Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JPH0559734B2 - - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JPH0559734B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0559734B2
JPH0559734B2 JP59033952A JP3395284A JPH0559734B2 JP H0559734 B2 JPH0559734 B2 JP H0559734B2 JP 59033952 A JP59033952 A JP 59033952A JP 3395284 A JP3395284 A JP 3395284A JP H0559734 B2 JPH0559734 B2 JP H0559734B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sao
light
section
display
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP59033952A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS60176624A (en
Inventor
Kenji Hamaguri
Takao Sakai
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Minolta Co Ltd filed Critical Minolta Co Ltd
Priority to JP59033952A priority Critical patent/JPS60176624A/en
Priority to US06/704,772 priority patent/US4714341A/en
Publication of JPS60176624A publication Critical patent/JPS60176624A/en
Publication of JPH0559734B2 publication Critical patent/JPH0559734B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

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

Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明は無侵襲的に動脈血酸素飽和度(以下
SaO2)を測定し表示するオキシメータに関する
ものである。
[Detailed Description of the Invention] [Technical Field] The present invention non-invasively measures arterial blood oxygen saturation (hereinafter referred to as
This relates to an oximeter that measures and displays SaO 2 ).

[従来技術] 従来の動脈血酸素飽和度測定装置(オキシメー
タ)においては、測定値を得るごとにその測定値
を数値表示するものが知られている。このような
ものではその時その時の測定値を正確に知るのに
は非常に便利であるが、被測定者の過去から現時
点までの状態(安定状態にあつたか、不安定状態
にあつたか)を把握することができない。動脈血
酸素飽和度の測定においては現時点での正確な測
定値も大切であるが、時間の経過に対する被測定
者の状態の変化を知ることも非常に重要である。
つまり、被測定者の過去から現時点までの状態を
知ることにより、測定者は、現時点以降さらに注
意を要するのか、安定化させるための何らかの処
置を有するのか、あるいは、このまま何の処置も
必要でないのか等の判断を迅速に下すことができ
るようになるわけである。
[Prior Art] A conventional arterial blood oxygen saturation measuring device (oximeter) is known that displays a measured value numerically each time it is obtained. This type of device is very convenient for accurately knowing the measured value at that time, but it also allows you to understand the condition of the person being measured from the past to the present (whether it was in a stable state or unstable state). Can not do it. In measuring arterial blood oxygen saturation, it is important to have an accurate measurement value at the present moment, but it is also very important to know changes in the subject's condition over time.
In other words, by knowing the condition of the subject from the past to the present, the measurer can determine whether further care is required from this point forward, whether there is any measure to be taken to stabilize the condition, or whether no treatment is necessary. This means that decisions such as these can be made quickly.

[発明の目的] 従つて本発明の目的は、被測定者の過去から現
時点での状態を容易に把握することが可能なオキ
シメータを提供することにある。
[Object of the Invention] Accordingly, an object of the present invention is to provide an oximeter that makes it possible to easily grasp the current state of a subject from the past.

[測定原理] まず、本発明の装置のSaO2測定原理を説明す
る。生体に入射した光は、生体中の血液や筋肉等
によつて吸収、散乱されて減衰する。動脈血は拍
動しており、体積が周期的に変化しているので、
生体を通つた光の減衰量も周期的に変化してい
る。生体を通つた波長λの光の強度をλとする
と、 λ=oλ・Ftλ・Fvλ・f(μλ)e-g(〓〓)(d+d
)
で表わされる。ここで、oλは波長λの光の入
射光強度、Ftλ、Fvλはそれぞれ波長λにおける
血液を含まない部分および静脈血の透過率、μλ
は動脈血の波長λにおける吸収係数、f(μλ)、
g(μλ)はそれぞれμλの関数であり、dおよび
Δdはそれぞれ光が通る動脈血の平均的厚さおよ
びその変化分である。Δdは周期的に変化する。
[Measurement Principle] First, the SaO 2 measurement principle of the apparatus of the present invention will be explained. Light incident on a living body is absorbed and scattered by blood, muscles, etc. in the living body, and is attenuated. Arterial blood is pulsating and its volume changes periodically, so
The amount of attenuation of light passing through living organisms also changes periodically. If the intensity of light with wavelength λ passing through a living body is λ, then λ=oλ・Ftλ・Fvλ・f(μλ)e -g( 〓〓 )(d+d
)
. Here, oλ is the incident light intensity of light with wavelength λ, Ftλ and Fvλ are the transmittance of blood-free part and venous blood at wavelength λ, μλ
is the absorption coefficient at the wavelength λ of arterial blood, f(μλ),
g(μλ) are each a function of μλ, and d and Δd are the average thickness of the arterial blood through which the light passes and its variation, respectively. Δd changes periodically.

λの対数と、λの対数のうち直流成分の差
Yλは Yλ=−g(μλ)Δd となる。g(μλ)は近似的にμλの平方根に比例す
るので Yλ2=kλμλ(Δd)2 と表わされる。kλは波長によつて決まる定数で
ある。μλは μλ=CHbo2・EλHbo2+CHb+EλHb=Ct{S(EλHbo2
−EHb)+EλHb} で表わされる。CHbo2およびCHbは酸化ヘモグ
ロビンおよび還元ヘモグロビンの濃度、Ct=
CHbo2+CHb、S=CHbo2/Ct、EλHbo2および
EλHbはそれぞれ波長λにおける酸化ヘモグロビ
ンおよび還元ヘモグロビンの吸光係数である。し
たがつてYλ2は Yλ2=kλCt{S(EλHbo2−CλHb)+EλHb}(Δd)2 となる。λ1およびλ2の2つの波長での上記のYλ
を測定することによりSが求めることができる。
波長λ1におけるYλをYλ1、波長λ2におけるYλを
2で表わすと (Yλ12=kλ1Ct{S(Eλ1Hbo2−Eλ1Hb)+Eλ1Hb
}(Δd)2 (Yλ22=kλ2Ct{S(Eλ2Hbo2−Eλ1Hb)+Eλ2Hb
}(Δd)2 これにより S=−Eλ2Hb・Yλ1 2/Kλ1−Eλ1Hb・Yλ2 2/Kλ2/(
2Hbo2−Eλ2Hb)・Yλ1 2/Kλ1−(Eλ1Hbo2−Eλ1H
b)・Yλ2 2/Kλ2 そしてEλ1Hbo2=Eλ1Hbを満たす波長λ1を用
いることにより S=kλ1/kλ2・Eλ1Hb/Eλ2Hbo2−Eλ2Hb・(Yλ2 2
/Yλ12−Eλ2Hb/Eλ2Hbo2−Eλ2Hb となりSaO2はS×100(%)で定義されるから SaO2=A・(Yλ2/Yλ12+B で求めることができる。ここでA、Bは血液の光
学特性により決まる定数である。
Difference between the logarithm of λ and the DC component of the logarithm of λ
Yλ becomes Yλ=−g(μλ)Δd. Since g(μλ) is approximately proportional to the square root of μλ, it is expressed as Yλ 2 =kλμλ(Δd) 2 . kλ is a constant determined by wavelength. μλ is μλ=CHbo 2・EλHbo 2 +CHb+EλHb=Ct{S(EλHbo 2
−EHb)+EλHb}. CHbo 2 and CHb are the concentrations of oxyhemoglobin and deoxyhemoglobin, Ct =
CHbo 2 +CHb, S=CHbo 2 /Ct, EλHbo 2 and
EλHb is the extinction coefficient of oxyhemoglobin and deoxyhemoglobin at wavelength λ, respectively. Therefore, Yλ 2 becomes Yλ 2 =kλCt{S(EλHbo 2 −CλHb)+EλHb}(Δd) 2 . The above Yλ at two wavelengths λ 1 and λ 2
S can be determined by measuring .
Let Yλ at wavelength λ 1 be Yλ 1 and Yλ at wavelength λ 2 be
Expressed in Yλ 2 , (Yλ 1 ) 2 = kλ 1 Ct{S(Eλ 1 Hbo 2 −Eλ 1 Hb) + Eλ 1 Hb
}(Δd) 2 (Yλ 2 ) 2 =kλ 2 Ct{S(Eλ 2 Hbo 2 −Eλ 1 Hb) + Eλ 2 Hb
}(Δd) 2This gives S=-Eλ 2 Hb・Yλ 1 2 /Kλ 1 −Eλ 1 Hb・Yλ 2 2 /Kλ 2 /(
2 Hbo 2 −Eλ 2 Hb)・Yλ 1 2 /Kλ 1 −(Eλ 1 Hbo 2 −Eλ 1 H
b) By using a wavelength λ 1 satisfying Yλ 2 2 /Kλ 2 and Eλ 1 Hbo 2 =Eλ 1 Hb, S=kλ 1 /kλ 21 Hb/Eλ 2 Hbo 2 −Eλ 2 Hb·(Yλ twenty two
/Yλ 1 ) 2 −Eλ 2 Hb/Eλ 2 Hbo 2 −Eλ 2 Hb Since SaO 2 is defined as S×100 (%), it can be calculated as SaO 2 = A・(Yλ 2 /Yλ 1 ) 2 +B. I can do it. Here, A and B are constants determined by the optical properties of blood.

[実施例] 以下に本発明の実施例の構成を説明する。第1
図に示す様に測定しようとする手指などの測定部
Mに光を照射するための照明光学系1、測定部M
を通つた光をたとえば650μm、710μm、805μm
の第1、第2、第3の異つた波長域の光に分光し
それぞれの光を第1〜第3の電気信号に変換する
第1〜第3の受光素子36,37,38を含む受
光部2、光源の発光強度をモニターする為の参照
光受光素子34を含む参照光部3、参照光部3の
出力電流を電圧に変換する参照光電流電圧変換部
4を有する。さらに参照光電流電圧変換部4の出
力と、受光部3の第1〜第3の受光素子の出力か
ら第1〜第3の受光素子出力の対数をとる第1〜
第3の対数変換部5,6,7、第1〜第3の対数
変換部5,6,7の出力中の脈動成分を除去する
為の第1〜第3のローパスフイルター8,9,1
0、第1〜第3の対数変換部の出力5,6,7と
それらに対応した第1〜第3のローパスフイルタ
ー8,9,10の出力との各々の差を出力する第
1〜第3の差動増幅部11,12,13、第1〜
第3の差動増幅部11,12,13の出力を各々
両波整流する第1〜第3の両波整流部14,1
5,16、第3の対数変換部7の出力に所定の演
算を行なう光量測定部17を備えている。
[Example] The configuration of an example of the present invention will be described below. 1st
As shown in the figure, an illumination optical system 1 for irradiating light onto a measuring part M such as a finger or the like to be measured, and a measuring part M
For example, the light passing through is 650μm, 710μm, 805μm
A light receiving device including first to third light receiving elements 36, 37, and 38 that split light into first, second, and third different wavelength ranges and convert each light into first to third electrical signals. The reference light section 2 includes a reference light section 3 including a reference light receiving element 34 for monitoring the emission intensity of the light source, and a reference light current/voltage conversion section 4 that converts the output current of the reference light section 3 into a voltage. Further, from the output of the reference photocurrent voltage converter 4 and the output of the first to third light receiving elements of the light receiving unit 3, the logarithms of the outputs of the first to third light receiving elements are calculated.
First to third low-pass filters 8, 9, 1 for removing pulsating components in the outputs of the third logarithmic converter 5, 6, 7 and the first to third logarithmic converters 5, 6, 7
0, the first to third logarithmic converters that output the differences between the outputs 5, 6, and 7 of the first to third logarithmic conversion units and the outputs of the first to third low-pass filters 8, 9, and 10 corresponding thereto. 3 differential amplifier sections 11, 12, 13, first to
First to third double-wave rectifiers 14 and 1 that double-wave rectify the outputs of the third differential amplifiers 11, 12, and 13, respectively.
5, 16, and a light amount measuring section 17 that performs a predetermined calculation on the output of the third logarithmic conversion section 7.

アナログマルチプレクサ18は第1〜第3の両
波整流部14,15,16の出力および光量測定
部17のうち1つを選択して次段に伝達する。そ
のアナログ出力は二重積分器19a、およびコン
パレーター19bにてなるAD変換部20に供給
されデジタル値に変換される。そのデジタル出力
は後述の制御演算部26に供給される。第1の差
動増幅部11の出力はパルス波形に変換する脈波
整形部21を介して制御演算部26に供給され
る。
The analog multiplexer 18 selects one of the outputs of the first to third double-wave rectifying sections 14, 15, and 16 and the light amount measuring section 17, and transmits the selected output to the next stage. The analog output is supplied to an AD converter 20 consisting of a double integrator 19a and a comparator 19b and converted into a digital value. The digital output is supplied to a control calculation section 26, which will be described later. The output of the first differential amplifier section 11 is supplied to the control calculation section 26 via the pulse wave shaping section 21 which converts it into a pulse waveform.

さらに第1の差動増幅部11の出力を脈波表示
用電流計29の入力に適した信号に変換する脈波
信号変換部22、第1の差動増幅部11の出力を
記録計用の入力に変換する脈波出力部23、警告
の為に測定値の上限および下限値をセツトする複
数個のスイツチおよび警報音発生を制御するスイ
ツチ、表示部の制御のためのスイツチ等のスイツ
チのオン・オフ状態を読む制御回路からなるスイ
ツチ入力部24、測定したSaO2や脈拍数を表示
する表示部25を有する。制御演算部26は第1
〜第3の両波整流部14,15,16やアナログ
マルチプレクサ18やAD変換部20や表示部2
5やスイツチ入力部24等の制御ならびにSaO2
および脈拍数の計算を行なう。さらに本装置は表
示部25の表示内容をハードコピーする画面コピ
ー部27、外部のプリンター等に接続するための
デイジタル出力部28、警報音を発する警報発生
部30、ならびに各部に電力を供給する電源31
を有する。
Furthermore, a pulse wave signal converter 22 converts the output of the first differential amplifier 11 into a signal suitable for input to the pulse wave display ammeter 29, and Pulse wave output unit 23 that converts into input, multiple switches that set the upper and lower limits of measured values for warning, a switch that controls the generation of alarm sounds, a switch that controls the display unit, etc. - It has a switch input section 24 consisting of a control circuit that reads the off state, and a display section 25 that displays the measured SaO 2 and pulse rate. The control calculation unit 26
~Third double-wave rectifier 14, 15, 16, analog multiplexer 18, AD converter 20, and display unit 2
5, switch input section 24, etc., and SaO 2
and calculate the pulse rate. Furthermore, this device includes a screen copy section 27 that hard copies the display contents of the display section 25, a digital output section 28 for connecting to an external printer, an alarm generation section 30 that emits an alarm sound, and a power supply that supplies power to each section. 31
has.

本実施例においては、制御演算部26にマイク
ロコンピユーターを用い、また測定部に投光する
光源1としてハロゲンランプを用いる。光源の光
の一部は参照光部3の受光素子に入射し、他はオ
プテカルフアイバー等(図示せず)で測定部に導
かれる。測定部を通つた光は別のオプテイカルフ
アイバー等(図示せず)で受光部2に導かれ、受
光部2において第1〜第3の波長域の光に分光さ
れ、分光された光は各々第1〜第3の受光素子3
6,37,38に入射する。参照光部3中の受光
素子および受光部2の第1〜第3の受光素子3
6,37,38は各々に入射した光の強度に比例
した電流を出力する。参照光部3の受光素子の出
力は参照光電流電圧変換部4にて電圧に変換され
る。参照光電流電圧変換部4の出力は第1〜第3
の対数変換部5,6,7に入力される。
In this embodiment, a microcomputer is used as the control calculation section 26, and a halogen lamp is used as the light source 1 that emits light to the measurement section. A part of the light from the light source is incident on the light receiving element of the reference light section 3, and the rest is guided to the measuring section by an optical fiber or the like (not shown). The light passing through the measuring section is guided to the light receiving section 2 by another optical fiber or the like (not shown), where it is separated into light in the first to third wavelength ranges, and each of the separated lights is First to third light receiving elements 3
6, 37, and 38. The light receiving element in the reference light section 3 and the first to third light receiving elements 3 of the light receiving section 2
6, 37, and 38 each output a current proportional to the intensity of the incident light. The output of the light receiving element of the reference light section 3 is converted into a voltage by the reference light current/voltage conversion section 4. The outputs of the reference photocurrent-voltage converter 4 are the first to third outputs.
is input to logarithmic conversion units 5, 6, and 7.

第1〜第3の対数変換部5,6,7はそれぞれ
第1〜第3の受光素子の出力と参照光電流電圧変
換部4の出力とから、第1〜第3の受光素子の出
力の対数に比例した信号をそれぞれ出力する。各
対数変換部5,6,7には後述する光源光量変動
補正回路があり、これによつて各対数変換部の出
力においては光源の光量変化による雑音は除去さ
れている。第1〜第3の対数変換部5,6,7の
出力は第1〜第3のローパスフイルター8,9,
10および第1〜第3の差動増幅部11,12,
13にそれぞれ接続されている。第1〜第3のロ
ーパスフイルター8,9,10の出力は第1〜第
3の差動増幅器11,12,13にそれぞれ接続
される。第1〜第3の差動増幅部11,12,1
3はそれぞれ第1〜第3の対数変換部5,6,7
の出力と第1〜第3のローパスフイルター8,
9,10の出力の差を演算し増加する。したがつ
て第1〜第3の各差動増幅部11,12,13の
出力には対応する波長域での光電容積脈波信号の
みが得られる。この脈波信号は測定部の動脈血の
体積変化によつて生じたものであり、その動脈血
の吸光係数に関する情報を含んでいる。第1〜第
3の差動増幅部11,12,13の出力はそれぞ
れ第1〜第3の両波整流部14,15,16に接
続されている。第1〜第3の両波整流部はそれぞ
れ半波整流回路と差動積分器で構成される。第1
〜第3の両波整流部で第1〜第3の差動増幅部1
1,12,13の出力はそれぞれ両波整流され制
御演算部26の制御の下で一定時間だけ両波整流
部の積分器で積分され、その後所定の時間だけ保
持される。保持された第1〜第3の両波整流部1
4,15,16の出力と後述する光量測定部17
の出力は順次アナログマルチプレクサ18によつ
て選択されてAD変換部20の二重積分器19a
に入力される。アナログマルチプレクサ18がど
の入力を選択するかは制御演算部26によつて制
御される。
The first to third logarithmic converters 5, 6, and 7 convert the outputs of the first to third light receiving elements from the outputs of the first to third light receiving elements and the output of the reference photocurrent voltage converter 4, respectively. Each outputs a logarithmically proportional signal. Each of the logarithmic conversion sections 5, 6, and 7 has a light source light amount fluctuation correction circuit, which will be described later, and thereby noise caused by changes in the light amount of the light source is removed from the output of each logarithmic conversion section. The outputs of the first to third logarithmic conversion units 5, 6, and 7 are transmitted to the first to third low-pass filters 8, 9,
10 and first to third differential amplifier sections 11, 12,
13, respectively. Outputs of the first to third low-pass filters 8, 9, and 10 are connected to first to third differential amplifiers 11, 12, and 13, respectively. First to third differential amplifier sections 11, 12, 1
3 are first to third logarithmic conversion units 5, 6, and 7, respectively.
output and the first to third low-pass filters 8,
The difference between the outputs of 9 and 10 is calculated and increased. Therefore, only photoplethysmogram signals in the corresponding wavelength ranges are obtained as outputs from the first to third differential amplifiers 11, 12, and 13. This pulse wave signal is generated by a change in the volume of arterial blood at the measuring section, and contains information regarding the extinction coefficient of the arterial blood. Outputs of the first to third differential amplifiers 11, 12, and 13 are connected to first to third double-wave rectifiers 14, 15, and 16, respectively. The first to third double-wave rectifiers each include a half-wave rectifier circuit and a differential integrator. 1st
~The first to third differential amplifier sections 1 in the third double-wave rectifier section
The outputs of the outputs 1, 12, and 13 are each subjected to double-wave rectification, integrated by the integrator of the double-wave rectifier for a certain period of time under the control of the control calculation section 26, and then held for a predetermined period of time. The first to third double-wave rectifiers 1 held
Outputs of 4, 15, 16 and the light amount measurement section 17, which will be described later.
The output of
is input. Which input the analog multiplexer 18 selects is controlled by the control calculation unit 26.

二重積分器19aとコンパレーター19bとマ
イクロコンピユーター26に内蔵されたカウンタ
ーとで二重積分型A/D変換器が構成されており
二重積分器19aに入力された信号はA/D変換
される。1回のA/D変換が行なわれる毎に第1
〜第3の両波整流部14,15,16の積分器は
放電される。この第1〜第3の両波整流部14,
15,16の積分器は一定の周期で積分、保持、
放電を繰返し、A/D変換が行なわれるとともに
光量測定部17の出力のA/D変換も一定の周期
で繰返される。A/D変換された第1〜第3の両
波整流器14,15,16の出力からあらかじめ
A/D変換され記憶されていた第1〜第3の両波
整流器のオフセツト電圧がそれぞれ引算され、脈
波信号の振幅に比例した第1〜第3の脈波振幅値
が求められる。そして、第1と第2の脈波振幅値
から所定の演算によつて第1の酸素飽和度SaO2
(1)が計算される。また、第1と第3の脈動振幅値
から所定の演算によつて第2の酸素飽和度SaO2
(2)が計算され、記憶される。SaO2(1)は測定部の
動揺による雑音の有無を検出する為に用いられる
が、これについては後述する。SaO2(1)および
SaO2(2)は一定時間ごとに次々計算されるが、最
新のSaO2(2)とそれ以前の一定の数のSaO2(2)から
SaO2平均値が所定の方式に従つて計算されその
結果は表示部25に表示される。SaO2の平均値
の計算については後で詳しく説明する。また、第
1の差動増幅部11の出力は脈波整形部21、脈
波信号変換部22、脈波出力部23にも接続され
ている。
A double integrator 19a, a comparator 19b, and a counter built into the microcomputer 26 constitute a double integration type A/D converter, and the signal input to the double integrator 19a is A/D converted. Ru. The first A/D conversion is performed every time one A/D conversion is performed.
~The integrators of the third double-wave rectifiers 14, 15, and 16 are discharged. These first to third double-wave rectifiers 14,
The 15th and 16th integrators integrate, hold, and
The discharge is repeated and A/D conversion is performed, and the A/D conversion of the output of the light quantity measuring section 17 is also repeated at a constant cycle. The offset voltages of the first to third double-wave rectifiers that have been A/D-converted and stored in advance are subtracted from the A/D-converted outputs of the first to third double-wave rectifiers 14, 15, and 16, respectively. , first to third pulse wave amplitude values proportional to the amplitude of the pulse wave signal are determined. Then, the first oxygen saturation SaO 2 is determined by a predetermined calculation from the first and second pulse wave amplitude values.
(1) is calculated. Further, a second oxygen saturation SaO 2 is determined by a predetermined calculation from the first and third pulsation amplitude values.
(2) is calculated and stored. SaO 2 (1) is used to detect the presence or absence of noise due to vibration of the measurement unit, which will be described later. SaO 2 (1) and
SaO 2 (2) is calculated one after another at regular intervals, but from the latest SaO 2 (2) and a certain number of previous SaO 2 (2)
The SaO 2 average value is calculated according to a predetermined method and the result is displayed on the display section 25. The calculation of the average value of SaO 2 will be explained in detail later. Further, the output of the first differential amplifier section 11 is also connected to a pulse wave shaping section 21, a pulse wave signal converting section 22, and a pulse wave output section 23.

脈波整形部21では第1の差動増幅部11の出
力信号が一定の閾値により大きいか小さいかによ
つて2値化されパルス信号に変換され制御演算部
26に入力される。制御演算部26はこの入力パ
ルス信号の立上りおよび立下りを検出して周期を
計算してそれに基づいて1分当りの脈拍数を計算
する。脈拍数の計算もSaO2(1)およびSaO(2)と動
揺に一定の時間ごとに繰返される。脈拍数の計算
についても後述する。計算された脈拍数は表示部
25に表示される。脈波信号変換部22は第1の
差動増幅部11の出力信号を脈波表示用電流計2
9の入力に適する様に変換する。脈波表示用電流
計によつて脈波信号が正常に得られるているかど
うか確認することができる。脈波出力部23は第
1の差動増幅部11の出力信号を記録計の入力に
適合させる為のものである。表示部25の表示内
容はスイツチ入力部24のスイツチを押すと画面
コピー部27によつてハードコピーされ、SaO2
の平均値、脈拍数等がグラフ記録される。
In the pulse wave shaping section 21, the output signal of the first differential amplification section 11 is binarized depending on whether it is larger or smaller than a certain threshold value, converted into a pulse signal, and input to the control calculation section 26. The control calculation unit 26 detects the rising and falling edges of this input pulse signal, calculates the period, and calculates the number of pulses per minute based on the period. The calculation of pulse rate is also repeated at regular intervals for SaO 2 (1) and SaO (2) and agitation. Calculation of pulse rate will also be described later. The calculated pulse rate is displayed on the display section 25. The pulse wave signal converter 22 converts the output signal of the first differential amplifier 11 into a pulse wave display ammeter 2.
Convert it to be suitable for the input of 9. It can be confirmed whether the pulse wave signal is being obtained normally using the pulse wave display ammeter. The pulse wave output section 23 is for adapting the output signal of the first differential amplification section 11 to the input of the recorder. When the switch of the switch input section 24 is pressed, the display contents of the display section 25 are hard-copied by the screen copying section 27, and the SaO 2
The average value, pulse rate, etc. are recorded graphically.

SaO2の平均値およ脈拍数の信号はデイジタル
出力部28を介してデイジタル出力される。
The average value of SaO 2 and the pulse rate signal are digitally outputted via the digital output section 28.

SaO2および脈拍数がある範囲内から外れた時
は患者が危険な状態になつており何らかの処置を
必要とするので警報を発する必要がある。本発明
の装置においては警報を発すべきSaO2および脈
拍数それぞれの上限値と下限値が各々スイツチ入
力部24のスイツチによつて設定可能である。設
定値は表示部25に表示される。
When the SaO 2 and pulse rate are outside of a certain range, an alarm must be issued because the patient is in danger and requires some kind of treatment. In the device of the present invention, the upper and lower limits of SaO 2 and pulse rate at which an alarm should be issued can be set by switches in the switch input section 24, respectively. The set value is displayed on the display section 25.

警報は表示部25に表示されるとともに警報音
発生部30より音によつても発せられる。警報発
生時に警報音を発するかどうかはスイツチ入力部
24に設けられたスイツチによつて選択できる。
又測定値が上限値以上になつたときおよび/また
は測定値が下限値以下になつた問の警報の発生を
禁止する場合、特定の値を設定することによつて
禁止することができる。
The alarm is displayed on the display section 25 and is also emitted by sound from the alarm sound generating section 30. Whether or not to emit an alarm sound when an alarm occurs can be selected by a switch provided in the switch input section 24.
Further, if the generation of an alarm is to be prohibited when the measured value exceeds the upper limit and/or when the measured value falls below the lower limit, this can be done by setting a specific value.

光量測定部17は対数変換部7の出力をA/D
変換入力に適合するよう変換する回路である。光
量測定部17の出力は一定時間毎にA/D変換さ
れ、光源1の光量が適正がどうかチエツクするの
に用いられる。光量が非常に大きい場合、受光素
子や対数変換回路5,6,7が飽和して脈波演算
の精度が悪化する。また測定部が所定位置からず
れているときも光量が非常に大きくなり、正確な
SaO2測定ができない。同様に光量が少ない場合
も、受光素子や対数変換回路5,6,7の特性が
悪くなり正確なSaO2測定ができない。したがつ
て、適正な光量であるかどうかを常時監視するた
め光量測定部17の出力をA/D変換し、その値
がある範囲内にあるかどうか調べている。
The light amount measurement section 17 converts the output of the logarithmic conversion section 7 into an A/D
This is a circuit that converts to match the conversion input. The output of the light amount measuring section 17 is A/D converted at regular intervals and is used to check whether the light amount of the light source 1 is appropriate. If the amount of light is very large, the light receiving element and the logarithmic conversion circuits 5, 6, and 7 will become saturated and the accuracy of pulse wave calculation will deteriorate. Also, when the measuring part is off the specified position, the amount of light becomes very large, making it difficult to accurately measure the
Unable to measure SaO2 . Similarly, when the amount of light is small, the characteristics of the light receiving element and the logarithmic conversion circuits 5, 6, and 7 deteriorate, making it impossible to perform accurate SaO 2 measurements. Therefore, in order to constantly monitor whether the light amount is appropriate, the output of the light amount measuring section 17 is A/D converted, and it is checked whether the value is within a certain range.

次に光源1の光量変動による雑音を除去する方
法について説明する。第2図において、光源1と
してのハロゲンランプ32からの光はオプテカル
フアイバー33の端面に集光されている。34は
ハロゲンランプからの光を参照光として受光する
為の受光素子でありフード34aに設けられる。
オプテイカルフアイバー33の端面の入射する光
の分光特性と受光素子34に入射する光の分光特
性はほぼ同一でそれぞれの光の強度は正比例関係
が有る。第2図では参照光を受光する受光素子3
4が1個としているが複数個あつても良い。オプ
テイカルフアイバー33に入射した光はこのオプ
テイカルフアイバー33を通つて測定部に照射さ
れ、測定部を透過した光は受光部2(第1図)に
導かれる。受光部2に入射した光は前述のように
第1〜第3の波長域に分光されて第1〜第3の受
光素子36,37,38に入射する。第1〜第3
の受光素子の出力と参照光部3の受光素子34の
出力から、光源の光量変動を受けずに測定部によ
る光の減衰のみを出力する回路を第3図に示す。
参照光部3の受光素子34は/V変換器35の
入力に接続されている。受光部の第1〜第3の受
光素子36,37,38はそれぞれ/V変換器
39、/V変換器40、/V変換器41の入
力に接続されている。各/V変換器35,3
9,40,41はそれぞれ受光素子の出力電流を
電圧に変換するものである。42,43,44は
それぞれ2つの入力端子A、Bを有し入力Bに対
する入力Aの比の対数を出力する対数増幅器であ
る。
Next, a method for removing noise caused by fluctuations in the amount of light from the light source 1 will be described. In FIG. 2, light from a halogen lamp 32 as a light source 1 is focused on the end face of an optical fiber 33. As shown in FIG. 34 is a light receiving element for receiving light from a halogen lamp as reference light, and is provided in the hood 34a.
The spectral characteristics of the light incident on the end face of the optical fiber 33 and the spectral characteristics of the light incident on the light receiving element 34 are almost the same, and the intensity of each light is directly proportional. In Fig. 2, a light receiving element 3 that receives the reference light is shown.
4 is assumed to be one, but there may be more than one. The light incident on the optical fiber 33 passes through the optical fiber 33 and is irradiated onto the measurement section, and the light transmitted through the measurement section is guided to the light receiving section 2 (FIG. 1). As described above, the light incident on the light receiving section 2 is separated into the first to third wavelength ranges and is incident on the first to third light receiving elements 36, 37, and 38. 1st to 3rd
FIG. 3 shows a circuit that outputs only the attenuation of light due to the measuring section without receiving the light intensity fluctuation of the light source from the output of the light receiving element 34 of the reference light section 3 and the output of the light receiving element 34 of the reference light section 3.
The light receiving element 34 of the reference light section 3 is connected to the input of the /V converter 35. The first to third light receiving elements 36, 37, and 38 of the light receiving section are connected to inputs of a /V converter 39, a /V converter 40, and a /V converter 41, respectively. Each /V converter 35, 3
Reference numerals 9, 40, and 41 each convert the output current of the light receiving element into a voltage. 42, 43, and 44 are logarithmic amplifiers each having two input terminals A and B and outputting the logarithm of the ratio of input A to input B.

説明を簡単にするため、受光部2の第1の受光
素子36に対応する回路についてのみ説明する。
第1の受光素子36に入射する光は受光部2で分
光された第1の波長域の光であり、参照光部3の
受光素子34に入射する光とは分光特性が異な
る。したがつて、受光素子36に入射する光の強
度に対する光源の光量の変化による光強度の変化
分の割合は受光素子34に入射する光の強度に対
する光源の光量の変化による光強度の変化分の割
合と等しくない。故に/V変換器39と/V
変換器35の出力の比の対数を演算しても光源の
光量変化による雑音は完全に除去できない。/
V変換変換器39の出力と/V変換器35の出
力の比に対数を演算して光源の光量変化による雑
音を除去するには参照光部3の受光素子34に入
射する光の分光分布と第1の受光素子36に入射
する光の分光分布を一致させる必要があり、それ
には参照光部3の受光素子34の前に分光素子が
必要である。そして参照光部3には受光部2で分
光される波長域の数だけが分光素子が必要となり
非常に複雑な構成をとらなければならない。本発
明は1個または複数個の参照光用受光素子の出力
を処理することによつて参照光部3に分光素子を
用いずして光源の光量変化の影響を除去するもの
である。受光素子34に入射する光の強度に対す
る光源の光量変化による光強度の変化分の割合と
受光素子36に入射する光の強度に対する光源の
光量変化による光強度の変化分の割合との間には
一定の関係がある。すなわち/V変換器35の
出力電圧のうちの直流成分に対する光源の光量変
化による交流成分の割合と/V変換器39の出
力電圧のうちの直流成分に対する光源の光量変化
による交流成分の割合との間には一定の関係があ
る。したがつて、それらが一致する様に/V変
換器35の出力の直流成分に対する光源の光量変
化による交流成分の割合を変化すれば良い。これ
は第2、第3の波長域の光についても同様であ
る。その回路が第3図の45,46,47の
AC/DC変換回路である。AC/DC変換回路4
5,46,47の出力中の直流成分に対する光源
の光量変化による交流成分の割合はそれぞれ/
V変換器39,40,41の出力中の直流成分に
対する光源の光量変化による交流成分の割合に一
致しており、したがつて各対数増幅器42,4
3,44の出力においては光源の光量変化による
雑音が除去される。
To simplify the explanation, only the circuit corresponding to the first light receiving element 36 of the light receiving section 2 will be described.
The light that enters the first light-receiving element 36 is light in the first wavelength range that is separated by the light-receiving section 2, and has different spectral characteristics from the light that enters the light-receiving element 34 of the reference light section 3. Therefore, the ratio of the change in light intensity due to a change in the amount of light from the light source to the intensity of light incident on the light receiving element 36 is the proportion of the change in light intensity due to a change in the amount of light from the light source to the intensity of light incident on the light receiving element 34. Not equal to percentage. Therefore /V converter 39 and /V
Even if the logarithm of the ratio of the outputs of the converter 35 is calculated, noise due to changes in the light amount of the light source cannot be completely removed. /
In order to remove noise due to changes in the light amount of the light source by calculating the logarithm of the ratio of the output of the V converter 39 and the output of the /V converter 35, the spectral distribution of the light incident on the light receiving element 34 of the reference light section 3 and It is necessary to match the spectral distribution of the light incident on the first light receiving element 36, and to do so, a spectral element is required in front of the light receiving element 34 of the reference light section 3. The reference light section 3 requires as many spectroscopic elements as the number of wavelength ranges that are separated by the light receiving section 2, requiring a very complicated configuration. The present invention eliminates the influence of changes in the light amount of the light source without using a spectroscopic element in the reference light unit 3 by processing the output of one or more reference light receiving elements. There is a difference between the ratio of the change in light intensity due to a change in the light amount of the light source to the intensity of light incident on the light receiving element 34 and the ratio of the change in light intensity due to a change in the light amount of the light source to the intensity of light incident on the light receiving element 36. There is a certain relationship. That is, the ratio of the AC component due to the change in the light amount of the light source to the DC component of the output voltage of the /V converter 35 and the ratio of the AC component due to the change in the light amount of the light source to the DC component of the output voltage of the /V converter 39. There is a certain relationship between them. Therefore, it is only necessary to change the ratio of the AC component due to the change in the light amount of the light source to the DC component of the output of the /V converter 35 so that they match. This also applies to light in the second and third wavelength ranges. The circuit is 45, 46, 47 in Figure 3.
This is an AC/DC conversion circuit. AC/DC conversion circuit 4
The ratio of the AC component due to the change in the light amount of the light source to the DC component in the output of 5, 46, and 47 is /
The ratio of the AC component due to the change in the light amount of the light source to the DC component in the output of the V converters 39, 40, 41 corresponds to the ratio of the AC component in the output of the V converters 39, 40, 41.
In the outputs No. 3 and 44, noise due to changes in the amount of light from the light source is removed.

第4図にその具体例を示す。第4図では受光部
2の第1〜第3の受光素子36,37,38の出
力電流を直接対数変換する回路を用いている。第
4図において説明を簡単にするために、受光部の
第1の受光素子36に対応する回路についてのみ
述べる。
A specific example is shown in FIG. In FIG. 4, a circuit is used that directly logarithmically transforms the output currents of the first to third light receiving elements 36, 37, and 38 of the light receiving section 2. In FIG. In FIG. 4, in order to simplify the explanation, only the circuit corresponding to the first light receiving element 36 of the light receiving section will be described.

対数増幅器42のトランジスタ48のコレクタ
電流は受光部2の受光素子36の出力光電流L
に等しい。Lは第1の波長における光源の発光
強度oλと測定部の透過率または反射率化との
席で表わされ、oλは直流成分oλDCと光源の
光量変化による交流雑音成分oλnからなるから =(oλDC+oλn)F=oλDC(1+Nλ)F と表わせる。ここでNλ=oλn/oλDCであり、Fは
受 光素子の感度と測定部の透過率とによつて定まる
定数である。
The collector current of the transistor 48 of the logarithmic amplifier 42 is the output photocurrent L of the light receiving element 36 of the light receiving section 2.
be equivalent to. L is expressed as the light emission intensity oλ of the light source at the first wavelength and the transmittance or reflectance of the measuring section, and oλ consists of the DC component oλ DC and the AC noise component oλn due to changes in the light amount of the light source = It can be expressed as (oλ DC +oλn)F=oλ DC (1+Nλ)F. Here, Nλ=oλn/ oλDC , and F is a constant determined by the sensitivity of the light receiving element and the transmittance of the measuring section.

参照光部3の受光素子34の出力電流rは全
波長域にわたつての光源の発光強度oに比例
し、oは直流成分と光源の光量変化による交流
雑音成分onからなるから r=K1(oDC+on)=K1oDC(1+N) と表わすことができる。ここでN=on/oDC、K1 は定数である。参照光部3の受光素子34の出力
を電圧変換する/V変換器35の出力電圧Vr
は次式で表わされる。
The output current r of the light receiving element 34 of the reference light unit 3 is proportional to the emission intensity o of the light source over the entire wavelength range, and o consists of a DC component and an AC noise component due to changes in the light intensity of the light source, so r=K 1 It can be expressed as (o DC +on)=K 1 o DC (1+N). Here, N=on/o DC and K 1 is a constant. Converts the output of the light receiving element 34 of the reference light section 3 into a voltage/Output voltage Vr of the V converter 35
is expressed by the following equation.

Vr=R0K1oDC(1+N) 抵抗R1を流れる電流はVr/R1=K1R0/R1oDC (1+N)、抵抗R2を流れる電流は交流成分がカ
ツトされ Vr・R/R+R3+R4・1・K1oDC/R2=K1・R・R0
(R+R3+R4)R2・oDC となる。ここでRはR2とR5の並列合成抵抗であ
る。これによりトランジスタ51のコレクタ電流
は K1[oDCR0(1/R1+R/R2(R+R3+R4)+1
/R1N] =K1oDCR0(1/R1+R/R2(R+R3+R4))
(1+N/(1+R・R1/R2(R+R3+R4))) となる。したがつて対数増幅器42の出力Vout
は Vout=K2logeF(1+Nλ)/K1R0(1/R1+R/R2
R+R3+R4))(1+N/(1+R・R1/R2(R+R3
R4)) =K2logeF/K1R0(1/R1+R/R2(R+R3+R4))
+loge1+Nλ/1+N/(1+R・R1/R2(R+R3+R
4)) となる。
Vr=R 0 K 1 o DC (1+N) The current flowing through the resistor R 1 is Vr/R 1 = K 1 R 0 /R 1 o DC (1+N), and the current flowing through the resistor R 2 has its AC component cut off and Vr R/R+R 3 +R 4・1・K 1 o DC /R 2 =K 1・R・R 0 /
(R + R 3 + R 4 ) R 2・o DC . Here, R is a parallel combined resistance of R2 and R5 . As a result, the collector current of the transistor 51 is K 1 [o DC R 0 (1/R 1 +R/R 2 (R+R 3 +R 4 )+1
/R 1 N] =K 1 o DC R 0 (1/R 1 +R/R 2 (R+R 3 +R 4 ))
(1+N/(1+R・R 1 /R 2 (R+R 3 +R 4 ))). Therefore, the output Vout of the logarithmic amplifier 42
is Vout=K 2 logeF(1+Nλ)/K 1 R 0 (1/R 1 +R/R 2 (
R+R 3 +R 4 )) (1+N/(1+R・R 1 /R 2 (R+R 3 +
R 4 )) =K 2 logeF/K 1 R 0 (1/R 1 +R/R 2 (R+R 3 +R 4 ))
+loge1+Nλ/1+N/(1+R・R 1 /R 2 (R+R 3 +R
4 )).

第1項は測定部の情報を含む部分で第2項は光
源の光量変化による雑音のみを含む成分である。
ここで、N/(1+R・R1/R2(R+R3+R4))=Nλ
を満 足するようにR1、R2、R3、R4を選ぶことによつ
てVout中の光源の光量変化による雑音を含む成
分をゼロにできる。
The first term is a part that includes information about the measuring section, and the second term is a component that includes only noise due to changes in the light amount of the light source.
Here, N/(1+R・R 1 /R 2 (R+R 3 +R 4 ))=Nλ
By selecting R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 so as to satisfy the following, it is possible to eliminate components in Vout that include noise due to changes in the light amount of the light source.

参照光部3の受光素子34の出力電流中の直流
成分と光源の光量変化による交流成分の割合より
トランジスタ51のコレクタ電流中の直流成分に
対する光源の光量変化による交流成分の割合を大
きくする場合は、抵抗R3、R4、R5コンデンサC1
によるローパスフイルターのかわりにハイパスフ
イルターを用いれば良い。第2、第3の対数増幅
器43,44についても全く同様である。
If the ratio of the AC component due to the change in the light amount of the light source to the DC component in the collector current of the transistor 51 is made larger than the ratio of the DC component in the output current of the light receiving element 34 of the reference light section 3 to the AC component due to the change in the light amount of the light source, , resistor R 3 , R 4 , R 5 capacitor C1
A high-pass filter can be used instead of a low-pass filter. The same applies to the second and third logarithmic amplifiers 43 and 44.

次に両波整流部について説明する。両波整流部
14,15,16は測定部を通つた光から得られ
た交流信号である脈波信号を直流信号に変換する
部分である。通常は脈波信号の周波数が低いので
従来は第5図に示す様な半波整流回路と積分器を
組合せた回路が用いられていた。
Next, the double wave rectifier will be explained. The double-wave rectifying sections 14, 15, and 16 are sections that convert a pulse wave signal, which is an alternating current signal obtained from light passing through the measuring section, into a direct current signal. Since the frequency of the pulse wave signal is usually low, conventionally a circuit combining a half-wave rectifier circuit and an integrator as shown in FIG. 5 has been used.

第5図に示す回路に正弦波信号を入力した時、
半波整流回路100の出力電流1は正側より負
側が大きい波形になり、基準値から正側のピーク
p1と負側のピークp2はp1≠p2となる。
これは半波整数回路と積分器のオフセツト電圧の
差によつて抵抗R8に流れる電流や抵抗R8を流れ
る半波整流回路や積分器のバイアス電流による。
また第5図の積分器には2つのスイツチS1、S2
が設けられており、スイツチS1がONでスイツチ
S2がOFFの状態で入力を積分し、次にスイツチ
S1がOFFして入力の積分を停止し積分器をホー
ルド状態にする。一定時間ホールドした後スイツ
チS2がONされ積分器のコンデンサーC4が放電さ
れる。積分器にはこの動作を繰返している。積分
器の入力には直列接続されたコンデンサーC2と
抵抗R9が接続されている為、電流2は過渡的変
化を生じこれが誤差となる。また、第5図の回路
のオフセツト電圧のみを測定する場合、スイツチ
S3をONして入力を短絡しスイツチS1がON、ス
イツチS2がOFFでオフセツト電圧のみが積分さ
れる方法が用いられる。ところがスイツチS3を
ONして得られるオフセツト電圧とスイツチS3が
OFFされて交流信号が入力されている状態での
オフセツト電圧とは一致しない。
When a sine wave signal is input to the circuit shown in Figure 5,
The output current 1 of the half-wave rectifier circuit 100 has a waveform where the negative side is larger than the positive side, and the peak on the positive side from the reference value
p1 and the negative peak p2 satisfy p1≠p2.
This is due to the current flowing through the resistor R8 due to the difference in offset voltage between the half-wave integer circuit and the integrator, and the bias current of the half-wave rectifier circuit and the integrator flowing through the resistor R8 .
The integrator in Figure 5 also has two switches S1 and S2.
is provided, and the switch is turned on when switch S1 is ON.
Integrate the input with S2 OFF, then switch
S1 turns OFF, stopping input integration and putting the integrator in a hold state. After holding for a certain period of time, switch S2 is turned on and integrator capacitor C4 is discharged. This operation is repeated for the integrator. Since the input of the integrator is connected to the capacitor C2 and the resistor R9 connected in series, the current 2 causes a transient change, which causes an error. Also, when measuring only the offset voltage of the circuit shown in Figure 5, the switch
A method is used in which only the offset voltage is integrated by turning on S3 and shorting the input, turning on switch S1 and turning off switch S2. However, the Switch S3
The offset voltage obtained by turning ON and switch S3 are
It does not match the offset voltage when it is turned off and an AC signal is input.

第5図に示す回路に正弦波信号V=a・sinωt
を入力した時、半波整流回路の出力電圧V1はR6
=R7とすると入力電圧Vに応じて V1= VOFF1−a・sinωt (V≦R6VOFF1−VOFF2/R7
+R8のとき) VOFF1R8+VOFF2R7/R7+R8 (V>R6VOFF1−VOF
F2
/R7+R8のとき) となる。ここでVp1およびVp2はそれぞれ半波整
流回路と積分器の入力オフセツト電圧である。
In the circuit shown in Fig. 5, a sine wave signal V=a・sinωt
When input, the output voltage V 1 of the half-wave rectifier circuit is R 6
= R 7 , then V 1 = V OFF1 −a・sinωt (V≦R 6 V OFF1 −V OFF2 /R 7
+R 8 ) V OFF1 R 8 +V OFF2 R 7 /R 7 +R 8 (V>R 6 V OFF1 −V OF
When F2 /R 7 + R 8 ). Here, V p1 and V p2 are the input offset voltages of the half-wave rectifier circuit and the integrator, respectively.

したがつて電流11 = 1/R6(VOFF1−a・sinωt−VOFF2) (V≦R
6VOFF1−VOFF2/R7+R8のとき) VOFF1−VOFF2/R2+R8 (V>R6VOFF1−VOFF2
R7+R8のとき) またスイツチS1をONして十分時間が経過して
いる場合、22=1/R9a・sinωt である。R9=2R8とすると積分器のコンデンサー
C2に流入する電流は1212=1/R8(VOFF1−VOFF2−1/2a・sinωt)
(V≦R6VOFF1−VOFF2/R7+R8のとき) VOFF1−VOFF2/R7+R8+1/2R8a・sinωt(V
>R6VOFF1−VOFF2/R7+R8のとき) となる。これを第6図に示す。12を積分器
で積分した場合、積分器の出力と正弦波信号の振
幅aとの間に直接関係が成り立たない。したがつ
て正弦波信号を入れずにオフセツト電圧のみを測
定、記憶しておき、信号を入力したときの出力か
ら差し引いても、信号の振幅に比例した値は得ら
れない。これはR7は半波整流回路と積分器の入
力オフセツト電圧の差による電流が流れるためで
ある。これを防ぐには、VOFF1=VOFF2にするか
VOFF1≠VOFF2でも抵抗R7に電流が流れない構成に
すればよい。また積分器は充電、ホールド、放電
を繰り返すのでスイツチS1は所定の時間ごとに
ON、OFFを繰り返す。このときC2、R9を流れ
る電流は過渡的に変化し、積分器の出力には誤差
が生じる。
Therefore, the current 1 is 1 = 1/R 6 (V OFF1 −a・sinωt−V OFF2 ) (V≦R
6 V OFF1 −V OFF2 /R 7 +R 8 ) V OFF1 −V OFF2 /R 2 +R 8 (V>R 6 V OFF1 −V OFF2 /
(When R 7 + R 8 ) Furthermore, if enough time has passed since the switch S1 was turned on, 2 is 2 = 1/R 9 a·sinωt. If R 9 = 2R 8 , then the integrator capacitor
The current flowing into C2 is 1 + 2 , 1 + 2 = 1/R 8 (V OFF1 −V OFF2 −1/2a・sinωt)
(When V≦R 6 V OFF1 −V OFF2 /R 7 +R 8 ) V OFF1 −V OFF2 /R 7 +R 8 +1/2R 8 a・sinωt(V
>R 6 V OFF1 −V OFF2 /R 7 +R 8 ). This is shown in FIG. When 1 + 2 is integrated by an integrator, there is no direct relationship between the output of the integrator and the amplitude a of the sine wave signal. Therefore, even if only the offset voltage is measured and stored without inputting the sine wave signal and subtracted from the output when the signal is input, a value proportional to the amplitude of the signal cannot be obtained. This is because a current flows through R7 due to the difference between the input offset voltages of the half-wave rectifier circuit and the integrator. To prevent this, set V OFF1 = V OFF2 .
Even if V OFF1 ≠ V OFF2 , the configuration should be such that no current flows through resistor R7 . Also, since the integrator repeats charging, holding, and discharging, switch S1 is activated at predetermined intervals.
Repeat ON and OFF. At this time, the current flowing through C2 and R9 changes transiently, causing an error in the output of the integrator.

そこで本発明の両波整流部においては第7図に
示す様に半波増幅器100と積分器との間に演算
増幅器にてなるバツフアー回路57とバツフアー
回路58を挿入している。バツフアー回路58に
より入力オフセツト電圧に差があつても抵抗R7
に、電流が流れない様にしている。第7図の回路
でスイツチS3−S1、S3−2をOFFした状態で交
流信号を入力した時の半波整流回路100の出力
電圧V1′は V1′= VOFF1−V (V≦0のとき) VOFF1 (V>0のとき) となる。ただし、ここでR6=R7でバツフアー回
路58および半波整流回路100のバイアス電流
は十分小さく無視できるとする。そしてスイツチ
S3−1がONして十分時間が経過した状態でスイ
ツチS1がONされているとき積分器の入力電流
1′+2′は1 ′+2′= 1/2R8(2VOFF1−3VOFF2+2VOFF3+V
OFF4−V/2R8 (V≦0のとき) 1/2R8(2VOFF1−3VOFF2+2VOFF3+VOF
F4
+V/2R8 (V>0のとき) となり、積分器の出力は両波整流部の入力信号振
幅と直線関係がある。したがつて信号を入力せず
にオフセツト電圧のみを測定して記憶しておき、
その値を信号入力時の積分器出力から差し引くこ
とによつて入力信号に比例した値を求めることが
できる。
Therefore, in the double-wave rectifying section of the present invention, a buffer circuit 57 and a buffer circuit 58, which are operational amplifiers, are inserted between the half-wave amplifier 100 and the integrator, as shown in FIG. Even if there is a difference in the input offset voltage due to the buffer circuit 58, the resistance R 7
This prevents current from flowing. In the circuit shown in Fig. 7, the output voltage V 1 ' of the half-wave rectifier circuit 100 when an AC signal is input with switches S3-S1 and S3-2 turned OFF is V 1 '= V OFF1 -V (V≦0 ) V OFF1 (when V > 0). However, here it is assumed that R 6 =R 7 and the bias currents of the buffer circuit 58 and the half-wave rectifier circuit 100 are sufficiently small and can be ignored. and switch
When switch S1 is turned on after a sufficient period of time has passed since S3-1 was turned on, the input current of the integrator
1 ′+ 2 ′ is 1 ′+ 2 ′= 1/2R 8 (2V OFF1 −3V OFF2 +2V OFF3 +V
OFF4 -V/2R 8 (When V≦0) 1/2R 8 (2V OFF1 -3V OFF2 +2V OFF3 +V OF
F4
+V/2R 8 (when V>0), and the output of the integrator has a linear relationship with the input signal amplitude of the double-wave rectifier. Therefore, measure and store only the offset voltage without inputting the signal.
By subtracting this value from the integrator output when the signal is input, a value proportional to the input signal can be obtained.

オフセツト電圧のみを測定する場合、信号が入
力されない様にする必要がある。SaO2測定中に
オフセツト電圧のドリフトが生じるので、数分に
一度両波整流部のオフセツト電圧のみを測定しな
ければならない。第5図の回路に示す様にスイツ
チS3を用いて両波整流部の入力を短絡する方式
を用いた場合、スイツチS3を閉じた直後は過渡
応答が生じ、定常状態に達するまで正しいオフセ
ツト電圧を測定できない。定常状態になるまで待
機する必要があるので、次にSaO2の測定を再開
するまでの時間が長くなる。本実施例では第7図
に示す様にスイツチS3−1およびスイツチS3−
2はこれらのスイツチをONしてから定常状態に
なるまで時間を短くする様に挿入されている。
When measuring only the offset voltage, it is necessary to prevent any signal from being input. Since offset voltage drift occurs during SaO 2 measurements, only the offset voltage of the double-wave rectifier must be measured once every few minutes. If a method is used in which the inputs of the double-wave rectifier are short-circuited using switch S3 as shown in the circuit of Figure 5, a transient response will occur immediately after switch S3 is closed, and the correct offset voltage will have to be maintained until a steady state is reached. Cannot be measured. Since it is necessary to wait until the steady state is reached, it takes a long time until the next SaO 2 measurement is restarted. In this embodiment, as shown in FIG. 7, the switch S3-1 and the switch S3-
2 is inserted to shorten the time from turning on these switches to reaching a steady state.

両波整流部のオフセツト電圧のみを測定する場
合スイツチS3−1とスイツチS3−2がONされバ
ツフアー回路57とバツフアー回路58の出力が
積分される。スイツチS3−1がONされてからバ
ツフアー回路57の入力が定常状態になるまでの
時間はコンデンサーC2とスイツチS3−1のオン
抵抗で決まる。スイツチS3−1のON抵抗は抵抗
R10に比べて非常に小さいので定常状態に達する
までの時間は非常に短い。また、スイツチS3−
2がONされると電圧源E1から抵抗R11、スイツ
チS3−2を介してダイオードD1に電流が流れ抵
抗R11を流れる電流は十分大きく設定されるので
半波整流回路の出力はVOFF1になる。したがつて
スイツチS3−1およびスイツチS3−2がONされ
た直後にオフセツト電圧の測定が行なうことがで
き、SaO2測定の再開までの時間を短くできる。
When measuring only the offset voltage of the double-wave rectifier, switches S3-1 and S3-2 are turned on and the outputs of buffer circuits 57 and 58 are integrated. The time from when the switch S3-1 is turned on until the input of the buffer circuit 57 reaches a steady state is determined by the on-resistance of the capacitor C2 and the switch S3-1. The ON resistance of switch S3-1 is resistance
Since R is very small compared to 10 , the time it takes to reach a steady state is very short. Also, switch S3-
2 is turned on, current flows from voltage source E1 to diode D1 via resistor R 11 and switch S3-2, and the current flowing through resistor R 11 is set to be sufficiently large, so the output of the half-wave rectifier circuit becomes V OFF1. Become. Therefore, the offset voltage can be measured immediately after the switches S3-1 and S3-2 are turned on, and the time until the SaO 2 measurement is restarted can be shortened.

以上説明した光源の光量変化による雑音を除去
する回路、およびオフセツト電圧を正確に得るこ
とができる両波整流部を用いることによつて微小
な信号レベルでも精度良くSaO2および脈拍数を
測定できる。
SaO 2 and pulse rate can be measured accurately even at minute signal levels by using the circuit that removes noise caused by changes in the light intensity of the light source and the dual-wave rectifier that can accurately obtain the offset voltage as described above.

次に本発明におけるモーシヨンアーテイフアク
ト検出方法について述べる。本発明実施例のモー
シヨンアーテイフアクト検出方法は連続的、また
は周期的なモーシヨンアークテイフアクトの検出
も可能で被験者の違いによる影響が少ないという
ことを特徴としている。本発明では3種類の波長
に対する光電容積脈波を測定しており第1図の第
1〜第3の作動増幅部11,12,13のそれぞ
れの出力として得られている。SaO2は相違なる
2つの波長における脈波信号から計算でき、本発
明では異なる3種の波長における脈波信号が得ら
れているので最大3種の異なる演算式によつて
SaO2が計算できる。ここで得られる複数個の
SaO2の値はモーシヨンアーテイフアクトが無い
場合は一致するがモーシヨンアーテイフアクトが
あるとこれら複数個のSaO2値に差が生ずる。本
発明の一実施例では3つの異なる波長における脈
波信号から2つの異なる演算式によつてSaO2
値を2つ計算し、それらのSaO2値の差の絶対値
が基準値以上のときモーシヨンアーテイフアクト
があつたと判定する。
Next, a motion artifact detection method according to the present invention will be described. The motion artifact detection method according to the embodiment of the present invention is characterized in that continuous or periodic motion artifacts can be detected, and there is little influence due to differences in subjects. In the present invention, photoplethysmograms for three types of wavelengths are measured and are obtained as the respective outputs of the first to third operational amplifiers 11, 12, and 13 in FIG. SaO 2 can be calculated from pulse wave signals at two different wavelengths, and since pulse wave signals at three different wavelengths are obtained in the present invention, SaO 2 can be calculated using up to three different calculation formulas.
SaO 2 can be calculated. Here are the multiple
The values of SaO 2 match when there is no motion artifact, but when there is a motion artifact, a difference occurs between these multiple SaO 2 values. In one embodiment of the present invention, two values of SaO 2 are calculated from pulse wave signals at three different wavelengths using two different calculation formulas, and when the absolute value of the difference between these SaO 2 values is greater than or equal to a reference value, It is determined that the motion artifact has occurred.

前記基準値は計算により得られたSaO2値によ
つて異なる。これは、モーシヨンアーテイフアク
トの大きさが同一でもSaO2値によつて複数個の
SaO2値間の差が異なる為である。この点につき
さらに具体的に説明する。
The reference value varies depending on the SaO 2 value obtained by calculation. This means that even if the size of the motion artifact is the same, multiple motion artifacts can be
This is because the difference between the two SaO values is different. This point will be explained in more detail.

第1〜第3の差動増幅部11,12,13の出
力として受光部2にて異なる3つの波長域におけ
る光電容積脈波がそれぞれ得られる。この脈波信
号はそれぞれ第1〜第3の両波整流部14,1
5,16において両波整流され一定時間積分され
た後ホールドされる。そして第1〜第3の両波整
流部14,15,16においてホールドされた電
圧は順次A/D変換され記憶される。そして前記
の記憶された第1〜第3両波整流部14,15,
16のホールド値からあらかじめ測定記憶されて
いた第1〜第3の両波整流部14,15,16の
オフセツト電圧値がそれぞれ引き引き算された
後、それぞれY1、Y2、Y3として記憶される。
Y1、Y2、Y3はそれぞれ第1〜第3の差動増幅部
11,12,13の出力である脈波信号の振福に
比例している。
Photoplethysmograms in three different wavelength ranges are obtained in the light receiving section 2 as outputs of the first to third differential amplifying sections 11, 12, and 13, respectively. This pulse wave signal is transmitted to the first to third double-wave rectifiers 14 and 1, respectively.
5 and 16, the signal is double-wave rectified, integrated for a certain period of time, and then held. The voltages held in the first to third double-wave rectifiers 14, 15, and 16 are sequentially A/D converted and stored. The stored first to third double-wave rectifiers 14, 15,
After the offset voltage values of the first to third double-wave rectifiers 14, 15, and 16, which have been measured and stored in advance, are subtracted from the hold values of 16, they are stored as Y1 , Y2 , and Y3, respectively. Ru.
Y 1 , Y 2 , and Y 3 are proportional to the amplitude of the pulse wave signals output from the first to third differential amplifiers 11, 12, and 13, respectively.

そしてY1、Y2、Y3がそれぞれ波長805mm、710
mm、650mm近傍の光に対して得られる場合、Y1
Y2からSaO2(1)=A1(Y2/Y12+B1、Y1とY3
らSaO2(2)=A2(Y3/Y12+B2で計算され記憶さ
れる。
And Y 1 , Y 2 , and Y 3 have wavelengths of 805 mm and 710 mm, respectively.
mm, if obtained for light around 650 mm, Y 1 and
From Y 2 , SaO 2 (1) = A 1 (Y 2 / Y 1 ) 2 + B 1 , from Y 1 and Y 3 , SaO 2 (2) = A 2 (Y 3 / Y 1 ) 2 + B 2 is calculated and stored. be done.

SaO2(1)と(Y2/Y12およびSaO2(2)と(Y3
Y12の関係を第11図に示す。モーシヨンアー
テイフアクトが無い場合SaO2(1)とSaO2(2)の値は
一致する。モーシヨンアーテイフアクトが有る時
はそれによる雑音は波長にはほとんど無関係なの
で(Y2/Y12および(Y3/Y12は1に近い値と
なりSaO2(1)とSaO2(2)は一致しない。例えば真の
SaO2が95%のときモーシヨンアーテイフアクト
が無ければ(Y2/Y12=0.437、(Y3/Y12
0.671であるが、モーシヨンアーテイフアクトが
あるとY1、Y2、Y3にほぼ同一の雑音が重畳して
(Y2/Y12=1、(Y3/Y12=1に近づき、SaO2
(1)およびSaO2(2)はそれぞれ64.5%と89.7%に近づ
くためSaO2(1)とSaO(2)の差が大きくなる。した
がつて|SaO2(1)−SaO(2)|を基準値と比較して
基準値より大きいときモーシヨンアーテイフアク
ト有りと判定できる。|SaO2(1)−SaO2(2)|はモ
ーシヨンアーテイフアクトによる雑音が同じでも
真のSaO2によつて異なるので前記基準値は真の
SaO2によつて異なる様に設定されるべきである。
モーシヨンアーテイフアクトが有るときには真の
SaO2を知ることはできないのでSaO2(1)やSaO2(2)
に応じて基準値が異なる様に設定される。Y1
Y2、Y3をそれぞれ波長805mm、710mm、650mm近傍
の光に対する脈波とすると、モーシヨンアーテイ
フアクトが無いとき真のSaO2が95%、80%、70
%のときはそれぞれ第11図においてSaO2(1)に
ついては点A1、B1、C1で表わされ、SaO2(2)につ
いては点A2、B2、C2で表わされる。3種のSaO3
において、同一のモーシヨンアーテイフアクトが
あるとA1、B1、C1はそれぞれD1、E1、F1に移動
する。そしてA2、B2、C2はD2、E2、F2に移動す
る。このとき各々の真のSaO2の値の場合にモー
シヨンアーテイフアクトがあるときの|SaO2(1)
−SaO2(2)|は第11図でΔ1、Δ2、Δ3で示されて
おり、真のSaO2の値(またはSaO2(1)またはSaO2
(2))によつて異なる。この様子は第8図に示され
る。
SaO 2 (1) and (Y 2 /Y 1 ) 2 and SaO 2 (2) and (Y 3 /
The relationship between Y 1 ) 2 is shown in Figure 11. If there is no motion artifact, the values of SaO 2 (1) and SaO 2 (2) match. When there is a motion artifact, the noise caused by it is almost unrelated to the wavelength, so (Y 2 /Y 1 ) 2 and (Y 3 /Y 1 ) 2 have values close to 1, and SaO 2 (1) and SaO 2 (2) does not match. For example, true
When SaO 2 is 95% and there is no motion artifact, (Y 2 /Y 1 ) 2 = 0.437, (Y 3 /Y 1 ) 2 =
0.671, but if there is a motion artifact, almost the same noise will be superimposed on Y 1 , Y 2 , and Y 3, resulting in (Y 2 /Y 1 ) 2 = 1, (Y 3 /Y 1 ) 2 = 1, SaO 2
(1) and SaO 2 (2) approach 64.5% and 89.7%, respectively, so the difference between SaO 2 (1) and SaO (2) becomes large. Therefore, |SaO 2 (1)−SaO(2)| is compared with the reference value, and when it is larger than the reference value, it can be determined that there is a motion artifact. |SaO 2 (1)−SaO 2 (2)| differs depending on the true SaO 2 even if the noise due to motion artifacts is the same, so the reference value is
Should be configured differently depending on SaO 2 .
true when there is a motion artifact.
Since it is not possible to know SaO 2, SaO 2 (1) and SaO 2 (2)
The reference value is set differently depending on the Y1 ,
If Y 2 and Y 3 are pulse waves for light with wavelengths around 805 mm, 710 mm, and 650 mm, respectively, then when there is no motion artifact, the true SaO 2 is 95%, 80%, and 70%.
%, SaO 2 (1) is represented by points A 1 , B 1 , C 1 and SaO 2 (2) is represented by points A 2 , B 2 , C 2 in FIG. 11, respectively. 3 types of SaO 3
, if there are identical motion artifacts, A 1 , B 1 , and C 1 move to D 1 , E 1 , and F 1 , respectively. Then A 2 , B 2 , and C 2 move to D 2 , E 2 , and F 2 . In this case, for each true value of SaO 2 there is a motion artifact |SaO 2 (1)
−SaO 2 (2)| is indicated by Δ 1 , Δ 2 , Δ 3 in FIG .
(2)) This situation is shown in FIG.

一定のレベル以上のモーシヨンアーテイフアク
トの検出を|SaO2(1)−SaO2(2)|と基準値(f
(SaO2(1)、SaO2(2)))を比較して行なう場合基準
値f(SaO2(1)、SaO2(2))として第8図に示され
るものとほぼ同様の値を用いればよい。
To detect motion artifacts above a certain level, |SaO 2 (1)−SaO 2 (2)| and the reference value (f
(SaO 2 (1), SaO 2 (2))), the reference value f (SaO 2 (1), SaO 2 (2)) is almost the same as that shown in Figure 8. Just use it.

この様に本発明のモーシヨンアーテイフアクト
検出方法は脈波信号の波形や振幅の変化を検出す
るものではないので被験者による検出感度の差が
少なく、周期的なモーシヨンアーテイフアクトも
検出できる。
As described above, since the motion artifact detection method of the present invention does not detect changes in the waveform or amplitude of the pulse wave signal, there is little difference in detection sensitivity between subjects, and periodic motion artifacts can also be detected. .

3つ以上の波長の光に対して脈波を求め、それ
から3種以上のSaO2を計算した場合互いのSaO2
の差は2個以上得られる。それら2個以上の
SaO2の差からモーシヨンアーテイフアクトを検
出する実施例としてSaO2の差の絶対値それぞれ
に対して基準値を設け、それら基準値と対応する
SaO2の差の絶対値とを比較し、少なくとも1つ
のSaO2の差の絶対値がそれぞれ対応する基準値
を越えた時にモーシヨンアーテイフアクト有りと
判定する方法、または2個以上のSaO2の差の絶
対値がすべてそれらに対応した基準値を越えたと
きモーシヨンアーテイフアクト有りとする方法等
がある。
If pulse waves are obtained for light of three or more wavelengths and then three or more types of SaO 2 are calculated, each other's SaO 2
Two or more differences can be obtained. those two or more
As an example of detecting motion artifacts from the difference in SaO 2 , set reference values for each absolute value of the difference in SaO 2 and correspond to those reference values.
A method of comparing the absolute value of the difference in SaO 2 and determining that a motion artifact exists when at least one absolute value of the difference in SaO 2 exceeds the corresponding reference value, or a method in which motion artifacts are determined to exist when at least one absolute value of the difference in SaO 2 exceeds the corresponding reference value. There is a method of determining that a motion artifact exists when all the absolute values of the differences exceed their corresponding reference values.

次にSaO2平均値の計算方法について説明する。 Next, a method for calculating the SaO 2 average value will be explained.

本発明の装置ではSaO2(1)とSaO2(2)が一定時間
毎に計算されている。計算されたSaO2(1)または
SaO2(2)のうちどちらか一方を計算される毎に順
次表示することは可能である。しかしながら
SaO2(1)またはSaO2(2)の測定精度が保証できない
場合、例えば受光部に到達する光の強度が適当で
ないときや脈波信号の振幅が大き過ぎたり小さ過
ぎるとき、計算されたSaO2(1)やSaO2(2)は誤差が
多く含まれているので表示するのは好ましくな
い。この様な測定精度が保証できない場合が比較
的多い時、従来例ではSaO2の表示等が行なわれ
ない頻度が増え非常に使いにくい。SaO2(1)およ
びSaO2(2)の計算が例えば1秒毎に行なわれると
して、数秒に1度測定精度が保証されない状態が
生じているときSaO2は数秒に1度表示されない
ことになり、表示が非常に見づらくなる。
In the apparatus of the present invention, SaO 2 (1) and SaO 2 (2) are calculated at regular intervals. calculated SaO 2 (1) or
It is possible to display one of SaO 2 (2) sequentially each time it is calculated. however
If the measurement accuracy of SaO 2 (1) or SaO 2 (2) cannot be guaranteed, for example when the intensity of the light reaching the light receiving part is not appropriate, or when the amplitude of the pulse wave signal is too large or small, the calculated SaO 2 (1) and SaO 2 (2) contain many errors, so it is not recommended to display them. When such measurement accuracy cannot be guaranteed in relatively many cases, the conventional method frequently fails to display SaO 2 and is extremely difficult to use. For example, if SaO 2 (1) and SaO 2 (2) are calculated every second, if the measurement accuracy is not guaranteed every few seconds, SaO 2 will not be displayed every few seconds. , the display becomes very difficult to see.

この問題を解決するため従来は以下の方法が用
いられていた。
Conventionally, the following method has been used to solve this problem.

通常SaO2が1秒間に急変することは極くまれ
である。そこで、時刻iにおいてSaO2の測定精
度が保証されない状態が生じたとすると、時刻i
におけるSaO2表示は時刻i−1において計算さ
れ表示された値を継続して表示すれば何も表示さ
れない時間が存在する問題は解決される。
Normally, it is extremely rare for SaO 2 to change suddenly in one second. Therefore, if a situation occurs where the measurement accuracy of SaO 2 is not guaranteed at time i, then at time i
If the value calculated and displayed at time i-1 is continuously displayed, the problem that there is a period when nothing is displayed will be solved.

しかしながら、この方法ではSaO2の測定精度
が保証されない状態が何秒かを継続した場合、同
じ値がSaO2の測定精度が保証されない状態が継
続した時間だけ表示されてしまい、その間に真の
SaO2が変化していると、表示されているSaO2
真のSaO2との差が大きくなり誤つた診断を下す
可能性が大きい。
However, with this method, if the condition in which the measurement accuracy of SaO 2 is not guaranteed continues for several seconds, the same value will be displayed for the duration of the condition in which the measurement accuracy of SaO 2 is not guaranteed, and the true value will not be displayed during that time.
If SaO 2 changes, the difference between the displayed SaO 2 and the true SaO 2 will increase, increasing the possibility of making an incorrect diagnosis.

そこで、本発明の装置ではSaO2の測定精度が
保証されない状態が散発的に生じても、表示が頻
繁に消えることがなく、精度が保証できない状態
が継続した場合は誤つた診断をしない様表示が消
されるように工夫されている。その方法について
具体的に説明する。本発明の装置ではSaO2(1)お
よびSaO2(2)が一定時間毎に次々計算され記憶さ
れるある時刻iにおいてSaO(2)(i)が計算され記憶
されると時刻iも含めてそれ以前に計算され記憶
された一定個数k+1個のSaO2(2)のうち精度が
保証されるSaO2(2)が一定個数l個以上あるかど
うか調べられる(ただし、k+1≧l)。具体的
には時刻i−kまでさかのぼつてSaO2(2)が調べ
られ、そのうち測定精度が保証されるSaO2(2)が
SaO(2)(i)を含めてl個以上ある場合時刻iに近い
方から精度測定が保証できるSaO2(2)がl個取り
出されて、それらl個の平均値が計算され、表示
部にその値が表示される。時刻iから、それ以前
の時刻i−kまでのk+1個のSaO2(2)のうち精
度が保証されるものがl個より少ない場合は、
SaO2表示は消され警告が発せされる。次の時刻
i+1では、時刻i+1からそれ以前の時刻i+
kまでのSaO2(2)が調べられ、そのうち精度が保
証されるSaO2(2)がl個以上あるかどうかが調べ
られ、l個以上あれば時刻i+1に近い方からl
個、SaO2(2)を取り出して平均値が計算表示され、
l個より少ないときは表示がブランクされ警告が
発せされる。以上、同様の動作が繰返される。こ
の方法によれば、k−l+2個以上測定精度が保
証されないSaO2(2)が継続した場合以外はSaO2
示がブランクされないので、散発的に測定精度が
保証できない状態が生じてもSaO2表示がブラン
クされることはない。
Therefore, with the device of the present invention, even if a situation in which the measurement accuracy of SaO 2 is not guaranteed occurs sporadically, the display does not disappear frequently, and if the situation in which the accuracy cannot be guaranteed continues, a display is displayed to prevent incorrect diagnosis. is designed to be erased. The method will be explained in detail. In the device of the present invention, SaO 2 (1) and SaO 2 (2) are calculated and stored one after another at regular intervals.When SaO (2) (i) is calculated and stored at a certain time i, including time i It is checked whether there are at least a certain number l of SaO 2 (2) whose accuracy is guaranteed among the certain number k+1 SaO 2 (2)s calculated and stored previously (k+1≧l). Specifically, SaO 2 (2) is investigated going back to time i-k, and SaO 2 (2) whose measurement accuracy is guaranteed is
If there are l or more SaO(2)(i) including SaO(2)(i), l SaO 2 (2) for which accuracy measurement can be guaranteed is taken from the one closest to time i, the average value of these l is calculated, and the display screen The value will be displayed. If the number of k+1 SaO 2 (2) from time i to previous time i-k whose accuracy is guaranteed is less than l, then
The SaO 2 display will disappear and a warning will be issued. At the next time i+1, from time i+1 to previous time i+
Up to k SaO 2 (2) are checked, and it is checked whether there are l or more SaO 2 (2) whose accuracy is guaranteed.
, SaO 2 (2) is taken out and the average value is calculated and displayed.
If the number is less than l, the display will be blank and a warning will be issued. The above-mentioned similar operations are repeated. According to this method, the SaO 2 display will not be blank unless SaO 2 (2), in which the measurement accuracy is not guaranteed for k-l+2 or more, continues, so even if a situation where the measurement accuracy cannot be guaranteed sporadically occurs, the SaO 2 display will not be blank . The display is never blank.

また精度が保証されない状態がk−l+2個以
上継続すればSaO2表示は消されるので、長時間
にわたつて不正確なSaO2表示がホールドされる
ことはないので誤つた診断を下す可能性は少な
い。一実施例として、SaO2(2)が1秒毎に計算さ
れる場合kは7、lは5に選ばれる。この場合、
精度が保証できないSaO2(2)が4個以上継続した
とき以外は表示が消されることなく、精度が保証
されないSaO2(2)が継続して得られたとしても4
秒より長くSaO2表示がホールドされることは無
い。また3秒間だけ精度が保証されないSaO2(2)
が継続した時は同じ値がSaO2表示されるが、4
秒間にSaO2が問題になる程急変しないので誤つ
た診断を下す恐れはない。
In addition, if the condition where accuracy is not guaranteed continues for k-l+2 or more, the SaO 2 display will disappear, so an inaccurate SaO 2 display will not be held for a long time, so there is no possibility of making an incorrect diagnosis. few. As an example, k is chosen to be 7 and l to be 5 if SaO 2 (2) is calculated every second. in this case,
The display will not be erased unless there are 4 or more SaO 2 (2)s for which accuracy cannot be guaranteed, and even if SaO 2 (2)s for which accuracy is not guaranteed are continuously obtained, 4
The SaO 2 display will not be held for longer than seconds. Also, the accuracy is not guaranteed for only 3 seconds SaO 2 (2)
When continues, the same value is displayed on SaO 2 , but 4
Since the SaO 2 per second does not change suddenly enough to cause a problem, there is no risk of making a wrong diagnosis.

次に本実施例の装置の表示機能等について説明
する。従来SaO2測定装置では測定値はデイジタ
ル表示されらかまたは電流計の振れによつて表示
されていた。SaO2の連続測定ができる装置では
測定値の時々刻々の変化を見得ることが大きなメ
リツトであるにもかかわらず、測定値のデイジタ
ル表示または電流計の振れによる表示では測定値
の時間的な変化を把握することが難しい。この欠
点補う為、従来のSaO2測定装置では測定値がペ
ンレコーダーで記録できる様、測定値が電圧等で
出力される端子が用意されていたりペンレコーダ
ーが内蔵されている。しかしながら長時間にわた
つて連続測定する場合、ペンレコーダーに測定値
を記録すると記録用紙が多量に必要であり、その
うち重要な部分はわずかしかないということが有
り記録用紙のほとんどが無駄になる。また、記録
に残す必要はないが短軸間の変化を調べたい場合
でもペンレコーダーで記録せねばならず記録紙が
無駄になつてしまう。
Next, the display function and the like of the device of this embodiment will be explained. In conventional SaO 2 measuring devices, the measured value is displayed digitally or by the swing of an ammeter. Although a device that can continuously measure SaO 2 has the great advantage of being able to see the changes in the measured value from moment to moment, the digital display of the measured value or the display based on the swing of the ammeter does not allow for the temporal change in the measured value. difficult to understand. To compensate for this drawback, conventional SaO 2 measuring devices are equipped with a terminal that outputs the measured values as voltage, etc., or have a built-in pen recorder so that the measured values can be recorded with a pen recorder. However, when measuring continuously over a long period of time, recording measured values on a pen recorder requires a large amount of recording paper, of which only a small amount is important, and most of the recording paper is wasted. Further, even if it is not necessary to record the changes, but it is desired to check the changes between the short axes, the data must be recorded using a pen recorder, which wastes recording paper.

本発明ほ装置では以上の問題を解決するため第
9図に示す様に表示部に2次元表示素子80が用
いられ、SaO2の平均値および脈拍数は数字で表
示されるとともに横軸を時間としてグラフ表示さ
れる。
In order to solve the above problems, the device of the present invention uses a two -dimensional display element 80 in the display section as shown in FIG. It is displayed as a graph.

第9図において、2次元表示素子80として
は、たとえばカラーCRT(ブラウン管)が用いら
れ、SaO2表示部81は制御演算部26で演算し
たSaO2の平均値をデジタル表示し、脈拍数表示
部82は測定された脈拍数をデジタル表示し、グ
ラフ部83はSaO2を、グラフ部84は脈拍数を
それぞれ時間の変化とともに表示する。
In FIG. 9, for example, a color CRT (cathode ray tube) is used as the two-dimensional display element 80, and the SaO 2 display section 81 digitally displays the average value of SaO 2 calculated by the control calculation section 26, and the pulse rate display section Reference numeral 82 digitally displays the measured pulse rate, a graph section 83 displays SaO2 , and a graph section 84 displays the pulse rate over time.

59はSaO2の警報用の上限値設定用の増加キ
ー、60は減少キー、61はSaO2の下限値設定
用の増加キー、62は減少キー、63,64は脈
拍数の警報用の上限設定用の増加キーと減少キ
ー、65,66は脈拍数の下限設定用の増加キー
と減少キーであり、これらの各キーは後述の通常
表示モード選択キー74その他のキーとともに第
1図のキー入力部24に含まれる。
59 is an increase key for setting the upper limit value for SaO 2 alarm, 60 is a decrease key, 61 is an increase key for setting the lower limit value for SaO 2 , 62 is a decrease key, 63 and 64 are upper limits for pulse rate alarm Increment and decrease keys 65 and 66 are used to set the lower limit of the pulse rate, and these keys are used together with the normal display mode selection key 74 and other keys as shown in FIG. 1, which will be described later. It is included in the input section 24.

70はSaO2の設定上限値表示素子、71は
SaO2の設定下限値表示素子、72は脈拍数の設
定上限値表示素子、73は脈拍数の設定下限値表
示素子であり、各表示素子は2次元表示素子80
とともに第1図の表示部25に含まれる。
70 is SaO 2 setting upper limit value display element, 71 is
72 is a setting upper limit display element for SaO 2 , 73 is a pulse rate lower limit display element, and each display element is a two-dimensional display element 80.
1 and included in the display section 25 in FIG.

通常の測定時ではキー74が押されており、最
新のSaO2および脈拍数が数字で表示部81,8
2に表示されるとともにCRT画面のグラフ部8
3,84の左端にそれぞれの値に対応した位置に
ドツトで表示される。測定時間の経過にしたがつ
て以前に測定したSaO2および脈拍数に対応する
ドツトは新たにSaO2および脈拍数が表示される
ごとに最新のSaO2および脈拍数に対応するドツ
トが表示される側とは逆の方向たとえば第10図
上右方に順次シフトしていく。また画面には測定
時におけるSaO2および脈拍数の値に対する警告
のために設定された上限値および下限値が表示素
子70,71,72,73に数字で表示されると
ともにグラフ83,84の近傍に破線等で表示さ
れる。グラフ表示の時間軸はスイツチ75によつ
て設定できる。警告のための上限値および下限値
のグラフ表示をするかどうかはスイツチ76によ
つて選択できる。SaO2や脈拍数の測定値が設定
された上限値と下限値の範囲から外れた場合、そ
の時のSaO2や脈拍数に応じたドツトは上限値と
下限値範囲内に測定値があるときのドツトと区別
できる様式で表示される。具体的には色または輝
度が変えられて表示される。例えばSaO2または
脈拍数の測定値が上限値と下限値の範囲内にある
時は緑色のドツトで表示され、SaO2または脈拍
数の測定値が上限値以上の場合は赤色のドツトで
表示されSaO2または脈拍数の測定値が下限値以
下の場合には青色のドツトで表示される。さらに
スイツチ77とレバー78によつて以前の任意の
時刻における表示を見ることができる。またスイ
ツチ79を押すことにより表示をハードコピーで
きる。ハードコピーの際は数字は印字されない。
また、デイジタル出力部からはSaO2値と脈拍数
が所定の時間ごとに出力される。
During normal measurement, the key 74 is pressed and the latest SaO 2 and pulse rate are displayed numerically on the display sections 81 and 8.
2 and the graph section 8 of the CRT screen.
Dots are displayed at the left end of 3 and 84 at positions corresponding to the respective values. As the measurement time elapses, the dots corresponding to the previously measured SaO 2 and pulse rate will be replaced with the dots corresponding to the latest SaO 2 and pulse rate each time a new SaO 2 and pulse rate are displayed. 10 in the opposite direction, for example, to the right in FIG. In addition, on the screen, upper and lower limit values set for warning of SaO 2 and pulse rate values at the time of measurement are displayed numerically on display elements 70, 71, 72, 73, and near graphs 83, 84. is displayed as a broken line, etc. The time axis of the graph display can be set by switch 75. A switch 76 can be used to select whether or not to display the upper limit value and lower limit value in a graph for warning. If the measured value of SaO 2 or pulse rate is outside the set upper and lower limit values, the dot corresponding to the SaO 2 or pulse rate at that time will be the same as when the measured value is within the upper and lower limit range. Displayed in a format that is distinguishable from dots. Specifically, the color or brightness is changed and displayed. For example, if the measured SaO 2 or pulse rate is within the upper and lower limits, it will be displayed as a green dot, and if the measured SaO 2 or pulse rate is above the upper limit, it will be displayed as a red dot. If the SaO 2 or pulse rate measurement is below the lower limit, it will be displayed as a blue dot. Furthermore, the display at any previous time can be viewed using the switch 77 and lever 78. In addition, by pressing the switch 79, the display can be hard-copied. No numbers are printed on hard copies.
In addition, the digital output section outputs the SaO 2 value and pulse rate at predetermined intervals.

次に、本発明の装置の動作を第10図のフロー
チヤートを用いて説明する。本発明の一実施例で
はSaO2(1)、SaO(2)、脈拍数の計算等は1秒毎に
行われる。電源スイツチ90がONされると表示
部25のCRT80にはウオーミングアツプ状態
であることを知らせる為に、例えば「CAL」が
表示される。また、キー59〜66の操作によつ
て、SaO2および脈拍数の上限値および下限値と
して一般的に良く用いられる値がセツトされ、そ
れらの表示部70,71,72,73に表示され
る。たとえばキー59を押し続けると、制御演算
部26内のカウンタのカウント値が一定時間毎に
増加して、表示部70の表示は増加し、SaO2
上限値は1ずつ増加する。キー60を押せば
SaO2の上限値は1ずつ減少する。他のキー60
〜66の操作もこれと同様に行なわれる。次いで
第1〜第3の両波整流部14,15,16がオフ
セツト電圧を出力する様にマイクロプロセツサー
によつて第1図第1〜第3の両波整流部14,1
5,16のスイツチ群が制御されている。この状
態で第1〜第3の両波整流部の積分スイツチS1、
S3−1、S3−2がオンおよび放電スイツチS2が
オフ制御され各両波整流部が積分されてホールド
される。ホールドされた第1〜第3の両波整流部
のオフセツト電圧はA/D変換部20で順次A/
D変換され、制御演算部26のメモリーに記憶さ
れる。A/D変換は二重積分器、コンパレータ
ー、マイクロコンピユーターに内蔵されたカウン
ターで行なわれ、入力の切換はマルチプレクサー
18による。そして第1〜第3の両波整流部の放
電スイツチがスイツチ制御線を経て制御演算部2
6により制御されて各積分コンデンサーは放電さ
れる。以上のオフセツト電圧の積分ホールド、ホ
ールドされた電圧のA/D変換、記憶、両波整流
部の積分コンデンサーの放電は第10図に示す様
に順次繰返される。順次A/D変換され記憶され
た両波整流部14,15,16の出力から回路が
安定したかどうかが判定される。具体的には、
A/D変換された記憶された第1〜第3の両波整
流部の出力オフセツト電圧値と、以前にA/D変
換され記憶されていた第1〜第3の両波整流部の
出力オフセツト電圧値それぞれとの差がすべて所
定の値以下であれば回路は安定していると判断す
る。第1〜第3の両波整流部オフセツト電圧の積
分、ホールド、ホールドされた電圧のA/D変
換、記憶、積分コンデンサーの放電は回路が安定
したと判定されるまで繰返される。回路が安定し
たと判定される直前に記憶された第1〜第3の両
波整流部の出力オフセツト電圧値が第1〜第3の
オフセツト値として以後、信号のA/D変換値か
らオフセツト分を差引く為に用いられる。回路が
安定したと判定されると「CAL」表示が消え
以下が実行される。
Next, the operation of the apparatus of the present invention will be explained using the flowchart shown in FIG. In one embodiment of the present invention, calculations of SaO 2 (1), SaO(2), pulse rate, etc. are performed every second. When the power switch 90 is turned on, "CAL", for example, is displayed on the CRT 80 of the display section 25 to notify that the system is in a warming-up state. In addition, by operating the keys 59 to 66, commonly used values are set as the upper and lower limits of SaO 2 and pulse rate, and are displayed on the display sections 70, 71, 72, and 73. . For example, if the key 59 is kept pressed, the count value of the counter in the control calculation section 26 increases at regular intervals, the display on the display section 70 increases, and the upper limit value of SaO 2 increases by one. If you press key 60
The upper limit of SaO 2 decreases by 1. other keys 60
The operations from 66 to 66 are performed in the same manner. Next, the first to third double-wave rectifiers 14, 16 in FIG.
A group of 5,16 switches are controlled. In this state, the integral switch S1 of the first to third double-wave rectifiers,
S3-1 and S3-2 are turned on and the discharge switch S2 is turned off, and each double-wave rectifier is integrated and held. The held offset voltages of the first to third double-wave rectifiers are sequentially converted to A/D by the A/D converter 20.
The data is converted into D and stored in the memory of the control calculation unit 26. A/D conversion is performed by a double integrator, a comparator, and a counter built into the microcomputer, and input switching is performed by a multiplexer 18. Then, the discharge switches of the first to third double-wave rectifiers are connected to the control calculation unit 2 via the switch control line.
6, each integrating capacitor is discharged. The above-mentioned integral hold of the offset voltage, A/D conversion of the held voltage, storage, and discharge of the integral capacitor of the double-wave rectifier are repeated in sequence as shown in FIG. It is determined whether the circuit is stabilized based on the outputs of the double-wave rectifiers 14, 15, and 16 that have been sequentially A/D converted and stored. in particular,
The A/D converted and stored output offset voltage values of the first to third double wave rectifiers and the previously A/D converted and stored output offsets of the first to third double wave rectifiers. If the differences between each voltage value are all below a predetermined value, it is determined that the circuit is stable. Integration of the first to third double-wave rectifier offset voltages, holding, A/D conversion of the held voltage, storage, and discharge of the integration capacitor are repeated until it is determined that the circuit is stable. The output offset voltage values of the first to third double-wave rectifiers stored immediately before it is determined that the circuit is stable are used as the first to third offset values, and thereafter, the offset value is calculated from the A/D conversion value of the signal. It is used to subtract. When the circuit is determined to be stable, the "CAL" display disappears and the following steps are executed.

ではまず第1〜第3の両波整流部のオフセツ
ト電圧のみを測定するかどうか判定される。これ
は測定中に第1〜第3の両波整流部のオフセツト
電圧がドリフトしたとき、オフセツト電圧をあら
たに測定し記憶するためである。ここでのオフセ
ツト電圧の測定は数分に一度ずつ行なわれる。オ
フセツト電圧の再測定を行なうときは、第1〜第
3の両波整流部14,15,16をオフセツト入
力状態にして、第1〜第3の両波整流部14,1
5,16のオフセツト電圧のみの積分を行つてホ
ールドし、それらの電圧を順次A/D変換部20
でA/D変換して制御演算部26のメモリに記憶
する。そして′にジヤンプする。オフセツト電
圧の再測定を行なわないときは直接′以下を実
行する。
First, it is determined whether only the offset voltages of the first to third double-wave rectifiers are to be measured. This is so that when the offset voltages of the first to third double-wave rectifiers drift during measurement, the offset voltages are newly measured and stored. The offset voltage measurement here is performed once every few minutes. When remeasuring the offset voltage, the first to third double-wave rectifiers 14, 15, and 16 are set to the offset input state, and the first to third double-wave rectifiers 14, 1
Only the offset voltages 5 and 16 are integrated and held, and these voltages are sequentially transferred to the A/D converter 20.
The signal is A/D converted and stored in the memory of the control calculation section 26. Then jump to ′. If you do not want to remeasure the offset voltage, directly execute the steps below.

以下の動作は一定の時間ごとに繰返し行なわ
れる。
The following operations are repeated at regular intervals.

′ではまず測定部を通つた光の強度が測定精
度に影響しないかどうかを調べるため、光量測定
回路17の出力がマルチプレクサ18で選択され
A/D変換されメモリーに記憶される。
In ', first, in order to check whether the intensity of the light passing through the measurement section does not affect the measurement accuracy, the output of the light intensity measurement circuit 17 is selected by the multiplexer 18, A/D converted, and stored in the memory.

光量測定回路の出力は受光部2の第3の受光素
子38に入射した光の強度に関係している。A/
D変換された光量測定回路17の出力値は、あら
かじめ設定された第1の設定値以上であらかじめ
設定された第2の光量測定値以下かどうか判定さ
れる。光量測定回路17の出力値が前記2つの光
量設定値の間から外れている場合は以下の動作
が行なわれ、外れていない場合は光量測定回路1
7の出力値が前記第2の光量測定以上の値から前
記2つの光量測定値の間の値に変化してからの経
過時間が調べられる。前記経過時間が所定の時間
以下であれば、脈波信号がまだ安定していないの
でこの場合にもにジヤンプする。以下の動作
については後述する。所定の時間以上であれば脈
波信号は安定しているので、第1〜第3の両波整
流部2の出力が順次A/D変換され記憶される。
記憶された第1〜第3の両波整流部14,15,
16の出力値からそれぞれに対応した、で演算
され前もつて記憶されていたオフセツト電圧が引
算されて第1〜第3の各波長域での脈波振幅値と
して記憶される。第1〜第3の各波長域での脈波
振幅値をそれぞれY1、Y2、Y3と表わすことにす
る。次にY1、Y2、Y3の値がすべてあらかじめ設
定された第3の設定値以上でかつあらかじめ設定
された第4の測定値以下かどうか判定される。
Y1、Y2、Y3すべてが第3の設定値以上で第4の
設定値以下のとき、脈波振幅は測定精度を保証で
きる範囲内にある。このときには、以下の動作が
行なわれる。
The output of the light amount measuring circuit is related to the intensity of light incident on the third light receiving element 38 of the light receiving section 2. A/
It is determined whether the output value of the D-converted light amount measurement circuit 17 is greater than or equal to a preset first setting value and less than or equal to a preset second light amount measurement value. If the output value of the light amount measurement circuit 17 is outside the range between the two light amount setting values, the following operation is performed; otherwise, the output value of the light amount measurement circuit 1
The time elapsed since the output value of No. 7 changed from a value equal to or higher than the second light amount measurement value to a value between the two light amount measurement values is checked. If the elapsed time is less than a predetermined time, the pulse wave signal is not yet stable, and the pulse wave signal jumps in this case as well. The following operations will be described later. Since the pulse wave signal is stable for a predetermined time or more, the outputs of the first to third double wave rectifiers 2 are sequentially A/D converted and stored.
The stored first to third double-wave rectifiers 14, 15,
From the 16 output values, the corresponding offset voltages calculated and previously stored are subtracted and stored as pulse wave amplitude values in each of the first to third wavelength ranges. The pulse wave amplitude values in each of the first to third wavelength ranges will be expressed as Y 1 , Y 2 , and Y 3 , respectively. Next, it is determined whether the values of Y 1 , Y 2 , and Y 3 are all greater than or equal to a preset third set value and less than or equal to a preset fourth measurement value.
When Y 1 , Y 2 , and Y 3 are all greater than or equal to the third set value and less than or equal to the fourth set value, the pulse wave amplitude is within a range that can guarantee measurement accuracy. At this time, the following operations are performed.

時刻iにおける第1と第2の脈波振幅値Y1iと
Y2iから時刻iにおけるSaO2(1)iが SaO2(1)i=A1(Y2i/Y1i)2+B1で、 時刻iにおける第1と第3の脈波振幅値Y1iと
Y3iから時刻iにおける SaO2(2)i=A2(Y3i/Y1i)2+B2 で計算され、記憶される。またY1i、Y2i、Y3iの
うち少なくとも1つ以上が第3の設定値以下であ
るか第4の設定値以上である時は、測定用回路の
飽和、S/N比の問題等で脈波振幅は測定精度を
保証できないので、前記SaO2(1)iおよびSaO2(2)
iの計算、記憶は行なわれず、SaO2(2)iは無効
であることが記憶されにジヤンプする。Y1i、
Y2i、Y3iの値がすべて適正でSaO2(1)i、SaO2(2)
iが計算、記憶されると、次にモーシヨンアーテ
イフアクトの有無の判定が行なわれる。すなわち
SaO2(1)iとSaO2iの差の絶対値基準値f(SaO2(1)
i、SaO2(2)i)の比較が行なわれる。
The first and second pulse wave amplitude values Y 1 i at time i and
SaO 2 (1)i from Y 2 i to time i is SaO 2 (1)i = A 1 (Y 2 i / Y 1 i) 2 + B 1 , and the first and third pulse wave amplitude values at time i Y 1 i and
It is calculated and stored as SaO 2 (2)i=A 2 (Y 3 i/Y 1 i) 2 +B 2 from Y 3 i to time i. Also, when at least one of Y 1 i, Y 2 i, and Y 3 i is below the third setting value or above the fourth setting value, the measurement circuit may be saturated and the S/N ratio may be Since the measurement accuracy of pulse wave amplitude cannot be guaranteed due to problems etc., the above SaO 2 (1)i and SaO 2 (2)
No calculation or storage of i is performed, and SaO 2 (2)i is stored as invalid and jumps. Y 1 i,
The values of Y 2 i and Y 3 i are all correct and SaO 2 (1)i, SaO 2 (2)
Once i has been calculated and stored, a determination is then made as to the presence or absence of a motion artifact. i.e.
Absolute value reference value f of the difference between SaO 2 (1)i and SaO 2 i (SaO 2 (1)
i, SaO 2 (2)i).

一例として f(SaO2(1)i、SaO2(2)i)=6(%);SaO2(2)i
≧90%のときあるいは =18.8(%)−SaO2(2)i/7(%);SaO2(2)i<90 %のとき の場合を説明する。SaO2(2)iが90%以上のとき
は|SaO2(1)i−SaO2(2)i|が6%以上であれば
モーシヨンアーテイフアクト有りと判定する。ま
たSaO2(2)i<90%のときは|SaO2(1)i−SaO2(2)
i|>18.8−SaO2(2)i/7であればモーシヨン
アーテイフアクト有りと判定する。
As an example, f(SaO 2 (1)i, SaO 2 (2)i) = 6 (%); SaO 2 (2)i
The case where ≧90% or =18.8(%)−SaO 2 (2)i/7(%); SaO 2 (2)i<90% will be explained. When SaO 2 (2)i is 90% or more, it is determined that there is a motion artifact if |SaO 2 (1)i−SaO 2 (2)i| is 6% or more. Also, when SaO 2 (2)i<90%, |SaO 2 (1)i−SaO 2 (2)
If i|>18.8−SaO 2 (2)i/7, it is determined that there is a motion artifact.

もしモーシヨンアーテイフアクトがあれば、こ
の時刻iのSaO2(2)は測定精度が保証されないの
で無効であることが記憶されてにジヤンプし、
またモーシヨンアーテイフアクトが無ければその
まま以下の動作を行なう。
If there is a motion artifact, SaO 2 (2) at this time i is remembered as invalid because the measurement accuracy is not guaranteed, and jumps.
Also, if there is no motion artifact, the following operation will be performed as is.

ではSaO2(2)の平均値が計算される。SaO2(2)
iからSaO2(2)i−7までの8個のデータが順次
有効か無効かどうか調べられ、有効ならSSに加
算していく。加算するごとにkは1だけインクリ
メントされる。無効でないSaO2(2)が5個以上、
即ちkが5になればSS/5がSaO2(2)の平均値と
して計算され、SaO2表示メモリーに記憶される。
無効でないSaO2(2)が5個以上無いときは時刻i
からi+7番目までの値SaO2(2)iからSaO2(2)i
−7のすべてを調べた後、kの値は5以下となり
このときは′にジヤンプする。kが5になつて
SaO2の平均値が計算、記憶されると、次に脈拍
数が計算される。
Then the average value of SaO 2 (2) is calculated. SaO 2 (2)
Eight pieces of data from i to SaO 2 (2)i-7 are sequentially checked to see if they are valid or invalid, and if valid, they are added to SS. k is incremented by 1 each time it is added. 5 or more non-invalid SaO 2 (2),
That is, if k becomes 5, SS/5 is calculated as the average value of SaO 2 (2) and stored in the SaO 2 display memory.
If there are no 5 or more non-invalid SaO 2 (2), time i
SaO 2 (2)i to i+7th value SaO 2 (2)i
After examining all −7, the value of k becomes less than 5, and in this case it jumps to '. k becomes 5
Once the average value of SaO 2 is calculated and stored, the pulse rate is then calculated.

脈拍数は脈波整形部21の出力パルスの立上り
または立下りの時間間隔から計算される。脈波整
形部21の出力パルスの立上りおよび立下りは、
常時制御演算部26によつて調べられており、立
上りの時刻および立下りの時刻が順次記憶されて
いる。脈拍数が計算される場合、最新の立上りま
たは立下りから8パルス前の立上りまたは立下り
の時刻が調べられる。そして最新の立上りまたは
立下りの時刻と8パルス前の立上りまたは立下り
の時刻との差から1分当りの脈拍数が計算され
る。脈拍数が計算されると脈拍数表示メモリーに
記憶される。次に、計算されたSaO2(2)の平均値、
警告の為に設定され表示部70,71に表示され
たそれぞれのSaO2上限値およびSaO2下限値と比
較される。
The pulse rate is calculated from the time interval between the rise or fall of the output pulse of the pulse wave shaping section 21. The rise and fall of the output pulse of the pulse wave shaping section 21 are as follows:
It is constantly checked by the control calculation unit 26, and the rise time and fall time are sequentially stored. When the pulse rate is calculated, the time of the rise or fall 8 pulses before the most recent rise or fall is examined. Then, the pulse rate per minute is calculated from the difference between the latest rise or fall time and the rise or fall time 8 pulses ago. Once the pulse rate is calculated, it is stored in the pulse rate display memory. Next, the calculated average value of SaO 2 (2),
It is compared with the SaO 2 upper limit value and the SaO 2 lower limit value set for warning and displayed on the display units 70 and 71, respectively.

SaO2(2)の平均値がその上限値以上または下限
値以下の場合は、1がSaO2ハイアラームメモリ
ーまたはSaO2ローアラームメモリーに記憶され、
Vにジヤンプする。SaO2(2)の平均値がその上限
値と下限値の間にあるときは、SaO2ハイアラー
ムメモリーおよびSaO2ローラアラームメモリー
にゼロが記憶されVにジヤンプする。Vでは脈拍
数が警告のために設定された脈拍数上限値以上ま
たは脈拍数下限値以下か判定される。脈拍数が、
設定された上限以上のときは脈拍数ハイアラーム
メモリーに1が記憶され、脈拍数がその下限値以
下のときは脈拍数ローラアラームメモリーに1が
記憶されにジヤンプする。脈拍数がその上限値
と下限値の範囲内にあるときは、脈拍数ハイアラ
ームメモリーおよび脈拍数ローラアラームメモリ
ーにゼロが記憶されにジヤンプする。
If the average value of SaO 2 (2) is greater than or equal to its upper limit or less than its lower limit, 1 is stored in the SaO 2 high alarm memory or SaO 2 low alarm memory;
Jump to V. When the average value of SaO 2 (2) is between its upper and lower limits, zero is stored in the SaO 2 high alarm memory and the SaO 2 roller alarm memory and jumps to V. At V, it is determined whether the pulse rate is greater than or equal to the pulse rate upper limit or less than the pulse rate lower limit set for the warning. The pulse rate is
When the pulse rate is above the set upper limit, 1 is stored in the pulse rate high alarm memory, and when the pulse rate is below the lower limit value, 1 is stored in the pulse rate roller alarm memory and jumps. When the pulse rate is within the upper and lower limits, zero is stored in the pulse rate high alarm memory and pulse rate low alarm memory and the pulse rate jumps to zero.

以下では、スイツチ74〜79の状態に応じ
て、SaO2や脈拍数等が2次元表示素子に表示お
よび画面コピーが行なわれる。まず、表示モード
がノーマルモードがプレビユーモードかが調べら
れる。スイツチ74がONならノーマルモードと
なり、スイツチ77がONならプレビユーモード
になる。ノーマルモードの場合はSaO2表示メモ
リーおよび脈拍数表示メモリーに記憶された内容
のうち、最新のSaO2および脈拍数が数字で表示
部81,82に表示される。そして画面の左端に
SaO2、脈拍数に応じた位置にドツトが表示され、
それら以前のSaO2表示メモリーおよび脈拍数表
示メモリーの内容は古い値ほど画面の右側にドツ
ト表示される。グラフ表示のタイムスケールはス
イツチ75で設定される。またスイツチ76が
ONのときは、各SaO2および脈拍数が測定された
時のそれぞれの上限値および下限値の内容が記憶
されているSaO2ハイアラームメモリー表示メモ
リー、SaO2ローアラームメモリー表示メモリー、
脈拍数ハイアラーム表示メモリー、脈拍数ローア
ラーム表示メモリーの内容が2次元表示素子80
に破線で表示される。そしてスイツチ76が押さ
れている時、グラフ表示されているSaO2および
脈拍数に対応した各アラームメモリーの内容が調
べられ、SaO2ハイアラームメモリーの内容が1
のときは、それに対応するSaO2は赤色のドツト
で表示され、SaO2ローアラームメモリーの内容
が1のときは、それに対応するSaO2は青色で表
示され、両アラームメモリーの内容が0のとき
は、それに対応するSaO2は緑色え表示される。
脈拍数についても同様である。スイツチ76が
OFFのときは、上記の各ハイアラーム表示メモ
リーの内容のグラフ表示は行なわれず、各アラー
ムメモリーの内容によつてSaO2までは脈拍数の
ドツトの色を変えることは行なわれず、すべて緑
色のドツトで表示される。また最新のSaO2また
は脈拍数がそれぞれの上限値と下限値の範囲内に
ないときは警報用LEDが点滅し、スイツチ68
がONであれば警報音が発せられる。また最新の
SaO2が計算不能のときは操作中表示用のNOP
LEDが点灯し、SaO2および脈拍数の数字表示お
よびそれに対するドツトはブランクとされ、スイ
ツチ68がONなら警報音が発せされる。そして
にジヤンプする。
In the following, SaO 2 , pulse rate, etc. are displayed and screen copied on the two-dimensional display element depending on the states of the switches 74 to 79. First, it is checked whether the display mode is normal mode or preview mode. If the switch 74 is ON, the mode is normal, and if the switch 77 is ON, the mode is preview mode. In the normal mode, the latest SaO 2 and pulse rate among the contents stored in the SaO 2 display memory and the pulse rate display memory are displayed in numbers on the display sections 81 and 82. and on the left side of the screen
SaO 2 , dots are displayed at positions according to the pulse rate,
The older the contents of the SaO 2 display memory and pulse rate display memory, the older the values, the more dots are displayed on the right side of the screen. The time scale for graph display is set by switch 75. Also, switch 76
When ON, the SaO 2 high alarm memory display memory, SaO 2 low alarm memory display memory, which stores the contents of the upper and lower limits when each SaO 2 and pulse rate were measured,
The contents of the pulse rate high alarm display memory and pulse rate low alarm display memory are displayed on the two-dimensional display element 80.
is displayed with a dashed line. When the switch 76 is pressed, the contents of each alarm memory corresponding to the SaO 2 and pulse rate displayed in the graph are checked, and the contents of the SaO 2 high alarm memory are set to 1.
, the corresponding SaO 2 is displayed as a red dot, when the content of the SaO 2 low alarm memory is 1, the corresponding SaO 2 is displayed in blue, and when the content of both alarm memories is 0, the corresponding SaO 2 is displayed as a red dot. The corresponding SaO 2 will be displayed in green.
The same applies to pulse rate. switch 76
When OFF, the contents of each high alarm display memory mentioned above are not displayed graphically, and the color of the pulse rate dots does not change until SaO 2 depending on the contents of each alarm memory, and all dots are green. is displayed. Also, if the latest SaO 2 or pulse rate is not within the respective upper and lower limits, the alarm LED will flash and switch 68 will be activated.
If is ON, an alarm will sound. Also the latest
NOP for display during operation when SaO 2 cannot be calculated
The LED lights up, the SaO 2 and pulse rate numeric displays and their corresponding dots are blanked, and if switch 68 is ON, an alarm sounds. And then jump.

モードがプレビユーモードのとき、すなわちス
イツチ77がONのときの表示について説明す
る。このモードでは画面の左端には最新のSaO2
および脈拍数ではなく、それ以前に得られた
SaO2および脈拍数を表わす高さの位置にドツト
が表示され、かつ数字で表示される。スイツチ7
5およびスイツチ76の機能はノーマルモードと
同じである。レバー78はどの時点のSaO2およ
び脈拍数を画面の左端に表示するかを設定するも
ので、レバー78が左に移動されている間はより
以前の値が画面の左端に表示され、グラフは左方
向に移動する。レバー78が右に移動されている
間は、グラフはより新しい値が画面の右端に表示
されグラフは右方向に移動する。レバー78が中
央にセツトすると、グラフの移動は停止する。ス
イツチ75およびスイツチ76の機能はノーマル
モードと同じである。プレビユーモードでレバー
78が中央にセツトされた状態でスイツチ79か
ONされると表示されている画面が図示しない印
刷装置により適宜な用紙上に複写される。そして
にジヤンプする。プレビユーモードはにおけ
る第1〜第3の両波整流部を積分で行なつている
間、またはにて時間調整を行つている間に割込
んで処理されるので、このモードのときでは順次
新しいSaO2および脈拍数は計算、記憶される。
The display when the mode is the preview mode, that is, when the switch 77 is turned on, will be explained. In this mode, the left edge of the screen displays the latest SaO 2
and pulse rate, but not previously obtained.
A dot is displayed at the height representing SaO 2 and pulse rate, and a number is also displayed. switch 7
5 and switch 76 are the same as in normal mode. The lever 78 is used to set which point in time SaO 2 and pulse rate are displayed on the left edge of the screen. While the lever 78 is moved to the left, the earlier values are displayed on the left edge of the screen, and the graph is Move to the left. While the lever 78 is moved to the right, newer values are displayed on the right edge of the screen and the graph moves to the right. When the lever 78 is centered, the graph stops moving. The functions of switch 75 and switch 76 are the same as in normal mode. In preview mode, with lever 78 set to the center, press switch 79.
When turned on, the displayed screen is copied onto an appropriate sheet of paper by a printing device (not shown). And then jump. The preview mode is processed by interrupting the integration of the first to third double-wave rectifiers in , or while the time is being adjusted in , so in this mode, new SaO 2 and pulse rate are calculated and stored.

光量測定回路17の出力のA/D変換値が第1
の光量設定値以下または第2の光量設定値以下の
とき、または光量測定回路の出力のA/D変換値
が第2の光量設定値以上の値から第1の光量設定
値と第2の光量設定値の間の値になつて所定の時
間が経過していないときにはに、SaO2(2)が連
続して4個以上無効のときは′にジヤンプする。
以下では次の動作が行なわれる。
The A/D conversion value of the output of the light amount measurement circuit 17 is the first
When the light intensity setting value or the second light intensity setting value is lower than or the A/D conversion value of the output of the light intensity measuring circuit is equal to or larger than the second light intensity setting value, the first light intensity setting value and the second light intensity setting value are changed. If a predetermined time has not elapsed since the value is between the set values, and four or more SaO 2 (2) are invalid in succession, the value jumps to ''.
The following operations are performed below.

ではまず、SaO2および脈拍数の計算の周期
の一定にするため第1〜第3の両波整流部の積分
時間とほぼ同じ時間の待機を行ない、次に′以
下の動作を行なう。′ではSaO2表示メモリーお
よび脈拍数表示メモリーに操作中の状態であるこ
とが記憶される。そしてにジヤンプする。
First, in order to keep the cycle of calculation of SaO 2 and pulse rate constant, a standby period approximately equal to the integration time of the first to third double-wave rectifying sections is performed, and then the following operations are performed. ', the operating status is stored in the SaO 2 display memory and pulse rate display memory. And then jump.

[効果] 以上詳述したように本発明の動脈血酸素飽和度
測定装置においては、「複数の動脈血酸素飽和度
を時間軸に沿つて表示する」ため、時間の経過に
対する被測定者の状態変化を容易に把握すること
が可能である。さらに本発明では、「動脈血酸素
飽和度の限界値を設定する設定手段」を有し、表
示手段では「動脈血酸素飽和度のうち限界値を越
えるものと越えないものとを区別して表示する」
ので、手術室などで測定者(医師や看護婦)がき
わめて多忙な状態においても、被測定者の状態変
化を一目見ただけで確認することが可能になる。
[Effects] As detailed above, the arterial oxygen saturation measuring device of the present invention "displays a plurality of arterial oxygen saturations along the time axis", so it is possible to monitor changes in the condition of the subject over time. It is possible to understand easily. Furthermore, the present invention includes a "setting means for setting a limit value of arterial blood oxygen saturation," and a display means "distinguishably displays arterial blood oxygen saturations that exceed the limit value and those that do not exceed the limit value."
Therefore, even when the measurement person (doctor or nurse) is extremely busy in an operating room or the like, it becomes possible to confirm changes in the condition of the subject at a glance.

また、特許請求の範囲第2項のように、「表示
手段の時間軸スケールを変更する変更手段」を備
えることにより、任意の時間軸スケールで被測定
者の状態変化を知ることができるようになる。つ
まり、長期間にわたる被測定者の状態変化を知る
必要があるときには、時間軸の表示単位を大きく
して大きな流れを確認すればよく、ごく最近を状
態変化を詳細に知る必要があるときには、時間軸
の表示単位を小さくすればよい。
Furthermore, as claimed in claim 2, by providing a "changing means for changing the time axis scale of the display means", changes in the condition of the subject can be known at any time axis scale. Become. In other words, when you need to know changes in the condition of the subject over a long period of time, you can increase the display unit of the time axis and check the large flow, and when you need to know the most recent changes in the condition in detail, you can check the large flow. All you have to do is make the axis display unit smaller.

さらに、特許請求の範囲第3項のように、「複
数の動脈血酸素飽和度を記憶する記憶手段」と、
「上記記憶手段の記憶値に基づいて上記表示手段
に任意の時間範囲の動脈血酸素飽和度を表示させ
る制御手段」とを備えたことにより、過去の所定
時間範囲における被測定者の状態変化を把握する
ことも可能になる。
Furthermore, as claimed in claim 3, "storage means for storing a plurality of arterial blood oxygen saturation levels";
"Control means for displaying arterial blood oxygen saturation in an arbitrary time range on the display means based on the stored value in the storage means", thereby grasping changes in the condition of the subject over a predetermined time range in the past. It will also be possible to do so.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の一実施例を示すブロツク
図、第2図は第1図の実施例に用いられる光源の
詳細を示す断面図、第3図と第4図は第1図の実
施例における要部の詳細なブロツク図、第5図は
従来の両波整流回路の一例を示す回路図、第6図
は第5図の回路で生じる欠点を示す波形図、第7
図はこの発明の実施例に用いられる両波整流回路
の1例を示す回路図、第8図は2つのSaO2測定
値の差と真のSaO2との関係を示すグラフ、第9
図は動作を示すフローチヤート、第10図はこの
発明の装置の表示部を示す正面図、第11図はこ
の発明において得られる(Y2/Y12、(Y3
Y12とSaO2との関係を示すグラフである。 1……光源、2……受光部、14,15,16
……両波整流部、26……制御演算部、25……
表示部。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the invention, FIG. 2 is a sectional view showing details of the light source used in the embodiment of FIG. 1, and FIGS. 3 and 4 are examples of the embodiment of FIG. 1. 5 is a circuit diagram showing an example of a conventional double-wave rectifier circuit, FIG. 6 is a waveform diagram showing defects occurring in the circuit of FIG. 5, and FIG.
The figure is a circuit diagram showing an example of a double-wave rectifier circuit used in an embodiment of the present invention, FIG. 8 is a graph showing the relationship between the difference between two SaO 2 measurement values and the true SaO 2 , and FIG.
The figure is a flowchart showing the operation, FIG. 10 is a front view showing the display section of the device of this invention, and FIG. 11 is a diagram showing (Y 2 /Y 1 ) 2 , (Y 3 /
It is a graph showing the relationship between Y 1 ) 2 and SaO 2 . 1... Light source, 2... Light receiving section, 14, 15, 16
...Double wave rectifier section, 26... Control calculation section, 25...
Display section.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 脈動する血液を含む生体に向けて測定光を発
光する発光手段と、 上記発光手段で発光された後生体を通過した光
を受光して脈波信号を出力する受光手段と、 上記脈波信号に基づいて動脈血酸素飽和度を演
算する演算手段と、 複数の動脈血酸素飽和度を得るために上記受光
手段と上記演算手段とを繰り返し動作させる制御
手段と、 動脈血酸素飽和度の限界値を設定する設定手段
と、 上記制御手段の動作により得られた複数の動脈
血酸素飽和度を時間軸に沿つてグラフ表示すると
ともに動脈血酸素飽和度のうち上記設定手段によ
り設定された限界値を越えるものと越えないもの
とをグラフ表示の形態を保つたまま区別して表示
する表示手段と、 を有することを特徴とする動脈血酸素飽和度測定
装置。 2 上記表示手段は、動脈血酸素飽和度のうち上
記設定手段により設定された限界値を越えるもの
と越えないものとで異なる色を用いてグラフ表示
することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の動脈血酸素飽和度測定装置。
[Scope of Claims] 1. A light-emitting device that emits measurement light toward a living body containing pulsating blood; and a light-receiving device that receives the light that has passed through the living body after being emitted by the light-emitting device and outputs a pulse wave signal. a calculation means for calculating arterial oxygen saturation based on the pulse wave signal; a control means for repeatedly operating the light receiving means and the calculation means to obtain a plurality of arterial oxygen saturations; and arterial oxygen saturation. a setting means for setting a limit value of the arterial blood oxygen saturation, and a setting means for displaying a plurality of arterial oxygen saturations obtained by the operation of the control means in a graph along a time axis, and a limit value set by the setting means among the arterial blood oxygen saturations; 1. An arterial blood oxygen saturation measuring device comprising: a display means for distinguishing and displaying those exceeding and not exceeding the above while maintaining the form of a graph display. 2. Claim 1, wherein the display means graphically displays arterial blood oxygen saturation using different colors depending on whether the arterial blood oxygen saturation exceeds the limit value set by the setting means or not. The arterial oxygen saturation measurement device described.
JP59033952A 1984-02-23 1984-02-23 Artery blood oxygen saturation degree measuring apparatus Granted JPS60176624A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59033952A JPS60176624A (en) 1984-02-23 1984-02-23 Artery blood oxygen saturation degree measuring apparatus
US06/704,772 US4714341A (en) 1984-02-23 1985-02-21 Multi-wavelength oximeter having a means for disregarding a poor signal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59033952A JPS60176624A (en) 1984-02-23 1984-02-23 Artery blood oxygen saturation degree measuring apparatus

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59048667A Division JPS60180475A (en) 1984-03-13 1984-03-13 Full-wave rectification integrating circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60176624A JPS60176624A (en) 1985-09-10
JPH0559734B2 true JPH0559734B2 (en) 1993-08-31

Family

ID=12400830

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59033952A Granted JPS60176624A (en) 1984-02-23 1984-02-23 Artery blood oxygen saturation degree measuring apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS60176624A (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1987000027A1 (en) * 1985-07-05 1987-01-15 Minolta Camera Kabushiki Kaisha Oximeter and oximeter system
US5865736A (en) * 1997-09-30 1999-02-02 Nellcor Puritan Bennett, Inc. Method and apparatus for nuisance alarm reductions
JP5328159B2 (en) 2005-03-01 2013-10-30 セルカコア・ラボラトリーズ・インコーポレーテッド Multi-wavelength sensor light emitter
WO2009133851A1 (en) * 2008-04-30 2009-11-05 コニカミノルタセンシング株式会社 Device for measuring oxygen saturation degree
JP6741485B2 (en) * 2015-08-31 2020-08-19 日本光電工業株式会社 Pulse photometer and reliability evaluation method for calculated values of blood light-absorbing substance concentration
JP6649060B2 (en) * 2015-11-30 2020-02-19 株式会社人間と科学の研究所 Mental and physical condition diagnosis support device and biological information management system
US11464416B2 (en) 2016-03-17 2022-10-11 Sony Corporation Measurement circuit, driving method, and electronic instrument

Also Published As

Publication number Publication date
JPS60176624A (en) 1985-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4714341A (en) Multi-wavelength oximeter having a means for disregarding a poor signal
JP2628717B2 (en) Pulse oximeter system
US6018674A (en) Fast-turnoff photodiodes with switched-gain preamplifiers in photoplethysmographic measurement instruments
US4942877A (en) Device for measuring oxygen saturation degree in arterial blood
JP3124073B2 (en) Blood oxygen saturation monitor
US20170055860A1 (en) Method and apparatus for optical sensing of tissue variation at increased accuracy
US4913150A (en) Method and apparatus for the automatic calibration of signals employed in oximetry
CA1321265C (en) Apparatus and method for measuring blood constituents
US5846190A (en) Method of and apparatus for recognizing falsified pulse oximetry measurements
US5259381A (en) Apparatus for the automatic calibration of signals employed in oximetry
JP4795593B2 (en) Imaging device for determining density ratio
JP4639321B2 (en) Biological information measuring device
EP0549835A1 (en) Diagnostic apparatus
CA2354064A1 (en) Direct to digital oximeter and method for calculating oxygenation levels
JPS6392335A (en) Method and apparatus for monitoring oxygen saturation degree in blood
WO1988001149A1 (en) Method and apparatus for indicating perfusion and oxygen saturation trends in oximetry
JP7370539B2 (en) Bilirubin concentration measurement system
JP2013031502A (en) Information processing apparatus, information processing method, program, and information processing system
JPH0559734B2 (en)
US5203342A (en) Peripheral blood circulation state detecting apparatus
JPS63275324A (en) Diagnostic apparatus
CN111714135A (en) Blood oxygen saturation determination method and device
US5144951A (en) Apparatus for measuring biopermeability
JP2007167091A (en) Mental stress examination apparatus
JPS60180475A (en) Full-wave rectification integrating circuit