JPH0251339B2 - - Google Patents

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JPH0251339B2
JPH0251339B2 JP61121896A JP12189686A JPH0251339B2 JP H0251339 B2 JPH0251339 B2 JP H0251339B2 JP 61121896 A JP61121896 A JP 61121896A JP 12189686 A JP12189686 A JP 12189686A JP H0251339 B2 JPH0251339 B2 JP H0251339B2
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JP
Japan
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light
living body
optical sensor
receiving element
oximeter
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Masahiko Kanda
Juichi Myagawa
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • 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 or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue
    • A61B5/1455—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters
    • A61B5/14551—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters for measuring blood gases
    • A61B5/14552—Details of sensors specially adapted therefor

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  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、生体部分の血液の酸素飽和度を光学
センサを用いて非観血的に測定するオキシメータ
に関する。
［従来の技術とその欠点］ 従来、生体部分の血液の酸素飽和度を光学セン
サを用いて非観血的に連続して測定するオキシメ
ータとして、Hb（ヘモグロビン）HbO2（酸素化
ヘモグロビン）の光吸収特性が異なることを利用
して特定波長の測定光の吸収率の比から生体部分
の血液の酸素飽和度を求めるようにしたパルス型
のオキシメータは公知である。該オキシメータで
は、測定すべき生体部分、例えば指先の血管床に
拍動により流入する動脈血の増加による各測定波
長の吸収率の脈動成分を測定する。しかしなが
ら、該方法では生体部分を透過した光を測定する
ため、測定部分は耳や指、新生児の足のひら等比
較的肉厚の薄い部分に限られており、測定光が透
過し得ない生体部分の測定は不可能である。これ
に対し、生体部分のどのような部分でも測定でき
るように生体部分から反射光を利用した反射型の
オキシメータが提案されている（特開昭52−
51785号公報）。しかしながら、該反射型のものは
生体部分への光吸収が前提となるため、指や耳等
血管が比較的体表面に接近して分布した部分に限
られ、それ以外の部分では脈動成分の検出が困難
であるため酸素飽和度を測定できないという欠点
がある。
また、反射型のオキシメータにおいては、一般
に発光部からの光が直接受光部に入つたり、外部
からの光の侵入により、測定の精度を著しく損な
う可能性がある。
［問題点を解決するための手段］ 本発明は上記従来の欠点を除去すべくなされた
ものであつて、このため本発明は、生体部分の血
液の酸素飽和度を光学センサを用いて非観血的に
測定するオキシメータにおいて、該光学センサが
少くとも異なる二波長の測定光を出射する発光素
子と該測定光の生体部分からの散乱・反射光を受
光する受光素子とをこれらの先端部分が突出する
ように前記光センサにおける生体接触側端面に有
すると共に、前記受光素子は前記生体接触側端面
の中央部に、前記発光素子は該受光素子の周囲に
それぞれ配置され、かつ該光センサの外周にあつ
て、該光センサの生体接触側端面よりも先端方向
に出ている生体接触面を有する温度コントール可
能な加温手段を備えたことを特徴とする。
［作用］ 温度コントロール可能な加温手段により測定部
位を加熱し、測定部位の血流量を増加させ動脈化
することにより、脈動成分の検出ひいては酸素飽
和度の測定が可能となる。
すなわち、皮膚を加熱（42℃以上）すると、真
皮内の浅層血管網中の小動脈や熱刺激を受けその
平滑筋が応動して小動脈の内径が拡張し血流抵抗
が減少する結果この小動脈を流れる血流量が増大
し、これにより毛細血管が押し拡げられ、血液流
量が増加する。
本来、毛細血管では血液の通過中に酸素が組織
に消費されて、動脈血から静脈血への転換が行な
われるのであるが、上述のような加熱状態では、
血液流量が多く血流が速いので、動脈血のまま静
脈に流出する。
このため、加熱部周辺直下では真皮浅層内全血
管（小動脈、毛細血管、小静脈）内を流れる血液
が殆んど動脈血となる。
そして脈動成分の大きさは測定部位の動脈血の
血液流量に比例する。それ故、指や耳等血管が体
表面に接近した生体部分以外の部分においても各
測定波長に対する大きな脈動成分を得ることがで
き、これより酸素飽和度を求めることができる。
また、本発明においては、更に、加熱手段の生
体接触面は発光素子及び受光素子が設けられてい
る光センサの生体接触側の端面より出ている構造
となつている。従つて、本発明のオキシメータを
生体に接触させ、押し当てたとき、生体表面は、
加熱手段の生体接触面と光センサの生体接触側の
端面とによつて形成された段差に沿つて、入り込
み、外部からの光の侵入を完全に遮断することが
できる。
更に、光センサの端面の中央部に受光素子を、
該受光素子の外周に発光素子をそれぞれ配置させ
ることによつて、外部からの光の遮断を一層完全
にすることができる。また、発光素子と受光素子
をこれらの先端部分が光センサの端面よりも突出
する様に設けることによつて、生体の表面がこれ
らの先端部分に沿つて接触して、発光素子からの
光が直接受光素子に入るのを防ぐことができる。
また、この様な発光素子及び受光素子は、垂直方
向のみならず、斜め方向の光に対しても照射や受
光が可能であるので、これらの突出した素子間に
生体組織を介在させることによつて、垂直方向の
光のみならず、斜め方向の光も有効に利用するこ
とができる。さらに、発光素子及び受光素子の使
用によつて光センサを軽量かつコンパクトにつく
ることができる。
［実施例］ 以下、添附図に沿つて本発明の好適な実施例を
説明する。
第１図ａおよびｂは本発明による反射型加温オ
キシメータのセンサ部の一実施例を示す。図にお
いて１はセンサのカバーであり、２は加熱ボデ
イ、３はヒータである。加熱ボデイ２はヒータ３
で加熱され、生体接触面４にて生体測定部を加温
するようになつている。該生体接触面４は、ま
た、光センサ６の生体接触側端面よりも先端方向
に出ている。加熱ボデイ２はサーミスタ５で温度
測定し、一定の温度を保つようにヒータ３への電
流を制御される。加熱ボデイ２の中には、図示の
ように光センサ６が内蔵されており、該光センサ
は三つの波長の異なる測定光を与える発光素子７
と受光素子８とを含み、発光素子７より出射され
た光は生体内に照射され、生体組織により一部吸
収されて散乱および反射された光を受光素子８で
検出するようになつている。
また、本実施例においては、前記受光素子８
は、光センサ６の生体接触側端面の中央部分に位
置し、発光素子７は該受光素子８の周囲に配置さ
れている。更に、前記発光素子７と前記受光素子
８の先端部分は、光センサ６の生体接触側端面よ
りも突出して設けられている。
上記発光素子７の駆動線、ヒータ３の電流供給
線、受光素子８の信号線およびサーミスタ５の信
号線は一まとめにしてリード線９としてセンサ部
１０から導かれ、第２図に示すように、オキシメ
ータ１１に接続されている。オキシメータ１１は
センサ部１０で検出された各測定波長の吸光度を
脈動成分信号を処理し、表示部１２に脈拍数HR
と酸素飽和度SO2を表示するようになつている。
またオキシメータ１１には温度設定つまみ１３が
設けられており、センサ部の加熱ボデイ２の温度
をコントロールできるようになつている。
上記反射型オキシメータにて生体部分の酸素飽
和度を測定するには、第３図ｂ，ｂに示すよう
に、リング状両面テープ１４を用いてセンサ部１
０を生体部分１５に貼り付け、温度設定つまみ１
３により加熱ボデイ２が42〜44℃に保たれるよう
に設定し、生体接触面４を介して生体表面を加熱
する。このようにすると、生体部分の真皮内の浅
層血管網中の小動脈が熱刺激を受け、その平滑筋
が応動して小動脈の内径が拡張し、血流抵抗が減
少する。その結果、この小動脈を流れる血流量が
増大し、これにより毛細血管が押し拡げられて血
液流量が増加する。このため第４図に示すよう
に、加温しない状態ａでは受光素子８の出力が脈
動成分を正確に検出するには不十分であるが、ｂ
の加温状態では受光素子８の出力が脈動成分を正
確に検出するに十分な大きさとなる。したがつ
て、この脈動成分を波長の異なる三つの発光素子
７からの測定光について検出することにより、従
来のオキシメータの計算式に基づき酸素飽和度を
求めることができる。
なお、本実施例では波長の異なる三つの発光素
子８を用いているが、波長の異なる二つ以上の発
光素子があれば酸素飽和度を求めるには十分であ
る。
［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば従来のように測
定部位が指先や耳、新生児の足のひら等血管が体
表面に接近して分布する生体部分に限定されず、
体表面のいかなる部分でも酸素飽和度の測定が可
能となる。
また、外部からの光の侵入を完全に遮断するこ
とが出来るので、測定精度が損なわれることがな
い。さらに、この様な発光素子及び受光素子は、
垂直方向のみならず、斜め方向の光に対しても照
射や受光が可能であるので、これらの突出した素
子間に生体組織を介在させることによつて、垂直
方向の光のみならず、斜め方向の光も有効に利用
することができる。また、発光素子及び受光素子
の使用によつて光センサを軽量かつコンパクトに
つくることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図ａは本発明による反射加温型オキシメー
タのセンサ部の一実施例を示す中央断面図、第１
図ｂは同センサ部の底面図、第２図は同反射加温
型オキシメータの一実施例を示す斜視図、第３図
ａは生体部分へのセンサ部の貼付状況を示す側面
図、第３図ｂは同底面図、第４図は本発明による
反射加温型オキシメータの任意波長における脈動
成分の測定例を示すグラフである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 生体部分の血液の酸素飽和度を光センサを用
    いて非観血的に測定するオキシメータにおいて、
    該光センサが少なくとも異なる二波長の測定光を
    出射する発光素子と該測定光の生体部分からの散
    乱・反射光を受光する受光素子とをこれらの先端
    部分が突出するように前記光センサにおける生体
    接触側端面に有すると共に、前記受光素子は前記
    生体接触側端面の中央部に、前記発光素子は該受
    光素子の周囲にそれぞれ配置され、かつ該光セン
    サの外周にあつて、該光センサの生体接触側端面
    よりも先端方向に出ている生体接触面を有する温
    度コントロール可能な加温手段を備えたことを特
    徴とする反射加温型オキシメータ。
JP61121896A 1986-05-27 1986-05-27 反射加温型オキシメ−タ Granted JPS6323645A (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61121896A JPS6323645A (ja) 1986-05-27 1986-05-27 反射加温型オキシメ−タ
CA000537202A CA1311940C (en) 1986-05-27 1987-05-15 Light-reflecting and heating type oximeter
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Applications Claiming Priority (1)

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JP61121896A JPS6323645A (ja) 1986-05-27 1986-05-27 反射加温型オキシメ−タ

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JPS6323645A JPS6323645A (ja) 1988-01-30
JPH0251339B2 true JPH0251339B2 (ja) 1990-11-07

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US (1) US4926867A (ja)
EP (1) EP0247777A1 (ja)
JP (1) JPS6323645A (ja)
KR (1) KR890002762B1 (ja)
AU (1) AU597663B2 (ja)
CA (1) CA1311940C (ja)

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