JPS60174135A - 酸素計の監視システム及び方法 - Google Patents
酸素計の監視システム及び方法Info
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- JPS60174135A JPS60174135A JP59260599A JP26059984A JPS60174135A JP S60174135 A JPS60174135 A JP S60174135A JP 59260599 A JP59260599 A JP 59260599A JP 26059984 A JP26059984 A JP 26059984A JP S60174135 A JPS60174135 A JP S60174135A
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- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
- A61B5/1455—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters
- A61B5/14551—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters for measuring blood gases
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/314—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry with comparison of measurements at specific and non-specific wavelengths
- G01N21/3151—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry with comparison of measurements at specific and non-specific wavelengths using two sources of radiation of different wavelengths
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- A61B2560/00—Constructional details of operational features of apparatus; Accessories for medical measuring apparatus
- A61B2560/02—Operational features
- A61B2560/0266—Operational features for monitoring or limiting apparatus function
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- G—PHYSICS
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は酸素計のゾロープ監視システムに関し、そし
て詳細には、酸素針の適切な動作状態の自動判定を可能
にする監視装置を提供することに関プる。
て詳細には、酸素針の適切な動作状態の自動判定を可能
にする監視装置を提供することに関プる。
従来の技術
本発明が関与する型の酸素計は、例えば、5cott
A、 Wllberに付与されCo1orado州Bo
ulderのBlox Technology Inc
、ヘー渡された米国特許第タクθ’z、2qo号に開示
されている非侵入性の血液成分測定装置である。この型
の非侵入性の酸素針では、異なる波長の光を発する複数
の発光ダイオードが血液を含む組織に向けられている。
A、 Wllberに付与されCo1orado州Bo
ulderのBlox Technology Inc
、ヘー渡された米国特許第タクθ’z、2qo号に開示
されている非侵入性の血液成分測定装置である。この型
の非侵入性の酸素針では、異なる波長の光を発する複数
の発光ダイオードが血液を含む組織に向けられている。
ダイオードはタイミング回路によって順次に付勢される
。フォトダイオードは組織より光を受け取り、フォトダ
イオードからの出力は基準電圧に関して正規化され、そ
して二つの異なる波長の光に応答する一対のチャンネル
で各々処理される。血液による二#長のエネルギーの吸
収に対応するその結果生ずる信号線、酸素のような血液
の各種の成分を確定するために所定のアルゴリズムによ
りマイクロプロセサで処理される。
。フォトダイオードは組織より光を受け取り、フォトダ
イオードからの出力は基準電圧に関して正規化され、そ
して二つの異なる波長の光に応答する一対のチャンネル
で各々処理される。血液による二#長のエネルギーの吸
収に対応するその結果生ずる信号線、酸素のような血液
の各種の成分を確定するために所定のアルゴリズムによ
りマイクロプロセサで処理される。
発明の目的
本発明の目的は、信号を正規化するため酸素針によって
用いられる基準電圧だけでなく、発光ダイオード及びジ
オトデイテクタのような前記の型の酸素計に使用される
各種の重要な素子の動作可能性を順次に判定する測定シ
ステムを提供することである。
用いられる基準電圧だけでなく、発光ダイオード及びジ
オトデイテクタのような前記の型の酸素計に使用される
各種の重要な素子の動作可能性を順次に判定する測定シ
ステムを提供することである。
発明の構成及び作用
m瀬に述べると、本発明によれば、発光ダイオード回路
、フォトディテクタ回路及び基準電圧源から得られる電
圧は時間多重化され、そしてアナログ−デジタル変換器
に加えられる。アナログ−デジタル変換器の出力はプロ
グラムされたマイクロプロセサに加えられ、マイクロプ
ロセサはこれらの素子の動作状態に相当する適切な出力
情報を与える。
、フォトディテクタ回路及び基準電圧源から得られる電
圧は時間多重化され、そしてアナログ−デジタル変換器
に加えられる。アナログ−デジタル変換器の出力はプロ
グラムされたマイクロプロセサに加えられ、マイクロプ
ロセサはこれらの素子の動作状態に相当する適切な出力
情報を与える。
実施例
本発明をよシ明確に理解しうるようにするために、次に
、添付図面を参照して本発明をより詳細に訛、明する。
、添付図面を参照して本発明をより詳細に訛、明する。
第1図には、米国特許第1At、to2290号に開示
された型の酸素計が簡略した形で示されており、そして
との酸素計は、本発明の監視システムを取り入れるよう
に修正されている。酸素計を含むシステムの素子は、本
発明の監視システムの機能を十分に理解できるように簡
単に説明されており、酸素計の詳細は米国特許第’A’
10129θ号に開示されているので参照されたい。
された型の酸素計が簡略した形で示されており、そして
との酸素計は、本発明の監視システムを取り入れるよう
に修正されている。酸素計を含むシステムの素子は、本
発明の監視システムの機能を十分に理解できるように簡
単に説明されており、酸素計の詳細は米国特許第’A’
10129θ号に開示されているので参照されたい。
【図面の簡単な説明】
酸素計は異なる波長をもつ一対の光源から構成されてお
り、その一対の光源は例えば、赤色先締を発生する一対
の発光ダイオード(LED)10及び、例えば、赤外線
放射を生ずるLEDIIから成っている。二つ0LED
IOは、酸素計の実施例では、十分な強度の赤色の放射
を行うように直列に接続されている。非光線発生LED
12は、次の説明で詳細に開示される理由で赤外線発生
ダイオード11に直列に接続される。赤色LE、D及び
赤外線LEolds増幅器14及び15をそれぞれ経由
して以下詳細に説明されるタイミング回路で連続的にパ
ルス駆動される。 赤色ダイオード及び赤外線ダイオードからの放射は、組
織を通過後フォトダイオード16で検出され、そのフォ
トダイオードの出力は電流−電圧変換器17に加えられ
る。電流−電圧変換器17の出力は抵抗、62及び試験
回路63に加えられ、その試験回路63は入力信号を変
調し全ての回路機能を確餉することができる。試験回路
63を通過後、信号は可変利得増幅器64及び、その後
、正規化回路18に加えられる。正規化回路18は、特
に、基準電源19に対して信号を正規化する機能を有す
る。正規化回路18の正規化された出力は復号器20で
復号され、フィルタ21を通過し、増幅器22で増幅さ
れ、そしてマルチプレクサ23で多重化される0復号器
、フィルタ及び増幅器は、赤色信号及び赤外線放射信号
を別々に処理、する一対のチャンネルを構成し、そして
各々のチャンネタの信号を適切に処理するタイミング信
号は正規化回路、復号器及びマルチプレクサを制御する
タイミング回路から得られる。マルチプレクサ23の出
力は、アナログ−デジタル変換器24でデジタルに変換
され、マイクロプロセサ25に使用されるアルゴリズム
で処理し、ディスグレイ26を駆動し希望する血液の成
分を表示する。アナログ−デジタル変換器24及びマイ
クロプロセサ25は1.もちろん、タイミング回路と同
期している。 タイミング回路は3.ly g A 41 MHzの発
振器30から成っておシ、その発振器30の出力は素子
31及び32によって緩衝されている。その後綬衝器3
2の出力は、0MO54t0ダOBのような分周器33
の入力となっている。分周器31.3の一つの出力9.
2 /、乙にHzはアナログ−デジタル(A/D)変換
器41のクロックであシ、もう一つの出カフ 200
Hz はもう−の分周器34の入力である。0MO84
1O/7Bの分周器34の出力は、システムのタイミン
グ信号を生成するために7リツゾフロツ7’35.36
.37及び3Bと共に使用されている。分周器34、フ
リップフロップ35,36.37.38の各出力もまた
タイミング回路39を通してマルチプレクサ23及びA
/ o変換器24と叩期するように用いられている0 監視システム 本発明によれば、次の四つのシステム信号が電圧制限器
付マルチプレクサ回路50に加えられている。すなわち
、 Z 二つの赤色LEDIOの直列接続間の電圧この電圧
は、これらの発光ダイオードのトランジスタドライバー
51のコレクタで得られる。赤色LE・Dが伺勢してい
ない場合は、トランジスタ51のコレクタ電圧はSポル
ト(正の電の電圧)である。LEDが付勢すると標準値
7.6!がルトの電圧降下がこれらの各LEDO間に生
ずるので、LEDが適切に付勢している場合は約/、7
ポルiの電圧がマルチプレクサのスカAにあられれる。 コ 赤外線LEDII間の電圧降下 この電圧は、赤外線LEDを駆動するトランジスタ52
のコレクタで得られる。本発明の酸素計の一実施例にお
いて、酸素計は人の耳たぶ又は人の指を選んで使用する
のに適している。 酸素計が適切に校正され装置がその酸素計をただちに使
用するという判定を行なうことができるようにするため
に、酸素計が指の成分を決定するのに使用される場合ダ
イオード12は赤外線LEDと直列に接続されておシ、
酸素計が耳たぶの血液成分を決定するように調整されて
いる場合ダイオード12は省略される。LEDが付勢す
るとLEDの両端の電圧降下は約/、3デルトであジそ
してダイオード120両端の電圧降下は約0.乙ゴルト
であるので、LEDが附勢しないとマルチプレクサ50
の入力Bでの電圧は左デルトであり、LEDが適切に付
勢しそして酸素計が指の成分を測定するために調整され
る場合は入力日での電圧は3./ポルトであシ、赤外線
LEDが正しく付勢しそして酸素計が耳たぶの血液成分
を測定するのに調整されるならば入力Bでの電圧は3.
7ホルトになるのは明白である。 3、 フォトディテクタ16の出力 この電圧は反転増幅器65の出力で得られ、そしてマル
チプレクサ5oの入力Cに加えられている。 j マルチプレクサ50の入力りに接続された電源の基
準電圧19 マルチプレクサ50め出力は、アナログ−デジタル変換
器41に加えられており、デジタル出力はディスプレイ
26駆動用のマイクロプロセサ25に加えられている。 適切なタイミング信号は、タイミング回路からマルチプ
レクサ50、アナログ−デジタル変換器41及びマイク
ロプロセサ25に加えられている。それ故、LEDの電
圧及びフォトダイオード16の出力は、信号が有効な時
間に多重化されてアナログ−デジタル変換器51に送ら
れる0LED及びフォトダイオードの信号は初期の電源
投入時には生じない、そして、これ故に、例えば、復号
器20に加えられる同期信号は全て信号の有効状態を示
しておシ、そしてマルチプレクサ50を同期化するのに
用いられる。マルチプレクサ50の入力りは、勿論、常
に有効であり、どんな希望時間にでも標本化される。 アナログ−デジタル変換器51は、当然、アナログ−デ
ジタル変換器24に同期する信号に同期する。 赤色LED及び赤外1LEDをモニターすることにおい
て、グローブ及びプローブドライブ不U行が実除におこ
るか決定するときに時間軸上の四点が必要である。すな
わち、赤色LEDが付勢している間隔、赤色LED及び
赤外線LEDの両方が消勢している二つの間隔、そして
赤外線LEDが付勢している間隔である。もし監視箇所
での測定電圧が上記に述べたレベルの所定の許容範囲内
でないならば、マイクロプロセサに加えられるデジタル
信号は、結果として、ディスプレイ26にエラーを表示
することになるだろう。そのようなエラーは、例えば、
グローブが噛素創システムと接続されていない場合発生
することもある。この場合、LEDがオンしているとき
にLEDでの測定電圧は零であわ、そして、LEDがオ
フのときに(赤色LED及び赤外IN L E Dに並
列な抵抗60.61を使用することによる)LEDでの
測定電圧はS、O&ルトであるだろう。もしこの状態が
発生するならば、”No PRO日E#の表示がディス
プレイ26で行なわれる。 これに反し、もし赤色LEDが回路上で開放状態になる
ならば、赤色LEDがオンであるときの測定電圧は零に
なり、他のモニター電圧は正しいだろう。この場合、例
えば、エラー情報及びモニター電圧の範囲は表示される
。そのような装置を用いれば、トラブルの簡単な解析は
可能である。 もしフォトダイオードディテクタ増幅器が耳用プローブ
に対してgθミリデルト以下であり又は指用のグローブ
に対して3θミ+)zルト以下であるならば、’PRO
BE LO’が表示されて、標本組織を通過している赤
色光線又は赤外線のいずれかの量が不十分であることを
示している。もしディテクタ増幅器電圧がへ6ゲルト以
上であるならば、″PROBE OFF ”の情報が表
示されて、赤色光線又は赤外線がどんな組織も通過して
いないことを示す。 電源19からの基準電圧に関して1.もしこの基準電圧
がλ、ワデルト以下であるか又は3.7テルト以上であ
るならば、酸素計回路の適切な正規化は行なわれず、こ
れ故に、’erj 999”のようなエラー情報が表示
される。 第、2A図から第2F図までのフローチ、−?−トにお
いて、データ構成LTTABは次のようにLEDがオン
時に行なわれた標本を示す。 0 = 3.0がルト電源 /=赤外線LEDドライバー標本 λ=赤外LEDドライバー標本 3−光を受光し外いときのフォトディテクタ標本 ダニ赤外線受光時のフォトディテクタ標本S=赤色光線
受光時のフォトディテクタ標本データ構成りKTABは
、次のようにLEDが付勢持前に行なわれた標本に関す
る。 0=3.0ボルト /=赤外線LEDドライバー標本 Ω;赤色LEDドライバー標本 @、2A図は各モニタ周期の開始手順を示しており、各
モニタ周期は約33ミリ秒の間隔でタイミング回路から
同期のものとに発生する。 ブロック70では、インデックスカウント及びエラーカ
ウントLPCNTは零にセットされる。 ブロック71から74までは、3ボルト電源けLEDが
オン時及びLEDがオフ時に試験され、そしてもし電圧
が許容範囲外であるならば、第2B図のインデックス
ステッピング サブルーチンNXCHNがブロック75
で呼び出される。インデックスが76で零にセットされ
ているならば、第、2C図のす、プルチンが呼び出され
エラーカウントLPCNTのステップを行う。3ゴルト
電源で連続的なエラーが検出された場合に、LPCNT
が少なくともコ、t3に等しくなるまで回路は連続して
ループをなし、そこで第、2C図のブロック77でプロ
グラムは”err999”の終シのないループ表示を呼
び出す。最初に酸素計に電源を入れたときに十分な時間
が経過し電圧レベルが安定するまでに、これらのルーチ
ンによって3ボルト電源の安定化時間が可能に々る。 3ボルト電源が適切な範囲内であれば、第、2A図のプ
ログラムはグロック78でインデックスステッピング
サブルーチンを呼び出し、そして第、2B図で始まるサ
ブルーチンにジャンプする。 ブロック80でプログラムは第、2F図のサブルーチン
にジャンプし、赤外線LEDがオン時にそのLED回路
回路室圧に一致する変数Aの値をセットする。このよう
にして、第uE図において、RNGFNDの仙すなわち
変数Aの値は電圧値に基づいて決定され、変数Aは整数
0からS″!でにセットされる。同様に、ブロック81
では、第25図のサブルーチンが呼び出されオフ時に赤
外線LED回路での検出電圧に一致する変数8であるR
NGFNDの値をセットする。変数Cはブロック82で
セットされ、赤外線LEDがオン時に増幅器17の出力
に対応する。変数りはRNGFNDにジャンプするブロ
ック84でセットされ、赤色LEDがオン時に赤色LE
Dの電圧に一致し、そして変数εは、同様に、ブロック
85でセットされ赤色LEDがオフ時に赤色LEDの電
圧に一致する。変数Fは、ブロック86でセットされ赤
色LEDがオン時に増幅器17の出力に一致する。 その値をセットすると、プログラムは第JF図のルーチ
ンにジャンプする。 第、2F図のブロック9oにおいて、DAEB。 値は数値/4tJ−、!−と比較される。この変数DA
EBは、各々の変数り、A、E及び日がその11シ序で
一定範囲の値から成る数値ストリングである。ブロック
90で試験されるようにDAEBの値が/4’j5に等
しいならば、耳用プローブがこのシステムで与えられ、
そしてこれ故にブロック91で指用グローブフラップが
クリアされる。この事実は、酸素計に耳用ノロープが使
われており七アルゴリズムに使用されている・母うメー
タは耳用プローブ測定にセットされていることを知らせ
ている。これに反して、DAEBの値が/Q、t、tに
等しくないならば、DAEBO値はブロック92でその
飴が指用グローブの存在を示す/3りSであるかどうか
を試験する。もし指用プローブが指示されると、ブロッ
ク93で指用グローブフラップが確実にセットされ酸素
計に指用プローブを使用するように知らせる。エラーカ
ウントPRVERRはブロック94で零にセットされ、
変数C及びFが許容範囲外の値であるかどうかブロック
95から98までの試験が続くoもしこれらの値が許容
範囲内であるならば、プログラムはブロック99に進み
#累計は必要な計算をすることができる。もしC及びF
の値が不正確ならば、エラー表示がブロック100又は
101で与えられ、そしてプログラムはブロック102
から第コ^図のルーチンの再スタートにジャンプする。 もしブロック92でDAEBの値が7333に等しくな
いことがわかると、エラー検出されたことが明白になる
。ブロック10 sテld、 D A Elの値が00
5左であるかどうか判定する試験を行う。この場合、プ
ローブが存在し々いという指示がブロック106でなさ
れ、そして、ブロック107で適切な遅延を行い、グロ
ーブの接続を可能にした後に%プログラムはブロック1
02からスタートを戻る。 DAEBの他の値に対して、ブロック110でそのよう
なエラーの数値判定を行い、そしてもし数値が3より小
さければ、エラーカウントPRVERRはブロック11
1で増大しブロック102でプログラムのスタートに戻
る。これに反して、もし検出エラー数値が3に等しいか
又はより大きいならば、適切な遅延及び表示ループが無
限に行なわれ使用者にそのようなエラーがあることを知
らせる。 本発明を唯一の実施例について開示し及び説明してきた
が、変更又は修正が行なわれることは明らかであろう。 それ故に、特許請求の範囲においては本発明の精神及び
範囲に入るような変更及び修正を含むことを意図してい
る。 4、図面の簡単な説明 第1図は本発明の監視システムを含む酸素計のブロック
図、第−A、、2B、、2C,コD、λε及びuF図は
本発明の監視システムを示すフローチャートである。 lO・・・・・・赤色発光ダイオード(LED)、11
・・・・・・赤外線発光ダイオード(LED)、14.
15・・・・・・増幅器、16・・・・・・フォトダイ
オード、17・・・・・・電流−電圧変換器、18・・
・・・・正規化回路、20・・・・・・復号器、23・
・・・・・マルチプレクサ、25・・・・・・マイクロ
プロセサ、26・・・・・・ディスプレイ、30・・曲
発抗器−33+ 34・・四分周期、39・・・・・・
タイミング回路、50・・・・・・電圧制限器付マルチ
プレクサ。 手続補正書(方式) 60,3,29 1.事件の表示 昭和59年特許願第260599号2
、発明の名称 酸素針のプローブ監視システム3、補正
をする者 事件との関係 出願人 4、代理人 5、 hn正命令の日付 昭和60年3月26・日6、
補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄(1) 本
願明細書5頁9行〜10行の’ 5cott^。 ・・・・・譲渡された”を次のように補正する。 1−ヌコソト、エイ、ウィルバ(Scott^、Wil
her )に付与されたコロラド(Co 1orado
)州ボールダ(B’oulder )のバイオクス・チ
クノロシイ・インコーボレーテンド(Biox Tec
hnology Inc、)へ譲渡された」
り、その一対の光源は例えば、赤色先締を発生する一対
の発光ダイオード(LED)10及び、例えば、赤外線
放射を生ずるLEDIIから成っている。二つ0LED
IOは、酸素計の実施例では、十分な強度の赤色の放射
を行うように直列に接続されている。非光線発生LED
12は、次の説明で詳細に開示される理由で赤外線発生
ダイオード11に直列に接続される。赤色LE、D及び
赤外線LEolds増幅器14及び15をそれぞれ経由
して以下詳細に説明されるタイミング回路で連続的にパ
ルス駆動される。 赤色ダイオード及び赤外線ダイオードからの放射は、組
織を通過後フォトダイオード16で検出され、そのフォ
トダイオードの出力は電流−電圧変換器17に加えられ
る。電流−電圧変換器17の出力は抵抗、62及び試験
回路63に加えられ、その試験回路63は入力信号を変
調し全ての回路機能を確餉することができる。試験回路
63を通過後、信号は可変利得増幅器64及び、その後
、正規化回路18に加えられる。正規化回路18は、特
に、基準電源19に対して信号を正規化する機能を有す
る。正規化回路18の正規化された出力は復号器20で
復号され、フィルタ21を通過し、増幅器22で増幅さ
れ、そしてマルチプレクサ23で多重化される0復号器
、フィルタ及び増幅器は、赤色信号及び赤外線放射信号
を別々に処理、する一対のチャンネルを構成し、そして
各々のチャンネタの信号を適切に処理するタイミング信
号は正規化回路、復号器及びマルチプレクサを制御する
タイミング回路から得られる。マルチプレクサ23の出
力は、アナログ−デジタル変換器24でデジタルに変換
され、マイクロプロセサ25に使用されるアルゴリズム
で処理し、ディスグレイ26を駆動し希望する血液の成
分を表示する。アナログ−デジタル変換器24及びマイ
クロプロセサ25は1.もちろん、タイミング回路と同
期している。 タイミング回路は3.ly g A 41 MHzの発
振器30から成っておシ、その発振器30の出力は素子
31及び32によって緩衝されている。その後綬衝器3
2の出力は、0MO54t0ダOBのような分周器33
の入力となっている。分周器31.3の一つの出力9.
2 /、乙にHzはアナログ−デジタル(A/D)変換
器41のクロックであシ、もう一つの出カフ 200
Hz はもう−の分周器34の入力である。0MO84
1O/7Bの分周器34の出力は、システムのタイミン
グ信号を生成するために7リツゾフロツ7’35.36
.37及び3Bと共に使用されている。分周器34、フ
リップフロップ35,36.37.38の各出力もまた
タイミング回路39を通してマルチプレクサ23及びA
/ o変換器24と叩期するように用いられている0 監視システム 本発明によれば、次の四つのシステム信号が電圧制限器
付マルチプレクサ回路50に加えられている。すなわち
、 Z 二つの赤色LEDIOの直列接続間の電圧この電圧
は、これらの発光ダイオードのトランジスタドライバー
51のコレクタで得られる。赤色LE・Dが伺勢してい
ない場合は、トランジスタ51のコレクタ電圧はSポル
ト(正の電の電圧)である。LEDが付勢すると標準値
7.6!がルトの電圧降下がこれらの各LEDO間に生
ずるので、LEDが適切に付勢している場合は約/、7
ポルiの電圧がマルチプレクサのスカAにあられれる。 コ 赤外線LEDII間の電圧降下 この電圧は、赤外線LEDを駆動するトランジスタ52
のコレクタで得られる。本発明の酸素計の一実施例にお
いて、酸素計は人の耳たぶ又は人の指を選んで使用する
のに適している。 酸素計が適切に校正され装置がその酸素計をただちに使
用するという判定を行なうことができるようにするため
に、酸素計が指の成分を決定するのに使用される場合ダ
イオード12は赤外線LEDと直列に接続されておシ、
酸素計が耳たぶの血液成分を決定するように調整されて
いる場合ダイオード12は省略される。LEDが付勢す
るとLEDの両端の電圧降下は約/、3デルトであジそ
してダイオード120両端の電圧降下は約0.乙ゴルト
であるので、LEDが附勢しないとマルチプレクサ50
の入力Bでの電圧は左デルトであり、LEDが適切に付
勢しそして酸素計が指の成分を測定するために調整され
る場合は入力日での電圧は3./ポルトであシ、赤外線
LEDが正しく付勢しそして酸素計が耳たぶの血液成分
を測定するのに調整されるならば入力Bでの電圧は3.
7ホルトになるのは明白である。 3、 フォトディテクタ16の出力 この電圧は反転増幅器65の出力で得られ、そしてマル
チプレクサ5oの入力Cに加えられている。 j マルチプレクサ50の入力りに接続された電源の基
準電圧19 マルチプレクサ50め出力は、アナログ−デジタル変換
器41に加えられており、デジタル出力はディスプレイ
26駆動用のマイクロプロセサ25に加えられている。 適切なタイミング信号は、タイミング回路からマルチプ
レクサ50、アナログ−デジタル変換器41及びマイク
ロプロセサ25に加えられている。それ故、LEDの電
圧及びフォトダイオード16の出力は、信号が有効な時
間に多重化されてアナログ−デジタル変換器51に送ら
れる0LED及びフォトダイオードの信号は初期の電源
投入時には生じない、そして、これ故に、例えば、復号
器20に加えられる同期信号は全て信号の有効状態を示
しておシ、そしてマルチプレクサ50を同期化するのに
用いられる。マルチプレクサ50の入力りは、勿論、常
に有効であり、どんな希望時間にでも標本化される。 アナログ−デジタル変換器51は、当然、アナログ−デ
ジタル変換器24に同期する信号に同期する。 赤色LED及び赤外1LEDをモニターすることにおい
て、グローブ及びプローブドライブ不U行が実除におこ
るか決定するときに時間軸上の四点が必要である。すな
わち、赤色LEDが付勢している間隔、赤色LED及び
赤外線LEDの両方が消勢している二つの間隔、そして
赤外線LEDが付勢している間隔である。もし監視箇所
での測定電圧が上記に述べたレベルの所定の許容範囲内
でないならば、マイクロプロセサに加えられるデジタル
信号は、結果として、ディスプレイ26にエラーを表示
することになるだろう。そのようなエラーは、例えば、
グローブが噛素創システムと接続されていない場合発生
することもある。この場合、LEDがオンしているとき
にLEDでの測定電圧は零であわ、そして、LEDがオ
フのときに(赤色LED及び赤外IN L E Dに並
列な抵抗60.61を使用することによる)LEDでの
測定電圧はS、O&ルトであるだろう。もしこの状態が
発生するならば、”No PRO日E#の表示がディス
プレイ26で行なわれる。 これに反し、もし赤色LEDが回路上で開放状態になる
ならば、赤色LEDがオンであるときの測定電圧は零に
なり、他のモニター電圧は正しいだろう。この場合、例
えば、エラー情報及びモニター電圧の範囲は表示される
。そのような装置を用いれば、トラブルの簡単な解析は
可能である。 もしフォトダイオードディテクタ増幅器が耳用プローブ
に対してgθミリデルト以下であり又は指用のグローブ
に対して3θミ+)zルト以下であるならば、’PRO
BE LO’が表示されて、標本組織を通過している赤
色光線又は赤外線のいずれかの量が不十分であることを
示している。もしディテクタ増幅器電圧がへ6ゲルト以
上であるならば、″PROBE OFF ”の情報が表
示されて、赤色光線又は赤外線がどんな組織も通過して
いないことを示す。 電源19からの基準電圧に関して1.もしこの基準電圧
がλ、ワデルト以下であるか又は3.7テルト以上であ
るならば、酸素計回路の適切な正規化は行なわれず、こ
れ故に、’erj 999”のようなエラー情報が表示
される。 第、2A図から第2F図までのフローチ、−?−トにお
いて、データ構成LTTABは次のようにLEDがオン
時に行なわれた標本を示す。 0 = 3.0がルト電源 /=赤外線LEDドライバー標本 λ=赤外LEDドライバー標本 3−光を受光し外いときのフォトディテクタ標本 ダニ赤外線受光時のフォトディテクタ標本S=赤色光線
受光時のフォトディテクタ標本データ構成りKTABは
、次のようにLEDが付勢持前に行なわれた標本に関す
る。 0=3.0ボルト /=赤外線LEDドライバー標本 Ω;赤色LEDドライバー標本 @、2A図は各モニタ周期の開始手順を示しており、各
モニタ周期は約33ミリ秒の間隔でタイミング回路から
同期のものとに発生する。 ブロック70では、インデックスカウント及びエラーカ
ウントLPCNTは零にセットされる。 ブロック71から74までは、3ボルト電源けLEDが
オン時及びLEDがオフ時に試験され、そしてもし電圧
が許容範囲外であるならば、第2B図のインデックス
ステッピング サブルーチンNXCHNがブロック75
で呼び出される。インデックスが76で零にセットされ
ているならば、第、2C図のす、プルチンが呼び出され
エラーカウントLPCNTのステップを行う。3ゴルト
電源で連続的なエラーが検出された場合に、LPCNT
が少なくともコ、t3に等しくなるまで回路は連続して
ループをなし、そこで第、2C図のブロック77でプロ
グラムは”err999”の終シのないループ表示を呼
び出す。最初に酸素計に電源を入れたときに十分な時間
が経過し電圧レベルが安定するまでに、これらのルーチ
ンによって3ボルト電源の安定化時間が可能に々る。 3ボルト電源が適切な範囲内であれば、第、2A図のプ
ログラムはグロック78でインデックスステッピング
サブルーチンを呼び出し、そして第、2B図で始まるサ
ブルーチンにジャンプする。 ブロック80でプログラムは第、2F図のサブルーチン
にジャンプし、赤外線LEDがオン時にそのLED回路
回路室圧に一致する変数Aの値をセットする。このよう
にして、第uE図において、RNGFNDの仙すなわち
変数Aの値は電圧値に基づいて決定され、変数Aは整数
0からS″!でにセットされる。同様に、ブロック81
では、第25図のサブルーチンが呼び出されオフ時に赤
外線LED回路での検出電圧に一致する変数8であるR
NGFNDの値をセットする。変数Cはブロック82で
セットされ、赤外線LEDがオン時に増幅器17の出力
に対応する。変数りはRNGFNDにジャンプするブロ
ック84でセットされ、赤色LEDがオン時に赤色LE
Dの電圧に一致し、そして変数εは、同様に、ブロック
85でセットされ赤色LEDがオフ時に赤色LEDの電
圧に一致する。変数Fは、ブロック86でセットされ赤
色LEDがオン時に増幅器17の出力に一致する。 その値をセットすると、プログラムは第JF図のルーチ
ンにジャンプする。 第、2F図のブロック9oにおいて、DAEB。 値は数値/4tJ−、!−と比較される。この変数DA
EBは、各々の変数り、A、E及び日がその11シ序で
一定範囲の値から成る数値ストリングである。ブロック
90で試験されるようにDAEBの値が/4’j5に等
しいならば、耳用プローブがこのシステムで与えられ、
そしてこれ故にブロック91で指用グローブフラップが
クリアされる。この事実は、酸素計に耳用ノロープが使
われており七アルゴリズムに使用されている・母うメー
タは耳用プローブ測定にセットされていることを知らせ
ている。これに反して、DAEBの値が/Q、t、tに
等しくないならば、DAEBO値はブロック92でその
飴が指用グローブの存在を示す/3りSであるかどうか
を試験する。もし指用プローブが指示されると、ブロッ
ク93で指用グローブフラップが確実にセットされ酸素
計に指用プローブを使用するように知らせる。エラーカ
ウントPRVERRはブロック94で零にセットされ、
変数C及びFが許容範囲外の値であるかどうかブロック
95から98までの試験が続くoもしこれらの値が許容
範囲内であるならば、プログラムはブロック99に進み
#累計は必要な計算をすることができる。もしC及びF
の値が不正確ならば、エラー表示がブロック100又は
101で与えられ、そしてプログラムはブロック102
から第コ^図のルーチンの再スタートにジャンプする。 もしブロック92でDAEBの値が7333に等しくな
いことがわかると、エラー検出されたことが明白になる
。ブロック10 sテld、 D A Elの値が00
5左であるかどうか判定する試験を行う。この場合、プ
ローブが存在し々いという指示がブロック106でなさ
れ、そして、ブロック107で適切な遅延を行い、グロ
ーブの接続を可能にした後に%プログラムはブロック1
02からスタートを戻る。 DAEBの他の値に対して、ブロック110でそのよう
なエラーの数値判定を行い、そしてもし数値が3より小
さければ、エラーカウントPRVERRはブロック11
1で増大しブロック102でプログラムのスタートに戻
る。これに反して、もし検出エラー数値が3に等しいか
又はより大きいならば、適切な遅延及び表示ループが無
限に行なわれ使用者にそのようなエラーがあることを知
らせる。 本発明を唯一の実施例について開示し及び説明してきた
が、変更又は修正が行なわれることは明らかであろう。 それ故に、特許請求の範囲においては本発明の精神及び
範囲に入るような変更及び修正を含むことを意図してい
る。 4、図面の簡単な説明 第1図は本発明の監視システムを含む酸素計のブロック
図、第−A、、2B、、2C,コD、λε及びuF図は
本発明の監視システムを示すフローチャートである。 lO・・・・・・赤色発光ダイオード(LED)、11
・・・・・・赤外線発光ダイオード(LED)、14.
15・・・・・・増幅器、16・・・・・・フォトダイ
オード、17・・・・・・電流−電圧変換器、18・・
・・・・正規化回路、20・・・・・・復号器、23・
・・・・・マルチプレクサ、25・・・・・・マイクロ
プロセサ、26・・・・・・ディスプレイ、30・・曲
発抗器−33+ 34・・四分周期、39・・・・・・
タイミング回路、50・・・・・・電圧制限器付マルチ
プレクサ。 手続補正書(方式) 60,3,29 1.事件の表示 昭和59年特許願第260599号2
、発明の名称 酸素針のプローブ監視システム3、補正
をする者 事件との関係 出願人 4、代理人 5、 hn正命令の日付 昭和60年3月26・日6、
補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄(1) 本
願明細書5頁9行〜10行の’ 5cott^。 ・・・・・譲渡された”を次のように補正する。 1−ヌコソト、エイ、ウィルバ(Scott^、Wil
her )に付与されたコロラド(Co 1orado
)州ボールダ(B’oulder )のバイオクス・チ
クノロシイ・インコーボレーテンド(Biox Tec
hnology Inc、)へ譲渡された」
Claims (9)
- (1)#長の異なる少なくとも二つの発光素子が交互に
付勢され、前記発光素子からの光が光検出器で受光され
前記発光素子と前記光検出器との間の組織の成分を決定
する処理回路に加えられ、前記発光素子、前記光検出器
、及び前記処理量を制御するタイミング手段を含む酸素
計の監視システムにおいて、前記タイミング手段に応答
して前記発光素子を付勢しない間及び前記発光素子を付
勢する間に前記発光素子の電圧及び前記光検出器の出力
を感知して複数の試験値を与える手段、そして前記試験
値に応答して各々の試験値に対応する所定の有効範囲以
外の前記試験値のうちのどんな発生をも指示するデータ
処理手段を含むことを特徴とする監視システム。 - (2)前記酸素針が電圧基準源を、炉に備え、そして前
記感知手段が前記電圧基準源の電圧に応答する試験値を
示すように接続されている特許請求の範囲第(11項記
載の監視システム。 - (3)前記発光素子が発光ダイオードである特許請求の
範囲第(!)項記載の監視システム。 - (4)補記感知手段は、前記発光ダイオードの伺勢及び
消勢に続き電圧が有効である詩間に前記発光ダイオード
の電圧を感知する特許請求の範囲第(3)項記載の監視
システム。 - (5)前記データ処理手段がマイクロプロセサ、前記マ
イクロプロセサによって動作されるように接続されたデ
ィスプレイ、及び前記試験値を受け取りそして前記試験
値を前記マイクロプロセサに加えるアナログ−デジタル
変換器によって構成される特許請求の範囲第(1)項記
載の監7Rシステム。 - (6)前記マイクロプロセサが前記試験値に整数限界数
を順次に割シ当で、そして前記整数限界数の合成数を試
験して前記酸素計の動作可能性を判定する7pログラム
を有する特許請求の範囲第(5)項記載の監視システム
。 - (7)波長の異なる少くとも二つの発光素子が交互に付
勢され、前記の発光素子からの光が光検出器で受けられ
前記発光素子と光検出器との間の組織の成分を決定する
処理回路に加えられ、前記発光素子、前記光検出器及び
前記処理回路を制御するタイミング手段を含む酸素針を
監視する方法において、前記発光素子間の電圧を感知し
信号有効時に複数の最初の試験値を与え、それらの試験
値の大きさに従って整数値を前記試験値に割り当て複数
の限界値を与え、前記限界値を結合し、そして結合した
限界値を試験し前記酸素計の動作可能性を指示すること
を特徴とする方法。 - (8)前記結合の段階が前記限界値からストリングを形
成することから成る特許請求の範囲第(力項記載の方法
。 - (9)前記発光素子が付勢されている間前記光検出器の
出力を感知し更に試験値を与え、そして前記光検出器の
動作状態を指示するために前記結合値を試験する前記段
階に膀いて前記試験値の飴を更に試験するような特許請
求の範囲第(7)項記載の方法。 ″ 〜
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