测定装置以及检测装置的制作方法

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测定装置以及检测装置的制造方法

本发明涉及用于测定生物体信息的测定装置以及检测装置。



背景技术:

以往提出了通过对生物体的光照射来非侵袭性地测定生物体信息的各种测定技术。例如,在专利文献1中公开了通过多个受光窗中的各个受光窗接收从发光窗出射并在生物体内部反射的光,根据受光结果测定生物体的血氧饱和度的构成。

【在先技术文献】

【专利文献】

专利文献1:日本特开2006-75354号公报

但是,从发光点到达受光点的光通过的生物体内的深度对应于发光点和受光点的距离而变化。在专利文献1那种发光窗和多个受光窗的各个受光窗之间的距离不同的构成中,从发光窗出射的光通过生物体内不同的深度,到达多个受光窗的各个受光窗。因此,存在生物体信息由于到达各受光部的光通过的生物体内的部位的组织的种类或血管的密度等而较大变动的问题。



技术实现要素:

考虑到以上事实,本发明的目的在于高精度地测定生物体信息。

为了解决上述课题,本发明的优选的方式涉及的测定装置具备:第一发光部,出射第一波长的光;第二发光部,出射第二波长的光,所述第二波长的光对测定部位的深达度大于所述第一波长的光对测定部位的深达度;受光部,生成与从所述测定部位到达的光的受光电平对应的检测信号;以及分析部,获得与所述检测信号对应的生物体信息,所述第一发光部、所述第二发光部和所述受光部设置在与所述测定部位相对的检测面,所述第一发光部和所述受光部之间的距离大于所述第二发光部和所述受光部之间的距离。存在如下倾向:发光点和受光点之间的距离越大,光到达测定部位的内部越深的位置。在本发明的优选的方式中,在第一发光部出射第一波长的光,并且第二发光部出射对测定部位的深达度大于第一波长的光的第二波长的光的构成中,第一发光部与受光部的距离大于第二发光部与受光部的距离。因此,与第一发光部和第二发光部位于从受光部等距离的构成相比较,在测定部位的内部,能够使从第一发光部的出射光的传播范围和从第二发光部的出射光的传播范围在测定部位的深度方向上接近或重复。根据以上的构成,存在如下优点,即,与传播范围离开从第一发光部的出射光和从第二发光部的出射光之间的构成相比较,能够高精度地测定生物体信息。

在本发明的优选的方式中,第一发光部、第二发光部和受光部位于直线上。在以上的方式中,由于第一发光部、第二发光部和受光部位于直线上,所以与例如第一发光部、第二发光部和受光部不位于直线上的构成相比较,能够使从第一发光部的出射光的传播范围和从第二发光部的出射光的传播范围接近或重复。因此,能够高精度地测定生物体信息这一上述效果特别地显著。

在本发明的优选的方式中,所述受光部包括:第一受光部,接收从所述第一发光部出射且通过所述测定部位的光;以及第二受光部,接收从所述第二发光部出射且通过所述测定部位的光,所述第一发光部和所述第一受光部之间的距离大于所述第二发光部和所述第二受光部之间的距离。因此,与第一发光部和第一受光部之间的距离与第二发光部和第二受光部之间的距离相等的构成相比较,能够使从第一发光部到达第一受光部的光的传播范围和从第二发光部到达第二受光部的光的传播范围在测定部位的深度方向上接近或重复。根据以上构成,存在如下优点:与传播范围离开从第一发光部的出射光和从第二发光部的出射光之间的构成相比较,能够高精度地测定生物体信息。

在本发明的优选的方式中,第一发光部、第二发光部和第一受光部、第二受光部位于直线上。在以上的方式中,由于第一发光部、第二发光部、第一受光部、第二受光部位于直线上,所以能够使从第一发光部到达第一受光部的光的传播范围和从第二发光部到达第二受光部的光的传播范围接近或重复。因此,能够高精度地测定生物体信息这一上述的效果特别显著。

在本发明的优选的方式中,第一发光部以及第一受光部位于第二发光部和第二受光部之间。在以上的方式中,由于能使从第一发光部的出射光的传播范围和从第二发光部的出射光传播的范围充分地重复,所以能够充分地抑制传播范围的不同导致的生物体信息的误差。

在本发明的优选的方式中,通过第一发光部和第一受光部的直线和通过第二发光部和第二受光部直线相互交叉。在以上的方式中,存在如下优点:由于通过第一发光部以及第一受光部的直线和通过第二发光部以及第二受光部的直线互相交叉,因此与能够避免相互间的过度接近或干涉的同时,在检测面配置第一发光部以及第一受光部和第二发光部以及第二受光部。

在本发明的优选的方式中,第一波长的光是近红外光,第二波长的光是红色光。另外,在本发明的其他方式中,第一波长的光是绿色光,第二波长的光是近红外光或红色光。其中,第一波长以及第二波长不限定于以上的例示。

本发明的优选的方式涉及的检测装置生成生物体信息的生成所使用的检测信号,其具备:第一发光部,出射第一波长的光;第二发光部,出射第二波长的光,所述第二波长的光对测定部位深达度大于所述第一波长的光对测定部位深达度;以及受光部,生成与从所述测定部位到达的光的受光电平对应的检测信号,所述第一发光部、所述第二发光部和所述受光部设置在与所述测定部位相对的检测面,所述第一发光部和所述受光部之间的距离大于所述第二发光部和所述受光部之间的距离。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的测定装置的侧视图。

图2是着眼于测定装置的功能的构成图。

图3是发光-受光间距离和到深达度的关系的说明图。

图4是发光-受光间距离和到深达度的关系的图表。

图5是发光部和受光部的位置关系的说明图。

图6是第二实施方式的发光部和受光部的位置关系的说明图。

图7是第三实施方式的发光部和受光部的位置关系的说明图。

图8是第三实施方式的变形例的发光部和受光部的位置关系的说明图。

图9是第四实施方式的测定装置的构成图。

图10是第四实施方式的变形例的测定装置的构成图。

符号说明

100…测定装置;12…框体部;14…带;20…控制装置;22…存储装置;24…显示装置;26…检测装置;e1、e2…发光部;r0、r1、r2…受光部;32…分析部;34…通知部。

具体实施方式

<第一实施方式>

图1是本发明的第一实施方式涉及的测定装置100的侧视图。第一实施方式的测定装置100是非侵袭性地测定被验者的生物体信息的生物体计量设备,其被安装在被验者的身体中作为测定对象的部位(以下称为“测定部位”)m。第一实施方式的测定装置100是具备框体部12和带14的手表型的便携设备,其通过将带14卷绕在作为测定部位m的例示的手腕,从而能够安装于被验者的手腕。第一实施方式的测定装置100接触被验者的手腕的表面16。在第一实施方式中,将血氧饱和度(spo2)作为生物体信息例示。血氧饱和度表示被验者的血液中的血红蛋白中与氧结合的血红蛋白的比例(%),其是用于评价被验者的呼吸功能的指标。

图2是着眼于测定装置100的功能的构成图。如图2例示的那样,第一实施方式的测定装置100具备控制装置20、存储装置22、显示装置24和检测装置26。控制装置20以及存储装置22设置在框体部12的内部。如图1例示的那样,显示装置24(例如液晶显示面板)设置在框体部12的表面(例如与测定部位m相反侧的表面),在控制装置20的控制下显示包含测定结果的各种图像。

图2的检测装置26是生成与测定部位m的状态相对应的检测信号p的传感器模块,例如设置在框体部12中与测定部位m的相对面(以下称为“检测面”)28。检测面28是平面或曲面。如图2例示的那样,第一实施方式的检测装置26具备发光部e1、发光部e2和受光部r0。发光部e1、发光部e2和受光部r0被设置在检测面28,从测定部位m观察位于一端侧。

发光部e1以及发光部e2分别构成为包含例如发光二极管(led:lightemittingdiode)等发光元件。发光部e1(第一发光部的例示)是对测定部位m出射波长λ1的光的光源。发光部e2(第二发光部的例示)是对测定部位m出射与波长λ1不同的波长λ2的光的光源。在第一实施方式中,为了方便起见,设定发光部e1出射近红外光(λ1=900nm),发光部e2出射红色光(λ2=700nm)的情况。此外,波长λ1以及波长λ2不限定于以上的例示。例如,能够将波长λ1设定为940nm,将波长λ2设定为660nm。

发光部e1以及发光部e2各自的出射光在入射到测定部位m且在测定部位m的内部重复反射以及散射的基础上,从检测面28侧出射,到达受光部r0。即,第一实施方式的检测装置26是反射型的光学传感器。受光部r0根据从测定部位m到达的光的受光电平生成检测信号p。例如,作为受光部r0优选利用将在与测定部位m相对的受光面接收光的光电二极管(pd:photodiode)等的光电转换元件。测定部位m的血管以与心跳相同的周期反复性地膨胀以及收缩。由于在膨胀时和收缩时血管内的血液的吸光量不同,因此根据来自测定部位m的受光电平,受光部r0生成的检测信号p是包含与测定部位m的动脉的脉动成分(容积脉波)对应的周期性变动成分的脉波信号。虽然检测装置26包含:例如通过驱动电流的供给而驱动发光部e1以及发光部e2的驱动电路;以及对受光部r0的输出信号进行增大或a/d转换的输出电路(例如增大电路和a/d转换器),但在图1中省略各电路的图示。

图2的控制装置20是cpu(centralprocessingunit:中央处理器)、fpga(field-programmablegatearray:专用集成电路)等运算处理装置,其控制整个测定装置100。存储装置22由例如非易失性的半导体存储器构成,其存储控制装置20执行的程序、控制装置20使用的各种数据。第一实施方式的控制装置20通过执行存储装置22存储的程序,从而实现用于测定被验者的血氧饱和度的多个功能(分析部32、通知部34)。此外,能够采用在多个集成电路中分散控制装置20的功能的构成、通过专用的电子电路实现控制装置20的一部分或全部的功能的构成。另外,在图2中示出控制装置20和存储装置22作为单独的元件,但也能够通过例如asic(applicationspecificintegratedcircuit:专用集成电路)等实现内包存储装置22的控制装置20。

分析部32根据检测装置26生成的检测信号p确定被验者的血氧饱和度s。通知部34使显示装置24显示分析部32已指定的血氧饱和度s。此外,在血氧饱和度s变动为规定的范围之外的数值的情况下,优选通知部34向利用者通知警告(呼吸功能障碍的可能性)的构成。

分析部32指定血氧饱和度s能够任意采用公知的技术。例如,能够利用由检测信号p算出的变动比φ和血氧饱和度s的对应,指定血氧饱和度s。变动比φ如以下文的式(1)表现,其是成分比c2对成分比c1的比率。成分比c1是发光部e1出射波长λ1的光时的检测信号p的变动成分q1(ac)和稳定(定常)成分q1(dc)的强度比,成分比c2是发光部e2出射波长λ2的光时的检测信号p的变动成分q2(ac)和稳定成分q2(dc)的强度比。变动成分q1(ac)以及变动成分q2(ac)是与被验者的动脉的脉动联动地周期性变动的成分(脉波成分),稳定成分q1(dc)以及稳定成分q2(dc)是时间性稳定地维持的成分。式(1)的变动比φ和血氧饱和度s彼此相关。

【式1】

分析部32通过与脉搏比较以充分短的周期使发光部e1和发光部e2交替发光时的检测信号p的分析,抽出变动成分q1(ac)和稳定成分q1(dc)、以及变动成分q2(ac)和稳定成分q2(dc),并算出变动比φ。然后,分析部32参照使变动比φ的各数值和血氧饱和度s的各数值相互对应的表,并将与根据检测信号p算出的变动比φ对应的血氧饱和度s指定作为测定结果。

如图3例示的那样,假设从任意的发光点pe出射并通过测定部位m的内部的光在受光点pr受光的状况。图4是对图3的测定部位m的内部的光传播进行模拟的结果。在图4中,示出关于绿色光(波长λ=520nm)、红色光(波长λ=700nm)和近红外光(波长λ=900nm)的各个光,从发光点pe到受光点pr的距离(以下称为“发光-受光间距离”)δ和光在测定部位m的内部到达的深度(自生物体表面的距离)d之间的关系。光传播的模拟是采用在散射的状态下无损失且在散射的状态间通过朗伯·比尔(lambert-beer)的定律进行光减弱的条件的蒙特卡罗法。散射的自由行程l以及吸收系数a设定为关于生物体的真皮假设的图4的数值。图4的深度d表示从发光点pe到达受光点pr的光子在测定部位m的内部最多通过的深度。具体而言,如下文的式(2)所示,在设定在发光点pe和受光点pr之间的假想的垂直截面内,通过以光子数对应的加权值w对深度i加权,从而能够算出代表性的深度d。此外,式(2)的记号z表示在测定部位m的深度方向平行的坐标轴。

【式2】

按照从图4的理解,从发光点pe入射到测定部位m的光到达测定部位m的内部较深的位置的程度(以下称为“深达度”)对应波长λ而不同。具体而言,存在如下倾向:绿色光的深达度低于近红外光的深达度,红色光的深达度大于近红外光的深达度。即,与绿色光比较,近红外光易于到达测定部位m的内部的深部,与近红外光、绿色光比较,红色光易于到达测定部位m的内部的深部。例如,假设发光-受光间距离δ为6mm的情况下,近红外光从测定部位m的表面到达2.31mm的深度d,相对于此,红色光从测定部位m的表面到达2.45mm的深度d。如由以上说明理解的那样,在第一实施方式中,从发光部e2出射的红色光(λ2=700nm)的深达度大于从发光部e1出射的近红外光(λ1=900nm)的深达度。

如上所述,深达度取决于波长λ,因此在使发光-受光间距离δ共通的状况下,从发光点pe出射不同的波长λ的光的情况下,如图3例示,从发光点pe到达受光点pr的光在测定部位m的内部传播的范围(以下称为“传播范围”)b的深度根据波长λ而不同。传播范围b表示大于规定值的强度的光分布的范围(所谓的香蕉形状)。

例如,在自设置受光部r0的受光点pr等距离的发光点pe设置发光部e1以及发光部e2的构成(以下称为“对比例”)中,如图3的例示,在从发光部e1的出射光的传播范围b1和从发光部e2的出射光的传播范围b2中深度不同。具体而言,发光部e2出射的红色光的传播范围b2分布在比发光部e1出射的近红外光的传播范围b1深的位置。即,在对比例的构成中,分别来自发光部e1以及发光部e2的出射光在测定部位m的内部通过对应每波长λ不同的部位(深度),到达受光部r0。

如上例示的那种,在出射光的传播范围b离开发光部e1和发光部e2之间的状况中,在发光部e1的出射光通过的部位和发光部e2的出射光通过的部位之间,由于测定部位m的内部组织的种类(例如表皮、真皮)或血管的密度等不同,可能吸光度、浓度等的光学特性不同。因此,存在血氧饱和度s的误差变大的问题。考虑上述情况,在第一实施方式中,选择发光部e1、发光部e2和受光部r0的位置,以使发光部e1出射的波长λ1的光到达的深度d和发光部e2出射的波长λ2的光到达的深度d接近。

按照图4的理解,存在如下倾向:发光-受光间距离δ越大,在测定部位m的内部光到达的深度d越增加(到达更深的位置)。考虑到以上的倾向,在第一实施方式中,选择发光部e1、发光部e2和受光部r0的位置,以使深达度越低的光(难以到达测定部位m的较深的位置的光)从对于受光部r0越远的位置出射。

图5是例示出发光部e1、发光部e2和受光部r0的位置关系的俯视图以及截面图。如前所述,在第一实施方式中,从发光部e2出射的红色光的深达度大于从发光部e1出射的近红外光的深达度。因此,如图5的例示,选择发光部e1以及发光部e2各自和受光部r0的位置,以使发光部e1和受光部r0的距离δ1大于发光部e2和受光部r0的距离δ2(δ1>δ2)。

如图5的例示,俯视时(即从检测面28垂直的方向观察),发光部e1、发光部e2和受光部r0位于检测面28的直线x上。具体而言,发光部e1、发光部e2和受光部r0各自的中心位于直线x上。在第一实施方式中,发光部e1位于夹着发光部e2且与受光部r0相反的侧。可以换言之,发光部e2位于连接发光部e1和受光部r0的直线x上的构成、或者发光部e1、发光部e2和受光部r0呈直线状排列的构成。采用以上构成的结果,在第一实施方式中,如图5的例示,从发光部e1出射的近红外光的传播范围b1和从发光部e2出射的红色光的传播范围b2彼此重复。

例如,如图4的例示,从测定部位m的表面以2.15mm的深度d通过发光部e1以及发光部e2双方的光的情况下,在从受光部r0离开5.5mm左右的距离δ1的位置配置有发光部e1,在从受光部r0离开5mm左右的距离δ2的位置配置有发光部e2。发光部e1和发光部e2的距离(例如中心间距离)例如选择300μm以上且500μm以下的范围。

如上所述,在第一实施方式中,根据发光部e1出射波长λ1(第一波长的例示)的近红外光且在发光部e2出射对测定部位m的深达度大于近红外光的波长λ2(第二波长的例示)的红色光的构成,发光部e1和受光部r0的距离δ1大于发光部e2和受光部r0的距离δ2。因此,与发光部e1和发光部e2位于自受光部r0等距离的对比例相比,如图5的例示,能够使发光部e1出射的近红外光的传播范围b1和发光部e2出射的红色光的传播范围b2相互接近或重复。在以上的构成中,与通过来自发光部e1的出射光和来自发光部e2的出射光而传播范围b(b1、b2)离开的构成相比,在发光部e1的出射光的传播范围b1和发光部e2的出射光的传播范围b2之间,由于测定部位m的内部组织的种类、血管的密度等近似,可能吸光度、浓度等的光学特性也近似。因此,存在抑制传播范围b的不同导致的误差而能够高精度地指定血氧饱和度s这样的优点。

另外,在第一实施方式中,发光部e1、发光部e2和受光部r0位于直线x上。因此,与发光部e1、发光部e2和受光部r0不在直线上的构成相比,能够使从发光部e1的出射光的传播范围b1和从发光部e2的出射光的传播范围b2充分地相互接近或重复。因此,能够高精度地指定血氧饱和度s这一上述的效果特别显著。

但是,如第一实施方式的例示所示,传播范围b的不同导致的血氧饱和度s的误差是相对于测定部位m而发光部e1以及发光部e2和受光部r0位于一端侧的反射型的光学传感器中显著化的课题。另一方面,在发光部e1以及发光部e2夹着测定部位m位于与受光部r0的相反侧的透过型的光学传感器中,来自发光部e1的出射光和来自发光部e2的出射光在测定部位m的内部彼此接近的路径传播并到达受光部r0。因此,传播范围b的不同导致的血氧饱和度s的误差不会成为特别的问题。考虑以上的情况,发光部e1和受光部r0的距离δ1大于发光部e2和受光部r0的距离δ2的构成可以说在反射型的光学传感器中是特别有效的。

<第二实施方式>

说明本发明的第二实施方式。此外,在以下例示的各构成中,对于作用、功能与第一实施方式相同的元件,将直接使用在第一实施方式的说明中使用的符号并适当省略各符号的详细说明。

图6是例示出第二实施方式的发光部e1、发光部e2和受光部r0的位置关系的俯视图以及截面图。如图6的例示,第二实施方式的受光部r0包括设置在检测面28的受光部r1(第一受光部的例示)和受光部r2(第二受光部的例示)。受光部r1以及受光部r2是在与测定部位m相对的受光面接收光的光电二极管等的光电转换元件。受光部r1接收从发光部e1出射且通过测定部位m的近红外光(波长λ1),生成对应受光电平的检测信号p1。受光部r2接收从发光部e2出射且通过测定部位m的红色光(波长λ2),生成与受光电平对应的检测信号p2。分析部32从受光部r1生成的检测信号p1算出上述的式(1)的成分比c1,从受光部r2生成的检测信号p2算出式(1)的成分比c2。分析部32由成分比c1和成分比c2的变动比φ指定血氧饱和度s的构成以及方法与第一实施方式相同。

如图6的例示,发光部e1、发光部e2、受光部r1和受光部r2位于俯视时检测面28的直线x上。发光部e1和受光部r1的距离δ1大于发光部e2和受光部r2的距离δ2(δ1>δ2)。具体而言,发光部e2以及受光部r2位于发光部e1和受光部r1之间。

如以上说明,在第二实施方式中,在发光部e1出射波长λ1的近红外光且发光部e2出射波长λ2的红色光的构成的基础上,发光部e1和受光部r1的距离δ1大于发光部e2和受光部r2的距离δ2。在以上的构成中,如图6的例示,来自发光部e1的出射光的传播范围b1和来自发光部e2的出射光的传播范围b2彼此接近或重复。因此,与第一实施方式相同地,存在如下优点:可以抑制发光部e1和发光部e2的传播范围b的不同导致的误差切能够高精度地指定血氧饱和度s。

在第二实施方式中尤其是,由于发光部e1、发光部e2、受光部r1和受光部r2位于直线x上,因此能够使传播范围b1和传播范围b2充分地接近或重复。因此,能够高精度地指定血氧饱和度s这一上述的效果特别显著。并且,在第二实施方式中,发光部e2以及受光部r2位于发光部e1和受光部r1之间,因此能够充分地抑制传播范围b1和传播范围b2的不同导致的血氧饱和度s的误差。

<第三实施方式>

图7是例示出第三实施方式的发光部e1、发光部e2和受光部r0的位置关系的俯视图。如图7的例示,第三实施方式的受光部r0与第一实施方式同样地包括受光部r1和受光部r2。受光部r1接收从发光部e1出射且通过测定部位m的近红外光(波长λ1),生成对应受光电平的检测信号p1。受光部r2接收从发光部e2出射且通过测定部位m的红色光(波长λ2),生成与受光电平对应的检测信号p2。分析部32从检测信号p1以及检测信号p2指定血氧饱和度s的构成以及方法与第二实施方式相同。

如图7的例示,通过发光部e1和受光部r1的直线x1、以及通过发光部e2和受光部r2的直线x2在俯视时彼此交叉。直线x1通过发光部e1的中心和受光部r1的中心,直线x2通过发光部e2的中心和受光部r2的中心。如图7的例示,直线x1和直线x2彼此正交。

直线x1在发光部e2和受光部r2的中点与直线x2交叉。同样地,直线x2在发光部e1和受光部r1的中点与直线x1交叉。对于发光部e1和受光部r1的距离δ1大于发光部e2和受光部r2的距离δ2的条件,第一实施方式以及第二实施方式是相同的。如从以上说明的理解,在第二实施方式中,发光部e1、发光部e2、受光部r1和受光部r2位于在检测面28画出的菱形的各顶点。根据以上的构成,来自发光部e1的出射光的传播范围b1和来自发光部e2的出射光的传播范围b2在直线x1和直线x2的交点的下方互相接近或重复。

如以上的说明,在第三实施方式中,由于发光部e1和受光部r1的距离δ1大于发光部e2和受光部r2的距离δ2,能够使来自发光部e1的出射光的传播范围b1和来自发光部e2的出射光的传播范围b2相互接近或重复。因此,与第二实施方式同样地,存在如下优点:可以抑制发光部e1和发光部e2的传播范围b的不同导致的误差且能够高精度地指定血氧饱和度s。另外,在第三实施方式中,存在如下优点:通过发光部e1以及受光部r1的直线x1、通过发光部e2以及受光部r2的直线x2互相交叉,因此能够避免相互间的过度接近或干涉的同时在检测面28配置发光部e1以及受光部r1和发光部e2以及受光部r2。

此外,在图7中,例示了直线x1和直线x2正交的构成,但直线x1和直线x2交叉的角度不限定于直角。例如,如图8的例示,能够以直线x1和直线x2通过非直角交叉的方式配置发光部e1、受光部r1、发光部e2和受光部r2。此外,在使直线x1和直线x2交叉的第三实施方式的构成中,优选发光部e1和受光部r1的距离δ1大于发光部e2和受光部r2的距离δ2的构成。但是,如图8的例示,也能够采用距离δ1和距离δ2作为同等的距离且使直线x1和直线x2交叉的构成。

<第四实施方式>

在以上的各方式中,例示出具备框体部12和带14的便携式的测定装置100。第四实施方式的测定装置100是不包括框体部12、带14的测定模块。具体而言,如图9的例示,第四实施方式的测定装置100是在基板40(例如配线基板)上安装控制装置20、存储装置22、检测装置26构成的电子部件。此外,如图10的例示,优选在基板40上安装控制装置20和存储装置22,与控制装置20以及存储装置22相比较,在接近测定部位m的位置配置检测装置26的构成。通过例如在设置显示装置24的箱体安装第四实施方式的测定装置100(测定模块),从而构成便携设备。控制装置20、存储装置22和检测装置26各自的构成或功能与上述的各方式相同。此外,能够通过省略框体部12或带14等的测定模块的方式实现检测装置26的单体(不包含控制装置20或存储装置22的部分)。

<变形例>

以上例示的各实施方式能得到多种变形。在下文中将例示具体的变形方式。可适当合并从以下的例示中任意选择的两种以上的方式。

(1)在上述各方式中,例示了发光部e1出射近红外光且发光部e2出射红色光的构成,但发光部e1以及发光部e2的出射光的波长λ不限定于以上的例示。例如,也能够采用发光部e1出射绿色光(λ1=520nm)并且发光部e2出射近红外光(λ2=900nm)或红色光(λ2=700nm)的构成。参照图4的说明,绿色光的深达度低于近红外光以及红色光的深达度。即,以上例示的各构成总体表现为:作为发光部e1出射波长λ1的光且发光部e2出射对测定部位m的深达度大于波长λ1的波长λ2的光,发光部e1和受光部r0的距离δ1大于发光部e2和受光部r0的距离δ2的构成。

(2)能够通过运算算出血氧饱和度s。在下文探讨利用检测信号p的血氧饱和度s的推算。首先,关于光减弱的朗伯·比尔的式子通过以下的式(3)表现。

【式3】

式(3)的记号ed表示脱氧血红蛋白的摩尔吸光度,记号eo表示氧合血红蛋白的摩尔吸光度。记号ca表示血红蛋白浓度,δla表示光路长。记号δiout相当于上述的变动成分q1(ac)或变动成分q2(ac),记号iout相当于上述的稳定成分q1(dc)或稳定成分q2(dc)。将波长λ1的光相关的变量(q1(ac),q1(dc))适用于式(1)的结果和将波长λ2的光相关的变量(q2(ac),q2(dc))适用于式(1)的结果之间的比通过以下的式(4)表现。在式(4)中,对波长λ1相关的要素添加符号[λ1],对波长λ2相关的要素添加符号[λ2]。

【式4】

假设从发光部e1的出射光的传播范围b1和从发光部e2的出射光的传播范围b2共通,消去式(4)的右边的分子以及分母的血红蛋白浓度ca和光路长δla,导出记述变动比φ和血氧饱和度s的关系的以下的式(5)。由于脱氧血红蛋白的摩尔吸光度(ed[λ1],ed[λ2])以及氧合血红蛋白的摩尔吸光度(eo[λ1],eo[λ2])为已知,所以通过分析部32将由检测信号p推算的变动比φ适用于式(5),从而能够推算血氧饱和度s。

【式5】

在从式(4)到式(5)的导出中,假设从发光部e1的出射光的传播范围b1和从发光部e2的出射光的传播范围b2共通。在透过型的光学传感器中,如上所述,在从发光部e1的出射光和从发光部e2的出射光在测定部位m的内部互相接近的路径传播,所以上述假定恰当地成立。但是,在反射型的光学传感器中,传播范围b1和传播范围b2实际上不同的情况下,由于上述假设无法有效成立,所以在式(5)中,难以高精度地计算血氧饱和度s。

在上述各方式中,从发光部e1的出射光的传播范围b1和从发光部e2的出射光的传播范围b2相互接近或重复,所以从式(4)到式(5)的导出的假设是有效的。因此,存在如下优点:与反射型的光学传感器无关,通过式(5)的运算,能够高精度地计算血氧饱和度s。

(3)在上述各方式中,例示了具备发光部e1以及发光部e2这两个发光部e的检测装置26,能够在检测装置26设置三个以上的发光部e。从接近或者重复来自各发光部e的出射光的传播范围b的观点出发,与发光部e的个数无关,优选构成为越是出射光的深达度低的发光部e越配置在离受光部r0远的位置。设置三个以上的发光部的构成将指定的两个发光部中的一个作为第一发光部,将另一个作为第二发光部时,如果满足本发明的条件,则无论其他发光部如何也包含在本发明的范围内。

(4)在上述各方式中,例示能够安装在被验者的手腕的测定装置100,测定装置100的具体方式(安装位置)是任意的。例如,能够采用能够贴付于被验者的身体的贴附型(patch)、能够安装在被试者的耳朵上的耳带型(earing)、能够安装在被试者的手指的手指安装型(例如指带型)、能够安装在被试者的头部的头戴型等任意形态的测定装置100。但是,设想例如在安装手指安装型等的测定装置100的状态下,可能对日常生活有障碍,从对日常生活没有障碍而时常测定血氧饱和度s的观点出发,尤其优选能在被试者的手腕安装的上述的各方式的测定装置100。此外,也能够实现手表等的安装(例如外设)在各种电子设备的方式的测定装置100。

(5)在上述各方式中,测定了血氧饱和度s,但生物体信息的种类不限定于以上的例示。例如,也能够采用作为生物体信息测定脉搏、血流速度、血压的构成、以及作为生物体信息测定血液中葡萄糖浓度、血红蛋白浓度、血液中氧浓度、中性脂肪浓度等各种血液成分浓度的构成。此外,在作为生物体信息测定血流速度的构成中,作为发光部e优选利用激光照射器,该激光照射器在经共振器的共振出射的狭带域出射不相干的激光。

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