JPH0518505U - 反射型オキシメータ用プローブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低温熱傷を生じたりコストをそれ程増大させ
たりすることなく、末梢血管の収縮を好適に防止し得て
酸素飽和度を精度良く且つ安定して測定し得る反射型オ
キシメータ用プローブを提供する。 【構成】 ハウジング１４の外表面に、体表面１２のハ
ウジング１４の周囲に位置する部分を覆ってその体表面
１２からの熱の放出を抑制することによりプローブ１０
直下の血管床を保温するゴム部材５６を設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は反射型オキシメータに用いられるプローブに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

生体の一部に波長の異なる光を照射する発光素子と、その発光素子から照射さ れた光の生体からの反射光をそれぞれ検出する受光素子とを有してその生体の表 面に装着されるプローブを備え、その受光素子により検出された反射光の強度を 表す光電脈波信号に基づいて血液中の酸素飽和度を測定する形式の反射型オキシ メータが知られている。この酸素飽和度の測定は末梢血管において行われるのが 普通である。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、斯かる反射型オキシメータにおいては、たとえば手術中におい て生体にショックが加えられること等により末梢血管が収縮してその末梢血管内 の血流が低下したり或いは阻止されたりすると、好適な大きさの光電脈波信号が 得られなくなって、酸素飽和度を精度良く且つ安定して測定し難くなったり或い は酸素飽和度の測定自体が困難になるという問題があった。

【０００４】 これに対し、本出願人が先に出願して公開された特開平３−２３８４６号公報 に記載されているように、上記プローブが装着される生体の一部を加温するヒー タ等の加温手段を設ければ、その生体の一部内の末梢血管の収縮を好適に防止し 得て末梢循環を好適に維持し得るため、酸素飽和度を精度良く且つ安定して測定 し得ると考えられる。しかし、この場合においても、未だ解決すべき問題を有し ている。すなわち、加温手段により加熱するものであることから低温熱傷を生ず るおそれがあるとともに、その加温手段は加熱温度を調節するための温度調節手 段を備えて構成されるのが普通であることから反射型オキシメータのコストが高 くなる欠点があるのである。

【０００５】 本考案は以上の事情を背景にして為されたものであって、その目的とするとこ ろは、低温熱傷を生じたりコストをそれ程増大させたりすることなく、末梢血管 の収縮を好適に防止し得て酸素飽和度を精度良く且つ安定して測定し得る反射型 オキシメータ用プローブを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案者は種々検討を重ねた結果、プローブが装着される生体の一部を積極的 に加温することなくその生体の表面からの熱の放出を抑制するだけでも末梢血管 の収縮を好適に防止し得て酸素飽和度を精度良く且つ安定して測定し得ることを 見い出した。

【０００７】 本考案はかかる知見に基づいて為されたものであって、その要旨とするところ は、生体の一部に発光素子から波長の異なる光を照射してその生体からの反射光 を受光素子にてそれぞれ検出し、その反射光の強度を表す光電脈波信号に基づい て血液中の酸素飽和度を測定する反射型オキシメータにおいて、一方向において 開口する容器状を成して前記発光素子および受光素子を内部に収容するハウジン グを備え、そのハウジングの開口端側が前記生体の表面に密着するようにその生 体に装着されるプローブであって、前記ハウジングに設けられ、前記生体の表面 のそのハウジングの周囲に位置する部分を覆ってその表面からの熱の放出を抑制 することにより前記生体の一部を保温する保温手段を含むことにある。

【０００８】

【作用および考案の効果】

かかる構成のプローブを用いて血液中の酸素飽和度を測定する際には、そのプ ローブをハウジングの開口端側が生体の表面に密着するように生体の一部に装着 すると、ハウジングに設けられた保温手段により生体の表面のハウジングの周囲 に位置する部分が覆われてその生体の表面からの熱の放出が抑制されることによ り前記生体の一部が保温される。これにより、手術中に生体にショックが加えら れた場合等においても、その生体の一部内の末梢血管の収縮を好適に防止し得て その末梢血管内の血流を好適に維持し得ることとなり、常に好適な大きさの光電 脈波信号を検出し得て酸素飽和度を精度良く且つ安定して測定し得る。しかも、 保温手段は生体表面のハウジングの周囲に位置する部分を単に覆うことにより前 記生体の一部を保温するものであるため、低温熱傷を生じたり反射型オキシメー タのコストをそれ程増大させたりすることなく上記効果が得られる。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

【００１０】 図１は本考案が適用されたプローブを備えた反射型オキシメータの一構成例を 示す図であって、プローブ１０は、たとえば生体の末梢血管の密度が比較的高い 指等の体表面１２に密着した状態で装着される。プローブ１０は、比較的深さの 浅い有底円筒状のハウジング１４と、そのハウジング１４の底部内面の中央部に 設けられ、ホトダイオードやホトトランジスタ等から成る受光素子１６と、ハウ ジング１４の底部内面の受光素子１６を中心とする同一半径の円周上において所 定間隔毎に交互に設けられ、ＬＥＤ等から成る複数づつの第１発光素子１８およ び第２発光素子２０（図１においては１個づつ図示）と、ハウジング１４内に一 体的に設けられ、受光素子１６および発光素子１８，２０を覆う透明な樹脂２２ と、ハウジング１４内において受光素子１６と発光素子１８，２０との間に設け られ、発光素子１８，２０から照射された光の体表面１２から受光素子１６に向 かう反射光を遮光する円筒状の遮光部材２４とを備えて構成されている。

【００１１】 上記第１発光素子１８はたとえば６６０ｎｍ程度の波長の赤色光を発光し、第 ２発光素子２０はたとえば８００ｎｍ程度の波長の赤外光を発光するものである が、必ずしもこれらの波長に限定されるものではなく、ヘモグロビンの吸光係数 と酸化ヘモグロビンの吸光係数とが大きく異なる波長の光と、それら両吸光係数 が略同じとなる波長の光とを発光するものであればよい。本実施例においては、 上記第１発光素子１８および２発光素子２０がクレームにおける発光素子を構成 している。これら第１発光素子１８および第２発光素子２０は一定時間づつ順番 に所定周波数で発光させられるとともに、両発光素子１８，２０から照射された 光の体表面１２内の血管床からの反射光は共通の受光素子１６によりそれぞれ受 光される。

【００１２】 受光素子１６は、その受光量に対応した大きさの電気信号ＳＶを増幅器３０を 介してローパスフィルタ３２へ出力する。この電気信号ＳＶは、動脈の脈動によ る変動成分を含んでいる。ローパスフィルタ３２は入力された電気信号ＳＶから 脈波の周波数よりも高い周波数を有するノイズを除去し、そのノイズが除去され た信号ＳＶをデマルチプレクサ３４へ出力する。デマルチプレクサ３４は後述の 切換信号ＳＣにより第１発光素子１８および第２発光素子２０の発光に同期して 切り換えられることにより、赤色光による電気信号ＳＶ_R をサンプルホールド回 路３６およびＡ／Ｄ変換器３８を介してＩ／Ｏポート４０へ逐次供給するととも に、赤外光による電気信号ＳＶ_IRをサンプルホールド回路４２およびＡ／Ｄ変換 器４４を介してＩ／Ｏポート４０へ逐次供給する。サンプルホールド回路３６， ４２は、入力された電気信号ＳＶ_R ，ＳＶ_IRをＡ／Ｄ変換器３８，４４へ逐次出 力する際に、前回出力した電気信号ＳＶ_R ，ＳＶ_IRについてのＡ／Ｄ変換器３８ ，４４における変換作動が終了するまで次に出力する電気信号ＳＶ_R ，ＳＶ_IRを それぞれ保持するためのものである。

【００１３】 上記Ｉ／Ｏポート４０は、データバスラインを介してＣＰＵ４６，ＲＯＭ４８ ，ＲＡＭ５０，表示器５２とそれぞれ接続されている。ＣＰＵ４６は、ＲＡＭ５ ０の記憶機能を利用しつつＲＯＭ４８に予め記憶されたプログラムに従って測定 動作を実行し、Ｉ／Ｏポート４０から駆動回路５４へ照射信号ＳＬＤを出力して 第１発光素子１８および第２発光素子２０を順番に所定の周波数で一定時間づつ 発光させる一方、それら第１発光素子１８および第２発光素子２０の発光に同期 して切換信号ＳＣを出力してデマルチプレクサ３４を切り換えることにより、前 記電気信号ＳＶ_R をサンプルホールド回路３６へ、前記電気信号ＳＶ_IRをサンプ ルホールド回路４２へそれぞれ振り分ける。また、ＣＰＵ４６は、予め記憶され たプログラムに従って前記電気信号ＳＶ_R および電気信号ＳＶ_IRがそれぞれ表す 光電脈波形に基づいて末梢血管を流れる血液中の酸素飽和度を決定し且つその決 定した酸素飽和度を表示器５２に表示させる。なお、この酸素飽和度の決定方法 は、本出願人が先に出願して公開された特開平３−１５４４０号公報に記載され た決定方法と同様であるとともに本考案の理解に必ずしも必要ではないため、そ の決定方法についての詳細な説明は省略する。

【００１４】 ここで、本実施例においては、更に、ハウジング１４にはそのハウジング１４ の外周面および底部外面を覆うようにキャップ状のゴム部材５６が一体的に設け られている。このゴム部材５６は、たとえばクロロプレンゴム等を原料ゴムとし てスポンジ状に構成されており、好適な断熱性を備えている。そして、このゴム 部材５６のハウジング１４外周側に位置する部分が両面粘着シート５８を介して 前記体表面１２に固着されることにより、ハウジング１４の開口端面および遮光 部材２４の先端面が体表面１２に密着する状態でプローブ１０が体表面１２に装 着されている。このとき、体表面１２のハウジング１４の周囲に位置する部分が ゴム部材５６により両面粘着性シート５８を介して密着する状態で覆われること により、その体表面１２からの熱の放出が抑制されてプローブ１０直下の血管床 が保温されるようになっている。したがって、本実施例においては、上記ゴム部 材５６が保温手段に相当する。なお、図１において、両面粘着シート５８は便宜 上実際より大幅に厚く描かれている。

【００１５】 ところで、酸素飽和度の測定では血管床中の毛細血管内に血液の脈流が充分に 存在することが前提とされる。しかし、その酸素飽和度の測定がたとえば手術中 に行われている場合において、メスや薬物等により生体にショックが加えられる と、従来においては、末梢血管が収縮してその末梢血管内の血流が低下したり或 いは阻止されたりすることにより、好適な大きさの光電脈波信号が得られなくな って、酸素飽和度を精度良く且つ安定して測定し難くなったり或いは酸素飽和度 の測定自体が困難になる場合があった。

【００１６】 これに対し、本実施例によれば、ゴム部材５６により体表面１２のハウジング １４の周囲に位置する部分が覆われてその体表面１２からの熱の放出が抑制され ることによりプローブ１０直下の血管床が保温されるので、前記末梢血管の収縮 を好適に防止することができてその末梢血管内の血流を好適に維持することがで きる。この結果、前記ショックが加えられても常に好適な大きさの光電脈波信号 （電気信号ＳＶ_R ，ＳＶ_IR）を検出することができるため、酸素飽和度を従来に 比べて一層精度良く且つ安定して測定することができるとともに、それに伴って 、末梢血管の密度が比較的小さい部位においても酸素飽和度の測定が可能となる 。

【００１７】 また、本実施例によれば、ゴム部材５６によりハウジング１４の外表面が全体 に亘って覆われているため、体表面１２からハウジング１４等を介しての熱の放 出も好適に抑制されることとなり、これにより、上記効果が一層好適に得られる 。

【００１８】 また、本実施例によれば、ハウジング１４に設けられたゴム部材５６により体 表面１２のハウジング１４の周囲に位置する部分を単に覆うことにより酸素飽和 度が測定される血管床が保温されるため、加熱手段を設ける場合のように低温熱 傷を生じたり反射型オキシメータのコストをそれ程増大させたりすることなく上 記効果が得られる。

【００１９】 また、本実施例によれば、ハウジング１４に設けられたゴム部材５６を両面粘 着シート５８を介して体表面１２に固着することにより、プローブ１０がそのハ ウジング１４の開口端面および遮光部材２４の先端面が体表面１２に密着する状 態で体表面１２に装着されているので、装着バンド等によりプローブを生体表面 に所定の押圧力で押圧した状態で装着する従来の場合に比べて、プローブ１０に よる体表面１２に対する圧迫を好適に低減できる利点がある。

【００２０】 以上、本考案の一実施例を図面に基づいて説明したが、本考案はその他の態様 でも適用される。

【００２１】 たとえば、前記実施例では、保温手段はゴム部材５６にて構成されているが、 好適な断熱性を有して体表面１２からの熱の放出を抑制し得るものであればよく 、樹脂部材にて構成してもよいし、金属製部材とゴムや樹脂などの断熱性部材と を組み合わせて構成することも可能である。

【００２２】 また、前記実施例では、保温手段としてのゴム部材５６はキャップ状を成し、 ハウジング１４の外周面および底部外面を覆うように構成されているが、必ずし もその必要はなく、少なくともハウジング１４の外周面に環状に設けられておれ ば本考案の効果を得ることが可能である。要するに、保温手段は体表面１２のハ ウジング１４周囲に位置する部分を覆ってその体表面１２からの熱の放出を抑制 し得るようにハウジング１４に設けられておればよいのである。

【００２３】 また、前記実施例では、プローブ１０は両面粘着シート５８により体表面１２ に固着されるように構成されているが、装着バンド等により体表面１２に装着さ れてもよい。

【００２４】 また、前記実施例では、複数づつ設けられた第１発光素子１８および第２発光 素子２０から互いに波長の異なる光が出力されるように構成されているが、必ず しもその必要はなく、たとえば、それらの発光素子１８，２０は１個づつであっ てもよいし、あるいは、波長の異なる光を出力する単一の発光素子が用いられて もよい。

【００２５】 その他、本考案はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更が加えられ得る ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案が適用されたプローブを備えた反射型オ
キシメータの一構成例を示すブロック線図である。

【符号の説明】

１０ プローブ １２ 体表面 １４ ハウジング １６ 受光素子 ｛１８ 第１発光素子，２０ 第２発光素子｝発光素子 ５６ ゴム部材（保温手段）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 生体の一部に発光素子から波長の異なる
   光を照射して該生体からの反射光を受光素子にてそれぞ
   れ検出し、該反射光の強度を表す光電脈波信号に基づい
   て血液中の酸素飽和度を測定する反射型オキシメータに
   おいて、一方向において開口する容器状を成して前記発
   光素子および受光素子を内部に収容するハウジングを備
   え、該ハウジングの開口端側が前記生体の表面に密着す
   るように該生体に装着されるプローブであって、 前記ハウジングに設けられ、前記生体の表面の該ハウジ
   ングの周囲に位置する部分を覆って該表面からの熱の放
   出を抑制することにより前記生体の一部を保温する保温
   手段を含むことを特徴とする反射型オキシメータ用プロ
   ーブ。