JPH05207993A - Pulse oximeter - Google Patents

Pulse oximeter

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JPH05207993A
JPH05207993A JP4015540A JP1554092A JPH05207993A JP H05207993 A JPH05207993 A JP H05207993A JP 4015540 A JP4015540 A JP 4015540A JP 1554092 A JP1554092 A JP 1554092A JP H05207993 A JPH05207993 A JP H05207993A
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Abstract

PURPOSE: To precisely display an oxygen saturation degree down to one digit of the decimal point by amplifying the photodetection signal indicating the transmitted light quantity for calculating the oxygen saturation degree of the arterial blood always in an optimum amplification region.
CONSTITUTION: A buffer amplifier 6 amplifies the difference between the photodetection signal from a current amplifier 5 and the reference value from a DC bias amplifier 12 and outputs the difference to a sample/hold circuit 7. A control signal is sent to the DC bias generator 11 to regulate the value of the DC bias as the reference value to be added to the buffer amplifier 6 only when the transmitted light quantity is extremely large or is extremely small. The buffer amplifier 6 is so constituted that the amplification of the difference between the photodetection signal and the reference value to be executed in the buffer amplifier is executed always within the optimum amplification range. An arithmetic section-control section and a storage device 13 calculate the oxygen saturation degree of the arterial blood down to one digit of the decimal point by executing computation processing at every specified time in accordance with the respective stored sample values and the reference value.
COPYRIGHT: (C)1993,JPO&Japio

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明は、生体の一部にセンサプローブを装着し、非観血的に動脈血ヘモグロビンの酸素飽和度を連続的に測定するパルスオキシメータに関するものである。 The present invention relates to a sensor probe attached to a portion of a living body is an oxygen saturation non-invasively arterial hemoglobin relates oximeter measured continuously.

【0002】 [0002]

【従来の技術】この種の従来公知の技術としては、特公昭53−26437号公報や特公昭61−11097号公報に開示されたようなものがある。 As a conventional known technique of this kind, there is as disclosed in JP-B-53-26437 JP and Sho 61-11097.

【0003】これらの原理方式は、いずれも酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの光に対する吸光度が異なるのを利用し、波長が異なる2つの光に対する吸光度を測定し、このときの抹消組織における拍動は、ほとんどが動脈血によるものであり、透過光量も動脈血量に応じて拍動する。 [0003] These principles schemes, both using the absorbance for the light of oxyhemoglobin and reduced hemoglobin differs from, the absorbance was measured for the two light having different wavelengths, beating in peripheral tissues at this time, most There is due arterial amount of transmitted light even beating in accordance with the arterial blood volume. その拍動部分だけを取り出し、その大きさの比から動脈血酸素飽和度を測定する方式である。 Its only beat portion was removed, a method to measure the arterial oxygen saturation from the ratio of its size.

【0004】添付図面の図4に示すように、酸化ヘモグロビン(HbO 2 )と還元ヘモグロビン(Hb)は、特定の光に対する吸光度が異なっており、従って、2つの特定の波長での吸光度を測定し、その比を求めることによって酸素飽和度を求めることができる。 [0004] As shown in FIG. 4 of the accompanying drawings, oxyhemoglobin (HbO 2) and reduced hemoglobin (Hb) is different absorbance for a particular light, therefore, the absorbance was measured at two particular wavelengths , it is possible to determine the oxygen saturation by determining the ratio.

【0005】今、酸素飽和度をSとすると、 [0005] Now, if the oxygen saturation and S,

【0006】 [0006]

【数1】 [Number 1]

【0007】で表される。 Represented by [0007]. C(HbO 2 )、C(Hb) C (HbO 2), C ( Hb)
は、それぞれ酸化ヘモグロビンの濃度、還元ヘモグロビンの濃度を示している。 The concentration of each oxyhemoglobin shows the concentration of reduced hemoglobin. ここで、赤色光波長(660n Here, the red light wavelength (660N
m)の吸光度E R 、近赤外光波長(800nm)の吸光度E IRは、ランベール−ベールの法則に従えば、 absorbance E R of m), absorbance E IR of near-infrared light wavelength (800nm) is, Lambert - According to Beer's Law,

【0008】 [0008]

【数2】 [Number 2]

【0009】 [0009]

【数3】 [Number 3]

【0010】で示される。 Represented by [0010]. α R (HbO 2 )、α R (H α R (HbO 2), α R (H
b)、α IR (HbO 2 )、α IR (Hb)は、それぞれ、 b), α IR (HbO 2 ), α IR (Hb) , respectively,
赤色光波長、近赤外波長における酸化ヘモグロビン、還元ヘモグロビンの吸光係数を示しており、前記(2) Red light wavelengths, shows the absorption coefficient of oxyhemoglobin, deoxyhemoglobin in the near-infrared wavelength, the (2)
式、(3)式より、C(HbO 2 )、C(Hb)を求め、図4から分かるように、α IR (HbO 2 )=α Wherein (3) from the equation, C (HbO 2), determine the C (Hb), as can be seen from Fig. 4, α IR (HbO 2) = α
IR (Hb)の関係を代入すると、 Substituting the relationship of IR (Hb),

【0011】 [0011]

【数4】 [Number 4]

【0012】となり、α IR (Hb)、α R (Hb [0012] next, α IR (Hb), α R (Hb
2 )、α R (Hb)は、既知であるから、E RおよびE IRを実測すれば酸素飽和度が求められることになる。 O 2), α R (Hb ) is because it is known, so that the oxygen saturation is obtained if actually measured E R and E IR.

【0013】しかし、パルスオキシメータは、更に以下のような原理に基づいている。 [0013] However, the pulse oximeter is based further on the following principle. 即ち、指尖に光を透過させた際に光は、血液及びそれ以外の組織で吸収される。 In other words, the light when the light is transmitted to the fingertip is absorbed by the blood and other tissue.
血液は、拍動と共に、指尖の血管床に流出流入を繰り返す。 Blood, with beating, repeated runoff flowing into the vascular bed of the fingertip. それに伴い、図5に示すように、透過光量が変化する。 Along with this, as shown in FIG. 5, the transmitted light intensity changes. 従って、この脈波成分を分光分析することによって、動脈血の酸素飽和度を測定できる。 Thus, by spectroscopic analysis of this pulse wave component, it can measure the oxygen saturation of arterial blood. ランベール−ベールの法則が指尖に存在する全血にも応用されるとすれば、指尖を通過して受光阻止に入射する光量は、 Lambert - if Beer's law is also applicable to whole blood present in the fingertip, the light quantity incident on the light-receiving blocking through the fingertip is

【0014】 [0014]

【数5】 [Number 5]

【0015】で表される。 Represented by [0015]. 0 、F O 、α´d、αl I 0, F O, α'd, αl
は、それぞれ、指尖への入射量、組織による光量減衰率、流出期の終わりに指尖に存在する血液量とその吸光係数、流入する血液量とその吸光係数を示している。 Are respectively incident amount of the fingertip, the light quantity attenuation rate by tissue, blood volume and its extinction coefficient existing in fingertip at the end of the outflow stage, the amount of blood flowing to indicate the extinction coefficient. 従って、光電出力は、 Accordingly, the photoelectric output is

【0016】 [0016]

【数6】 [6]

【0017】 [0017]

【数7】 [Equation 7]

【0018】となる。 The [0018]. AC+DCおよびE DC 、A rは、それぞれ光電出力、受光素子の特性係数を示している。 E AC + DC and E DC, A r is the photoelectric output respectively show the characteristic coefficient of the light-receiving element. ここで、両出力の対数の差Yは、 Here, the difference between Y logarithm of both outputs,

【0019】 [0019]

【数8】 [Equation 8]

【0020】で示され、赤色光波長、近赤外光波長についてそれぞれYを求めると、 [0020] indicated by a red light wavelength and obtains the Y respectively, for the near-infrared wavelength,

【0021】 [0021]

【数9】 [Equation 9]

【0022】 [0022]

【数10】 [Number 10]

【0023】となり、従って、α R /α IR =Y R /Y IR [0023] next, therefore, α R / α IR = Y R / Y IR
である。 It is. これを、前記数4の式に代入すると、 When this is substituted into the foregoing equation 4,

【0024】 [0024]

【数11】 [Number 11]

【0025】となる。 The [0025]. 従って、酸素飽和度は、Y RとY Therefore, oxygen saturation, Y R and Y
IRとを測定することにより、前記数11の式から求められることがわかる。 By measuring the IR, it can be seen that obtained from the foregoing equation 11.

【0026】 [0026]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このような従来公知のパルスオキシメータは、酸素療法下の患者に用いた時、図6に示すように、酸素飽和度は、ほとんど96%以上の値をとり、常に100%に近い値が表示される。 [SUMMARY OF THE INVENTION However, such a conventional pulse oximeter, when used in patients under oxygen therapy, as shown in FIG. 6, oxygen saturation, most greater than 96% value taken up, always a value close to 100% is displayed. そして、動脈血酸素分圧が極端に変化した場合しか、酸素飽和度の値が変化しない。 Then, only when the arterial oxygen partial pressure was varied extremely, the value of oxygen saturation is not changed. このように、酸素化能の良い患者に用いる時、従来のパルスオキシメータは、酸素飽和度モニタというよりは、酸素アラームとして動作してしまう。 Thus, when used for good oxygenation capacity patients, the conventional pulse oximeter, rather than oxygen saturation monitor, thus acting as an oxygen alarm. 実際、動脈血酸素分圧が90mm In fact, 90mm arterial blood oxygen partial pressure
Hg以上の高い酸素分圧領域では、現在普及している整数表示のパルスオキシメータを酸素分圧の変化を反映するモニタとして使用するには限界がある。 The Hg higher than oxygen partial pressure region, to use the pulse oximeter integer representation that are currently popular as a monitor to reflect the change in the oxygen partial pressure is limited. 特に、酸素分圧が450mmHgから150mmHgに変化したことを問題にする場合には、これらの従来のパルスオキシメータは、全く無力である。 In particular, when the oxygen partial pressure is a problem that it has changed to 150mmHg from 450mmHg, these conventional pulse oximeter, is quite helpless.

【0027】理論的には、酸素飽和度を小数点以下まで表示することができれば、酸素分圧をより正確に把握することができ、前述の問題を解決することができることとなる。 [0027] Theoretically, if it is possible to display the oxygen saturation after the decimal, it is possible to grasp the oxygen partial pressure more precisely, it becomes possible to solve the aforementioned problems. しかしながら、従来のパルスオキシメータでは、酸素飽和度の表示のみを小数点以下に表示しても、 However, the conventional pulse oximeter, be displayed on the decimal point only the display of the oxygen saturation,
その値はバラツキが大きく表示されるだけで、正確に酸素飽和度を小数点以下まで表示することはできない。 Its value only variation is displayed larger, it is impossible to display the decimal accurately the oxygen saturation.

【0028】何故ならば、従来のパルスオキシメータでは、一般に生体の一部を透過した光量の変化を電気信号に変換している。 [0028] This is because, in the conventional pulse oximeter, is converted into an electrical signal generally changes the amount of light transmitted through the part of the living body. この電気信号は、図7に示すように、 This electric signal, as shown in FIG. 7,
動脈血の拍動に応じて脈動したものとなり、その全体の透過光量に対してその脈波成分はわずかなものである。 Becomes that pulsates in accordance with the pulsation of arterial blood, the pulse wave component with respect to the total amount of transmitted light is insignificant.
前記数11の式について説明したように、パルスオキシメータでは、この脈波成分に基づいて、Y RとY IRを算出して、酸素飽和度を求めている。 As described the foregoing equation 11, a pulse oximeter, based on the pulse wave component, calculates the Y R and Y IR, seeking oxygen saturation. ところが、一般的に、パルスオキシメータでは、生体の一部を透過した光量の変化を表す電気信号を得るのに増幅器を使用している。 However, in general, a pulse oximeter, using the amplifier to obtain an electrical signal representative of the change in the amount of light transmitted through the part of the living body. 酸素飽和度を例えば、小数点以下1桁までの精度にて求めるために、その電気信号の脈波成分を大きくするために、その生体の一部に照射する発光素子の光量を単に増加するのでは、図8に示すように、電気信号の大きさがその増巾器の最適増巾領域を越えてしまい、脈波成分の上限部が歪んでしまい、実際に得られる電気信号の脈波成分はそれほど大きくならないからである。 The oxygen saturation for example, in order to obtain at accurate to one decimal place, in order to increase the pulse wave component of the electrical signal, than simply increasing the light amount of the light-emitting element for irradiating a part of the organism as shown in FIG. 8, will the magnitude of the electrical signal exceeds the optimum multiplication width region of its increasing width unit, distorted upper limit of the pulse wave component, the pulse wave component of the electric signal actually obtained is This is because not so large.

【0029】実際に酸素分圧が100〜200mmHg [0029] In fact oxygen partial pressure 100~200mmHg
の高い酸素分圧領域に保たれている場合、この領域での酸素飽和度の変化量は、図6の酸素飽和度と酸素分圧の関係を示す酸素解離曲線の高酸素分圧領域の拡大図である、図9の酸素解離曲線に示されるように、ほぼ3%程度で極めて小さい。 If high is kept oxygen partial pressure region, the amount of change in oxygen saturation in this area, the expansion of high oxygen partial pressure region of the oxygen dissociation curve showing the relationship between oxygen saturation and oxygen partial pressure of 6 it is a diagram, as shown in the oxygen dissociation curve of FIG. 9, extremely small in the order of 3%. したがって、前述したような理由のため、従来のパルスオキシメータでは、このような部分の酸素分圧の変化を小数点以下1桁までの精度で捉えることは困難である。 Accordingly, for the reasons as described above, in the conventional pulse oximeter, it is difficult to capture the change in oxygen partial pressure of such parts with an accuracy of up to 1 decimal place.

【0030】本発明の目的は、このような従来の問題点を解消し、酸素飽和度をより正確に求めることができるようなパルスオキシメータを提供することである。 The object of the present invention is to provide a pulse oximeter that can be obtained by solving such conventional problems, the oxygen saturation more accurately.

【0031】 [0031]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、動脈血による波長が異なる2つの光に対する吸光度を測定し、 According to the present invention SUMMARY OF], and the absorbance measured wavelength due to arterial blood for two different light,
該測定値を演算処理することにより動脈血酸素飽和度を求める型のパルスオキシメータにおいて、動脈血を通して受光部に前記波長の異なる2つの光をそれぞれ照射する発光部と、該受光部による受光量に応じた受光信号と基準値との差を増巾するための受光信号増巾部と、該受光信号増巾部からの増巾信号をサンプリングしそのサンプル値を保持するためのサンプル/ホールド回路部と、 In type pulse oximeter to determine the oxygen saturation of arterial blood by arithmetically processing the measured value, and a light emitting portion for each irradiation with light at two different said wavelength to the light receiving portion through the arterial blood, according to the amount of light received by the light receiving portion a light receiving signal increase width portion for Zohaba the difference between the light reception signal and the reference value, and a sample / hold circuit unit for sampling the Zohaba signal from the photodetection signal up width portion to hold the sampled value ,
該サンプル/ホールド回路部によるサンプル値および前記基準値を記憶するための記憶部と、前記受光信号増巾部への基準値を変えるための基準値調整部と、前記受光信号を監視して、その受光信号の大きさに応じて前記基準値調整部を制御して、前記基準値を変化させて、前記受光信号の増巾が常に前記最適増巾領域内で行われるようにする制御部と、前記記憶部に記憶された各サンプル値および基準値に基づく演算処理を一定時間毎に行うことにより動脈血酸素飽和度を求める演算部とを備えることを特徴とする。 The sample / storage unit for storing the sample value and the reference value by the holding circuit, and the reference value adjusting unit for changing the reference value to the received light signal increase width part, by monitoring the light reception signal, by controlling the reference value adjusting unit according to the magnitude of the received light signal, by changing the reference value, and a control unit to allow increasing width of the light receiving signal is always performed at the optimum multiplication width region , characterized in that it comprises a calculation unit for obtaining the arterial oxygen saturation by performing arithmetic processing based on the sample value and the reference value stored in the storage unit at predetermined time intervals.

【0032】 [0032]

【実施例】次に、添付図面の特に、図1から図3を参照して、本発明の実施例について本発明をより詳細に説明する。 EXAMPLES Next, in particular of the accompanying drawings, with reference to FIGS. 1-3, the present invention will be described for the embodiment of the present invention in more detail.

【0033】図1は、本発明の一実施例としてのパルスオキシメータの構成を示すブロック図であり、図1に略示されるように、この実施例のパルスオキシメータは、 FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a pulse oximeter according to an embodiment of the present invention, as shown schematically in Figure 1, the pulse oximeter of this embodiment,
波長650nmの発光素子1と、波長950nmの発光素子2と、受光素子4とを備えている。 A light-emitting element 1 of the wavelength 650 nm, a light-emitting element 2 of the wavelength 950 nm, and a light receiving element 4. 発光素子1および発光素子2は、手足の指、耳介、鼻等の生体の一部3 Light-emitting elements 1 and 2, fingers and toes, auricle, a part of a living body of the nose, such as 3
を通して、受光素子4へ時分割的に各波長の光を照射するようになっており、発光素子1および2と受光素子4 Through is adapted to irradiate the time division manner the light of each wavelength to the light receiving element 4, the light emitting element 1 and 2 and the light receiving element 4
とで、生体の一部に装着されるセンサプローブを構成している。 And at constitute a sensor probe mounted on a portion of a living body.

【0034】さらに、このパルスオキシメータは、電流増巾器5を備えており、この電流増巾器5は、受光素子4で受けた透過光量の変化である微少電流を増巾し電圧に変換するもので、その出力は、バッファ増巾器6の一方の入力に接続されている。 Furthermore, the pulse oximeter is provided with a current increase width unit 5, the current increase width unit 5 converts the minute current is the change in transmission light received by the light receiving element 4 in Zohaba to voltage intended to, its output is connected to one input of the buffer increased width unit 6. このバッファ増巾器6の他方の入力には、直流バイアス増巾器12の出力が基準値として加えられている。 The other input of the buffer increased width unit 6, the output of the DC bias up width 12 is added as a reference value. バッファ増巾器6は、電流増巾器5からの受光信号と直流バイアス増巾器12からの基準値との差を増巾して、サンプル/ホールド回路7へ出力する。 Increase the buffer width unit 6 is to Zohaba the difference between the reference value from the DC bias up width 12 and the light receiving signal from the current increase width unit 5, and outputs to the sample / hold circuits 7.

【0035】サンプル/ホールド回路7は、ライン17 The sample / hold circuit 7, line 17
を介して、図2の(D)に示すようなタイミングクロックを受けて、そのタイミングにて、バッファ増巾器6の出力である透過光量の変化である電圧変化をサンプルして、サンプル値として保持する。 Via receives timing clock as shown in (D) in FIG. 2, at its timing, by sampling the voltage change is a change in the transmitted light quantity is the output of the buffer increased width unit 6, as a sample value Hold. アナログ−デジタル変換器8は、サンプル/ホールド回路7に保持されたサンプル値をデジタル値に変換するためのものであり、これらデジタル値は、後述するようにして、演算部−制御部及び記憶装置13に取り込まれるようになっている。 Analog - digital converter 8 is for converting the sample values ​​held in the sample / hold circuit 7 into a digital value, these digital values, as described later, the arithmetic unit - the control unit and a storage device It is adapted to be incorporated into the 13.

【0036】演算部−制御部及び記憶装置13は、図2 The arithmetic unit - the control unit and the storage device 13, FIG. 2
の(A)に示すような主タイミングクロックを発生して、ライン14を通してタイミング発生回路9へそれを加える。 Of generating a main timing clock such as (A), the addition of it through line 14 to the timing generating circuit 9. タイミング発生回路9は、その主タイミングクロックに基づいて、図2の(B)に示すような波長65 Timing generating circuit 9, based on the main timing clock, wavelength 65 shown in FIG. 2 (B)
0nmの発光素子1のオンタイミングクロックをライン15に発生し、図2の(C)に示すような波長950n Generates on-timing clock of the light-emitting element 1 of 0nm to line 15, wavelength 950n as shown in FIG. 2 (C)
mの発光素子2のオンタイミングクロックをライン16 Line on timing clocks of the light emitting element 2 m 16
に発生し、さらに、図2の(D)に示すようなサンプル/ホールドタイミングクロックをライン17に発生し、 Occurs, further generates a sample / hold timing clock as shown in (D) in FIG. 2 in line 17,
図2の(D)に示すようなアナログ−デジタル変換器タイミングクロックをライン18に発生する。 Analog, as shown in FIG. 2 (D) - generating a digital converter timing clock line 18.

【0037】発光素子駆動用電流増巾器10は、発光素子1と発光素子2とを、図2に示すようなタイミングで交互にパルス電流駆動する。 The light emitting element driving current increase width 10 is a light emitting element 1 and the light emitting element 2, is alternately pulsed current drive at the timing shown in FIG. このパルス電流の大きさは、演算部−制御部及び記憶装置13からライン20を介しての制御信号にて制御できるようになっており、発光素子1および2の光量を受光素子4の最適なレベルになるように自動調整している。 The magnitude of this pulse current, the operating section - are adapted to be controlled by the control signal from the control unit and the storage device 13 via the line 20, a light quantity of the light emitting element 1 and the second light receiving element 4 best It is automatically adjusted to the level.

【0038】さらにまた、演算部−制御部及び記憶装置13は、後述するような目的で、ライン21を介して制御信号を直流バイアス発生器11に送って、直流バイアス発生器11を制御して、発生する直流バイアス値を調整することができるようになっている。 [0038] Furthermore, the arithmetic unit - the control unit and the storage device 13, the purpose which will be described later, sends a control signal to the DC bias generator 11 via the line 21, and controls the DC bias generator 11 , thereby making it possible to adjust the DC bias value generated. この直流バイアス発生器11からの直流バイアスは、直流バイアス増巾器12によって増巾されて、前述したようにバッファ増巾器6の一方の入力に加えられる。 The DC bias from the DC bias generator 11 is Zohaba by a DC bias up width 12 is applied to one input of the buffer increased width unit 6 as described above.

【0039】この発明のパルスオキシメータの構成においては、演算部−制御部及び記憶装置13は、常に、アナログ−デジタル変換器8にて変換された各透過光量を示すサンプル値を監視して、例えば、図8に示すように、透過光量が大きく、バッファ増巾器の最適増巾領域を越えてしまうような場合には、ライン21を介して制御信号を直流バイアス発生器11に送り、バッファー増巾器6に加えられる基準値としての直流バイアスの値を調整して、バッファ増巾器6において行われる受光信号と基準値との差の増巾が、そのバッファ増巾器6の最適増巾領域内に行われるようにし、例えば、透過光量の実質的に脈波成分だけが増巾されるようにする。 [0039] In the structure of the pulse oximeter of the present invention, the arithmetic unit - the control unit and the storage device 13 is always analog - to monitor the sample values ​​being indicative of the amount of transmitted light that is converted by the digital converter 8, for example, as shown in FIG. 8, a large amount of transmitted light, if that would exceed the optimum multiplication width area of ​​the buffer increase width unit sends a control signal over line 21 to a DC bias generator 11, a buffer and adjusting the value of DC bias as a reference value applied to the amplifier 6, increasing the width of the difference between the light reception signal and the reference value is performed in the buffer increased width unit 6, the optimum increase in the buffer increased width unit 6 as is done in the width area, for example, substantially only the pulse wave component of the transmitted light amount to be Zohaba. この場合のバッファ増巾器6において行われる透過光量の増巾の様子を図3に示している。 And Figure 3 shows the manner of increasing the width of the transmitted light quantity performed in the buffer increased width unit 6 in this case.

【0040】逆に、透過光量が小さく且つ透過光量の脈波成分が大きくて、透過光量の変化の谷部がバッファ増巾器6の最適増巾領域の下限を越えてしまうような場合にも、ライン21を介して制御信号を直流バイアス発生器11に送り、バッファー増巾器6に加えられる基準値としての直流バイアスの値を調整して、バッファ増巾器6において行われる受光信号と基準値との差の増巾が、 [0040] Conversely, the pulse wave component of the transmitted light intensity decreases and the transmitted light amount is large, even if the valley portion of the change in the transmitted light amount that would exceed the lower limit of the optimum multiplication width area of ​​the buffer increased width unit 6 sends a control signal over line 21 to a DC bias generator 11 adjusts the value of the DC bias as a reference value to be added to the buffer Zohaba unit 6, the light receiving signal and the reference which is performed in the buffer increased width unit 6 increase the width of the difference between the value is,
そのバッファ増巾器6の最適増巾領域内に行われるようにする。 As to be performed in the buffer increased width unit 6 optimum multiplication width region of.

【0041】このような場合には、演算部−制御部及び記憶装置13は、前記数11の式にしたがって動脈血酸素飽和度を算出するため、そのY RとY IRの値を求めるに際して、アナログ−デジタル変換器8からデジタルサンプル値に、バッファ増巾器6に加えた調整基準値である直流バイアス値のデジタル値を加えた値または差し引いた値を、各波長の透過光量の変化を示すデータとして用いるようにする。 [0041] In such a case, the arithmetic unit - when the control unit and the storage device 13, for calculating arterial oxygen saturation in accordance with the foregoing equation 11, determine the value of the Y R and Y IR, analog - digital converter 8 into a digital sample value, the digital value of the value or minus value plus the DC bias value is an adjustment reference value added to the buffer increased width unit 6, data indicating a change in the transmitted light quantity of each wavelength It is used as the.

【0042】このように、演算部−制御部及び記憶装置13は、そこに記憶された各サンプル値および基準値(バッファ増巾器に加えられる直流バイアスが0Vであるときは零である)に基づいて、前記数11の式のY R [0042] Thus, the arithmetic unit - the control unit and the storage unit 13, to each sample value and the reference value stored therein (if DC bias applied to increase the buffer width instrument is 0V is zero) based on the formula of Y R of the number 11
とY IRを算出すると共に、その式に従った演算処理を一定時間毎に行うことにより動脈血酸素飽和度を算出して、酸素飽和度表示器19に、酸素飽和度を小数点以下1桁まで表示するようにする。 Display and calculates the Y IR, to calculate the arterial oxygen saturation by performing arithmetic processing according to the formula for each fixed time, the oxygen saturation indicator 19, the oxygen saturation to 1 decimal place to be in.

【0043】前述したように、透過光量が大きくて、バッファ増巾器6に加える直流バイアスを大きくする場合に、もし透過光量の脈波成分が小さいようなときには、 [0043] As described above, the large amount of transmitted light, when increasing the DC bias applied to the buffer increased width unit 6, when if such pulse wave component of the transmitted light quantity is small,
バッファ増巾器6の増巾度を上げたり、ライン20を介して制御信号を発光素子駆動電流増巾器10に加えて発光素子1およに2に加える駆動電流を増して発光量を増すようにすると、算出される酸素飽和度の精度をさらに上げることもできる。 Raising the increase width of the buffer increased width unit 6, the control signal by increasing the driving current applied to the light emitting device drive current increase width unit 2 in addition to Oyo light emitting element 1 to 10 increase the amount of light emission through the line 20 If so, it is possible to further increase the oxygen saturation of accuracy is calculated.

【0044】また、前述した実施例では、透過光量が非常に大きいか、小さいかする場合だけ、バッファ増巾器に加える直流バイアスを調整してバッファ増巾の最適増巾領域内にて増巾を行うようにしたのであるが、本発明は、これに限らず、透過光量を常に監視して、バッファ増巾器による増巾がその最適増巾領域の中心において行われるように、常にそこに加えられる直流バイアスを調整するようにしてもよい。 [0044] Further, Zohaba in the embodiment described above, whether the amount of transmitted light is very large, only when it is not, an optimum increase in the buffer increased width by adjusting the DC bias applied to the buffer increased width unit width area although had to perform the present invention is not limited thereto, the amount of transmitted light constantly monitored, so increasing the width due to buffer up width unit is performed in the center of the optimum multiplication width area, always there DC bias applied may be adjusted. また、この場合に、同時にバッファ増巾器の増巾度を適当に調整したり、発光素子の発光量を適当に調整するようにしてもよい。 Further, in this case, or appropriately adjust the increased width of the buffer increase width vessel simultaneously, may be appropriate to adjust the quantity of light from the light emitting element.

【0045】 [0045]

【発明の効果】本発明のパルスオキシメータは、動脈血酸素飽和度を算出する重要なデータである透過光量を示す受光信号を、常に最適増巾領域にて増巾することにより得ることができ、従って、常に、歪みのない精密なデータに基づいて酸素飽和度を算出できるので、例えば、 Pulse oximeter of the present invention according to the present invention can be obtained by Zohaba a light receiving signal indicating the amount of transmitted light is an important data for calculating arterial oxygen saturation at all times the optimum multiplication wide area, Thus, at all times, it is possible to calculate the oxygen saturation on the basis of precise data without distortion, for example,
小数点以下1桁までも正確に且つ安定に酸素飽和度を表示させることができる。 Even one decimal can be displayed accurately and stably oxygen saturation.

【0046】このため、本発明のパルスオキシメータは、従来の酸素飽和度アラームとしては勿論、酸素療法中の患者において動脈血酸素分圧の変化をより正確に把握するのにも使用することが可能となり、その臨床応用が広がる。 [0046] Therefore, the pulse oximeter of the present invention, the conventional oxygen saturation alarm of course, also can be used to more accurately determine the changes in the arterial oxygen partial pressure in the patient during oxygen therapy next, its clinical application is spread.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の一実施例としてのパルスオキシメータの構成を示す概略ブロック図である。 1 is a schematic block diagram showing the configuration of a pulse oximeter according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1のパルスオキシメータにおける種々なタイミングクロックを示すタイミング図である。 Is a timing diagram illustrating various timing clock in the pulse oximeter of FIG. 1. FIG.

【図3】図1のパルスオキシメータにおいてバッファ増巾器に直流バイアスを加えたときの生体透過光量の変化例を示す図である。 3 is a diagram illustrating a change of the biological quantity of transmitted light when applying a DC bias to the buffer increased width unit in the pulse oximeter of FIG.

【図4】酸化ヘモグロビン(HbO 2 )および還元ヘモグロビン(Hb)の各波長における吸光係数の変化を示す図である。 4 is a graph showing changes in absorption coefficient at each wavelength of oxyhemoglobin (HbO 2) and reduced hemoglobin (Hb).

【図5】パルスオキシメータにおける光電出力の脈波様変動を示す図である。 5 is a diagram illustrating a pulse wave-like variation in the photoelectric output of a pulse oximeter.

【図6】酸素飽和度と酸素分圧の関係を示す酸素解離曲線を示す図である。 6 is a diagram showing the oxygen dissociation curve showing the relationship between oxygen saturation and oxygen partial pressure.

【図7】通常の生体透過光量の変化例を示す図である。 7 is a diagram illustrating a change example of a conventional living body transmitted light intensity.

【図8】発光素子による光量を増加したときの生体透過光量の変化例を示す図である。 8 is a diagram illustrating a change of the biological transmitted light quantity when increasing the amount of light by the light emitting element.

【図9】酸素飽和度と高酸素分圧の関係を示す酸素解離曲線を示す図である。 9 is a diagram showing the oxygen dissociation curve showing the relationship between oxygen saturation and high oxygen partial pressure.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 発光素子 2 発光素子 3 生体 4 受光素子 5 電流増巾器 6 バッファ増巾器 7 サンプル/ホールド回路 8 アナログ−デジタル変換器 9 タイミング発生回路 10 発光素子駆動用電流増巾器 11 直流バイアス発生器 12 直流バイアス増巾器 13 演算部−制御部及び記憶装置 19 酸素飽和度表示器 First light emitting device 2 emitting element 3 biological fourth light receiving up 5 current width unit 6 up buffer width unit 7 sample / hold circuit 8 the analog - digital converter 9 timing generating circuit 10 for driving a light-emitting element current multiplication width 11 DC bias generator 12 DC bias up width 13 arithmetic unit - the control unit and the storage unit 19 the oxygen saturation indicator

Claims (7)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 動脈血による波長が異なる2つの光に対する吸光度を測定し、該測定値を演算処理することにより動脈血酸素飽和度を求める型のパルスオキシメータにおいて、動脈血を通して受光部に前記波長の異なる2つの光をそれぞれ照射する発光部と、該受光部による受光量に応じた受光信号と基準値との差を増巾するための受光信号増巾部と、該受光信号増巾部からの増巾信号をサンプリングしそのサンプル値を保持するためのサンプル/ホールド回路部と、該サンプル/ホールド回路部によるサンプル値および前記基準値を記憶するための記憶部と、前記受光信号増巾部への基準値を変えるための基準値調整部と、前記受光信号を監視して、その受光信号の大きさに応じて前記基準値調整部を制御して、前記基準値を変化させて、前 [Claim 1] Absorbance was measured for the two light having different wavelengths by arterial blood, the type pulse oximeter to determine the oxygen saturation of arterial blood by arithmetically processing the measured value, different the wavelengths in the light receiving portion through the arterial blood a light emitting unit for irradiating two light respectively, a light receiving signal increase width portion for Zohaba the difference between the light reception signal and the reference value corresponding to the amount of light received by the light receiving section, increasing from the photodetection signal up width portion a sample / hold circuit unit for holding the sample value by sampling a width signal, a storage unit for storing the sample value and the reference value by the sample / hold circuit unit, to the received light signal increase width portion a reference value adjuster for changing the reference value, by monitoring the light reception signal, and controls the reference value adjusting unit according to the magnitude of the received light signal, by changing the reference value, before 記受光信号の増巾が常に前記最適増巾領域内で行われるようにする制御部と、前記記憶部に記憶された各サンプル値および基準値に基づく演算処理を一定時間毎に行うことにより動脈血酸素飽和度を求める演算部とを備えることを特徴とするパルスオキシメータ。 Arterial By performing a control unit for increasing the width of the serial received signal is always to be performed in the optimum multiplication width region, the arithmetic processing based on the sample value and the reference value stored in the storage unit at predetermined time intervals pulse oximeter, characterized in that it comprises a computing unit for determining the oxygen saturation.
  2. 【請求項2】 前記制御部は、前記受光信号が前記受光信号増巾部の最適増巾領域から外れる場合にのみ、前記基準値調整部を制御して前記基準値を変化させる請求項1記載のパルスオキシメータ。 Wherein the control unit only when the received signal is out of the optimum multiplication width region of the light receiving signal increase width unit, according to claim 1 wherein by controlling the reference value adjusting unit changing the reference value pulse oximeter.
  3. 【請求項3】 前記制御部は、前記基準値の変化と同時に、前記発光部の発光量または前記受光信号増巾部の増巾度を制御する請求項1または2記載のパルスオキシメータ。 Wherein the control unit simultaneously with the change of the reference value, according to claim 1 or 2 pulse oximeter according to control increasing width of the light-emitting amount or the light receiving signal increase width portion of the light emitting portion.
  4. 【請求項4】 前記サンプル/ホールド回路部によるサンプル値をデジタル値に変換するためのアナログ−デジタル変換部を備えており、前記記憶部は、前記サンプル値および基準値をデジタル値にて記憶する請求項1または2または3記載のパルスオキシメータ。 4. An analog to convert the sample values ​​into digital values ​​by the sample / hold circuit unit - includes a digital converting unit, said storage unit stores the sample value and the reference value by a digital value according to claim 1 or 2 or 3 pulse oximeter according.
  5. 【請求項5】 前記発光部は、前記波長の異なる2つの光を時分割的に交互に照射するように制御される請求項1または2または3または4記載のパルスオキシメータ。 Wherein said light emitting unit, according to claim 1 or 2 or 3 or 4 pulse oximeter according is controlled so as to irradiate the split alternately at the two light beams having different said wavelength.
  6. 【請求項6】 前記演算部は、酸素飽和度表示器に少数点以下1桁までの酸素飽和度を表示する請求項1または2または3または4または5記載のパルスオキシメータ。 Wherein said operation unit, according to claim 1 or 2 or 3 or 4 or 5 pulse oximeter according displaying the oxygen saturation of up to 1 decimal places in oxygen saturation indicator.
  7. 【請求項7】 前記波長の異なる2つの光は、赤色光と近赤外光である請求項1または2または3または4または5または6記載のパルスオキシメータ。 7. The two light beams having different said wavelengths, according to claim 1 or 2 or 3 or 4 or 5 or 6 pulse oximeter according a red light and near-infrared light.
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