JPH1094527A - Bloodstream data measuring apparatus and rheometer - Google Patents

Bloodstream data measuring apparatus and rheometer

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JPH1094527A
JPH1094527A JP8252759A JP25275996A JPH1094527A JP H1094527 A JPH1094527 A JP H1094527A JP 8252759 A JP8252759 A JP 8252759A JP 25275996 A JP25275996 A JP 25275996A JP H1094527 A JPH1094527 A JP H1094527A
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blood
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Takeo Saito
建夫 斎藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To measure the bloodstream of a limited tissue as desired. SOLUTION: A light emitting surface of a light emitting part 3a at a photodetecting means 3 and a photodetecting surface of a photodetecting part 3b are close contacted with a tissue of a living being and a logarithmic conversion part 4a of a bloodstream data detection means 4 is given an output V(t) of the photodetecting part 3b and a set value V0 to output log V0/V(t)}. An amplifying part 4b of a bloodstream data detection means 4 multiplies the output by 680/(ε.da.a.b)}. The values in the parenthesis are previously determined as follows: ε represents a molar extinction coefficient at an isosbestic point, da an average optical path length to the photodetecting surface from the light emitting surface in the tissue of the living being, (a) the concentration of hemoglobin of blood and (b) the density of the tissue. Thus, the amount of bloodstream can be obtained by determining changes in the output of the bloodstream data detection means 4.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は生体組織の血液量に
関するデータおよび血流量を測定する装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for measuring data on blood volume of a living tissue and blood flow.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、生体の血流量を測定する方法とし
て、静脈阻血(Venous Occlusion) 法がある。この測定
は例えば次のようにして行う。まず、シリコン製の細い
チューブに水銀などを入れ、両端に電極を取付け抵抗体
としたもの、いわゆるラバーストレーンゲージを指や
足、あるいは腕などの周囲に巻き付ける。そしてこのラ
バーストレーンゲージを例えばホイートストンブリッジ
でブリッジの一辺として回路を構成する。次に巻き付け
た部位の中枢側をカフにより40〜50mmHg程度の圧で
圧迫すると、静脈が圧迫され動脈からの血液が組織に蓄
積されていく。このため上記ラバーストレーンゲージを
巻き付けた部位が太くなり、そのゲージのチューブが延
びるため図10に示すように抵抗値が高くなっていく。
この抵抗値の変化をグラフに描き、その立上がりの最大
勾配を求め、この勾配から一定の計算によって血流量を
求めている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is a venous occlusion method as a method for measuring a blood flow in a living body. This measurement is performed, for example, as follows. First, mercury or the like is put into a thin silicon tube, electrodes are attached to both ends, and a resistor, a so-called rubber strain gauge, is wound around a finger, a foot, an arm, or the like. A circuit is formed by using the rubber lane gauge as one side of the bridge by, for example, a Wheatstone bridge. Next, when the central side of the wound part is compressed with a cuff at a pressure of about 40 to 50 mmHg, the vein is compressed and blood from the artery is accumulated in the tissue. For this reason, the area around which the rubber lane gauge is wound becomes thick, and the tube of the gauge extends, so that the resistance value increases as shown in FIG.
This change in the resistance value is plotted on a graph, the maximum slope of the rise is obtained, and the blood flow is obtained from the slope by a constant calculation.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような方
法により測定を行うと、皮膚も筋肉も神経も全てを含ん
だ指や足、あるいは腕などの平均的な組織血流量を求め
ることになり、皮膚とか筋肉とか神経などのようにそれ
ぞれ限定された組織の血流量を求めることができない。
本発明はこのような従来の欠点に鑑みなされたものであ
り、その目的は、所望の限定された組織の血流量を求め
ることができる装置を提供することである。
However, when the measurement is performed by such a method, an average tissue blood flow of a finger, a foot, or an arm including all skin, muscles, and nerves is obtained. However, it is not possible to determine the blood flow of each limited tissue such as skin, muscle, nerve, and the like.
The present invention has been made in view of such a conventional drawback, and an object of the present invention is to provide a device capable of determining a desired limited tissue blood flow.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る血液量デ
ータ測定装置は、生体組織に密接される発光面を備えた
発光部と、前記生体組織に密接される受光面を備えこの
受光面が受けた光を電気信号に変換する受光部と、を有
する光検出手段と、前記発光部の発光面から前記受光部
の受光面に至る前記生体組織内の平均光路の長さda、前
記生体の血液のヘモグロビン濃度a および前記生体組織
の密度b の各値を参照して予め決定される値と、前記光
検出手段の受光部の出力と、に基づいて前記生体組織内
の前記平均光路周辺の血液量に関するデータを求める血
液量データ検出手段とを具備する。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a blood volume data measuring apparatus comprising: a light emitting portion having a light emitting surface which is in close contact with a living tissue; and a light receiving surface which is in close contact with the living tissue. A light detecting unit having a light receiving unit that converts the received light into an electric signal, and a length da of an average optical path in the living tissue from a light emitting surface of the light emitting unit to a light receiving surface of the light receiving unit; Around the average optical path in the living tissue based on the value determined in advance with reference to each value of the blood hemoglobin concentration a and the density b of the living tissue, and the output of the light receiving unit of the light detecting means. And a blood volume data detecting means for obtaining data relating to the blood volume.

【0005】請求項2に係る装置は、請求項1の装置に
おいて、発光部の発光面と受光部の受光面は同一方向に
向けられていることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the light emitting surface of the light emitting portion and the light receiving surface of the light receiving portion are oriented in the same direction.

【0006】請求項3に係る装置は、請求項1または2
記載の装置において、光検出手段は、その発光部が酸素
化ヘモグロビン、還元ヘモグロビンのいずれに対しても
等吸収となっている1種類の波長の光を発生する手段で
あり、血液量データ検出手段は、受光部の出力値V と設
定値V0から、log(V0/V) を計算する対数変換部と、この
対数変換部の出力をα/(da・a ・b) (α; 定数) 倍す
る増幅部とを具備することを特徴とする。
The device according to claim 3 is the device according to claim 1 or 2
In the apparatus described above, the light detecting means is means for generating light of one wavelength whose light emitting portion is equally absorbing to both oxygenated hemoglobin and reduced hemoglobin, and the blood volume data detecting means Is a logarithmic conversion unit that calculates log (V0 / V) from the output value V of the light receiving unit and the set value V0, and multiplies the output of this logarithmic conversion unit by α / (da ・ a ・ b) (α; constant) And an amplifying unit.

【0007】請求項4に係る装置は、請求項1乃至3い
ずれか記載の装置において、光検出手段は、その発光部
が2種類の波長の光を発生する手段であり、血液量デー
タ検出手段は、前記2種類の波長A,B に対応する受光部
の2つの出力値VA,VB と2つの設定値VA0,VB0 から、lo
g(VA0/VA), log(VB0/VB) を計算する対数変換部と、こ
の対数変換部の2つの出力それぞれをβA/(daA・a ・b)
倍、βB/(daB・a ・b)倍 ( βA,βB;定数、daA,daB;波
長A,B それぞれの光についてのda)する増幅部と、この
増幅部の2つの出力の和をとる加算部とを具備すること
を特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the device according to any one of the first to third aspects, the light detecting means is means for emitting light of two wavelengths, and the light quantity detecting means is a blood volume data detecting means. Is obtained from two output values VA, VB and two set values VA0, VB0 of the light receiving section corresponding to the two types of wavelengths A, B.
g (VA0 / VA), log (VB0 / VB) logarithmic converter and two outputs of this logarithmic converter are βA / (daA · a · b)
The sum of the two outputs of this amplifier and the amplifier that doubles, βB / (daB · a · b) times (βA, βB; constant, daA, daB; da for each of the wavelengths A and B) An adder is provided.

【0008】請求項5に係る血流計は、生体組織に密接
される発光面を備えた発光部と、前記生体組織に密接さ
れる受光面を備えこの受光面が受けた光を電気信号に変
換する受光部と、を有する光検出手段と、前記発光部の
発光面から前記受光部の受光面に至る前記生体組織内の
平均光路の長さda、前記生体の血液のヘモグロビン濃度
a および前記生体組織の密度b の各値を参照して予め決
定される値と、前記光検出手段の受光部の出力と、に基
づいて前記生体組織内の前記平均光路周辺の血液量に関
するデータを求める血液量データ検出手段と、この血液
量データ検出手段が検出した血液量に関するデータの変
化から前記発光面および受光面が装着される部位周辺の
血流量を求めるデータ処理手段と、を具備する。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a blood flow meter having a light emitting portion having a light emitting surface closely contacted with a living tissue, and a light receiving surface closely contacted with the living tissue, and converting the light received by the light receiving surface into an electric signal. A light-detecting unit having a light-receiving unit for conversion; an average optical path length da in the living tissue from a light-emitting surface of the light-emitting unit to a light-receiving surface of the light-receiving unit; and a hemoglobin concentration of blood of the living body.
a and a value determined in advance with reference to each value of the density b of the living tissue, and data on the blood volume around the average optical path in the living tissue based on the output of the light receiving unit of the light detection means. And a data processing means for calculating a blood flow rate around a portion where the light emitting surface and the light receiving surface are attached from a change in data relating to the blood volume detected by the blood volume data detecting device. .

【0009】請求項6に係る血流計は、請求項5の血流
計において、発光部の発光面と受光部の受光面は同一方
向に向けられていることを特徴とする。
A blood flow meter according to a sixth aspect is characterized in that, in the blood flow meter according to the fifth aspect, the light emitting surface of the light emitting unit and the light receiving surface of the light receiving unit are oriented in the same direction.

【0010】請求項7に係る血流計は、請求項5または
6の血流計において、光検出手段は、その発光部が酸素
化ヘモグロビン、還元ヘモグロビンのいずれに対しても
等吸収となっている1種類の波長の光を発生する手段で
あり、血液量データ検出手段は、受光部の出力値V と設
定値V0から、log(V0/V) を計算する対数変換部と、この
対数変換部の出力をα/(da・a ・b) ( α; 定数) 倍す
る増幅部とを具備することを特徴とする。
In a blood flow meter according to a seventh aspect of the present invention, in the blood flow meter according to the fifth or sixth aspect, the light detecting means has a light-emitting portion which is equally absorbed with respect to both oxygenated hemoglobin and reduced hemoglobin. The blood volume data detecting means includes a logarithmic converter for calculating log (V0 / V) from the output value V of the light receiving unit and the set value V0, and a logarithmic converter for calculating the log (V0 / V). And an amplifier for multiplying the output of the unit by α / (da · a · b) (α; a constant).

【0011】請求項8に係る血流計は、請求項5乃至7
いずれか記載の血流計において、光検出手段は、その発
光部が2種類の波長の光を発生する手段であり、血液量
データ検出手段は、前記2種類の波長A,B に対応する受
光部の2つの出力値VA,VB と2つの設定値VA0,VB0 か
ら、log(VA0/VA), log(VB0/VB) を計算する対数変換部
と、この対数変換部の2つの出力それぞれをβA/(daA・
a ・b)倍、βB/(daB・a・b)倍 ( βA,βB;定数、daA,d
aB;波長A,B それぞれの光についてのda)する増幅部
と、この増幅部の2つの出力の和をとる加算部とを具備
することを特徴とする。
[0011] The blood flow meter according to claim 8 is the fifth to seventh embodiments.
In any of the blood flow meters described above, the light detecting unit is a unit whose light emitting unit generates light of two wavelengths, and the blood volume data detecting unit is a light receiving unit corresponding to the two wavelengths A and B. From the two output values VA, VB and two set values VA0, VB0, a logarithmic converter that calculates log (VA0 / VA) and log (VB0 / VB), and two outputs of the logarithmic converter βA / (daA
a ・ b) times, βB / (daB ・ a ・ b) times (βA, βB; constant, daA, d
aB; an amplifier for performing da) for each of the wavelengths A and B, and an adder for summing two outputs of the amplifier.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】まず本発明の第1の実施の形態の
原理を説明する。血液中の酸素化ヘモグロビンと還元ヘ
モグロビンの吸光特性を図2に示す。この図に示すよう
に両者はそれぞれ特徴的なパターンを有し、いくつかの
点で交差している。これらの点は等吸収点と称され、こ
の等吸収点の波長の光、例えばλ2 においては酸素化ヘ
モグロビンと還元ヘモグロビンの吸光係数は等しい。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, the principle of the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 shows the light absorption characteristics of oxygenated hemoglobin and reduced hemoglobin in blood. As shown in this figure, both have characteristic patterns and intersect at some points. These points are called isosbestic points, and the extinction coefficients of oxygenated hemoglobin and reduced hemoglobin are equal at light at the wavelength of this isosbestic point, for example, λ2.

【0013】この等吸収点波長の光であって強さI0の光
を図3に示すように生体の組織表面の(イ)点に照射す
る。組織内では光は細胞などの散乱を強く受け、直進性
は全くなくなる。(イ)点から組織表面上でd 離れた
(ロ)点で受光した光の強さをI(t)とする。組織全体の
吸光度をA(t)とし、そのうち血液による吸光度をAb
(t)、血液を除く組織のみの吸光度をArとすれば、ラン
バート・ベールの法則により次式が成立する。 A(t)=log{I0/I(t)}=Ab(t)+Ar (1)
As shown in FIG. 3, the light having the wavelength of the isosbestic point and having the intensity I0 is applied to the point (a) on the tissue surface of the living body. In tissue, light is strongly scattered by cells and the like, and the straightness is completely lost. Let I (t) be the intensity of light received at point (b), which is d away from the point (a) on the tissue surface. Absorbance of the whole tissue as A (t), of which Absorbance by blood Ab
(t) If the absorbance of only the tissue excluding blood is Ar, the following equation holds according to Lambert-Beer's law. A (t) = log {I0 / I (t)} = Ab (t) + Ar (1)

【0014】図3に示すように(イ)より組織表面から
入射した光は、組織内で散乱して平均的には平均光路長
飛行して入射点から距離d 離れた(ロ)に至る。この平
均光路長をda[cm]とし、等吸収点のモル吸光係数をε
[L/(cm ・mM)] (L;リットル、以下同じ) 、そして酸素
化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの和すなわち総ヘモ
グロビンの組織当たりの濃度(単位組織当たりのヘモグ
ロビン量)をC(t)[g/L]とすれば(1)式は、次のよう
に表わされる。 A(t)=log{I0/I(t)}=ε・C(t)・da+Ar (2)
As shown in FIG. 3, the light incident from the tissue surface is scattered in the tissue and travels on average on the average optical path length to reach (b) at a distance d from the point of incidence on average. The average optical path length is da [cm], and the molar extinction coefficient at the isosbestic point is ε.
[L / (cm · mM)] (L; liter, the same applies hereinafter), and the sum of oxygenated hemoglobin and reduced hemoglobin, that is, the concentration per tissue of total hemoglobin (the amount of hemoglobin per unit tissue) is represented by C (t) [g / L], the expression (1) is expressed as follows. A (t) = log {I0 / I (t)} = ε · C (t) · da + Ar (2)

【0015】生体組織内の平均光路長daは、組織表面上
入射点と測定点との間の距離d と一定の関係にあること
がWray等により明らかにされている(Biochimica B
iophysica Acta 933(1988) page184〜192)。すなわち、
da=c・d (c; 定数) の関係があるのでd が既知であれば
daは容易に求めることができる。(2)式をC(t)につい
て解けば次のようになる。 C(t)={1/( ε・da)}・A(t)-{1/( ε・da)}・Ar (3)
It has been clarified by Wray et al. That the average optical path length da in a living tissue has a certain relationship with the distance d between the incident point on the tissue surface and the measurement point (Biochimica B).
iophysica Acta 933 (1988) pages 184-192). That is,
da = c ・ d (c; constant), so if d is known,
da can be easily sought. If equation (2) is solved for C (t), the following is obtained. C (t) = {1 / (ε ・ da)} ・ A (t)-{1 / (ε ・ da)} ・ Ar (3)

【0016】C(t)を血液のヘモグロビン濃度a[g/dL] で
割れば、組織内血液量(単位組織当たりの血液量)を求
めることができる。また、ヘモグロビンの分子量は6800
0 であるので、1[mM] は68g となる。組織の密度をb[g/
mL] とすれば(3)式は次のようになる。 C(t)/(a ・b)={680/( ε・da・a ・b)} ・A(t) -{680/( ε・da・a ・b)} ・Ar [mL/100g] (4)
By dividing C (t) by the hemoglobin concentration a [g / dL] of the blood, the blood volume in the tissue (blood volume per unit tissue) can be obtained. The molecular weight of hemoglobin is 6800
Since it is 0, 1 [mM] is 68 g. The density of the tissue is b [g /
mL], equation (3) becomes as follows. C (t) / (a ・ b) = {680 / (ε ・ da ・ a ・ b)} ・ A (t)-{680 / (ε ・ da ・ a ・ b)} ・ Ar [mL / 100g] (4)

【0017】(4)式は組織100g当たりの血液量を表わ
している。ここで(4)式右辺第1項 {680/ ( ε・da
・a ・b)} ・A(t)=F(t) を測定する。この測定のために
用いる装置は次のようなものである。
Equation (4) represents the amount of blood per 100 g of tissue. Here, the first term on the right side of equation (4) is {680 / (ε · da
・ A ・ b)} ・ A (t) = F (t) is measured. The apparatus used for this measurement is as follows.

【0018】まずこの装置は、図1に示すように光検出
手段3と血液量データ検出手段4とから成る。光検出手
段3は、生体組織に密接するように配置される発光面を
有し酸素化ヘモグロビン、還元ヘモグロビンのいずれに
対しても等吸収の波長の光を発生する発光部3aと、前
記生体組織に密接するように配置される受光面を有し与
えられる光を電気信号に変換する受光部3bと、を有す
る。
First, this apparatus comprises a light detecting means 3 and a blood volume data detecting means 4 as shown in FIG. A light-emitting unit 3a having a light-emitting surface disposed so as to be in close contact with the living tissue and emitting light having a wavelength of equi-absorption to both oxygenated hemoglobin and reduced hemoglobin; And a light receiving unit 3b that has a light receiving surface disposed so as to be in close contact with the light receiving unit 3b and converts given light into an electric signal.

【0019】血液量データ検出手段4は、発光部3aか
ら照射される光の強度I0に対応する電気信号V0が予め設
定され、このV0と、受光部3bが受けた光の強度I(t)に
対応するセンサの出力V(t)とからlog{V0/V(t)}を求める
対数変換部4aと、この対数変換部4aが求めたlog{V0
/V(t)}を{680/ ( ε・da・a ・b)} 倍する増幅部4bと
からなる。log{V0/V(T)}=log{I0/I(t)} であり、(2)
式に示したようにA(t)=log{I0/I(t)} であるから、この
血液量データ検出手段4の出力はすなわちF(t)={680/
(ε・da・a ・b)} ・A(t)となる。
In the blood volume data detecting means 4, an electric signal V0 corresponding to the intensity I0 of the light emitted from the light emitting section 3a is preset, and this V0 and the intensity I (t) of the light received by the light receiving section 3b are set. Log {V0 / V (t)} from the sensor output V (t) corresponding to the logarithmic conversion unit 4a, and log {V0
/ V (t)} by {680 / (ε · da · a · b)}. log {V0 / V (T)} = log {I0 / I (t)}, and (2)
Since A (t) = log {I0 / I (t)} as shown in the equation, the output of the blood volume data detecting means 4 is F (t) = {680 /
(ε ・ da ・ a ・ b)} ・ A (t).

【0020】この装置によりF(t)を連続測定し、その結
果を記録する。この場合、測定部位よりも中枢側にカフ
を巻き付け、測定開始後その測定部位を含む部分にうっ
血を生じさせる。この時、この血液量データ検出手段4
の出力は図4に示すようになる。(4)式より、 F(t)=C(t)/(a・b)+{680/ (ε・da・a ・b)} ・Ar (5) であり、C(t)/(a ・b)は上記のように組織100g当りの血
液量であり、Arは短時間の間は一定と見做されるから、
F(t)の変化分は組織100g当りの血液量の変化分となる。
従って、うっ血が始まった後、F(t)の立上がりの最大勾
配を求めるならばその値が単位時間当りの血流量とな
る。尚、説明の都合上V0の値は発光部から照射される光
の強度I0に対応する値としたが、最終的にはF(t)= k・
log{V0/V(t)}すなわちF(t)= k・logV0- k・logV(t) の
変化分をみるのであるから、V0の値は発光部から照射さ
れる光の強度I0に対応する値でなくとも良く、一定値で
あればグラフを観察し易い適当な値で良い。
With this apparatus, F (t) is continuously measured, and the result is recorded. In this case, the cuff is wrapped around the central part from the measurement site, and after the start of the measurement, congestion is caused in a portion including the measurement site. At this time, the blood volume data detecting means 4
Are as shown in FIG. From equation (4), F (t) = C (t) / (a · b) + {680 / (ε · da · a · b)} · Ar (5), and C (t) / (a B) is the blood volume per 100 g of tissue as described above, and Ar is considered to be constant for a short time,
The change in F (t) is the change in blood volume per 100 g of tissue.
Therefore, if the maximum slope of the rise of F (t) is obtained after the start of congestion, that value is the blood flow per unit time. For the sake of explanation, the value of V0 is a value corresponding to the intensity I0 of the light emitted from the light emitting unit, but finally, F (t) = k ·
log {V0 / V (t)}, that is, the change of F (t) = klogV0-klogV (t) is observed, so the value of V0 corresponds to the intensity I0 of the light emitted from the light emitting part. The value does not have to be a value, and if it is a constant value, an appropriate value that makes it easy to observe the graph may be used.

【0021】F(t)のグラフから立上がりの最大勾配を求
める手法としては、まずそのグラフ上に立上がり時の直
線部分を求め、その直線の傾きを求めればそれが血流量
となる。
As a method of obtaining the maximum slope of the rise from the graph of F (t), first, a straight line portion at the time of the rise is obtained on the graph, and if the slope of the straight line is obtained, the blood flow is obtained.

【0022】すなわち、この立上がり部分を直線F1(t)=
Bt+D(B,D; 定数) とすると、(5)式より、 C(t)/(a ・b)=Bt+D +{680/ (ε・da・a ・b)} ・Ar であるから、組織100g当たりの血液量C(t)/(a ・b)の単
位時間当たりの変化量はB となる。したがって、B が求
められるならばその値が血流量である。
That is, this rising portion is represented by a straight line F1 (t) =
Assuming that Bt + D (B, D; constant), from equation (5), C (t) / (a · b) = Bt + D + {680 / (ε · da · a · b)} · Ar Therefore, the amount of change per unit time of the blood volume C (t) / (a · b) per 100 g of tissue is B 2. Therefore, if B is determined, its value is the blood flow.

【0023】また、他の手法として図4に示すようにF
(t)のグラフ上に近似直線F1(t) が描かれたならば
(5)式より、 {C(t2)-C(t1)}/{(a ・b)・(t2-t1)}={F1(t2)-F1(t1)}/
(t2-t1) であるから直線上の2時点の値F1(t2),F1(t1) の差と2
時点の差t2-t1 を求めることにより、血流量を求めるこ
とができる。
As another method, as shown in FIG.
If the approximate straight line F1 (t) is drawn on the graph of (t), from equation (5), {C (t2) -C (t1)} / {(a · b) · (t2-t1)} = {F1 (t2) -F1 (t1)} /
(t2-t1), the difference between the values F1 (t2) and F1 (t1) at two points on the straight line and 2
By determining the difference t2-t1 at the time, the blood flow can be determined.

【0024】以上の原理に基づいて作成された装置を説
明する。図5に示すようにこの装置は、血液量データ測
定装置1とデータ処理装置2とから成る。血液量データ
測定装置1は、光検出手段3と血液量データ検出手段4
とから成る。光検出手段3は、発光用光ファイバ5aと
受光用光ファイバ5bとそれらの先端面を同一面上で同
一方向に向けるように保持する保持部6とを備えたセン
サ7と、このセンサ7の発光用光ファイバ5aの一端に
酸素化ヘモグロビン、還元ヘモグロビンに対し等吸収点
波長の810nm のレーザ光を供給するレーザモジュール8
と、このレーザモジュール8を駆動する駆動回路9と、
センサ7の受光用光ファイバ5bの一端からの光を電流
に変換するフォトダイオード10と、このフォトダイオ
ード10の出力を電圧に変換する電流・電圧変換器11
と、この電流・電圧変換器11の出力を増幅する増幅器
12とから成る。センサ7を除く光検出手段3と血液量
データ検出手段4は一体化され1つの筐体に収容されて
いる。
An apparatus created based on the above principle will be described. As shown in FIG. 5, this device comprises a blood volume data measuring device 1 and a data processing device 2. The blood volume data measuring device 1 includes a light detecting unit 3 and a blood volume data detecting unit 4.
Consisting of The light detecting means 3 includes a sensor 7 including a light emitting optical fiber 5a, a light receiving optical fiber 5b, and a holding portion 6 for holding the distal end surfaces thereof in the same direction in the same direction. A laser module 8 for supplying a laser beam having an isosbestic point wavelength of 810 nm to oxygenated hemoglobin and reduced hemoglobin at one end of the light emitting optical fiber 5a.
A driving circuit 9 for driving the laser module 8;
A photodiode 10 for converting light from one end of the light receiving optical fiber 5b of the sensor 7 into a current, and a current / voltage converter 11 for converting an output of the photodiode 10 into a voltage
And an amplifier 12 for amplifying the output of the current / voltage converter 11. The light detecting means 3 and the blood volume data detecting means 4 excluding the sensor 7 are integrated and housed in one housing.

【0025】血液量データ検出手段4は、増幅器12の
出力V(t)と設定電圧V1からlog{10V1/V(t)}を求めてこれ
を出力するlog アンプ13と、このlog アンプ13に設
定電圧V1を与える電圧設定部13aと、log アンプ13
の出力を増幅する増幅器14とから成る。log アンプ1
3の出力log{10V1/V(t)}における10は、V1=V(t) のとき
に1[V] となるようにするためである。log アンプ13
と、電圧設定部13aとから成る回路が図1に示した対
数変換部4aに相当し、増幅器14が図1に示した増幅
部4bに相当する。
The blood volume data detecting means 4 obtains log {10V1 / V (t)} from the output V (t) of the amplifier 12 and the set voltage V1, and outputs the log {10V1 / V (t)}. A voltage setting unit 13a for providing a set voltage V1;
And an amplifier 14 for amplifying the output of. log amplifier 1
10 in the output log {10V1 / V (t)} of 3 is to be 1 [V] when V1 = V (t). log amplifier 13
And a voltage setting unit 13a correspond to the logarithmic conversion unit 4a shown in FIG. 1, and the amplifier 14 corresponds to the amplification unit 4b shown in FIG.

【0026】増幅器14は、操作によってその増幅率を
調整できる機能を備えており、センサ7の発光用光ファ
イバ5aと受光用光ファイバ5bの先端間の距離(厳密
には先端面中心間の距離)d 、被検者の血液のヘモグロ
ビン濃度a および組織の密度b の値、により増幅率は68
0/ (ε・da・a ・b)倍となるように設定されている。
尚、ここではda=4.3d (上記Wrayの論文参照)を用
いる。
The amplifier 14 has a function of adjusting the amplification factor by operation. The amplifier 14 has a distance between the tip of the light emitting optical fiber 5a and the light receiving optical fiber 5b of the sensor 7 (strictly speaking, the distance between the centers of the tip surfaces). ) D, the amplification rate is 68 according to the value of the hemoglobin concentration a of the subject's blood and the density b of the tissue.
It is set to be 0 / (ε · da · a · b) times.
Here, da = 4.3d (see the above-mentioned Wray article) is used.

【0027】データ処理装置2は、血液量データ検出手
段4の出力をディジタル信号に変換するA/D変換器1
6と、このA/D変換器16の出力信号を処理するディ
ジタルコンピュータ17とから成る。ディジタルコンピ
ュータ17は、A/D変換器16からの信号を取り込む
ための入力インターフェイス18、処理プログラムやそ
の処理に必要なデータが書込まれているROM19、そ
の処理の過程で必要なデータが書込まれあるいは読み出
されるRAM20、ROM19に書込まれたプログラム
に基づくデータ処理および各部の総括制御を行うCPU
21、このCPU21に制御される表示器コントローラ
22、プリンタコントローラ23、キーボードコントロ
ーラ24、そしてこれらコントローラ22、23、24
に制御される表示器25、プリンタ26、キーボード2
7とから成る。ROM19には図6に示すようなプログ
ラムが格納されている。
The data processing device 2 has an A / D converter 1 for converting the output of the blood volume data detecting means 4 into a digital signal.
6 and a digital computer 17 for processing the output signal of the A / D converter 16. The digital computer 17 has an input interface 18 for receiving a signal from the A / D converter 16, a ROM 19 in which a processing program and data necessary for the processing are written, and data necessary for the processing. RAM 20 that is rarely or read out, CPU that performs data processing based on a program written in ROM 19 and general control of each unit
21, a display controller 22, a printer controller 23, a keyboard controller 24 controlled by the CPU 21, and these controllers 22, 23, 24
25, printer 26, keyboard 2 controlled by
7 The ROM 19 stores a program as shown in FIG.

【0028】次にこのように構成された装置を用いて被
検者の血流量を測定する場合について説明する。図7に
示すようにこの測定には上記の血液量データ測定装置1
とデータ処理装置2の他、カフ31と、このカフ31に
対して給気、排気を行うための給気、排気装置32を用
意する。図中33は給気、排気切替えスイッチ、34は
圧力計の表示部、35は電源スイッチ、36は圧力コン
トロール用のつまみを示している。
Next, a description will be given of a case where the blood flow of the subject is measured by using the apparatus configured as described above. As shown in FIG. 7, the blood volume data measuring device 1 is used for this measurement.
A cuff 31 and an air supply / exhaust device 32 for supplying / exhausting air to / from the cuff 31 are prepared in addition to the data processor 2 and the data processor 2. In the figure, reference numeral 33 denotes an air supply / exhaust changeover switch, reference numeral 34 denotes a display section of a pressure gauge, reference numeral 35 denotes a power switch, and reference numeral 36 denotes a pressure control knob.

【0029】まず操作者はlog アンプ13の設定電圧V1
を設定し、この血液量データ検出手段4の出力のポジシ
ョンを決定する。
First, the operator sets the voltage V1 of the log amplifier 13
Is set, and the position of the output of the blood volume data detecting means 4 is determined.

【0030】次に図7に示すように、操作者は被検者の
測定部位の中枢側にカフ31を巻き付ける。この場合測
定部位を手の指先とすると、腕にカフ31を巻き付け、
指先にセンサ7を装着する。次に操作者は、給気、排気
装置32を操作して、カフ31の内圧を40〜50mmHgとす
る。このため静脈が圧迫され、末梢側がうっ血してい
く。
Next, as shown in FIG. 7, the operator wraps the cuff 31 around the center of the measurement site of the subject. In this case, if the measurement site is the fingertip of the hand, the cuff 31 is wrapped around the arm,
The sensor 7 is attached to the fingertip. Next, the operator operates the air supply / exhaust device 32 to set the internal pressure of the cuff 31 to 40 to 50 mmHg. As a result, the veins are compressed, and the peripheral side becomes congested.

【0031】これにより、血液量データ検出手段4から
は図4に示したものと同様の血液量データが出力され
る。この血液量データはA/D変換器16を介してディ
ジタルコンピュータ17に与えられる。ディジタルコン
ピュータ17のCPU21が行う処理を図6のフローチ
ャートを参照して説明する。
Thus, the blood volume data detecting means 4 outputs the same blood volume data as that shown in FIG. This blood volume data is provided to the digital computer 17 via the A / D converter 16. The processing performed by the CPU 21 of the digital computer 17 will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0032】まずA/D変換器16から与えられた血液
量データを所定時間分取込み、RAM20に格納する
(ステップ101)。次に、図4に示す血液量データF
(t)とtの関係から立上がり時において最大勾配を持つ直
線の式を求める(ステップ102)。次にその直線の傾
き値を表示器25に表示させ、プリンタ26にプリント
させる(ステップ103)。この傾き値が求める血流量
である。
First, blood volume data given from the A / D converter 16 is taken in for a predetermined time and stored in the RAM 20 (step 101). Next, the blood volume data F shown in FIG.
From the relationship between (t) and t, an equation of a straight line having a maximum gradient at the time of rising is obtained (step 102). Next, the inclination value of the straight line is displayed on the display unit 25 and printed by the printer 26 (step 103). This slope value is the blood flow to be obtained.

【0033】本実施の形態では血流量を求めるまでを装
置が行っているが、血液量データ測定装置1の出力を記
録器あるいはコンピュータにより記録し、その血液量の
データを人が解析して立上がり時の直線を求め、これに
より血流量を求めるようにしても良い。
In the present embodiment, the apparatus performs the process up to obtaining the blood flow. However, the output of the blood volume data measuring device 1 is recorded by a recorder or a computer, and the data of the blood volume is analyzed by a person to start up. A straight line of time may be obtained, and the blood flow may be obtained from this.

【0034】この場合、直線上の2時点の値F1(t2),F1
(t1) と2時点の差t2-t1 を求めるならば、{F1(t2)-F1
(t1)}/(t2-t1) を計算して血流量を求めることができ
る。尚、2時点の差t2-t1 を1分に取ると、F1(t2)-F1
(t1) を求めるだけで1分間当たりの血流量を求めるこ
とができる。
In this case, the values F1 (t2), F1 at two points on the straight line
(F1 (t2) -F1
(t1)} / (t2-t1) can be calculated to determine the blood flow. If the difference t2-t1 at the two time points is taken as 1 minute, F1 (t2) -F1
The blood flow per minute can be obtained only by obtaining (t1).

【0035】またセンサ7として光ファイバ5a、5b
によって光を導くタイプのものを用いたが、これは発光
面と受光面の間隔が長くても良いならばLEDなどの発
光器とフォトダイオードを直接センサに設けたものであ
っても同様の作用効果が得られる。
As the sensor 7, optical fibers 5a, 5b
A light-guiding type was used. However, if the distance between the light-emitting surface and the light-receiving surface can be long, the same effect can be obtained even if a light-emitting device such as an LED and a photodiode are directly provided on the sensor. The effect is obtained.

【0036】本実施の形態においては、測定部位の同一
面側に発光面、受光面を配置したので、対象となる生体
組織の表面の一部が現れていれば良く、組織をその測定
部位の周囲が現れるように取り出す必要はない。このた
め、被検者に与える苦痛、損傷を少なくすることができ
る。これに対し、測定対象となる箇所の組織の周囲が現
れているならば、図8に示すように、光ファイバ41
a、41bの先端面が相互に対向するように保持部42
により配置されたセンサ40を用いてもよい。この場合
においても、平均光路長はda=4.3d である。
In the present embodiment, since the light emitting surface and the light receiving surface are arranged on the same side of the measurement site, it is only necessary that a part of the surface of the target biological tissue appears. It is not necessary to take out so that the surroundings appear. For this reason, pain and damage to the subject can be reduced. On the other hand, if the periphery of the tissue to be measured is present, as shown in FIG.
a and 41b so that the tip surfaces of the holding members 42a and 41b face each other.
May be used. Also in this case, the average optical path length is da = 4.3d.

【0037】次に、第2の実施の形態について説明す
る。まずその原理を説明する。図2の酸素化ヘモグロビ
ンと還元ヘモグロビンの吸光特性に示したように、等吸
収点波長λ2 とは異なる2種類の波長λ1,λ3 の光を用
いて測定する。この場合上記(2)式と同様にして、次
式が成立する。 A1 (t)=log{I01 /I1 (t)}= εx 1 ・ Cx (t) ・da1 + εy 1 ・ Cy (t) ・da1 + Ar1 (6) A3 (t)=log{I03 /I3 (t)}= εx 3 ・ Cx (t) ・da3 + εy 3 ・ Cy (t) ・da3 + Ar3 (7)
Next, a second embodiment will be described. First, the principle will be described. As shown in the absorption characteristics of oxygenated hemoglobin and reduced hemoglobin in FIG. 2, the measurement is performed using light of two different wavelengths λ1, λ3 different from the isosbestic point wavelength λ2. In this case, the following equation is established in the same manner as the above equation (2). A 1 (t) = log {I0 1 / I 1 (t)} = ε x 1 · C x (t) · da 1 + ε y 1 · C y (t) · da 1 + Ar 1 (6) A 3 (t) = log {I0 3 / I 3 (t)} = ε x 3 · C x (t) · da 3 + ε y 3 · C y (t) · da 3 + Ar 3 (7)

【0038】ここで、 A1 (t);波長λ1 の光における組織全体の吸光度 I01 ;組織表面上に照射された波長λ1 の光の強さ I1 (t);照射点から直線距離d 離れた組織表面上におけ
る波長λ1 の光の強さ εx 1 ;波長λ1 の光における酸素化ヘモグロビンのモ
ル吸光係数 Cx (t) ;酸素化ヘモグロビンの組織当たりの濃度(単
位組織当たりの酸素化ヘモグロビン量) da1 ;波長λ1 の光の組織内の平均光路長 εy 1 ;波長λ1 の光における還元ヘモグロビンのモル
吸光係数 Cy (t) ;還元ヘモグロビンの組織当たりの濃度(単位
組織当たりの還元ヘモグロビン量) Ar1 ;波長λ1 の光における血液を除く組織のみの吸光
度 A3 (t);波長λ3 の光における組織全体の吸光度 I03 ;組織表面上に照射された波長λ3 の光の強さ I3 (t);照射点から直線距離d 離れた組織表面上におけ
る波長λ3 の光の強さ εx 3 ;波長λ3 の光における酸素化ヘモグロビンのモ
ル吸光係数 da3 ;波長λ3 の光の組織内の平均光路長 εy 3 ;波長λ3 の光における還元ヘモグロビンのモル
吸光係数 Ar3 ;波長λ3 の光における血液を除く組織のみの吸光
Here, A 1 (t); absorbance of the whole tissue in the light of wavelength λ 1 I 0 1 ; intensity of light of the wavelength λ 1 irradiated on the tissue surface I 1 (t); linear distance d from the irradiation point Intensity of light of wavelength λ1 on a distant tissue surface ε x 1 ; molar extinction coefficient of oxygenated hemoglobin at light of wavelength λ1 C x (t); concentration of oxygenated hemoglobin per tissue (oxygenation per unit tissue) hemoglobin) da 1; mean path length in the tissue of light of wavelength λ1 ε y 1; molar extinction coefficient of reduced hemoglobin at light wavelength λ1 C y (t); per concentration (unit organizations per tissue deoxyhemoglobin Amount of reduced hemoglobin) Ar 1 ; Absorbance of only tissue excluding blood in light of wavelength λ1 A 3 (t); Absorbance of whole tissue in light of wavelength λ3 I0 3 ; Intensity of light of wavelength λ3 irradiated on tissue surface is I 3 (t); on the tissue surface apart linear distance d from the irradiation point Kicking the light of wavelength [lambda] 3 strength epsilon x 3; the reduced hemoglobin at light wavelength [lambda] 3; mean path length epsilon y 3 of the light of wavelength [lambda] 3 within the tissue; wavelength [lambda] 3 oxygenation molar extinction coefficient da 3 of hemoglobin in the light Molar extinction coefficient Ar 3 ; Absorbance of tissue excluding blood at light of wavelength λ3

【0039】(6)式、(7)式から Cx (t) 、 C
y (t) それぞれについて求めその和、 CT (t)= Cx (t)+ Cy (t) (8) を求めるならば、この CT (t) が総ヘモグロビンの組織
当たりの濃度(単位組織当たりの総ヘモグロビン量)で
ある。血液のヘモグロビン濃度(単位体積当たりの重
さ)をa,組織の密度をb とすれば、 CT (t)/(a・b)={ Cx (t)+ Cy (t)}/ (a・b) (9) は、組織単位体積当たりの血液量を表わしている。
From equations (6) and (7), C x (t), C
y (t), the sum of them, C T (t) = C x (t) + C y (t) (8) If C T (t) is obtained, this C T (t) is the concentration of total hemoglobin per tissue ( (Total amount of hemoglobin per unit tissue). If the hemoglobin concentration of blood (weight per unit volume) is a and the density of tissue is b, C T (t) / (a · b) = {C x (t) + C y (t)} / (a · b) (9) represents the amount of blood per unit volume of tissue.

【0040】(6)式、(7)式、(8)式および
(9)式から、次式が成立する。 CT (t)/(a・b)=K1 A 1 (t)+K2 A3 (t)+K3Ar1 + K4Ar3 (10) ここで、K1、K2、K3、K4は、それぞれ a,b, da1 , da3
によって決定される定数である。2つの波長λ1 、λ3
を近接したものに選択すると、da1 = da3 =daと見做す
ことができるので、K1、K2、K3、K4は、それぞれ次のよ
うになる。 K1= (εy 3 - εx 3 ) /{(a・b)・ (εx 1 ・εy 3 - εx 3 ・εy 1 ) ・da} (10A) K2= -(εy 1 - εx 1 ) /{(a・b)・ (εx 1 ・εy 3 - εx 3 ・εy 1 ) ・da} (10B) K3= -(εy 3 - εx 3 ) /{(a・b)・ (εx 1 ・εy 3 - εx 3 ・εy 1 ) ・da} (10C) K4= (εy 1 - εx 1 ) /{(a・b)・ (εx 1 ・εy 3 - εx 3 ・εy 1 ) ・da} (10D) (10)式の右辺のK1 A1 (t)+K2 A3 (t) をf(t)とお
く。すなわち、 f(t)= K1 A1 (t)+K2 A3 (t) (11) とし、 A1 (t), A3 (t) を測定してf(t)の曲線を求め
る。 A1 (t), A3 (t) は(6)、(7)式に示したよう
にlog{I01 /I1 (t)}、log{I03 /I3 (t)}を測定すれば求
めることができる。すなわち、
From the equations (6), (7), (8) and (9), the following equation is established. C T (t) / (a · b) = K1 A 1 (t) + K2 A 3 (t) + K3Ar 1 + K4Ar 3 (10) where K1, K2, K3, and K4 are a, b , da 1 , da 3
Is a constant determined by Two wavelengths λ1, λ3
Can be regarded as da 1 = da 3 = da, so that K1, K2, K3, and K4 are as follows, respectively. K1 = (ε y 3x 3 ) / {(a ・ b) ・ (ε x 1・ ε y 3x 3・ ε y 1 ) ・ da} (10A) K2 =-(ε y 1- ε x 1 ) / {(a ・ b) ・ (ε x 1・ ε y 3x 3・ ε y 1 ) ・ da} (10B) K3 =-(ε y 3x 3 ) / {( a ・ b) ・ (ε x 1・ ε y 3x 3・ ε y 1 ) ・ da} (10C) K4 = (ε y 1 −ε x 1 ) / {(a ・ b) ・ (ε x 1 · ε y 3 - ε x 3 · ε y 1) · da} is denoted by (10D) (10) of the right side of the equation K1 a 1 (t) + K2 a 3 (t) and f (t). That is, the f (t) = K1 A 1 (t) + K2 A 3 (t) (11), A 1 (t), by measuring A 3 (t) is determined the curve of f (t). A 1 (t) and A 3 (t) measure log {I0 1 / I 1 (t)} and log {I0 3 / I 3 (t)} as shown in equations (6) and (7). Then you can ask. That is,

【0041】 f(t)= K1・log{I01 /I1 (t)}+ K2・log{ I0 3 /I3 (t)} (12) を求め、f(t)の曲線を描く。このとき、生体組織の測定
部位よりも中枢側を圧迫し、うっ血を生じさせる。この
うっ血により、f(t)の曲線は急激に立ち上がる。この立
上がり時の最大勾配を有する直線を求めるならば、この
直線の傾きが求める血流量である。なぜなら、この直線
をf1(t)=Et+F(E,F; 定数) とおくと、(10)式は、
CT (t)/(a・b)=Et+F+K3Ar1 + K4Ar3となり、K3Ar1 + K
4Ar3 は短期間では一定と見做すことができるから、 C
T (t)/(a・b)はE を傾きとする直線となり、単位時間当
たりの血液量の変化分はE となるからである。
The search of f (t) = K1 · log {I0 1 / I 1 (t)} + K2 · log {I0 3 / I 3 (t)} (12), a curve of f (t). At this time, blood pressure is applied to the central part of the living tissue from the measurement site, thereby causing congestion. Due to this congestion, the curve of f (t) rises sharply. If a straight line having the maximum slope at the time of rising is obtained, the slope of this straight line is the blood flow to be obtained. Because this line is f1 (t) = Et + F (E, F; constant), the equation (10) becomes
C T (t) / (a ・ b) = Et + F + K3Ar 1 + K4Ar 3 , K3Ar 1 + K
4Ar 3 can be considered constant in the short term, so C
This is because T (t) / (a · b) is a straight line having a slope of E, and the change in blood volume per unit time is E.

【0042】次に、このような原理に基づく装置を説明
する。図9に示すようにこの装置は、血液量データ測定
装置51とデータ処理装置52とから成る。血液量デー
タ測定装置51は、光検出手段53と血液量データ検出
手段54とから成る。光検出手段53は、発光用光ファ
イバ55aと受光用光ファイバ55bとそれらの先端面
を同一面上で同一方向に向けるように保持する保持部5
6とを備えたセンサ57と、このセンサ57の発光用光
ファイバ55aの一端に酸素化ヘモグロビン、還元ヘモ
グロビンに対し等吸収点波長とは異なる2つの波長λ1,
λ3 のレーザ光を選択的に供給することができるレーザ
モジュール58と、このレーザモジュール58を駆動す
る駆動回路59と、センサ57の受光用光ファイバ55
bの一端からの光を電流に変換するフォトダイオード6
0と、このフォトダイオード60の出力を電圧に変換す
る電流・電圧変換器61と、この電流・電圧変換器61
の出力を振分けるマルチプレクサ62と、レーザモジュ
ール58から波長λ1,λ3のレーザ光が交互に発生する
ように、更にそれぞれのレーザ光の発生のタイミングに
応じてフォトダイオード60の出力が振分けられるよう
に駆動回路59とマルチプレクサ62にタイミング信号
を出力する制御回路63とから成る。
Next, an apparatus based on such a principle will be described. As shown in FIG. 9, the apparatus comprises a blood volume data measuring device 51 and a data processing device 52. The blood volume data measuring device 51 includes a light detecting unit 53 and a blood volume data detecting unit 54. The light detecting means 53 includes a holding unit 5 that holds the light emitting optical fiber 55a and the light receiving optical fiber 55b so that their tip surfaces face the same direction on the same surface.
And two wavelengths λ 1, which are different from the isosbestic point wavelength for oxygenated hemoglobin and reduced hemoglobin at one end of the light emitting optical fiber 55 a of the sensor 57.
a laser module 58 capable of selectively supplying a laser beam of .lambda.3, a drive circuit 59 for driving the laser module 58, and a light receiving optical fiber 55 of a sensor 57.
photodiode 6 for converting light from one end of b into a current
0, a current / voltage converter 61 for converting the output of the photodiode 60 into a voltage, and a current / voltage converter 61
The multiplexer 62 for distributing the output of the laser module 58 and the laser module 58 so that the laser beams of the wavelengths λ1 and λ3 are generated alternately, and further, the output of the photodiode 60 is distributed according to the generation timing of each laser beam. It comprises a drive circuit 59 and a control circuit 63 for outputting a timing signal to the multiplexer 62.

【0043】血液量データ検出手段54は、マルチプレ
クサ62の一方の出力 VA(t)(波長λ1 の光に対応)と
設定電圧VA0 からlog{VA0/VA(t)}を求めてこれを出力す
るlog アンプ64と、このlog アンプ64に設定電圧VA
0 を与える電圧設定部64aと、log アンプ64の出力
を増幅する増幅器65と、マルチプレクサ62の他方の
出力 VB(t)(波長λ3 の光に対応)と設定電圧VB0 から
log{VB0/VB(t)}を求めてこれを出力するlog アンプ66
と、このlog アンプ66に設定電圧VB0 を与える電圧設
定部66aと、log アンプ66の出力を増幅する増幅器
67と、増幅器65、67の出力を加算する加算器68
とから成る。
The blood volume data detecting means 54 obtains log {VA0 / VA (t)} from one output VA (t) of the multiplexer 62 (corresponding to the light of the wavelength λ1) and the set voltage VA0 and outputs it. The log amplifier 64 and the set voltage VA
0, an amplifier 65 for amplifying the output of the log amplifier 64, and the other output VB (t) of the multiplexer 62 (corresponding to light of wavelength λ3) and the set voltage VB0.
A log amplifier 66 that obtains log {VB0 / VB (t)} and outputs it
A voltage setting unit 66a for applying the set voltage VB0 to the log amplifier 66; an amplifier 67 for amplifying the output of the log amplifier 66; and an adder 68 for adding the outputs of the amplifiers 65 and 67.
Consisting of

【0044】増幅器65、67は、操作によってその増
幅率を調整できる機能を備えており、センサ57の発光
用光ファイバ55aと受光用光ファイバ55bの先端間
の距離(厳密には先端面中心間の距離)d 、被検者の血
液のヘモグロビン濃度a および組織の密度b の値、によ
りそれぞれの増幅率は(10A)式に示したK1倍、(1
0B)式に示したK2倍となるように設定されている。
尚、ここではda=4.3d (上記Wrayの論文参照)を用
いる。
The amplifiers 65 and 67 have a function of adjusting the amplification factor by operation. The distance between the tip of the light emitting optical fiber 55a and the light receiving optical fiber 55b of the sensor 57 (strictly speaking, the distance between the center of the tip surface and the center of the sensor 57). Distance) d and the values of the hemoglobin concentration a of the subject's blood and the density b of the tissue, the respective amplification rates are K1 times and (1
0B) is set to be K2 times as shown in the equation.
Here, da = 4.3d (see the above-mentioned Wray article) is used.

【0045】データ処理装置52は、第1の実施の形態
で示したデータ処理装置2と同じ構成である。
The data processing device 52 has the same configuration as the data processing device 2 shown in the first embodiment.

【0046】次にこのように構成された装置の動作を説
明する。この装置の使用の態様は第1の実施の形態と同
じである。すなわち、操作者は、被検者の測定部位にセ
ンサ57を装着し、その装着部位よりも中枢側を圧迫し
てうっ血を生じさせる。このときレーザモジュール58
からは波長λ1,λ3 の光が交互に発生し、センサ57か
ら生体組織に照射される。一方生体組織からの光はフォ
トダイオード60で受けとられ、電流に変換される。こ
の電流は、電流・電圧変換器61で電圧に変換される。
電流・電圧変換器61の出力はマルチプレクサ62に至
り、ここで制御回路63の制御により、波長λ1 の光に
対応する信号と、波長λ3 の光に対応する信号に分けら
れる。それぞれの信号は増幅器65、67に至り、ここ
でK1倍、K2倍される。増幅器65、67の出力は加算器
69で加算される。このため加算器69から(12)式
に示したf(t)が出力される。データ処理装置52は、こ
のf(t)の出力に基づいて第1の実施の形態と同様にして
血流量を求める。
Next, the operation of the above-configured device will be described. The mode of use of this device is the same as in the first embodiment. That is, the operator attaches the sensor 57 to the measurement site of the subject and presses the central side from the installation site to cause congestion. At this time, the laser module 58
, Light having wavelengths λ1 and λ3 is generated alternately and emitted from the sensor 57 to the living tissue. On the other hand, light from the living tissue is received by the photodiode 60 and converted into electric current. This current is converted into a voltage by the current / voltage converter 61.
The output of the current / voltage converter 61 reaches a multiplexer 62, where it is divided into a signal corresponding to the light of wavelength λ1 and a signal corresponding to the light of wavelength λ3 under the control of the control circuit 63. The respective signals reach amplifiers 65 and 67, where they are multiplied by K1 and K2. The outputs of the amplifiers 65 and 67 are added by an adder 69. Therefore, the adder 69 outputs f (t) shown in Expression (12). The data processing device 52 obtains the blood flow based on the output of f (t) in the same manner as in the first embodiment.

【0047】本実施の形態によれば、レーザ光を発生す
るレーザモジュール58の製造において、用いる素子
が、酸素化ヘモグロビン、還元ヘモグロビンに対し等吸
収点である波長のように、特定の波長を発生する素子に
限定されないので、部品選択の幅が広い。
According to the present embodiment, in the manufacture of the laser module 58 for generating a laser beam, an element used generates a specific wavelength, such as a wavelength that is an isosbestic point for oxygenated hemoglobin and reduced hemoglobin. Therefore, the range of component selection is wide.

【0048】[0048]

【発明の効果】本発明によれば、発光部の発光面と受光
部の受光面の中心間の距離d により平均光路長が決定さ
れるので、そのd を所望の領域に応じた値とすること
で、その領域の組織血流量を求めることができる。この
ため皮膚、神経、筋肉などの限定された組織の血流量を
求めることができる。
According to the present invention, since the average optical path length is determined by the distance d between the center of the light emitting surface of the light emitting unit and the center of the light receiving surface of the light receiving unit, d is a value corresponding to a desired area. Thus, the tissue blood flow in that region can be obtained. Therefore, it is possible to determine the blood flow of limited tissues such as skin, nerve, and muscle.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態の原理的構成を示す
図。
FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration according to a first embodiment of the present invention.

【図2】酸素化ヘモグロビン、還元ヘモグロビンの吸光
特性を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing light absorption characteristics of oxygenated hemoglobin and reduced hemoglobin.

【図3】生体組織に照射された光の経路を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a path of light applied to a living tissue.

【図4】血液量データ検出手段の出力データを示す図。FIG. 4 is a diagram showing output data of a blood volume data detection unit.

【図5】本発明の第1の実施の形態の全体構成を示す
図。
FIG. 5 is a diagram showing an overall configuration of the first embodiment of the present invention.

【図6】図5に示した装置の動作を説明するためのフロ
ーチャート。
FIG. 6 is a flowchart for explaining the operation of the device shown in FIG. 5;

【図7】図5に示した装置の使用状態を説明するための
図。
FIG. 7 is a view for explaining a use state of the device shown in FIG. 5;

【図8】図5に示した装置におけるセンサの変形例を示
す図。
FIG. 8 is a diagram showing a modified example of the sensor in the device shown in FIG.

【図9】本発明の第2の実施の形態の全体構成を示す
図。
FIG. 9 is a diagram showing an overall configuration of a second embodiment of the present invention.

【図10】ラバーストレーンゲージを用いて血液量を測
定した場合の測定結果を示す図。
FIG. 10 is a view showing measurement results when blood volume is measured using a rubber lane gauge.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、51 血液量データ測定装置 2、52 データ処理装置 3、53 光検出手段 3a 発光部 3b 受光部 4、54 血液量データ検出手段 4a 対数変換部 4b 増幅部 1, 51 blood volume data measuring device 2, 52 data processing device 3, 53 light detecting means 3a light emitting part 3b light receiving part 4, 54 blood volume data detecting means 4a logarithmic conversion part 4b amplifying part

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】生体組織に密接される発光面を備えた発光
部と、前記生体組織に密接される受光面を備えこの受光
面が受けた光を電気信号に変換する受光部と、を有する
光検出手段と、 前記発光部の発光面から前記受光部の受光面に至る前記
生体組織内の平均光路の長さda、前記生体の血液のヘモ
グロビン濃度a および前記生体組織の密度b の各値を参
照して予め決定される値と、前記光検出手段の受光部の
出力と、に基づいて前記生体組織内の前記平均光路周辺
の血液量に関するデータを求める血液量データ検出手段
と、を具備する血液量データ測定装置。
1. A light emitting unit having a light emitting surface closely contacted with a living tissue, and a light receiving unit having a light receiving surface closely contacted with the living tissue and converting light received by the light receiving surface into an electric signal. Light detection means, and each value of an average optical path length da in the living tissue from the light emitting surface of the light emitting unit to the light receiving surface of the light receiving unit, hemoglobin concentration a of the biological blood and density b of the biological tissue Blood data detection means for obtaining data relating to the blood volume around the average light path in the living tissue based on the value determined in advance with reference to and the output of the light receiving section of the light detection means. To measure blood volume data.
【請求項2】発光部の発光面と受光部の受光面は同一方
向に向けられていることを特徴とする請求項1記載の血
液量データ測定装置。
2. The blood volume data measuring device according to claim 1, wherein the light emitting surface of the light emitting unit and the light receiving surface of the light receiving unit are oriented in the same direction.
【請求項3】光検出手段は、その発光部が酸素化ヘモグ
ロビン、還元ヘモグロビンのいずれに対しても等吸収と
なっている1種類の波長の光を発生する手段であり、 血液量データ検出手段は、受光部の出力値V と設定値V0
から、log(V0/V) を計算する対数変換部と、この対数変
換部の出力をα/(da・a ・b) (α; 定数) 倍する増幅
部とを具備することを特徴とする請求項1または2記載
の血液量データ測定装置。
3. The light amount detecting means is a means for generating light of one wavelength whose light emitting portion is equally absorbing to both oxygenated hemoglobin and reduced hemoglobin. Is the output value V of the light receiving section and the set value V0
, A logarithmic converter for calculating log (V0 / V), and an amplifier for multiplying the output of the logarithmic converter by α / (da ・ a ・ b) (α; a constant). The blood volume data measuring device according to claim 1 or 2.
【請求項4】光検出手段は、その発光部が2種類の波長
の光を発生する手段であり、 血液量データ検出手段は、前記2種類の波長A,B に対応
する受光部の2つの出力値VA,VB と2つの設定値VA0,VB
0 から、log(VA0/VA), log(VB0/VB) を計算する対数変
換部と、この対数変換部の2つの出力それぞれをβA/(d
aA・a ・b)倍、βB/(daB・a ・b)倍 ( βA,βB;定数、
daA,daB;波長A,B それぞれの光についてのda)する増幅
部と、この増幅部の2つの出力の和をとる加算部とを具
備することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか記載
の血液量データ測定装置。
4. The light detecting means has a light emitting section for generating light of two wavelengths. The blood volume data detecting means has two light receiving sections corresponding to the two wavelengths A and B. Output value VA, VB and two set values VA0, VB
From 0, a logarithmic converter for calculating log (VA0 / VA) and log (VB0 / VB), and two outputs of the logarithmic converter are βA / (d
aA ・ a ・ b) times, βB / (daB ・ a ・ b) times (βA, βB; constant,
4. An apparatus according to claim 1, further comprising: an amplifier for performing da) for each of the wavelengths A and B; and an adder for obtaining a sum of two outputs of the amplifier. An apparatus for measuring blood volume data according to claim 1.
【請求項5】生体組織に密接される発光面を備えた発光
部と、前記生体組織に密接される受光面を備えこの受光
面が受けた光を電気信号に変換する受光部と、を有する
光検出手段と、 前記発光部の発光面から前記受光部の受光面に至る前記
生体組織内の平均光路の長さda、前記生体の血液のヘモ
グロビン濃度a および前記生体組織の密度b の各値を参
照して予め決定される値と、前記光検出手段の受光部の
出力と、に基づいて前記生体組織内の前記平均光路周辺
の血液量に関するデータを求める血液量データ検出手段
と、 この血液量データ検出手段が検出した血液量に関するデ
ータの変化から前記発光面および受光面が装着される部
位周辺の血流量を求めるデータ処理手段と、を具備する
血流量計。
5. A light emitting unit having a light emitting surface closely contacted with a living tissue, and a light receiving unit having a light receiving surface closely contacted with the living tissue and converting light received by the light receiving surface into an electric signal. Light detection means, and each value of an average optical path length da in the living tissue from the light emitting surface of the light emitting unit to the light receiving surface of the light receiving unit, hemoglobin concentration a of the biological blood and density b of the biological tissue A blood volume data detection unit that obtains data on a blood volume around the average optical path in the living tissue based on a value determined in advance with reference to and a light output unit of the light detection unit; A blood flow meter comprising: a data processing unit that obtains a blood flow rate around a portion where the light emitting surface and the light receiving surface are mounted from a change in data regarding the blood volume detected by the volume data detecting unit.
【請求項6】発光部の発光面と受光部の受光面は同一方
向に向けられていることを特徴とする請求項5記載の血
流量計。
6. The blood flow meter according to claim 5, wherein the light emitting surface of the light emitting unit and the light receiving surface of the light receiving unit are oriented in the same direction.
【請求項7】光検出手段は、その発光部が酸素化ヘモグ
ロビン、還元ヘモグロビンのいずれに対しても等吸収と
なっている1種類の波長の光を発生する手段であり、 血液量データ検出手段は、受光部の出力値V と設定値V0
から、log(V0/V) を計算する対数変換部と、この対数変
換部の出力をα/(da・a ・b) (α; 定数) 倍する増幅
部とを具備することを特徴とする請求項5または6記載
の血流量計。
7. The light amount detecting means is a means for generating light of one wavelength whose light emitting portion has equal absorption to both oxygenated hemoglobin and reduced hemoglobin. Is the output value V of the light receiving section and the set value V0
, A logarithmic converter for calculating log (V0 / V), and an amplifier for multiplying the output of the logarithmic converter by α / (da ・ a ・ b) (α; a constant). The blood flow meter according to claim 5.
【請求項8】光検出手段は、その発光部が2種類の波長
の光を発生する手段であり、 血液量データ検出手段は、前記2種類の波長A,B に対応
する受光部の2つの出力値VA,VB と2つの設定値VA0,VB
0 から、log(VA0/VA), log(VB0/VB) を計算する対数変
換部と、この対数変換部の2つの出力それぞれをβA/(d
aA・a ・b)倍、βB/(daB・a ・b)倍 ( βA,βB;定数、
daA,daB;波長A,B それぞれの光についてのda)する増幅
部と、この増幅部の2つの出力の和をとる加算部とを具
備することを特徴とする請求項5乃至7のいずれか記載
の血流量計。
8. The light detecting means has a light emitting unit for generating light of two wavelengths, and the blood volume data detecting means has two light receiving units corresponding to the two wavelengths A and B. Output value VA, VB and two set values VA0, VB
From 0, a logarithmic converter for calculating log (VA0 / VA) and log (VB0 / VB), and two outputs of the logarithmic converter are βA / (d
aA ・ a ・ b) times, βB / (daB ・ a ・ b) times (βA, βB; constant,
8. An optical amplifier according to claim 5, further comprising: an amplifier for performing da) for each light of wavelengths A and B; and an adder for obtaining a sum of two outputs of the amplifier. A blood flow meter as described.
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