JP4721130B2 - パルスオキシメータ用プローブ - Google Patents

Description

本発明は、患者の手指等に装着して、動脈血酸素飽和度を測定することができるパルスオキシメータ用プローブに関するものである。

従来より、患者の動脈血酸素飽和度（ＳｐＯ2 ）を測定する場合において、一対の発光素子と受光素子とを生体組織の一部を介して対向配置し、前記生体組織を透過する光の強度を測定して動脈血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が使用されている。

従来におけるこの種のパルスオキシメータ用プローブとして、例えば発光素子と受光素子をそれぞれ対向するように取り付けたハウジングを、洗濯ばさみのように結合軸を支点として開閉するようにし、ばね（クリップ）によって前記発光素子と受光素子が相互に近接するように付勢した構成からなるものが知られている（特許文献１参照）。このプローブは、手の指に対して使用するものであり、被験者の指に前記ハウジングを挾持させて装着する。

この種のプローブは、構造が簡単であり、被験者の生体組織への取り付けおよび取り外し容易である。しかしながら、相対する２つのハウジングが、結合軸を中心にして開閉動作するため、指のようにその厚みや大きさ等の寸法に個人差がある場合においては、１つのプローブであらゆる人に対応させることは困難であり、所定の厚みや大きさ以上の指には適正に装着することができず、測定部位からずれたり、あるいは外れたりし易くなる難点がある。また、前記ハウジングの開閉を行うためのばね力が規定されているため、プローブを長時間装着し続けると痛みを伴うことから、例えば一晩中の装着が必要な睡眠時無呼吸症候群（Ｓleep Ａpnea Ｓyndrome ）のスクリーニング検査には不都合である。

また、前記のようなばね（クリップ）式のパルスオキシメータ用プローブとは異なり、受光素子を備えた第１のケーシング部と、発光素子を備えた第２のケーシング部とを、ほぼＶ字型に接続した構成からなり、少なくとも第１のケーシング部の内面に粘着部材を設けて、被験者の指または足の爪部分を前記第１のケーシング部と第２のケーシング部とで挟むように装着し、酸素飽和度を測定することができるプローブが提案されている（特許文献２参照）。このプローブは、被験者の測定部位に固定するために、前記ケーシング部の内面に粘着部材を設けることが不可欠である。

しかしながら、このように構成されたプローブは、ほぼＶ字型に形成された第１のケーシング部と第２のケーシング部とが、多少の弾力性を有するように接続構成されているとしても、その厚みや大きさ等の寸法に個人差がある指等に対して、全て適正に固定できるようにするためには、前記粘着部材を設けることは不可欠である。このため、前記粘着部材にゴミ等が付着し、プローブを再利用する場合には、測定精度に影響を与えるばかりでなく、衛生管理面においても問題を生じる難点がある。

さらに、前述したいずれの構成とも異なるプローブとして、粘着シート構造のディスポーザブル式プローブも提案されている（特許文献３参照）。しかし、このプローブは、例えば睡眠時無呼吸症候群のスクリーニング検査を、自宅で行うような場合、被験者が一人でプローブを装着する必要が生じる。このような場合において、プローブの装着位置は自由である反面、適正な測定部位に装着するための知識やテクニックが必要であり、しかも一人では装着し難いという難点がある。

前述したように、パルスオキシメータ用プローブは、測定部位に対する適正な装着に際して所要のテクニックが必要であり、患者自身でプローブを装着することが困難であり、しかも患者自身の装着では測定の品質が左右されることが多いことから、正確な酸素飽和度（ＳｐＯ2 ）を測定するためには、専門の技師や看護師の操作が必要である。また、長時間に亘るプローブの装着によって、測定部位の生体組織に対するに違和感が増大し、疼痛等のためプローブの装着を意識的にまたは無意識的に外してしまうことがある。そして、このようなプローブの長時間に亘る装着は、測定部位の局所的圧迫による圧迫痕や水泡の発生を伴うことから、頻繁にプローブの装着位置の変更が必要であり、測定を行う操作者の負担が多くなる難点がある。

米国特許第４，６８５，４６４号明細書 米国特許第５，７７６，０５９号明細書 登録実用新案第２５４７８４０号公報

本発明は、前述した従来のパルスオキシメータ用プローブの問題点を解消すべく提案されたものであり、動脈血の酸素飽和度（ＳｐＯ2 ）を適正に測定するために、発光素子と受光素子をそれぞれ備えたプローブを、常に適正な測定部位に位置決めすることができるばかりでなく、粘着部材を設けることなくプローブ自体が患者の測定部位に対して適正に仮固定できる程度の機能を備え、患者自身により容易かつ確実に装着することができると共に、睡眠時無呼吸症候群のスクリーニング検査に好適に使用することができる、取扱いの簡便なパルスオキシメータ用プローブを提供するものである。

従って、本発明の目的は、簡単な構成にして低コストに製造することができ、小形軽量にして、長時間の装着に際しても患者に対する負担を軽減し、再使用可能なプローブとして有効かつ経済的に利用することができるパルスオキシメータ用プローブを提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明の請求項１に記載のパルスオキシメータ用プローブは、発光素子と受光素子をそれぞれ対向するように取り付けた第１のハウジングと第２のハウジングとからなり、前記第１のハウジングの内面には弾性力の分布の異なるクッション部材を設け、前記第１のハウジングを指の爪部側に対し適合当接するよう構成すると共に、前記第２のハウジングを前記第１のハウジングに連続して指の爪先部を覆うよう屈曲して指先の腹部に適合当接するよう構成し、前記第１のハウジングの端部にプローブ用コネクタと接続するためのリード線を挿通配置した構成からなり、前記第１のハウジングと第２のハウジングとは、指の先端部に対する当接圧力を、末梢の静脈拍動を抑える圧力（１０ｍｍＨｇ）以上で、動脈拍動を抑えない程度の圧力（３０〜３５ｍｍＨｇ）以下の屈曲弾性力を有するように、可撓性樹脂材料により一体成形により構成したことを特徴とする。

本発明の請求項２に記載のパルスオキシメータ用プローブは、前記第１のハウジングの内面に設けた弾性力の分布の異なるクッション部材は、爪の生え際中央部への当接を避けるようにＵ字状の形状であり、このＵ字状のクッション部材の中央部分に発光素子用発光窓を設けたことを特徴とする。

本発明の請求項３に記載のパルスオキシメータ用プローブは、前記第１のハウジングの内面に設けた弾性力の分布の異なるクッション部材は、発光窓を覆わない程度の孔を有し、前記クッション部材の孔部分に発光素子用発光窓を設けたことを特徴とする。

本発明の請求項４に記載のパルスオキシメータ用プローブは、前記第１のハウジングの爪部に沿う両側部に、爪の表面を全面的に覆うようにして外部からの光を遮断するための遮光カバー部をそれぞれ延設したことを特徴とする。

本発明の請求項５に記載のパルスオキシメータ用プローブは、前記第１のハウジングと第２のハウジングとが接続される屈曲部の内面に、指先部より伸びた爪の先端を収容可能な凹部を設けたことを特徴とする。

本発明の請求項６に記載のパルスオキシメータ用プローブは、前記第２のハウジングの内面中央部に、受光素子を収納配置し、当該受光素子が指先の腹部に密着当接するように構成したことを特徴とする。

本発明の請求項７に記載のパルスオキシメータ用プローブは、前記第１のハウジングと第２のハウジングとが、指の先端部に対する当接圧力を、末梢の静脈拍動を抑える圧力（１０ｍｍＨｇ）以上で、動脈拍動を抑えない程度の圧力（３０〜３５ｍｍＨｇ）以下の屈曲弾性力を有するように、可撓性樹脂材料により一体成形により構成したことを特徴とする。

本発明の請求項１に記載のパルスオキシメータ用プローブによれば、動脈血の酸素飽和度（ＳｐＯ2 ）を適正に測定するために、発光素子と受光素子をそれぞれ備えたプローブを、常に適正な測定部位に位置決めすることができるばかりでなく、粘着部材を設けることなくプローブ自体が患者の測定部位に対して適正に仮固定できる程度の機能を備え、患者自身により容易かつ確実に装着することができると共に、睡眠時無呼吸症候群のスクリーニング検査に好適に使用することができる。特に、本発明のパルスオキシメータ用プローブによれば、簡単な構成にして低コストに製造することができ、小形軽量にして、長時間の装着に際しても患者に対する負担を軽減し、再使用可能なプローブとして有効かつ経済的に利用することができる。

請求項２および３に記載のパルスオキシメータ用プローブによれば、プローブの装着に際して、指の痛みを感じる部分に対する緩衝効果を高めて、長時間に亘る装着を可能にして、睡眠時無呼吸症候群のスクリーニング検査に好適に使用することができる。

請求項４に記載のパルスオキシメータ用プローブによれば、プローブの装着に際しての外部からの光を確実に遮断して、常に精度の高い動脈血の酸素飽和度の測定を行うことができる。

請求項５に記載のパルスオキシメータ用プローブによれば、爪の伸びた患者に対しても、プローブの装着を適正かつ確実に行うことが可能であり、精度の高い動脈血の酸素飽和度の測定を行うことができる。

請求項６に記載のパルスオキシメータ用プローブによれば、発光素子に対する受光素子の対向配置を適正に行うことができ、精度の高い動脈血の酸素飽和度の測定を行うことができる。

そして、請求項１に記載のパルスオキシメータ用プローブによれば、第１のハウジングと第２のハウジングとについて、指の先端部に対する当接圧力を適正に設定し、粘着部材を設けることなくプローブ自体が患者の測定部位に対して適正に仮固定できる程度の機能を備え、患者自身により容易かつ確実に装着することができると共に、睡眠時無呼吸症候群のスクリーニング検査に好適に使用することができ、しかも精度の高い動脈血の酸素飽和度の測定を行うことができる。

次に、本発明に係るパルスオキシメータ用プローブの実施例につき、添付図面を参照しながら詳細に説明する。

図１ないし図６は、本発明に係るパルスオキシメータ用プローブの一実施例を示すものであり、図１は概略斜視図、図２は平面図、図３は側面図、図４は底面図、図５は正面図、そして図６は背面図である。しかるに、図１ないし図６において、本実施例のパルスオキシメータ用プローブ１０は、発光素子と受光素子をそれぞれ対向するように取り付けた第１のハウジング１２と、第２のハウジング１４とからなり、前記第１のハウジング１２を指の爪部側に対し適合当接するよう構成すると共に、前記第２のハウジング１４を前記第１のハウジング１２に連続して指の爪先部を覆うよう屈曲部１６において屈曲し、指先の腹部に適合当接するよう構成されている（特に、図３参照）。

そこで、本実施例におけるパルスオキシメータ用プローブ１０は、例えば前記第１のハウジング１２と第２のハウジング１４とについて、指の先端部に対する当接圧力が、末梢の静脈拍動を抑える圧力（１０ｍｍＨｇ）以上で、動脈拍動を抑えない程度の圧力（３０〜３５ｍｍＨｇ）以下の屈曲弾性力を有するように、可撓性樹脂材料により一体成形により構成することができる。なお、屈曲部１６を他の屈曲弾性力を有する可撓性材料とし、第１のハウジング１２と第２のハウジング１４を接続し、本実施例のパルスオキシメータ用プローブ１０と同様な構成とすることも可能である。

図７は、本実施例に係るパルスオキシメータ用プローブ１０の側面断面図を示すものである。そこで、このパルスオキシメータ用プローブ１０の第１のハウジング１２においては、発光素子２０が収納配置されると共に、例えば図８に示すように、指先部Ｆの爪の生え際中央部Ｃ〔図８の（ｂ）参照〕への当接を避けるようにＵ字状のクッション部材２２Ａを設け〔図８の（ａ）参照〕、このＵ字状のクッション部材２２Ａの中央部分に発光素子用発光窓２３を設けた構成からなる。なお、前記指先部Ｆの爪の生え際中央部Ｃは、皮膚が薄いために圧迫により痛みを発生し易い部位として知られている。従って、本発明に係るパルスオキシメータ用プローブ１０の装着に際して、指の痛みを感じる部分に対する緩衝効果を高めて、長時間に亘る装着を可能にして、睡眠時無呼吸症候群のスクリーニング検査に好適に使用することができる。

図９は、前述したパルスオキシメータ用プローブ１０の発光素子２０が収納配置される第１のハウジング１２に設けるクッション部材２２Ａの別の実施例を示すものである。すなわち、本実施例のクッション部材２２Ｂは、図９の（ａ）に示すように、前述した指先部Ｆの爪の生え際中央部Ｃ〔図８の（ａ）参照〕にクッション部材２２Ｂが当接しても、指先部Ｆの爪の生え際中央部Ｃへクッション部材２２Ｂより掛かる圧力分布が、全体とほぼ同等または他の部分よりも弱い圧力分布とするために、Ｏ字状のクッション部材２２Ｂとして構成する。この場合、クッション部材２２Ｂの中心部に形成された孔部は、発光素子用発光窓２３として構成される。

このように構成されるクッション部材２２Ｂにおいて、爪の生え際中央部Ｃが当接するクッション部材部分については、(1) 指先部Ｆの長手方向両側部など他のクッション部材部分よりも柔らかいクッション部材を使用すること、(2) 指先部Ｆの長手方向両側部から指形状に合わせた円弧を描く凹形状とすること〔図９の（ｂ）参照〕、(3) 前記 (1)と(2) を組み合わせること等により、爪の生え際中央部Ｃへ掛かる圧力を減少させることが可能である。なお、他のクッション部材部分よりも柔らかいクッション部材としては、あらゆる弾性部材および耐久性を向上させるため、フォーミングしたシート材（外皮構造）の内部に、スポンジ、空気、液体、ゲル剤などを封入することで、柔らかい弾力性とすることができるが、要はその他のクッション部材部分よりも柔らかい素材や物質を挿入すれば好適である。このように、クッション部材部分の弾力性（柔らかさ）の分布が異なるクッション部材２２Ｂを使用したパルスオキシメータ用プローブ１０を、被験者が装着することにより、第１のハウジング１２が指形状に追従して、局所的な圧迫のない理想的な圧分布となるような装着が可能となる。

従って、本発明に係るパルスオキシメータ用プローブ１０は、その装着に際して指の痛みを感じる部分に対する緩衝効果を高め、長時間に亘る装着を可能にして、睡眠時無呼吸症候群のスクリーニング検査に好適に使用することができる。特に、本実施例においては、クッション部材２２Ｂの形状をＯ字状としたが、中心部における発光素子用発光窓２３を覆わない程度の孔部を有する形状であれば、長方形状、四角形状、輪形状などでも良く、例えば図９の（ｂ）に示すような形状とすることによっても、前述した実施例のクッション部材２２Ａ、２２Ｂを使用したパルスオキシメータ用プローブ１０と同様の効果を奏することが可能である。

また、前記第１のハウジング１２において、その端部にプローブ用コネクタ（図示せず）と接続されるリード線２４を案内挿通するためのリード線挿通部２６が設けられている（図１ないし図４および図７、図８、図９参照）。さらに、前記第１のハウジング１２の爪部に沿う両側部には、それぞれ爪の表面を全面的に覆うようにして外部からの光を遮断するための遮光カバー部２８、２８をそれぞれ延設する。このように構成することにより、本発明に係るパルスオキシメータ用プローブ１０の装着に際して、外部からの光を確実に遮断して、常に精度の高い動脈血の酸素飽和度の測定を行うことができる。

一方、前記第１のハウジング１２と第２のハウジング１４とが接続される屈曲部１６の内面には、指先部Ｆより伸びた爪の先端を収容可能な凹部１８を設けた構成からなる（図３および図７参照）。このように構成することにより、爪の伸びた患者に対しても、本発明に係るパルスオキシメータ用プローブ１０の装着を、安全にして適正かつ確実に行うことができる。

さらに、図７および図１０に示すように、本実施例のパルスオキシメータ用プローブ１０の第２のハウジング１４においては、その内面中央部に、受光素子３０を収納配置し、当該受光素子３０が指先の腹部に密着当接するように構成する。このように構成することにより、発光素子２０に対する受光素子３０の対向配置を適正に行うことができ、精度の高い動脈血の酸素飽和度の測定を行うことができる。なお、この場合、前記受光素子３０のリード線２４ｂは、前記第２のハウジング１４の内面から屈曲部１６の内面側に設けたリード線案内溝１９を介して第１のハウジング１２の内面へ配設し、前記発光素子２０のリード線２４ａと共に一体化し、プローブ用コネクタへ接続するための外部リード線２４として前記プローブ１０より導出するよう構成する（図６および図７参照）。

前述した実施例のパルスオキシメータ用プローブ１０において、前記第１のハウジング１２の内面に設ける発光素子２０およびクッション部２２の表面と、前記第２のハウジング１４の内面に設ける受光素子３０の表面に対しては、適宜保護カバー（図示せず）により全体を被覆することによって、このパルスオキシメータ用プローブ１０の再使用をより一層簡便なものとすることができる。

図１１の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明に係るパルスオキシメータ用プローブ１０の指先部Ｆに対する装着操作を示すものである。まず、図１１の（ａ）に示すように、本発明に係るパルスオキシメータ用プローブ１０を患者の指先部Ｆに装着する。この場合、前記プローブ１０は、第１のハウジング１２と第２のハウジング１４との間に設定された所要の屈曲弾性力によって、所定の測定部位に対して適正に仮固定することができる。次いで、図１１の（ｂ）に示すように、所定の測定部位に仮固定された前記プローブ１０に対し、粘着テープＴを巻着する。従って、このような粘着テープＴの巻着操作は、前記プローブ１０が所定の測定部位に対して適正に仮固定されているため、患者自身で容易かつ確実に行うことができる。このようにして、図１１の（ｃ）に示すように、前記プローブ１０を粘着テープＴによって、容易に指先部Ｆに装着固定することができる。なお、動脈血の酸素飽和度を簡便に測定する場合には、前述した粘着テープＴによる固定を省略することもあり、このような場合においても、本発明に係るパルスオキシメータ用プローブ１０は簡便にかつ適正に使用することができる。

前述した実施例においては、発光素子を第１のハウジングに、受光素子を第２のハウジングに取り付けて、それぞれ対向させた構成からなるパルスオキシメータ用プローブについて説明したが、当然に発光素子を第２のハウジングに、受光素子を第１のハウジングに取り付けて、それぞれ対向させた構成とするパルスオキシメータ用プローブとしても、本発明と同様の効果を奏することが可能であることは勿論である。

以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、第１のハウジングおよび第２のハウジングの形状、構造、材質等について適宜設計変更することができるばかりでなく、その他本発明の精神を逸脱しない範囲内において、種々の設計変更を行うことが可能である。

本発明に係るパルスオキシメータ用プローブの一実施例の概略構成を示す斜視図である。 図１に示すパルスオキシメータ用プローブの平面図である。 図１に示すパルスオキシメータ用プローブの側面図である。 図１に示すパルスオキシメータ用プローブの底面図である。 図１に示すパルスオキシメータ用プローブの正面図である。 図１に示すパルスオキシメータ用プローブの背面図である。 本発明に係るパルスオキシメータ用プローブの概略側面断面図である。 （ａ）は本発明に係るパルスオキシメータ用プローブの第１のハウジングの内面側にクッション部材を設けた実施例を示す概略説明図であり、（ｂ）は第１のハウジングの内面が当接する指先部の状態説明図である。 （ａ）は本発明に係るパルスオキシメータ用プローブの第１のハウジングの内面側にクッション部材を設けた別の実施例を示す概略説明図であり、（ｂ）はクッション部材の変形例を示す概略斜視図である。 本発明に係るパルスオキシメータ用プローブの第２のハウジングの内面側概略説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は本発明に係るパルスオキシメータ用プローブを指先部に装着し、次いで粘着テープを巻着し、そして指先部に固定する操作をそれぞれ示す説明図である。

符号の説明

１０ パルスオキシメータ用プローブ
１２ 第１のハウジング
１４ 第２のハウジング
１６ 屈曲部
１８ 凹部
１９ リード線案内溝
２０ 発光素子
２２Ａ、２２Ｂ クッション部材
２３ 発光素子用発光窓
２４ （外部）リード線
２４ａ 発光素子のリード線
２４ｂ 受光素子のリード線
２６ リード線挿通部
２８ 遮光カバー部材
３０ 受光素子
Ｆ 指先部
Ｃ 爪の生え際中央部
Ｔ 粘着テープ

Claims (6)

1. 発光素子と受光素子をそれぞれ対向するように取り付けた第１のハウジングと第２のハウジングとからなり、
   前記第１のハウジングの内面には弾性力の分布の異なるクッション部材を設け、
   前記第１のハウジングを指の爪部側に対し適合当接するよう構成すると共に、前記第２のハウジングを前記第１のハウジングに連続して指の爪先部を覆うよう屈曲して指先の腹部に適合当接するよう構成し、
   前記第１のハウジングの端部にプローブ用コネクタと接続するためのリード線を挿通配置した構成からなり、
   前記第１のハウジングと第２のハウジングとは、指の先端部に対する当接圧力を、末梢の静脈拍動を抑える圧力（１０ｍｍＨｇ）以上で、動脈拍動を抑えない程度の圧力（３０〜３５ｍｍＨｇ）以下の屈曲弾性力を有するように、可撓性樹脂材料により一体成形により構成したことを特徴とするパルスオキシメータ用プローブ。
2. 前記第１のハウジングの内面に設けた弾性力の分布の異なるクッション部材は、爪の生え際中央部への当接を避けるようにＵ字状の形状であり、このＵ字状のクッション部材の中央部分に発光素子用発光窓を設け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. 前記第１のハウジングの内面に設けた弾性力の分布の異なるクッション部材は、発光窓を覆わない程度の孔を有し、前記クッション部材の孔部分に発光素子用発光窓を設け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。
4. 前記第１のハウジングの爪部に沿う両側部には、爪の表面を全面的に覆うようにして外部からの光を遮断するための遮光カバーをそれぞれ延設したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のパルスオキシメータ用プローブ。
5. 前記第１のハウジングと第２のハウジングとが接続される屈曲部の内面には、指先部より伸びた爪の先端を収容可能な凹部を設けたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のパルスオキシメータ用プローブ。
6. 前記第２のハウジングの内面中央部には、受光素子を収納配置し、当該受光素子が指先の腹部に密着当接するように構成したことを特徴とする請求項１または５記載のパルスオキシメータ用プローブ。

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