JPH06503728A - 指受け装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、血液の種々の成分の濃度を決定する為の非侵入型モニタ装置ととも に使用される指受は装置に関係して指を受け入れる為の細長い形状を有した指受 は装置が従来から知られている。

しかしながら従来の指受は装置は、使用者の種々の形態の為に１Ｆ確で一貫した 結果を得るには十分てなかった。

さらに従来の指受は装置は、外部光や脈搏や測定中における指の動きや通路の長 さや指の種々の寸法や指の中における血液濃度の不十分さや指の種々の色といっ た種々の要因の中の１つまたはそれ以上を原因として結果が不安定になる。

発明の概要 使用者の指を受け入れ非侵入型モニタ装置とともに使用される指受は装置は光源 とともに使用される。指受は装置は指を受け入れられる寸法の細長い溝を含む晶 台を有している。

この細長い溝は指を受け入れる開口と２つの側面を有しており、一方の側面には 光進路入口が設けられ他方の側面には光通路出口が設けられている。光通路人口 と光通路出口は、光進路入口を通過した光の少なくとも幾つかが光通路出口で受 け入れられるように寸法及び位置が決定されている。上記の細長い溝は、上記の 細長い溝中に適切に挿入された指が上記光通路人口と上記光通路出口の間に位置 している上記細長い溝の領域を満たずよう形作られている。光源からの光は上記 光通路人口から上記光通路出口へと光通路を形成し、指が上記の細長い溝中に適 切に配置されたことを検出する検出手段図１は、指受は装置が非侵入型モニタ装 置とともに使用されている光学システムを概略的に示す図：図２は、指受は装置 の一実施例の斜視図；図１３は、図２の指受は装置の正面図；図４は、プランジ ャが休止位置にある状態の指受は装置の−Ｌ［ｊ図； 図５は、指が細長い溝に挿入されてプランジャが押圧されている状態の指受は装 置の上面図： 図６は、指受は装置の細長い溝の断面図；図７は、細長い溝が空であり中密度フ ィルタか光通路出口に配置されている状態の指受は装置の正面図：図８は、焦点 レンズとその操作装置とか休止位置にある状態の指受は装置の側面図； 図９は、指が細長い溝に挿入されていて焦点レンズが指上に光の焦点位置合イ） せをする光進路入口における位置に配置されている状態の指受は装置の正面図； そして、図１０は、体Ｉト位置にある中密度フィルタの側面図である。

好適な実施例の記載 図１において、指２は指受は装置４中に配置されている。

光源、好ましくはポリクロマチック（ｐｏｌｙｃｈｒｏｍａｔｉｃ）光源、８か らの光６はコリメーティング（ｃｏｌｌｉｍａｔｉｎｇ）レンズ１０を通過し、 次に走査焦点レンズ１２を通過して指受は装置４中の光通路人口１４中に入射す る。光６は指２を通過し、光通路出口１６を介して指受は装置４から出射する。

走査焦点レンズ１２は光通路人口１４に光６を焦点合わせする。光通路出ロコ６ からの光１８は拡散されていて、この先１８の一部か焦点レンズ２０に入射する 。焦点レンズ２０に入射した光２２は隔壁２６のスリット２４に焦点を合わせら れる。スリット２４からの光２２はコリメーティング（ｃｏｌ　ｌｉｍａｔｉｎ ｇ）レンズ２８を通過し格子３０に入射する。格子３０を通過した光２２は検知 焦点レンズ３２を通過し、検知焦点レンズ３２は光２２を線状フォトダイオード 配列３４上に焦点合わせする。線状フォトダイオード配列３４は印刷配線板３６ に連結されており、印刷配線板３６は光が指を通過した時の光強度の差異から得 られるデータを処理する。

なお非侵入型モニタ装置については、本願で特許請求されている発明が指受は装 置であるので、詳細には説明しない。

指受は装置は種々の非侵入型モニタ装置とともに使用することか出来、このよう な非侵入型モニタ装置の１つは１９８９年６月７１１に米国特許商標症に提出さ れた米国特許出願番号第０７　／　３６２　、　３４２号中に詳細に記載されて いる。

走査焦点レンズ１２は操作部材４０により軸３８上に設けられている。軸３８は モータ（図１には示されていない）の操作により自身の長手方向中心線の回りの いずれの方向にも回転可能であり、この結果として走査焦点レンズ１２は指及び 参照測定の為の光通路に出没する。指が指受は装置４中にある間には、走査焦点 レンズ１２は光通路中に移動し、走査モータ（図１では示されていない）が走査 焦点レンズ１２を光進路人口１４に対して前後させる。中密度フィルタ４２が支 持部材４４を介して上述したのと同じ軸３８に設けられている。モニタ装置の参 照測定を行う時には、指受は装置中に指はおかず、モータ（図１では示されてい ない）か軸３８を回転させて中密度フィルタ４２を光進路出口１６に対して直線 状に配置させ、走査焦点レンズ１２は光進路人口１４から遠さけられる。

図２及び図３には、指受は装置４の斜視図と正面図とが示されている。指受は装 置４は指２を受け入れるよう形作られた細長い満４８を含む基台４６を付してい る。細長い溝４８は口５０と２つの側面を有しており、一方の側面には光進路人 口５２が設けられ他方の側面には光進路出口５４が設けられている。光進路人口 ５２と光進路出口５４は、光進路人口５２を通過した光の少なくとも幾つかが光 進路出口５４て受け入れられるように寸法及び位置か決定されている。光進路人 口５２は円形状をし、光進路出口５４は指２に対して平行な方向に長軸が配置さ れている楕円形状をしており、この結果として光進路出口５４は光進路人口５２ を光をより多くの足受は入れることか出来る。入口通路５５は細長い溝４８に向 かい収斂される円形状横断面を有している。出口通路５６は光進路出口５４から 延出し平行な両側面を有している。

ねじりばね５７は棒５８により支持された一端を有しており、ねじりばね５７の 他端は操作部材５９に引っ掛けられている。ねじりばね５７は小ブロック５３に より支持されている小さな軸の回りに巻かれている。操作部材５９はローラ６０ を支持していて、ローラ６０は操作部材５９上に回転自在に設けられている。ね じりばね５７は特定の寸法範囲内の使用者の指に一定の圧力を創出する。ローラ ６０は指２が細長い溝４８中に長手方向に沿い挿入された時に指２に沿（１回転 するようｈ−向つけられ、また配置されている。ローラ６０は指２に軽い圧力を 負荷し指２を細長い溝４８の底に押し付ける。またローラ６０により負荷される この圧力は指２中の血液を光進路人口５２と光進路出口５４との間に横たわって いる指２の組織に集中させ、これにより指２の検査される部分における血液の量 を増加させる。

図３では、細長い溝４８が比較釣魚な一側面６２となだらかな他方の側面６４と を有していること見ることか出来る。

急な一側面６２は光進路人口５２に入射した光か指２に対して９０度に近い角度 で交差することを許容する。光進路人口５２を光通路に対して出来る限り９０度 に近づけることは体の一部の表面による光の吸収を最大にすると同時に光の反射 を最小にするので好ましい。なたらかな他方の側面６４は細長い溝４８か種々の 寸法の指２をより良く受け入れることを許′ｄする。入口通路５５は入口通路５ ５か比較釣魚な一側面６２に接近するにつれて収斂するようなテーパ形状である ことを見ることが出来る。出口通路５６はなだらかな他方の側面６４から延出し ているが拡散も収斂もしていない。

図４及び図５では、細長い溝４８中に摺動自在に設けられているプランジャ６６ を露出させる為にローラ６０とねじりはね５７とか取り除かれている。ばね６８ がプランジャ６６と細長い溝４８の内端を横切って設けられている板７０との間 に配置されている。ばね６８は、プランジャ６６が図４に示された体１１−位置 にある時にプランジャ６６を外方に口５０に向かい付勢している。

図５に示す如く、指２か口５０を介して細長い／ｇ４８中に挿入された時には、 プランジャ６６は内方に押され、その結果としてばね６８が圧縮されプランジャ ６６上の突起７２か基台４６の上面に設けられているマイクロスイッチ７４を起 動させる。マイクロスイッチ７４は非侵入型モニタ装置を起動させるよう連結さ れていて、これにより光源を起動させて光に指２を通過させることにより光の強 度における変化を測定させる。測定を確実にする為に、測定中はマイクロスイッ チ７４はマイクロスイッチ７４が閉成されていて指が取り除かれていないことを ソフトウェアにより監視されている。

ばね６８は、細長い溝４８の内端を横切っている支持板７８中の開口アロ中に配 置されている。

細長いｌ？”ｒ４８の口５０は開口１０７を含む発泡プラスチックカラー１０６ により囲まれている。開口１０７は細長い溝４８に対して一直線状に配置されて いて、その結果、指２か開口１０７に挿入された時に発泡プラスチックカラー１ ０６は指２の周囲に密封部材を構成し外部の光か細長い溝４８中に入射すること を防止する。外部の光が光源の領域に侵入することを遮蔽部祠１０４が阻止して いる。さらに、床１０２は、指２が細長い溝４８中に挿入された時に使用者の手 を支持するよう配置された４角い板である。床コ０２は細長い溝４８に対して９ ０度の角度で位置しているが、例えば３０度の如きより小さな角度に位置するよ う設けることも出来る。

入口通路５５（点線で示されている）は比較釣魚な一側面６２に収斂するよう段 か収束されている。出口通路５６は、比較釣魚な一側面６２における光通路入口 ５２の両側面よりも水゛１′刀向においてさらに離間している平行な両側面を有 している。光通路人口５２及び光進路出口５４の実際の断面は図５には示されて おらず、図２に示されている。プランジャ６６か図４に示されている休止位置に ある時に光進路人口５２を光進路出口５４に連結させる為に、プランジャ６６は その中に開口８４（点線で示されている）を有している。このようにして、非侵 入型モニタ装置か図１に示された中密度フィルタ４２を使用して調整される時に は、光は光源から入口通路５５．プランジャ６６、光進路出口５４．そして出口 通路５６を介して中密度フィルタ４２（図４及び図５には示されていない）中に 入射することか出来る。プランジャ６６は使用名の指の爪を受け入れる為の切り 欠き部を有している。

図６では、指２が細長い溝４８の基台４によりどのようにして細長い溝４８の形 状に形を変えられ、その結果としてて光進路人口５２と光進路出口５４との間の 指２の領域が光進路人口５２と光進路出口５４との間を延出している細長いｌ第 ４８の内表面８６により規定されることを見ることが出来る。このようにして、 指２を通過して光進路人口５２から光進路出口５４へと至る光通路の長さは使用 者の指の寸法や形状か異なっていても一定である。さらに、指の骨８８の輪郭か 示されていて、指の骨８８は指２を通過して光進路人口５２から光通路出口５４ へと至る光通路の上方に位置していることを見ることか出来る。光は指２の山部 を介して光進路人口５２から光進路出口５４へと向かうことが出来る。

図７．　８．　９．及び１０には、走査焦点レンズ１２と中密度フィルタ４２の 操作か図１において示されているよりも詳細に示されている。走査焦点レンズ１ ２は軸３８に取り付けられている操作部材４０に取り付けられている。軸３８は 細長い満４８に対して平行に基台４６中を延出している。出口通路５６の近傍の 軸３８の一端で支持部祠４４が軸３８に取り付けられている。中密度フィルタ４ ２が支持部材４４上に設けられている。電気モータ１０８は位置決め円板１１０ か固定されている軸１０９を有している。位置決め円板１１０は位置決め円板１ １０から支持部材４４の細長孔１１４中に延出したピン１１２を含んでいる。支 持部材４４は線１１６に７８って切断され折曲線１１８に沿って折り曲げられて いて、この結果として中密度フィルタ４２は出口通路５６に対しである角度で設 置されている。このようにして、出口通路５６から延■している光は中密度フィ ルタ４２により出口通路５６中へと反射され戻されることは全くない。電気モー タ１０８が軸１０９を回転させると位置決め円板１１０もまた回転し、ピン１１ ２は細長孔１１４中を移動して支持部材４４を軸３８上の枢動点の回りに回転さ せ、中密度フィルタ４２を図１０に示されている休止位置から中密度フィルタ４ ２が出口通路５６と一直線状に配置される動作位置へと、または上記動作位置か ら上記休止位置へと移動させる。支持部材４４か回転すると軸３８もまた回転し 、ひいては操作部材４０も軸３８上の枢動点の回りに回転する。操作部材４ｏが 回転した時、走査焦点レンズ１２は図８に示された休止位置から走査焦点レンズ １２が入口通路５５と一直線状に配置される動作位置へと移動する。これが行わ れた時には、走査焦点レンズ１２を支持している操作部材４０の下縁１２０が偏 心カム１２２上に載置される。偏心カム１２２は走査モータ１２６の軸１２４上 に設置されている。走査焦点レンズ１２が概略的に人口通路５５と一直線状に配 置された時に、走査モータ１２６は偏心カム１２２を回転させるよう動作される 。

偏心カム１２２の回転は人口通路５５に対して走査焦点レンス１２を小さな円弧 を描くよう一定に移動させる。従って、指２が細長い溝４８中に挿入され走査モ ータ１２６が動作された時には、走査焦点レンズ１２は連続して移動し入口通路 ５５に入射した光を指２に対して連続的に移動させる。

非侵入型モニタ装置は、体のある部分を通過した近赤外線放射の吸収率を測定す ることを基礎にしている。ビニール−ランハート法（Ｂｅｅｒ−Ｌａｍｂｅｒｔ 　ｌａｗ）に従えば、成分の濃度は比例の定数（吸光率）、光通路の長さ。

そして吸収率（Ｌｏｇ　［１／Ｔ］　、ここてＴは透光率、即ち母材料を通過し た所定波長の光の比率）に比例する。幾つがか光通路の長さの為に制御される多 数の所定波長における吸収率を測定することにより、所定の成分の濃度を計算す ることか出来る。

この吸収率の７１１１１定を行う方法は幾つかあり、そしてこの発明を限定する ことがない２つの方法は以下のようである。

（１）走査モノクロメータ（ｓｃａｎｎｉｎｇ　ｍｏｎｏｃｈｒｏｍａｔｏｒ） からの光を使用し、それに体の選定した部分を通過させ、通過した光をシリコン 検知装置上に収集する。第２の測定は体の一部か無い時に伝達された光の測定を 含んでいる。これら２つの測定から、透光率、ひいては吸収率、を計算すること が出来る。

（２）ポリクロマチック（ｐｏｌｙｃｈｒｏｍａｔｉｃ）光源を使用し、それに 測定灯象の体の部分を通過させ、通過した光を収集し、平行にして回折格子上に 向かわせ、光の相互に異なった波長を線状配列検知器上に焦点合わせする。線状 配列検知器の個々の要素は波長の狭い帯域の間の光の強度を測定する。体の一部 か無い時の同様な測定（参照走査）が次に個々の要素の為のｄ過量の罎算を許容 する。線状配列検知器の種々の要素がわずかに異なった暗漏れ電流を有している ので、暗電流を記録し透光率及び吸収率を計算する以前にサンプル走査と参照走 査の両者から暗電流を差し引く必要かある。

吸収率測定に関しては、多数の観察を行うことが出来る。

第１には、既に記した如く、特定の波長での特定の成分の為の光の吸収率はその 波長及び有効光通路長さにおける上記成分の為の吸光係数の関数である。

第２には、有効光通路長さは実際の光通路長さと散乱の組み合わせにより決定さ れる。

第３には、波長か増大するにつれ吸光係数も増大する傾向かあり、時には数単位 の強度（ｏｒｄｅｒｓ　ｏｆ　ｍａｇｎｉ−ｔｕｄｅ）である。波長の増大の結 果は、使用可能な範囲（例えば、０゜２〜２．３０Ｄ）中の標準計測の為の吸収 率測定を保持する為に有効光通路長さを減少させて補償しなければならない。

第４には、略１６００ｎｍを超える波長において水の為の吸光係数が適切な光通 路長さを非散乱媒体中で略１ｍｍにまで減少させてしまう。ヴイーヴオ（ｖ　ｉ 　ｖ　ｏ）測定において最も役立つ場所が１または２ｍｍを超える組織の厚さを 有しているので、これらの場合における、そしてこれらの波長の為の吸収率測定 は反射率測定に限定される。反射率７１４１ｊ定において組織透過深さは光通路 長さの略１／２であることを思い出さなければならない。これは以下に記す如き より長い波長の使用の為の問題を提供する。

上述した如きポリクロマチック（ｐｏ＋ｙｃｈｒｏｍａｔｔｃ）光源を使用する ｈ′法は、線状配列検知器の中−の高速走査が使用者に同時に全ての波長に渡る データの収集を許容するので好ましいｈ″法である。モノクロメータ（ｍｏｎｏ ｃｈｒｏｎ＋ａｔｏｒ）は使用者に走査速度、検知器の積分時間、そして走査さ れた波長工程の数により決定された速度で連続的にデータを収集することを許容 するたけである。例えば、典型的なモノクロメータは６８０から１１５０ｍｍの 走査を行うのに５００ｍ５　ｅ　ｃを費やす。ダイオード配列の為には、全ての 要素（６８０乃至１１５０）の走査は５ｍ５ｅｃを取ることが出来る。もしも心 臓からの圧力波（略１００ｍ５ｅｃ）がデータ獲得時の間に効果的な光通路長さ 、ひいては吸収率、を増大させるのであれば、全ての波長は等しく影響を受ける 。モノクロメータ（ｍｏｎｏｃｈｒｏｍａｔｏｒ）の為に心臓からの圧力波は圧 力波の発生の間に測定された波長の為の光通路長さ、ひいては吸収率、を選択的 に増大させる。

ここで議論した測定が行われる体の部位は複数ある。透過率の為にこれらに含ま れるものは、指、唇、耳たぶ、腰の皮膚のひとつまみ、親指と人差し指の間のひ だである。反射率の為には、実質的にいずれの皮膚表面も使用することか出来る 。適切な光通路長さの問題は反射率及び透過率の両者の為に重要である。反射率 の場合においては、散乱光の幾つかが反射して結局の所は検知器に向かい戻され る。幾つかの場合には、短い光通路長さを覆った後に光を反射して検知器に向か い戻す高反射表面（例えば、頭蓋骨の骨膜）を有している１つまたはそれ以上の 構造がある。吸収率における大きな変化を測定する為に、光が検知器において測 定される以前に組織を通過する十分な光通路長さがなければならない。

同様な方法で、透過率の為に、体の一部は役立つ吸収率の値を創出するよう十分 な光通路長さを有していなければならない。

吸収率を測定する為に使用された方法にもかかわらず、検知器は固有の制限を有 している。７００ｎｍから１２００ｍｍまでの波長領域においては、シリコン検 知器が典型的に使用される。

これらの検知器の性能は通常路７５０ｎｍの為に最適化されている。このことは 、全ての波長において均一な強度を何しているハイポセチカル（ｈｙｐｏｔｈｅ ｔｉｃａｌ）光源の為に、出力の瑣きは７５０ｎｍであることを意味している。

１ｌ１００ｎの領域におけるより長い波長の為には、反応は７５００ｍにおける 反応の略３パーセントまで低下する。より短い波長の為には、略３パーセントに 対応した同様の減少が３００ｎｍで生じる。検知器の上限と下限における反応の 低下は、これらの領域における吸収率の測定は雑音が多い、即ち測定の誤りが増 大されている、ことを意味している。この出願においては吸収率がより長い波長 で測定される必要があるので、吸収率のより良い見積もりを得る為には幾つかの 走査の結果を平均化する必要がある。

体に入った光は散乱され、そして出射したその光は実質的に全ての方向に放射さ れる。この光の散乱は、光の制限された比率か光が体の一部から出る地点に配置 されたレンズ系により捕らえることが出来ることを意味している。さらには、ダ イオード配列上への回折の為に獲得された光は平行にされなければならず、これ はさらに装置か獲得可能な役立つ光を減少させる。この結果として、ダイオード 配列上へ落射される光を測定するには、略２００ミリセコンドの期間たけ光を積 分する必要がある。この期間は、透過した光を測定する為に役立つ量の光を創出 する。参照走査の間に配列または検知器が飽和するのを防止する為には、参照光 束の通路中に中密度フィルターを配置することか必要である。吸収率は通常の方 法で表現出来、そして所定の波長における中密度フィルターの定数ＯＤをま１算 された吸収率に加えることにより吸収率及び散乱の両者による全体の有効光学密 度を指示することが出来る。

組織界面の段調中には幾つかの目的があり：（１）読み出しの変化を最小にする とともに再現性を最大にすること： （２）所望の体の組織を光に通過させること；（３）光通路長さを最適にすると ともに対象物間における光通路長さの変化を最小にすること：そして、（４）測 定の為の光の透過出力を最大にすることである。

光か組織に入る地点で吸収は始まる。透過率の場合には、光が組織を通過するこ とにより、光通路長さが増加するにつれて光はより多く吸収される。より詳細に は、光通路長さがあまりにも大きいと、４１１ｊ定の為には非常に微量の光しか 出ず、そして吸収率のｉ１算は外乱の為に大変な誤りにさらされる。

光か向けられた組織の構造は測定された波長における光の吸収率を決定する。詳 細には、もしも測定される組織の構造か血液中であるならば、皮膚に横たわった 毛細血管層に光を通過させることか好ましい。これと同し理由で、脂肪の多いま たは結合組織の層はこれらの組織において吸収率が最小にされるので避けなけれ ばならない。指先は上述した理由の為に選択された体の一部である。

人口５２の形状は円形であり、そして推薦される寸法は直径４ｍｍである。出口 において光は光通路から最大６０度のまでの全ての方向に略均等に散乱される。

光が平行にされることにより、光学系と一直線上に放射された出射光のみが使用 されることにより出口開口の平面は決定的であることがより少なくなり光学的中 心軸に対して４５度と９０度の間の角度で配置される。出口５４の為の推薦され る寸法は短軸側が４ｍｍであり、光が収集される面積を増大させる為に指と平行 な長軸側は１０ｍｍである。

指の理想的な位置決めの下では、種々の使用者に対しても光通路長さは一定であ る。とはいうものの実際には、指の位置決めにより、種々の使用者の間で光通路 長さにおける変動か見られる。吸収率を出来る限り一定にすることを確実にする には、異なった個人の間でも同じ位置における再現性のある機会で出来る限り一 定に指が置かれるよう指受は器は設計される。指受は器における配置のこのよう な再現性は指の長さに沿った位置ばかりでなく、指の側方における細長い溝中の 光通路人口および光通路出口の配置にも適用される。指の配置のこの様な再現性 は、中指が指受は器に直角に挿入されるよう手の位置づけがされている間に手の 平が載置される表面を創出することにより最も良好に達成される。指か細長ｔ、 ”ｌｉ中に十分に挿入された時には、ローラか指の第１関節上に圧力を負荷する 。

理想的な状況の下でさえ、光通路長さは使用者の心臓の鼓動にλ・Ｉ応した個々 の圧力波により増大される。

好ましくは、手は指受は器の角度がら略３ｏ度の角度である棚上に置かれる。指 が挿入された時には、不透明な布により形成されていることが好ましい覆いが測 定中に手と指を覆う。

異なった寸法の指の為に指上に一定の圧力を維持するよう一定のねしりばねが使 用されていることが好ましい。板ばねもまた使用することが出来るが、指に負荷 された圧力は指の寸法により変化される。

指の第１関節上に押しつけられているローラと細長い溝の形状との組み合わせは 指を細長い溝の形状にする。

特定の波長における多数の測定の平均化は外乱を最小にし、平均化の為に選定さ れた特定の波長における吸収率の真の値のより良い推７１１１１を！５える。同 じ平均化の手法は、指の載置と形状の変動の影響を平均化することにより特定の 波長の為の指の真の吸収率のより良い推定を得る為にも使用することか出来る。

この平均化を達成する為に使用される２つの方ｌ去かある。

１つの手法は指を光通路中に繰り返し載置し、その度に４ｐ］定を行うことであ る。もちろんこの手法は時間がかかり被験者か疲労する。第２の手法は指または 光通路の機械的な動きの幾つかの様式を含み、測定中に装置から指を除去する必 要を無くしている。

指の繰り返される移動をまねて光通路に対して被験者の指を動かすことが出来、 結果の平均化を許容する。この工程で重要なことは光通路中における指の配置を 出来る限り機械的にしないことであり、さもなければ平均において幾つかの機械 的な偏りが生じる。動きのランダム化は指が移動される間の期間をランダムに変 更させることにより達成される。指をこのように動かすには２つの方法があり： （ａ）＃Ｉ定の間の動き。これは、指を移動させ、次にそれを平均吸収率を記録 する為に走査し、それを再び移動し、再び走査し、そしてこの工程を平均化され た移動を得る為に望むたけ頻繁に繰り返すことにより行われ：そして、（ｂ）そ れはまた、指を連続的に移動させるとともに走査し、次に同時に移動と走査の両 方を平均化してこれにより必要なデータをめる為に必要とされる時間を減少させ ることか出来る。この手法の危険は、走査速度と移動速度のシンクロ化か平均化 された結果に偏重されることである。

光通路に対する指の動きが光通路の動きと同じなので、指の動きの結果もまた光 通路を移動させることによっても、全体としてまたは部分的に、達成される。実 際には、光を指上に焦点合わせする単一のレンズを使用した小さな動きを行なわ せるたけて、指の繰り返される移動に等しい状態で指の位置を平均化出来ること が試験によりわかっている。

光通路は指に対して変化させることが出来、その結果指がどのように配置された としても指を通過する光通路は繰り返される測定の間における変化を減少させる よう平均化出来る。指に入った光の焦点位置を変化させることにより光通路を壺 化させることは好ましい。平行にされた光は光を指の上に焦点合わせするレンズ 上に向けられ、平行にされた光束中におけるレンズの配置は測定が行われる時に 偏心カムにより変化される。光は指に入ることにより散乱される。ある光は吸収 され、ある光は散乱され反射され、そして残りの光が指を通過する。指を通過し た光の一部は光学系により収集され、・１艦行にされ、格子を通過され、線状配 列検知器上に焦点合わせされる。指を透過した光を指を照射する為に使用された 光の割合として表現することにより吸収率が計算される。

指か移動されて校正の目的の為に参照光強度の測定が許容された時には、指受は 器に平行にされた光を通過させることか好ましい。参照測定を行う直前に第２の モータが走査レンズ１２を丁付化された光束の外へと移動させる。平行化された 光束は、光学系に対して一直線状に配置された指受は器の光通路人口及び光進路 出口を通過する。指受は器を通過する光は指か除去された時により強い強度を有 するので、参照光束の通路中に中密度フィルターを配置して線状配列検知器の飽 和を防１１−する必要がある。これは、焦点レンズが光通路から除去されたと同 時に第２のモータを使用して中密度フィルターを出口通路を僅かに越えた位置に 配置させることにより達成される。中密度フィルターの減衰が一定であることに より、吸収率のａ＋＋定は相対的な項により表現されるか、または全ての吸収率 の数値に定数を加えるにより計算される。

また、２重光束光学系を使用することも出来、参照ＪＰＩ定の実施の目的の為に 、指受は器で使用されているものと同じ光収集系により光の一部を指受は器の周 囲で反射させることも出来る。光の一部のみが反射されるので、光の強度は反射 された光の量を減少させることにより減少させることが出来、そして中密度フィ ルターを削除することが出来る。

Ｆｉｇｕｒｅ　２ Ｆｉｇｕｒｅ　３ Ｆｉｇｕｒｅ　４ Ｆｉｇｕｒｅ　５ Ｆｉｇｕｒｅ　６ Ｆｉｇｕｒｅ　７ Ｆｉｇｕｒｅ　１０ 国際調査報告 ＋＋＋ｅｍｍｅｍＡｌ？ｌｌ。−１ＮｅＰｃ了／ＣＡ９１／σσゴσ５国際調査 報告 フロントページの続き （７２）発明者　マクハツチイー、ドナルド・ビーカナダ国、エフ２エル・４チ ー２、オンタリオ州、ワーテルロー、セダルベール・クレセント２０８

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. １．非侵入型モニタ装置とともに使用され、使用者の指を受け入れ光源とともに 使用されるものであり、指を受け入れられる寸法の細長い溝を含む基台を備えて いて、この細長い溝は指を受け入れる開口と２つの側面を有し一方の側面には光 通路入口が設けられ他方の側面には光通路出口が設けられており、光通路入口と 光通路出口は光通路入口を通過した光の少なくとも幾つかが光通路出口で受け入 れられるように寸法及び位置が決定されていて、上記の細長い溝は上記の細長い 溝中に適切に挿入された指が上記光通路入口と上記光通路出口の間に位置してい る上記細長い溝の領域を満たすよう形作られていて、光源からの光は上記光通路 入口から上記光通路出口へと光通路を形成し、指が上記の細長い溝中に適切に配 置されたことを検出する検出手段を伴っている、ことを特徴とする指受け装置。
2. ２．請求項１に記載の指受け装置においては、上記細長い溝の領域が、上記光通 路入口と、上記光通路出口と、上記光通路入口と上記光通路出口の間に延出して いる上記細長い溝の内表面と、により規定されている。
3. ３．請求項２に記載の指受け装置は、参照測定が上記非侵入型モニタ装置を使用 して行われた時に上記光源の光の強度を減少させる手段をさらに備えている。
4. ４．請求項１に記載の指受け装置においては、上記細長い溝は第１の側面と第２ の側面に向かう滑らかに湾曲した底を伴った横断面形状を有していて、この第１ の側面は急であってその中に上記光通路入口が位置していて、上記第２の側面は 上記第１の側面に比べるとなだらかであってその中に上記光通路出口が位置して いる。
5. ５．請求項４に記載の指受け装置は、上記光源からの光が上記光通路を通過する 時に指に対する光学的な通路を移動させる手段をさらに備えている。
6. ６．請求項１に記載の指受け装置は、指が上記細長い溝中に挿入された時に指を 適切な位置へと優しく強制する圧力手段をさらに備えていて、上記圧力手段の圧 力は指の中の血液の流れを遅くするが停止はさせず、また血液を上記光通路入口 と上記光通路出口の近傍に集中させる。
7. ７．請求項５に記載の指受け装置においては、指に対して光学的な通路を移動さ せる上記手段が上記光源と指との間に設けられた可動レンズである。
8. ８．請求項３に記載の指受け装置においては、上記レンズはモータに連結された 腕部の上に設けられ、上記腕部は可動であって上記非侵入型モニタ装置が動作さ れた時に指に対して上記レンズを相対的に移動させる。
9. ９．請求項８に記載の指受け装置においては、光の強度を減少させる上記手段が 上記光源と上記非侵入型モニタ装置との間に設けられたフィルターである。
10. １０．請求項９に記載の指受け装置においては、上記フィルターが上記レンズの 如く上記腕部に設けられているが上記レンズからは分離されていて、その結果と して上記レンズは上記フィルターが光の強度を減少させる位置に配置されていな い時に上記光源と上記フィルターとの間に配置され、また上記フィルターは上記 レンズが上記光源と指の間に配置されていない時に指受け装置から上記光の強度 を減少させるよう配置されている。
11. １１．請求項１に記載の指受け装置においては、上記検知手段が指が上記細長い 溝中に適切に位置決めされた時に上記非侵入型モニタ装置を自動的に動作させる よう連結されている。
12. １２．請求項１に記載の指受け装置は、上記細長い溝の外側に配置されて使用者 の手を支持し、これによって上記非侵入型モニタ装置の動作中における上記手の 指の動きを最小にする支持部材をさらに備えている。
13. １３．請求項３に記載の指受け装置においては、光の強度を減少させる手段が光 の通路中に配置されたフィルタである。
14. １４．請求項３に記載の指受け装置においては、光の強度を減少させる手段が反 射手段であり、これによって光の幾分かをモニタ出来る。
15. １５．請求項３に記載の指受け装置においては、光の強度を減少させる手段は測 定が行われる時における積分時間の減少である。
16. １６．請求項１乃至３のいずれか１項に記載の指受け装置においては、上記細長 い溝が水平線から略３０度の角度に配置されている。
17. １７．請求項１４に記載の指受け装置においては、上記反射手段が光源からの光 の幾分かを指受け装置の回りに反射することにより上記非侵入型モニタ装置によ り受け取られる光の量を強度において減少させる一連の反射装置である。
18. １８．請求項１乃至３のいずれか１項に記載の指受け装置は、上記細長い溝中に 摺動自在に設けられたプランジャをさらに備えていて、このプランジャは指が上 記開口中に適切に配置され指がプランジャに挿入された時に指により上記開口か ら遠ざかるよう押されて上記検知手段を動作させる。
19. １９．請求項１乃至３のいずれか１項に記載の指受け装置では、上記圧力手段が ねじりばねにより負荷されて上記細長い溝に向かい付勢され操作部材上に回転自 在に設けられたローラであり、上記ローラは指が挿入されて指が上記細長い溝中 に配置されている時に指に接触するよう配置されている。
20. ２０．請求項１に記載の指受け装置においては、上記細長い溝に向かう上記光入 口が円形状を有していて、上記細長い溝からの上記光出口が細長い形状を形状を している。
21. ２１．請求項２０に記載の指受け装置においては、上記光入口が上記基台の中で 上記細長い溝に向かい収斂されていて、上記光出口は上記基台の中で上記細長い 溝から一定の寸法を有している。
22. ２２．請求項２１に記載の指受け装置においては、上記光入口が３段階に収斂さ れていて、上記光入口の側壁は相互に平行である。
23. ２３．請求項１乃至３のいずれか１項に記載の指受け装置では、使用者の指は指 の骨を有していて、上記細長い溝は上記光通路入口と上記光通路出口との間を延 出している光通路を指の骨の下方に配置させるよう形が決められている。