JP6741485B2 - パルスフォトメータ、および血中吸光物質濃度の算出値の信頼性評価方法 - Google Patents
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第一波長を含む第一の光を出射するように構成されている第一発光部と、
第二波長を含む第二の光を出射するように構成されている第二発光部と、
第三波長を含む第三の光を出射するように構成されている第三発光部と、
被検者の身体を透過あるいは反射した前記第一の光の強度に応じて第一強度信号を出力し、前記身体を透過あるいは反射した前記第二の光の強度に応じて第二強度信号を出力し、前記身体を透過あるいは反射した前記第三の光の強度に応じて第三強度信号を出力するように構成されている受光部と、
前記第一強度信号に基づいて、前記被検者の血液の脈動に伴う前記第一の光の減光度変化量に対応する第一変化量を取得するように構成されている第一変化量取得部と、
前記第二強度信号に基づいて、前記脈動に伴う前記第二の光の減光度変化量に対応する第二変化量を取得するように構成されている第二変化量取得部と、
前記第三強度信号に基づいて、前記脈動に伴う前記第三の光の減光度変化量に対応する第三変化量を取得するように構成されている第三変化量取得部と、
前記第一変化量と前記第二変化量に基づいて、前記血液における血中吸光物質濃度を算出するように構成されている濃度算出部と、
前記第一変化量と前記第二変化量に基づいて、前記第三変化量の推定値を算出するように構成されている推定値算出部と、
前記第三変化量取得部により取得された前記第三変化量と、前記推定値算出部により算出された前記推定値に基づいて、前記血中吸光物質濃度の算出値の信頼性を評価するように構成されている評価部と、
を備えている。
被検者の身体を透過あるいは反射した第一波長を含む第一の光の強度に対応する第一強度信号に基づいて、当該被検者の血液の脈動に伴う前記第一の光の減光度変化量に対応する第一変化量を取得するように構成されている第一変化量取得部と、
前記身体を透過あるいは反射した第二波長を含む第二の光の強度に対応する第二強度信号に基づいて、前記脈動に伴う前記第二の光の減光度変化量に対応する第二変化量を取得するように構成されている第二変化量取得部と、
前記身体を透過あるいは反射した第三波長を含む第三の光の強度に対応する第三強度信号に基づいて、前記脈動に伴う前記第三の光の減光度変化量に対応する第三変化量を取得するように構成されている第三変化量取得部と、
前記第一変化量と前記第二変化量に基づいて、前記血液における血中吸光物質濃度を算出するように構成されている濃度算出部と、
前記第一変化量と前記第二変化量に基づいて、前記第三変化量の推定値を算出するように構成されている推定値算出部と、
前記第三変化量取得部により取得された前記第三変化量と、前記推定値算出部により算出された前記推定値に基づいて、前記血中吸光物質濃度の算出値の信頼性を評価するように構成されている評価部と、
を備えている。
被検者の身体を透過あるいは反射した第一波長を含む第一の光の強度に対応する第一強度信号に基づいて、当該被検者の血液の脈動に伴う前記第一の光の減光度変化量に対応する第一変化量を、前記パルスフォトメータに取得させ、
前記身体を透過あるいは反射した第二波長を含む第二の光の強度に対応する第二強度信号に基づいて、前記脈動に伴う前記第二の光の減光度変化量に対応する第二変化量を、前記パルスフォトメータに取得させ、
前記身体を透過あるいは反射した第三波長を含む第三の光の強度に対応する第三強度信号に基づいて、前記脈動に伴う前記第三の光の減光度変化量に対応する第三変化量を、前記パルスフォトメータに取得させ、
前記第一変化量と前記第二変化量に基づいて、前記血液における血中吸光物質濃度を、前記パルスフォトメータに算出させ、
前記第一変化量と前記第二変化量に基づいて、前記第三変化量の推定値を、前記パルスフォトメータに算出させ、
前記第三変化量と、前記第三変化量の推定値に基づいて、前記血中吸光物質濃度の算出値の信頼性を、前記パルスフォトメータに評価させる。
ΔA1=ln[I1/(I1−ΔI1)]≒ΔI1/I1 (1)
ここで、ΔI1は、被検者2の血液の脈動に伴う、第一強度信号I1の変化量を示している。
ΔA2=ln[I2/(I2−ΔI2)]≒ΔI2/I2 (2)
ここで、ΔI2は、被検者2の血液の脈動に伴う、第二強度信号I2の変化量を示している。
ΔA3=ln[I3/(I3−ΔI3)]≒ΔI3/I3 (3)
ここで、ΔI3は、被検者2の血液の脈動に伴う、第三強度信号I3の変化量を示している。
ΔA1=ΔAb1+ΔAt1=Eb1HbΔDb+Σt1ΔDt (4)
ΔA2=ΔAb2+ΔAt2=Eb2HbΔDb+Σt2ΔDt (5)
ここで、Eは、吸光係数(dl g-1cm-1)を表している。Hbは、血中ヘモグロビン濃度(g dl-1)を表している。Σは、減光率(cm-1)を表している。ΔDは、血液の脈動に伴う厚み変化(cm)を表している。添字bは、血液を表している。添字tは、血液以外の組織を表している。添字1は、第一の光を表している。添字2は、第二の光を表している。
ΔA1=Eb1HbΔDb+Σt1ΔDt
=[Eb1+(Σt1ΔDt)/(HbΔDb)](HbΔDb)
=(Eb1+Ex1)(HbΔDb) (6)
ΔA2=Eb2HbΔDb+Σt2ΔDt
=[Eb2+(Σt2ΔDt)/(HbΔDb)](HbΔDb)
=(Eb2+Ex2)(HbΔDb) (7)
ここで、Exは(ΣtΔDt)/(HbΔDb)を置き換えた変数である。添字1は、第一の光を表している。添字2は、第二の光を表している。
Eb1+Ex1−ΔA1/(HbΔDb)=0 (8)
Eb2+Ex2−ΔA2/(HbΔDb)=0 (9)
Eb2=a2Eb1+b2 (10)
ここで、aとbは定数である。添字1は、第一の光を表している。添字2は、第二の光を表している。
Ex2=α2Ex1+β2 (11)
ここで、αとβは定数である。添字1は、第一の光を表している。添字2は、第二の光を表している。
Eb1+Ex1−ΔA1/(HbΔDb)=0
Eb1−ΔA1/(HbΔDb)=−Ex1 (12)
(a2Eb1+b2)+(α2Ex1+β2)−ΔA2/(HbΔDb)=0
a2Eb1−ΔA2/(HbΔDb)=−α2Ex1−β2−b2
(13)
Eb1=Eo1S+Er1(1−S) (15)
ここで、Eoは、酸化ヘモグロビンの吸光係数を表している。Erは、脱酸化ヘモグロビンの吸光係数を表している。添字1は、第一の光を表している。したがって、濃度算出部40は、次式によりSpO2の値を算出する。
S=(Eb1−Er1)/(Eo1−Er1) (16)
ΔA3’=ΔAb3+ΔAt3=Eb3HbΔDb+Σt3ΔDt (17)
前述のように、Eは、吸光係数(dl g-1 cm-1)を表している。Hbは、血中ヘモグロビン濃度(g dl-1)を表している。Σは、減光率(cm-1)を表している。ΔDは、血液の脈動に伴う厚み変化(cm)を表している。添字bは、血液を表している。添字tは、血液以外の組織を表している。添字3は、第三の光を表している。
ΔA3’=Eb3HbΔDb+Σt3ΔDt
=[Eb3+(Σt3ΔDt)/(HbΔDb)](HbΔDb)
=(Eb3+Ex3)(HbΔDb) (18)
前述のように、Exは(ΣtΔDt)/(HbΔDb)を置き換えた変数である。添字3は、第三の光を表している。
Eb3=a3Eb1+b3 (19)
前述のように、aとbは定数である。添字1は、第一の光を表している。添え字3は、第三の光を表している。
Ex3=α3Ex1+β3 (20)
ここで、αとβは定数である。添字1は、第一の光を表している。添字3は、第三の光を表している。
ΔA3’=[(a3Eb1+b3)+(α3Ex1+β3)]HbΔDb (21)
ΔA4=ln[I4/(I4−ΔI4)]≒ΔI4/I4 (22)
ここで、ΔI4は、被検者2の血液の脈動に伴う、第四強度信号I4の変化量を示している。
ΔA4=ΔAb4+ΔAt4=Eb4HbΔDb+Σt4ΔDt (23)
前述のように、Eは、吸光係数(dl g-1 cm-1)を表している。Hbは、血中ヘモグロビン濃度(g dl-1)を表している。Σは、減光率(cm-1)を表している。ΔDは、血液の脈動に伴う厚み変化(cm)を表している。添字bは、血液を表している。添字tは、血液以外の組織を表している。添字4は、第四の光を表している。
ΔA4=Eb4HbΔDb+Σt4ΔDt
=[Eb4+(Σt4ΔDt)/(HbΔDb)](HbΔDb)
=(Eb4+Ex4)(HbΔDb) (24)
前述のように、Exは(ΣtΔDt)/(HbΔDb)を置き換えた変数である。添字4は、第四の光を表している。
Eb4=a4Eb1+b4 (25)
前述のように、aとbは定数である。添字1は、第一の光を表している。添字4は、第四の光を表している。
Ex4=α4Ex1+β4 (26)
ここで、αとβは定数である。添字1は、第一の光を表している。添字4は、第四の光を表している。
Eb1+Ex1−ΔA1/(HbΔDb)=0 (27)
a2Eb1+α2Ex1−ΔA2/(HbΔDb)=−b2−β2 (28)
(a4Eb1+b4)+(α4Ex1+β4)−ΔA4/(HbΔDb)=0
a4Eb1+α4Ex1−ΔA4/(HbΔDb)=−b4−β4 (29)
λ1=630nm、λ2=660nm、λ3=700nm、λ4=880nm、λ5=940nm
λ1=660nm、λ2=700nm、λ3=730nm、λ4=880nm、λ5=940nm
Claims (8)
- 第一波長を含む第一の光を出射するように構成されている第一発光部と、
前記第一波長と異なる第二波長を含む第二の光を出射するように構成されている第二発光部と、
前記第一波長および前記第二波長の各々と異なる第三波長を含む第三の光を出射するように構成されている第三発光部と、
被検者の身体を透過あるいは反射した前記第一の光の強度に応じて第一強度信号を出力し、前記身体を透過あるいは反射した前記第二の光の強度に応じて第二強度信号を出力し、前記身体を透過あるいは反射した前記第三の光の強度に応じて第三強度信号を出力するように構成されている受光部と、
前記第一強度信号に基づいて、前記被検者の血液の脈動に伴う前記第一の光の減光度変化量に対応する第一変化量を取得するように構成されている第一変化量取得部と、
前記第二強度信号に基づいて、前記脈動に伴う前記第二の光の減光度変化量に対応する第二変化量を取得するように構成されている第二変化量取得部と、
前記第三強度信号に基づいて、前記脈動に伴う前記第三の光の減光度変化量に対応する第三変化量を取得するように構成されている第三変化量取得部と、
前記第一変化量と前記第二変化量に基づいて、前記血液における血中吸光物質濃度を算出するように構成されている濃度算出部と、
前記第一変化量と前記第二変化量に基づいて、前記第三変化量の推定値を算出するように構成されている推定値算出部と、
前記第三変化量取得部により取得された前記第三変化量と、前記推定値算出部により算出された前記推定値に基づいて、前記血中吸光物質濃度の算出値の信頼性を評価するように構成されている評価部と、
を備えている、
パルスフォトメータ。 - 前記第一の光と前記第二の光の一方は赤色光であり、
前記第一の光と前記第二の光の他方は赤外光である、
請求項1に記載のパルスフォトメータ。 - 第四発光部と、
第四変化量取得部と、
を備えており、
前記第四発光部は、前記第一波長、前記第二波長、および前記第三波長の各々と異なる第四波長を含む第四の光を出射するように構成されており、
前記受光部は、前記身体を透過あるいは反射した前記第四の光の強度に応じて第四強度信号を出力するように構成されており、
前記第四変化量取得部は、前記第四強度信号に基づいて、前記脈動に伴う前記第四の光の減光度変化量に対応する第四変化量を取得するように構成されており、
前記濃度算出部は、前記第一変化量、前記第二変化量、および前記第四変化量に基づいて、前記血中吸光物質濃度を算出するように構成されており、
前記推定値算出部は、前記第一変化量、前記第二変化量、および前記第四変化量に基づいて、前記推定値を算出するように構成されている、
請求項1または2に記載のパルスフォトメータ。 - 前記第一波長、前記第二波長、前記第三波長、および前記第四波長は、630nm、660nm、700nm、730nm、805nm、880nm、および940nmから選ばれている、
請求項3に記載のパルスフォトメータ。 - 被検者の身体を透過あるいは反射した第一波長を含む第一の光の強度に対応する第一強度信号に基づいて、当該被検者の血液の脈動に伴う前記第一の光の減光度変化量に対応する第一変化量を取得するように構成されている第一変化量取得部と、
前記身体を透過あるいは反射した前記第一波長と異なる第二波長を含む第二の光の強度に対応する第二強度信号に基づいて、前記脈動に伴う前記第二の光の減光度変化量に対応する第二変化量を取得するように構成されている第二変化量取得部と、
前記身体を透過あるいは反射した第三波長を含む第三の光の強度に対応する第三強度信号に基づいて、前記脈動に伴う前記第一波長および前記第二波長の各々と異なる前記第三の光の減光度変化量に対応する第三変化量を取得するように構成されている第三変化量取得部と、
前記第一変化量と前記第二変化量に基づいて、前記血液における血中吸光物質濃度を算出するように構成されている濃度算出部と、
前記第一変化量と前記第二変化量に基づいて、前記第三変化量の推定値を算出するように構成されている推定値算出部と、
前記第三変化量取得部により取得された前記第三変化量と、前記推定値算出部により算出された前記推定値に基づいて、前記血中吸光物質濃度の算出値の信頼性を評価するように構成されている評価部と、
を備えている、
パルスフォトメータ。 - 第四変化量取得部を備えており、
前記第四変化量取得部は、前記身体を透過あるいは反射した前記第一波長、前記第二波長、および前記第三波長の各々と異なる第四波長を含む第四の光の強度に対応する第四強度信号に基づいて、前記脈動に伴う前記第四の光の減光度変化量に対応する第四変化量を取得するように構成されており、
前記濃度算出部は、前記第一変化量、前記第二変化量、および前記第四変化量に基づいて、前記血中吸光物質濃度を算出するように構成されており、
前記推定値算出部は、前記第一変化量、前記第二変化量、および前記第四変化量に基づいて、前記推定値を算出するように構成されている、
請求項5に記載のパルスフォトメータ。 - 被検者の身体を透過あるいは反射した第一波長を含む第一の光の強度に対応する第一強度信号に基づいて、当該被検者の血液の脈動に伴う前記第一の光の減光度変化量に対応する第一変化量を、パルスフォトメータに取得させ、
前記身体を透過あるいは反射した前記第一波長と異なる第二波長を含む第二の光の強度に対応する第二強度信号に基づいて、前記脈動に伴う前記第二の光の減光度変化量に対応する第二変化量を、前記パルスフォトメータに取得させ、
前記身体を透過あるいは反射した前記第一波長および前記第二波長の各々と異なる第三波長を含む第三の光の強度に対応する第三強度信号に基づいて、前記脈動に伴う前記第三の光の減光度変化量に対応する第三変化量を、前記パルスフォトメータに取得させ、
前記第一変化量と前記第二変化量に基づいて、前記血液における血中吸光物質濃度を、前記パルスフォトメータに算出させ、
前記第一変化量と前記第二変化量に基づいて、前記第三変化量の推定値を、前記パルスフォトメータに算出させ、
前記第三変化量と、前記第三変化量の推定値に基づいて、前記血中吸光物質濃度の算出値の信頼性を、前記パルスフォトメータに評価させる、
血中吸光物質濃度の算出値の信頼性評価方法。 - 前記身体を透過あるいは反射した前記第一波長、前記第二波長、および前記第三波長の各々と異なる第四波長を含む第四の光の強度に対応する第四強度信号に基づいて、前記脈動に伴う前記第四の光の減光度変化量に対応する第四変化量を、前記パルスフォトメータに取得させ、
前記血中吸光物質濃度は、前記第一変化量、前記第二変化量、および前記第四変化量に基づいて算出され、
前記推定値は、前記第一変化量、前記第二変化量、および前記第四変化量に基づいて算出される、
請求項7に記載の信頼性評価方法。
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EP16186149.7A EP3135198B1 (en) | 2015-08-31 | 2016-08-29 | Pulse photometer and method for evaluating reliability of calculated value of blood light absorber concentration |
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---|---|---|---|
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---|---|---|---|
JP2016115721A Active JP6741485B2 (ja) | 2015-08-31 | 2016-06-09 | パルスフォトメータ、および血中吸光物質濃度の算出値の信頼性評価方法 |
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2016
- 2016-06-09 JP JP2016115721A patent/JP6741485B2/ja active Active
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