JPH11155841A - 体動ノイズ除去パルスオキシメトリの装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成によって体動アーテファクトの影
響を受けないで正確に血液の酸素飽和度を測定するこ
と。 【解決手段】 ＣＰＵ６は、Ａ／Ｄ変換部５の出力から
各波長の透過光の減光度の変化分ΔAi(i=1,2,3) を求
め、各K12 の値についてΔA1- ΔA2*K12、ΔA3- ΔA2*K
32を求め、脈波同期信号（ECG)との相関がそれぞれ最大
の場合のK12,K32 を選択する。これによるΔA1- ΔA2*K
12、ΔA3- ΔA2*K32を求め、 Π32=(ΔA3-ΔA2*K32)/
( ΔA1- ΔA2*K12) を求め、このΠ32と次の関係式に基
づく式から動脈血の酸素飽和度Saを求め、この結果を表
示器９に表示する。 ここで、Eai=SaEoi+(1-Sa)Eri
Eo; 酸化ヘモグロビンの吸光係数、Er; 還元ヘモグロビ
ンの吸光係数、F ; 散乱係数。Π32= ［ {Ea3(Ea3+F) }
^1/2 -{Ea2(Ea2+F) }^1/2 ］/ ［{Ea1(Ea1+F) } ^1/2 -{Ea
2(Ea2+F) }^1/2 ］

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はパルスオキシメータ
に関するものであり、特にその体動により生じる誤差の
消去に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】パルスオキシメータは、波長が異なる複
数の光を生体組織に照射してそれぞれの透過光Ii(iは各
波長を示す) の脈動を求めこれに基づいて生体組織の減
光度の変化分ΔAiを求めこれに基づいて血液の酸素飽和
度SaO2を測定する装置である。ここで、ΔAiからSaO2を
求めるには、まずΦij= ΔAi／ΔAj(jはi とは異なる波
長を示す) を求める必要がある。そして、ΦijをSaO2に
換算するには、実測により得られるΦijとSaO2の関係に
基づいて行うか、あるいはΦijの実測値を理論式に当て
はめることにより計算して求める。

【０００３】このようなパルスオキシメータによる測定
中、体動があると、透過光にアーテファクトが重畳す
る。体動によるアーテファクトが小ならば、連続測定さ
れたΦij列中の異常値をその前後のトレンドに基づいて
修正すればよい。しかし、体動によるアーテファクトが
大ならば、Φij列の修正では対処できない。Φijを求め
る前に脈波形の修正が必要である。

【０００４】体動アーテファクトの対応策の１つとし
て、特表平6-507485号公報に示されている装置がある。
しかし、この装置は２個の波長を用いて酸素飽和度を測
定する装置である。組織の厚みの脈動の影響を消去する
ためには使用する光波長を増すことが必要である。また
測定できる血中物質の種類を増すためにも使用する光波
長を増すことが必要である。このような多波長式あるい
は多成分測定にも適用できる体動対策が必要である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように従来は、パ
ルスオキシメータの体動対策に適切なものが無かった。

【０００６】本発明の目的は、多波長式あるいは多成分
測定のパルスオキシメータにおいて、体動によるアーテ
ファクトが大の場合であっても、その影響を受けずに精
度の高い測定を行うことができるパルスオキシメータを
提供することである。

【０００７】また、組織の厚さの変動を考慮した場合に
も適用できるパルスオキシメータを提供することであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】まず、組織の厚みの変動
を無視する場合に用いられている従来の２波長式のSpO2
（酸素飽和度）測定方法と、組織の厚みの変動を考慮す
る場合に有効である３波長式のSpO2測定方法を説明する
（特願平7-4820参照）。

【０００９】（１）２波長式SpO2測定の方法；組織の厚
みの変動を無視する場合 ２波長λ1 、λ2 の光を生体組織に照射し、その組織透
過光を光電変換する。この出力をI1,I2 とし、これを対
数変換する。その変化分は生体組織の減光度の変化分Δ
Aiである。すなわち、ΔA1= ΔlogI1, ΔA2= ΔlogI2
である。これら生体組織の減光度の変化の原因は、大
部分が組織内血液量の変化である。この組織内血液量の
変化は、体動のない場合には組織内の動脈血の拍動によ
るものであり、理論的には次式が成立する。

【００１０】ΔA1={Ea1(Ea1+F) }^1/2 *Hb ΔDa ΔA2={Ea2(Ea2+F) }^1/2 *Hb ΔDa Φ12= ΔA1/ ΔA2={Ea1(Ea1+F) }^1/2 /{Ea2(Ea2+F) }
^1/2 ここで、Ea1=SaEo1+(1-Sa)Er1 Ea2=SaEo2+(1-Sa)Er2 Eo; 酸化ヘモグロビンの吸光係数。 Er; 還元ヘモグロビンの吸光係数。 F ; 散乱係数。 Sa; SaO2（動脈血の酸素飽和度） Hb; ヘモグロビン濃度 ΔDa；動脈血の厚さの変化分 サフィックスの数字は、波長の種類を表す（以後の式に
ついても同じ）。

【００１１】上記の関係からΦ12がSaO2と対応すること
がわかる。従って、ΔlogI1,ΔlogI2 を測定してΔA1、
ΔA2を求め、これらによりΦ12を求めた後、Φ12とSaO2
との対応関係に従ってΦ12をSaO2に変換する。これが従
来の２波長式パルスオキシメータであり、得られた値が
SaO2である。

【００１２】（２）３波長式SpO2測定の方法；組織の厚
みの変動を考慮する場合 ３波長のλ1 、λ2 、λ3 の光を生体組織に照射し、そ
の組織透過光を光電変換する。この出力をI1,I2,I3と
し、これを対数変換する。その変化分は生体組織の減光
度の変化分ΔAiである。すなわち、ΔA1= ΔlogI1, Δ
A2= ΔlogI2 , ΔA3= ΔlogI3, である。これら生体組
織の減光度の変化の原因は、次の２つである。

【００１３】第１に、組織内血液量の変化が挙げられ
る。組織内の動脈血の拍動によるものである。第２に、
純組織（血液以外の組織）の変動が挙げられる。組織内
の動脈血の拍動によって純組織が伸展されて透過光に関
する厚みが変化することによるものである。

【００１４】ここで、体動なしとした場合、理論的には
次式が成立する。 ΔA1={Ea1(Ea1+F) }^1/2 *Hb ΔDa-Zt1ΔDt ΔA2={Ea2(Ea2+F) }^1/2 *Hb ΔDa-Zt2ΔDt ΔA3={Ea3(Ea3+F) }^1/2 *Hb ΔDa-Zt3ΔDt Φ12= ΔA1/ ΔA2=[{Ea1(Ea1+F) } ^1/2 -Ex1]/[{Ea2(Ea
2+F) }^1/2 -Ex2] Φ32= ΔA3/ ΔA2=[{Ea3(Ea3+F) } ^1/2 -Ex3]/[{Ea2(Ea
2+F) }^1/2 -Ex2] ここで、Ea1=SaEo1+(1-Sa)Er1 Ea2=SaEo2+(1-Sa)Er2 Ea3=SaEo2+(1-Sa)Er3 であり、 Exi=(Zti* ΔDt)/Hb* ΔDa と置いている。

【００１５】このExi(i=1,2,3)には特願平7-4820に示し
たように、次の関係があるので、未知数としては１個と
みなすことができる。 Ex1=A1Ex2+B1 Ex3=A3Ex2+B3 （A1,B1,A3,B3 は既知の定数である） Eo; 酸化ヘモグロビンの吸光係数。 Er; 還元ヘモグロビンの吸光係数。 F ; 散乱係数。 Sa; SaO2（動脈血の酸素飽和度） Hb; ヘモグロビン濃度 ΔDa；動脈血の厚さの変化分 ΔDt；純組織の厚さの変化分 Zt; 純組織の減光率

【００１６】上記のΦ12、Φ32の連立方程式を解くなら
ば、Sa,Ex2が得られる。これが従来の３波長式パルスオ
キシメータであり、得られた値がSaO2であって、純組織
の脈動による誤差を消去することによって精度を改善し
たものである。

【００１７】次に体動アーテファクトの原因について説
明する。体動アーテファクトの原因は、（ａ）光学系の
位置関係の変化、（ｂ）動脈血の厚みの変動、（ｃ）静
脈血の厚みの変動、（ｄ）純組織の厚みの変動、があ
る。以下、それぞれについて説明する。

【００１８】（ａ）光学系の位置関係の変化；プローブ
を装着する部位が大きな加速度を持つことにより、急速
に光源−組織−受光器の位置関係が変化する。これによ
る現象は複雑多様であるが、プローブの構造と装着法に
よってかなりの程度の低減化が可能である。 （ｂ）動脈血の厚みの変動；動脈血は血管中で高圧であ
り、周囲組織に囲まれており、従って、動脈血の厚みの
変動は大きくない。しかも、動脈血の厚みの変動は動脈
血の脈動と同質のものであるから、Φを狂わせることに
はならない。 （ｃ）静脈血の厚みの変動；体が静止状態の場合には、
静脈血の厚みの変動はない。従って考慮する必要がな
い。しかし、プローブ装着部位が加速度を持つ場合には
影響が大きい。静脈血管は多くの場合に弛緩しており、
従って静脈血は慣性によって血管内を移動しやすい。従
って、静脈血の厚みの変動は大きいものであって、体動
による透過光の乱れの最も大きい原因である。 （ｄ）純組織の厚みの変動；純組織は、体が静止してい
る場合にも、その中に存在する動脈血の拍動によって厚
みが変化している。体動がある場合には、静脈の揺らぎ
による厚み変動が加わる。純組織自体は慣性によってそ
の厚みを変えるが、これの影響は極めて小と考えられ
る。その理由として、純組織は静脈血に比して、慣性に
よる移動がしにくいということがあり、また、純組織は
血液に比して減光率が小であることが挙げられる。

【００１９】このように体動アーテファクトの原因には
種々あるが、その中でも静脈血の厚みの変動が最も大き
な原因となっている。これについての対策が本発明の目
的である。

【００２０】ここで上述した２波長式SpO2測定の方法
（組織の厚みの変動を無視する）と、３波長式SpO2測定
の方法（組織の厚みの変動を考慮する）に体動アーテフ
ァクトが影響した場合、すなわち体動ありの場合につい
て説明する。

【００２１】以下の説明において、ΔAiは、体動のない
場合には拍動の脈波振幅として良いが、体動のある場合
には適当な基準値からの変化分すなわち連続量であると
する。 （１）２波長式SpO2測定の方法（組織の厚みの変動を無
視する）の場合 体動のある場合には、組織内の動脈血の拍動に体動によ
る乱れが加わったものと、体動による組織内の静脈血の
量の変動と、の和であり、次式が成立する。 ΔA1={Ea1(Ea1+F) }^1/2 *Hb ΔDa+{Ev1(Ev1+F) }^1/2 *H
b ΔDv ΔA2={Ea2(Ea2+F) }^1/2 *Hb ΔDa+{Ev2(Ev2+F) }^1/2 *H
b ΔDv Φ12= ΔA1/ ΔA2=[{Ea1(Ea1+F) } ^1/2 +{Ev1(Ev1+F) }
^1/2 *(ΔDv/ ΔDa)] /[{Ea2(Ea2+F) }^1/2 +{Ev2(Ev2+F)
}^1/2 *(ΔDv/ ΔDa)]

【００２２】ここで、Ea1=SaEo1+(1-Sa)Er1 Ea2=SaEo2+(1-Sa)Er2 Ev1=SvEo1+(1-Sv)Er1 Ev2=SvEo2+(1-Sv)Er2 であり、 Eo; 酸化ヘモグロビンの吸光係数。 Er; 還元ヘモグロビンの吸光係数。 F ; 散乱係数。 Sa; SaO2（動脈血の酸素飽和度） Hb; ヘモグロビン濃度 ΔDa；動脈血の厚さの変化分 Sv；静脈血の酸素飽和度 ΔDv；静脈血の厚さの変化分 である。ΔDvの原因は、体動によるものである。

【００２３】この場合のΦ12からSaO2を求めることは困
難である。もし、体動がある場合に、ΔA1、ΔA2を測定
し、これによりΦ12を求め、このΦ12と、体動なしのΦ
12の理論式からSaO2を求めようとすれば、静脈血の影響
により、求めた値は実際のSaO2よりも低い値となる。こ
れが体動アーテファクトの影響である。

【００２４】（２）３波長式SpO2測定の方法（組織の厚
みの変動を考慮する）の場合 体動があると、組織内血液量の変化は、組織内の動脈血
の拍動に体動が加わったものと、体動による組織内の静
脈血の量の変動と、の和である。純組織の変動は、組織
内血液量の変化によるものと、純組織自身の慣性による
変動との和であるが、後者は小であるから無視すること
ができる。

【００２５】ここで次式が成立する。 ΔA1={Ea1(Ea1+F) }^1/2 *Hb ΔDa+{Ev1(Ev1+F) }^1/2 *H
b ΔDv-Zt1ΔDt ΔDt= RaΔDa+ RvΔDvと置くと、 ΔA1=[{Ea1(Ea1+F)}^1/2 *Hb-Zt1Ra]ΔDa+[{Ev1(Ev1+F)}
^1/2 *Hb-Zt1Rv]ΔDv

【００２６】同様にして、 ΔA2=[{Ea2(Ea2+F)}^1/2 *Hb-Zt2Ra]ΔDa+[{Ev2(Ev2+F)}
^1/2 *Hb-Zt2Rv]ΔDv ΔA3=[{Ea3(Ea3+F)}^1/2 *Hb-Zt3Ra]ΔDa+[{Ev3(Ev3+F)}
^1/2 *Hb-Zt3Rv]ΔDv

【００２７】

【数１】

【００２８】ここで、Ea1=SaEo1+(1-Sa)Er1 Ea2=SaEo2+(1-Sa)Er2 Ea3=SaEo3+(1-Sa)Er3 Ev1=SvEo1+(1-Sv)Er1 Ev2=SvEo2+(1-Sv)Er2 Ev3=SvEo3+(1-Sv)Er3 であり、 Eo; 酸化ヘモグロビンの吸光係数。 Er; 還元ヘモグロビンの吸光係数。 F ; 散乱係数。 Sa; SaO2（動脈血の酸素飽和度） Hb; ヘモグロビン濃度 ΔDa；動脈血の厚さの変化分 Sv；静脈血の酸素飽和度 Zt; 純組織の減光率 ΔDt；純組織の厚さの変化分 ΔDv；静脈血の厚さの変化分 Ra；ΔDaがΔDtに寄与する比率 Rv；ΔDvがΔDtに寄与する比率 である。

【００２９】この場合のΦ12、Φ32からSaO2を求めるこ
とは困難である。もし、体動がある場合に、ΔA1、ΔA
2、ΔA3を測定し、これによりΦ12、Φ32を求め、これ
らのΦ12、Φ32と、体動なしの場合のΦ12、Φ32の理論
式からなる連立方程式からSaO2を求めようとすれば、静
脈血の影響により、求めた値は実際のSaO2よりも低い値
となる。これが体動アーテファクトの影響である。

【００３０】次に本発明の原理を説明する。 〈１〉2+1 波長SpO2測定方法； 上記の２波長式SpO2測
定方法（組織の厚みの変動を無視する場合）の改良であ
る。１波長増加し、３波長λ1 、λ2 、λ3 の光を生体
組織に照射し、その組織透過光を光電変換する。この出
力をI1,I2,I3とし、これを対数変換する。その変化分は
生体組織の減光度の変化分ΔAiである。すなわち、 ΔA1= ΔlogI1 ΔA2= ΔlogI2 ΔA3= ΔlogI3 である。これら生体組織の減光度の変化の原因は、大部
分が組織内血液量の変化によるものである。

【００３１】透過光信号I1,I2,I3の一定区間毎に、ΔA1
- ΔA2*K12, ΔA3- ΔA2*K32を求める。ここで、ΔA1,
ΔA2, ΔA3は、それぞれ設定されている基準レベルとlo
gI1,logI2,logI3 との差であり、時間の経過と共に変化
している。K12,K32 は予め設定される値であり、時間に
対して一定である。

【００３２】ここで、 ΔA1={Ea1(Ea1+F) }^1/2 *Hb ΔDa+{Ev1(Ev1+F) }^1/2 *H
b ΔDv ΔA2={Ea2(Ea2+F) }^1/2 *Hb ΔDa+{Ev2(Ev2+F) }^1/2 *H
b ΔDv ΔA3={Ea3(Ea3+F) }^1/2 *Hb ΔDa+{Ev3(Ev3+F) }^1/2 *H
b ΔDv で表される。

【００３３】

【数２】 このため次式が成立する。

【数３】

【００３４】もし、次のように係数K12,K23 を設定した
とする。 K12={Ev1(Ev1+F)}^1/2 /{Ev2(Ev2+F) }^1/2 K32={Ev3(Ev3+F)}^1/2 /{Ev2(Ev2+F) }^1/2 K12,K23 がこのような値であると、Π32の式中の静脈血
の成分であるΔDvとEvとは消去されるので、ΔDaも消去
されてΠ32は次のようになる。

【００３５】

【数４】

【００３６】Π32の値は設定されたK12,K32 と、実測さ
れる同一時点のΔA1, ΔA2, ΔA3の値から求めることが
でき、上記のようにF は定数であり、上記のようにEa1,
Ea2,Ea3 は、Saのみを変数とする式であらわされるか
ら、Π32を求めることによりSaを求めることができる。
従って、体動アーテファクトはK を求めることに帰着さ
れる。

【００３７】そこで、請求項１に記載の装置は、３波長
λi (i=1,2,3) の光を生体組織に照射する光照射手段
と、各波長の組織透過光を光電変換する光電変換手段
と、この光電変換手段が出力する透過光信号に基づい
て、生体組織の各波長についての減光度の変化分ΔAi(i
=1,2,3) を求める減光度変化分検出手段と、この減光度
変化分検出手段が求めたΔAiと、所定の条件により決定
される係数K12 ，K32 とにより（ΔA3−ΔA2*K32）／
（ΔA1−ΔA2*K12）を求める比率検出手段と、この比率
検出手段が求めた結果に基づいて血液の酸素飽和度を求
める酸素飽和度検出手段と、を具備する構成とした。

【００３８】また、請求項２３に記載の方法は、３波長
λi (i=1,2,3) の光を生体組織に照射し、各波長の組織
透過光を光電変換し、この光電変換した透過光信号に基
づいて、生体組織の各波長についての減光度の変化分Δ
Ai(i=1,2,3) を求め、求めたΔAiと、所定の条件により
決定される係数K12 ，K32 とにより（ΔA3−ΔA2*K32）
／（ΔA1−ΔA2*K12）を求め、この比率に基づいて血液
の酸素飽和度を求めるようにした。

【００３９】〈２〉3+1 波長SpO2測定方法； 上記の３
波長式SpO2測定方法（組織の厚みの変動を考慮する場
合）の改良である。１波長増加し、４波長λ1 、λ2 、
λ3 、λ4 の光を生体組織に照射し、その組織透過光を
光電変換する。この出力をI1,I2,I3,I4 とし、これを対
数変換する。その変化分は生体組織の減光度の変化分Δ
Aiである。すなわち、 ΔA1= ΔlogI1 ΔA2= ΔlogI2 ΔA3= ΔlogI3 ΔA4= ΔlogI4 である。これら生体組織の減光度の変化の原因は、大部
分が組織内血液量の変化によるものである。

【００４０】透過光信号I1,I2,I3の一定区間毎に、ΔA1
- ΔA2*K12, ΔA3- ΔA2*K32、ΔA4- ΔA2*K42を求め
る。ここで、ΔA1, ΔA2, ΔA3、ΔA4は、それぞれ設定
されている基準レベルとlogI1,logI2,logI3,logI4 との
差であり、時間の経過と共に変化している。K12,K32,K4
2 は予め設定される値であり、時間に対して一定であ
る。ここで、Zt; 純組織の減光率、ΔDt；純組織の厚さ
の変化分とすると、次式が成立する。 ΔA1={Ea1(Ea1+F) }^1/2 *Hb ΔDa+{Ev1(Ev1+F) }^1/2 *H
b ΔDv-Zt1ΔDt

【００４１】また、RaをΔDaがΔDtに寄与する比率、Rv
をΔDvがΔDtに寄与する比率とすると、ΔDt= RaΔDa+
RvΔDvと置くことができるから、上式は次のようにな
る。 ΔA1=[{Ea1(Ea1+F)}^1/2 *Hb-Zt1Ra]ΔDa+[{Ev1(Ev1+F)}
^1/2 *Hb-Zt1Rv]ΔDv 同様にして、 ΔA2=[{Ea2(Ea2+F)}^1/2 *Hb-Zt2Ra]ΔDa+[{Ev2(Ev2+F)}
^1/2 *Hb-Zt2Rv]ΔDv ΔA3=[{Ea3(Ea3+F)}^1/2 *Hb-Zt3Ra]ΔDa+[{Ev3(Ev3+F)}
^1/2 *Hb-Zt3Rv]ΔDv ΔA4=[{Ea4(Ea4+F)}^1/2 *Hb-Zt4Ra]ΔDa+[{Ev4(Ev3+F)}
^1/2 *Hb-Zt4Rv]ΔDv

【００４２】このように、ΔAiはΔDaの項と、ΔDvの項
の和として表すことができる。 ZtRa/Hb=Exai,ZtRv/Hb=Exvi と定義すると、 ΔA1/Hb=[{Ea1(Ea1+F)} ^1/2 -Exa1]ΔDa+[{Ev1(Ev1+F)}
^1/2 -Exv1]ΔDv ΔA2/Hb=[{Ea2(Ea2+F)} ^1/2 -Exa2]ΔDa+[{Ev2(Ev2+F)}
^1/2 -Exv2]ΔDv ΔA3/Hb=[{Ea3(Ea3+F)} ^1/2 -Exa3]ΔDa+[{Ev3(Ev3+F)}
^1/2 -Exv3]ΔDv ΔA4/Hb=[{Ea4(Ea4+F)} ^1/2 -Exa4]ΔDa+[{Ev4(Ev4+F)}
^1/2 -Exv4]ΔDv

【００４３】ここでΠ32、Π42を次のように定義する。

【数５】 このため、次式が成立する。

【数６】

【００４４】同様に、

【数７】

【００４５】もし、K12,K32,K42 を次のように設定した
とする。 K12=[{Ev1(Ev1+F)} ^1/2 -Exv1]/[{Ev2(Ev2+F)}^1/2 -Exv
2] K32=[{Ev3(Ev3+F)} ^1/2 -Exv3]/[{Ev2(Ev2+F)}^1/2 -Exv
2] K42=[{Ev4(Ev4+F)} ^1/2 -Exv4]/[{Ev2(Ev2+F)}^1/2 -Exv
2] すると、Π32、Π42、の式中の静脈血の成分であるΔDv
とEvとは消去されるので、ΔDaも消去されてΠ32は次の
ようになる。

【数８】

【００４６】同様に、

【数９】 Π32、Π42の値は設定されたK12,K32,K42 と、実測され
る同一時点のΔA1, ΔA2, ΔA3, ΔA4の値から求めるこ
とができ、上記のようにF は定数であり、上記のように
Ea1,Ea2,Ea3 は、Saのみを変数とする式であらわされ
る。

【００４７】また、Exi(i=1,2,3)には特願平7-4820に示
したように、次の関係があるので、未知数としては１個
とみなすことができる。 Ex1=A1Ex2+B1 Ex3=A3Ex2+B3 Ex4=A4Ex2+B4 （A1,B1,A3,B3,A4,B4 は既知の定数である） 従って、Π32、Π42の連立方程式を解けばSaとExa2とを
計算することができる。従って、体動アーテファクトは
K を求めることに帰着される。

【００４８】そこで、請求項２に記載の装置は、４波長
λi (i=1,2,3,4) の光を生体組織に照射する光照射手段
と、各波長の組織透過光を光電変換する光電変換手段
と、この光電変換手段が出力する透過光信号に基づい
て、生体組織の各波長についての減光度の変化分ΔAi(i
=1,2,3,4) を求める減光度変化分検出手段と、この減光
度変化分検出手段が求めたΔAiと、所定の条件により決
定される係数K12 ，K32 ，K42 とにより（ΔA3−ΔA2*K
32）／（ΔA1−ΔA2*K12）および（ΔA4−ΔA2*K42）／
（ΔA1−ΔA2*K12）を求める比率検出手段と、この比率
検出手段が求めた結果に基づいて血液の酸素飽和度を求
める酸素飽和度検出手段とを具備する構成とした。

【００４９】また、請求項２４に記載の方法は、４波長
λi (i=1,2,3,4) の光を生体組織に照射し、各波長の組
織透過光を光電変換し、この光電変換した透過光信号に
基づいて、生体組織の各波長についての減光度の変化分
ΔAi(i=1,2,3,4) を求め、求めたΔAiと、所定の条件に
より決定される係数K12 ，K32 ，K42 とにより（ΔA3−
ΔA2*K32）／（ΔA1−ΔA2*K12）および（ΔA4−ΔA2*K
42）／（ΔA1−ΔA2*K12）を求め、この比率に基づいて
血液の酸素飽和度を求めるようにした。

【００５０】〈３〉係数K の調節を含む測定方法 ［３−１］脈波同期信号参照方式 （３−１−１) 2+1 波長SpO2測定方法（組織の厚みの変
動を無視する場合）におけるK12,K32 の調節方法；被検
者から、ECG(心電図信号）または他の、脈波に同期した
信号をパルスオキシメータによるSpO2測定と同時に測定
する。一定の区間毎にΔA1- ΔA2*K12を計算する。K12
を調節してΔA1- ΔA2*K12と脈波同期信号との相関が最
大になるようにする。得られたK12 を採用する。このよ
うにして得られるΔA1- ΔA2*K12には脈波に同期しない
体動分すなわち静脈血分を含まないものとなる。ここで
２つの波形の相関とは、例えば２つの波形の相関係数を
言い、波形そのものの相関係数と、波形のスペクトルの
相関係数の２つの場合を含む（以下同様である）。

【００５１】同様にして、一定の区間毎にΔA3- ΔA2*K
32を計算する。K32 を調節してΔA3- ΔA2*K32と脈波同
期信号との相関が最大になるようにする。得られたK32
を採用する。こうして求めたK12,K32 と、次のΠ32の式
からSaを求める。

【数１０】

【００５２】そこで、請求項３に記載の装置は、請求項
１の装置において脈波に同期した信号を測定する脈波同
期信号測定手段と、脈波同期信号と同じ区間の（ΔA1−
ΔA2*K12）との相関が最大となるようにK12 を調節する
K12 調節手段と、脈波同期信号と同じ区間の（ΔA3−Δ
A2*K32）との相関が最大となるようにK32 を調節するK3
2 調節手段とを具備する構成とした。

【００５３】また、請求項２５に記載の方法は、請求項
２３の方法において、脈波に同期した信号を測定し、脈
波同期信号と同じ区間の（ΔA1−ΔA2*K12）との相関が
最大となるようにK12 を調節し、脈波同期信号と同じ区
間の（ΔA3−ΔA2*K32）との相関が最大となるようにK3
2 を調節するようにした。

【００５４】（３−１−２) 3+1 波長SpO2測定方法（組
織の厚みの変動を考慮する場合）におけるK12,K32,K42
の調節方法；被検者から、ECG(心電図信号）または他
の、脈波に同期した信号をパルスオキシメータによるSp
O2測定と同時に測定する。上記（３−１−１) と同様に
して、一定の区間毎にΔA1- ΔA2*K12を計算する。K12
を調節してΔA1- ΔA2*K12と脈波同期信号との相関が最
大になるようにする。得られたK12 を採用する。同様
に、一定の区間毎にΔA3- ΔA2*K32を計算する。K32 を
調節してΔA3- ΔA2*K32と脈波同期信号との相関が最大
になるようにする。得られたK32 を採用する。同様に、
一定の区間毎にΔA4- ΔA2*K42を計算する。K42 を調節
してΔA4- ΔA2*K42と脈波同期信号との相関が最大にな
るようにする。得られたK42 を採用する。

【００５５】このようして求めたK12,K32,K42 と、次の
Π32, Π42の式によってSaを求める。

【数１１】

【００５６】そこで、請求項４に記載の装置は、請求項
２に記載の装置において、脈波に同期した信号を測定す
る脈波同期信号測定手段と、この脈波同期信号測定手段
が測定した一定区間の脈波同期信号と同じ区間の（ΔA1
−ΔA2*K12）との相関が最大となるK12 を調節するK12
調節手段と、前記脈波同期信号測定手段が測定した上記
区間の脈波同期信号と上記区間の（ΔA3−ΔA2*K32）と
の相関が最大となるK32 を調節するK32 調節手段と、前
記脈波同期信号測定手段が測定した上記区間の脈波同期
信号と上記区間の（ΔA4−ΔA2*K42）との相関が最大と
なるK42 を調節K42 調節手段と、を具備する構成とし
た。

【００５７】また、請求項２６に記載の方法は、請求項
２４に記載の発明において、脈波に同期した信号を測定
し、脈波同期信号と同じ区間の（ΔA1−ΔA2*K12）との
相関が最大となるK12 を調節し、脈波同期信号と上記区
間の（ΔA3−ΔA2*K32）との相関が最大となるK32 を調
節し、脈波同期信号と上記区間の（ΔA4−ΔA2*K42）と
の相関が最大となるK42 を調節するようにした。

【００５８】脈波に同期した信号としては、心電図信号
が利用できる。そこで請求項５の発明では、請求項３ま
たは請求項４の発明において、脈波同期信号測定手段は
心電図信号を測定する手段であることを特徴とした。同
様に、請求項２７の発明では、請求項２５または請求項
２６の発明において、脈波同期信号は心電図信号である
ことを特徴とした。

【００５９】［３−２］モード切替え方式 （３−２−１) 2+1 波長SpO2測定方法（組織の厚みの変
動を無視する場合）におけるK12,K32 の調節方法；体動
においてアーテファクトが無い状態（アーテファクト対
応モードでない場合）として、一定区間毎に、生体組織
の減光度の変動分ΔAi(i=1,2,3) のうちいずれか１つΔ
Ajの周波数成分を求め、その区間毎にその周波数成分の
最大値の周波数を求める。次に、体動によるアーテファ
クトが生じ得る状態（アーテファクト対応モードである
場合）において、一定区間毎に、ΔAjの周波数成分を求
め、その区間毎にその周波数成分の極大値をとるいくつ
かの周波数のうち、上記のアーテファクトが無い状態の
ときに求めた最大値の周波数に近い周波数を求める。ま
た、一定区間毎に、ΔA1- ΔA2*K12、ΔA3- ΔA2*K32を
求めて、それぞれについて周波数成分を求め、それぞれ
の最大値の周波数を求める。

【００６０】次に、上記のようにして求めたΔAj極大値
の周波数と、ΔA1- ΔA2*K12の最大値の周波数との差異
が最小となるようにK12 を調節する。このようにして、
決定されたK12 がΔA1- ΔA2*K12に用いられるならば、
このΔA1- ΔA2*K12はアーテファクトが無い場合の波形
に最も近いから、この中にはΔDvやSvの要素を殆ど含ま
ず、これらの要素は無視することができる程度のものと
なる。また、アーテファクト対応モードのときに、最大
値ではなく、極大値をとる周波数を求めるようにしたの
は、アーテファクトによるノイズの周波数が含まれてく
るから、ノイズに基づく周波数成分の方が最大値をとる
可能性があるからである。同様にして、上記のようにし
て求めたΔAj極大値の周波数と、ΔA3- ΔA2*K32の最大
値の周波数との差異が最小となるようにK32 を調節す
る。

【００６１】このようにして、決定されたK12,K32 と次
のΠ32の式によってSaを求める。

【数１２】 そこで、請求項６の装置では、請求項１の装置におい
て、減光度変化分検出手段から得られる減光度の変化分
ΔAi(i=1,2,3) から一定区間毎に各変化分ΔAiのうちの
１つについての周波数成分を求める周波数成分検出手段
と、アーテファクト対応か否かのモードを切り替えるモ
ード切り替え手段と、アーテファクト対応モードでない
場合、前記周波数成分検出手段が求めた一定区間毎の周
波数成分から、その一定区間毎の最大値の周波数を求め
る第１の最大値周波数検出手段と、アーテファクト対応
モードである場合、前記周波数成分検出手段が求めた一
定区間毎の周波数成分からその一定区間毎の極大値の周
波数であって、前記第１の最大値周波数検出手段が検出
した周波数に最も近い周波数を求める極大値周波数検出
手段と、アーテファクト対応モードである場合、前記減
光度変化分検出手段から得られる減光度の各変化分ΔAi
(i=1,2,3) から一定区間毎に（ΔA1−ΔA2*K12）の最大
値の周波数を求める第２の最大値周波数検出手段と、前
記極大値周波数検出手段が求めた周波数と、前記第２の
最大値周波数検出手段が求めた各周波数との差異が最小
となるようにK12 を調節する係数調節手段と、この調節
手段により求めた係数K12 と、K12 とK32 の関係式に基
づいてK32 を求める残り係数検出手段とを具備する構成
とした。

【００６２】また、請求項２８の方法では、請求項２３
の方法において、アーテファクトが無い場合、一定区間
毎に各変化分ΔAi(i=1,2,3) のうちの１つのΔAjについ
ての周波数成分を求め、求めた一定区間毎の周波数成分
からその一定区間毎の最大値の周波数を求め、アーテフ
ァクトがある場合、一定区間毎に上記ΔAjについての周
波数成分を求め、求めた一定区間毎の周波数成分から、
その一定区間毎の極大値の周波数であって、アーテファ
クトが無い場合に検出した最大値の周波数に最も近い周
波数を求め、以後、検出した減光度の各変化分ΔAi(i=
1,2,3) から一定区間毎に（ΔA1−ΔA2*K12）と（ΔA3
−ΔA2*K32）の最大値の周波数を求め、この最大値の各
周波数と前記求めた極大値の周波数との差異が最小とな
るようにK12,K32 を調節するようにした。

【００６３】（３−２−２) 3+1 波長SpO2測定方法（組
織の厚みの変動を考慮する場合）におけるK12,K32,K42
の調節方法；体動によるアーテファクトが無い状態（ア
ーテファクト対応モードでない場合）として、一定区間
毎に、生体組織の減光度の変動分ΔAi(i=1,2,3,4) のう
ちいずれか１つのΔAjの周波数成分を求め、その区間毎
にその周波数成分の最大値の周波数を求める。

【００６４】次に、体動によるアーテファクトが生じ得
る状態（アーテファクト対応モードである場合）とし
て、一定区間毎に、ΔAjの周波数成分を求め、その区間
毎にその周波数成分の極大値をとるいくつかの周波数の
うち、上記のアーテファクトが無い状態のときに求めた
最大値の周波数に近い周波数を求める。また、一定区間
毎に、ΔA1- ΔA2*K12, ΔA3- ΔA2*K32, ΔA4- ΔA2*K
42を求めて、それぞれについて周波数成分を求め、それ
ぞれについてその最大値の周波数を求める。

【００６５】次に、上記のようにして求めたΔAjの極大
値の周波数と、ΔA1- ΔA2*K12の最大値の周波数との差
異が最小となるようにK12 を調節する。同様にして、上
記のようにして求めたΔAjの極大値の周波数と、ΔA3-
ΔA2*K32の最大値の周波数との差異が最小となるように
K32 を調節する。同様にして、上記のようにして求めた
ΔAjの極大値の周波数と、ΔA4- ΔA2*K42の最大値の周
波数との差異が最小となるようにK42 を調節する。

【００６６】このようにして、決定されたK12,K32,K42
と、次のΠ32, Π42の式によってSaを求める。

【数１３】

【００６７】そこで請求項７の装置では、請求項２の装
置において、減光度変化分検出手段から得られる減光度
の変化分ΔAi(i=1,2,3,4) から一定区間毎に各変化分Δ
Aiのうちの１つについての周波数成分を求める周波数成
分検出手段と、アーテファクト対応か否かのモードを切
り替えるモード切り替え手段と、アーテファクト対応モ
ードでない場合、前記周波数成分検出手段が求めた一定
区間毎の周波数成分からその一定区間毎の最大値の周波
数を求める第１の最大値周波数検出手段と、アーテファ
クト対応モードである場合、前記周波数成分検出手段が
求めた一定区間毎の周波数成分から、その一定区間毎の
極大値の周波数であって、前記第１の最大値周波数検出
手段が検出した周波数に最も近い周波数を求める極大値
周波数検出手段と、アーテファクト対応モードである場
合、前記減光度変化分検出手段から得られる減光度の各
変化分ΔAi(i=1,2,3,4) から一定区間毎に（ΔA1−ΔA2
*K12）、（ΔA3−ΔA2*K32）、（ΔA4−ΔA2*K42）の最
大値の周波数を求める第２の最大値周波数検出手段と、
前記極大値周波数検出手段が求めた周波数と、前記第２
の最大値周波数検出手段が求めた各周波数との差異が最
小となるようにK12,K32,K42 を調節する係数調節手段と
を具備する構成とした。

【００６８】また、請求項２９の方法では、請求項２４
の方法において、アーテファクトが無い場合、一定区間
毎に各変化分ΔAi(i=1,2,3,4) のうちの１つのΔAjにつ
いての周波数成分を求め、求めた一定区間毎の周波数成
分からその一定区間毎の最大値の周波数を求め、アーテ
ファクトがある場合、一定区間毎に上記ΔAjについての
周波数成分を求め、求めた一定区間毎の周波数成分か
ら、その一定区間毎の極大値の周波数であって、アーテ
ファクトが無い場合に検出した最大値の周波数に最も近
い周波数を求め、以後、検出した減光度の各変化分ΔAi
(i=1,2,3,4) から一定区間毎に（ΔA1−ΔA2*K12）、
（ΔA3−ΔA2*K32）および（ΔA1−ΔA2*K12）の最大値
の周波数を求め、これらの最大値の各周波数と前記求め
た極大値の周波数との差異が最小となるようにK12,K32,
K42 を調節するようにした。

【００６９】［３−３］試行方式 （３−３−１) 2+1 波長SpO2測定方法（組織の厚みの変
動を無視する場合）におけるK12,K32 の調節方法；一定
区間毎に、係数K12,K32 の関係に基づいて複数のK12,K3
2 の対［K12,K32］を設定する。そして対［K12,K32 ］
のそれぞれ対応した（ΔA1−ΔA2*K12）と（ΔA3−ΔA2
*K32）の対［（ΔA1−ΔA2*K12），（ΔA3−ΔA2*K3
2）］の列を求める。

【００７０】この対列検出手段が求めた［（ΔA1−ΔA2
*K12），（ΔA3−ΔA2*K32）］から、次のΠ32の式によ
ってSaを求める。

【数１４】

【００７１】これによって、Saの列が求まる。そこにお
けるSaの最大値が求めるSa値である。体動が有る場合に
は、ΔAiに静脈血の要素が入り、静脈血の方が酸素飽和
度が低いため、 K12,K32の組み合わせが最適でない場合
には、Sa値はSvの影響で低い値になるからである。

【００７２】そこで請求項２１の装置では、３波長λi
(i=1,2,3) の光を生体組織に照射する光照射手段と、各
波長の組織透過光を光電変換する光電変換手段と、この
光電変換手段が出力する透過光信号に基づいて、生体組
織の各波長についての減光度の変化分ΔAi(i=1,2,3) を
求める減光度変化分検出手段と、係数K12,K32 の関係に
基づいて設定された複数のK12,K32 の対［K12,K32 ］に
それぞれ対応した（ΔA1−ΔA2*K12）と（ΔA3−ΔA2*K
32）の対［（ΔA1−ΔA2*K12），（ΔA3−ΔA2*K32）］
の列を前記減光度変化分検出手段が求めたΔAi(i=1,2,
3) から求める対列検出手段と、この対列検出手段が求
めた［（ΔA1−ΔA2*K12），（ΔA3−ΔA2*K32）］から
それぞれ（ΔA3−ΔA2*K32）／（ΔA1−ΔA2*K12）を求
め、それぞれから血液の酸素飽和度S を求める酸素飽和
度検出手段と、この酸素飽和度検出手段が求めた酸素飽
和度S の中から最大のS を選択するS 値選択手段とを具
備する構成とした。

【００７３】また、請求項４３の方法では、３波長λi
(i=1,2,3) の光を生体組織に照射し、各波長の組織透過
光を光電変換し、この光電変換した透過光信号に基づい
て、生体組織の各波長についての減光度の変化分ΔAi(i
=1,2,3) を求め、係数K12,K32 の関係に基づいて設定さ
れた複数のK12,K32 の対［K12,K32 ］にそれぞれ対応し
た（ΔA1−ΔA2*K12）と（ΔA3−ΔA2*K32）の対［（Δ
A1−ΔA2*K12），（ΔA3−ΔA2*K32）］の列をΔAi(i=
1,2,3) から求め、求めた［（ΔA1−ΔA2*K12），（ΔA
3−ΔA2*K32）］からそれぞれ（ΔA3−ΔA2*K32）／
（ΔA1−ΔA2*K12）を求め、それぞれから血液の酸素飽
和度S を求め、求めた酸素飽和度S の中から最大のS を
選択するようにした。

【００７４】上記（３−３−１) 2+1 波長SpO2測定方法
（組織の厚みの変動を無視する場合）におけるK12,K32
の調節方法の変形；一定区間毎に、 K12を逐次変化させ
ながらΔA1- ΔA2*K12を求め、K32 を逐次変化させてΔ
A3- ΔA2*K32を求める。ΔA1- ΔA2*K12とΔA3- ΔA2*K
32の相関を求め、それを最大とするK12,K32 を求める。
次にK12,K32 の組み合わせを用いて、次のΠ32の式によ
ってSaを求める。

【数１５】

【００７５】そこで、請求項２０の装置では、請求項１
の装置において、減光度変化分検出手段から得られるΔ
Ai(i=1,2,3) に基づいて一定区間毎の（ΔA1−ΔA2*K1
2）と（ΔA3−ΔA2*K32）を求め、これらの相関が最大
となるようにK12 、K32 を調節する係数調節手段を具備
する構成とした。また、請求項４２の方法では、請求項
２３の方法において、ΔAi(i=1,2,3) に基づいて一定区
間毎の（ΔA1−ΔA2*K12）と（ΔA3−ΔA2*K32）を求
め、これらの相関が最大となるようにK12 、K32 を調節
するようにした。

【００７６】（３−３−２) 3+1 波長SpO2測定方法（組
織の厚みの変動を考慮する場合）におけるK12,K32,K42
の調節方法；一定区間毎に、 K12を逐次変化させながら
ΔA1- ΔA2*K12を求め、各K12 値毎に、K32 を逐次変化
させてΔA3- ΔA2*K32を求める。次に、各K12 値毎にΔ
A1-ΔA2*K12とΔA3- ΔA2*K32の相関を求め、それが最
大となる場合のK32 を求める。K12,K32 が決まるとこれ
ら係数の相互の関係からK42 が求まる。したがって、K1
2,K32,K42 の組み合わせ列を求めることができる。K12,
K32,K42 の組み合わせ列の各組み合わせについて、次の
連立方程式によってSaを求める。

【００７７】

【数１６】

【００７８】これによって、K12 とSaとの関係が求ま
る。そこにおけるSaの最大値が求めるSa値である。体動
が有る場合には、K12,K32,K42 の組み合わせが最適でな
い場合には、Sa値はSvの影響で低い値になるからであ
る。

【００７９】そこで請求項２２では、４波長λi (i=1,
2,3,4) の光を生体組織に照射する光照射手段と、各波
長の組織透過光を光電変換する光電変換手段と、この光
電変換手段が出力する透過光信号に基づいて、生体組織
の各波長についての減光度の変化分ΔAi(i=1,2,3,4) を
求める減光度変化分検出手段と、この減光度変化分検出
手段が求めたΔAiに基づいて、所定間隔に設定された複
数の係数K12 の値のそれぞれについて（ΔA1−ΔA2*K1
2）を一定区間毎に求め、各係数K12 についての（ΔA1
−ΔA2*K12）との相関が最大となる（ΔA3−ΔA2*K32）
の係数K32 をそれぞれ求めると共に、K12,K32 に基づい
てK42 を求め、（K12 、K32 、K42 ）の組み合わせ列を
求める係数組み合わせ列検出手段と、この係数組み合わ
せ列検出手段が求めた組み合わせ列の各組み合わせにつ
いて（ΔA3−ΔA2*K32）／（ΔA1−ΔA 2 *K12）、（Δ
A4−ΔA2*K42）／（ΔA1−ΔA2*K12）と、静脈血の厚み
の変動がないとした場合の酸素飽和度S との関係からK1
2 とS の関係を求めるK12 −S関係検出手段と、このK12
−S 関係検出手段が求めたK12 とS の関係から最大のS
を選択するS 値選択手段とを具備する構成とした。

【００８０】また、請求項４４では、４波長λi (i=1,
2,3,4) の光を生体組織に照射し、各波長の組織透過光
を光電変換し、この光電変換した透過光信号に基づい
て、生体組織の各波長についての減光度の変化分ΔAi(i
=1,2,3,4) を求め、求めたΔAiに基づいて、所定間隔に
設定された複数の係数K12 の値のそれぞれについて（Δ
A1−ΔA2*K12）を一定区間毎に求め、各係数K12 につい
ての（ΔA1−ΔA2*K12）との相関が最大となる（ΔA3−
ΔA2*K32）の係数K32 をそれぞれ求めると共に、K12,K3
2 に基づいてK42 を求め、（K12 、K32 、K42 ）の組み
合わせ列を求め、求めた組み合わせ列の各組み合わせに
ついて（ΔA3−ΔA2*K32）／（ΔA1−ΔA 2 *K12）、
（ΔA4−ΔA2*K42）／（ΔA1−ΔA2*K12）と、静脈血の
厚みの変動がないとした場合の酸素飽和度S との関係か
らK12 とS の関係を求め、求めたK12 とS の関係から最
大のS を選択するようにした。

【００８１】〈４〉少なくとも１つの係数が既に求めら
れている場合、残りの係数を求める方法 １．相関方法 上記〈１〉の2+1 波長SpO2の測定方法において、係数K1
2,K32 のうち一方の係数K12 が求められている状態であ
るとき、（ΔA1−ΔA2*K12）と（ΔA3−ΔA2*K32）の相
関が最大となるように残り係数K32 を調節するならば、
係数K32 を求めることができる。

【００８２】そこで、請求項８に記載の装置は、請求項
１に記載の装置において、係数K12,K32 のうち一方の係
数K12 が求められている状態であるとき、（ΔA1−ΔA2
*K12）と（ΔA3−ΔA2*K32）の相関が最大となるように
残り係数K32 を調節する残り係数調節手段を具備する構
成とした。また、請求項３０に記載の方法は、請求項２
３に記載の方法において、係数K12,K32 のうち一方の係
数K12 が求められている状態であるとき、（ΔA1−ΔA2
*K12）と（ΔA3−ΔA2*K32）の相関が最大となるように
残り係数K32 を調節するようにした。

【００８３】同様に、請求項９に記載の装置は、請求項
３に記載の装置において、K32 調節手段の代わりに、K1
2 調節手段により求めたK12 を用いて（ΔA1−ΔA2*K1
2）と（ΔA3−ΔA2*K32）の相関が最大となるように残
り係数K32 を調節する残り係数調節手段を具備する構成
とした。また、請求項３１に記載の方法は、請求項２５
に記載の方法において、同様にしてK12 を求めると、求
めたK12 を用いて（ΔA1−ΔA2*K12）と（ΔA3−ΔA2*K
32）の相関が最大となるように残り係数K32 を調節する
ようにした。

【００８４】同様に、請求項１０に記載の装置は、請求
項６に記載の装置において、第２の最大値周波数検出手
段は（ΔA1−ΔA2*K12）の最大値の周波数を求め、K12,
K32を調節する係数調節手段の代わりに、極大値周波数
検出手段が求めた周波数と、前記第２の最大値周波数検
出手段が求めた周波数との差異が最小となるようにK12
を調節するK12 係数調節手段と、このK12 調節手段によ
り求めたK12 を用いて（ΔA1−ΔA2*K12）と（ΔA3−Δ
A2*K32）の相関が最大となるように残り係数K32 を調節
する残り係数調節手段を具備する構成とした。また、請
求項３２に記載の方法は、請求項２８に記載の方法にお
いて、K12 は同様にして求め、K32 は、求めたK12 を用
いて（ΔA1−ΔA2*K12）と（ΔA3−ΔA2*K32）の相関が
最大となるように残り係数K32 を調節するようにした。

【００８５】上記〈２〉の3+1 波長SpO2の測定方法にお
いて、係数K12,K32,K42 のうち１つの係数K12 が求めら
れている状態であるとき、（ΔA1−ΔA2*K12）と（ΔA3
−ΔA2*K32）、（ΔA1−ΔA2*K12）と（ΔA4−ΔA2*K4
2）の相関がそれぞれ最大となるように残り係数K32.K42
を調節するならば、係数K32,K42 を求めることができ
る。

【００８６】そこで、請求項１１に記載の装置は、請求
項２に記載の装置において、係数K12,K32,K42 のうち１
つの係数K12 が求められている状態であるとき、（ΔA1
−ΔA2*K12）と（ΔA3−ΔA2*K32）の相関および（ΔA1
−ΔA2*K12）と（ΔA4−ΔA2*K42）の相関がそれぞれ最
大となるように残り係数K32,K42 を調節する残り係数調
節手段を具備する構成とした。また、請求項３３に記載
の方法は、請求項２４に記載の方法において、係数K12,
K32,K42 のうち１つの係数K12 が求められている状態で
あるとき、（ΔA1−ΔA2*K12）と（ΔA3−ΔA2*K32）の
相関および（ΔA1−ΔA2*K12）と（ΔA4−ΔA2*K42）の
相関がそれぞれ最大となるように残り係数K32,K42 を調
節するようにした。

【００８７】同様に、請求項１２に記載の装置は、請求
項４に記載の装置において、K32 調節手段およびK42 調
節手段の代わりに、K12 調節手段により求めたK12 を用
いて（ΔA1−ΔA2*K12）と（ΔA3−ΔA2*K32）の相関お
よび（ΔA1−ΔA2*K12）と（ΔA4−ΔA2*K42）の相関が
それぞれ最大となるように残り係数K32 を調節する残り
係数調節手段を具備する構成とした。また、請求項３４
に記載の方法は、請求項２６に記載の方法において、同
様の方法でK12 を求めると、K32 およびK42 を求める
際、この求めたK12 を用いて（ΔA1−ΔA2*K12）と（Δ
A3−ΔA2*K32）の相関および（ΔA1−ΔA2*K12）と（Δ
A4−ΔA2*K42）の相関がそれぞれ最大となるように残り
係数K32,K42 を調節するようにした。

【００８８】同様に、請求項１３に記載の装置は、請求
項７に記載の装置において、第２の最大値周波数検出手
段は（ΔA1−ΔA2*K12）の最大値の周波数を求め、K12,
K32,K42 を調節する係数調節手段の代わりに、極大値周
波数検出手段が求めた周波数と、前記第２の最大値周波
数検出手段が求めた周波数との差異が最小となるように
K12 を調節するK12 係数調節手段と、このK12 調節手段
により求めたK12 を用いて（ΔA1−ΔA2*K12）と（ΔA3
−ΔA2*K32）の相関および（ΔA1−ΔA2*K12）と（ΔA4
−ΔA2*K42）の相関がそれぞれ最大となるように残り係
数K32,K42 を調節する残り係数調節手段を具備する構成
とした。また、請求項３５に記載の方法は、請求項２９
に記載の方法において、同様の方法でK12 を求めると、
K32 およびK42 を求める際、この求めたK12 を用いて
（ΔA1−ΔA2*K12）と（ΔA3−ΔA2*K32）の相関および
（ΔA1−ΔA2*K12）と（ΔA4−ΔA2*K42）の相関がそれ
ぞれ最大となるように残り係数K32,K42 を調節するよう
にした。

【００８９】２．係数相互関係方法 上記〈１〉の2+1 波長SpO2の測定方法において、係数K1
2,K32 のうち一方の係数K12 が求められるならば、この
K12 と、K12 とK32 との関係式によりK32 を求めことが
できる。この関係式とは上述したように、次の式であ
る。この式は、Evに含まれるSvのみが未知数であるか
ら、K12 とK32 の一方がわかれば他方が決まる。 K12={Ev1(Ev1+F)}^1/2 /{Ev2(Ev2+F) }^1/2 K32={Ev3(Ev3+F)}^1/2 /{Ev2(Ev2+F) }^1/2

【００９０】そこで、請求項１４に記載の装置は、請求
項１に記載の装置において、係数K12,K32 のうち一方の
係数K12 が求められている状態であるとき、係数K12
と、K12 とK32 の関係式に基づいてK32 を求める残り係
数検出手段を具備する構成とした。また、請求項３６に
記載の方法は、請求項２３に記載の方法において、係数
K12,K32 のうち一方の係数K12 が求められている状態で
あるとき、係数K12 と、K12 とK32 の関係式に基づいて
K32 を求めるようにした。

【００９１】同様に、請求項１５に記載の装置は、請求
項３に記載の装置において、K32 調節手段の代わりに、
K12 調節手段により求めた係数K12 と、K12 とK32 の関
係式に基づいてK32 を求める残り係数検出手段を具備す
る構成とした。また、請求項３７に記載の方法は、請求
項２５に記載の方法において、同様にしてK12 を求めた
後、その係数K12 と、K12 とK32 の関係式に基づいてK3
2 を求めるようにした。

【００９２】同様に、請求項１６に記載の装置は、請求
項６に記載の装置において、第２の最大値周波数検出手
段は（ΔA1−ΔA2*K12）の最大値の周波数を求め、K12,
K32を調節する係数調節手段の代わりに、極大値周波数
検出手段が求めた周波数と、前記第２の最大値周波数検
出手段が求めた周波数との差異が最小となるようにK12
を調節するK12 係数調節手段と、このK12 調節手段によ
り求めた係数K12 と、K12 とK32 の関係式に基づいてK3
2 を求める残り係数検出手段を具備する構成とした。ま
た、請求項３８に記載の方法は、請求項２８に記載の方
法において、K12 のみを同様にして求め、求めたK12
と、K12 とK32 の関係式に基づいてK32 を求めるように
した。

【００９３】上記〈２〉の3+1 波長SpO2の測定方法にお
いて、係数K12,K32,K42 のうち２つの係数K12,K32 が求
められている状態であるとき、係数K12,K32,K42 の相互
の関係に基づいてK42 を求めることができる。そこで、
請求項１７に記載の装置は、請求項２に記載の装置にお
いて、係数K12,K32,K42 のうち２つの係数K12,K32 が求
められている状態であるとき、係数K12,K32,K42 の関係
に基づいてK42 を求める残り係数検出手段を具備する構
成とした。また、請求項３９に記載の方法は、請求項２
４に記載の方法において、係数K12,K32,K42 のうち２つ
の係数K12,K32 が求められている状態であるとき、係数
K12,K32,K42 の関係に基づいてK42 を求めるようにし
た。

【００９４】同様に、請求項１８に記載の装置は、請求
項４に記載の装置において、K42 調節手段の代わりに、
K12 調節手段、K32 調節手段により求めたK12,K32 と、
K12,K32,K42 の関係に基づいてK42 を求める残り係数検
出手段を具備する構成とした。また、請求項４０に記載
の方法は、請求項２６に記載の方法において、同様の方
法でK12 、K32 を求め、求めたK12,K32 と、K12,K32,K4
2 の関係に基づいてK42 を求めるようにした。

【００９５】同様に、請求項１９に記載の装置は、請求
項７に記載の装置において、K12,K32,K42 を調節する係
数調節手段の代わりに、極大値周波数検出手段が求めた
周波数と前記第２の最大値周波数検出手段が求めた周波
数との差異が最小となるようにK12,K32 を調節するK12,
K32 係数調節手段と、このK12,K32 調節手段により求め
たK12,K32 と、K12,K32,K42 の関係に基づいてK42 を求
める残り係数検出手段を具備する構成とした。また、請
求項４１に記載の方法は、請求項２９に記載の方法にお
いて、同様にしてK12,K32 を求め、求めたK12,K32 と、
K12,K32,K42 の関係に基づいてK42 を求めるようにし
た。

【００９６】

【発明の実施の形態】第１の実施の形態；2+1 波長SpO2
測定装置（組織の厚みの変動は無視、脈波同期信号を参
照してK12,K32 を調節） 図１に本実施の形態の構成を示す。光源１は３波長λ1,
λ2,λ3 の光を発生する手段であり、駆動部２によって
駆動されるものである。光源１から発生した光は生体組
織３を透過し、その３波長の透過光は光電変換部４でそ
れぞれ光電変換されて電気信号とされ、Ａ／Ｄ変換部５
でデジタル信号に変換され、ＣＰＵ（中央処理装置）６
で処理されるようになっている。ＣＰＵ６は上記の各部
を制御するものであり、更にこのＣＰＵ６にはＲＯＭ
７、ＲＡＭ８および表示器９が接続されている。ＲＯＭ
７はＣＰＵ６が実行する図２および図３のフローチャー
トに示すプログラムが格納されている。ＲＡＭ８はＣＰ
Ｕ６が行う処理の過程で必要なデータを書き込み、それ
を読み出すために使用されるものであり、一部はリング
バッファとして使用される。表示器９はＣＰＵ６が行っ
た処理の結果を表示するためのものである。ＣＰＵ６に
は、ECG （心電図信号）検出部１０により検出されたEC
G がＡ／Ｄ変換部１１でデジタル信号に変換されて至る
ようにされている。

【００９７】このように構成された装置の動作を図２お
よび図３を参照して説明する。ＣＰＵ６は、これらのフ
ローチャートに示す機能の他、３波長の光の電気信号Ii
を対数変換してその変動分ΔlogIi すなわちΔAiを求め
る機能およびサンプリング(sampling)パルスとピッチ(p
itch) パルスを発生する機能を有している。

【００９８】サンプリングパルスが発生すると、図２に
示すようにリングバッファ(Ring Buffer) にΔAiを取り
込む処理を行う。このとき、ECG もリングバッファに取
り込む。

【００９９】ピッチパルスが発生すると、図３に示すよ
うな処理を行う。すなわち、波長数を示すレジスタの内
容を１にして（Ｓ３１）、順次波長λ1 、λ2 、λ3 の
それぞれについてリングバッファに格納されているデー
タをＲＡＭ８に設定されているスパンデータバッファ(S
pan data buffer)に１スパンデータ分取り込む（Ｓ３
２）。このとき、ECG も同様にＲＡＭ８に設定されてい
るスパンデータバッファに１スパンデータ分取り込む。

【０１００】次にK12 の値を保持するレジスタの内容を
初期値にして（Ｓ３３）、ΔA12(i)すなわち所定刻み幅
で設定された各K12 の値についてのΔA1- ΔA2*K12を求
め、脈波同期信号（ECG)との相関r(i)を求める（Ｓ３
４）。ここで、ΔA1- ΔA2*K12をΔA12 で表したが、以
下、一般的に、ΔAij=ΔAi-ΔAj*Kijと定義し、( ΔAi-
ΔAj*Kij) をΔAij で表すようにする。次にこのステ
ップＳ３４で求めたr の列におけるr が最大の場合のK1
2 を選択する（Ｓ３５）。

【０１０１】次にK32 の値を保持するレジスタの内容を
初期値にして（Ｓ３６）、ΔA32(i)すなわち所定刻み幅
で設定された各K32 の値についてのΔA32 を求め、脈波
同期信号（ECG)との相関r(i)を求める（Ｓ３７）。次に
このステップＳ３７で求めたr の列におけるr が最大の
場合のK32 を選択する（Ｓ３８）。

【０１０２】次に、求めたK12,K32 から Π32= ΔA32
/ ΔA12 を求め（Ｓ３７）、このΠ32と次の関係式に
基づく式から動脈血の酸素飽和度Saを求め（Ｓ３８）、
この結果を表示器９に表示する。

【数１７】

【０１０３】本実施の形態では、脈波同期信号としてEC
G を用いたが、これは脈波に同期する信号であれば、他
の信号でも良い。

【０１０４】本実施の形態によれば、体動によるアーテ
ファクトを無視し得る実際の脈波同期信号を参照してK1
2,K32 を決定しているので、正確な測定を行うことがで
きる。

【０１０５】上記の実施の形態において、ＣＰＵ６、Ｒ
ＯＭ７およびＲＡＭ８から成るデジタルコンピュータの
機能をブロックに分けて示すと図４に示すようになる。
また、このとき、各部のタイミングチャートは図５に示
すようになる。

【０１０６】図６および図７にこの装置による測定にお
いて、体動アーテファクトが消去された例を示す。図６
は、組織透過光信号である。前半は体動なく脈波のみで
あるが、後半は体動アーテファクトが重畳している。ア
ーテファクトの振幅は脈波の約１０倍である。図７は、
K12,K32 を最適に調節した場合の例である。これらの例
に示すようにK12,K32 が最適に調節されると、体動アー
テファクトは殆ど消去される。

【０１０７】上記の例では、係数K32 を脈波同期信号と
の相関から求めたが、係数K12 が求められるならば、Δ
A12 とΔA32 の相関が最大となるように調節してK32 を
求めても良い。

【０１０８】そこで、上記の例においてステップ３６〜
３８の代わりに、「求めた係数K12を代入したΔA12 と
ΔA32 の相関が最大となるK32 を求める」ステップとし
ても良い。

【０１０９】同様に、係数K12 が求められるならば、こ
のK12 と、既述のK12 とK32 との関係式（次式）により
K32 を求めことができる。これらの式において、未知数
はSvとK32 の２つであるからである。 K12={Ev1(Ev1+F)}^1/2 /{Ev2(Ev2+F) }^1/2 K32={Ev3(Ev3+F)}^1/2 /{Ev2(Ev2+F) }^1/2 そこで、上記の例においてステップ３６〜３８の代わり
に、「求めた係数K12と、K12 とK32 の関係式に基づい
てK32 を求める」ステップとしても良い。

【０１１０】第２の実施の形態；3+1 波長SpO2測定装置
（組織の厚みの変動を考慮、脈波同期信号を参照してK1
2,K32,K42 を調節） 本実施の形態の構成は図１に示した構成において、光源
１は４波長λ1,λ2,λ3,λ4 の光を発生する点、ＣＰＵ
６はこの４波長に関するデータを処理する点で異なって
いるが、他の点では同様である。

【０１１１】このように構成された装置の動作を図８の
フローチャートを参照して説明する。サンプリングパル
スが発生すると、図２に示したようにリングバッファに
各波長の透過光の減光度の変化分ΔAiを取り込む処理、
ECG を取り込む処理、を行うことは第１の実施の形態と
同様である。

【０１１２】ピッチパルスが発生すると、図８に示すよ
うな処理を行う。この図に示すように、ステップＳ３１
〜Ｓ３９は、上記第１の実施の形態における図３に示し
た処理と同じであるので説明は省略する。次にK42 の値
を保持するレジスタの内容を初期値にして（Ｓ８１）、
ΔA42(i)すなわち所定刻み幅で設定された各K42 の値に
ついてΔA42 を求め、脈波同期信号（ECG)との相関係数
r(i)を求める（Ｓ８２）。次にこのステップＳ８２で求
めたr の列におけるr が最大の場合のK42 を選択する
（Ｓ８３）。

【０１１３】次に、求めたK12,K42 から Π42= ΔA42
/ ΔA12 を求め（Ｓ８４）、このΠ42と前に求めたΠ32
と次の関係式に基づく式から動脈血の酸素飽和度Saを求
め（Ｓ８５）、この結果を表示器９に表示する。

【数１８】

【０１１４】本実施の形態によれば、体動によるアーテ
ファクトを無視し得る実際の脈波同期信号を参照してK1
2,K32,K42 を決定しているので、正確な測定を行うこと
ができる。

【０１１５】上記の実施の形態において、ＣＰＵ６、Ｒ
ＯＭ７およびＲＡＭ８から成るデジタルコンピュータの
機能をブロックに分けて示すと図９に示すようになる。
また、このとき、各部のタイミングチャートは図５に示
したものと同様である。

【０１１６】上記の例では係数K32,K42 は係数K12 と同
様にして求めたが、K12 が求まるならば、このK12 を代
入したΔA12 と、ΔA32 との相関が最大となるK32 を求
め、同様にこのK12 を代入したΔA12 と、ΔA42 との相
関が最大となるK42 を求めても良い。

【０１１７】そこで、上記の例においてステップ８１〜
８８の代わりに、「求めた係数K12を代入したΔA12 に
対し、ΔA32 とΔA42 の相関がそれぞれ最大となるK32,
K42を求め、これらK32,K42 からΠ32、Π42を求める」
ステップとしても良い。

【０１１８】また、係数K12,K32 が求まるならば、係数
K12,K32,K42 相互の関係より残り１つの係数K42 を求め
ることができる。これら係数は次式で表され、そのうち
未知数はExv2,Sv,K42 の３つであるからである。 K12=[{Ev1(Ev1+F)} ^1/2 -Exv1]/[{Ev2(Ev2+F)}^1/2 -Exv
2] K32=[{Ev3(Ev3+F)} ^1/2 -Exv3]/[{Ev2(Ev2+F)}^1/2 -Exv
2] K42=[{Ev4(Ev4+F)} ^1/2 -Exv4]/[{Ev2(Ev2+F)}^1/2 -Exv
2] ここで、 Exv1=A1Exv2+B1 Exv3=A3Exv2+B3 Exv4=A4Exv2+B4 Ev1=SvEo1+(1-Sv)Er1 Ev2=SvEo2+(1-Sv)Er2 Ev3=SvEo3+(1-Sv)Er3 Ev4=SvEo4+(1-Sv)Er4 である。

【０１１９】そこで、上記の例においてステップ８１〜
８３の代わりに、「求めた係数K12とK32 と、係数K12,K
32,K42 相互の関係より残り１つの係数K42 を求める」
ステップとしても良い。また、本実施の形態では、脈波
同期信号としてECG を用いたが、これは脈波に同期する
信号であれば、他の信号でも良い。

【０１２０】第３の実施の形態；2+1 波長SpO2測定装置
（組織の厚みの変動は無視、モード切り替え法によるK1
2,K32 の調節） 図１０に本実施の形態の構成を示す。第１の実施の形態
と異なるのは、ECG 検出部１０、Ａ／Ｄ変換部１１の代
わりに、モード切り替えスイッチ１２を設け、ＣＰＵ６
は、ＲＯＭ７に格納された図１１のフローチャートに示
すプログラムに基づいて、モード切り替えスイッチ１２
により指示されるモードに応じた処理を行う点である。

【０１２１】このように構成された装置の動作を説明す
る。サンプリングパルスが発生すると、第１の実施の形
態と同様に、図２に示したようにリングバッファにΔAi
を取り込む処理を行う。

【０１２２】次にピッチパルスが発生すると、図１１に
示すような処理を行う。すなわち、波長数を示すレジス
タの内容を１にして（Ｓ１１１）、順次波長λ1 、λ2
、λ3 のそれぞれについてリングバッファに格納され
ているデータをＲＡＭ８に設定されているスパンデータ
バッファに１スパンデータ分取り込む（Ｓ１１２）。

【０１２３】次にΔA1の周波数成分を求め（Ｓ１１
３）、アーテファクトモードに設定されているか否かを
判定する（Ｓ１１４）。本装置の電源投入時には、アー
テファクトモードではない方に設定されている。操作者
は測定の当初は被験者に体動が生じないようにし、いく
つかのピッチパルスを経て、モード切り替えスイッチ１
０を操作してアーテファクトモードに設定する。アーテ
ファクトモードではない場合には、Ｓ１１３で求めたΔ
A1の周波数成分のうち最大値を取る周波数Fmaxを選択す
る（Ｓ１１５）。アーテファクトモードの場合には、Ｓ
１１３で求めたΔA1の周波数成分の極大値を取る周波数
のうちステップＳ１１５で求めた周波数Fmaxの近辺の周
波数をFmaxとして選択する（Ｓ１１５）。

【０１２４】次にK12 の値を保持するレジスタの内容を
初期値にして（Ｓ１１７）、ΔA12(i)すなわち所定刻み
幅で設定された各K12 の値についてΔA12 を求め、この
ΔA12(i)の周波数成分を求め、その最大値の周波数F12
(i)と前のステップで求めたFmaxとの差ΔF12(i)の列を
求める（Ｓ１１８）。次にΔF12 の列におけるΔF12 が
最小の場合のK12 を求める（Ｓ１１９）。

【０１２５】次にK32 の値を保持するレジスタの内容を
初期値にして（Ｓ１２０）、ΔA32(i)すなわち所定刻み
幅で設定された各K32 の値についてΔA32 を求め、この
ΔA32(i)の周波数成分を求め、その最大値の周波数F32
(i)と前のステップで求めたFmaxとの差ΔF32(i)の列を
求める（Ｓ１２１）。次にΔF32 の列におけるΔF32 が
最小の場合のK32 を求める（Ｓ１２２）。

【０１２６】次に、求めたK12,K32 から Π32= ΔA32
/ ΔA12 を求め（Ｓ１２３）、このΠ32と次の関係式に
基づく式から動脈血の酸素飽和度Saを求め（Ｓ１２
４）、この結果を表示器９に表示する。

【数１９】

【０１２７】この実施の形態では、操作者がモード切り
替えスイッチ１０を操作してアーテファクトモードに設
定したが、ＣＰＵ６が、アーテファクトモードか否かの
判定を行なうようにしても良い。例えば、［K12,K32 ］
のいくつかのそれぞれについて、ΔA12,ΔA32 を求め、
Π32からSaを計算して、各Sa値の差異が一定以下なら体
動なしと判定する。ただし、ΔA12,ΔA32 の値が一定以
下であるものは対象から除外するものとする。この体動
有無判定用の［K12,K32 ］の内には、K12=K32=0 を含め
る。このようにすれば、K12=K32=0 の場合に、ΔA12=Δ
A1, ΔA32=ΔA3, Π32= Φ13= ΔA1/ ΔA3となるから、
体動がある場合には、これと他の［K12,K32 ］との間に
は大きな差が出やすく、判定の手数を少なくすることが
できるからである。

【０１２８】本実施の形態によれば、脈波同期信号等、
他の信号を必要としないので、構成を簡単にすることが
できる。

【０１２９】上記の実施の形態において、ＣＰＵ６、Ｒ
ＯＭ７およびＲＡＭ８から成るデジタルコンピュータの
機能をブロックに分けて示すと図１２に示すようにな
る。また、このとき、各部のタイミングチャートは図１
３に示すようになる。上記の例では、係数K32 を求める
にあたり、係数K12 と同様にして求めたが、まず係数K1
2 を求め、このK12 を代入したΔA12 と、ΔA32 の相関
が最大となるように調節してK32 を求めても良い。そこ
で、上記の例においてステップ１２０〜１２２の代わり
に、「求めた係数K12 を代入したΔA12 とΔA32 の相関
が最大となるK32 を求める」ステップとしても良い。

【０１３０】同様に、係数K12 が求められるならば、上
述したように、このK12 と、K12 とK32 との関係式によ
りK32 を求めことができる。そこで、上記の例において
ステップ１２０〜１２２の代わりに、「求めた係数K12
と、K12 とK32 の関係式に基づいてK32 を求める」ステ
ップとしても良い。

【０１３１】第４の実施の形態；3+1 波長SpO2測定装置
（組織の厚みの変動を考慮、モード切り替え法によるK1
2,K32,K42 の設定） 本実施の形態の構成は図１１に示した構成において、光
源１は４波長λ1,λ2,λ3,λ4 の光を発生する点、ＣＰ
Ｕ６はこの４波長に関するデータを処理する点で異なっ
ているが、他の点では第３の実施の形態と同様である。

【０１３２】このように構成された装置の動作を説明す
る。サンプリングパルスが発生すると、図２に示すよう
にリングバッファに各波長の透過光の減光度の変化分Δ
Aiを取り込む処理を行うことは第１の実施の形態と同様
である。

【０１３３】ピッチパルスが発生すると、図１４に示す
ような処理を行う。この図に示すように、ステップＳ１
１１〜Ｓ１２３は、上記第３の実施の形態における図１
１に示した処理と同じであるので説明は省略する。

【０１３４】次にK42 の値を保持するレジスタの内容を
初期値にして（Ｓ１４１）、ΔA42(i)すなわち所定刻み
幅で設定された各K32 の値についてΔA32 を求め、この
ΔA42(i)の周波数成分を求め、その最大値の周波数F42
(i)と前のステップで求めたFmaxとの差ΔF42(i)の列を
求める（Ｓ１４２）。次にΔF42 の列におけるΔF42 が
最小の場合のK42 を求める（Ｓ１４３）。

【０１３５】次に、求めたK12,K42 から Π42= ΔA42
/ ΔA12 を求め（Ｓ１４４）、すでに求めているΠ32
と、このΠ42と、次の関係式に基づく式から動脈血の酸
素飽和度Saを求め（Ｓ１４５）、この結果を表示器９に
表示する。

【数２０】

【０１３６】本実施の形態によれば、脈波同期信号等、
他の信号を必要としないので、構成を簡単にすることが
できる。

【０１３７】上記の実施の形態において、ＣＰＵ６、Ｒ
ＯＭ７およびＲＡＭ８から成るデジタルコンピュータの
機能をブロックに分けて示すと図１５に示すようにな
る。また、このとき、各部のタイミングチャートは図１
３に示したものと同様である。

【０１３８】上記の例では係数K32,K42 は係数K12 と同
様にして求めたが、K12 が求まるならば、このK12 を代
入したΔA12 と、ΔA32 との相関が最大となるK32 を求
め、同様にこのK12 を代入したΔA12 と、ΔA42 との相
関が最大となるK42 を求めても良い。

【０１３９】そこで、上記の例においてステップ１２０
〜１４４の代わりに、「求めた係数K12 を代入したΔA1
2 に対し、ΔA32 とΔA42 の相関がそれぞれ最大となる
K32,K42 を求め、これらK32,K42 からΠ32、Π42を求め
る」ステップとしても良い。また、既述のように係数K1
2,K32 が求まるならば、係数K12,K32,K42 相互の関係よ
り残り１つの係数K42 を求めることができる。そこで、
上記の例においてステップ１４１〜１４３の代わりに、
「求めた係数K12 とK32 と、係数K12,K32,K42 相互の関
係より残り１つの係数K42 を求める」ステップとしても
良い。

【０１４０】第５の実施の形態；2+1 波長SpO2測定装置
（組織の厚みの変動は無視、試行方式によるK12,K32 の
調節） 図１６に本実施の形態の構成を示す。第１の実施の形態
と異なるのは、心電図信号検出部を備えず、ＣＰＵ６
は、ＲＯＭ７に格納された図１７のフローチャートに示
すプログラムに基づいて、処理を行う点である。

【０１４１】このように構成された装置の動作を説明す
る。サンプリングパルスが発生すると、第１の実施の形
態と同様に、図２に示したように、リングバッファに各
波長の透過光の減光度の変化分ΔAiを取り込む処理を行
う。

【０１４２】次にピッチパルスが発生すると、波長数を
示すレジスタの内容を１にして（Ｓ１７１）、順次波長
λ1 、λ2 、λ3 のそれぞれについてリングバッファに
格納されているデータをＲＡＭ８に設定されているスパ
ンデータバッファに１スパンデータ分取り込む（Ｓ１７
２）。

【０１４３】次にK12 の値を保持するレジスタの内容を
初期値にして（Ｓ１７３）、ステップ１７４に進む。こ
こで、ΔA12(i)すなわち所定刻み幅で設定された各K12
の値について、K12 と上述のK12 K32 との関係からK32
を求め、次にK12,K23 よりΔA12 とΔA32 を求め、各K1
2,K32 の組みにおいて、Π32= ΔA32 / ΔA12 を求め、
これにより各K12 の値における動脈血の酸素飽和度Saを
次の式に基づいて求める。

【数２１】 これにより各K12 の値に対するSaが求まる。次に、この
Saの列の最大値を選択し（Ｓ１７５）、これを表示器９
に表示する。

【０１４４】上記の例では、係数K12,K32 の関係に基づ
いて設定された複数のK12,K32 の対［K12,K32 ］を用
い、各対に対してS を求め、そのうちの最大のS を採用
するとした例であるが、ΔA12 とΔA32 との波形の相関
が最大となる１対のK12,K32 を探しだし、これを用いて
S を求めるようにしても良い。これには波形そのものの
相関係数と周波数スペクトルの相関の２つの場合がある
が、後者は高速フーリエ変換(FFT) による周波数スペク
トル FFTΔA12 、FFT ΔA32 の相互相関係数が最大とな
ることを用いることができる。図１８に、これら２つの
場合の相互相関係数が最大となる例を示す。

【０１４５】本実施の形態によれば、脈波同期信号等、
他の信号を必要としないので、構成を簡単にすることが
できる。

【０１４６】上記の実施の形態において、ＣＰＵ６、Ｒ
ＯＭ７およびＲＡＭ８から成るデジタルコンピュータの
機能をブロックに分けて示すと図１９に示すようにな
る。また、このとき、各部のタイミングチャートは図２
０に示すようになる。

【０１４７】第６の実施の形態；3+1 波長SpO2測定装置
（組織の厚みの変動を考慮、試行法によるK12,K32,K42
の調節） 本実施の形態の構成は図１６に示した構成において、光
源１は４波長λ1,λ2,λ3,λ4 の光を発生する点、ＣＰ
Ｕ６はこの４波長に関するデータを処理する点で異なっ
ているが、他の点では第３の実施の形態と同様である。

【０１４８】このように構成された装置の動作を説明す
る。サンプリングパルスが発生すると、図２に示すよう
にリングバッファに各波長の透過光の減光度の変化分Δ
Aiを取り込む処理を行うことは第１の実施の形態と同様
である。

【０１４９】ピッチパルスが発生すると、図２１に示す
ような処理を行う。この図に示すように、ステップＳ１
７１〜Ｓ１７３は、上記第５の実施の形態における図１
７に示した処理と同じであるので説明は省略する。

【０１５０】次にステップＳ２１１に進み以下の処理を
行う。ΔA12(j)すなわち所定刻み幅で設定された各K12
の値についてΔA12 を求め、同様に所定刻み幅で設定さ
れた各K32 の値についてΔA32(i)すなわちΔA32 を求
め、各K12 の値において、ΔA12 と、所定刻み幅で設定
された各K32 についてのΔA32 の相関係数r を求め、r
が最大となるK32 を求め、各K12 の値において、Π32=
ΔA32 / ΔA12 を求める。各K12 の値において、このK3
2 と上記r が最大となるK32 の組合わせK12,K32につい
て、上述のK12,K32,K42 の相互の関係からK42 を求め、
各K12 の値において、Π42= ΔA42 / ΔA12 を求める。
これにより各K12 の値における動脈血酸素飽和度Saを次
の式に基づいて求める。

【数２２】

【０１５１】これにより各K12 の値に対するSaが求ま
る。次にステップＳ２１２に進み、このSaの列の最大値
を選択し、これを表示器９に表示する。

【０１５２】上記の説明では、ΔA12 とΔA32 との波形
の相互相関係数が最大となることを用いたが、これはそ
れぞれの高速フーリエ変換(FFT) による周波数スペクト
ル FFTΔA12 とFFT ΔA32 との相互相関係数が最大とな
ることを用いても同じである。図１８に、これら２つの
場合の相互相関係数が最大となる例を示す。

【０１５３】本実施の形態によれば、脈波同期信号等、
他の信号を必要としないので、構成を簡単にすることが
できる。

【０１５４】上記の実施の形態において、ＣＰＵ６、Ｒ
ＯＭ７およびＲＡＭ８から成るデジタルコンピュータの
機能をブロックに分けて示すと図２２に示すようにな
る。また、このとき、各部のタイミングチャートは図２
３に示すようになる。

【０１５５】以上は、パルスオキシメータの説明である
が、酸素ヘモグロビンや還元ヘモグロビン以外の血中吸
光物（注入色素も含む）を測定の対象とするならば、本
発明はこれらの測定にも同様にして適用することができ
る。

【０１５６】

【発明の効果】本発明によれば、多波長、多成分の測定
においても、体動アーテファクトの影響を受けないで正
確に酸素飽和度を測定することができる。また、組織の
厚さの変動を考慮した場合にも適用できるパルスオキシ
メータを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態の装置の全体構成を示す図。

【図２】第１の実施の形態の装置の動作を説明するため
のフローチャート。

【図３】第１の実施の形態の装置の動作を説明するため
のフローチャート。

【図４】第１の実施の形態の装置におけるデジタルコン
ピュータの機能を示すブロック図。

【図５】図４に示す各ブロックの動作を説明するための
タイミングチャート。

【図６】第１の実施の形態の装置による測定結果を説明
するための図。

【図７】第１の実施の形態の装置による測定結果を説明
するための図。

【図８】第２の実施の形態の装置の動作を説明するため
のフローチャート。

【図９】第２の実施の形態の装置におけるデジタルコン
ピュータの機能を示すブロック図。

【図１０】第３の実施の形態の装置の全体構成を示す
図。

【図１１】第３の実施の形態の装置の動作を説明するた
めのフローチャート。

【図１２】第３の実施の形態の装置におけるデジタルコ
ンピュータの機能を示すブロック図。

【図１３】図１２に示す各ブロックの動作を説明するた
めのタイミングチャート。

【図１４】第４の実施の形態の装置の動作を説明するた
めのフローチャート。

【図１５】第４の実施の形態の装置におけるデジタルコ
ンピュータの機能を示すブロック図。

【図１６】第５の実施の形態の装置の全体構成を示す
図。

【図１７】第５の実施の形態の装置の動作を説明するた
めのフローチャート。

【図１８】第５の実施の形態の装置による測定結果の一
例を示す図。

【図１９】第５の実施の形態の装置におけるデジタルコ
ンピュータの機能を示すブロック図。

【図２０】図１９に示す各ブロックの動作を説明するた
めのタイミングチャート。

【図２１】第６の実施の形態の装置の動作を説明するた
めのフローチャート。

【図２２】第６の実施の形態の装置におけるデジタルコ
ンピュータの機能を示すブロック図。

【図２３】図２２に示す各ブロックの動作を説明するた
めのタイミングチャート。

【符号の説明】

１ 光源 ２ 駆動部 ４ 光電変換部 ５ Ａ／Ｄ変換部 ６ ＣＰＵ ７ ＲＯＭ ８ ＲＡＭ ９ 表示器 １０ ECG 検出部 １２ モード切り替えスイッチ

Claims (44)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ３波長λi (i=1,2,3) の光を生体組織に
   照射する光照射手段と、 各波長の組織透過光を光電変換する光電変換手段と、 この光電変換手段が出力する透過光信号に基づいて、生
   体組織の各波長についての減光度の変化分ΔAi(i=1,2,
   3) を求める減光度変化分検出手段と、 この減光度変化分検出手段が求めたΔAiと、所定の条件
   により決定される係数K12 ，K32 とにより（ΔA3−ΔA2
   *K32）／（ΔA1−ΔA2*K12）を求める比率検出手段と、 この比率検出手段が求めた結果に基づいて血液の酸素飽
   和度を求める酸素飽和度検出手段と、を具備する体動ノ
   イズ除去パルスオキシメトリの装置。
2. 【請求項２】 ４波長λi (i=1,2,3,4) の光を生体組織
   に照射する光照射手段と、 各波長の組織透過光を光電変換する光電変換手段と、 この光電変換手段が出力する透過光信号に基づいて、生
   体組織の各波長についての減光度の変化分ΔAi(i=1,2,
   3,4) を求める減光度変化分検出手段と、 この減光度変化分検出手段が求めたΔAiと、所定の条件
   により決定される係数K12 ，K32 ，K42 とにより（ΔA3
   −ΔA2*K32）／（ΔA1−ΔA2*K12）および（ΔA4−ΔA2
   *K42）／（ΔA1−ΔA2*K12）を求める比率検出手段と、 この比率検出手段が求めた結果に基づいて血液の酸素飽
   和度を求める酸素飽和度検出手段と、を具備する体動ノ
   イズ除去パルスオキシメトリの装置。
3. 【請求項３】 脈波に同期した信号を測定する脈波同期
   信号測定手段と、 脈波同期信号と同じ区間の（ΔA1−ΔA2*K12）との相関
   が最大となるようにK12 を調節するK12 調節手段と、 脈波同期信号と同じ区間の（ΔA3−ΔA2*K32）との相関
   が最大となるようにK32 を調節するK32 調節手段と、を
   具備することを特徴とする請求項１に記載の体動ノイズ
   除去パルスオキシメトリの装置。
4. 【請求項４】 脈波に同期した信号を測定する脈波同期
   信号測定手段と、 脈波同期信号と同じ区間の（ΔA1−ΔA2*K12）との相関
   が最大となるK12 を調節するK12 調節手段と、 脈波同期信号と上記区間の（ΔA3−ΔA2*K32）との相関
   が最大となるK32 を調節するK32 調節手段と、 脈波同期信号と上記区間の（ΔA4−ΔA2*K42）との相関
   が最大となるK42 を調節するK42 調節手段と、を具備す
   ることを特徴とする請求項２に記載の体動ノイズ除去パ
   ルスオキシメトリの装置。
5. 【請求項５】 脈波同期信号測定手段は心電図信号を測
   定する手段であることを特徴とする請求項３または請求
   項４に記載の体動ノイズ除去パルスオキシメトリの装
   置。
6. 【請求項６】 減光度変化分検出手段から得られる減光
   度の変化分ΔAi(i=1,2,3) から一定区間毎に各変化分Δ
   Aiのうちの１つについての周波数成分を求める周波数成
   分検出手段と、 アーテファクト対応か否かのモードを切り替えるモード
   切り替え手段と、 アーテファクト非対応モードの場合、前記周波数成分検
   出手段が求めた一定区間毎の周波数成分からその一定区
   間毎の最大値の周波数を求める第１の最大値周波数検出
   手段と、 アーテファクト対応モードの場合、前記周波数成分検出
   手段が求めた一定区間毎の周波数成分から、その一定区
   間毎の極大値の周波数であって、前記第１の最大値周波
   数検出手段が検出した周波数に最も近い周波数を求める
   極大値周波数検出手段と、 アーテファクト対応モードの場合、前記減光度変化分検
   出手段から得られる減光度の各変化分ΔAi(i=1,2,3) か
   ら一定区間毎に（ΔA1−ΔA2*K12）と（ΔA3−ΔA2*K3
   2）の最大値の周波数を求める第２の最大値周波数検出
   手段と、 前記極大値周波数検出手段が求めた周波数と、前記第２
   の最大値周波数検出手段が求めた各周波数との差異が最
   小となるようにK12,K32 を調節する係数調節手段と、を
   具備することを特徴とする請求項１に記載の体動ノイズ
   除去パルスオキシメトリの装置。
7. 【請求項７】 減光度変化分検出手段から得られる減光
   度の変化分ΔAi(i=1,2,3,4) から一定区間毎に各変化分
   ΔAiのうちの１つについての周波数成分を求める周波数
   成分検出手段と、 アーテファクト対応か否かのモードを切り替えるモード
   切り替え手段と、 アーテファクト非対応モードの場合、前記周波数成分検
   出手段が求めた一定区間毎の周波数成分からその一定区
   間毎の最大値の周波数を求める第１の最大値周波数検出
   手段と、 アーテファクト対応モードの場合、前記周波数成分検出
   手段が求めた一定区間毎の周波数成分から、その一定区
   間毎の極大値の周波数であって、前記第１の最大値周波
   数検出手段が検出した周波数に最も近い周波数を求める
   極大値周波数検出手段と、 アーテファクト対応モードの場合、前記減光度変化分検
   出手段から得られる減光度の各変化分ΔAi(i=1,2,3,4)
   から一定区間毎に（ΔA1−ΔA2*K12）、（ΔA3−ΔA2*K
   32）、（ΔA4−ΔA2*K42）の最大値の周波数を求める第
   ２の最大値周波数検出手段と、 前記極大値周波数検出手段が求めた周波数と、前記第２
   の最大値周波数検出手段が求めた各周波数との差異が最
   小となるようにK12,K32,K42 を調節する係数調節手段
   と、を具備することを特徴とする請求項２に記載の体動
   ノイズ除去パルスオキシメトリの装置。
8. 【請求項８】 係数K12,K32 のうち一方の係数K12 が求
   められている状態であるとき、（ΔA1−ΔA2*K12）と
   （ΔA3−ΔA2*K32）の相関が最大となるように残り係数
   K32 を調節する残り係数調節手段を具備することを特徴
   とする請求項１に記載の体動ノイズ除去パルスオキシメ
   トリの装置。
9. 【請求項９】 脈波に同期した信号を測定する脈波同期
   信号測定手段と、 脈波同期信号と同じ区間の（ΔA1−ΔA2*K12）との相関
   が最大となるようにK12 を調節するK12 調節手段と、 このK12 調節手段により求めたK12 を用いて（ΔA1−Δ
   A2*K12）と（ΔA3−ΔA2*K32）の相関が最大となるよう
   に残り係数K32 を調節する残り係数調節手段を具備する
   ことを特徴とする請求項１に記載の体動ノイズ除去パル
   スオキシメトリの装置。
10. 【請求項１０】 減光度変化分検出手段から得られる減
    光度の変化分ΔAi(i=1,2,3) から一定区間毎に各変化分
    ΔAiのうちの１つについての周波数成分を求める周波数
    成分検出手段と、 アーテファクト対応か否かのモードを切り替えるモード
    切り替え手段と、 アーテファクト非対応モードの場合、前記周波数成分検
    出手段が求めた一定区間毎の周波数成分からその一定区
    間毎の最大値の周波数を求める第１の最大値周波数検出
    手段と、 アーテファクト対応モードの場合、前記周波数成分検出
    手段が求めた一定区間毎の周波数成分から、その一定区
    間毎の極大値の周波数であって、前記第１の最大値周波
    数検出手段が検出した周波数に最も近い周波数を求める
    極大値周波数検出手段と、 アーテファクト対応モードの場合、前記減光度変化分検
    出手段から得られる減光度の各変化分ΔAi(i=1,2) から
    一定区間毎に（ΔA1−ΔA2*K12）の最大値の周波数を求
    める第２の最大値周波数検出手段と、 前記極大値周波数検出手段が求めた周波数と、前記第２
    の最大値周波数検出手段が求めた周波数との差異が最小
    となるようにK12 を調節するK12 係数調節手段と、 このK12 調節手段により求めたK12 を用いて（ΔA1−Δ
    A2*K12）と（ΔA3−ΔA2*K32）の相関が最大となるよう
    に残り係数K32 を調節する残り係数調節手段を具備する
    ことを特徴とする請求項１に記載の体動ノイズ除去パル
    スオキシメトリの装置。
11. 【請求項１１】 係数Kj2(j=1,3,4)のうち１つのK12 が
    求められている状態であるとき、（ΔA1−ΔA2*K12）と
    （ΔA3−ΔA2*K32）の相関および（ΔA1−ΔA2*K12）と
    （ΔA4−ΔA2*K42）の相関がそれぞれ最大となるように
    残り係数K32,K42 を調節する残り係数調節手段を具備す
    ることを特徴とする請求項２に記載の体動ノイズ除去パ
    ルスオキシメトリの装置。
12. 【請求項１２】 脈波に同期した信号を測定する脈波同
    期信号測定手段と、 脈波同期信号と同じ区間の（ΔA1−ΔA2*K12）との相関
    が最大となるK12 を調節するK12 調節手段と、 このK12 調節手段により求めたK12 を用いて（ΔA1−Δ
    A2*K12）と（ΔA3−ΔA2*K32）の相関および（ΔA1−Δ
    A2*K12）と（ΔA4−ΔA2*K42）の相関がそれぞれ最大と
    なるように残り係数K32,K42 を調節する残り係数調節手
    段を具備することを特徴とする請求項２に記載の体動ノ
    イズ除去パルスオキシメトリの装置。
13. 【請求項１３】 減光度変化分検出手段から得られる減
    光度の変化分ΔAi(i=1,2,3,4) から一定区間毎に各変化
    分ΔAiのうちの１つについての周波数成分を求める周波
    数成分検出手段と、 アーテファクト対応か否かのモードを切り替えるモード
    切り替え手段と、 アーテファクト非対応モードの場合、前記周波数成分検
    出手段が求めた一定区間毎の周波数成分からその一定区
    間毎の最大値の周波数を求める第１の最大値周波数検出
    手段と、 アーテファクト対応モードの場合、前記周波数成分検出
    手段が求めた一定区間毎の周波数成分から、その一定区
    間毎の極大値の周波数であって、前記第１の最大値周波
    数検出手段が検出した周波数に最も近い周波数を求める
    極大値周波数検出手段と、 アーテファクト対応モードの場合、前記減光度変化分検
    出手段から得られる減光度の各変化分ΔAi(i=1,2) から
    一定区間毎に（ΔA1−ΔA2*K12）の最大値の周波数を求
    める第２の最大値周波数検出手段と、 前記極大値周波数検出手段が求めた周波数と、前記第２
    の最大値周波数検出手段が求めた周波数との差異が最小
    となるようにK12 を調節するK12 係数調節手段と、 このK12 調節手段により求めたK12 を用いて（ΔA1−Δ
    A2*K12）と（ΔA3−ΔA2*K32）の相関および（ΔA1−Δ
    A2*K12）と（ΔA4−ΔA2*K42）の相関がそれぞれ最大と
    なるように残り係数K32,K42 を調節する残り係数調節手
    段を具備することを特徴とする請求項２に記載の体動ノ
    イズ除去パルスオキシメトリの装置。タ。
14. 【請求項１４】 係数K12,K32 のうち一方の係数K12 が
    求められている状態であるとき、係数K12 と、K12 とK3
    2 の関係式に基づいてK32 を求める残り係数検出手段
    と、を具備することを特徴とする請求項１に記載の体動
    ノイズ除去パルスオキシメトリの装置。
15. 【請求項１５】 脈波に同期した信号を測定する脈波同
    期信号測定手段と、 脈波同期信号と同じ区間の（ΔA1−ΔA2*K12）との相関
    が最大となるようにK12 を調節するK12 調節手段と、 このK12 調節手段により求めたK12 と、K12 とK32 の関
    係式に基づいてK32 を求める残り係数検出手段と、を具
    備することを特徴とする請求項１に記載の体動ノイズ除
    去パルスオキシメトリの装置。
16. 【請求項１６】 減光度変化分検出手段から得られる減
    光度の変化分ΔAi(i=1,2,3) から一定区間毎に各変化分
    ΔAiのうちの１つについての周波数成分を求める周波数
    成分検出手段と、 アーテファクト対応か否かのモードを切り替えるモード
    切り替え手段と、 アーテファクト非対応モードの場合、前記周波数成分検
    出手段が求めた一定区間毎の周波数成分からその一定区
    間毎の最大値の周波数を求める第１の最大値周波数検出
    手段と、 アーテファクト対応モードの場合、前記周波数成分検出
    手段が求めた一定区間毎の周波数成分から、その一定区
    間毎の極大値の周波数であって、前記第１の最大値周波
    数検出手段が検出した周波数に最も近い周波数を求める
    極大値周波数検出手段と、 アーテファクト対応モードの場合、前記減光度変化分検
    出手段から得られる減光度の各変化分ΔAi(i=1,2) から
    一定区間毎に（ΔA1−ΔA2*K12）の最大値の周波数を求
    める第２の最大値周波数検出手段と、 前記極大値周波数検出手段が求めた周波数と、前記第２
    の最大値周波数検出手段が求めた周波数との差異が最小
    となるようにK12 を調節するK12 係数調節手段と、 このK12 調節手段により求めたK12 と、K12 とK32 の関
    係式に基づいてK32 を求める残り係数検出手段と、を具
    備することを特徴とする請求項１に記載の体動ノイズ除
    去パルスオキシメトリの装置。
17. 【請求項１７】 係数K12,K32,K42 のうち２つの係数K1
    2,K32 が求められている状態であるとき、K12,K32,K42
    相互の関係に基づいてK42 を求める残り係数検出手段
    と、を具備することを特徴とする請求項２に記載の体動
    ノイズ除去パルスオキシメトリの装置。
18. 【請求項１８】 脈波に同期した信号を測定する脈波同
    期信号測定手段と、 脈波同期信号と同じ区間の（ΔA1−ΔA2*K12）との相関
    が最大となるようにK12 を調節するK12 調節手段と、 脈波同期信号と同じ区間の（ΔA3−ΔA2*K32）との相関
    が最大となるようにK32 を調節するK32 調節手段と、 前記K12 調節手段および前記K32 調節手段によりそれぞ
    れ求めたK12,K32 と、K12,K32,K42 相互の関係に基づい
    てK42 を求める残り係数検出手段と、を具備することを
    特徴とする請求項２に記載の体動ノイズ除去パルスオキ
    シメトリの装置。
19. 【請求項１９】 減光度変化分検出手段から得られる減
    光度の変化分ΔAi(i=1,2,3) から一定区間毎に各変化分
    ΔAiのうちの１つについての周波数成分を求める周波数
    成分検出手段と、 アーテファクト対応か否かのモードを切り替えるモード
    切り替え手段と、 アーテファクト非対応モードの場合、前記周波数成分検
    出手段が求めた一定区間毎の周波数成分からその一定区
    間毎の最大値の周波数を求める第１の最大値周波数検出
    手段と、 アーテファクト対応モードの場合、前記周波数成分検出
    手段が求めた一定区間毎の周波数成分から、その一定区
    間毎の極大値の周波数であって、前記第１の最大値周波
    数検出手段が検出した周波数に最も近い周波数を求める
    極大値周波数検出手段と、 アーテファクト対応モードの場合、前記減光度変化分検
    出手段から得られる減光度の各変化分ΔAi(i=1,2) から
    一定区間毎に（ΔA1−ΔA2*K12）、（ΔA3−ΔA2*K32）
    の最大値の周波数を求める第２の最大値周波数検出手段
    と、 前記極大値周波数検出手段が求めた周波数と、前記第２
    の最大値周波数検出手段が求めた各周波数との差異が最
    小となるようにK12,K32 を調節するK12,K32 係数調節手
    段と、 このK12,K32 調節手段により求めたK12,K32 と、K12,K3
    2,K42 の関係に基づいてK32 を求める残り係数検出手段
    と、 を具備することを特徴とする請求項２に記載の体動ノイ
    ズ除去パルスオキシメトリの装置。
20. 【請求項２０】 減光度変化分検出手段から得られるΔ
    Ai(i=1,2,3) に基づいて一定区間毎の（ΔA1−ΔA2*K1
    2）と（ΔA3−ΔA2*K32）を求め、これらの相関が最大
    となるようにK12 、K32 を調節する係数調節手段を具備
    することを特徴とする請求項１に記載の体動ノイズ除去
    パルスオキシメトリの装置。
21. 【請求項２１】 ３波長λi (i=1,2,3) の光を生体組織
    に照射する光照射手段と、 各波長の組織透過光を光電変換する光電変換手段と、 この光電変換手段が出力する透過光信号に基づいて、生
    体組織の各波長についての減光度の変化分ΔAi(i=1,2,
    3) を求める減光度変化分検出手段と、 係数K12,K32 の関係に基づいて設定された複数のK12,K3
    2 の対［K12,K32 ］にそれぞれ対応した（ΔA1−ΔA2*K
    12）と（ΔA3−ΔA2*K32）の対［（ΔA1−ΔA2*K12），
    （ΔA3−ΔA2*K32）］の列を前記減光度変化分検出手段
    が求めたΔAi(i=1,2,3) から求める対列検出手段と、 この対列検出手段が求めた［（ΔA1−ΔA2*K12），（Δ
    A3−ΔA2*K32）］からそれぞれ（ΔA3−ΔA2*K32）／
    （ΔA1−ΔA2*K12）を求め、それぞれから血液の酸素飽
    和度S を求める酸素飽和度検出手段と、 この酸素飽和度検出手段が求めた酸素飽和度S の中から
    最大のS を選択するS値選択手段と、 を具備する体動ノイズ除去パルスオキシメトリの装置。
22. 【請求項２２】 ４波長λi (i=1,2,3,4) の光を生体組
    織に照射する光照射手段と、 各波長の組織透過光を光電変換する光電変換手段と、 この光電変換手段が出力する透過光信号に基づいて、生
    体組織の各波長についての減光度の変化分ΔAi(i=1,2,
    3,4) を求める減光度変化分検出手段と、 この減光度変化分検出手段が求めたΔAiに基づいて、所
    定間隔に設定された複数の係数K12 の値のそれぞれにつ
    いて（ΔA1−ΔA2*K12）を一定区間毎に求め、各係数K1
    2 についての（ΔA1−ΔA2*K12）との相関が最大となる
    （ΔA3−ΔA2*K32）の係数K32 をそれぞれ求めると共
    に、K12,K32 に基づいてK42 を求め、（K12 、K32 、K4
    2 ）の組み合わせ列を求める係数組み合わせ列検出手段
    と、 この係数組み合わせ列検出手段が求めた組み合わせ列の
    各組み合わせについて（ΔA3−ΔA2*K32）／（ΔA1−Δ
    A 2 *K12）、（ΔA4−ΔA2*K42）／（ΔA1−ΔA2*K12）
    と、静脈血の厚みの変動がないとした場合の酸素飽和度
    S との関係からK12 とS の関係を求めるK12 −S 関係検
    出手段と、 このK12 −S 関係検出手段が求めたK12 とS の関係から
    最大のS を選択するS値選択手段と、 を具備する体動ノイズ除去パルスオキシメトリの装置。
23. 【請求項２３】 ３波長λi (i=1,2,3) の光を生体組織
    に照射し、 各波長の組織透過光を光電変換し、 この光電変換した透過光信号に基づいて、生体組織の各
    波長についての減光度の変化分ΔAi(i=1,2,3) を求め、 求めたΔAiと、所定の条件により決定される係数K12 ，
    K32 とにより（ΔA3−ΔA2*K32）／（ΔA1−ΔA2*K12）
    を求め、 この比率に基づいて血液の酸素飽和度を求める体動ノイ
    ズ除去パルスオキシメトリの方法。
24. 【請求項２４】 ４波長λi (i=1,2,3,4) の光を生体組
    織に照射し、 各波長の組織透過光を光電変換し、 この光電変換した透過光信号に基づいて、生体組織の各
    波長についての減光度の変化分ΔAi(i=1,2,3,4) を求
    め、 求めたΔAiと、所定の条件により決定される係数K12 ，
    K32 ，K42 とにより（ΔA3−ΔA2*K32）／（ΔA1−ΔA2
    *K12）および（ΔA4−ΔA2*K42）／（ΔA1−ΔA2*K12）
    を求め、 この比率に基づいて血液の酸素飽和度を求める体動ノイ
    ズ除去パルスオキシメトリの方法。
25. 【請求項２５】 脈波に同期した信号を測定し、 脈波同期信号と同じ区間の（ΔA1−ΔA2*K12）との相関
    が最大となるようにK12 を調節し、 脈波同期信号と同じ区間の（ΔA3−ΔA2*K32）との相関
    が最大となるようにK32 を調節する、ことを特徴とする
    請求項２３に記載の体動ノイズ除去パルスオキシメトリ
    の方法。
26. 【請求項２６】 脈波に同期した信号を測定し、 脈波同期信号と同じ区間の（ΔA1−ΔA2*K12）との相関
    が最大となるK12 を調節し、 脈波同期信号と上記区間の（ΔA3−ΔA2*K32）との相関
    が最大となるK32 を調節し、 脈波同期信号と上記区間の（ΔA4−ΔA2*K42）との相関
    が最大となるK42 を調節することを特徴とする請求項２
    ４に記載の体動ノイズ除去パルスオキシメトリの方法。
27. 【請求項２７】 脈波同期信号は心電図信号であること
    を特徴とする請求項２５または請求項２６に記載の体動
    ノイズ除去パルスオキシメトリの装置。
28. 【請求項２８】 アーテファクトが無い場合、一定区間
    毎に各変化分ΔAi(i=1,2,3) のうちの１つのΔAjについ
    ての周波数成分を求め、求めた一定区間毎の周波数成分
    からその一定区間毎の最大値の周波数を求め、 アーテファクトがある場合、一定区間毎に上記ΔAjにつ
    いての周波数成分を求め、求めた一定区間毎の周波数成
    分から、その一定区間毎の極大値の周波数であって、ア
    ーテファクトが無い場合に検出した最大値の周波数に最
    も近い周波数を求め、 以後、検出した減光度の各変化分ΔAi(i=1,2,3) から一
    定区間毎に（ΔA1−ΔA2*K12）と（ΔA3−ΔA2*K32）の
    最大値の周波数を求め、 この最大値の各周波数と前記求めた極大値の周波数との
    差異が最小となるようにK12,K32 を調節することを特徴
    とする請求項２３に記載の体動ノイズ除去パルスオキシ
    メトリの方法。
29. 【請求項２９】 アーテファクトが無い場合、一定区間
    毎に各変化分ΔAi(i=1,2,3,4) のうちの１つのΔAjにつ
    いての周波数成分を求め、求めた一定区間毎の周波数成
    分からその一定区間毎の最大値の周波数を求め、 アーテファクトがある場合、一定区間毎に上記ΔAjにつ
    いての周波数成分を求め、求めた一定区間毎の周波数成
    分から、その一定区間毎の極大値の周波数であって、ア
    ーテファクトが無い場合に検出した最大値の周波数に最
    も近い周波数を求め、 以後、検出した減光度の各変化分ΔAi(i=1,2,3,4) から
    一定区間毎に（ΔA1−ΔA2*K12）、（ΔA3−ΔA2*K32）
    および（ΔA1−ΔA2*K12）の最大値の周波数を求め、 これらの最大値の各周波数と前記求めた極大値の周波数
    との差異が最小となるようにK12,K32,K42 を調節するこ
    とを特徴とする請求項２４に記載の体動ノイズ除去パル
    スオキシメトリの方法。
30. 【請求項３０】 係数K12,K32 のうち一方の係数K12 が
    求められている状態であるとき、（ΔA1−ΔA2*K12）と
    （ΔA3−ΔA2*K32）の相関が最大となるように残り係数
    K32 を調節することを特徴とする請求項２３に記載の体
    動ノイズ除去パルスオキシメトリの方法。
31. 【請求項３１】 脈波に同期した信号を測定し、 脈波同期信号と同じ区間の（ΔA1−ΔA2*K12）との相関
    が最大となるようにK12 を調節し、 求めたK12 を用いて（ΔA1−ΔA2*K12）と（ΔA3−ΔA2
    *K32）の相関が最大となるように残り係数K32 を調節す
    ることを特徴とする請求項２３に記載の体動ノイズ除去
    パルスオキシメトリの方法。
32. 【請求項３２】 アーテファクトが無い場合、一定区間
    毎に各変化分ΔAi(i=1,2,3) のうちの１つのΔAjについ
    ての周波数成分を求め、求めた一定区間毎の周波数成分
    からその一定区間毎の最大値の周波数を求め、 アーテファクトがある場合、一定区間毎に上記ΔAjにつ
    いての周波数成分を求め、求めた一定区間毎の周波数成
    分から、その一定区間毎の極大値の周波数であって、ア
    ーテファクトが無い場合に検出した最大値の周波数に最
    も近い周波数を求め、 以後、検出した減光度の各変化分ΔAi(i=1,2) から一定
    区間毎に（ΔA1−ΔA2*K12）の最大値の周波数を求め、 この最大値の各周波数と前記求めた極大値の周波数との
    差異が最小となるようにK12 を調節し、 求めたK12 を用いて（ΔA1−ΔA2*K12）と（ΔA3−ΔA2
    *K32）の相関が最大となるように残り係数K32 を調節す
    ることを特徴とする請求項２３に記載の体動ノイズ除去
    パルスオキシメトリの方法。
33. 【請求項３３】 係数Kj2(j=1,3,4)のうち１つのK12 が
    求められている状態であるとき、（ΔA1−ΔA2*K12）と
    （ΔA3−ΔA2*K32）の相関および（ΔA1−ΔA2*K12）と
    （ΔA4−ΔA2*K42）の相関がそれぞれ最大となるように
    残り係数K32,K42 を調節することを特徴とする請求項２
    ４に記載の体動ノイズ除去パルスオキシメトリの方法。
34. 【請求項３４】 脈波に同期した信号を測定し、 脈波同期信号と同じ区間の（ΔA1−ΔA2*K12）との相関
    が最大となるK12 を調節し、 求めたK12 を用いて（ΔA1−ΔA2*K12）と（ΔA3−ΔA2
    *K32）の相関および（ΔA1−ΔA2*K12）と（ΔA4−ΔA2
    *K42）の相関がそれぞれ最大となるように残り係数K32,
    K42 を調節することを特徴とする請求項２４に記載の体
    動ノイズ除去パルスオキシメトリの方法。
35. 【請求項３５】 アーテファクトが無い場合、一定区間
    毎に各変化分ΔAi(i=1,2,3,4) のうちの１つのΔAjにつ
    いての周波数成分を求め、求めた一定区間毎の周波数成
    分からその一定区間毎の最大値の周波数を求め、 アーテファクトがある場合、一定区間毎に上記ΔAjにつ
    いての周波数成分を求め、求めた一定区間毎の周波数成
    分から、その一定区間毎の極大値の周波数であって、ア
    ーテファクトが無い場合に検出した最大値の周波数に最
    も近い周波数を求め、 以後、検出した減光度の各変化分ΔAi(i=1,2) から一定
    区間毎に（ΔA1−ΔA2*K12）の最大値の周波数を求め、 この最大値の各周波数と前記求めた極大値の周波数との
    差異が最小となるようにK12 を調節し、 求めたK12 を用いて（ΔA1−ΔA2*K12）と（ΔA3−ΔA2
    *K32）の相関および（ΔA1−ΔA2*K12）と（ΔA4−ΔA2
    *K42）の相関がそれぞれ最大となるように残り係数K32,
    K42 を調節することを特徴とする請求項２４に記載の体
    動ノイズ除去パルスオキシメトリの方法。
36. 【請求項３６】 係数K12,K32 のうち一方の係数K12 が
    求められている状態であるとき、係数K12 と、K12 とK3
    2 の関係式に基づいてK32 を求めることを特徴とする請
    求項２３に記載の体動ノイズ除去パルスオキシメトリの
    装置。
37. 【請求項３７】 脈波に同期した信号を測定し、 脈波同期信号と同じ区間の（ΔA1−ΔA2*K12）との相関
    が最大となるようにK12 を調節し、 求めたK12 と、K12 とK32 の関係式に基づいてK32 を求
    めることを特徴とする請求項１に記載の体動ノイズ除去
    パルスオキシメトリの方法。
38. 【請求項３８】 アーテファクトが無い場合、一定区間
    毎に各変化分ΔAi(i=1,2,3,4) のうちの１つのΔAjにつ
    いての周波数成分を求め、求めた一定区間毎の周波数成
    分からその一定区間毎の最大値の周波数を求め、 アーテファクトがある場合、一定区間毎に上記ΔAjにつ
    いての周波数成分を求め、求めた一定区間毎の周波数成
    分から、その一定区間毎の極大値の周波数であって、ア
    ーテファクトが無い場合に検出した最大値の周波数に最
    も近い周波数を求め、 以後、検出した減光度の各変化分ΔAi(i=1,2) から一定
    区間毎に（ΔA1−ΔA2*K12）の最大値の周波数を求め、 この最大値の各周波数と前記求めた極大値の周波数との
    差異が最小となるようにK12 を調節し、 K12 と、K12 とK32 の関係式に基づいてK32 を求めるこ
    とを特徴とする請求項２３に記載の体動ノイズ除去パル
    スオキシメトリの方法。
39. 【請求項３９】 係数K12,K32,K42 のうち２つの係数K1
    2,K32 が求められている状態であるとき、K12,K32,K42
    相互の関係に基づいてK42 を求める、ことを特徴とする
    請求項２に記載の体動ノイズ除去パルスオキシメトリの
    方法。
40. 【請求項４０】 脈波に同期した信号を測定し、 脈波同期信号と同じ区間の（ΔA1−ΔA2*K12）との相関
    が最大となるようにK12 を調節し、 脈波同期信号と同じ区間の（ΔA3−ΔA2*K32）との相関
    が最大となるようにK32 を調節し、 求めたK12,K32 と、K12,K32,K42 相互の関係に基づいて
    K42 を求めることを特徴とする請求項２４に記載の体動
    ノイズ除去パルスオキシメトリの装置。
41. 【請求項４１】 アーテファクトが無い場合、一定区間
    毎に各変化分ΔAi(i=1,2,3,4) のうちの１つのΔAjにつ
    いての周波数成分を求め、求めた一定区間毎の周波数成
    分からその一定区間毎の最大値の周波数を求め、 アーテファクトがある場合、一定区間毎に上記ΔAjにつ
    いての周波数成分を求め、求めた一定区間毎の周波数成
    分から、その一定区間毎の極大値の周波数であって、ア
    ーテファクトが無い場合に検出した最大値の周波数に最
    も近い周波数を求め、 以後、検出した減光度の各変化分ΔAi(i=1,2,3) から一
    定区間毎に（ΔA1−ΔA2*K12）、（ΔA3−ΔA2*K32）の
    最大値の周波数を求め、 これらの最大値の各周波数と前記求めた極大値の周波数
    との差異が最小となるようにK12,K32 を調節し、 求めたK12,K32 と、K12,K32,K42 の関係に基づいてK42
    を求めることを特徴とする請求項２に記載の体動ノイズ
    除去パルスオキシメトリの方法。
42. 【請求項４２】 ΔAi(i=1,2,3) に基づいて一定区間毎
    の（ΔA1−ΔA2*K12）と（ΔA3−ΔA2*K32）を求め、こ
    れらの相関が最大となるようにK12 、K32 を調節するこ
    とを特徴とする請求項２３に記載の体動ノイズ除去パル
    スオキシメトリの方法。
43. 【請求項４３】 ３波長λi (i=1,2,3) の光を生体組織
    に照射し、 各波長の組織透過光を光電変換し、 この光電変換した透過光信号に基づいて、生体組織の各
    波長についての減光度の変化分ΔAi(i=1,2,3) を求め、 係数K12,K32 の関係に基づいて設定された複数のK12,K3
    2 の対［K12,K32 ］にそれぞれ対応した（ΔA1−ΔA2*K
    12）と（ΔA3−ΔA2*K32）の対［（ΔA1−ΔA2*K12），
    （ΔA3−ΔA2*K32）］の列をΔAi(i=1,2,3) から求め、 求めた［（ΔA1−ΔA2*K12），（ΔA3−ΔA2*K32）］か
    らそれぞれ（ΔA3−ΔA2*K32）／（ΔA1−ΔA2*K12）を
    求め、それぞれから血液の酸素飽和度S を求め、 求めた酸素飽和度S の中から最大のS を選択する体動ノ
    イズ除去パルスオキシメトリの方法。
44. 【請求項４４】 ４波長λi (i=1,2,3,4) の光を生体組
    織に照射し、 各波長の組織透過光を光電変換し、 この光電変換した透過光信号に基づいて、生体組織の各
    波長についての減光度の変化分ΔAi(i=1,2,3,4) を求
    め、 求めたΔAiに基づいて、所定間隔に設定された複数の係
    数K12 の値のそれぞれについて（ΔA1−ΔA2*K12）を一
    定区間毎に求め、各係数K12 についての（ΔA1−ΔA2*K
    12）との相関が最大となる（ΔA3−ΔA2*K32）の係数K3
    2 をそれぞれ求めると共に、K12,K32 に基づいてK42 を
    求め、（K12 、K32 、K42 ）の組み合わせ列を求め、 求めた組み合わせ列の各組み合わせについて（ΔA3−Δ
    A2*K32）／（ΔA1−ΔA 2 *K12）、（ΔA4−ΔA2*K42）
    ／（ΔA1−ΔA2*K12）と、静脈血の厚みの変動がないと
    した場合の酸素飽和度S との関係からK12 とS の関係を
    求め、 求めたK12 とS の関係から最大のS を選択する体動ノイ
    ズ除去パルスオキシメトリの方法。