JPH02111343A - 反射型オキシメータ - Google Patents
反射型オキシメータInfo
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- JPH02111343A JPH02111343A JP63266688A JP26668888A JPH02111343A JP H02111343 A JPH02111343 A JP H02111343A JP 63266688 A JP63266688 A JP 63266688A JP 26668888 A JP26668888 A JP 26668888A JP H02111343 A JPH02111343 A JP H02111343A
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- blood
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- oxygen saturation
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Links
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Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/145—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
- 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
- A61B5/14551—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 for measuring blood gases
- A61B5/14552—Details of sensors specially adapted therefor
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は反射型オキシメータに関するものである。
従来の技術
第一波長の光を放射する第一発光素子と、第二波長の光
を放射する第二発光素子と、それら第一発光素子および
第二発光素子から生体の一部に向かって放射された光の
反射光を検出する受光素子とを備え、その受光素子によ
り検出された反射光に基づいて血液中の酸素飽和度を測
定する形式の反射型オキシメータが考えられている。
を放射する第二発光素子と、それら第一発光素子および
第二発光素子から生体の一部に向かって放射された光の
反射光を検出する受光素子とを備え、その受光素子によ
り検出された反射光に基づいて血液中の酸素飽和度を測
定する形式の反射型オキシメータが考えられている。
発明が解決しようとする課題
しかしながら、斯かる従来の反射型オキシメータにより
測定された血液中の酸素飽和度には、通常、動脈中の血
液の酸素飽和度だけでなく静脈中の血液の酸素飽和度も
僅かながら含まれており、生体の循環動態をより正確に
把握するためには、動脈の酸素飽和度と静脈の酸素飽和
度とを別々に測定することが望まれる。
測定された血液中の酸素飽和度には、通常、動脈中の血
液の酸素飽和度だけでなく静脈中の血液の酸素飽和度も
僅かながら含まれており、生体の循環動態をより正確に
把握するためには、動脈の酸素飽和度と静脈の酸素飽和
度とを別々に測定することが望まれる。
課題を解決するための手段
本発明は以上の事情を背景として為されたものであって
、その要旨とするところは、第一波長の光を放射する第
一発光素子と、第二波長の光を放射する第二発光素子と
、それら第一発光素子および第二発光素子から生体の一
部に向かって放射された光の反射光を検出する受光素子
とを備え、その受光素子により検出された反射光の強度
に基づいて動脈中の血液の酸素飽和度および静脈中の血
液の酸素飽和度を測定する形式の反射型オキシメータで
あうで、（ａ）前記生体の一部の虚血状態における前記
第一波長および前記第二波長の反射光の強度をそれぞれ
検出する第一反射光強度検出手段と、（ｂ）前記生体の
一部内に血液が流動する状態においてその生体の脈拍に
同期して変化する、前記第一波長および第二波長の脈波
状の反射光の強度をそれぞれ検出する第二反射光強度検
出手段と、（Ｃ）その第二反射光強度検出手段により検
出された第一波長および第二波長の脈波状の反射光強度
の上ピーク値および下ピーク値をそれぞれ決定するピー
ク値決定手段と、（ｄ）予め求められた関係から、前記
第一反射光強度検出手段により検出された第一波長およ
び第二波長の反射光強度と、前記ピーク値決定手段によ
り決定された第一波長および第二波長についての各上ピ
ーク値および各下ピーク値とに基づいて、前記動脈中の
血液の酸素飽和度および前記静脈中の血液の酸素飽和度
をそれぞれ決定する酸素飽和度決定手段とを含むことを
特徴とする。
、その要旨とするところは、第一波長の光を放射する第
一発光素子と、第二波長の光を放射する第二発光素子と
、それら第一発光素子および第二発光素子から生体の一
部に向かって放射された光の反射光を検出する受光素子
とを備え、その受光素子により検出された反射光の強度
に基づいて動脈中の血液の酸素飽和度および静脈中の血
液の酸素飽和度を測定する形式の反射型オキシメータで
あうで、（ａ）前記生体の一部の虚血状態における前記
第一波長および前記第二波長の反射光の強度をそれぞれ
検出する第一反射光強度検出手段と、（ｂ）前記生体の
一部内に血液が流動する状態においてその生体の脈拍に
同期して変化する、前記第一波長および第二波長の脈波
状の反射光の強度をそれぞれ検出する第二反射光強度検
出手段と、（Ｃ）その第二反射光強度検出手段により検
出された第一波長および第二波長の脈波状の反射光強度
の上ピーク値および下ピーク値をそれぞれ決定するピー
ク値決定手段と、（ｄ）予め求められた関係から、前記
第一反射光強度検出手段により検出された第一波長およ
び第二波長の反射光強度と、前記ピーク値決定手段によ
り決定された第一波長および第二波長についての各上ピ
ーク値および各下ピーク値とに基づいて、前記動脈中の
血液の酸素飽和度および前記静脈中の血液の酸素飽和度
をそれぞれ決定する酸素飽和度決定手段とを含むことを
特徴とする。
作用
以上のように構成された反射型オキシメータにおいては
、第一反射光強度検出手段により、生体の一部の虚血状
態における第一波長および第二波長の反射光の強度がそ
れぞれ検出されるとともに、第二反射光強度検出手段に
より、生体の一部内に血液が流動する状態においてその
生体の脈拍に同期して変化する、第一波長および第二波
長の脈波状の反射光の強度がそれぞれ検出され、その第
一波長および第二波長の脈波状の反射光強度の上ピーク
値および下ピーク値がピーク値決定手段によりそれぞれ
決定される。そして、酸素飽和度決定手段により、予め
求められた関係から、第一反射光強度検出手段により検
出された第一波長および第二波長の反射光強度と、ピー
ク値決定手段により決定された第一波長および第二波長
についての各上ピーク値および各下ピーク値とに基づい
て、動脈中の血液の酸素飽和度および静脈中の血液の酸
素飽和度が決定される。
、第一反射光強度検出手段により、生体の一部の虚血状
態における第一波長および第二波長の反射光の強度がそ
れぞれ検出されるとともに、第二反射光強度検出手段に
より、生体の一部内に血液が流動する状態においてその
生体の脈拍に同期して変化する、第一波長および第二波
長の脈波状の反射光の強度がそれぞれ検出され、その第
一波長および第二波長の脈波状の反射光強度の上ピーク
値および下ピーク値がピーク値決定手段によりそれぞれ
決定される。そして、酸素飽和度決定手段により、予め
求められた関係から、第一反射光強度検出手段により検
出された第一波長および第二波長の反射光強度と、ピー
ク値決定手段により決定された第一波長および第二波長
についての各上ピーク値および各下ピーク値とに基づい
て、動脈中の血液の酸素飽和度および静脈中の血液の酸
素飽和度が決定される。
発明の効果
このように本発明の反射型オキシメータによれば、動脈
中の血液の酸素飽和度と静脈中の血液の酸素飽和度とを
別々に測定することができるため、測定された両酸素飽
和度に基づいて生体の循環動態を従来に比べて一層正確
に把握し得る。
中の血液の酸素飽和度と静脈中の血液の酸素飽和度とを
別々に測定することができるため、測定された両酸素飽
和度に基づいて生体の循環動態を従来に比べて一層正確
に把握し得る。
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。
明する。
第２図において、１０は有底円筒状を成すハウジングで
あり、その開口端が人体の体表面１１に対向する状態で
図示しないバンドにより腕等に取り付けられるようにな
っている。ハウジングｌＯの内部には、ダイヤフラムＩ
２を介して有底円筒状を成す可動部材１４がその開口端
が体表面１１に対向する状態で且つハウジング１０の開
口端からの突出し可能に取り付けられており、ハウジン
グ１０とダイヤフラム１２とによって圧力室１６が形成
されている。そして、流体供給源１８から調圧弁１９を
経て圧力室１６内に圧力エア等の圧力流体が供給される
ことにより、可動部材１４が体表面１１に向って押圧さ
れるようになっている。
あり、その開口端が人体の体表面１１に対向する状態で
図示しないバンドにより腕等に取り付けられるようにな
っている。ハウジングｌＯの内部には、ダイヤフラムＩ
２を介して有底円筒状を成す可動部材１４がその開口端
が体表面１１に対向する状態で且つハウジング１０の開
口端からの突出し可能に取り付けられており、ハウジン
グ１０とダイヤフラム１２とによって圧力室１６が形成
されている。そして、流体供給源１８から調圧弁１９を
経て圧力室１６内に圧力エア等の圧力流体が供給される
ことにより、可動部材１４が体表面１１に向って押圧さ
れるようになっている。
可動部材１４の底部内面には、第１図および第２図に示
すように、その中央部においてホトダイオードやホトト
ランジスタ等から成る受光素子２０が設けられていると
ともに、その受光素子２０を中心とする半径ｒの円周上
においてＬＥＤ等から成るたとえば８個づつの第一発光
素子２２および第二発光素子２４が所定間隔毎に全周に
亘って交互に設けられている。両発光素子２２．２４は
可動部材１４内に一体的に設けられた透明な樹脂２６に
より覆われているとともに、受光素子２０と両発光素子
２２．２４との間には円筒状を成す遮光部材２８が設け
られており、この遮光部材２８によって、体表面１１か
ら受光素子２０に向う反射光が遮光される。第一発光素
子２２は、たとえば６６０ｍμ程度の波長の赤色光を発
光し、第二発光素子２４はたとえば８００ｍμ程度の波
長の赤外光を発光するものであるが、必ずしもこれらの
波長に限定されるものではなく、ヘモグロビンの吸光係
数と酸化ヘモグロビンの吸光係数とが大きく異なる波長
の光と、それら両級光係数が略同じとなる波長の光とを
発光するものであればよい、これら第一発光素子２２お
よび第二発光素子２４は一定時間づつ順番に所定の周波
数で発光させられるとともに、両発光素子２２．２４か
ら照射された光の反射光は共通の受光素子２０によりそ
れぞれ受光される。
すように、その中央部においてホトダイオードやホトト
ランジスタ等から成る受光素子２０が設けられていると
ともに、その受光素子２０を中心とする半径ｒの円周上
においてＬＥＤ等から成るたとえば８個づつの第一発光
素子２２および第二発光素子２４が所定間隔毎に全周に
亘って交互に設けられている。両発光素子２２．２４は
可動部材１４内に一体的に設けられた透明な樹脂２６に
より覆われているとともに、受光素子２０と両発光素子
２２．２４との間には円筒状を成す遮光部材２８が設け
られており、この遮光部材２８によって、体表面１１か
ら受光素子２０に向う反射光が遮光される。第一発光素
子２２は、たとえば６６０ｍμ程度の波長の赤色光を発
光し、第二発光素子２４はたとえば８００ｍμ程度の波
長の赤外光を発光するものであるが、必ずしもこれらの
波長に限定されるものではなく、ヘモグロビンの吸光係
数と酸化ヘモグロビンの吸光係数とが大きく異なる波長
の光と、それら両級光係数が略同じとなる波長の光とを
発光するものであればよい、これら第一発光素子２２お
よび第二発光素子２４は一定時間づつ順番に所定の周波
数で発光させられるとともに、両発光素子２２．２４か
ら照射された光の反射光は共通の受光素子２０によりそ
れぞれ受光される。
受光素子２０は、その受光量に対応した大きさの電気信
号Ｓ■を増幅器３０を介してローパスフィルタ３２へ出
力する。ローパスフィルタ３２は、入力された電気信号
Ｓｖから脈波の周波数よりも高い周波数を有するノイズ
を除去し、そのノイズが除去された信号Ｓ■をデマルチ
プレクサ３４へ出力する。デマルチプレクサ３４は後述
の切換信号ＳＣにより第一発光素子２２および第二発光
素子２４の発光に同期して切り換えられることにより、
赤色光による電気信号Ｓ Ｖ ＊をサンプルホールド回
路３６およびＡ／Ｄ変換器３８を介してＩ１０ボート４
０へ逐次供給するとともに、赤外光による電気信号ＳＶ
ｌ、ｌをサンプルホールド回路４２およびＡ／Ｄ変換器
４４を介してＩ１０ポート４０へ逐次供給する。サンプ
ルホールド回路３６゜４２は、入力された電気信号ＳＶ
Ｒ，５ＶＩＲをＡ／Ｄ変換器３８．４４へ逐次出力する
際に、前回出力した電気信号ＳＶＩ、５ＶＩＫについて
のＡ／Ｄ変換器３８．４４における変換作動が終了する
まで次に出力する電気信号ｓｖＲ，ｓｖ、Ｒをそれぞれ
ホールドするものである。
号Ｓ■を増幅器３０を介してローパスフィルタ３２へ出
力する。ローパスフィルタ３２は、入力された電気信号
Ｓｖから脈波の周波数よりも高い周波数を有するノイズ
を除去し、そのノイズが除去された信号Ｓ■をデマルチ
プレクサ３４へ出力する。デマルチプレクサ３４は後述
の切換信号ＳＣにより第一発光素子２２および第二発光
素子２４の発光に同期して切り換えられることにより、
赤色光による電気信号Ｓ Ｖ ＊をサンプルホールド回
路３６およびＡ／Ｄ変換器３８を介してＩ１０ボート４
０へ逐次供給するとともに、赤外光による電気信号ＳＶ
ｌ、ｌをサンプルホールド回路４２およびＡ／Ｄ変換器
４４を介してＩ１０ポート４０へ逐次供給する。サンプ
ルホールド回路３６゜４２は、入力された電気信号ＳＶ
Ｒ，５ＶＩＲをＡ／Ｄ変換器３８．４４へ逐次出力する
際に、前回出力した電気信号ＳＶＩ、５ＶＩＫについて
のＡ／Ｄ変換器３８．４４における変換作動が終了する
まで次に出力する電気信号ｓｖＲ，ｓｖ、Ｒをそれぞれ
ホールドするものである。
Ｉ１０ポート４０は、データバスラインを介してＣＰＵ
４６、ＲＯＭ４８、ＲＡＭ５０、表示器５２とそれぞれ
接続されている。ＣＰＵ４６は、ＲＡＭ５０の記憶機能
を利用しつつＲＯＭ４Ｂに予め記憶されたプログラムに
従って測定動作を実行し、Ｉ１０ボート４０から駆動回
路５４へ圧力信号ＳＰＤを出力することにより調圧弁１
９を制御して圧力室１６内の圧力を調節するとともに、
１１０ポート４０から駆動回路５６へ照射信号ＳＬＤを
出力して第一発光素子２２および第二発光素子２４を順
番に所定の周波数で一定時間づつ発光させる一方、それ
ら第一発光素子２２および第二発光素子２４の発光に同
期してデマルチプレクサ３４へ切換信号ＳＣを供給して
デマルチプレクサ３４を切り換えることにより、前記電
気信号ＳｖＲをサンプルホールド回路３６へ、前記電気
信号ＳＶ＋ｔをサンプルホールド回路４２へそれぞれ振
り分ける。また、ＣＰＵ４６は、予め記憶されたプログ
ラムから入力信号に基づいて動脈の血液中の酸素飽和度
Ｏ８１および静脈の血液中の酸素飽和度Ｏ３ｖを決定す
るとともに動脈の血液体積比■Ｐ３および静脈の血液体
積比■Ｐｖを決定し、それら酸素飽和度ｏｓ、、ｏｓｖ
および血液体積比ＶＰ、、ＶＰｖを表示器５６に表示さ
せる。なお、動脈の血液体積比■Ｐ、とは、被測定者の
酸素飽和度の測定に用いられている部分の血液を含む全
体積に対する動脈血液の体積の比率を表すものであり、
静脈の血液体積比■Ｐｖとは、前記全体積に対する静脈
血液の体積の比率を表すものである。
４６、ＲＯＭ４８、ＲＡＭ５０、表示器５２とそれぞれ
接続されている。ＣＰＵ４６は、ＲＡＭ５０の記憶機能
を利用しつつＲＯＭ４Ｂに予め記憶されたプログラムに
従って測定動作を実行し、Ｉ１０ボート４０から駆動回
路５４へ圧力信号ＳＰＤを出力することにより調圧弁１
９を制御して圧力室１６内の圧力を調節するとともに、
１１０ポート４０から駆動回路５６へ照射信号ＳＬＤを
出力して第一発光素子２２および第二発光素子２４を順
番に所定の周波数で一定時間づつ発光させる一方、それ
ら第一発光素子２２および第二発光素子２４の発光に同
期してデマルチプレクサ３４へ切換信号ＳＣを供給して
デマルチプレクサ３４を切り換えることにより、前記電
気信号ＳｖＲをサンプルホールド回路３６へ、前記電気
信号ＳＶ＋ｔをサンプルホールド回路４２へそれぞれ振
り分ける。また、ＣＰＵ４６は、予め記憶されたプログ
ラムから入力信号に基づいて動脈の血液中の酸素飽和度
Ｏ８１および静脈の血液中の酸素飽和度Ｏ３ｖを決定す
るとともに動脈の血液体積比■Ｐ３および静脈の血液体
積比■Ｐｖを決定し、それら酸素飽和度ｏｓ、、ｏｓｖ
および血液体積比ＶＰ、、ＶＰｖを表示器５６に表示さ
せる。なお、動脈の血液体積比■Ｐ、とは、被測定者の
酸素飽和度の測定に用いられている部分の血液を含む全
体積に対する動脈血液の体積の比率を表すものであり、
静脈の血液体積比■Ｐｖとは、前記全体積に対する静脈
血液の体積の比率を表すものである。
次に、以上のように構成された反射型オキシメ−夕の作
動を第３図のフローチャートに従って説明する。
動を第３図のフローチャートに従って説明する。
まず、ステップＳ１においては、圧力室１６内が予め定
められた一定圧まで昇圧されて可動部材１４が体表面１
１に押圧されることにより、体表面１１の下の血管床５
８に存在する毛細血管内の血液が押し出されて虚血状態
とされる。この血管床５８は、クレームにおける生体の
一部に相当するものであり、表皮（上皮細胞層）および
真皮（結合組織層）から成る皮膚のうちの真皮と、その
真皮の下にある皮下組織とによって構成される。
められた一定圧まで昇圧されて可動部材１４が体表面１
１に押圧されることにより、体表面１１の下の血管床５
８に存在する毛細血管内の血液が押し出されて虚血状態
とされる。この血管床５８は、クレームにおける生体の
一部に相当するものであり、表皮（上皮細胞層）および
真皮（結合組織層）から成る皮膚のうちの真皮と、その
真皮の下にある皮下組織とによって構成される。
次に、ステップＳ２が実行されて、照射信号ＳＬＤが駆
動回路５６へ出力されることにより、第一発光素子２２
からの赤色光と第二発光素子２４からの赤外光とが所定
の周波数の短幅パルス（たとえば約ｌＯμｓｅｃ ）で
順番に照射される。これにより、虚血状態の血管床５８
からの反射光の強度を表す前記電気信号ＳＶＲ，５ＶＩ
Ｒが逐次検出され、検出された電気信号Ｓ ”１／＋＋
、 Ｓ Ｖ＋ｉに基づいて虚血状態での反射光強度
■、およびＶｔ１Ｒがそれぞれ決定される。続くステッ
プＳ３において圧力室１６内が排圧された後、ステップ
Ｓ４が実行されることにより、血管床５８の毛細血管に
血液が流動する状態（非虚血状態）において第一発光素
子２２からの赤色光と第二発光素子２４からの赤外光と
が所定の周波数で交互に照射される。この所定の周波数
は、反射光強度を示すデータポイント（電気信号ｓｖ、
、ｓｖ、、Ｉ）により動脈の脈動に同期した脈波形を高
い分解能にて得られるようにする周波数である。これに
より、非虚血状態の血管床５８からの反射光の強度を表
す電気信号Ｓ ＶＲ、Ｓ Ｖ ＩＲが逐次検出され、検
出された電気信号ＳｖＲが表すｌ脈波形の上ピーク値■
ｄＲ（心臓拡張期の反射光強度に対応）および下ピーク
値Ｖｓ＋＋（心臓収縮期の反射光強度に対応）が決定さ
れるとともに、電気信号ＳＶ、、が表す１脈波形の上ピ
ーク値Ｖ ｄｌｌｌおよび下ピーク値Ｖ ＳＩＲが決定
される。したがって、本実施例においては、上記ステッ
プ３２等が第一反射光強度検出手段に対応するとともに
、上記ステップＳ４等が第二反射光強度検出手段および
ピーク値決定手段に対応する。
動回路５６へ出力されることにより、第一発光素子２２
からの赤色光と第二発光素子２４からの赤外光とが所定
の周波数の短幅パルス（たとえば約ｌＯμｓｅｃ ）で
順番に照射される。これにより、虚血状態の血管床５８
からの反射光の強度を表す前記電気信号ＳＶＲ，５ＶＩ
Ｒが逐次検出され、検出された電気信号Ｓ ”１／＋＋
、 Ｓ Ｖ＋ｉに基づいて虚血状態での反射光強度
■、およびＶｔ１Ｒがそれぞれ決定される。続くステッ
プＳ３において圧力室１６内が排圧された後、ステップ
Ｓ４が実行されることにより、血管床５８の毛細血管に
血液が流動する状態（非虚血状態）において第一発光素
子２２からの赤色光と第二発光素子２４からの赤外光と
が所定の周波数で交互に照射される。この所定の周波数
は、反射光強度を示すデータポイント（電気信号ｓｖ、
、ｓｖ、、Ｉ）により動脈の脈動に同期した脈波形を高
い分解能にて得られるようにする周波数である。これに
より、非虚血状態の血管床５８からの反射光の強度を表
す電気信号Ｓ ＶＲ、Ｓ Ｖ ＩＲが逐次検出され、検
出された電気信号ＳｖＲが表すｌ脈波形の上ピーク値■
ｄＲ（心臓拡張期の反射光強度に対応）および下ピーク
値Ｖｓ＋＋（心臓収縮期の反射光強度に対応）が決定さ
れるとともに、電気信号ＳＶ、、が表す１脈波形の上ピ
ーク値Ｖ ｄｌｌｌおよび下ピーク値Ｖ ＳＩＲが決定
される。したがって、本実施例においては、上記ステッ
プ３２等が第一反射光強度検出手段に対応するとともに
、上記ステップＳ４等が第二反射光強度検出手段および
ピーク値決定手段に対応する。
第４図は、虚血状態および非虚血状態において検出され
る電気信号５ｖｌｌ、５ｖｌ１１を示すグラフであって
、上記反射光強度ＶＬＩＩ、 ＶＬＩＲ、上ピーク値
Ｖｄｌ＋ ｖａ□、下ピーク値Ｖ ＳＲ，Ｖ ｆｆ１
ｌ＋を併せて示したものである。第４図において、Δａ
は、動脈での光の吸収分を反映し且つ動脈の酸素飽和度
Ｏ５，を反映している一方、ΔＶは、静脈での光の吸収
分を反映し且つ静脈の酸素飽和度Ｏ３ｖを反映している
。
る電気信号５ｖｌｌ、５ｖｌ１１を示すグラフであって
、上記反射光強度ＶＬＩＩ、 ＶＬＩＲ、上ピーク値
Ｖｄｌ＋ ｖａ□、下ピーク値Ｖ ＳＲ，Ｖ ｆｆ１
ｌ＋を併せて示したものである。第４図において、Δａ
は、動脈での光の吸収分を反映し且つ動脈の酸素飽和度
Ｏ５，を反映している一方、ΔＶは、静脈での光の吸収
分を反映し且つ静脈の酸素飽和度Ｏ３ｖを反映している
。
次にステップＳ５が実行されると、ステップＳ２および
Ｓ４にて決定された値に基づいて、ＶｄｊｌＶｓ＊、
Ｖａｉ＋Ｖｓｉ、 Ｖｄ＋ａ Ｖｓ＋＊ 、
ＹｄＩＲ＋ＶｓｌＲ％ ＶＬＩＩ ｖｄｌｌ、 Ｖｔ
Ｒ＋Ｖｄ＊ｓ Ｖｔ１ｌｌ ｖｄ＋ＩＩ 、ＶＬＩＲ
＋ ”ｄｌｌｌ 、ＶＬＩＲ−ＶＳＩＲ、ＶＬＩＲ十Ｖ
５＋１１がそれぞれ算出されるとともに、下記の（１
）乃至（５）の比がそれぞれ算出される。Ｌ、ｌ ＶＳ
Ｒお（ＶＬＩＩ−Ｖ、＊）／ （ｖ＝＋ｖ、＊）
−−Ｃ１：（ＶＬＩＲＶｓ＋＊ ）／ （Ｖａ□
＋Ｖｓ＋＊ ） ・・（２：（■□−Ｖｄ、）／ （
Ｖｔ＊＋ ＶｄＲ） ・・（３）（Ｖｔ＋＋
＋ Ｖａ＋ｉ ） ／ （ＶＬＩＲ＋ Ｖａ＋＊
） ・・（４）（ＶＬＩＲＶｓ＋＊ ） ／ ＣＶＬ
ＩＩ ＋Ｖ！ＩＩＲ） ・（５）よびＶａ＋＊・−ＶＳ
ＩＲは脈波形の振幅を表すものであって前記Δａに相当
するとともに、Ｖｔｉ ＶａＲおよびＶｔ１ｌｌ
Ｖｉｌｌｌｌは前記ΔＶに相当し、上記（１）および（
２）の比はΔａに対応し且つ上記（３）および（４）の
比はΔＶに対応する。そして、このように比をとること
により、発光素子２２．２４の発光強度、受光素子２０
の特性、皮膚色素による光の吸収特性、および血管床５
８での光の散乱・吸収の光の波長による相違などに起因
する測定への影響が回避される。
Ｓ４にて決定された値に基づいて、ＶｄｊｌＶｓ＊、
Ｖａｉ＋Ｖｓｉ、 Ｖｄ＋ａ Ｖｓ＋＊ 、
ＹｄＩＲ＋ＶｓｌＲ％ ＶＬＩＩ ｖｄｌｌ、 Ｖｔ
Ｒ＋Ｖｄ＊ｓ Ｖｔ１ｌｌ ｖｄ＋ＩＩ 、ＶＬＩＲ
＋ ”ｄｌｌｌ 、ＶＬＩＲ−ＶＳＩＲ、ＶＬＩＲ十Ｖ
５＋１１がそれぞれ算出されるとともに、下記の（１
）乃至（５）の比がそれぞれ算出される。Ｌ、ｌ ＶＳ
Ｒお（ＶＬＩＩ−Ｖ、＊）／ （ｖ＝＋ｖ、＊）
−−Ｃ１：（ＶＬＩＲＶｓ＋＊ ）／ （Ｖａ□
＋Ｖｓ＋＊ ） ・・（２：（■□−Ｖｄ、）／ （
Ｖｔ＊＋ ＶｄＲ） ・・（３）（Ｖｔ＋＋
＋ Ｖａ＋ｉ ） ／ （ＶＬＩＲ＋ Ｖａ＋＊
） ・・（４）（ＶＬＩＲＶｓ＋＊ ） ／ ＣＶＬ
ＩＩ ＋Ｖ！ＩＩＲ） ・（５）よびＶａ＋＊・−ＶＳ
ＩＲは脈波形の振幅を表すものであって前記Δａに相当
するとともに、Ｖｔｉ ＶａＲおよびＶｔ１ｌｌ
Ｖｉｌｌｌｌは前記ΔＶに相当し、上記（１）および（
２）の比はΔａに対応し且つ上記（３）および（４）の
比はΔＶに対応する。そして、このように比をとること
により、発光素子２２．２４の発光強度、受光素子２０
の特性、皮膚色素による光の吸収特性、および血管床５
８での光の散乱・吸収の光の波長による相違などに起因
する測定への影響が回避される。
続くステップＳ６においては、下記の（６）および（７
）の比が算出される。この比をとることにより血液量に
起因する測定への影響が回避される。
）の比が算出される。この比をとることにより血液量に
起因する測定への影響が回避される。
ステップＳ７においては、上記（６）に示す比と動脈の
酸素飽和度Ｏ３１との間の予め求められた関係から、ス
テップＳ６にて算出された実際の比に基づいて実際の動
脈血液中の酸素飽和度Ｏ３１が決定されるとともに、上
記（７）に示す比と静脈の酸素飽和度Ｏ８ｖとの間の予
め求められた関係から、ステップＳ６にて算出された実
際の比に基づいて実際の静脈血液中の酸素飽和度Ｏ３ｖ
が決定される。第５図は上記予め求められた関係の一例
を示している。本実施例においては、上記ステップＳ５
、Ｓ６，３７が酸素飽和度決定手段に対応する。
酸素飽和度Ｏ３１との間の予め求められた関係から、ス
テップＳ６にて算出された実際の比に基づいて実際の動
脈血液中の酸素飽和度Ｏ３１が決定されるとともに、上
記（７）に示す比と静脈の酸素飽和度Ｏ８ｖとの間の予
め求められた関係から、ステップＳ６にて算出された実
際の比に基づいて実際の静脈血液中の酸素飽和度Ｏ３ｖ
が決定される。第５図は上記予め求められた関係の一例
を示している。本実施例においては、上記ステップＳ５
、Ｓ６，３７が酸素飽和度決定手段に対応する。
次に、ステップＳ８が実行されることにより、動脈の血
液体積比■Ｐ、および静脈の血液体積比ＶＰ、が求めら
れる。ところで、波長８００ｍμの赤外光においては血
液中の酸素飽和度に拘わらず光の吸収率が一定であるこ
とが知られており、この波長８００ｍμの赤外光を用い
て検出された反射光強度の前記上ピーク値Ｖａ＋＊は、
心臓拡張期において毛細血管中の動脈血液量が零である
と仮定すると、静脈血だけに関連した値になると考えら
れる。そこで、上記（４）に示す比（Ｖｔ＋＊ Ｖａ
＋＋＋ ） ／ （Ｖ ＬＩＲ＋ Ｖａ□）と静脈の血
液体積比ＶＰｖとの間の関係（第６図にその一例を示す
）を予め求めておき、その関係からステップＳ５におい
て算出された実際の比に基づいて実際の静脈の血液体積
比■Ｐｖが決定される。また、上記（５）に示す比（Ｖ
ｔ＋＊ Ｖｓ＋＊ ） ／ （Ｖｔ＋ａ ＋Ｖｓ＋＋
＋）と動脈および静脈の血液体積比ＶＰ、ｖとの関係を
予め求めておき、その関係からステップＳ５において算
出された実際の比に基づいて実際の動脈および静脈の血
液体積比ＶＰ、、を求め、この血液体積比ＶＰ、ｖから
前記決定された静脈の血液体積比ＶＰｖを差し引くこと
により動脈の血液体積比ＶＰ、が決定されるのである。
液体積比■Ｐ、および静脈の血液体積比ＶＰ、が求めら
れる。ところで、波長８００ｍμの赤外光においては血
液中の酸素飽和度に拘わらず光の吸収率が一定であるこ
とが知られており、この波長８００ｍμの赤外光を用い
て検出された反射光強度の前記上ピーク値Ｖａ＋＊は、
心臓拡張期において毛細血管中の動脈血液量が零である
と仮定すると、静脈血だけに関連した値になると考えら
れる。そこで、上記（４）に示す比（Ｖｔ＋＊ Ｖａ
＋＋＋ ） ／ （Ｖ ＬＩＲ＋ Ｖａ□）と静脈の血
液体積比ＶＰｖとの間の関係（第６図にその一例を示す
）を予め求めておき、その関係からステップＳ５におい
て算出された実際の比に基づいて実際の静脈の血液体積
比■Ｐｖが決定される。また、上記（５）に示す比（Ｖ
ｔ＋＊ Ｖｓ＋＊ ） ／ （Ｖｔ＋ａ ＋Ｖｓ＋＋
＋）と動脈および静脈の血液体積比ＶＰ、ｖとの関係を
予め求めておき、その関係からステップＳ５において算
出された実際の比に基づいて実際の動脈および静脈の血
液体積比ＶＰ、、を求め、この血液体積比ＶＰ、ｖから
前記決定された静脈の血液体積比ＶＰｖを差し引くこと
により動脈の血液体積比ＶＰ、が決定されるのである。
次に、ステップＳ９が実行されて、ステップＳ７にて決
定された動脈の酸素飽和度Ｏ３１および静脈の酸素飽和
度ｏＳｖと、ステップＳ８にて決定された動脈の血液体
積比ＶＰ、および静脈の血液体積比■Ｐｖとが表示器５
２にそれぞれ表示され、その後ステップ３４以下が繰り
返し実行されることにより酸素飽和度および血液体積比
が連続的に決定され且つ表示されることとなる。
定された動脈の酸素飽和度Ｏ３１および静脈の酸素飽和
度ｏＳｖと、ステップＳ８にて決定された動脈の血液体
積比ＶＰ、および静脈の血液体積比■Ｐｖとが表示器５
２にそれぞれ表示され、その後ステップ３４以下が繰り
返し実行されることにより酸素飽和度および血液体積比
が連続的に決定され且つ表示されることとなる。
このように本実施例の反射型オキシメータによれば、非
虚血状態において検出される脈波状の電気信号ＳＶ、、
ＳＶ、、（７）上ピーク値Ｖ４＠ 、 Ｖ４１＠お・よ
び下ピーク値ｖｓ＊ ＋ Ｖ９１Ｒ”と、虚血状態にお
いて検出される反射光強度Ｖ ＬＲ＋ Ｖ Ｌｌｌｌと
に基づいて、動脈血液中の酸素飽和度Ｏ８，と静脈血液
中の酸素飽和度Ｏ８ｖとを別々に測定することができる
ため、測定された両酸素飽和度ＯＳ、、Ｏ８ｖに基づい
て生体の循環動態を従来に比べてより正確に把握するこ
とが可能となる。
虚血状態において検出される脈波状の電気信号ＳＶ、、
ＳＶ、、（７）上ピーク値Ｖ４＠ 、 Ｖ４１＠お・よ
び下ピーク値ｖｓ＊ ＋ Ｖ９１Ｒ”と、虚血状態にお
いて検出される反射光強度Ｖ ＬＲ＋ Ｖ Ｌｌｌｌと
に基づいて、動脈血液中の酸素飽和度Ｏ８，と静脈血液
中の酸素飽和度Ｏ８ｖとを別々に測定することができる
ため、測定された両酸素飽和度ＯＳ、、Ｏ８ｖに基づい
て生体の循環動態を従来に比べてより正確に把握するこ
とが可能となる。
また、本実施例によれば、受光素子２０を中心とする同
一半径の円周上に複数の第一発光素子２２および複数の
第二発光素子２４が全周に亘って交互に設けられている
ので、受光素子２０にて検出される反射光の信号強度が
増大されるのに加えて、比較的太い動脈や静脈の存在等
に起因して血管床の組成が不均一である場合や、可動部
材１４の姿勢が傾いて樹脂２６と体表面１■との間に隙
間が生じた場合においても、受光素子２０にて検出され
る赤色光および赤外光の反射光の信号強度への影響を平
均化し得て、血液中の酸素飽和度を従来に比べて一層精
度良く安定的に測定することができる。
一半径の円周上に複数の第一発光素子２２および複数の
第二発光素子２４が全周に亘って交互に設けられている
ので、受光素子２０にて検出される反射光の信号強度が
増大されるのに加えて、比較的太い動脈や静脈の存在等
に起因して血管床の組成が不均一である場合や、可動部
材１４の姿勢が傾いて樹脂２６と体表面１■との間に隙
間が生じた場合においても、受光素子２０にて検出され
る赤色光および赤外光の反射光の信号強度への影響を平
均化し得て、血液中の酸素飽和度を従来に比べて一層精
度良く安定的に測定することができる。
また、本実施例によれば、酸素飽和度Ｏ５，。
Ｏ８ｖを測定するためにステップＳ２およびＳ４におい
て決定された値に基づいて血液体積比ＶＰ。
て決定された値に基づいて血液体積比ＶＰ。
■Ｐｖを求めることができるため、そのような血液体積
比あるいはそれに対応する値を求めるために別個にデー
タを要しない利点がある。
比あるいはそれに対応する値を求めるために別個にデー
タを要しない利点がある。
なお、前述の実施例において、血液体積比ＶＰ、、ＶＰ
、は測定されなくてもよい。
、は測定されなくてもよい。
また、前述の実施例では、複数の第一発光素子２２およ
び第二発光素子２４が受光素子２０の周りに設けられて
いるが、必ずしもそのように構成する必要はなく、たと
えば、第一発光素子および第二発光素子は一個づつであ
ってもよいし、第一発光素子および第二発光素子の周り
に複数の受光素子が設けられていてもよい。
び第二発光素子２４が受光素子２０の周りに設けられて
いるが、必ずしもそのように構成する必要はなく、たと
えば、第一発光素子および第二発光素子は一個づつであ
ってもよいし、第一発光素子および第二発光素子の周り
に複数の受光素子が設けられていてもよい。
その他、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種
々変更が加えられ得るものである。
々変更が加えられ得るものである。
第１図は第２図の可動部材を体表面側から見た図である
。第２図は本発明が適用されたオキシメータの構成を示
す図である。第３図は第２図のオキシメータの作動を説
明するためのフローチャートである。第４図は虚血状態
および非虚血状態において検出される反射光の強度を示
すグラフである。第５図は第３図のフローチャートのス
テップＳ７において用いられる関係の一例を示す図であ
る。第６図は第３図のフローチャートのステップＳ８に
おいて用いられる関係の一例を示す図である。 ２０：受光素子 ２２：第一発光素子 ２４：第二発光素子 ５８：血管床
。第２図は本発明が適用されたオキシメータの構成を示
す図である。第３図は第２図のオキシメータの作動を説
明するためのフローチャートである。第４図は虚血状態
および非虚血状態において検出される反射光の強度を示
すグラフである。第５図は第３図のフローチャートのス
テップＳ７において用いられる関係の一例を示す図であ
る。第６図は第３図のフローチャートのステップＳ８に
おいて用いられる関係の一例を示す図である。 ２０：受光素子 ２２：第一発光素子 ２４：第二発光素子 ５８：血管床
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 第一波長の光を放射する第一発光素子と、第二波長の光
を放射する第二発光素子と、該第一発光素子および該第
二発光素子から生体の一部に向かって放射された光の反
射光を検出する受光素子とを備え、該受光素子により検
出された反射光の強度に基づいて動脈中の血液の酸素飽
和度および静脈中の血液の酸素飽和度を測定する形式の
反射型オキシメータであって、 前記生体の一部の虚血状態における前記第一波長および
前記第二波長の反射光の強度をそれぞれ検出する第一反
射光強度検出手段と、 前記生体の一部内に血液が流動する状態において該生体
の脈拍に同期して変化する、前記第一波長および第二波
長の脈波状の反射光の強度をそれぞれ検出する第二反射
光強度検出手段と、 該第二反射光強度検出手段により検出された第一波長お
よび第二波長の脈波状の反射光強度の上ピーク値および
下ピーク値をそれぞれ決定するピーク値決定手段と、 予め求められた関係から、前記第一反射光強度検出手段
により検出された第一波長および第二波長の反射光強度
と、前記ピーク値決定手段により決定された第一波長お
よび第二波長についての各上ピーク値および各下ピーク
値とに基づいて、前記動脈中の血液の酸素飽和度および
前記静脈中の血液の酸素飽和度をそれぞれ決定する酸素
飽和度決定手段と を含むことを特徴とする反射型オキシメータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63266688A JPH02111343A (ja) | 1988-10-21 | 1988-10-21 | 反射型オキシメータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63266688A JPH02111343A (ja) | 1988-10-21 | 1988-10-21 | 反射型オキシメータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02111343A true JPH02111343A (ja) | 1990-04-24 |
Family
ID=17434315
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63266688A Pending JPH02111343A (ja) | 1988-10-21 | 1988-10-21 | 反射型オキシメータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02111343A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5586552A (en) * | 1993-11-29 | 1996-12-24 | Colin Corporation | Physical-information detecting system |
| US7684842B2 (en) | 2006-09-29 | 2010-03-23 | Nellcor Puritan Bennett Llc | System and method for preventing sensor misuse |
| US8070508B2 (en) | 2007-12-31 | 2011-12-06 | Nellcor Puritan Bennett Llc | Method and apparatus for aligning and securing a cable strain relief |
| US8219170B2 (en) | 2006-09-20 | 2012-07-10 | Nellcor Puritan Bennett Llc | System and method for practicing spectrophotometry using light emitting nanostructure devices |
| US8265724B2 (en) | 2007-03-09 | 2012-09-11 | Nellcor Puritan Bennett Llc | Cancellation of light shunting |
| US8280469B2 (en) | 2007-03-09 | 2012-10-02 | Nellcor Puritan Bennett Llc | Method for detection of aberrant tissue spectra |
| US8315685B2 (en) | 2006-09-27 | 2012-11-20 | Nellcor Puritan Bennett Llc | Flexible medical sensor enclosure |
| US9895068B2 (en) | 2008-06-30 | 2018-02-20 | Covidien Lp | Pulse oximeter with wait-time indication |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63165757A (ja) * | 1986-12-26 | 1988-07-09 | Nippon Koden Corp | 血中色素の濃度変化測定装置 |
-
1988
- 1988-10-21 JP JP63266688A patent/JPH02111343A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63165757A (ja) * | 1986-12-26 | 1988-07-09 | Nippon Koden Corp | 血中色素の濃度変化測定装置 |
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