JPH0318742A - Instrument for measuring saturation degree of oxygen - Google Patents
Instrument for measuring saturation degree of oxygenInfo
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Landscapes
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- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野コ
本発明は血液中のヘモグロビンの吸光特性を利用し、ヘ
モグロビンの酸素飽和度を測定する酸素飽和度測定装置
に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an oxygen saturation measuring device that measures the oxygen saturation of hemoglobin by utilizing the light absorption characteristics of hemoglobin in blood.
[従来の技術]
従来、血液中のヘモグロビンの酸素飽和度を測定する方
法として、2つの波長λl、I’−2の光を血液中に照
射して、その反射光強度を測定し、次のような関係式よ
り酸素飽和度を求めている。[Prior Art] Conventionally, as a method for measuring the oxygen saturation level of hemoglobin in blood, light of two wavelengths λl and I'-2 is irradiated into the blood, and the intensity of the reflected light is measured. Oxygen saturation is determined from the following relational expression.
SOz ”A+BX (I2 /I I)但し、It,
Izは、それぞれ波長λ,および丸2の光に対する反射
光強度、A,Bは定数である。SOz ”A+BX (I2 /I I) However, It,
Iz is the wavelength λ and the reflected light intensity for the light of circle 2, respectively, and A and B are constants.
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら上記の関係式により酸素飽和度を算出する
方法では、血液中の生理学的因子、特にヘマトクリット
値(血液中の赤血球体積の占める割合)による影響が大
きく、特に酸素飽和度が比較的低いときに、その測定精
度が低下するという問題があった。このような問題を解
決するために、本願出願人は特開昭64−29738号
により、ヘマトクリット値の影響を少なくした酸素飽和
度の測定装置を提案している。本願出願はさらにこれを
改良したものである。[Problems to be Solved by the Invention] However, the method of calculating oxygen saturation using the above relational expression is greatly influenced by physiological factors in the blood, especially the hematocrit value (the percentage of red blood cell volume in the blood). There is a problem in that the measurement accuracy decreases when the oxygen saturation is relatively low. In order to solve such problems, the applicant of the present invention has proposed an oxygen saturation measuring device in which the influence of the hematocrit value is reduced in Japanese Patent Laid-Open No. 64-29738. The present application further improves this.
本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、酸素飽和
度の低い領域においてもヘマトクリット値の影響を受け
ることなく正確な酸素飽和度が測定できる酸素飽和度測
定装置を提供することを目的とする.
[課題を解決するための手段]
上記目的を達成するために本発明の酸素飽和度測定装置
は以下の様な構成からなる。即ち、第1の波長の光を血
液中に照射する第1の光照射手段と、前記第1の波長の
光と異なる第2の波長の光を前記血液中に照射する第2
の光照射手段と、前記第1及び第2の光照射手段より前
記血液中に照射されたそれぞれの光の、前記血液からの
反射光強度を検出する検出手段と、前記検出手段により
検出された各波長に対する反射光強度のそれぞれを対数
変換する変換手段と、前記変換手段により対数変換され
た各波長に対する反射光強度の比を求め、関係式により
酸素飽和度を算出する算出手段とを有する。The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional example, and an object of the present invention is to provide an oxygen saturation measurement device that can accurately measure oxygen saturation without being affected by the hematocrit value even in a region of low oxygen saturation. do. [Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the oxygen saturation measuring device of the present invention has the following configuration. That is, a first light irradiation means irradiates the blood with light of a first wavelength, and a second light irradiation means irradiates the blood with light of a second wavelength different from the first wavelength light.
a light irradiation means; a detection means for detecting the intensity of reflected light from the blood of each of the lights irradiated into the blood by the first and second light irradiation means; It has a converting means for logarithmically converting each of the reflected light intensities for each wavelength, and a calculating means for calculating the oxygen saturation by calculating the ratio of the reflected light intensity for each wavelength logarithmically converted by the converting means.
[作用]
以上の構成において、第1の波長と第2の波長の光を血
液中に照射し、その照射されたそれぞれの光の、血液か
らの反躬光強度を検出する。こうして検出された各波長
に対する反射光強度のそれぞれを対数変換し、各波長に
対する反射光強度の比を求める。こうして、この比を関
係式に代入することにより酸素飽和度を算出することが
できる。[Operation] In the above configuration, the blood is irradiated with light of the first wavelength and the second wavelength, and the reflected light intensity from the blood of each of the irradiated lights is detected. Each of the reflected light intensities for each wavelength thus detected is subjected to logarithmic conversion, and the ratio of the reflected light intensities for each wavelength is determined. In this way, oxygen saturation can be calculated by substituting this ratio into the relational expression.
[実施例]
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施例を詳細
に説明する.
[酸素飽和度測定装置の説明 (第1図)]第1図は実
施例の酸素飽和度測定装置10の概略構成を示すブロッ
ク図である.
図において、11,llaは人工心肺回路などの体外循
環回路に組込まれて使用され、血液中での光の反射光強
度を測定するためのブローブである.このプローブl1
の詳細は、第2図と第3図を参照して詳しく後述する.
なお、ここでは2っのブローブ1lが接続された2チャ
ネルで構成されているが、いずれか1チャネルでもよい
ことはもちろんである。[Embodiments] Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. [Description of Oxygen Saturation Measuring Apparatus (Fig. 1)] Fig. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an oxygen saturation measuring apparatus 10 according to an embodiment. In the figure, reference numeral 11,lla is a probe that is used by being incorporated into an extracorporeal circulation circuit such as an artificial heart-lung circuit, and is used to measure the intensity of light reflected in blood. This probe l1
The details will be described in detail later with reference to FIGS. 2 and 3.
Note that, although here, it is configured with two channels to which two probes 1l are connected, it is of course possible to use only one channel.
12はパルスタイミング回路で、LED駆勤回路l3に
LED14 (141と142)の駆動タイミング信号
を出力するとともに、各波長に対する反射光強度をサン
プリングするためのタイミング信号をサンプル・ホール
ド回路l8に出力している。】3はLED駆動回路で、
パルスタイミング回路12よりのタイミング信号により
、LEDl4の2つのLED 1 4 1と142のい
ずれかを駆動して発光させている。14は660nmの
波長の光と800nmの波長の光とを出力することがで
きる発光ダイオード(LED)で、ここではLED14
1(波長が660nm )とLED142(波長が80
0nm)の2つで構成している。こうして各LEDから
発せられる波長の異なる光は、光カブラで結合されて1
本の光ファイバにまとめられ、ブローブ11に送られる
。12 is a pulse timing circuit which outputs a driving timing signal for the LEDs 14 (141 and 142) to the LED driving circuit 13, and also outputs a timing signal for sampling the reflected light intensity for each wavelength to the sample/hold circuit 18. ing. ]3 is the LED drive circuit,
A timing signal from the pulse timing circuit 12 drives one of the two LEDs 1 4 1 and 142 of the LED 14 to emit light. 14 is a light emitting diode (LED) that can output light with a wavelength of 660 nm and light with a wavelength of 800 nm;
1 (wavelength is 660nm) and LED142 (wavelength is 80nm)
0nm). In this way, the lights of different wavelengths emitted from each LED are combined by an optical coupler and become one
The light is collected into a single optical fiber and sent to the probe 11.
なお、LEDl4を、例えば駆動電圧などを変化させる
ことによりその出力光の波長を660nmと800nm
との間で変更できるLEDとすると、1つのLEDで代
用できる。Note that by changing the driving voltage of the LED14, the wavelength of the output light can be changed to 660 nm and 800 nm.
If the LED can be changed between the two, one LED can be used instead.
15はブローブl1と装置本体とを接続する接続部で、
ブローブ11と本体とは光ケーブル28で接続されてい
る。l6は光電変換部とブリアンプとが一体化された部
分で、ブローブ11よりの反射光を入力して、その入力
光の強度に対応した電気信号を出力している。l7はメ
、インアンプで、光電変換部l6よりの電気信号を更に
増幅している。サンプルホールド回路l8は、パルスタ
イミング回路12よりのタイミング信号を入力し、その
タイミング信号に同期してメインアンプ部17よりのア
ナログ信号をサンプルホールドする。15 is a connection part that connects the probe l1 and the main body of the device;
The probe 11 and the main body are connected by an optical cable 28. 16 is a part in which a photoelectric conversion section and a pre-amplifier are integrated, which inputs reflected light from the probe 11 and outputs an electric signal corresponding to the intensity of the input light. 17 is a main amplifier, which further amplifies the electrical signal from the photoelectric conversion section 16. The sample and hold circuit 18 receives the timing signal from the pulse timing circuit 12, and samples and holds the analog signal from the main amplifier section 17 in synchronization with the timing signal.
なお、LED14より発光される各波長の光は、互いに
時間的な重なりが生じないようにパルスタイミング回路
12よりのタイミング信号で制御されているため、サン
プルホールド回路18では各波長に対する反射光強度を
独立してホールドすることができる。こうしてサンプル
ホールドされた信号は、フィルタ回路19によりノイズ
成分がフィルタリングされた後、制御部20に出力され
る。Note that the light of each wavelength emitted from the LED 14 is controlled by a timing signal from the pulse timing circuit 12 so that the light of each wavelength does not overlap with each other in time, so the sample and hold circuit 18 calculates the reflected light intensity for each wavelength. Can be held independently. The signal sampled and held in this manner is outputted to the control section 20 after noise components are filtered by the filter circuit 19 .
制御部20では、フィルタ回路l9よりのアナログ信号
をA/Dコンバータ22によりデジタル信号に変換して
CPU回路21に入力している。In the control section 20, the analog signal from the filter circuit 19 is converted into a digital signal by the A/D converter 22 and input to the CPU circuit 21.
制御部20はパルスタイミング回路12よりのタイミン
グ信号33.34 (35,a6)を入力しており、こ
れによりA/Dコンバータ22より入力したデジタル信
号が、いずれのブローブよりのどの波長に対する反射光
強度であるかを判別することができる。ここでは、例え
ばタイミング信号33 (35)は波長が660nmの
光に対する反射光強度の入力タイミングを示し、タイミ
ング信号34 (36)は波長800nmの光に対する
反射光強度の入力タイミングを示している.21はマイ
クロプロセッサなどを含むCPU回路で、ROM24に
記憶されている制御プログラムや各種データに従って制
御を行っている。25はCPU回路のワークエリアとし
て使用され、各種データを一時保存するRAMである.
23は操作部で、オペレータにより操作され、測定の開
始や各種機能指示を入力することができる。27は表示
部で、表示回路26により駆動されてオペレータへのメ
ッセージや測定結果などを表示する。28は、例えば外
部出力端子を通して接続されているプリンタなどの外部
装置に測定データなどを出力するための外部出力回路で
ある。The control unit 20 inputs the timing signals 33, 34 (35, a6) from the pulse timing circuit 12, so that the digital signal input from the A/D converter 22 is reflected from which probe and for which wavelength. It is possible to determine whether the strength is Here, for example, the timing signal 33 (35) indicates the input timing of the reflected light intensity for light with a wavelength of 660 nm, and the timing signal 34 (36) indicates the input timing of the reflected light intensity for light with a wavelength of 800 nm. 21 is a CPU circuit including a microprocessor, etc., which performs control according to a control program and various data stored in ROM 24. 25 is a RAM used as a work area for the CPU circuit and temporarily stores various data.
Reference numeral 23 denotes an operation section, which is operated by an operator and can input instructions for starting measurement and various functions. A display section 27 is driven by the display circuit 26 to display messages to the operator, measurement results, and the like. 28 is an external output circuit for outputting measurement data and the like to an external device such as a printer connected through an external output terminal.
30は電源回路で、ACIOOVを入力して装置で使用
する各種電源電圧を作成している。31はスイッチング
・レギュレータなどの電源回路で、図示の如く各種直流
電圧を出力している。32は電源ラインに設けられたラ
インフィルタで、ACラインを通して入力される電源ノ
イズを減衰させている.
[ブローブの説明 (第2図〜第3図)]第2図は実施
例の光センサ用ブローブ11の形状を示す図で、説明の
ため一部を切欠いて断面で示している。第3図は光照射
部より照射された光が赤血球により反射されて受光部に
入射するのを示した模式図である。30 is a power supply circuit which inputs ACIOOV and creates various power supply voltages used in the apparatus. 31 is a power supply circuit such as a switching regulator, which outputs various DC voltages as shown in the figure. 32 is a line filter provided on the power line, which attenuates power noise input through the AC line. [Description of the Probe (FIGS. 2 and 3)] FIG. 2 is a diagram showing the shape of the optical sensor probe 11 of the embodiment, and is shown in cross section with a portion cut away for explanation. FIG. 3 is a schematic diagram showing that light emitted from the light irradiation section is reflected by red blood cells and enters the light receiving section.
第2図において、光センサ用ブローブ11はコネクタ1
02により、体外血液循環回路を構成している管101
に固着されており、管10l内は流動する血液により満
たされている。管101の端面103は、コネクタ10
2の内壁面104と同一平面になるよう平面加工が施さ
れ、血流の乱れが生じないようになっている。この先セ
ンサ用ブローブl1は基本的に4つの部品で構或されて
おり、2本のPMMA (ポリメチルメタクリレート)
光ファイバ105と光ファイバ106を固定するブロー
ブ本体110、ブローブ本体110をコネクタ102に
固定する固定ナット107、光ファイバ105と106
とを保護する塩ビチューブ28と、光センサ用ブローブ
1lとの接続が極端に小さい曲率にならないために設け
られた軟質塩ビ性のキャップ109、そして血液の漏れ
防止のためのOリング111により構成されている。In FIG. 2, the optical sensor probe 11 is connected to the connector 1.
02, the tube 101 constituting the extracorporeal blood circulation circuit
The inside of the tube 10l is filled with flowing blood. The end surface 103 of the tube 101 is connected to the connector 10
The planar surface is processed to be flush with the inner wall surface 104 of No. 2 to prevent disturbance of blood flow. The sensor probe l1 basically consists of four parts, two of which are PMMA (polymethyl methacrylate).
A probe body 110 that fixes the optical fibers 105 and 106, a fixing nut 107 that fixes the probe body 110 to the connector 102, and the optical fibers 105 and 106.
A soft PVC cap 109 is provided to prevent the connection with the optical sensor probe 1l from having an extremely small curvature, and an O-ring 111 is used to prevent blood from leaking. ing.
なお、PMMAの代わりに石英ファイバを用いても良い
。Note that quartz fiber may be used instead of PMMA.
この実施例のブローブ11には、2本の光ファイバ10
5、106が固定されており、そのうちの1つ(105
)は、血液中へ照射する光を、前述したLED 1 4
等の発光源から伝達して管101内に照射する光照射部
を形成しており、もう一方の光ファイバ106は、光フ
ァイバ105より血液中へ照射された光のうちの血液中
の赤血球で反射された光を、例えばフォトダイオード等
の光強度を検出する光電変換部l6へ伝達する光ファイ
バである.
第3図は実施例のプローブ11において、管101にお
けろ血液中の赤血球で光が反射される状態を説明するた
めの図である。The probe 11 of this embodiment includes two optical fibers 10.
5, 106 are fixed, and one of them (105
) uses the aforementioned LED 1 4 to emit light into the blood.
The other optical fiber 106 forms a light irradiation section that transmits light from a light source such as a light source and irradiates the inside of the tube 101. This is an optical fiber that transmits the reflected light to a photoelectric conversion unit l6 such as a photodiode that detects the light intensity. FIG. 3 is a diagram for explaining a state in which light is reflected by red blood cells in blood in the tube 101 in the probe 11 of the embodiment.
図において、光ファイバ105の管101内の血液20
2と接触する端面により構戊される光照射部から、特定
波長の光が血液202中に照射されている.この光のう
ち赤血球201で反射された反射光の一部が、光ファイ
バ106で構成される受光部に入射される。この入射さ
れた反躬光は光ファイバ106を通して光電変換部l6
に送られて反射光強度が測定される。In the figure, blood 20 in the tube 101 of the optical fiber 105
Blood 202 is irradiated with light of a specific wavelength from a light irradiation section formed by an end surface that contacts blood 202 . A part of this light reflected by the red blood cells 201 is incident on the light receiving section constituted by the optical fiber 106. This incident reflected light passes through the optical fiber 106 to the photoelectric conversion unit l6.
The reflected light intensity is measured.
この反射光強度は、2本の光ファイバl○5と106と
の間隔210を変えることにより変化する.これは光が
血液202中で散乱を繰返しながら進行し、受光部に到
達するまでの経路に依存していると考えられるためであ
る。このことを簡単に説明すると、間隔(光ファイバ1
05と106の中心間距離)210が小さいときは、検
出された反射光強度は、ファイバ105と106(7)
血液202との接触端面近傍からの散乱光が大きな割合
を占め、間隔210が広がるにつれて接触端面から遠い
赤血球201により反射された散乱光の割合が増大する
。The intensity of this reflected light changes by changing the distance 210 between the two optical fibers l○5 and 106. This is because the light propagates through the blood 202 while being repeatedly scattered, and is thought to depend on the path it takes to reach the light receiving section. To explain this simply, the interval (optical fiber 1
When the distance between the centers of fibers 105 and 106) 210 is small, the detected reflected light intensity is
Scattered light from the vicinity of the contact end surface with blood 202 accounts for a large proportion, and as the interval 210 widens, the ratio of scattered light reflected by red blood cells 201 farther from the contact end surface increases.
従って、発光用光ファイバ105と受光用光ファイバ1
06との間隔210を広くとることにより、コネクタ内
壁面104近傍で生じる血流の乱れ及びヘマトクリット
の変動の影響を受けにくくなる。また、間隔210を広
くとることにより、光が十分に拡散され、個々の赤血球
のサイズ等に影響されにくい平均化された反射光を受光
できるようになる。Therefore, the light emitting optical fiber 105 and the light receiving optical fiber 1
By widening the distance 210 from the inner wall surface 104 of the connector, it becomes less susceptible to disturbances in blood flow and fluctuations in hematocrit that occur near the inner wall surface 104 of the connector. Furthermore, by widening the interval 210, the light is sufficiently diffused, and it becomes possible to receive averaged reflected light that is less affected by the size of individual red blood cells.
この実施例では、光ファイバ105と106の径をそれ
ぞれ0.75mmとし、各ファイバ間の間隔を約2mm
としている。In this example, the diameters of optical fibers 105 and 106 are each 0.75 mm, and the spacing between each fiber is approximately 2 mm.
It is said that
[測定処理の説明 (第l図、第4図)]第4図は実施
例の酸素飽和度測定装置10のCPU回路21で実行さ
れる計測処理を示すフローチャートで、この処理の実行
を制御する制御プログラムはROM24に記憶されてい
る。[Description of measurement process (Figures 1 and 4)] Figure 4 is a flowchart showing the measurement process executed by the CPU circuit 21 of the oxygen saturation measuring device 10 of the embodiment, and controls the execution of this process. The control program is stored in ROM24.
この処理は、例えば操作部23よりの計測開始指示によ
り開始され、ステップS1で波長660nmと800n
mに対応した光に対する反射光強度を複数入力する。こ
れはパルスタイミング回路12より出力されるタイミン
グ信号33と34(あるいは35.36)を入力すると
、そのタイミング信号に同期してA/Dコンバータ22
よりのデジタル信号を入力することにより行われる。This process is started, for example, by a measurement start instruction from the operation unit 23, and in step S1, wavelengths of 660 nm and 800 nm are determined.
A plurality of reflected light intensities for light corresponding to m are input. When the timing signals 33 and 34 (or 35, 36) output from the pulse timing circuit 12 are input, the A/D converter 22 is synchronized with the timing signals.
This is done by inputting digital signals from
こうして各波長に対する複数の反射光強度が入力されて
、RAM25に記憶されるとステップ.S 2に進み、
それら反射光強度の平均値を求める。これは、各反射光
強度情報に含まれる誤差による影響を少なくするためで
ある。When a plurality of reflected light intensities for each wavelength are thus inputted and stored in the RAM 25, step. Proceed to S2,
The average value of the reflected light intensity is determined. This is to reduce the influence of errors included in each reflected light intensity information.
次にステップS3に進み、ステップS2で算出された反
射光強度の値を正規化する。これは反射率が一定である
白色板よりの反射光強度を、前述した各波長に対して算
出し、それぞれW660,W800とする。そして、ス
テップS2で求めた反射光強度を、それぞれR660
(波長660nmに対する平均反射光強度).R800
(波長800nmに対する平均反射光強度)とすると、
正規化された値(Nl , N2 )はそれぞれ下式で
与えられる。Next, the process proceeds to step S3, and the value of the reflected light intensity calculated in step S2 is normalized. The intensity of reflected light from a white plate with a constant reflectance is calculated for each of the wavelengths described above, and is set to W660 and W800, respectively. Then, the reflected light intensity obtained in step S2 is set to R660, respectively.
(Average reflected light intensity for a wavelength of 660 nm). R800
(average reflected light intensity for a wavelength of 800 nm),
The normalized values (Nl, N2) are given by the following formulas.
N,=R660/W660
N a =R 8 0 0 / W 8 0 0次にス
テップS4に進み、前述したステップで算出された反射
光強度をもとに、下式を用いてL+ ,L2を算出する
。N, = R660/W660 Na = R 8 0 0 / W 8 0 0 Next, proceed to step S4, and calculate L+ and L2 using the following formula based on the reflected light intensity calculated in the above step. do.
L+ =Lo g {C+ x (N+ 十C2 )
) ・(1)Ll =LO g (c+ x (N2
+c,) ) −(2)ただし、ここでC1,C2 ,
Csは光センサブローブ1lと、血液の動物種に依存し
た定数である。L+ =Lo g {C+ x (N+ 1 C2)
) ・(1) Ll = LO g (c+ x (N2
+c,) ) -(2) However, here C1, C2,
Cs is a constant depending on the optical sensor probe 1l and the blood animal species.
次にステップS5に進み、下式により酸素飽和度を求め
る。Next, the process proceeds to step S5, and the oxygen saturation is determined using the following formula.
SO2 =ai(L+/Lz)’ +az(L+/L*
)2+a+(L+/Lz)+ao − (3)但し、
ここでao,a+.a2,a3は、光センサブローブ1
1と血液の動物種に依存した定数である.
なお、本実施例においては、各波長に対して20点(5
秒間で計測)の平均値を求め、その平均値を較正して酸
素飽和度を算出している。また、この実施例では、前述
した各定数は、ao=104.0,at = 1 1
.08,a2= 26.39,as =6.4 0
6,CI=0.6,C2=0.008,C,=Oとして
いる。SO2 =ai(L+/Lz)' +az(L+/L*
)2+a+(L+/Lz)+ao − (3) However,
Here ao, a+. a2 and a3 are optical sensor probe 1
1 and blood is a constant that depends on the animal species. In this example, 20 points (5
The oxygen saturation level is calculated by calibrating the average value (measured in seconds) and calibrating the average value. Further, in this example, each of the above-mentioned constants is ao=104.0, at=1 1
.. 08,a2=26.39,as=6.4 0
6, CI=0.6, C2=0.008, and C,=O.
こうして酸素飽和度S○2が算出されるとステップS6
に進み、その計算結果を表示器27に表示して処理を終
了する。When the oxygen saturation S○2 is calculated in this way, step S6
Then, the calculation result is displayed on the display 27 and the process ends.
なお、この実施例では、反射光強度の平均値を求めて、
その後正規化を行ない、その正規化された値を基に酸素
飽和度を求めるようにしたが、これに限定されるもので
なく、A/Dコンバータ22より入力される反射光強度
値をそのまま用いて酸素飽和度を算出してもよいことは
もちろんである。In this example, the average value of the reflected light intensity is calculated,
After that, normalization is performed and the oxygen saturation is determined based on the normalized value, but the invention is not limited to this, and the reflected light intensity value input from the A/D converter 22 is directly used. Of course, the oxygen saturation may also be calculated by
第5図は本実施例の酸素飽和度測定装置10により計測
された計測結果を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing measurement results measured by the oxygen saturation measuring device 10 of this embodiment.
ここでは、血液を満たした血液回路に光センサブローブ
11を取付け、反射光強度の測定を行った。この測定中
、血液は常にローラボンブで循環され、回路に設けた人
工心肺によって血液の酸素飽和度を制御するとともに、
ヘマトクリット値の影響を確認するため、ヘマトクリッ
ト値は約20%から45%まで変化させた。Here, the optical sensor probe 11 was attached to a blood circuit filled with blood, and the intensity of reflected light was measured. During this measurement, the blood is constantly circulated by a roller bomb, and the oxygen saturation of the blood is controlled by an artificial heart-lung machine installed in the circuit.
To confirm the effect of hematocrit value, hematocrit value was varied from about 20% to 45%.
図において、縦軸は、分光学的に血液の酸素飽和度を測
定する○SM2 HEMOXIMETER■(ラジオ
メータ社製)による測定値を示している.
以上説明したように本実施例によれば、従来のへマトク
リット値の影響を除くことができなかった、酸素飽和度
が20〜40%の低い領域においても、2つの波長に対
するそれぞれの反射光強度の対数値を用いて酸素飽和度
を算出することにより、ヘマトクリット値の影響を受け
ることなく酸素飽和度が正確に測定できる効果がある。In the figure, the vertical axis indicates the value measured by ○SM2 HEMOXIMETER■ (manufactured by Radiometer), which spectroscopically measures the oxygen saturation of blood. As explained above, according to this embodiment, even in the low oxygen saturation region of 20 to 40%, where the influence of the conventional hematocrit value could not be eliminated, the reflected light intensity for each of the two wavelengths can be adjusted. By calculating the oxygen saturation using the logarithm of , the oxygen saturation can be accurately measured without being affected by the hematocrit value.
[発明の効果]
以上説明したように本発明によれば、酸素飽和度の低い
領域においてもヘマトクリット値の影響を受けることな
く正確な酸素飽和度が測定できる効果がある,[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, there is an effect that accurate oxygen saturation can be measured without being affected by the hematocrit value even in a region with low oxygen saturation.
第1図は実施例の酸素飽和度測定装置の概略構或を示す
ブロック図、
第2図は実施例の光センサブローブの構戊を示す図、
第3図は血液中に照射された光が赤血球によって反射さ
れ受光部に入射するところを示す模式図、
第4図は実施例の酸素飽和度測定装置における計測処理
を示すフローチャート、そして第5図は実施例の酸素飽
和度測定装置による測定結果を示す図である。
図中、10・・・酸素飽和度測定装置、1l・・・ブロ
ーブ、12・・・パルスタイミング回路、l3・・・L
ED駆動回路、l4・・・LED,15・・・接続部、
l6・・・光電変換部、l7・・・メインアンプ部、1
8・・・サンプルホールド回路、19・・・フィルタ回
路、20・・・制御部、21・・・CPU回路、22・
・・A/Dコンバータ、23・・・操作部、24・・・
ROM,25・・・RAM,27・・・表示器、28・
・・光ファイバ、33〜36・・・タイミング信号であ
る.Fig. 1 is a block diagram showing the schematic structure of the oxygen saturation measuring device of the embodiment, Fig. 2 is a diagram showing the structure of the optical sensor probe of the embodiment, and Fig. 3 shows the structure of the light irradiated into blood. A schematic diagram showing how the red blood cells reflect and enter the light receiving unit, Figure 4 is a flowchart showing the measurement process in the oxygen saturation measuring device of the example, and Figure 5 shows the measurement results by the oxygen saturation measuring device of the example. FIG. In the figure, 10... Oxygen saturation measuring device, 1l... Probe, 12... Pulse timing circuit, l3... L
ED drive circuit, l4...LED, 15...connection part,
l6...Photoelectric conversion section, l7...Main amplifier section, 1
8... Sample hold circuit, 19... Filter circuit, 20... Control unit, 21... CPU circuit, 22...
...A/D converter, 23...operation unit, 24...
ROM, 25...RAM, 27...Display, 28.
...Optical fiber, 33-36...Timing signal.
Claims (4)
手段と、 前記第1の波長の光と異なる第2の波長の光を前記血液
中に照射する第2の光照射手段と、前記第1及び第2の
光照射手段より前記血液中に照射されたそれぞれの光の
、前記血液からの反射光強度を検出する検出手段と、 前記検出手段により検出された各波長に対する反射光強
度のそれぞれを対数変換する変換手段と、 前記変換手段により対数変換された各波長に対する反射
光強度の比を求め、関係式により酸素飽和度を算出する
算出手段と、 を有することを特徴とする酸素飽和度測定装置。(1) A first light irradiation unit that irradiates blood with light of a first wavelength; and a second light irradiation unit that irradiates light of a second wavelength different from the first wavelength light into the blood. means, a detection means for detecting the intensity of reflected light from the blood of each of the lights irradiated into the blood by the first and second light irradiation means, for each wavelength detected by the detection means. A conversion means for logarithmically converting each of the reflected light intensities; and a calculation means for determining the ratio of the reflected light intensity for each wavelength logarithmically converted by the conversion means and calculating the oxygen saturation using a relational expression. Oxygen saturation measuring device.
正手段を備え、該補正手段により補正された反射光強度
を対数変換するようにしたことを特徴とする請求項第1
項に記載の酸素飽和度測定装置。(2) The conversion means further includes a correction means for correcting the reflected light intensity, and the reflected light intensity corrected by the correction means is logarithmically converted.
The oxygen saturation measuring device described in Section 1.
は800nmであることを特徴とする請求項第1項に記
載の酸素飽和度測定装置。(3) The oxygen saturation measuring device according to claim 1, wherein the first wavelength is 660 nm and the second wavelength is 800 nm.
に対する反射光強度の対数変換値をそれぞれL_1,L
_2とすると、関係式 a_3(L_1/L_2)^3+a_2(L_1/L_
2)^2+a_1(L_1/L_2)+a_0により酸
素飽和度を求めることを特徴とする請求項第3項に記載
の酸素飽和度測定装置。(4) The calculation means calculates logarithmically converted values of reflected light intensity for light with wavelengths of 660 nm and 800 nm, respectively, L_1 and L_1.
_2, then the relational expression a_3(L_1/L_2)^3+a_2(L_1/L_
2) The oxygen saturation measuring device according to claim 3, wherein the oxygen saturation is determined by ^2+a_1(L_1/L_2)+a_0.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1152115A JPH0318742A (en) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | Instrument for measuring saturation degree of oxygen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1152115A JPH0318742A (en) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | Instrument for measuring saturation degree of oxygen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0318742A true JPH0318742A (en) | 1991-01-28 |
Family
ID=15533387
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1152115A Pending JPH0318742A (en) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | Instrument for measuring saturation degree of oxygen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0318742A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04312448A (en) * | 1991-02-15 | 1992-11-04 | Cobe Lab Inc | Optical fiber prove, medical appliance connected thereto, recepter and control box |
US5339375A (en) * | 1991-10-03 | 1994-08-16 | Medtronic, Inc. | Connector for coupling a multiple channel cable to a cuvette |
WO2007105805A1 (en) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Kawasumi Laboratories, Inc. | Blood characteristics measuring probe, cardiovascular system artificial organ and artificial lung |
-
1989
- 1989-06-16 JP JP1152115A patent/JPH0318742A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US5339375A (en) * | 1991-10-03 | 1994-08-16 | Medtronic, Inc. | Connector for coupling a multiple channel cable to a cuvette |
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JP4944093B2 (en) * | 2006-03-10 | 2012-05-30 | 川澄化学工業株式会社 | Blood characteristic measurement probe, circulatory system artificial organ and artificial lung |
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