JPH0576405U - 光生体計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 送光プローブと受光プローブとを保持すると
共に生体に固定されるホルダーを備える。その送光プロ
ーブ保持部と出射光出口との間および受光プローブ保持
部と反射光入口との間の少なくとも一方に、光学フィル
ターが生体との非対向側から抜き挿し可能に保持され
る。 【効果】 ホルダーを生体に固定したままで光学フィル
ターを交換して受光光量を調節でき、不要波長の受光を
防止できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、生体において反射した光の光量に基づいて生体特性を計測する光生 体計測装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

光生体計測装置として例えば酸素モニタが従来より用いられている。これは、 近赤外領域において酸素化ヘモグロビンと脱酸素化ヘモグロビンの光吸収特性が 異なるのを利用して生体内の血液のヘモグロビンの酸素状態の変化をモニタする もので、送光プローブと受光プローブとを保持すると共に生体にベルトや両面テ ープ等により固定されるホルダーを備え、そのホルダーの生体との対向面に、送 光プローブから発する出射光の出口と、その出射光の生体における反射光の入口 とが設けられたものである。

【０００３】 その送光プローブから酸化ヘモグロビンによる吸収率の高い波長の近赤外光と 、脱酸素化ヘモグロビンによる吸収率の高い波長の近赤外光あるいはさらにリフ ァレンス波長の近赤外光を出射し、各近赤外光の生体を透過してきた光を受光プ ローブにより受光する。それぞれの受光光量を吸光度に換算し、初期状態からの それぞれの吸光度の変化から演算を行うことで血液の酸素状態の変化をモニタす ることができる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

生体に照射され、生体内を透過し、受光プローブに受光される光量は、生体の 皮膚の色や皮膚の厚さといった個体差があるため一定ではない。例えば老人女子 の場合は成人男子に比べ透過光量は一般に多くなる。そのように透過光量が多い 場合は受光素子のダイナミックレンジを超えるため正確な測定をすることができ なくなる。

【０００５】 また、発光素子から出射する光以外の光を受光素子が受光するため、測定精度 が低下することがあった。

【０００６】 そこで、光源の出力を変化させたり、受光素子がフォトマルチプライヤである 場合は負高圧を変化させることで、受光素子のダイナミックレンジに応じ受光光 量を調節することが考えられる。しかし、従来の酸素モニタには光源の出力やフ ォトマルチプライヤの負高圧等を調節するための操作スイッチは設けられておら ず、手術現場や実験現場等において生体にホルダーを固定した状態で受光光量を 調節するのは困難であった。また、光源の出力やフォトマルチプライヤの負高圧 等を調節するための操作スイッチを設けるとコストが増大する。

【０００７】 そのため、送光プローブと受光プローブの距離を変化させることで受光光量を 調節することが行なわれていたが、送光プローブと受光プローブの距離を変化さ せると測定深さが変化するため、生体特性を正確に計測できない場合がある。

【０００８】 また、従来は発光素子から出射する以外の光を受光素子が受光するのを防止す ることはできなかった。

【０００９】 本考案は上記従来技術の問題を解決することのできる光生体計測装置を提供す ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案の特徴とするところは、送光プローブと受光プローブとを保持すると共 に生体に固定されるホルダーを備え、そのホルダーの生体との対向面に、送光プ ローブから発する出射光の出口と、その出射光の生体における反射光の入口とが 設けられ、その反射光の受光光量に基づいて生体特性を計測する光生体計測装置 において、前記ホルダーの送光プローブ保持部と出口との間および受光プローブ 保持部と入口との間の少なくとも一方に、光学フィルターの保持部が設けられ、 このフィルター保持部に光学フィルターが生体との非対向側から抜き挿し可能な 点にある。

【００１１】

【作用】

本考案の構成によれば、ホルダーのフィルター保持部に一定の吸光度を有する ニュートラルフィルターや、特定波長の光を遮蔽するカットフィルター等の光学 フィルターを挿入することで、発光素子の発する出射光および出射光の生体にお ける反射光の少なくとも一方がフィルターを通過するので、受光素子による受光 光量を調節でき、また受光素子に発光素子によらない光が入光するのを防止でき る。

【００１２】 その光学フィルターは保持部に生体との非対向側から抜き挿し可能なものであ るため、ホルダーを生体に固定した状態で交換できる。

【００１３】

【実施例】

以下、図面を参照して本考案の実施例を説明する。

【００１４】 図２は光生体計測装置の一例として示す酸素モニタ１であって、モニタ本体２ と、このモニタ本体２にケーブル３を介し接続される送光プローブ５と、その本 体２にケーブル６を介し接続される受光プローブ８と、その送光プローブ５と受 光プローブ８を保持するホルダー９とを備えている。そのホルダー９は被験者１ ０の頭部にベルト１１や両面テープ等により固定される。

【００１５】 図１はホルダー９を表し、図１の（１）は平面図、図１の（２）は正面図、図 １の（３）は底面図、図１の（４）は図１の（１）の（４）‐（４）線断面図、 図１の（５）は図１の（２）の（５）‐（５）線断面図を示す。その図１の（４ ）と図１の（５）に示すように、送光プローブ５の窓４から光が出射し、受光プ ローブ８の窓７から反射光を受光する。なお、発光素子と受光素子は本体２に内 蔵されて送光プローブ５と受光プローブ８に光ファイバケーブルにより接続され る場合や、送光プローブ５と受光プローブ８に内蔵される場合がある。

【００１６】 そのホルダー９は、送光プローブ５を保持する保持部として有底の挿入穴１５ と、受光プローブ８を保持する保持部として有底の挿入穴１６とを備え、各プロ ーブ５、８は各挿入穴１５、１６に下方側から抜き差し可能とされている。その ホルダー９は弾性材から成形され、各挿入穴１５、１６の前後寸法は各プローブ ５、８の前後寸法よりも僅かに小さくされ、ホルダー９の弾性により各プローブ ５、８を締め付けて抜け止めしている。なお、ホルダー９は加工し易いように軟 質のプラスチック製とするのが好ましく、不必要な光を遮断するため黒色とする のが好ましい。

【００１７】 本実施例ではホルダー９の正面が被験者１０の頭部との対向面とされ、その対 向面に、送光プローブ５から発する出射光の出口１７と、その出射光の被験者１ ０の頭部における反射光の入口１８とが設けられている。

【００１８】 その出口１７と送光プローブ５の挿入穴１５との間および入口１８と受光プロ ーブ８の挿入穴１６との間に、それぞれ光学フィルター２２、２３の保持部２０ 、２１が設けられている。本実施例では、各保持部２０、２１は光学フィルター ２２、２３を上方から抜き挿し可能な有底の穴状であり、各保持部２０、２１の 前後寸法は各フィルター２２、２３の前後寸法よりも僅かに小さくされ、ホルダ ー９の弾性により各フィルター２２、２３を締め付けて抜け止めしている。

【００１９】 上記構成において、送光プローブ５からは酸化ヘモグロビンによる吸収率の高 い波長の近赤外光と、脱酸素化ヘモグロビンによる吸収率の高い波長の近赤外光 、あるいはさらにリファレンス波長の近赤外光が出射され、各近赤外光はフィル ター２２を通過して被験者１０の頭部に照射され、頭内部で散乱、吸収され透過 してきた光はフィルター２３を通過して受光プローブ８により受光される。その 受光光量に応じた信号がモニタ本体２に送られる。そのモニタ本体２は、それぞ れの受光光量を吸光度に換算し、それぞれの波長の光の初期状態からの吸光度の 変化から酸素化ヘモグロビン、脱酸素化ヘモグロビンの変化量を演算する。その 演算結果が表示装置により表示されることで被験者の血液の酸素状態の変化のモ ニタがなされる。このモニタ本体２は公知の構成のものを用いることができる。 なお、吸光フィルターにより受光光量の絶対量は変動するが、演算に必要な吸光 度の変化には影響はないため計測精度に問題はない。

【００２０】 上記構成によれば、受光素子７により受光される受光光量が受光素子のダイナ ミックレンジを超えるような場合には、適当な吸光度のニュートラルフィルター をホルダー９の保持部２０、２１にスライドさせて挿入することにより、受光光 量を調節することができる。また、外乱光等、発光素子による光以外の光により 計測精度が低下するような場合は、目的の波長以外の光を遮蔽するカットフィル ターを保持部２０、２１に挿入することで計測精度が向上する。また、保持部２ ０、２１の一方にニュートラルフィルターを挿入し、他方にカットフィルターを 挿入してもよい。

【００２１】 なお、本考案は上記実施例に限定されるものではない。例えば、上記実施例で は送光プローブ５と受光プローブ８とを有底の挿入穴１５、１６に挿入すること でホルダー９により保持したが、図３に示すように、ホルダー９に底面と背面に 開口する凹部１５′、１６′を形成し、この凹部１５′、１６′に送光プローブ ５と受光プローブ８とを挿入して保持してもよい。なお、図３において他は上記 実施例と同様で同一部分は同一符号で示す。また、上記実施例では出口１７と送 光プローブ５の挿入穴１５との間および入口１８と受光プローブ８の挿入穴１６ との間の双方に光学フィルターの保持部２０、２１を設けたが、一方にのみ設け るものでもよい。また、上記実施例では光学フィルターをホルダー９の上方から 保持部２０、２１に対し抜き挿しする構造としたが、生体との非対向側であるホ ルダー９の左右や下方から抜き挿しする構造としてもよい。また、例えば特定波 長の近赤外光が水分による吸収率が高いことを利用して皮膚の水分を計測する装 置のように、酸素モニタ以外の光生体計測装置に本考案を適用してもよい。

【００２２】

【考案の効果】 本考案の光生体計測装置によれば、光学フィルターによって受光素子による受 光光量を調節し、受光素子への特定波長の光の入光を防止できるので、正確に生 体特性を計測でき、しかも構造を複雑化することがないのでコストが増大するこ とはなく、また、ホルダーを生体に固定したままで光学フィルターを容易に交換 できるので手術現場等において用いるのに適したものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例のホルダーの正面、平面、底面
および側断面を示す図

【図２】本考案の実施例の光生体計測装置の構成説明図

【図３】本考案の異なった実施例の光生体計測装置の正
面、平面、底面、および側断面を示す図

【符号の説明】

４ 送光窓 ７ 受光窓 ９ ホルダー １７ 出口 １８ 入口 ２０、２１ 保持部 ２２、２３ フィルター

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 送光プローブと受光プローブとを保持す
   ると共に生体に固定されるホルダーを備え、そのホルダ
   ーの生体との対向面に、送光プローブから発する出射光
   の出口と、その出射光の生体における反射光の入口とが
   設けられ、その反射光の受光光量に基づいて生体特性を
   計測する光生体計測装置において、前記ホルダーの送光
   プローブ保持部と出口との間および受光プローブ保持部
   と入口との間の少なくとも一方に、光学フィルターの保
   持部が設けられ、このフィルター保持部に光学フィルタ
   ーが生体との非対向側から抜き挿し可能なことを特徴と
   する光生体計測装置。