JPH034251Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、光センサを利用して、生体組織中の
ヘモグロビン濃度、ヘモグロビン酸素飽和度等を
直接計測することのできる反射光オキシメータに
関するものであり、特に食道壁粘膜組織等の管状
生体器官の組織を生体計測する場合に好適なもの
である。

〔従来技術〕

生体の組織内に含まれる血液のヘモグロビン濃
度やヘモグロビン酸素飽和度の測定は、心肺機能
の評価及び各組織への酸素運搬量等を評価する上
で有益である。

例えば、組織内のヘモグロビン濃度は組織内に
含まれる血液量に略比例するので、手術等により
大量出血した場合等においては、ヘモグロビン濃
度を測定することにより、測定対象となつた組織
にどの程度血液が送られているかを判断すること
ができ、手術中あるいは手術後の患者の容体をモ
ニターすることに応用できる。

そして、ヘモグロビン濃度やヘモグロビン酸素
飽和度を測定する手段として、従来より、特定波
長の光を被検体に照射し、その反射光強度や透過
光強度から前記ヘモグロビン濃度等を測定する光
オキシメータが知られている。

この光オキシメータを用いて患者の容体をモニ
ターするには、経時的なデータを必要とするた
め、従来は、光オキシメータの光検出部を患者の
耳朶や指先に装着することとしていた。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、耳朶や指先は光検出部の装着が
簡単であるという利点はあるものの、外部の光や
気温の変化の影響を受けて誤差を生じ易く正確な
データを得ることができない。

また、耳朶や指先では、肝臓や腎臓等の重要臓
器への血流の変化が反映されないため、循環器系
や消化器系の重要臓器の手術の際に、患者の容体
をモニターするための有益なデータ、例えば重要
臓器への血液の潅流及び組織の代謝に関するデー
タを得ることができなかつた。

また、光オキシメータの光検出部を耳朶等に装
着せずに、体内の組織からサンプリングした血液
を被検体として測定すれば当該組織に関する正確
なデータを得ることができるが、体内の組織から
血液を経時的にサンプリングすることは困難であ
り、生体組織内のヘモグロビン濃度等を経時的に
測定して患者の容体をモニターすることは実質的
に不可能であつた。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、本考案は、皮膚等の末梢組織への血流
とは異なり、肝臓や腎臓等の重要臓器の血流の変
化を反映するものと考えられる例えば食道等の管
状生体器官内面に光センサを密着させて生体計測
を行い、患者の容体を容易にモニターすることの
できる反射光オキシメータを提供とすることを目
的とする。

この目的を達成するために、本考案は、管状生
体器官に光センサを挿入して当該器官の組織中の
ヘモグロビン濃度等を光学的に測定する反射光オ
キシメータあつて、前記光学センサに管状生体器
官の内面と相対する測定面が形成され、当該測定
面の背面側に管状生体器官内で膨らまされて測定
面を当該器官の内面に密着させるバルーンが設け
られていることを特徴としている。

〔考案の作用〕

本考案によれば、光センサに管状生体器官内面
と相対する測定面が形成されその背面側に生体器
官内で膨らむバルーンが設けられているので、例
えば前記光センサを口から食道等の管状生体器官
に挿入し、測定面が所定の測定位置に達したとこ
ろで背面側のバルーンを膨らませると、当該測定
面が例えば食道壁の粘膜組織に押しつけられて密
着され、その反射光強度を検出することにより、
当該粘膜組織のヘモグロビン濃度等を容易且つ正
確に測定することができる。

〔実施例〕

以下、本考案を図面に示す実施例に基づいて具
体的に説明する。

第１図は本考案に係る反射光オキシメータを示
す斜視図、第２図はその縦断面図、第３図は光セ
ンサを拡大して示す正面図、第４図は第２図の
−断面図である。

図中１は、管状生体器官である食道に挿入され
るチユーブあつて、口からスムースに挿入するこ
とができるように可撓性を有すると共に、その先
端部１ａが斜めに形成されており、その外径は約
10mm程度に選定されている。

そして、前記チユーブ１の先端近傍の周面の正
面側には、透孔２が穿設されて光センサ３が取り
付けられている。

光センサ３としては、例えば本発明者が特願昭
61−94614号において提案したセンサを使用して
おり、測定面５が透明に形成された小型容器６内
に、例えば665nm、795nm及び910nmの波長の光
を前記測定面５に接触された被検体に対して投光
する発光素子７，８及び９と、これらの光の被検
体からの反射光を受光する受光素子１０とが配設
され、前記測定面５がチユーブ１の外周面と略面
一になるように取り付けられている。

１１は、前記光センサ３に接続された制御装置
であつて、当該制御装置１１から供給される電流
によつて前記各発光素子７，８及び９をオンして
所定の波長の光を被検体に対して投光させ、受光
素子１０から出力される検出信号に基づいて各波
長の光の反射光強度を計測し、ヘモグロビン濃度
等を算定する。

また、チユーブ１の背面側には前記光センサ３
を食道壁粘膜に密着させるバルーン１２が設けら
れている。該バルーン１２は、例えばチユーブ１
の背面側に穿設された空気孔１３にゴム膜１４を
被せてその周縁をチユーブ１に接着した構成とさ
れている。

そして、前記空気孔１３にチユーブ１の内側で
接続された空気供給管１５がチユーブ１を通つて
体外に配設された空気供給源１６に接続され、該
空気供給源１６から所定の圧力で供給される空気
が、前記ゴム膜１４とチユーブ１との間に吹き込
まれて、バルーン１２がチユーブ１の外側に膨ら
むように成されている。

したがつて、例えばチユーブ１を患者の食道に
挿入した状態でバルーン１２を膨らませれば、第
４図に示す如く、チユーブ１の正面側が食道に押
しつけられて光センサ３の測定面５が食道壁（被
検体）１７に密着されることとなり、食道壁粘膜
組織の反射光を確実に検出することができる。

なお、１８は、バルーン１２内の空気の圧力を
一定に維持するようにバルブ１９を開閉する圧力
制御装置であつて、光センサ３を一定の圧力で食
道壁１７に密着させることにより、同じ測定位置
のデータを同一条件で長時間測定し得るように成
されている。

以上が本考案の一例構成であり、次にその作用
について説明する。

例えば、食道壁粘膜組織のヘモグロビン濃度を
測定しようとする場合は、患者の口からチユーブ
１を食道内に挿入し、その先端が食道に達したと
ころで、バルブ１９を開いて空気供給源１６から
バルーン１２に対し空気を供給すると、バルーン
１２がチユーブ１の外側に膨らんで、その空気圧
でチユーブ１を正面方向に押し出し、光センサ３
が食道壁１７に密着される。

そして、圧力制御装置１８により検出されるバ
ルーン１２内の圧力が所定の値に達したところ
で、バルブ１９が閉じられて空気の供給が遮断さ
れ、光センサ３により検出された反射光強度に基
づいてヘモグロビン濃度等を算定する。

このとき、赤色光を発光する発光素子７の光の
反射光強度をE_r，近赤外光を発光する発光素子８
の光の反射光強度をE_irとすると、組織中の血液
に含まれるヘモグロビン濃度（Hb）は、本発明
者が特願昭61−94615号において提案した測定方
法によれば、 〔Hb〕＝aE_ir ²＋bE_ir＋ｃ ａ，ｂ，ｃ：反射光センサの特性に起因する係
数 で求められ、具体的には例えば、 〔Hb〕＝0.445E_ir ²−7.14E_ir＋35.7 で求められる。

また、組織内の全ヘモグロビン中に含まれる酸
化ヘモグロビンの割合を示すヘモグロビン酸素飽
和度HbOSは、本発明者が特願昭61−94614号に
おいて提案した測定方法によれば、 HboS＝Ａ＋Ｂ〔E_ir／（E_r＋Ｃ）〕 Ａ，Ｂ：血液の生理学的因子及びセンサの特性
に起因する係数 Ｃ：補正係数 で求められ、具体的には例えば、 HbOS＝1.145＋0.34〔E_ir／（E_r＋0.08）〕 で求められる。

そして、これらの値より、組触の血液に含まれ
る酸素濃度〔O₂〕は、 〔O₂〕＝1.34×HbOS×〔Hb〕 により求めることができる。

なお、実施例の説明では、食道等の管状生体器
官に導入されるチユーブ１に光センサ３を取り付
けチユーブ１の背面にバルーンを設けた場合につ
いて説明したが、本考案はこれに限るものではな
く、例えば光センサ３をカテーテル状に形成し該
光センサの測定面の背面側に直接バルーンを設け
る場合であつてもよい。

また、光センサ３内に発光素子７，８，９及び
発光素子１０を配設した場合について説明した
が、発光素子及び受光素子のみを制御装置１１内
に配設し、チユーブ１に取り付けられた光センサ
３と制御装置１１内に設けられた発光素子及び受
光素子とを光フアイバで接続するようにしてもよ
い。

また、バルーン１２は一つに限らず複数設けて
もよく、またその形状、構成は任意であり、要す
るに、光センサ３を食道壁１７等の被検体に対し
て密着させることができるうように、測定面５の
背面側で外側に向かつて膨らむように構成されて
いればよい。

さらに、バルーン１２に空気を供給する空気供
給管１５はチユーブ１の内側に配設されている場
合に限らず、チユーブ１に沿つてその外側に配設
されている場合あるいはチユーブ１とは別々に設
けられている場合であつてもよい。

さらにまた、バルーン１２は空気により膨らま
せられるものに限らず、水や生理食塩水等その他
の流体によつて膨らませるものであつてもよい。

また、本考案は、食道壁粘膜を被検体とする場
合に限らず、十二指腸、大腸、小腸、鼻腔内、気
管等を被検体とする場合にも適用し得ることは勿
論である。ただし、気管を被検体とする場合は窒
息しないようにチユーブ１の先端を開放して、チ
ユーブ１内を介して呼吸できるようにしておく必
要がある。

〔考案の効果〕

以上述べたように、本考案によれば、管状生体
器官に挿入される光センサに当該器官と相対する
測定面が形成され、その背面側にバルーンが取り
付けられており、光センサを生体器官の所定の測
定位置まで導入したところでバルーンを膨らます
ことにより、測定面を生体器官内面に密着させる
ことができるので、外部の光や気温の変化による
影響を受けることがなく誤差の極めて少ない正確
なデータを得ることができると共に、被検体をサ
ンプリングすることなく生体の体内組織のヘモグ
ロビン濃度等を容易に測定することができるの
で、例えば手術中及び手術後における患者に装着
してデータを経時的に得ることにより容易にその
容体を監視することがきるという優れた効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る反射光オキシメータを示
す側面図、第２図はその縦断面図、第３図はその
要部を示す正面図、第４図は第２図の−断面
図である。 符号の説明、１……チユーブ、２……透孔、３
……光センサ、５……測定面、７，８，９……発
光素子、１０……受光素子、１２……バルーン。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 管状生体器官に光センサを挿入して当該器官
   の組織中のヘモグロビン濃度等を光学的に測定
   する反射光オキシメータであつて、前記光学セ
   ンサに管状生体器官の内面と相対する測定面が
   形成され、当該測定面の背面側に管状生体器官
   内で膨らまされて測定面を当該器官の内面に密
   着させるバルーンが設けられていることを特徴
   とする反射光オキシメータ。 (2) 前記光センサが管状生体器官に挿入されるチ
   ユーブの先端近傍に取り付けられて、その測定
   面が当該チユーブの外周面と略面一に形成され
   ると共に、前記バルーンが前記測定面に対して
   チユーブの背面側に設けられている前記実用新
   案登録請求の範囲第１項記載の反射光オキシメ
   ータ。