1 Ｅｘ2 ＋ｂ1 （３４） ａ1 、ｂ1 は予め測定しておくことができる一定値であ
る。（３０）、（３１）および（３４）式を（２９）式
に代入すると次のようになる。 Φ12＝ΔｌｎＩ1 ／ΔｌｎＩ2 ＝［｛Ｅｈ1 （Ｅｈ1 ＋Ｆ）｝1/2 −（ａ1 Ｅｘ2 ＋ｂ1 ）］／［｛Ｅｈ2 （Ｅｈ2 ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ2 ］ （３５） 従ってΦ12の実測値が与えられれば、Ｅｘ1 を計算する
ことができる。Ｅｘ1 は測定部位を耳朶などの血流の安
定な部位とすれば、測定中は一定とみなせる。 （Ｂ）色素注入後 色素注入後は、次式が成立する。 Φ12＝ΔｌｎＩ1 ／ΔｌｎＩ2 ＝［｛（Ｅｈ1 ＋Ｅｄ1 Ｃｄ／Ｈｂ） （Ｅｈ1 ＋Ｅｄ1 Ｃｄ／Ｈｂ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ1 ］／［｛（Ｅｈ2 ＋Ｅｄ2 Ｃｄ／Ｈｂ）（Ｅｈ2 ＋Ｅｄ2 Ｃｄ／Ｈｂ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ2 ］ （３６） ここでＣｄは血中色素濃度、Ｅｄ1 、Ｅｄ2 は注入した
色素の吸光係数であって、その色素をＩＣＧ（indocyan
ine-green インドシアニングリーン）とするならば、Ｅ
ｄ2 はゼロとみなすことができる。このことと（３４）
式を用いれば、（３６）式は次のようになる。 Φ12＝ΔｌｎＩ1 ／ΔｌｎＩ2 ＝［｛（Ｅｈ1 ＋Ｅｄ1 Ｃｄ／Ｈｂ） （Ｅｈ1 ＋Ｅｄ1 Ｃｄ／Ｈｂ＋Ｆ）｝1/2 −（ａ1 Ｅｘ2 ＋ｂ1 ）］／ ［｛Ｅｈ2 （Ｅｈ2 ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ2 ］ （３７） Ｅｈ1 、Ｅｈ2 は前述のようにＥｏ1 、Ｅｏ2 に近似す
ることができる。これらＥｏ1 、Ｅｏ2 は既知であり、
式中のＥｄ1 も既知である。Ｅｘ2 は色素注入前に求め
た値である。血中のヘモグロビン濃度Ｈｂが予め測定に
よって与えられている場合、Φ12が得られるならば血中
色素濃度Ｃｄを計算することができる。
【００３９】次にこの原理に基づく装置を説明する。図
１０に本装置の全体構成を示す。発光素子３１、３２、
はそれぞれ波長λ1 、λ2 の光を発生する素子であり、
駆動回路３４により駆動される。これらの光は生体組織
５を透過して受光素子３６で受光され電気信号に変換さ
れる。そしてこれらの信号は増幅器３７で増幅され、マ
ルチプレクサ３８によりそれぞれの光波長に対応したフ
ィルタ３９、４０、に振り分けられる。それぞれの波長
の信号はフィルタ３９、４０で有害無用の高周波分を取
り除かれたあと、Ａ／Ｄ変換器４２でディジタル信号に
変換され、データ処理装置４３に至る。データ処理装置
４３は対数計算回路４４、Φ計算回路４５、第１の計算
回路４６、第２の計算回路４７およびタイミング制御回
路４８からなっている。タイミング制御回路４８は駆動
回路３４、マルチプレクサ３８、Ａ／Ｄ変換器４２、お
よびデータ処理装置４３の各部に対し必要なタイミング
信号を送出してそれらの動作のタイミングを制御する。
第１の計算回路４６には動作開始を指示するためのスイ
ッチ４６Ａが設けられ、第２の計算回路４７には色素が
注入されたことを指示するためのスイッチ４７Ａが設け
られている。対数計算回路４４はＡ／Ｄ変換器４２の出
力であるＩ1 、Ｉ2 、それぞれの対数ｌｎＩ1 、ｌｎＩ
2 を求める。
１０に本装置の全体構成を示す。発光素子３１、３２、
はそれぞれ波長λ1 、λ2 の光を発生する素子であり、
駆動回路３４により駆動される。これらの光は生体組織
５を透過して受光素子３６で受光され電気信号に変換さ
れる。そしてこれらの信号は増幅器３７で増幅され、マ
ルチプレクサ３８によりそれぞれの光波長に対応したフ
ィルタ３９、４０、に振り分けられる。それぞれの波長
の信号はフィルタ３９、４０で有害無用の高周波分を取
り除かれたあと、Ａ／Ｄ変換器４２でディジタル信号に
変換され、データ処理装置４３に至る。データ処理装置
４３は対数計算回路４４、Φ計算回路４５、第１の計算
回路４６、第２の計算回路４７およびタイミング制御回
路４８からなっている。タイミング制御回路４８は駆動
回路３４、マルチプレクサ３８、Ａ／Ｄ変換器４２、お
よびデータ処理装置４３の各部に対し必要なタイミング
信号を送出してそれらの動作のタイミングを制御する。
第１の計算回路４６には動作開始を指示するためのスイ
ッチ４６Ａが設けられ、第２の計算回路４７には色素が
注入されたことを指示するためのスイッチ４７Ａが設け
られている。対数計算回路４４はＡ／Ｄ変換器４２の出
力であるＩ1 、Ｉ2 、それぞれの対数ｌｎＩ1 、ｌｎＩ
2 を求める。
【００４０】Φ計算回路４５は対数計算回路４４が求め
たｌｎＩ1 、ｌｎＩ2 から脈動分を抽出し、Φ12＝Δｌ
ｎＩ1 ／ΔｌｎＩ2 を計算する。
たｌｎＩ1 、ｌｎＩ2 から脈動分を抽出し、Φ12＝Δｌ
ｎＩ1 ／ΔｌｎＩ2 を計算する。
【００４１】色素注入前において、第１の計算回路４６
は操作者がスイッチ４６ＡをオンにするとそのときΦ計
算回路４５から与えられるΦ12の値を（３５）式に代入
し、Ｅｘ2 を計算する。
は操作者がスイッチ４６ＡをオンにするとそのときΦ計
算回路４５から与えられるΦ12の値を（３５）式に代入
し、Ｅｘ2 を計算する。
【００４２】次に色素が注入され操作者がスイッチ４７
Ａをオンにすると第２の計算回路４７は第１の計算回路
４６から与えられるＥｘ2 とΦ計算回路４５から与えら
れるΦ12を（３６）式に代入し、Ｃｄを計算する。第２
の計算回路４７がこの処理を連続して行なうならば色素
希釈曲線が得られる。この装置によれば２波長で血中色
素濃度Ｃｄを求めることができる。
Ａをオンにすると第２の計算回路４７は第１の計算回路
４６から与えられるＥｘ2 とΦ計算回路４５から与えら
れるΦ12を（３６）式に代入し、Ｃｄを計算する。第２
の計算回路４７がこの処理を連続して行なうならば色素
希釈曲線が得られる。この装置によれば２波長で血中色
素濃度Ｃｄを求めることができる。
【００４３】次に第６の実施例について説明をする。こ
の装置は血中吸光物質濃度測定装置であって血中の光吸
収物質が酸化ヘモグロビンや還元ヘモグロビンだけでな
く他のヘモグロビンあるいは他の光吸収物質を含む場合
に、これらの濃度を測定する装置であって、一般にＮ−
１種類の光吸収物質の濃度を測定する装置である。図１
１に全体の構成を示す。発光素子６０1 、６０2 、…、
６０N はそれぞれ波長λ1 、λ2 、…λN の光を発生す
る素子であり、駆動回路６１により駆動される。これら
の光は生体組織５を透過して受光素子６２で受光され電
気信号に変換される。そしてこれらの信号は増幅器６３
で増幅され、マルチプレクサ６４によりそれぞれの光波
長に対応したフィルタ６５1 、６５2 、…、６５N に振
り分けられる。それぞれの波長の信号はフィルタ６
５1 、６５2 、…、６５N で有害無用の高周波分を取り
除かれたあと、Ａ／Ｄ変換器６６でディジタル信号に変
換され、データ処理装置６７に至る。データ処理装置６
７は対数計算回路６８、Φ計算回路６９、濃度計算回路
７０およびタイミング制御回路７１からなっている。タ
イミング制御回路７１は駆動回路６１、マルチプレクサ
６４、Ａ／Ｄ変換器６６およびデータ処理装置６７の各
部に対し必要なタイミング信号を送出してそれらの動作
のタイミングを制御する。
の装置は血中吸光物質濃度測定装置であって血中の光吸
収物質が酸化ヘモグロビンや還元ヘモグロビンだけでな
く他のヘモグロビンあるいは他の光吸収物質を含む場合
に、これらの濃度を測定する装置であって、一般にＮ−
１種類の光吸収物質の濃度を測定する装置である。図１
１に全体の構成を示す。発光素子６０1 、６０2 、…、
６０N はそれぞれ波長λ1 、λ2 、…λN の光を発生す
る素子であり、駆動回路６１により駆動される。これら
の光は生体組織５を透過して受光素子６２で受光され電
気信号に変換される。そしてこれらの信号は増幅器６３
で増幅され、マルチプレクサ６４によりそれぞれの光波
長に対応したフィルタ６５1 、６５2 、…、６５N に振
り分けられる。それぞれの波長の信号はフィルタ６
５1 、６５2 、…、６５N で有害無用の高周波分を取り
除かれたあと、Ａ／Ｄ変換器６６でディジタル信号に変
換され、データ処理装置６７に至る。データ処理装置６
７は対数計算回路６８、Φ計算回路６９、濃度計算回路
７０およびタイミング制御回路７１からなっている。タ
イミング制御回路７１は駆動回路６１、マルチプレクサ
６４、Ａ／Ｄ変換器６６およびデータ処理装置６７の各
部に対し必要なタイミング信号を送出してそれらの動作
のタイミングを制御する。
【００４４】対数計算回路６８はＡ／Ｄ変換器６６の出
力であるＩ1 、Ｉ2 、…、ＩN それぞれの対数ｌｎ
Ｉ1 、ｌｎＩ2 、…、ｌｎＩN を求める。
力であるＩ1 、Ｉ2 、…、ＩN それぞれの対数ｌｎ
Ｉ1 、ｌｎＩ2 、…、ｌｎＩN を求める。
【００４５】Φ計算回路６９は対数計算回路６８が求め
たｌｎＩ1 、ｌｎＩ2 、…、ｌｎＩN から脈動分を抽出
し、Φ12＝ΔｌｎＩ1 ／ΔｌｎＩ2 、Φ32＝ΔｌｎＩ3
／ΔｌｎＩ2 …、ΦN2＝ΔｌｎＩN ／ΔｌｎＩ2 を計算
する。
たｌｎＩ1 、ｌｎＩ2 、…、ｌｎＩN から脈動分を抽出
し、Φ12＝ΔｌｎＩ1 ／ΔｌｎＩ2 、Φ32＝ΔｌｎＩ3
／ΔｌｎＩ2 …、ΦN2＝ΔｌｎＩN ／ΔｌｎＩ2 を計算
する。
【００４６】濃度計算回路７０は次の式に基づく計算を
行なう。シャスターの理論および実験から得られる式。 Φi2＝［{ （Ｅ(1) i Ｓ(1) ＋Ｅ(2) i Ｓ(2) ＋…＋Ｅ(N-1) i Ｓ(N-1）) （Ｅ(1) i Ｓ(1) ＋Ｅ(2) i Ｓ(2) ＋…＋Ｅ(N-1) i Ｓ(N-1) ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘi ］／［｛（Ｅ(1) 2 Ｓ(1) ＋Ｅ(2) 2 Ｓ(2) ＋…＋Ｅ(N-1) 2 Ｓ (N-1) ）（Ｅ(1) 2 Ｓ(1) ＋Ｅ(2) 2 Ｓ(2) ＋…＋Ｅ(N-1) 2 Ｓ(N-1) ＋ Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ2 ］ （ｉ＝１， ３，４，５，…，Ｎ） （３８） Ｅ(j) （ｊ＝１，２，…，Ｎ−１）；各種ヘモグロビン
または他の光吸収物質の吸光係数。 Ｓ(j) （ｊ＝１，２，…，Ｎ−１）；各種ヘモグロビン
のヘモグロビン全体に対する濃度、または他の光吸収物
質の濃度とヘモグロビン濃度との比。 Ｅｘ1 、Ｅｘ2 、…ＥｘN は光波長λ1 、λ2 、…λN
それぞれにおける組織項。
行なう。シャスターの理論および実験から得られる式。 Φi2＝［{ （Ｅ(1) i Ｓ(1) ＋Ｅ(2) i Ｓ(2) ＋…＋Ｅ(N-1) i Ｓ(N-1）) （Ｅ(1) i Ｓ(1) ＋Ｅ(2) i Ｓ(2) ＋…＋Ｅ(N-1) i Ｓ(N-1) ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘi ］／［｛（Ｅ(1) 2 Ｓ(1) ＋Ｅ(2) 2 Ｓ(2) ＋…＋Ｅ(N-1) 2 Ｓ (N-1) ）（Ｅ(1) 2 Ｓ(1) ＋Ｅ(2) 2 Ｓ(2) ＋…＋Ｅ(N-1) 2 Ｓ(N-1) ＋ Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ2 ］ （ｉ＝１， ３，４，５，…，Ｎ） （３８） Ｅ(j) （ｊ＝１，２，…，Ｎ−１）；各種ヘモグロビン
または他の光吸収物質の吸光係数。 Ｓ(j) （ｊ＝１，２，…，Ｎ−１）；各種ヘモグロビン
のヘモグロビン全体に対する濃度、または他の光吸収物
質の濃度とヘモグロビン濃度との比。 Ｅｘ1 、Ｅｘ2 、…ＥｘN は光波長λ1 、λ2 、…λN
それぞれにおける組織項。
【００４７】また、第１の実施例で説明したように、Ｅ
ｘ1 、Ｅｘ2 、…ＥｘN 相互には次の関係がある。 Ｅｘi ＝ａi Ｅｘ2 ＋ｂi （ｉ＝１， ３，４，…，Ｎ） （３９） 濃度計算回路７０はこれらの式に基づいて作成された式
に、Φ計算回路６９から与えられるΦ12、Φ32、…、Φ
N2を代入してＥｘ2 、Ｓ(1) 、Ｓ(2) 、…、Ｓ(N) を計
算して求める。
ｘ1 、Ｅｘ2 、…ＥｘN 相互には次の関係がある。 Ｅｘi ＝ａi Ｅｘ2 ＋ｂi （ｉ＝１， ３，４，…，Ｎ） （３９） 濃度計算回路７０はこれらの式に基づいて作成された式
に、Φ計算回路６９から与えられるΦ12、Φ32、…、Φ
N2を代入してＥｘ2 、Ｓ(1) 、Ｓ(2) 、…、Ｓ(N) を計
算して求める。
【００４８】（ア）第６の実施例の具体例１
例えば血中のヘモグロビンがＯ2 Ｈｂ、ＲＨｂ、ＣＯＨ
ｂの３種類であるならば、未知数は、 Ｅｘ2 ；波長λ2 の組織項、 Ｓｏ；ヘモグロビン全体に対するＯ2 Ｈｂの濃度比。 Ｓｃ；ヘモグロビン全体に対するＣＯＨｂの濃度比。 の３個である。なお、ヘモグロビン全体に対するＲＨｂ
の濃度ＳｒはＳｏ、Ｓｃがわかれば、Ｓｒ＝１−（Ｓｏ
＋Ｓｃ）として得られる。この場合は４つの光波長を用
いることによって測定が可能となる。濃度計算回路７０
は、Ｎ＝４の場合の（３８）式と（３９）式とに基づく
計算を行ない、Ｅｘ2 、Ｓｏ、Ｓｃを求める。この場合
（３８）式は次のようになる。 Φ12＝［｛（Ｅｏ1 Ｓｏ＋Ｅｒ1 Ｓｒ＋Ｅｃ1 Ｓｃ）（Ｅｏ1 Ｓｏ＋Ｅｒ1 Ｓｒ＋Ｅｃ1 Ｓｃ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ1 ］／［｛（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅｒ2 Ｓｒ＋ Ｅｃ2 Ｓｃ）（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅｒ2 Ｓｒ＋Ｅｃ2 Ｓｃ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ2 ］ （４０） Φ32＝［｛（Ｅｏ3 Ｓｏ＋Ｅｒ3 Ｓｒ＋Ｅｃ3 Ｓｃ）（Ｅｏ3 Ｓｏ＋Ｅｒ3 Ｓｒ＋Ｅｃ3 Ｓｃ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ3 ］／［｛（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅｒ2 Ｓｒ＋ Ｅｃ2 Ｓｃ）（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅｒ2 Ｓｒ＋Ｅｃ2 Ｓｃ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ2 ］ （４１） Φ42＝［｛（Ｅｏ4 Ｓｏ＋Ｅｒ4 Ｓｒ＋Ｅｃ4 Ｓｃ）（Ｅｏ4 Ｓｏ＋Ｅｒ4 Ｓｒ＋Ｅｃ4 Ｓｃ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ4 ］／［｛（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅｒ2 Ｓｒ＋ Ｅｃ2 Ｓｃ）（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅｒ2 Ｓｒ＋Ｅｃ2 Ｓｃ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ2 ］ （４２） Ｅｏ；Ｏ2 Ｈｂの吸光係数 Ｅｒ；ＲＨｂの吸光係数 Ｅｃ；ＣＯＨｂの吸光係数
ｂの３種類であるならば、未知数は、 Ｅｘ2 ；波長λ2 の組織項、 Ｓｏ；ヘモグロビン全体に対するＯ2 Ｈｂの濃度比。 Ｓｃ；ヘモグロビン全体に対するＣＯＨｂの濃度比。 の３個である。なお、ヘモグロビン全体に対するＲＨｂ
の濃度ＳｒはＳｏ、Ｓｃがわかれば、Ｓｒ＝１−（Ｓｏ
＋Ｓｃ）として得られる。この場合は４つの光波長を用
いることによって測定が可能となる。濃度計算回路７０
は、Ｎ＝４の場合の（３８）式と（３９）式とに基づく
計算を行ない、Ｅｘ2 、Ｓｏ、Ｓｃを求める。この場合
（３８）式は次のようになる。 Φ12＝［｛（Ｅｏ1 Ｓｏ＋Ｅｒ1 Ｓｒ＋Ｅｃ1 Ｓｃ）（Ｅｏ1 Ｓｏ＋Ｅｒ1 Ｓｒ＋Ｅｃ1 Ｓｃ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ1 ］／［｛（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅｒ2 Ｓｒ＋ Ｅｃ2 Ｓｃ）（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅｒ2 Ｓｒ＋Ｅｃ2 Ｓｃ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ2 ］ （４０） Φ32＝［｛（Ｅｏ3 Ｓｏ＋Ｅｒ3 Ｓｒ＋Ｅｃ3 Ｓｃ）（Ｅｏ3 Ｓｏ＋Ｅｒ3 Ｓｒ＋Ｅｃ3 Ｓｃ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ3 ］／［｛（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅｒ2 Ｓｒ＋ Ｅｃ2 Ｓｃ）（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅｒ2 Ｓｒ＋Ｅｃ2 Ｓｃ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ2 ］ （４１） Φ42＝［｛（Ｅｏ4 Ｓｏ＋Ｅｒ4 Ｓｒ＋Ｅｃ4 Ｓｃ）（Ｅｏ4 Ｓｏ＋Ｅｒ4 Ｓｒ＋Ｅｃ4 Ｓｃ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ4 ］／［｛（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅｒ2 Ｓｒ＋ Ｅｃ2 Ｓｃ）（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅｒ2 Ｓｒ＋Ｅｃ2 Ｓｃ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ2 ］ （４２） Ｅｏ；Ｏ2 Ｈｂの吸光係数 Ｅｒ；ＲＨｂの吸光係数 Ｅｃ；ＣＯＨｂの吸光係数
【００４９】（イ）第６の実施例の具体例２
また、例えば血中のヘモグロビンがＯ2 Ｈｂ、ＲＨｂの
２種類であり、血中に他の光吸収物質ビリルビンがある
ならば、未知数は、 Ｅｘ2 ；波長λ2 の組織項、 Ｓｏ；ヘモグロビン全体に対するＯ2 Ｈｂの濃度、 Ｃｐ／Ｈｂ；ビリルビンの濃度／ヘモグロビンの濃度、 の３個である。なお、ヘモグロビン全体に対するＲＨｂ
の濃度ＳｒはＳｏがわかれば、Ｓｒ＝１−（Ｓｏ＋Ｓ
ｃ）として得られる。この場合も４つの光波長を用いる
ことによって測定が可能となる。ここで、波長λ2 がビ
リルビンに吸収されない光の波長であるとする。濃度計
算回路７０は、Ｎ＝４の場合の（３８）式と（３９）式
とに基づく計算を行ない、Ｅｘ2 、Ｓｏ、Ｃｐ／Ｈｂを
求める。この場合（３８）式は次のようになる。 Φ12＝［｛（Ｅｏ1 Ｓｏ＋Ｅｒ1 Ｓｒ＋Ｅｐ1 Ｃｐ／Ｈｂ）（Ｅｏ1 Ｓｏ＋ Ｅｒ1 Ｓｒ＋Ｅｐ1 Ｃｐ／Ｈｂ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ1 ］／［｛（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅ ｒ2 Ｓｒ）（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅｒ2 Ｓｒ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ2 ］ （４６） Φ32＝［｛（Ｅｏ3 Ｓｏ＋Ｅｒ3 Ｓｒ＋Ｅｐ3 Ｃｐ／Ｈｂ）（Ｅｏ3 Ｓｏ＋ Ｅｒ3 Ｓｒ＋Ｅｐ3 Ｃｐ／Ｈｂ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ3 ］／［｛（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅ ｒ2 Ｓｒ）（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅｒ2 Ｓｒ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ2 ］ （４７） Φ42＝［｛（Ｅｏ4 Ｓｏ＋Ｅｒ4 Ｓｒ＋Ｅｐ4 Ｃｐ／Ｈｂ）（Ｅｏ4 Ｓｏ＋ Ｅｒ4 Ｓｒ＋Ｅｐ4 Ｃｐ／Ｈｂ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ4 ］／［｛（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅ ｒ2 Ｓｒ）（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅｒ2 Ｓｒ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ2 ］ （４５） Ｅｐ；ビリルビンの吸光係数
２種類であり、血中に他の光吸収物質ビリルビンがある
ならば、未知数は、 Ｅｘ2 ；波長λ2 の組織項、 Ｓｏ；ヘモグロビン全体に対するＯ2 Ｈｂの濃度、 Ｃｐ／Ｈｂ；ビリルビンの濃度／ヘモグロビンの濃度、 の３個である。なお、ヘモグロビン全体に対するＲＨｂ
の濃度ＳｒはＳｏがわかれば、Ｓｒ＝１−（Ｓｏ＋Ｓ
ｃ）として得られる。この場合も４つの光波長を用いる
ことによって測定が可能となる。ここで、波長λ2 がビ
リルビンに吸収されない光の波長であるとする。濃度計
算回路７０は、Ｎ＝４の場合の（３８）式と（３９）式
とに基づく計算を行ない、Ｅｘ2 、Ｓｏ、Ｃｐ／Ｈｂを
求める。この場合（３８）式は次のようになる。 Φ12＝［｛（Ｅｏ1 Ｓｏ＋Ｅｒ1 Ｓｒ＋Ｅｐ1 Ｃｐ／Ｈｂ）（Ｅｏ1 Ｓｏ＋ Ｅｒ1 Ｓｒ＋Ｅｐ1 Ｃｐ／Ｈｂ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ1 ］／［｛（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅ ｒ2 Ｓｒ）（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅｒ2 Ｓｒ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ2 ］ （４６） Φ32＝［｛（Ｅｏ3 Ｓｏ＋Ｅｒ3 Ｓｒ＋Ｅｐ3 Ｃｐ／Ｈｂ）（Ｅｏ3 Ｓｏ＋ Ｅｒ3 Ｓｒ＋Ｅｐ3 Ｃｐ／Ｈｂ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ3 ］／［｛（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅ ｒ2 Ｓｒ）（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅｒ2 Ｓｒ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ2 ］ （４７） Φ42＝［｛（Ｅｏ4 Ｓｏ＋Ｅｒ4 Ｓｒ＋Ｅｐ4 Ｃｐ／Ｈｂ）（Ｅｏ4 Ｓｏ＋ Ｅｒ4 Ｓｒ＋Ｅｐ4 Ｃｐ／Ｈｂ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ4 ］／［｛（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅ ｒ2 Ｓｒ）（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅｒ2 Ｓｒ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ2 ］ （４５） Ｅｐ；ビリルビンの吸光係数
【００５０】（ウ）第６の実施例の具体例３
また、例えば血中のヘモグロビンがＯ2 Ｈｂ、ＲＨｂの
２種類であり、血中に他の色素を注入された場合、未知
数は、 Ｅｘ2 ；波長λ2 の組織項、 Ｓｏ；ヘモグロビン全体に対するＯ2 Ｈｂの濃度、 Ｃｄ／Ｈｂ；注入色素濃度／ヘモグロビン濃度、 の３個である。なお、ヘモグロビン全体に対するＲＨｂ
の濃度ＳｒはＳｏがわかれば、得られる。この場合にも
し４つの光波長を用いるならば血中に他の色素を注入し
た場合も、はじめから血中に存在する場合と同様に、色
素注入前のＥｘ2の値を記憶することなく、血中色素濃
度を計算できる。ここで、波長λ2 が注入色素に吸収さ
れない光の波長であるとする。濃度計算回路７０は、Ｎ
＝４の場合の（３８）式と（３９）式とに基づく計算を
行ない、Ｅｘ2 、Ｓｏ、Ｃｄ／Ｈｂを求める。この場合
上記（３８）式は次のようになる。 Φ12＝［｛（Ｅｏ1 Ｓｏ＋Ｅｒ1 Ｓｒ＋Ｅｄ1 Ｃｄ／Ｈｂ）（Ｅｏ1 Ｓｏ＋ Ｅｒ1 Ｓｒ＋Ｅｄ1 Ｃｄ／Ｈｂ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ1 ］／［｛（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅ ｒ2 Ｓｒ）（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅｒ2 Ｓｒ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ2 ］ （４６） Φ32＝［｛（Ｅｏ3 Ｓｏ＋Ｅｒ3 Ｓｒ＋Ｅｄ3 Ｃｄ／Ｈｂ）（Ｅｏ3 Ｓｏ＋ Ｅｒ3 Ｓｒ＋Ｅｄ3 Ｃｄ／Ｈｂ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ3 ］／［｛（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅ ｒ2 Ｓｒ）（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅｒ2 Ｓｒ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ2 ］ （４７） Φ42＝［｛（Ｅｏ4 Ｓｏ＋Ｅｒ4 Ｓｒ＋Ｅｄ4 Ｃｄ／Ｈｂ）（Ｅｏ4 Ｓｏ＋ Ｅｒ4 Ｓｒ＋Ｅｄ4 Ｃｄ／Ｈｂ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ4 ］／［｛（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅ ｒ2 Ｓｒ）（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅｒ2 Ｓｒ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ2 ］ （４８） Ｅｄ；血中色素の吸光係数
２種類であり、血中に他の色素を注入された場合、未知
数は、 Ｅｘ2 ；波長λ2 の組織項、 Ｓｏ；ヘモグロビン全体に対するＯ2 Ｈｂの濃度、 Ｃｄ／Ｈｂ；注入色素濃度／ヘモグロビン濃度、 の３個である。なお、ヘモグロビン全体に対するＲＨｂ
の濃度ＳｒはＳｏがわかれば、得られる。この場合にも
し４つの光波長を用いるならば血中に他の色素を注入し
た場合も、はじめから血中に存在する場合と同様に、色
素注入前のＥｘ2の値を記憶することなく、血中色素濃
度を計算できる。ここで、波長λ2 が注入色素に吸収さ
れない光の波長であるとする。濃度計算回路７０は、Ｎ
＝４の場合の（３８）式と（３９）式とに基づく計算を
行ない、Ｅｘ2 、Ｓｏ、Ｃｄ／Ｈｂを求める。この場合
上記（３８）式は次のようになる。 Φ12＝［｛（Ｅｏ1 Ｓｏ＋Ｅｒ1 Ｓｒ＋Ｅｄ1 Ｃｄ／Ｈｂ）（Ｅｏ1 Ｓｏ＋ Ｅｒ1 Ｓｒ＋Ｅｄ1 Ｃｄ／Ｈｂ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ1 ］／［｛（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅ ｒ2 Ｓｒ）（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅｒ2 Ｓｒ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ2 ］ （４６） Φ32＝［｛（Ｅｏ3 Ｓｏ＋Ｅｒ3 Ｓｒ＋Ｅｄ3 Ｃｄ／Ｈｂ）（Ｅｏ3 Ｓｏ＋ Ｅｒ3 Ｓｒ＋Ｅｄ3 Ｃｄ／Ｈｂ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ3 ］／［｛（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅ ｒ2 Ｓｒ）（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅｒ2 Ｓｒ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ2 ］ （４７） Φ42＝［｛（Ｅｏ4 Ｓｏ＋Ｅｒ4 Ｓｒ＋Ｅｄ4 Ｃｄ／Ｈｂ）（Ｅｏ4 Ｓｏ＋ Ｅｒ4 Ｓｒ＋Ｅｄ4 Ｃｄ／Ｈｂ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ4 ］／［｛（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅ ｒ2 Ｓｒ）（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅｒ2 Ｓｒ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ2 ］ （４８） Ｅｄ；血中色素の吸光係数
【００５１】次に第７の実施例について説明をする。こ
の装置は色素希釈曲線測定装置であって血中の光吸収物
質が酸化ヘモグロビンや還元ヘモグロビンだけでなく他
のヘモグロビンあるいは他の光吸収物質を含み、全体で
Ｎ−１種類の光吸収物質が血中にある場合に、色素を注
入しその色素濃度を測定する装置である。図１２に全体
の構成を示す。図１０に示した装置と同様に、発光素子
６０1 、６０2 、…、６０N はそれぞれ波長λ1 、
λ2 、…λN の光を発生する素子であり、駆動回路６１
により駆動される。これらの光は生体組織５を透過して
受光素子６２で受光され電気信号に変換される。そして
これらの信号は増幅器６３で増幅され、マルチプレクサ
６４によりそれぞれの光波長に対応したフィルタ６
５1 、６５2 、…、６５N に振り分けられる。それぞれ
の波長の信号はフィルタ６５1 、６５2 、…、６５N で
有害無用の高周波分を取り除かれたあと、Ａ／Ｄ変換器
６６でディジタル信号に変換され、データ処理装置８１
に至る。データ処理装置８１は対数計算回路６８、Φ計
算回路６９、第１の濃度計算回路８２、第２の濃度計算
回路８３およびタイミング制御回路８４からなってい
る。タイミング制御回路８４は駆動回路６１、マルチプ
レクサ６４、Ａ／Ｄ変換器６６およびデータ処理装置８
１各部に対し必要なタイミング信号を送出してそれらの
動作のタイミングを制御する。第１の濃度計算回路８２
には動作開始用のスイッチ８２Ａが設けられ、第２の計
算回路８３には動作開始用および色素注入があったこと
を指示するためののスイッチ８３Ａが設けられている。
の装置は色素希釈曲線測定装置であって血中の光吸収物
質が酸化ヘモグロビンや還元ヘモグロビンだけでなく他
のヘモグロビンあるいは他の光吸収物質を含み、全体で
Ｎ−１種類の光吸収物質が血中にある場合に、色素を注
入しその色素濃度を測定する装置である。図１２に全体
の構成を示す。図１０に示した装置と同様に、発光素子
６０1 、６０2 、…、６０N はそれぞれ波長λ1 、
λ2 、…λN の光を発生する素子であり、駆動回路６１
により駆動される。これらの光は生体組織５を透過して
受光素子６２で受光され電気信号に変換される。そして
これらの信号は増幅器６３で増幅され、マルチプレクサ
６４によりそれぞれの光波長に対応したフィルタ６
５1 、６５2 、…、６５N に振り分けられる。それぞれ
の波長の信号はフィルタ６５1 、６５2 、…、６５N で
有害無用の高周波分を取り除かれたあと、Ａ／Ｄ変換器
６６でディジタル信号に変換され、データ処理装置８１
に至る。データ処理装置８１は対数計算回路６８、Φ計
算回路６９、第１の濃度計算回路８２、第２の濃度計算
回路８３およびタイミング制御回路８４からなってい
る。タイミング制御回路８４は駆動回路６１、マルチプ
レクサ６４、Ａ／Ｄ変換器６６およびデータ処理装置８
１各部に対し必要なタイミング信号を送出してそれらの
動作のタイミングを制御する。第１の濃度計算回路８２
には動作開始用のスイッチ８２Ａが設けられ、第２の計
算回路８３には動作開始用および色素注入があったこと
を指示するためののスイッチ８３Ａが設けられている。
【００５２】対数計算回路６８はＡ／Ｄ変換器６６の出
力であるＩ1 、Ｉ2 、…、ＩN それぞれの対数ｌｎ
Ｉ1 、ｌｎＩ2 、…、ｌｎＩN を求める。
力であるＩ1 、Ｉ2 、…、ＩN それぞれの対数ｌｎ
Ｉ1 、ｌｎＩ2 、…、ｌｎＩN を求める。
【００５３】Φ計算回路６９は対数計算回路６８が求め
たｌｎＩ1 、ｌｎＩ2 、…、ｌｎＩN から脈動分を抽出
し、Φ12＝ΔｌｎＩ1 ／ΔｌｎＩ2 、Φ32＝ΔｌｎＩ3
／ΔｌｎＩ2 …、ΦN2＝ΔｌｎＩN ／ΔｌｎＩ2 を計算
する。色素注入前において、第１の濃度計算回路８２は
操作者がスイッチ８２ＡをオンにするとそのときΦ計算
回路６９から与えられるΦ12、Φ32、…ΦN2の値に基づ
いて波長λN についての組織項Ｅｘ2 、および各種ヘモ
グロビンのヘモグロビン全体に対する濃度または他の光
吸収物質の濃度のヘモグロビン濃度に対する割合Ｓ(j)
（ｊ＝１，２，…，Ｎ−１）を求める計算を行なう。こ
の計算は上記第６の実施例における濃度計算回路７０が
行なう計算と同じであるので説明は省略する。こうして
Ｅｘ2 が得られる。このＥｘ2 は色素注入後も一定であ
るとする。
たｌｎＩ1 、ｌｎＩ2 、…、ｌｎＩN から脈動分を抽出
し、Φ12＝ΔｌｎＩ1 ／ΔｌｎＩ2 、Φ32＝ΔｌｎＩ3
／ΔｌｎＩ2 …、ΦN2＝ΔｌｎＩN ／ΔｌｎＩ2 を計算
する。色素注入前において、第１の濃度計算回路８２は
操作者がスイッチ８２ＡをオンにするとそのときΦ計算
回路６９から与えられるΦ12、Φ32、…ΦN2の値に基づ
いて波長λN についての組織項Ｅｘ2 、および各種ヘモ
グロビンのヘモグロビン全体に対する濃度または他の光
吸収物質の濃度のヘモグロビン濃度に対する割合Ｓ(j)
（ｊ＝１，２，…，Ｎ−１）を求める計算を行なう。こ
の計算は上記第６の実施例における濃度計算回路７０が
行なう計算と同じであるので説明は省略する。こうして
Ｅｘ2 が得られる。このＥｘ2 は色素注入後も一定であ
るとする。
【００５４】次に色素が注入され操作者がスイッチ８３
Ａをオンにすると第２の濃度計算回路８３は第１の濃度
計算回路８２から与えられるＥｘ2 とΦ計算回路６９か
ら与えられるΦ12、Φ32、…、ΦN2と次の式とに基づい
て計算を行ない、 Ｃｄ／Ｈｂ；注入色素の濃度／ヘモグロビン濃度 をＳ(j) （ｊ＝１，２，…，Ｎ−１）と共に求める。 Φi2＝［｛（Ｅ(1) i Ｓ(1) ＋Ｅ(2) i Ｓ(2) ＋…＋Ｅ(N-1) i Ｓ(N-1) ＋ Ｅｄi Ｃｄ／Ｈｂ）（Ｅ(1) i Ｓ(1) ＋Ｅ(2) i Ｓ(2) ＋…＋Ｅ(N-1) i Ｓ(N-1 ) ＋Ｅｄi Ｃｄ／Ｈｂ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘi ］／［｛（Ｅ(1) 2 Ｓ(1) ＋Ｅ(2) 2 Ｓ(2) ＋…＋Ｅ(N-1) 2 Ｓ(N-1) ＋Ｅｄ2 Ｃｄ／Ｈｂ）（Ｅ(1) 2 Ｓ(1) ＋Ｅ (2) 2 Ｓ(2) ＋…＋Ｅ(N-1) 2 Ｓ(N-1) ＋Ｅｄ2 Ｃｄ／Ｈｂ Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ2 ］ （ｉ＝１， ３，４，…，Ｎ） （４９） Ｅｘi ＝ａi Ｅｘ2 ＋ｂi （ｉ＝１， ３，４，…，Ｎ） （５０） Ｅ(j) （ｊ＝１，２，…，Ｎ−１）は各種ヘモグロビン
または他の光吸収物質の吸光係数。Ｓ(j) （ｊ＝１，
２，…，Ｎ−１）は各種ヘモグロビンのヘモグロビン全
体に対する濃度、または他の光吸収物質の濃度とヘモグ
ロビン濃度との比。Ｅｘ1 、Ｅｘ2 、…、ＥｘN は光波
長λ1 、λ2 、…、λN それぞれにおける組織項。
Ａをオンにすると第２の濃度計算回路８３は第１の濃度
計算回路８２から与えられるＥｘ2 とΦ計算回路６９か
ら与えられるΦ12、Φ32、…、ΦN2と次の式とに基づい
て計算を行ない、 Ｃｄ／Ｈｂ；注入色素の濃度／ヘモグロビン濃度 をＳ(j) （ｊ＝１，２，…，Ｎ−１）と共に求める。 Φi2＝［｛（Ｅ(1) i Ｓ(1) ＋Ｅ(2) i Ｓ(2) ＋…＋Ｅ(N-1) i Ｓ(N-1) ＋ Ｅｄi Ｃｄ／Ｈｂ）（Ｅ(1) i Ｓ(1) ＋Ｅ(2) i Ｓ(2) ＋…＋Ｅ(N-1) i Ｓ(N-1 ) ＋Ｅｄi Ｃｄ／Ｈｂ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘi ］／［｛（Ｅ(1) 2 Ｓ(1) ＋Ｅ(2) 2 Ｓ(2) ＋…＋Ｅ(N-1) 2 Ｓ(N-1) ＋Ｅｄ2 Ｃｄ／Ｈｂ）（Ｅ(1) 2 Ｓ(1) ＋Ｅ (2) 2 Ｓ(2) ＋…＋Ｅ(N-1) 2 Ｓ(N-1) ＋Ｅｄ2 Ｃｄ／Ｈｂ Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ2 ］ （ｉ＝１， ３，４，…，Ｎ） （４９） Ｅｘi ＝ａi Ｅｘ2 ＋ｂi （ｉ＝１， ３，４，…，Ｎ） （５０） Ｅ(j) （ｊ＝１，２，…，Ｎ−１）は各種ヘモグロビン
または他の光吸収物質の吸光係数。Ｓ(j) （ｊ＝１，
２，…，Ｎ−１）は各種ヘモグロビンのヘモグロビン全
体に対する濃度、または他の光吸収物質の濃度とヘモグ
ロビン濃度との比。Ｅｘ1 、Ｅｘ2 、…、ＥｘN は光波
長λ1 、λ2 、…、λN それぞれにおける組織項。
【００５５】（ア）第７の実施例の具体例１
例えば、色素注入前において血中のヘモグロビンがＯ2
Ｈｂ、ＲＨｂ、ＣＯＨｂの３種類であるならば、未知数
は、 Ｅｘ2 ；波長λ2 の組織項、 Ｓｏ；ヘモグロビン全体に対するＯ2 Ｈｂの濃度、 Ｓｃ；ヘモグロビン全体に対するＣＯＨｂの濃度、 の３個である。なお、ヘモグロビン全体に対するＲＨｂ
の濃度ＳｒはＳｏ、Ｓｃがわかれば、得られる。この場
合は４つの光波長を用いることによって測定が可能とな
ることは上記第６の実施例の具体例１で説明した。色素
注入前のＥｘ2 、Ｓｏ、Ｓｃの計算は第１の濃度計算回
路８２がおこなう。次に色素が注入されると、第２の濃
度計算回路８３は、第１の濃度計算回路８２が求めたＥ
ｘ2 に基づき、Ｎ＝４の場合の（４９）式と（５０）式
を用いた計算を行ない、Ｓｏ、Ｓｃ、Ｃｄ／Ｈｂを求め
る。この場合上記（４９）式は次のようになる。ここ
で、波長λ2 が注入色素に吸収されない光の波長である
とする。 Φ12＝［｛（Ｅｏ1 Ｓｏ＋Ｅｒ1 Ｓｒ＋Ｅｃ1 Ｓｃ＋Ｅｄ1 Ｃｄ／Ｈｂ）（ Ｅｏ1 Ｓｏ＋Ｅｒ1 Ｓｒ＋Ｅｃ1 Ｓｃ＋Ｅｄ1 Ｃｄ／Ｈｂ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ1 ］／［｛（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅｒ2 Ｓｒ＋Ｅｃ2 Ｓｃ）（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅｒ2 Ｓｒ＋ Ｅｃ2 Ｓｃ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ2 ］ （５１） Φ32＝［｛（Ｅｏ3 Ｓｏ＋Ｅｒ3 Ｓｒ＋Ｅｃ3 Ｓｃ＋Ｅｄ3 Ｃｄ／Ｈｂ）（ Ｅｏ3 Ｓｏ＋Ｅｒ3 Ｓｒ＋Ｅｃ3 Ｓｃ＋Ｅｄ3 Ｃｄ／Ｈｂ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ3 ］／［｛（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅｒ2 Ｓｒ＋Ｅｃ2 Ｓｃ）（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅｒ2 Ｓｒ＋ Ｅｃ2 Ｓｃ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ2 ］ （５２） Φ42＝［｛（Ｅｏ4 Ｓｏ＋Ｅｒ4 Ｓｒ＋Ｅｃ4 Ｓｃ＋Ｅｄ4 Ｃｄ／Ｈｂ）（ Ｅｏ4 Ｓｏ＋Ｅｒ4 Ｓｒ＋Ｅｃ4 Ｓｃ＋Ｅｄ4 Ｃｄ／Ｈｂ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ4 ］／［｛（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅｒ2 Ｓｒ＋Ｅｃ2 Ｓｃ）（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅｒ2 Ｓｒ＋ Ｅｃ2 Ｓｃ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ2 ］ （５３）
Ｈｂ、ＲＨｂ、ＣＯＨｂの３種類であるならば、未知数
は、 Ｅｘ2 ；波長λ2 の組織項、 Ｓｏ；ヘモグロビン全体に対するＯ2 Ｈｂの濃度、 Ｓｃ；ヘモグロビン全体に対するＣＯＨｂの濃度、 の３個である。なお、ヘモグロビン全体に対するＲＨｂ
の濃度ＳｒはＳｏ、Ｓｃがわかれば、得られる。この場
合は４つの光波長を用いることによって測定が可能とな
ることは上記第６の実施例の具体例１で説明した。色素
注入前のＥｘ2 、Ｓｏ、Ｓｃの計算は第１の濃度計算回
路８２がおこなう。次に色素が注入されると、第２の濃
度計算回路８３は、第１の濃度計算回路８２が求めたＥ
ｘ2 に基づき、Ｎ＝４の場合の（４９）式と（５０）式
を用いた計算を行ない、Ｓｏ、Ｓｃ、Ｃｄ／Ｈｂを求め
る。この場合上記（４９）式は次のようになる。ここ
で、波長λ2 が注入色素に吸収されない光の波長である
とする。 Φ12＝［｛（Ｅｏ1 Ｓｏ＋Ｅｒ1 Ｓｒ＋Ｅｃ1 Ｓｃ＋Ｅｄ1 Ｃｄ／Ｈｂ）（ Ｅｏ1 Ｓｏ＋Ｅｒ1 Ｓｒ＋Ｅｃ1 Ｓｃ＋Ｅｄ1 Ｃｄ／Ｈｂ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ1 ］／［｛（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅｒ2 Ｓｒ＋Ｅｃ2 Ｓｃ）（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅｒ2 Ｓｒ＋ Ｅｃ2 Ｓｃ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ2 ］ （５１） Φ32＝［｛（Ｅｏ3 Ｓｏ＋Ｅｒ3 Ｓｒ＋Ｅｃ3 Ｓｃ＋Ｅｄ3 Ｃｄ／Ｈｂ）（ Ｅｏ3 Ｓｏ＋Ｅｒ3 Ｓｒ＋Ｅｃ3 Ｓｃ＋Ｅｄ3 Ｃｄ／Ｈｂ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ3 ］／［｛（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅｒ2 Ｓｒ＋Ｅｃ2 Ｓｃ）（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅｒ2 Ｓｒ＋ Ｅｃ2 Ｓｃ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ2 ］ （５２） Φ42＝［｛（Ｅｏ4 Ｓｏ＋Ｅｒ4 Ｓｒ＋Ｅｃ4 Ｓｃ＋Ｅｄ4 Ｃｄ／Ｈｂ）（ Ｅｏ4 Ｓｏ＋Ｅｒ4 Ｓｒ＋Ｅｃ4 Ｓｃ＋Ｅｄ4 Ｃｄ／Ｈｂ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ4 ］／［｛（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅｒ2 Ｓｒ＋Ｅｃ2 Ｓｃ）（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅｒ2 Ｓｒ＋ Ｅｃ2 Ｓｃ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ2 ］ （５３）
【００５６】（イ）第７の実施例の具体例２
また例えば、色素注入前において血中のヘモグロビンが
Ｏ2 Ｈｂ、ＲＨｂ、ビリルビンの３種類であるならば、
未知数は、 Ｅｘ2 ；波長λ2 の組織項、 Ｓｏ；ヘモグロビン全体に対するＯ2 Ｈｂの濃度、 Ｃｐ／Ｈｂ；ビリルビンの濃度／ヘモグロビン濃度、 の３個である。なお、ヘモグロビン全体に対するＲＨｂ
の濃度ＳｒはＳｏがわかれば、得られる。この場合は４
つの光波長を用いることによって測定が可能となること
は上記第６の実施例の具体例２で説明した。色素注入前
のＥｘ2 、Ｓｏ、Ｃｐ／Ｈｂの計算は第１の濃度計算回
路８２がおこなう。次に色素が注入されると、第２の濃
度計算回路８３は、第１の濃度計算回路８２で求めたＥ
ｘ2 に基づき、Ｎ＝４の場合の（４９）式と（５０）式
を用いた計算を行ない、Ｓｏ、Ｃｐ／Ｈｂ、Ｃｄ／Ｈｂ
を求める。この場合上記（４９）式は次のようになる。
ここで、波長λ2 は注入色素に吸収されない光の波長で
あるとする。 Φ12＝［｛（Ｅｏ1 Ｓｏ＋Ｅｒ1 Ｓｒ＋Ｅｐ1 Ｃｐ／Ｈｂ＋Ｅｄ1 Ｃｄ／Ｈ ｂ）（Ｅｏ1 Ｓｏ＋Ｅｒ1 Ｓｒ＋Ｅｐ1 Ｃｐ／Ｈｂ＋Ｅｄ1 Ｃｄ／Ｈｂ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ1 ］／［｛（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅｒ2 Ｓｒ＋Ｅｐ2 Ｃｐ／Ｈｂ）（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅｒ2 Ｓｒ＋Ｅｐ2 Ｃｐ／Ｈｂ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ2 ］ （５４） Φ32＝［｛（Ｅｏ3 Ｓｏ＋Ｅｒ3 Ｓｒ＋Ｅｐ3 Ｃｐ／Ｈｂ＋Ｅｄ3 Ｃｄ／Ｈ ｂ）（Ｅｏ3 Ｓｏ＋Ｅｒ3 Ｓｒ＋Ｅｐ3 Ｃｐ／Ｈｂ＋Ｅｄ3 Ｃｄ／Ｈｂ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ3 ］／［｛（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅｒ2 Ｓｒ＋Ｅｐ2 Ｃｐ／Ｈｂ）（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅｒ2 Ｓｒ＋Ｅｐ2 Ｃｐ／Ｈｂ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ2 ］ （５５） Φ42＝［｛（Ｅｏ4 Ｓｏ＋Ｅｒ4 Ｓｒ＋Ｅｐ4 Ｃｐ／Ｈｂ＋Ｅｄ4 Ｃｄ／Ｈ ｂ）（Ｅｏ4 Ｓｏ＋Ｅｒ4 Ｓｒ＋Ｅｐ4 Ｃｐ／Ｈｂ＋Ｅｄ4 Ｃｄ／Ｈｂ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ4 ］／［｛（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅｒ2 Ｓｒ＋Ｅｐ2 Ｃｐ／Ｈｂ）（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅｒ2 Ｓｒ＋Ｅｐ2 Ｃｐ／Ｈｂ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ2 ］ （５６）
Ｏ2 Ｈｂ、ＲＨｂ、ビリルビンの３種類であるならば、
未知数は、 Ｅｘ2 ；波長λ2 の組織項、 Ｓｏ；ヘモグロビン全体に対するＯ2 Ｈｂの濃度、 Ｃｐ／Ｈｂ；ビリルビンの濃度／ヘモグロビン濃度、 の３個である。なお、ヘモグロビン全体に対するＲＨｂ
の濃度ＳｒはＳｏがわかれば、得られる。この場合は４
つの光波長を用いることによって測定が可能となること
は上記第６の実施例の具体例２で説明した。色素注入前
のＥｘ2 、Ｓｏ、Ｃｐ／Ｈｂの計算は第１の濃度計算回
路８２がおこなう。次に色素が注入されると、第２の濃
度計算回路８３は、第１の濃度計算回路８２で求めたＥ
ｘ2 に基づき、Ｎ＝４の場合の（４９）式と（５０）式
を用いた計算を行ない、Ｓｏ、Ｃｐ／Ｈｂ、Ｃｄ／Ｈｂ
を求める。この場合上記（４９）式は次のようになる。
ここで、波長λ2 は注入色素に吸収されない光の波長で
あるとする。 Φ12＝［｛（Ｅｏ1 Ｓｏ＋Ｅｒ1 Ｓｒ＋Ｅｐ1 Ｃｐ／Ｈｂ＋Ｅｄ1 Ｃｄ／Ｈ ｂ）（Ｅｏ1 Ｓｏ＋Ｅｒ1 Ｓｒ＋Ｅｐ1 Ｃｐ／Ｈｂ＋Ｅｄ1 Ｃｄ／Ｈｂ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ1 ］／［｛（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅｒ2 Ｓｒ＋Ｅｐ2 Ｃｐ／Ｈｂ）（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅｒ2 Ｓｒ＋Ｅｐ2 Ｃｐ／Ｈｂ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ2 ］ （５４） Φ32＝［｛（Ｅｏ3 Ｓｏ＋Ｅｒ3 Ｓｒ＋Ｅｐ3 Ｃｐ／Ｈｂ＋Ｅｄ3 Ｃｄ／Ｈ ｂ）（Ｅｏ3 Ｓｏ＋Ｅｒ3 Ｓｒ＋Ｅｐ3 Ｃｐ／Ｈｂ＋Ｅｄ3 Ｃｄ／Ｈｂ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ3 ］／［｛（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅｒ2 Ｓｒ＋Ｅｐ2 Ｃｐ／Ｈｂ）（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅｒ2 Ｓｒ＋Ｅｐ2 Ｃｐ／Ｈｂ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ2 ］ （５５） Φ42＝［｛（Ｅｏ4 Ｓｏ＋Ｅｒ4 Ｓｒ＋Ｅｐ4 Ｃｐ／Ｈｂ＋Ｅｄ4 Ｃｄ／Ｈ ｂ）（Ｅｏ4 Ｓｏ＋Ｅｒ4 Ｓｒ＋Ｅｐ4 Ｃｐ／Ｈｂ＋Ｅｄ4 Ｃｄ／Ｈｂ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ4 ］／［｛（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅｒ2 Ｓｒ＋Ｅｐ2 Ｃｐ／Ｈｂ）（Ｅｏ2 Ｓｏ＋Ｅｒ2 Ｓｒ＋Ｅｐ2 Ｃｐ／Ｈｂ＋Ｆ）｝1/2 −Ｅｘ2 ］ （５６）
【００５７】上の各実施例におけるデータ処理装置は、
それぞれ独立した回路により構成したが、これはコンピ
ュータとしても良い。その場合、コンピュータのＣＰＵ
が行なう各処理が上記各回路の機能に対応する。
それぞれ独立した回路により構成したが、これはコンピ
ュータとしても良い。その場合、コンピュータのＣＰＵ
が行なう各処理が上記各回路の機能に対応する。
【００５８】以上の各実施例において、ΔｌｎＩはｌｎ
Ｉの振幅であるならばＩの交流分（ＡＣ）／直流分（Ｄ
Ｃ）で近似できる。またΔｌｎＩ1 ／ΔｌｎＩ2 は本来
は対数の振幅であるが、これの代わりに次のものを使う
ことができる。ΔｌｎＩ3 ／ΔｌｎＩ2 についても同様
である。 （１）一定時間区間のｌｎＩ1 とｌｎＩ2 とのそれぞれ
の変化量の比 （２）一定時間区間のｌｎＩ1 とｌｎＩ2 とのそれぞれ
の時間に関する回帰直線の傾斜の比 （３）一定時間区間のｌｎＩ1 とｌｎＩ2 との相互の回
帰直線の傾斜
Ｉの振幅であるならばＩの交流分（ＡＣ）／直流分（Ｄ
Ｃ）で近似できる。またΔｌｎＩ1 ／ΔｌｎＩ2 は本来
は対数の振幅であるが、これの代わりに次のものを使う
ことができる。ΔｌｎＩ3 ／ΔｌｎＩ2 についても同様
である。 （１）一定時間区間のｌｎＩ1 とｌｎＩ2 とのそれぞれ
の変化量の比 （２）一定時間区間のｌｎＩ1 とｌｎＩ2 とのそれぞれ
の時間に関する回帰直線の傾斜の比 （３）一定時間区間のｌｎＩ1 とｌｎＩ2 との相互の回
帰直線の傾斜
【００５９】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、組織項の値が
変化しても、１種類の血中吸光物質濃度を精度良く求め
ることができる。請求項２の発明によれば、酸素飽和度
を正確に求めることができる。請求項３の発明によれ
ば、組織項を考慮して注入色素濃度と１種類の血中吸光
物質濃度を求めることができる。請求項４の発明によれ
ば、組織項の値が変化しても、２種類の血中吸光物質濃
度を精度良く求めることができる。請求項５の発明によ
れば、組織項を考慮して注入色素濃度と２種類の血中吸
光物質濃度を求めることができる。請求項６の発明によ
れば、簡単な計算で各波長の組織項の関係が得られる。
請求項７の発明によれば、計算手段全体の簡素化を図る
ことができる。
変化しても、１種類の血中吸光物質濃度を精度良く求め
ることができる。請求項２の発明によれば、酸素飽和度
を正確に求めることができる。請求項３の発明によれ
ば、組織項を考慮して注入色素濃度と１種類の血中吸光
物質濃度を求めることができる。請求項４の発明によれ
ば、組織項の値が変化しても、２種類の血中吸光物質濃
度を精度良く求めることができる。請求項５の発明によ
れば、組織項を考慮して注入色素濃度と２種類の血中吸
光物質濃度を求めることができる。請求項６の発明によ
れば、簡単な計算で各波長の組織項の関係が得られる。
請求項７の発明によれば、計算手段全体の簡素化を図る
ことができる。
【図１】第１の実施例の全体構成を示す図。
【図２】第１の実施例の動作を説明するための図。
【図３】第２の実施例の全体構成を示す図。
【図４】図３に示すテーブルメモリ１８の内容を示す
図。
図。
【図５】第３の実施例の動作を説明するための図。
【図６】第３の実施例の全体構成を示す図。
【図７】第４の実施例の全体構成を示す図。
【図８】図７に示したテーブルメモリ２９の内容を示す
図。
図。
【図９】２つの波長それぞれの組織項Ｅｘ1 、Ｅｘ2 の
実測値を示す図。
実測値を示す図。
【図１０】第５の実施例の全体構成を示す図。
【図１１】第６の実施例の全体構成を示す図。
【図１２】第７の実施例の全体構成を示す図。
１、２、３ 発光素子
６ 受光素子
８ マルチプレクサ
９、１０、１１ フィルタ
１３、１７、２１、２５、４３、６７、８１ データ処
理装置
理装置
─────────────────────────────────────────────────────
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 小林 直樹
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 平原 英昭
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 特開 平６−30917（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−98881（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−174（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−30916（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−22943（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−40940（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−136637（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−164341（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
A61B 5/145
G01N 21/27
Claims (7)
- 【請求項１】３個の異なる波長の光を生体組織に照射す
る光発生手段と、 この光発生手段から発せられ生体組織を透過した光それ
ぞれを電気信号に変換する光電変換手段と、 この光電変換手段からの出力に基づき生体組織の減光度
の脈動を各波長毎に求める脈動計算手段と、 この脈動計算手段が求めた３個の減光度の脈動の相互の
比として２個の脈動比を計算する脈動比計算手段と、それぞれの前記脈動比は、２個の波長それぞれにおける
血液の減光度の脈動に関する項である血液項と血液以外
の生体組織の減光度の脈動に関する項である組織項との
和の比であるとし、各波長の前記組織項の相互間には一
定の関係があるとし、その結果、組織項に関する未知数
は１個として前記脈動比計算手段の出力に基づいて、血
中吸光物質の濃度を計算する 濃度計算手段と、 を具備することを特徴とする血中吸光物質濃度測定装
置。 - 【請求項２】濃度計算手段は、酸素飽和度を計算するこ
とを特徴とする請求項１に記載の血中吸光物質濃度測定
装置。 - 【請求項３】３個の異なる波長の光を生体組織に照射す
る光発生手段と、 この光発生手段から発せられ生体組織を透過した光それ
ぞれを電気信号に変換する光電変換手段と、 この光電変換手段からの出力に基づき生体組織の減光度
の脈動を各波長毎に求める脈動計算手段と、 この脈動計算手段が求めた３個の減光度の脈動の相互の
比として２個の脈動比を計算する脈動比計算手段と、 色素が体外から血中に注入されたことを指示する指示信
号を発生する指示信号発生手段と、それぞれの前記脈動比は、２個の波長それぞれにおける
血液の減光度の脈動に関する項である血液項と血液以外
の生体組織の減光度の脈動に関する項である組織項との
和の比であるとし、各波長の前記組織項の相互間には一
定の関係があるとし、その結果、組織項に関する未知数
は１個として前記脈動比計算手段の出力 に基づいて、少
なくとも前記組織項の値 を計算する第１の濃度計算手段
と、 前記指示信号発生手段が指示信号を発生した後の前記脈
動比計算手段の出力と前記第１の濃度計算手段が前記指
示信号の発生前に求めた前記組織項の値とを用いて少な
くとも血中色素濃度を計算する第２の濃度計算手段と、 を具備することを特徴とする血中吸光物質濃度測定装
置。 - 【請求項４】４個の異なる波長の光を生体組織に照射す
る光発生手段と、 この光発生手段から発せられ生体組織を透過した光それ
ぞれを電気信号に変換する光電変換手段と、 この光電変換手段からの出力に基づき生体組織の減光度
の脈動を各波長毎に求める脈動計算手段と、 この脈動計算手段が求めた４個の減光度の脈動の相互の
比として３個の脈動比を計算する脈動比計算手段と、 それぞれの前記脈動比は、２個の波長それぞれにおける
血液の減光度の脈動に関する項である血液項と血液以外
の生体組織の減光度の脈動に関する項である組織項との
和の比であるとし、各波長の前記組織項の相互間には一
定の関係があるとし、その結果、組織項に関する未知数
は１個として前記脈動比計算手段の出力に基づいて、血
中吸光物質の濃度を計算する濃度計算手段と、 を具備することを特徴とする 血中吸光物質濃度測定装
置。 - 【請求項５】４個の異なる波長の光を生体組織に照射す
る光発生手段と、 この光発生手段から発せられ生体組織を透過した光それ
ぞれを電気信号に変換する光電変換手段と、 この光電変換手段からの出力に基づき生体組織の減光度
の脈動を各波長毎に求める脈動計算手段と、 この脈動計算手段が求めた４個の減光度の脈動の相互の
比として３個の脈動比を計算する脈動比計算手段と、 色素が体外から血中に注入されたことを指示する指示信
号を発生する指示信号発生手段と、 それぞれの前記脈動比は、２個の波長それぞれにおける
血液の減光度の脈動に関する項である血液項と血液以外
の生体組織の減光度の脈動に関する項である組 織項との
和の比であるとし、各波長の前記組織項の相互間には一
定の関係があるとし、その結果、組織項に関する未知数
は１個として前記脈動比計算手段の出力に基づいて、少
なくとも前記組織項の値を計算する第１の濃度計算手段
と、 前記指示信号発生手段が指示信号を発生した後の前記脈
動比計算手段の出力と前記第１の濃度計算手段が前記指
示信号の発生前に求めた前記組織項の値とを用いて少な
くとも血中色素濃度を計算する第２の濃度計算手段と、 を具備することを特徴とする 血中吸光物質濃度測定装
置。 - 【請求項６】各波長の組織項相互間の一定の関係とは、
各波長の組織項が、共通の１の組織項の１次式で示され
る関係であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれ
か１に記載の血中吸光物質濃度測定装置。 - 【請求項７】前記第１の濃度計算手段および前記第２の
濃度計算手段で用いられる式は同じであり、前記第１の
濃度計算手段でその式が用いられるときは注入色素の濃
度がゼロであるとすることを特徴とする請求項３または
請求項５に記載の血中吸光物質濃度測定装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00482095A JP3364819B2 (ja) | 1994-04-28 | 1995-01-17 | 血中吸光物質濃度測定装置 |
| US08/429,545 US5766125A (en) | 1994-04-28 | 1995-04-27 | Apparatus for determining the concentration of light-absorbing materials in blood |
| EP95106507A EP0679890B1 (en) | 1994-04-28 | 1995-04-28 | Apparatus for determining the concentration of light-absorbing materials in blood |
| DE69527673T DE69527673T2 (de) | 1994-04-28 | 1995-04-28 | Gerät zur Bestimmung der Konzentration lichtabsorbierender Materialien im Blut |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9261694 | 1994-04-28 | ||
| JP6-92616 | 1994-04-28 | ||
| JP00482095A JP3364819B2 (ja) | 1994-04-28 | 1995-01-17 | 血中吸光物質濃度測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0810245A JPH0810245A (ja) | 1996-01-16 |
| JP3364819B2 true JP3364819B2 (ja) | 2003-01-08 |
Family
ID=26338661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00482095A Expired - Fee Related JP3364819B2 (ja) | 1994-04-28 | 1995-01-17 | 血中吸光物質濃度測定装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5766125A (ja) |
| EP (1) | EP0679890B1 (ja) |
| JP (1) | JP3364819B2 (ja) |
| DE (1) | DE69527673T2 (ja) |
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