JPH0576504A - 末梢循環状態検出装置 - Google Patents
末梢循環状態検出装置Info
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- JPH0576504A JPH0576504A JP27036991A JP27036991A JPH0576504A JP H0576504 A JPH0576504 A JP H0576504A JP 27036991 A JP27036991 A JP 27036991A JP 27036991 A JP27036991 A JP 27036991A JP H0576504 A JPH0576504 A JP H0576504A
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- reflected light
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- light emitting
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- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 生体のショック状態を正確に検出することが
できる末梢循環状態検出装置を提供する。 【構成】 反射式脈波センサ１０において発光チップ１
６と受光チップ２０、発光チップ１６と受光チップ２２
の相互間隔が互いに異なることから、受光チップ２０お
よび受光チップ２２には皮膚１２の表面からの深さ位置
の異なる２箇所Ｂ点およびＣ点からの反射光がそれぞれ
受けられる。ステップＳ２によりそれら反射光の強度Ｉ
R2およびＩR3に基づいて減衰比Ｋ2 ／Ｋ3 が算出される
とともに、ステップＳ４によりその減衰比の変化量ΔＲ
に基づいて末梢循環状態が判定され、判定結果が異常表
示場所６０に表示される。また、ステップＳ５におい
て、上記減衰比Ｋ2 ／Ｋ3 がトレンド表示されることに
よりその減衰比Ｋ2 ／Ｋ3 の変化幅Ｗ、すなわち変化の
開始時点からの変化量が表示される。
できる末梢循環状態検出装置を提供する。 【構成】 反射式脈波センサ１０において発光チップ１
６と受光チップ２０、発光チップ１６と受光チップ２２
の相互間隔が互いに異なることから、受光チップ２０お
よび受光チップ２２には皮膚１２の表面からの深さ位置
の異なる２箇所Ｂ点およびＣ点からの反射光がそれぞれ
受けられる。ステップＳ２によりそれら反射光の強度Ｉ
R2およびＩR3に基づいて減衰比Ｋ2 ／Ｋ3 が算出される
とともに、ステップＳ４によりその減衰比の変化量ΔＲ
に基づいて末梢循環状態が判定され、判定結果が異常表
示場所６０に表示される。また、ステップＳ５におい
て、上記減衰比Ｋ2 ／Ｋ3 がトレンド表示されることに
よりその減衰比Ｋ2 ／Ｋ3 の変化幅Ｗ、すなわち変化の
開始時点からの変化量が表示される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、生体の末梢循環状態を
検出することができる装置に関するものである。
検出することができる装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】生体の皮膚の色或いは温度は末梢循環状
態を反映していることから、たとえば手術中の患者の血
圧急低下などのショック状態の有無を調べるために定期
的に患者の皮膚の色とか手足の温度を感覚的に調べるこ
とが麻酔医など間で行われている。しかし、そのような
方法は感覚的なものであるから、熟練が必要であると同
時にばらつきがあり、また、血圧計による測定値を併せ
用いるために判断に時間がかかっていた。
態を反映していることから、たとえば手術中の患者の血
圧急低下などのショック状態の有無を調べるために定期
的に患者の皮膚の色とか手足の温度を感覚的に調べるこ
とが麻酔医など間で行われている。しかし、そのような
方法は感覚的なものであるから、熟練が必要であると同
時にばらつきがあり、また、血圧計による測定値を併せ
用いるために判断に時間がかかっていた。
【０００３】これに対し、本来脈搏数を測定することを
目的として構成された反射式脈波計（プレスシモグラ
フ、たとえば米国特許第３７６９９７４号）を用いて得
られた皮膚内からの反射光の変化、すなわち容積脈波の
変化に基づいて末梢循環状態を検出することが考えられ
る。表皮の下にある真皮内の血管網は、ショック状態の
発生に関連して収縮する性質があるから、上記容積脈波
の大きさが小さくなったことに基づいて生体のショック
状態を判定するのである。
目的として構成された反射式脈波計（プレスシモグラ
フ、たとえば米国特許第３７６９９７４号）を用いて得
られた皮膚内からの反射光の変化、すなわち容積脈波の
変化に基づいて末梢循環状態を検出することが考えられ
る。表皮の下にある真皮内の血管網は、ショック状態の
発生に関連して収縮する性質があるから、上記容積脈波
の大きさが小さくなったことに基づいて生体のショック
状態を判定するのである。
【０００４】
【発明が解決すべき課題】ところで、上記反射式脈波計
では、発光素子から皮膚に向かって照射された光の反射
光をその発光素子から一定の間隔に配置された受光素子
により検知して容積脈波信号が得られ、その容積脈波信
号の大きさの変化に基づいて生体のショック状態を検出
する場合においては、気温の変化、照射光の変化、患者
の精神状態などの他の要因によっても容積脈波信号が変
化するため、生体のショック状態を正確に判定すること
ができなかった。本発明は以上の事情を背景として為さ
れたものであり、その目的とするところは、生体のショ
ック状態を正確に検出することができる末梢循環状態検
出装置を提供することにある。
では、発光素子から皮膚に向かって照射された光の反射
光をその発光素子から一定の間隔に配置された受光素子
により検知して容積脈波信号が得られ、その容積脈波信
号の大きさの変化に基づいて生体のショック状態を検出
する場合においては、気温の変化、照射光の変化、患者
の精神状態などの他の要因によっても容積脈波信号が変
化するため、生体のショック状態を正確に判定すること
ができなかった。本発明は以上の事情を背景として為さ
れたものであり、その目的とするところは、生体のショ
ック状態を正確に検出することができる末梢循環状態検
出装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための第１の手段】かかる目的を達成
するための本発明の要旨とするところは、図１のクレー
ム対応図に示すように、生体の末梢循環状態を検出する
末梢循環状態検出装置であって、(a) 前記生体の皮膚に
対向するように配置された相互間隔が異なる少なくとも
２対の発光素子および受光素子を備えた反射式脈波検出
手段と、(b) 前記受光素子によりそれぞれ検出された前
記発光素子からの第１反射光および第２反射光の強度か
らそれぞれの減衰係数を算出する減衰係数算出手段と、
(c) その減衰係数算出手段により算出された減衰係数比
に基づいて前記生体の末梢循環状態を判定する末梢循環
状態判定手段とを、含むことにある。
するための本発明の要旨とするところは、図１のクレー
ム対応図に示すように、生体の末梢循環状態を検出する
末梢循環状態検出装置であって、(a) 前記生体の皮膚に
対向するように配置された相互間隔が異なる少なくとも
２対の発光素子および受光素子を備えた反射式脈波検出
手段と、(b) 前記受光素子によりそれぞれ検出された前
記発光素子からの第１反射光および第２反射光の強度か
らそれぞれの減衰係数を算出する減衰係数算出手段と、
(c) その減衰係数算出手段により算出された減衰係数比
に基づいて前記生体の末梢循環状態を判定する末梢循環
状態判定手段とを、含むことにある。
【０００６】
【作用】このようにすれば、反射式脈波検出手段におい
て少なくとも２対の発光素子および受光素子の間隔が異
なることから、受光素子には生体の表皮からの深さ位置
の異なる場所からの第１反射光および第２反射光がそれ
ぞれ受けられる。減衰係数算出手段により第１反射光お
よび第２反射光の強度から減衰比がそれぞれ算出される
とともに、末梢循環状態判定手段によりその減衰比に基
づいて末梢循環状態が判定される。
て少なくとも２対の発光素子および受光素子の間隔が異
なることから、受光素子には生体の表皮からの深さ位置
の異なる場所からの第１反射光および第２反射光がそれ
ぞれ受けられる。減衰係数算出手段により第１反射光お
よび第２反射光の強度から減衰比がそれぞれ算出される
とともに、末梢循環状態判定手段によりその減衰比に基
づいて末梢循環状態が判定される。
【０００７】
【第１発明の効果】ここで、減衰係数算出手段により第
１反射光および第２反射光の強度からそれぞれ算出され
る減衰比は、それら第１反射光および第２反射光の主た
る反射位置の光の吸収および散乱の度合、すなわち血液
量に対応する。このため、表示から深さ位置の異なる場
所における光の減衰係数の比は、それらの深さ位置の異
なる場所における血液量の相対差を表しており、気温の
変化、照射光の変化、患者の精神状態などのように深さ
位置の異なる場所の血液量が共に変化する要因によって
は影響されない。したがって、本発明によれば、気温の
変化、照射光の変化、患者の精神状態などの他の要因に
よっても第１反射光および第２反射光がともに変化して
も減衰係数の比は影響されないが、生体のショック状態
のときに発生する末梢側からの血管収縮の発生によりそ
の減衰比が変化するので、生体のショック状態を正確に
判定することができる。
１反射光および第２反射光の強度からそれぞれ算出され
る減衰比は、それら第１反射光および第２反射光の主た
る反射位置の光の吸収および散乱の度合、すなわち血液
量に対応する。このため、表示から深さ位置の異なる場
所における光の減衰係数の比は、それらの深さ位置の異
なる場所における血液量の相対差を表しており、気温の
変化、照射光の変化、患者の精神状態などのように深さ
位置の異なる場所の血液量が共に変化する要因によって
は影響されない。したがって、本発明によれば、気温の
変化、照射光の変化、患者の精神状態などの他の要因に
よっても第１反射光および第２反射光がともに変化して
も減衰係数の比は影響されないが、生体のショック状態
のときに発生する末梢側からの血管収縮の発生によりそ
の減衰比が変化するので、生体のショック状態を正確に
判定することができる。
【０００８】
【課題を解決するための第２の手段】また、本発明の他
の態様に要旨とするところは、図２のクレーム対応図に
示すように、生体の末梢循環状態を検出する末梢循環状
態検出装置であって、(a) 前記生体の皮膚に対向するよ
うに配置された相互間隔が異なる少なくとも２対の発光
素子および受光素子を備えた反射式脈波検出手段と、
(b) 前記受光素子によりそれぞれ検出された前記発光素
子からの第１反射光および第２反射光の強度からそれぞ
れの減衰係数を算出する減衰係数算出手段と、(c) その
減衰係数算出手段により算出された減衰係数の比の変化
を表示する減衰係数比表示手段とを、含むことにある。
の態様に要旨とするところは、図２のクレーム対応図に
示すように、生体の末梢循環状態を検出する末梢循環状
態検出装置であって、(a) 前記生体の皮膚に対向するよ
うに配置された相互間隔が異なる少なくとも２対の発光
素子および受光素子を備えた反射式脈波検出手段と、
(b) 前記受光素子によりそれぞれ検出された前記発光素
子からの第１反射光および第２反射光の強度からそれぞ
れの減衰係数を算出する減衰係数算出手段と、(c) その
減衰係数算出手段により算出された減衰係数の比の変化
を表示する減衰係数比表示手段とを、含むことにある。
【０００９】
【作用】このようにすれば、反射式脈波検出手段におい
て少なくとも２対の発光素子および受光素子の間隔が異
なることから、受光素子には生体の表皮からの深さ位置
の異なる場所からの第１反射光および第２反射光がそれ
ぞれ受けられる。減衰係数算出手段により第１反射光お
よび第２反射光の強度から減衰比がそれぞれ算出される
とともに、減衰係数比表示手段により減衰比の変化が表
示される。
て少なくとも２対の発光素子および受光素子の間隔が異
なることから、受光素子には生体の表皮からの深さ位置
の異なる場所からの第１反射光および第２反射光がそれ
ぞれ受けられる。減衰係数算出手段により第１反射光お
よび第２反射光の強度から減衰比がそれぞれ算出される
とともに、減衰係数比表示手段により減衰比の変化が表
示される。
【００１０】
【第２発明の効果】したがって、本発明によっても、減
衰係数表示手段により表示された減衰比の経時的変化に
基づいて、生体のショック状態を正確に判定することが
できる。
衰係数表示手段により表示された減衰比の経時的変化に
基づいて、生体のショック状態を正確に判定することが
できる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の一実施例を示す図面に基づい
て詳細に説明する。図３において、反射式脈波センサ１
０は、バンド或いは両面接着シートなどの図示しない固
定手段により生体の皮膚１２上に装着されるようになっ
ている。反射式脈波センサ１０は、皮膚１２の接触面に
凹部を備えたセンサ本体１４と、そのセンサ本体１４の
凹部内において皮膚１２に対応した状態で所定の間隔で
順次配設された発光チップ１６、第１受光チップ１８、
第２受光チップ２０、および第３受光チップ２２と、そ
れら発光チップ１６、第１受光チップ１８、第２受光チ
ップ２０、および第３受光チップ２２の間にそれぞれ配
設された第１遮光壁２４、第２遮光壁２６、および第３
遮光壁２８と、それら遮光壁の間を埋める透明樹脂３０
とを備えており、皮膚１２内で反射された発光チップ１
６からの光が第１受光チップ１８、第２受光チップ２
０、および第３受光チップ２２にそれぞれ検出されるよ
うになっている。本実施例では、発光チップ１６と第１
受光チップ１８、第２受光チップ２０および第３受光チ
ップ２２との間で、３対の発光チップおよび受光チップ
が実質的に配置されている。
て詳細に説明する。図３において、反射式脈波センサ１
０は、バンド或いは両面接着シートなどの図示しない固
定手段により生体の皮膚１２上に装着されるようになっ
ている。反射式脈波センサ１０は、皮膚１２の接触面に
凹部を備えたセンサ本体１４と、そのセンサ本体１４の
凹部内において皮膚１２に対応した状態で所定の間隔で
順次配設された発光チップ１６、第１受光チップ１８、
第２受光チップ２０、および第３受光チップ２２と、そ
れら発光チップ１６、第１受光チップ１８、第２受光チ
ップ２０、および第３受光チップ２２の間にそれぞれ配
設された第１遮光壁２４、第２遮光壁２６、および第３
遮光壁２８と、それら遮光壁の間を埋める透明樹脂３０
とを備えており、皮膚１２内で反射された発光チップ１
６からの光が第１受光チップ１８、第２受光チップ２
０、および第３受光チップ２２にそれぞれ検出されるよ
うになっている。本実施例では、発光チップ１６と第１
受光チップ１８、第２受光チップ２０および第３受光チ
ップ２２との間で、３対の発光チップおよび受光チップ
が実質的に配置されている。
【００１２】皮膚１２は、０．１〜０．３mm程度の厚み
であって角質の表皮３２と、表皮３２の下にあって０．
３〜２．４mm程度の厚みの真皮３４と、その真皮３４の
下にあった脂肪に満ちた皮下組織３６とから構成されて
いる。一般に、それら真皮３４および皮下組織３６の境
は判然としない。動脈は皮下組織３６と真皮３４の境お
よび真皮３４内で動脈網を形成し、乳頭へは毛細血管と
なって係蹄状に曲がって入り、静脈に移る。静脈は、真
皮３４内および真皮３４と皮下組織３６の境で静脈網を
形成し、その一部は動脈に沿う深静脈に、他の一部は皮
静脈に入る。図３に示すように、図３のＡ点に示す表皮
３２内からの反射光が第１受光チップ１８に、図３のＢ
点に示す真皮３４内からの反射光が第２受光チップ２０
に、図３のＣ点に示す皮下組織３６内からの反射光が第
３受光チップ２２にそれぞれ受かるように、発光チップ
１６、第１受光チップ１８、第２受光チップ２０、およ
び第３受光チップ２２の配設位置、および第１遮光壁２
４、第２遮光壁２６、および第３遮光壁２８の形状およ
び位置が決定されている。
であって角質の表皮３２と、表皮３２の下にあって０．
３〜２．４mm程度の厚みの真皮３４と、その真皮３４の
下にあった脂肪に満ちた皮下組織３６とから構成されて
いる。一般に、それら真皮３４および皮下組織３６の境
は判然としない。動脈は皮下組織３６と真皮３４の境お
よび真皮３４内で動脈網を形成し、乳頭へは毛細血管と
なって係蹄状に曲がって入り、静脈に移る。静脈は、真
皮３４内および真皮３４と皮下組織３６の境で静脈網を
形成し、その一部は動脈に沿う深静脈に、他の一部は皮
静脈に入る。図３に示すように、図３のＡ点に示す表皮
３２内からの反射光が第１受光チップ１８に、図３のＢ
点に示す真皮３４内からの反射光が第２受光チップ２０
に、図３のＣ点に示す皮下組織３６内からの反射光が第
３受光チップ２２にそれぞれ受かるように、発光チップ
１６、第１受光チップ１８、第２受光チップ２０、およ
び第３受光チップ２２の配設位置、および第１遮光壁２
４、第２遮光壁２６、および第３遮光壁２８の形状およ
び位置が決定されている。
【００１３】発光チップ１６は、血中の赤血球の散乱を
受け易い波長、たとえば６６０nm以上の赤色光或いは赤
外光、特に血中酸素飽和度により変化を受け難い帯域、
すなわち８０５nm程度の赤外光を出力するＬＥＤチップ
である。また、第１受光チップ１８、第２受光チップ２
０、および第３受光チップ２２は、たとえばよく知られ
たホトダイオードチップ或いはホトトランジスタチップ
である。
受け易い波長、たとえば６６０nm以上の赤色光或いは赤
外光、特に血中酸素飽和度により変化を受け難い帯域、
すなわち８０５nm程度の赤外光を出力するＬＥＤチップ
である。また、第１受光チップ１８、第２受光チップ２
０、および第３受光チップ２２は、たとえばよく知られ
たホトダイオードチップ或いはホトトランジスタチップ
である。
【００１４】上記発光チップ１６は、演算制御装置４０
の出力ポート４２からの指令信号にしたがって駆動回路
４４から供給される駆動電流により発光させられる。第
１受光チップ１８、第２受光チップ２０、および第３受
光チップ２２からそれぞれ出力される信号は、図示しな
い増幅器、マルチプレクサ４６、Ａ／Ｄ変換器４８を会
して演算制御装置４０のＣＰＵ５０へ供給される。演算
制御装置４０は、ＲＡＭ５２の一時記憶機能を利用しつ
つ予めＲＯＭ５４に記憶されたプログラムに従って入力
信号を処理し、表示器５６に演算結果などを表示させ
る。
の出力ポート４２からの指令信号にしたがって駆動回路
４４から供給される駆動電流により発光させられる。第
１受光チップ１８、第２受光チップ２０、および第３受
光チップ２２からそれぞれ出力される信号は、図示しな
い増幅器、マルチプレクサ４６、Ａ／Ｄ変換器４８を会
して演算制御装置４０のＣＰＵ５０へ供給される。演算
制御装置４０は、ＲＡＭ５２の一時記憶機能を利用しつ
つ予めＲＯＭ５４に記憶されたプログラムに従って入力
信号を処理し、表示器５６に演算結果などを表示させ
る。
【００１５】上記演算制御装置４０の作動を図４のフロ
ーチャートにしたがって説明する。図４のステップＳ１
では、発光チップ１６が点灯されるとともに、第１受光
チップ１８、第２受光チップ２０、および第３受光チッ
プ２２から出力された信号が読み込まれる。続くステッ
プＳ２では、読みこまれた信号、すなわち、第１受光チ
ップ１８により受光された反射光強度ＩR1、第２受光チ
ップ２０により受光された反射光強度ＩR2、第３受光チ
ップ２２により受光された反射光強度ＩR3に基づいて、
以下に示す数式１、数式２、および数式３から、表皮３
２の減衰係数Ｋ1 、真皮３４の減衰係数Ｋ2 、および皮
下組織３６の減衰係数Ｋ3 がそれぞれ算出される。な
お、数式１、数式２、および数式３において、Ｉ0 は発
光チップ１６の照射光強度であり、予め設定された一定
値が採用される。
ーチャートにしたがって説明する。図４のステップＳ１
では、発光チップ１６が点灯されるとともに、第１受光
チップ１８、第２受光チップ２０、および第３受光チッ
プ２２から出力された信号が読み込まれる。続くステッ
プＳ２では、読みこまれた信号、すなわち、第１受光チ
ップ１８により受光された反射光強度ＩR1、第２受光チ
ップ２０により受光された反射光強度ＩR2、第３受光チ
ップ２２により受光された反射光強度ＩR3に基づいて、
以下に示す数式１、数式２、および数式３から、表皮３
２の減衰係数Ｋ1 、真皮３４の減衰係数Ｋ2 、および皮
下組織３６の減衰係数Ｋ3 がそれぞれ算出される。な
お、数式１、数式２、および数式３において、Ｉ0 は発
光チップ１６の照射光強度であり、予め設定された一定
値が採用される。
【００１６】
【数１】Ｋ1 ＝ＩR1／Ｉ0
【００１７】
【数２】Ｋ2 ＝（ＩR2／Ｉ0 ）／（ＩR1／Ｉ0 ）2
【００１８】
【数３】 Ｋ3 ＝（ＩR3／Ｉ0 ）（ＩR1／Ｉ0 ）2 ／（ＩR2／Ｉ0 ）2
【００１９】図４のステップＳ３では、上記数式２およ
び数式３から求められた真皮３４の減衰係数Ｋ2 および
皮下組織３６の減衰係数Ｋ3 の比Ｋ2 ／Ｋ3 が算出され
る。次いで、ステップＳ４では、上記減衰係数比Ｋ2 ／
Ｋ3 の所定時間前、たとえば数秒前の値からの変化量Δ
Ｒが算出され、たとえば図５に示す関係からその変化量
ΔＲに基づいて末梢循環状態が判定される。そして、ス
テップＳ５では、実際の減衰係数Ｋ1 、Ｋ2 、Ｋ3 と減
衰係数の比Ｋ2 ／Ｋ3 のトレンド、および上記ステップ
Ｓ４の判定結果が表示器５６において表示される。
び数式３から求められた真皮３４の減衰係数Ｋ2 および
皮下組織３６の減衰係数Ｋ3 の比Ｋ2 ／Ｋ3 が算出され
る。次いで、ステップＳ４では、上記減衰係数比Ｋ2 ／
Ｋ3 の所定時間前、たとえば数秒前の値からの変化量Δ
Ｒが算出され、たとえば図５に示す関係からその変化量
ΔＲに基づいて末梢循環状態が判定される。そして、ス
テップＳ５では、実際の減衰係数Ｋ1 、Ｋ2 、Ｋ3 と減
衰係数の比Ｋ2 ／Ｋ3 のトレンド、および上記ステップ
Ｓ４の判定結果が表示器５６において表示される。
【００２０】図６は、表示器５６の表示例を示してい
る。図において、トレンド表示場所５８において、減衰
係数Ｋ1 、Ｋ2 、Ｋ3 と減衰係数の比Ｋ2 ／Ｋ3 のトレ
ンドが表示されており、異常表示場所６０において末梢
循環の異常表示がその発生時刻とともに表示される。な
お、△印は、末梢循環の判定時点を示している。
る。図において、トレンド表示場所５８において、減衰
係数Ｋ1 、Ｋ2 、Ｋ3 と減衰係数の比Ｋ2 ／Ｋ3 のトレ
ンドが表示されており、異常表示場所６０において末梢
循環の異常表示がその発生時刻とともに表示される。な
お、△印は、末梢循環の判定時点を示している。
【００２１】上述のように、本実施例によれば、反射式
脈波センサ１０において２対の発光チップ１６と受光チ
ップ２０、発光チップ１６と受光チップ２２の相互間隔
が互いに異なることから、受光チップ２０および受光チ
ップ２２には皮膚１２の表面からの深さ位置の異なる２
箇所Ｂ点およびＣ点からの第１反射光および第２反射光
がそれぞれ受けられる。減衰係数算出手段に対応するス
テップＳ２により第１反射光および第２反射光の強度Ｉ
R2およびＩR3に基づいて減衰比Ｋ2 ／Ｋ3 が算出される
とともに、末梢循環状態判定手段に対応するステップＳ
４によりその減衰比の変化量ΔＲに基づいて末梢循環状
態が判定され、判定結果が異常表示場所６０に表示され
る。また、減衰係数比表示手段に対応するステップＳ５
において、上記減衰比Ｋ2 ／Ｋ3 がトレンド表示される
ことによりその減衰比Ｋ2 ／Ｋ3 の変化幅Ｗ、すなわち
変化の開始時点からの変化量が表示される。
脈波センサ１０において２対の発光チップ１６と受光チ
ップ２０、発光チップ１６と受光チップ２２の相互間隔
が互いに異なることから、受光チップ２０および受光チ
ップ２２には皮膚１２の表面からの深さ位置の異なる２
箇所Ｂ点およびＣ点からの第１反射光および第２反射光
がそれぞれ受けられる。減衰係数算出手段に対応するス
テップＳ２により第１反射光および第２反射光の強度Ｉ
R2およびＩR3に基づいて減衰比Ｋ2 ／Ｋ3 が算出される
とともに、末梢循環状態判定手段に対応するステップＳ
４によりその減衰比の変化量ΔＲに基づいて末梢循環状
態が判定され、判定結果が異常表示場所６０に表示され
る。また、減衰係数比表示手段に対応するステップＳ５
において、上記減衰比Ｋ2 ／Ｋ3 がトレンド表示される
ことによりその減衰比Ｋ2 ／Ｋ3 の変化幅Ｗ、すなわち
変化の開始時点からの変化量が表示される。
【００２２】ここで、上記第１反射光および第２反射光
の強度ＩR2およびＩR3からそれぞれ算出される減衰比Ｋ
2 ／Ｋ3 は、それら第１反射光および第２反射光の主た
る反射位置の光の吸収および散乱の度合、すなわち血液
量に対応する。このため、表面から深さ位置の異なる２
箇所Ｂ点およびＣ点における光の減衰係数Ｋ2 およびＫ
3 の比Ｋ2 ／Ｋ3 は、それらＢ点およびＣ点における血
液量の相対差を表しており、気温の変化、照射光の変
化、患者の精神状態などのように深さ位置の異なる場所
の血液量が共に変化する要因によっては影響されない。
したがって、実施例によれば、気温の変化、照射光の変
化、患者の精神状態などの他の要因によっても第１反射
光および第２反射光がともに変化しても減衰係数の比は
影響されないが、生体のショック状態のときに発生する
末梢側からの血管収縮の発生によりその減衰比が変化す
るので、異常表示場所６０において表示された判断結果
を見ることにより、或いはトレンド表示場所５８に表示
された減衰比Ｋ2 ／Ｋ3 の変化幅Ｗが表示されることに
より、生体のショック状態を正確に判定することができ
るのである。
の強度ＩR2およびＩR3からそれぞれ算出される減衰比Ｋ
2 ／Ｋ3 は、それら第１反射光および第２反射光の主た
る反射位置の光の吸収および散乱の度合、すなわち血液
量に対応する。このため、表面から深さ位置の異なる２
箇所Ｂ点およびＣ点における光の減衰係数Ｋ2 およびＫ
3 の比Ｋ2 ／Ｋ3 は、それらＢ点およびＣ点における血
液量の相対差を表しており、気温の変化、照射光の変
化、患者の精神状態などのように深さ位置の異なる場所
の血液量が共に変化する要因によっては影響されない。
したがって、実施例によれば、気温の変化、照射光の変
化、患者の精神状態などの他の要因によっても第１反射
光および第２反射光がともに変化しても減衰係数の比は
影響されないが、生体のショック状態のときに発生する
末梢側からの血管収縮の発生によりその減衰比が変化す
るので、異常表示場所６０において表示された判断結果
を見ることにより、或いはトレンド表示場所５８に表示
された減衰比Ｋ2 ／Ｋ3 の変化幅Ｗが表示されることに
より、生体のショック状態を正確に判定することができ
るのである。
【００２３】次に、本発明の他の実施例を説明する。な
お、以下の説明において前述の実施例と共通する部分に
は同一の符号を付して説明を省略する。図７の実施例に
おける脈波センサ７０は、前記発光チップ１６と同じ波
長の光を出力する第１発光チップ７２、第２発光チップ
７４、および第３発光チップ７６と、それらから出た光
の反射光を受けるための共通の受光チップ７８と、それ
ら第１発光チップ７２、第２発光チップ７４、第３発光
チップ７６、および受光チップ７８の間にそれぞれ設け
られた３つの第１遮光壁８０、第２遮光壁８２、および
第３遮光壁８４とを備えている。前述の実施例と同様
に、図７のＡ点に示す表皮３２内からの反射光、図７の
Ｂ点に示す真皮３４内からの反射光、図７のＣ点に示す
皮下組織３６内からの反射光が共通の受光チップ７８に
それぞれ受かるように、第１発光チップ７２、第２発光
チップ７４、第３発光チップ７６、および受光チップ７
８の配設位置、および第１遮光壁８０、第２遮光壁８
２、および第３遮光壁８４の形状および位置が決定され
ている。
お、以下の説明において前述の実施例と共通する部分に
は同一の符号を付して説明を省略する。図７の実施例に
おける脈波センサ７０は、前記発光チップ１６と同じ波
長の光を出力する第１発光チップ７２、第２発光チップ
７４、および第３発光チップ７６と、それらから出た光
の反射光を受けるための共通の受光チップ７８と、それ
ら第１発光チップ７２、第２発光チップ７４、第３発光
チップ７６、および受光チップ７８の間にそれぞれ設け
られた３つの第１遮光壁８０、第２遮光壁８２、および
第３遮光壁８４とを備えている。前述の実施例と同様
に、図７のＡ点に示す表皮３２内からの反射光、図７の
Ｂ点に示す真皮３４内からの反射光、図７のＣ点に示す
皮下組織３６内からの反射光が共通の受光チップ７８に
それぞれ受かるように、第１発光チップ７２、第２発光
チップ７４、第３発光チップ７６、および受光チップ７
８の配設位置、および第１遮光壁８０、第２遮光壁８
２、および第３遮光壁８４の形状および位置が決定され
ている。
【００２４】本実施例の駆動回路８６は、上記第１発光
チップ７２、第２発光チップ７４、第３発光チップ７６
を順次択一的に発光させる時分割駆動をさせるために演
算制御装置４０からの指令信号に従って駆動電流を順次
出力する。このため、受光チップ７８には、深さ位置の
異なる３種類の反射光が順次受けられ、それら３種類の
反射光の強度を表す信号が図示しない増幅器およびＡ／
Ｄ変換器４８を介してＣＰＵ５０へ入力される。そし
て、前述の実施例と同様の作動により、図６に示す表示
が表示器５６において得られ、前述の実施例と同様の効
果が得られるのである。
チップ７２、第２発光チップ７４、第３発光チップ７６
を順次択一的に発光させる時分割駆動をさせるために演
算制御装置４０からの指令信号に従って駆動電流を順次
出力する。このため、受光チップ７８には、深さ位置の
異なる３種類の反射光が順次受けられ、それら３種類の
反射光の強度を表す信号が図示しない増幅器およびＡ／
Ｄ変換器４８を介してＣＰＵ５０へ入力される。そし
て、前述の実施例と同様の作動により、図６に示す表示
が表示器５６において得られ、前述の実施例と同様の効
果が得られるのである。
【００２５】本実施例においては、上記第１発光チップ
７２、第２発光チップ７４、および第３発光チップ７６
の照射光強度をＩ01、Ｉ02、およびＩo3とし、受光チッ
プ７８に受けられたそれらの照射光の反射光の強度をＩ
R1、ＩR2、およびＩR3とすると、表皮３２、真皮３４、
および皮下組織３６の減衰係数Ｋ1 、Ｋ2 およびＫ
3 は、以下に示す数式４、数式５、数式６から算出され
る。
７２、第２発光チップ７４、および第３発光チップ７６
の照射光強度をＩ01、Ｉ02、およびＩo3とし、受光チッ
プ７８に受けられたそれらの照射光の反射光の強度をＩ
R1、ＩR2、およびＩR3とすると、表皮３２、真皮３４、
および皮下組織３６の減衰係数Ｋ1 、Ｋ2 およびＫ
3 は、以下に示す数式４、数式５、数式６から算出され
る。
【００２６】
【数４】Ｋ1 ＝Ｉ01／ＩR1
【００２７】
【数５】Ｋ2 ＝（Ｉ02／ＩR2）／（Ｉ01／ＩR1）2
【００２８】
【数６】 Ｋ3 ＝（Ｉ03／ＩR3）（Ｉ01／ＩR1）2 ／（Ｉ02／ＩR2）2
【００２９】図８に示す実施例は、相互間隔の異なる２
対の発光チップおよび受光チップを備えたものである。
図において、脈波センサ９０は、前記発光チップ１６と
同じ波長の光を出力する第１発光チップ９２および第２
発光チップ９４と、それから出た光の反射光を受けるた
めの共通の受光チップ９６と、それら第１発光チップ９
２、第２発光チップ９４、および受光チップ９６との間
にそれぞれ設けられた第１遮光壁９８および第２遮光壁
１００とを備えている。本実施例においては、図８の
Ｂ’点に示すように、真皮３４若しくは表皮３２および
真皮３４内からの反射光と、図８のＣ’点に示すよう
に、真皮３４若しくは真皮３４および皮下組織３６内か
らの反射光とが共通の受光チップ９６にそれぞれ受けら
れるように、上記第１発光チップ９２、第２発光チップ
９４、受光チップ９６の配置位置、および第１遮光壁９
８および第２遮光壁１００の形状および位置が決定され
ている。
対の発光チップおよび受光チップを備えたものである。
図において、脈波センサ９０は、前記発光チップ１６と
同じ波長の光を出力する第１発光チップ９２および第２
発光チップ９４と、それから出た光の反射光を受けるた
めの共通の受光チップ９６と、それら第１発光チップ９
２、第２発光チップ９４、および受光チップ９６との間
にそれぞれ設けられた第１遮光壁９８および第２遮光壁
１００とを備えている。本実施例においては、図８の
Ｂ’点に示すように、真皮３４若しくは表皮３２および
真皮３４内からの反射光と、図８のＣ’点に示すよう
に、真皮３４若しくは真皮３４および皮下組織３６内か
らの反射光とが共通の受光チップ９６にそれぞれ受けら
れるように、上記第１発光チップ９２、第２発光チップ
９４、受光チップ９６の配置位置、および第１遮光壁９
８および第２遮光壁１００の形状および位置が決定され
ている。
【００３０】本実施例においては、上記第１発光チップ
９２、第２発光チップ９４の照射光強度をＩ01’、
Ｉ02’とし、受光チップ９６が受けるそれら照射光の反
射光強度をＩR1’、ＩR2’とすると、皮膚１２内の深さ
の異なる部分の減衰係数Ｋ1 ’およびＫ2’は以下に示
す数式７および数式８から算出され、それらから減衰係
数比Ｋ1 ’／Ｋ2 ’が算出される。本実施例おいても、
同様に図６に示す表示が表示器５６において行われる。
９２、第２発光チップ９４の照射光強度をＩ01’、
Ｉ02’とし、受光チップ９６が受けるそれら照射光の反
射光強度をＩR1’、ＩR2’とすると、皮膚１２内の深さ
の異なる部分の減衰係数Ｋ1 ’およびＫ2’は以下に示
す数式７および数式８から算出され、それらから減衰係
数比Ｋ1 ’／Ｋ2 ’が算出される。本実施例おいても、
同様に図６に示す表示が表示器５６において行われる。
【００３１】
【数７】Ｋ1 ’＝（Ｉ01’／ＩR1’）
【００３２】
【数８】 Ｋ2 ’＝（Ｉ02’／ＩR2’）／（Ｉ01’／ＩR1’）2
【００３３】以上、本発明の一実施例を図面に基づいて
説明したが、本発明はその他の態様においても適用され
る。たとえば、前述の実施例においては、共通の発光チ
ップ１６或いは受光チップ７８が設けられることによ
り、相互間隔が異なる関係にある３対の発光チップおよ
び受光チップが４素子により構成されていたが、発光チ
ップおよび受光チップを３対設けて合計６素子により脈
波センサ１０或いは７０が構成されていても差支えな
い。
説明したが、本発明はその他の態様においても適用され
る。たとえば、前述の実施例においては、共通の発光チ
ップ１６或いは受光チップ７８が設けられることによ
り、相互間隔が異なる関係にある３対の発光チップおよ
び受光チップが４素子により構成されていたが、発光チ
ップおよび受光チップを３対設けて合計６素子により脈
波センサ１０或いは７０が構成されていても差支えな
い。
【００３４】また、前述の実施例の減衰係数の比は、Ｋ
2 ／Ｋ3と定義されていたが、Ｋ3 ／Ｋ2 であっても差
支えない。
2 ／Ｋ3と定義されていたが、Ｋ3 ／Ｋ2 であっても差
支えない。
【００３５】また、前述の実施例では、減衰係数比の変
化量ΔＲ或いは変化幅Ｗが表示器５６に数値表示される
ようにしてもよいし、減衰係数の比Ｋ2 ／Ｋ3 のトレン
ドにおける傾斜を演算し、そのトレンドの傾斜値を表示
するようにしてもよい。
化量ΔＲ或いは変化幅Ｗが表示器５６に数値表示される
ようにしてもよいし、減衰係数の比Ｋ2 ／Ｋ3 のトレン
ドにおける傾斜を演算し、そのトレンドの傾斜値を表示
するようにしてもよい。
【００３６】また、前述のステップＳ４では、減衰係数
比の変化量ΔＲに基づいて正常の範囲であるか末梢循環
の異常の範囲であるかの２段階に判定されていたが、多
段階に判定されてもよい。
比の変化量ΔＲに基づいて正常の範囲であるか末梢循環
の異常の範囲であるかの２段階に判定されていたが、多
段階に判定されてもよい。
【００３７】また、前述の実施例では、発光素子から最
も間隔の大きい関係にある受光素子により得られた反射
光強度ＩR3は、皮下組織３６内のＣ点からの反射光であ
るように説明されているが、必ずしも皮下組織３６内で
なくてもよい。要するに、Ｂ点と異なる深さ位置からの
反射光であればよいのである。
も間隔の大きい関係にある受光素子により得られた反射
光強度ＩR3は、皮下組織３６内のＣ点からの反射光であ
るように説明されているが、必ずしも皮下組織３６内で
なくてもよい。要するに、Ｂ点と異なる深さ位置からの
反射光であればよいのである。
【００３８】また、前述の実施例では、異なる深さ位置
からの反射光を得るために、対を成す発光素子および受
光素子間の間隔が異なるように配置されるとともに、そ
れらの間に遮光壁２４、２６、２８、８０、８２、８４
が設けられているが、それら遮光壁は必ずしもなくても
よい。すなわち、たとえば米国特許第４８６７５５７号
（特願昭６２−８７４６８）の第５欄第７行乃至第３０
行に記載されている光子拡散理論（Photon Diffution T
heory)に示されているように、発光素子と受光素子との
間隔が異なることにより皮膚内の光の通過光路の深さが
異なるからである。
からの反射光を得るために、対を成す発光素子および受
光素子間の間隔が異なるように配置されるとともに、そ
れらの間に遮光壁２４、２６、２８、８０、８２、８４
が設けられているが、それら遮光壁は必ずしもなくても
よい。すなわち、たとえば米国特許第４８６７５５７号
（特願昭６２−８７４６８）の第５欄第７行乃至第３０
行に記載されている光子拡散理論（Photon Diffution T
heory)に示されているように、発光素子と受光素子との
間隔が異なることにより皮膚内の光の通過光路の深さが
異なるからである。
【００３９】なお、上述したのはあくまでも本発明の一
実施例であり、本発明はその主旨を逸脱しない範囲にお
いて種々変更が加えられ得る。
実施例であり、本発明はその主旨を逸脱しない範囲にお
いて種々変更が加えられ得る。
【図１】本第１発明のクレーム対応図である。
【図２】本第２発明のクレーム対応図である。
【図３】本発明の一実施例の構成を説明する図である。
【図４】図３の演算制御装置の制御作動を説明するフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図５】図４に示す作動において末梢循環異常判定に用
いられる関係を示す図である。
いられる関係を示す図である。
【図６】図４に示す作動により表示器に表示される表示
例を示す図である。
例を示す図である。
【図７】本発明の他の実施例を示す図３に対応する図で
ある。
ある。
【図８】本発明の他の実施例を示す図３に対応する図で
ある。
ある。
１０，７０ 反射式脈波センサ １６ 発光チップ（発光素子） １８ 第１受光チップ（受光素子） ２０ 第２受光チップ（受光素子） ２２ 第３受光チップ（受光素子） ７２ 第１発光チップ（発光素子） ７４ 第２発光チップ（発光素子） ７６ 第３発光チップ（発光素子） ステップＳ２ 減衰係数算出手段 ステップＳ４ 末梢循環状態判定手段 ステップＳ５ 減衰係数比表示手段
Claims (2)
- 【請求項１】 生体の末梢循環状態を検出する末梢循環
状態検出装置であって、 前記生体の皮膚に対向するように配置された相互間隔が
異なる少なくとも２対の発光素子および受光素子を備え
た反射式脈波検出手段と、 前記受光素子によりそれぞれ検出された前記発光素子か
らの第１反射光および第２反射光の強度からそれぞれの
減衰係数を算出する減衰係数算出手段と、 該減衰係数算出手段により算出された減衰係数比に基づ
いて前記生体の末梢循環状態を判定する末梢循環状態判
定手段とを、含むことを特徴とする末梢循環状態検出装
置。 - 【請求項２】 生体の末梢循環状態を検出する末梢循環
状態検出装置であって、 前記生体の皮膚に対向するように配置された相互間隔が
異なる少なくとも２対の発光素子および受光素子を備え
た反射式脈波検出手段と、 前記受光素子によりそれぞれ検出された前記発光素子か
らの第１反射光および第２反射光の強度からそれぞれの
減衰係数を算出する減衰係数算出手段と、 該減衰係数算出手段により算出された減衰係数の比の変
化を表示する減衰係数比表示手段とを、含むことを特徴
とする末梢循環状態検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3270369A JP2975741B2 (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | 末梢循環状態検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3270369A JP2975741B2 (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | 末梢循環状態検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0576504A true JPH0576504A (ja) | 1993-03-30 |
| JP2975741B2 JP2975741B2 (ja) | 1999-11-10 |
Family
ID=17485307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3270369A Expired - Fee Related JP2975741B2 (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | 末梢循環状態検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2975741B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11128184A (ja) * | 1997-10-30 | 1999-05-18 | Nippon Colin Co Ltd | 反射型光電脈波検出装置 |
| JP2005323906A (ja) * | 2004-05-17 | 2005-11-24 | Seiko Instruments Inc | 生体情報計測装置及び生体情報計測方法 |
| JP2016174685A (ja) * | 2015-03-19 | 2016-10-06 | セイコーエプソン株式会社 | 生体情報検出センサー及び生体情報検出装置 |
| JP2017504431A (ja) * | 2014-02-04 | 2017-02-09 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． | ユーザの心拍を測定する光学デバイス |
| JP2017169690A (ja) * | 2016-03-22 | 2017-09-28 | ソニー株式会社 | 生体情報計測装置および電子機器 |
| JP2017176266A (ja) * | 2016-03-28 | 2017-10-05 | 富士ゼロックス株式会社 | 生体情報測定装置 |
| JP2018029776A (ja) * | 2016-08-24 | 2018-03-01 | 京セラ株式会社 | 計測センサ用パッケージおよび計測センサ |
| JP2018108467A (ja) * | 2009-02-25 | 2018-07-12 | ヴァレンセル，インコーポレイテッド | モニタ装置 |
| WO2021199773A1 (ja) * | 2020-04-01 | 2021-10-07 | ソニーグループ株式会社 | 生体情報測定装置、生体情報測定システム及び生体情報測定方法 |
| US11471103B2 (en) | 2009-02-25 | 2022-10-18 | Valencell, Inc. | Ear-worn devices for physiological monitoring |
-
1991
- 1991-09-20 JP JP3270369A patent/JP2975741B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11128184A (ja) * | 1997-10-30 | 1999-05-18 | Nippon Colin Co Ltd | 反射型光電脈波検出装置 |
| JP2005323906A (ja) * | 2004-05-17 | 2005-11-24 | Seiko Instruments Inc | 生体情報計測装置及び生体情報計測方法 |
| JP4515148B2 (ja) * | 2004-05-17 | 2010-07-28 | セイコーインスツル株式会社 | 生体情報計測装置及び生体情報計測方法 |
| US10842389B2 (en) | 2009-02-25 | 2020-11-24 | Valencell, Inc. | Wearable audio devices |
| US10898083B2 (en) | 2009-02-25 | 2021-01-26 | Valencell, Inc. | Wearable monitoring devices with passive and active filtering |
| US11660006B2 (en) | 2009-02-25 | 2023-05-30 | Valencell, Inc. | Wearable monitoring devices with passive and active filtering |
| US11589812B2 (en) | 2009-02-25 | 2023-02-28 | Valencell, Inc. | Wearable devices for physiological monitoring |
| US11471103B2 (en) | 2009-02-25 | 2022-10-18 | Valencell, Inc. | Ear-worn devices for physiological monitoring |
| JP2018108467A (ja) * | 2009-02-25 | 2018-07-12 | ヴァレンセル，インコーポレイテッド | モニタ装置 |
| US10448840B2 (en) | 2009-02-25 | 2019-10-22 | Valencell, Inc. | Apparatus for generating data output containing physiological and motion-related information |
| US10716480B2 (en) | 2009-02-25 | 2020-07-21 | Valencell, Inc. | Hearing aid earpiece covers |
| US10750954B2 (en) | 2009-02-25 | 2020-08-25 | Valencell, Inc. | Wearable devices with flexible optical emitters and/or optical detectors |
| JP2017504431A (ja) * | 2014-02-04 | 2017-02-09 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． | ユーザの心拍を測定する光学デバイス |
| JP2016174685A (ja) * | 2015-03-19 | 2016-10-06 | セイコーエプソン株式会社 | 生体情報検出センサー及び生体情報検出装置 |
| JP2017169690A (ja) * | 2016-03-22 | 2017-09-28 | ソニー株式会社 | 生体情報計測装置および電子機器 |
| JP2017176266A (ja) * | 2016-03-28 | 2017-10-05 | 富士ゼロックス株式会社 | 生体情報測定装置 |
| JP2018029776A (ja) * | 2016-08-24 | 2018-03-01 | 京セラ株式会社 | 計測センサ用パッケージおよび計測センサ |
| WO2021199773A1 (ja) * | 2020-04-01 | 2021-10-07 | ソニーグループ株式会社 | 生体情報測定装置、生体情報測定システム及び生体情報測定方法 |
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|---|---|
| JP2975741B2 (ja) | 1999-11-10 |
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