专利名称：生物信号测量装置以及生物信号测量方法
技术领域：
本发明涉及一种脉搏血氧仪和一种测量毛细血管再充盈时间的方法，并且更具体地，涉及这样一种脉搏血氧仪，其除了包含现有技术的脉搏血氧仪中所设置的并且基于在至少两个不同波长的光柱透过活体组织或从活体组织反射的情况下从受光强度的周期性变动成分所获取的脉搏波来计算动脉的血氧饱和度或者脉搏率的计算功能之外，该脉搏血氧仪还包括一计算器，该计算器检测由于活体组织被压迫的状态的释放而引起的受光强度的变动并且计算毛细血管再充盈时间，并且本发明还涉及一种测量毛细血管再充盈时间的方法。在现有技术中，毛细血管再充盈时间(CRT)是通过以下方式获得的压迫受测者的指间，然后释放压迫，视觉上确认释放后的皮肤颜色，并且测量恢复原始颜色为止所经过的时间。然而，这样的视觉测量具有不良的定量性，并且易于发生归因于使用者的误差。因此，已经提出了将指间插入到具有夹子状的探头中，通过探头中内置的执行器来压迫指间， 并且当随后释放压迫时，检测毛细血管再充盈时间的一种装置(参见，美国专利申请公开 No.2007/0282182)。毛细血管再充盈时间的测量经常是在例如由救护者运送无意识的患者的紧急情况下进行的，因此，除了测量精度之外，测量的简便以及与其它测量并行的操作也是必要的。在美国专利申请公开No. 2007/0282182所公开的现有技术的装置中，由于诸如执行器这样的特别装置是必要的，因此测量的准备和测量本身需要持续很久的时间，可能的测量基本仅仅局限于毛细血管再充盈时间的测量。因此，该装置并没有普及使用于急救医护人员习惯于进行快速视觉测量的急救现场。
发明内容
根据本发明，提供一种生物信号测量装置，包括发光件，该发光件向受测者的活体组织至少发射具有不同波长的两个光柱；受光件，该受光件接收从所述发光件发射并且透过所述活体组织或从该活体组织反射的所述光柱，并且该受光件将所述光柱的至少其中一个变换为至少一个与所述光柱的所述至少其中一个的受光强度相对应的电信号；检测器，该检测器从所述电信号检测所述受光强度的时间变化；选择器，该选择器选择脉搏血氧仪模式和毛细血管再充盈时间测量模式，在所述脉搏血氧仪模式中，计算氧饱和度和脉搏率的至少其中一者，在所述毛细血管再充盈时间测量模式中，计算毛细血管再充盈时间；以及计算器，该计算器基于所述受光强度的时间变化，以由所述选择器所选择的模式来进行计算。所述选择器可以选择所述脉搏血氧仪模式和所述毛细血管再充盈时间测量模式的仅仅其中一种模式。随着所述受光强度的大小或者所述受光强度的时间减少的时间微分变为小于预定阈值，所述计算器可以检测到活体组织从该活体组织被压迫的压迫状态被释放。在选择了毛细血管再充盈时间测量模式的情况下，所述计算器可以计算在活体组织从压迫状态释放后，受光强度减小到相对于在压迫该活体组织前后受光强度的大小之间的差异预定比率所需要的时间，作为毛细血管再充盈时间。所述计算器可以将所述压迫状态中和活体组织被压迫之前的状态中的每一个状态中的预定时间内的受光强度的变动平均化，并且计算压迫状态中的平均变动与活体被压迫之前的状态中的平均变动之间的差异，作为所述差异。所述计算器可以对受光强度在预定时间内的变动施加以脉搏波的频率成分为中心的陷波滤波。随着受光强度的大小或受光强度的时间增大的时间微分超过了预定值，所述计算器可以变更所述电信号的检测灵敏度，使得可以在压迫状态下检测到电信号。所述生物信号测量装置可以进一步包括操作接收器，其接收开始毛细血管再充盈时间的测量的操作。随着所述操作接收器接收到开始测量毛细血管再充盈时间的操作，所述计算器可以变更所述电信号的检测灵敏度，使得可以在压迫状态下检测到电信号。在从变更检测灵敏度的时间到计算出毛细血管再充盈时间的时间的时间段期间， 所述计算器可以维持检测灵敏度恒定。所述生物信号测量装置可以进一步包括显示器，该显示器显示毛细血管再充盈时间和受光强度的时间变化。在计算出了多个毛细血管再充盈时间的状态下，在所述多个毛细血管再充盈时间中的新计算出的那一个满足预定拒绝条件的情况下，所述计算器可以将所述多个毛细血管再充盈时间中的其它那些的平均值作为最新的毛细血管再充盈时间显示在显示器上。所述显示器可以显示表示受光强度的时间变化的时间波形，以及用于选择与一部分时间波形对应的时间宽度的信息，并且所述计算器可以基于显示在显示器上的信息来计算所述时间宽度。在变更了检测灵敏度的情况下，所述计算器可以将变更检测灵敏度之前的受光强度的时间变化校正为变更检测灵敏度之后的受光强度的时间变化。所述生物信号测量装置可以进一步包括指示单元，该指示单元通过视觉或听觉的方式向使用者提供压迫所述活体组织的时刻和释放该活体组织被压迫的压迫状态的时刻的至少其中一个时刻。所述生物信号测量装置可以进一步包括压力传感器，该压力传感器检测压迫所述活体组织的时刻和释放该活体组织被压迫的压迫状态的时刻的至少其中一个时刻。所述计算器基于所述受光强度的时间变化和由压力传感器检测到的时刻来进行计算。根据本发明，还提供一种测量生物信号的方法，该方法包括向受测者的活体组织发射具有不同波长的至少两个光柱；接收透过所述活体组织或者从该活体组织反射的光； 将所述光柱的至少其中一个变换为与所述光柱的所述至少其中一个的受光强度相对应的至少一个电信号；从所述电信号检测所述受光强度的时间变化；选择脉搏血氧仪模式和毛细血管再充盈时间测量模式，在所述脉搏血氧仪模式中，计算氧饱和度和脉搏率的至少其中一者，在所述毛细血管再充盈时间测量模式中，计算毛细血管再充盈时间；以及基于所述受光强度的时间变化，以所选择的模式来执行计算。
图1是本发明实施例的生物信号测量装置的外观图。图2是生物信号测量装置的概略图。图3是示出了在通过生物信号测量装置获得的测量波形之中与顶对应的时间波形的实例的示意图。图4是示出了通过时间微分图3的波形所获得的值的时间变化的示意图。图5是示出了通过使用生物信号测量装置测量动脉氧饱和度、脉搏率和毛细血管再充盈时间的过程的实例的示意图。图6是示出了在可以根据显示器上显示了毛细血管再充盈时间之后是否按下终止按钮来切换生物信号测量装置的模式的情况下的测量过程的流程的实例的示意图。图7是示出了生物信号测量装置能够指示使用者受测者的活体组织被压迫的时刻或者压迫被释放的时刻的情况下的测量过程的流程的实例的示意图。图8是示出了通过使用生物信号测量装置计算毛细血管再充盈时间的流程的实例的示意图。图9是示出了上面显示有测量波形以及用于选择时间宽度tx的游标的显示器的屏幕的实例的示意图。
具体实施例方式下文中，将通过本发明的实施例来描述本发明。下述实施例并不局限于所附权利要求中限定的发明。此外，在本发明的解决手段方面，并不是完全需要实施例中描述的特征的所有组合。图1是本发明实施例的信号测量装置10的外观图，并且图2是该生物信号测量装置10的概略图。如图1所示，生物信号测量装置10能够测量受测者的诸如动脉氧饱和度和毛细血管再充盈时间这样的生物信号，并且包括装置本体单元20、探头30以及电缆40。 更具体地，如图2所示，生物信号测量装置10由LED驱动器21a、21b、LED选择单元22、CPU 23、显示器M、存储器25、操作接收器26、电流/电压变换器沈、脉搏波解调电路与^、A/D 变换器四、发光元件31、32以及光电二极管33构造而成。 在本实施例中，在各部件之中，发光元件31、32和光电二极管并入在探头30中，而其它的部件并入在装置本体单元20中。电缆40起到在探头30中的部件与装置本体20中的部件之间发送信号的作用。发光元件31、32是本发明的发光元件的实例，并且光电二极管33是本发明的受光件的实例。发光元件31 (LED R)是发光二极管，使其通过从LED驱动器21a供给的电流发光， 并且发光元件32(LED IR)是发光二极管，使其通过从LED驱动器21b供给的电流以不同于发光元件31的波长的波长发光。在本实施例中，发光元件31发出对于动脉氧饱和度的变化更加敏感的红光(例如，660(nm)的波长)，并且发光元件32发出受动脉氧饱和度的影响更小的红外光(例如，940 (nm)的波长)。LED选择单元22控制LED驱动器21a、21b，使得发光元件31、32以预定的间隔交替地发光。光电二极管33接收从发光元件31、32朝着诸如受测者插入到探头30中的手指这样的活体组织500发射以透过该活体组织500的光，并且将该光变换成电流。代替这种构造，还可以采用将光电二极管33设置在能够接收到从发光元件31、32发射以及从活体组织500反射的光的位置处，以便接收从所述活体组织500发射的光。电流/电压变换器27将从光电二极管33输出的电流变换成电压信号(下文中，称作为“电信号”)。脉搏波解调电路观从LED选择单元22接收表示发光元件31、32的点亮时刻的点亮时刻信号，并且基于该点亮时刻信号，将来自电流/电压变换器27的电信号划分为分别与由光电二极管33接收到的红光(R)和红外光(IR)的受光强度对应的电信号。 A/D变换器四对在脉搏波解调电路观中分别对应于红光和红外光的受光强度并且被划分的电信号施加模拟-数字变换，并且将得到的信号供给到CPU 23。CPU 23控制生物信号测量装置10的各部分，并且执行各种计算处理。此外CPU 23 用作为本发明中的检测器、选择器和计算器。即，CPU 23从A/D变换器四供给的电信号检测R光和顶光的受光强度的时间变化。在生物信号的测量期间，CPU 23根据使用者的手动操作或者自动操作(例如，默认设定)选择脉搏血氧仪模式和毛细血管再充盈时间测量模式之中的一种模式。在脉搏血氧仪模式中，CPU 23测量活体组织500中的动脉的血氧饱和度(动脉氧饱和度)以及脉搏率，并且，在毛细血管再充盈时间测量模式中，CPU 23从电信号检测由于从活体组织500受外部压迫的状态释放引起的每种光的受光强度的变动，以计算毛细血管再充盈时间。各计算将在下文中更加详细地描述。显示器M是诸如IXD这样的显示装置。如图1所示，显示器的显示屏通过下述部分构造脉搏氧饱和度显示窗Mb，其中连同“Sp02”的显示一起，将受测者的活体组织500 的脉搏氧饱和度显示为数值；脉搏率显示窗Mc，其中连同心形符号一起，显示受测者的脉搏率；毛细血管再充盈时间显示窗24c，其中连同“CRT”的显示一起，显示受测者的毛细血管再充盈时间；以及状态显示窗Md，其中显示例如生物信号测量装置10的设定信息这样的各种消息。存储器25可以是诸如闪存或硬盘驱动这样的现有技术的存储装置，并且存储用于控制生物信号测量装置10的控制程序以及由CPU 23计算出的各种测量结果。操作接收器沈具有测量按钮^a、终止按钮^b、菜单按钮26d和点亮/确定按钮^e。在本实施例的生物信号测量装置10中，通过默认来设定用于测量动脉氧饱和度 (SpO2)的脉搏血氧仪模式，并且，当接通电源(未示出)时，开始以脉搏血氧仪模式的测量。 当使用者按下测量按钮26a时，如下所述，生物信号测量装置10从脉搏血氧仪模式切换到毛细血管再充盈时间测量模式，并且测量受测者的毛细血管再充盈时间。而且，在毛细血管再充盈时间测量模式中，生物信号测量装置10可以测量除了受测者的活体组织500被压迫时之外的脉搏波，因此可以测量SpO2和脉搏率，并且显示它们。用于将脉搏血氧仪模式切换到毛细血管再充盈时间测量模式的装置并不局限于由使用者按下测量按钮沈⑴而是还可以通过其它的切换装置来进行切换。在本实施例的生物信号测量装置10中，当按下菜单按钮^d时，可以查阅用于变更生物信号测量装置10的各种设定的菜单，并且，当按下点亮/确定按钮26e时，可以选择菜单中的特定项目以便变更所述设定。当并没有利用菜单按钮26d呼叫菜单时，通过按下点亮/确定按钮26e接通显示器M的显示屏的背光灯。以上，已经概略地描述了生物信号测量装置10的各部分的功能。接下来，将更加详细地描述直到算出了脉搏氧饱和度和毛细血管再充盈时间为止在CPU 23中所进行的操作。基于分别与从脉搏波解调电路观经过A/D变换器四所提供的R和顶的受光强度相对应的电信号，CPU 23检测R光和顶光的受光强度的周期性变动成分，并且计算受测者的活体组织500中的动脉的血氧饱和度(动脉氧饱和度)。可以通过任何现有技术的方法在CPU 23中进行动脉氧饱和度的计算。例如，CPU 23将分别与R光和顶光的受光强度对应的各个电信号分离成AC成分和DC成分，并且基于根据所述！？和顶获取的衰减比(AC/DC)来计算动脉氧饱和度。CPU从反映动脉的AC成分
进一步计算脉搏率。此外，CPU 23基于从脉搏波解调电路28经过A/D变换器四提供的电信号来计算毛细血管再充盈时间。更具体地，当受测者插入到探头30中的手指的皮肤受外部压迫而发生压迫状态时，流经手指中的毛细血管的血液流量显著减少。当压迫停止(压迫状态释放) 时，再次流经毛细血管的血液流量随着时间前进而增大，并且返回到压迫之前所得到的状态。如上所述，由于在受测者的活体组织500从压迫状态释放时，毛细血管中的血液流量的变化，透过活体组织500的R光和顶光的受光强度(透过光量)变化。透过光量的变化显现为经过A/D变换器四从脉搏波解调电路观提供到CPU 23的电信号的值(电压) 的变化。CPU 23检测所述变化，并且计算毛细血管再充盈时间。下文中，在以生物信号测量装置10测量期间出现的测量波形为例的同时，将具体描述利用所述生物信号测量装置10测量动脉氧饱和度、脉搏率和毛细血管再充盈时间的过程。图3示出了在由生物信号测量装置10获得的测量波形之中对应于顶的时间波形的一个实例，而图4示出了通过时间微分图3的波形而获得的值的时间变化。尽管图3绘出了脉搏波，但是可以是在通过进行移动平均或陷波滤波除去脉搏成分之后计算毛细血管再充盈时间。在这种情况下，可以获得不受脉搏影响的稳定的测量结果。图5至图7示出了利用生物信号测量装置10测量脉搏氧饱和度、脉搏率和毛细血管再充盈时间的过程的实例。在将要描述的过程中，使用者可以与受测者相同。首先，将描述图5的流程中所示出的测量过程。当要利用生物信号测量装置10来测量脉搏氧饱和度、脉搏率和毛细血管再充盈时间时，使用者首先将探头30装缚于受测者的手指(活体组织500)，然后接通装置本体单元20的电源(未示出)(步骤S100)。然后， 生物信号测量装置10开始以通过默认设定的脉搏血氧仪模式(SpO2)来测量透过光量(步骤S110)，并且测量受测者的脉搏率和动脉氧饱和度。受测者的动脉氧饱和度显示在动脉氧饱和度显示窗24a中，并且脉搏率显示在脉搏率显示窗24b中。当测量了受测者的脉搏氧饱和度时，使用者按下测量按钮^a以选择毛细血管再充盈时间测量模式(CRT模式)(步骤S120)。这使得生物信号测量装置10以毛细血管再充盈时间模式开始透过光量的测量(步骤S130)。当开始以毛细血管再充盈时间模式测量时，生物信号测量装置10首先选择受测者的手指(活体组织500)装缚于探头30的部分是否被使用者压迫(步骤S140)。更具体地，当在图3的横坐标所示的时间轴中的5到6秒的时刻时压迫受测者的活体组织500的时候，流经毛细血管的血液流量如上所述下降，并且活体组织500的透过光量(与该量对应的电信号的值)迅速增加。如果检测到透过光量的变动的时间微分值在图4所示的时间“T。”时超过了预定的阈值“Th/’，则生物信号测量装 S 10 (CPU 23)判定活体组织500在时间“Τ。”时被压迫。阈值“Th/’的大小可以被设定为与压迫状态的检测灵敏度等一致的希望值。代替所述时间微分，生物信号测量装置10 (CPU 23)也可以将透过光量(受光强度的大小)超过预设阈值的状态设定为活体组织500的压迫的检测条件。如果检测到活体组织500的压迫(步骤S140 是)，则生物信号测量装置10判定透过光量在压迫状态下是否是稳定的(步骤S150)。将通过以图3所示的波形为例来具体说明所述判定。在已经从检测到活体组织500的压迫时的时间“t。”经过了时间宽度“tA” 的时间“Ts”时，生物信号测量装置10 (CPU 23)判定顶的透过光量在压迫状态下是否是稳定的。然后，生物信号测量装置10将指示能够测量毛细血管再充盈时间的消息显示在显示器M的显示屏的状态显示窗Md中(例如，如图1所示显示消息“待命”等等)。如上所述，生物信号测量装置10 (CPU 23)判定活体组织500是否处于稳定的压迫状态的条件并不受特别限制。例如，在恒定时间段期间的变动幅度可以被设定为条件。如果在步骤S150中判定了透过光量在压迫状态下是稳定的(步骤S150 是)，则生物信号测量装置10判定活体组织500是否从压迫状态释放(步骤S160)。更具体地，当活体组织500从压迫状态释放时，流经毛细血管的血液流量增大，并且，伴随着这种情况， 透过活体组织500的光量减少。在图3所示的波形中，例如，受测者的活体组织500在11 到12秒的时刻时从压迫状态释放，并且此时，活体组织500的透过光量随着流经毛细血管的血液流量的增大而迅速减少。如果检测到透过光量的这种减少，则生物信号测量装置10 判定生物活体组织500从压迫状态释放。如果在步骤S160中判定活体组织500从压迫状态释放(步骤S160 是)，则生物信号测量装置10计算毛细血管再充盈时间(步骤S170)。更具体地，例如，生物信号测量装置10计算在检测到活体组织500从压迫状态释放之后，透过光量要减少到针对在活体组织 500压迫前后的受光强度之间的差异的预定比率所需要的时间，作为毛细血管再充盈时间。 将在后面更加详细地描述利用生物信号测量装置10计算毛细血管再充盈时间的流程。在步骤S170中计算出的毛细血管再充盈时间显示在显示器M的毛细血管再充盈时间显示窗2 中(步骤S180)。当然后断开装置本体单元20的电源时(步骤S190:是)， 测量终止。在接通电源的情况下，在毛细血管再充盈时间的值显示在显示器M上之后，模式被自动切换到脉搏血氧仪模式，并且以脉搏血氧仪模式开始透过光量的测量(步骤 S110)。如果在步骤S140中没有检测到活体组织500的压迫(步骤S140 否)，则生物信号测量装置10被设定为待命状态，直到以毛细血管再充盈时间测量模式检测到活体组织500 的压迫为止。直到在步骤S150中判定透过光量在压迫状态下是稳定的(步骤S150 否)，生物信号测量装置10才继续重复用于将判定稳定性的条件与所述透过光量相比较的计算。 直到在步骤S160中判定活体组织500从压迫状态释放(步骤S160 否)，生物信号测量装置10才继续重复用于将检测从压迫状态释放的条件与所述透过光量相比较的计算。在测量过程中，使用者将模式从脉搏血氧仪模式手动地切换到毛细血管再充盈时间测量模式。替换地，模式也可以是自动地切换。例如，当在测量过程的步骤S140中，检测到透过光量的变动的时间微分超过了图4所示的阈值“Th/’的时间时，生物信号测量装置 10 (CPU 23)可以从脉搏血氧仪模式自动地切换到毛细血管再充盈时间测量模式。在流程中，在毛细血管再充盈时间的值在步骤S180中显示在显示器M上之后，模式自动地切换到脉搏血氧仪模式。例如，根据在显示器M上进行显示之后是否按下终止按钮，可以选择是否将模式切换到脉搏血氧仪模式。图6示出了在能够根据在显示器M 上显示毛细血管再充盈时间之后是否按下终止按钮26b来切换生物信号测量装置10的模式的情况下，测量过程的流程的实例。在图6所示的流程中，与图5所示的流程共有的步骤用相同的参考标号表示，并且将省略其说明。在本实施例中，在显示器M上进行了显示之后按下终止按钮^b的情况下(步骤 S200 是)，如果模式再次被切换到脉搏血氧仪模式并且电源没有断开(步骤S190 否)，则以脉搏血氧仪模式开始透过光量的测量(步骤S110)。相比之下，如果在显示器M上进行显示之后没有按下终止按钮^b (步骤S200 否)，则再次以毛细血管再充盈时间测量模式开始透过光量的测量(步骤S130)。在生物信号测量装置10中，可以同时地进行脉搏血氧仪模式和毛细血管再充盈时间测量模式。然而，在活体组织500受压迫的情况下，在脉搏血氧仪模式中，脉搏氧饱和度与脉搏率的测量值经常呈现出异常的值。因此，优选排他地进行脉搏血氧仪模式与毛细血管再充盈时间测量模式的其中一种模式。图7示出了在生物信号测量装置10能够指示使用者压迫受测者的活体组织500 的时刻或者释放压迫的时刻的情况下的测量过程的流程的实例。在图7的所示的流程中， 与图5或图6所示的流程共有的步骤用相同的参考标号表示，并且将省略其说明。在本实施例中，生物信号测量装置10包括用于向使用者视觉地或者听觉地传送信息的装置，诸如报警装置或警报灯。例如，生物信号测量装置10以毛细血管再充盈时间测量模式开始透过光量的测量(步骤S130)，并且之后指示使用者压迫受测者的活体组织的时刻(步骤 S300)。如果判定透过光量在压迫状态下是稳定的(步骤S150 是)，则生物信号测量装置从这开始计算经过的时间，并且在经过了预定时间之后，指示使用者释放压迫的时刻(步骤S310)。通常地，在毛细血管再充盈时间的测量中，压迫时间按被设定为5秒，但是优选的是使用者可以设定预定的时间。由于生物信号测量装置10具有上述功能，所以可以减少时间测量对受测者的负担，并且可以进行更精准的测量。这里，将参考图8描述在步骤S170中计算毛细血管再充盈时间的流程。在通过生物信号测量装置10测量毛细血管再充盈时间时，首先，CPU 23从存储器25读取从预定时刻在预设时间范围内测得的透过光量的数据(步骤S171)。这里，所述预定时刻可以是在步骤S120中按压测量按钮26a的时刻，或者是在CPU 23如后所述检测到活体组织500的压迫开始的时间(Ttl)之前达恒定时间的时刻。时间范围包括在活体组织500的压迫之前的相当长时间，以及当从压迫开始延伸到压迫状态稳定的时刻的时间。然后，CPU 23从存储器25(步骤S17!3)所读取的测量数据中指定压迫活体组织 500之前的透过光量(步骤S17!3)。在本实施例中，CPU 23计算T。之前的测量数据的平均值，作为压迫活体组织500之前的透过光量。接下来，CPU 23指定活体组织500的压迫状态下的透过光量(步骤S17Q。在本实施例中，在从存储器25读取的测量数据中，CPU 23计算时间“Ts”之后的测量数据的平均值，作为活体组织500的压迫状态中的透过光量。可以将在压迫活体组织之前的状态下以及压迫状态下，受到以受光强度的时间变化(脉搏波)的频率成分为中心的陷波滤波的测量数据设定为压迫状态下的透过光量。
接下来，CPU 23计算压迫活体组织500状态下的透过光量与在压迫活体组织500 之前的透过光量之间的差异，作为由于压迫活体组织500引起的透过光量的增量，并且还计算活体组织500从压迫状态释放的时刻到透过光量衰减到针对所述增量的预定比率的时刻所经过的时间，作为毛细血管再充盈时间(步骤S177)。例如，所述预定比率优选是 90%。然而，在毛细血管再充盈时间非常长的情况下，可以将所述预定比率设定为诸如70% 这样的更小的值。如图3的横坐标所示的时间轴中的12至14秒中所示，随着由于压迫状态的释放而引起的毛细血管的血液流量的增大，透过光量迅速减少。当透过光量的变动的时间微分在图4所示的时间“1\”时变得小于预定阈值“Th2”时，CPU 23检测到活体组织500在时间 “!\”时从压迫状态释放。可以根据从压迫状态的释放的检测方面的检测灵敏度等等来将阈值“Th2”的大小设定为希望的值。代替时间微分，CPU 23也可以将透过光量(受光强度的大小)变为少于预设阈值的状态设定为活体组织500从压迫状态500释放的检测条件。如果检测到活体组织500从压迫状态释放，则CPU 23继续检测顶的透过光量的时间变化，并且指定顶的透过光量衰减到在步骤S175所计算出的透过光量(活体组织500 被压迫的状态下的透过光量)的90%时的时间“T2”。然后，CPU 23计算从时间“1\”到“T2” 的经过时间“ΤΒ”。然后，终止由CPU 23计算毛细血管再充盈时间的流程。在本实施例的生物信号测量装置10中，在所检测到的透过光量由于活体组织500 的压迫而增大到超过了压迫活体组织500之前(动脉氧饱和度的测量期间)的透过光量的检测灵敏度的上限的情况下，该透过光量的检测灵敏度可以变更为能够检测到活体组织 500的压迫状态下的透过光量的范围。例如，在透过光量的变动的时间微分超过预定阈值 “Th/，的时刻(图4所示的时间“T。”)，CPU 23可以如上所述变更透过光量的检测灵敏度。 在这种情况下，CPU 23可以根据检测灵敏度的变更来校正透过光量的检测数据。在本实施例的生物信号测量装置10中，如上所述，CPU 23可以根据在步骤Sl 10中按压装置本体单元20的测量按钮26a来变更透过光量的检测灵敏度。在本实施例中，在从检测灵敏度的变动到毛细血管再充盈时间的计算终止的时间段期间，CPU 23保持透过光量的检测灵敏度恒定。在本实施例的生物信号测量装置10中，在计算出了毛细血管再充盈时间的情况下，CPU 23判定该毛细血管再充盈时间(最新计算出的值)是否满足预定的拒绝条件。更具体地，例如，CPU 23从存储器25读出已经计算出的多个毛细血管再充盈时间(已经计算出的值)，并且将它们与最新计算出的值相比较。例如，当最新计算出的值与已经计算出的值的平均值相差达预定幅度以上时，CPU 23将已经计算出的值的平均值显示在显示器M上。 在这种情况下，CPU 23可以将表示所述最新计算出的值是怀疑测量误差的值的显示(测量误差显示)，连同所述平均值一起显示在显示器M上。在仅仅有一个已经计算出的毛细血管再充盈时间的值的情况下，使用者可以判定最新计算出的值是否是怀疑测量误差的值。在这种情况下，针对使用者的拒绝操作，该最新计算出的值可以与所述测量误差显示一起显示在显示器M上。在存在两个以上已经计算出的值的情况下，例如，计算出的值和平均值可以显示在显示器M上，并且，在所述计算出的值之中，被拒绝的值可以连同测量误差显示一起被显示。替换地，在这种情况下，除了被拒绝的值之外的计算出的值的平均值可以显示在显示器M上。
可以将使用者用于选择与测量波形的时间轴中的特定部分对应的时间宽度的时间宽度选择信息连同测量波形一起显示在显示器M上。更具体地，如图9所示，能够针对使用者的操作而在时间轴的方向上运动的游标A和B可以显示在显示器M中所显示测量波形中。在本实施例中，当使用者操作操作接收器26以将游标A和B移动到测量波形的一部分的两端时，使用者想要获知的时间宽度显示在显示器M上，CPU 23计算其两端由所述游标A和B表示的所述部分之间的时间宽度tx。CPU 23将计算出的时间宽度tx实时地输出到显示器24，并且将其实时地显示在显示器M上。代替该结构，也可以采用仅仅当使用者通过操作接收器沈进行用于显示计算出的时间宽度tx的预定操作时才将该计算出的时间宽度tx显示在显示器M上的构造。 由于生物信号测量装置10具有能够针对使用者的操作计算测量波形的特定部分中的时间宽度的功能，所以使用者可以选择认为是适当的毛细血管再充盈时间的时间宽度并且可以计算出例如在确切定义的噪音混入在测量波形中而不能获得适当的毛细血管再充盈时间的情况下的时间宽度。在本实施例中，如图9所示，将通过移动游标来选择时间宽度的方法描述为时间宽度选择信息的一个实例。然而，选择时间宽度的方法并不局限于游标。也可以通过移动显示在显示器M上的点(未示出)来选择时间宽度。在本实施例的生物信号测量装置10中，在透过光量的检测灵敏度如上所述变更的情况下，CPU 23将根据检测灵敏度的变更而校正了的透过光量的时间波形显示在显示器 24上。尽管没有示出，但是除了透过光量的时间波形之外，显示器M还可以显示检测到活体组织500的压迫时的时间(T。)、判定压迫状态稳定时的时间(Ts)、判定活体组织500从压迫状态释放时的时间(T1)、判定活体组织500被填充时的时间(T2)等等。由于显示器M具有显示这些时间的功能，所以使用者可以在通过显示器确认施加了稳定压迫的同时进行测量，并且，在终止测量之后，确认测量结果的正确/错误。尽管没有示出，但是所述生物信号测量装置10可以包括用于通过诸如输出声响或声音消息的视觉或听觉的方式来指示使用者压迫组织和释放压迫的时刻的装置，作为所述生物信号测量装置10 (CPU 23)的一种功能。探头30可以设置有具有薄膜状形状的压力传感器(未示出)。在选择了毛细血管再充盈时间测量模式的情况下，当压迫活体组织500时，所述压力传感器检测所述活体组织500处于压迫状态的时刻以及该活体组织从压迫状态释放的时刻。压力传感器可以将检测到的时刻发送到CPU 23。CPU 23利用从压力传感器接收到的时刻来进行计算，从而提升了毛细血管再充盈时间的计算精度。在选择了脉搏血氧仪模式的情况下，所述压力传感器通过检测上述时刻来检测压力，可以判定波形中混入了噪音并且可以进行除去噪音的处理。压力传感器并不局限于薄膜状形状的压力传感器，并且不必要具有探头。压力传感器可以用能够检测活体组织500处于压迫状态的时刻以及活体组织500从压迫状态释放的时刻的任何其它类型的传感器所替代。如上所述，在本实施例的生物信号测量装置10中，除了测量脉搏氧饱和度之外， 还能够测量毛细血管再充盈时间。因此，在紧急情况等等时，能够更加精确且迅速地确认患者的情况。在要对指尖等进行测量的情况下，检测从压迫指尖的状态的释放，并且自动地测量毛细血管再充盈时间。因此，能够在消除了使用者的主观性的情况下定量地且客观地测量毛细血管再充盈时间，在毛细血管再充盈时间的计算结果中几乎不会出现由于使用者的技术或判断而引起的误差。此外，在本实施例的生物信号测量装置10中，在毛细血管再充盈时间的测量中使用在压迫活体组织500之前和之后的状态下的透过光量的变动的平均值之间的差异，因而能够测量抵消了脉搏波成分的毛细血管再充盈时间。此外，在本实施例的生物信号测量装置10中，在最新测量的毛细血管再充盈时间与先前所测量的毛细血管再充盈时间大大不同的情况下，不显示怀疑测量误差的新的测量结果，而显示先前测量结果的平均值，使得几乎不会发生诊断误差。尽管已经利用本实施例描述了本发明，但是本发明的技术范围并非限制于实施例所描述的范围。对本领域技术人员显而易见的是，可以对本实施例进行各种修改或改进。根据本发明的方面，除了利用脉搏血氧仪对大部分紧急患者进行的血氧饱和度测量之外，还可以利用同一个装置测量毛细血管再充盈时间。因此，使用者不会为各装置的操作而困惑，并且在紧急情况等时，能够更加精确且迅速地确认患者的状况。在要对指间等进行测量的情况下，自动地检测从压迫指间的状态的释放，并且测量减小到针对指间的压迫前后的透过光量之间的差异的预设比率所需的时间。因此，可以在消除了使用者的主观性的情况下定量地且客观地测量毛细血管再充盈时间，并且几乎不会发生测量误差。根据本发明的一方面，选择脉搏血氧仪模式和毛细血管再充盈时间测量模式的仅仅其中一种模式，并且然后进行测量。因此，在毛细血管再充盈时间的测量期间，并不测量血氧饱和度和脉搏率，因而并不会发布指示由于患者的压迫引起的血氧饱和度或脉搏率的异常值的警报等。此外，在本发明的生物信号测量装置中，可以通过显示器来显示受光强度的变动。因此，能够容易地指示视觉确认是否适当地进行了毛细血管再充盈时间的测量。由于在受光强度的差异计算中使用了在压迫之前和之后的状态下的受光强度的平均变动所获得的值，所以能够测量抵消了脉搏波成分的毛细血管再充盈时间。在最新测量的毛细血管再充盈时间与先前所测量的毛细血管再充盈时间大大不同的情况下，不显示怀疑测量误差的新的测量结果，而显示先前测量结果的平均值，使得几乎不会发生诊断误差。
1权利要求
1.ー种生物信号測量装置，包括发光件，该发光件向受测者的活体组织发射具有不同波长的至少两个光柱；受光件，该受光件接收从所述发光件发射并且透过所述活体组织或从该活体组织反射的所述光柱，并且该受光件将所述光柱的至少其中ー个变换为至少ー个与所述光柱的所述至少其中一个的受光強度相对应的电信号；检测器，该检测器从所述电信号检测所述受光強度的时间变化；选择器，该选择器选择脉搏血氧仪模式和毛細血管再充盈时间测量模式，在所述脉搏血氧仪模式中，计算氧饱和度和脉搏率的至少其中一者，在所述毛細血管再充盈时间测量模式中，计算毛細血管再充盈时间；以及计算器，该计算器基于所述受光强度的时间变化，以由所述选择器所选择的模式来进行计算。
2.根据权利要求1所述的生物信号測量装置，其中，所述选择器选择所述脉搏血氧仪模式和所述毛細血管再充盈时间测量模式的仅仅其中ー种模式。
3.根据权利要求1所述的生物信号測量装置，其中，随着所述受光強度的大小或者所述受光強度的时间减少的时间微分变为小于预定阈值，所述计算器检测到活体组织从该活体组织被压迫的压迫状态释放。
4.根据权利要求3所述的生物信号測量装置，其中，在选择了毛細血管再充盈时间测量模式的情况下，所述计算器计算在活体组织从压迫状态释放后，受光强度要减小到相对于在压迫该活体组织前后受光强度的大小之间的差异的预定比率所需要的时间，作为毛细血管再充盈时间。
5.根据权利要求4所述的生物信号測量装置，其中，所述计算器将所述压迫状态中和活体组织被压迫之前的状态中的每ー个状态中的预定时间内的受光强度的变动平均化，并且计算压迫状态中的平均变动与活体被压迫之前的状态中的平均变动之间的差异，作为所述差异。
6.根据权利要求1所述的生物信号測量装置，其中，所述计算器对受光強度在预定时间内的变动施加以脉搏波的频率成分为中心的陷波滤波。
7.根据权利要求1所述的生物信号測量装置，其中，随着受光強度的大小或受光强度的时间増大的时间微分超过了预定阈值，所述计算器变更所述电信号的检测灵敏度，使得可以在压迫状态下检测到电信号。
8.根据权利要求1所述的生物信号測量装置，进ー步包括操作接收器，该操作接收器接收开始測量毛細血管再充盈时间的操作，其中，随着所述操作接收器接收到开始测量毛細血管再充盈时间的操作，所述计算器变更所述电信号的检测灵敏度，使得可以在压迫状态下检测到电信号。
9.根据权利要求7所述的生物信号測量装置，其中，在从变更检测灵敏度时到计算出毛細血管再充盈时间时的时间段期间，所述计算器维持检测灵敏度恒定。
10.根据权利要求8所述的生物信号測量装置，其中，在从变更检测灵敏度时到计算出毛細血管再充盈时间时的时间段期间，所述计算器维持检测灵敏度恒定。
11.根据权利要求1所述的生物信号測量装置，进ー步包括显示器，该显示器显示毛细血管再充盈时间和受光強度的时间变化。
12.根据权利要求11所述的生物信号測量装置，其中，在计算出了多个毛細血管再充盈时间的状态下，在所述多个毛細血管再充盈时间中的新计算出的那ー个满足预定拒绝条件的情况下，所述计算器可以将所述多个毛細血管再充盈时间中的其它那些的平均值作为最新的毛細血管再充盈时间显示在显示器上。
13.根据权利要求11所述的生物信号測量装置，其中所述显示器显示表示受光强度的时间变化的时间波形，以及用于选择与一部分时间波形对应的时间宽度的信息，并且所述计算器基于显示在显示器上的所述信息来计算所述时间宽度。
14.根据权利要求7所述的生物信号測量装置，其中，在变更了检测灵敏度的情况下， 所述计算器将变更检测灵敏度之前的受光强度的时间变化校正为变更检测灵敏度之后的受光强度的时间变化。
15.根据权利要求8所述的生物信号測量装置，其中，在变更了检测灵敏度的情况下， 所述计算器将变更检测灵敏度之前的受光强度的时间变化校正为变更检测灵敏度之后的受光强度的时间变化。
16.根据权利要求1所述的生物信号測量装置，进ー步包括指示単元，该指示単元通过可视或可听的方式向使用者提供压迫所述活体组织的时刻和释放该活体组织被压迫的压迫状态的时刻的至少其中ー个时刻。
17.根据权利要求1所述的生物信号測量装置，进ー步包括压カ传感器，该压カ传感器检测压迫所述活体组织的时刻和释放该活体组织被压迫的压迫状态的时刻的至少其中一个时刻，其中，所述计算器基于所述受光强度的时间变化和由所述压カ传感器检测到的时刻来进行计算。
18.—种测量生物信号的方法，该方法包括向受测者的活体组织发射具有不同波长的至少两个光柱；接收透过所述活体组织或者从该活体组织反射的光柱；将所述光柱的至少其中ー个变换为至少ー个与所述光柱的所述至少其中一个的受光強度相对应的电信号；从所述电信号检测所述受光強度的时间变化；选择脉搏血氧仪模式和毛細血管再充盈时间测量模式，在所述脉搏血氧仪模式中，计算氧饱和度和脉搏率的至少其中一者，在所述毛細血管再充盈时间测量模式中，计算毛细血管再充盈时间；以及基于所述受光强度的时间变化，以所选择的模式来进行计算。
全文摘要
一种生物信号测量装置，包括发光件，该发光件向受测者的活体组织至少发射具有不同波长的两个光柱；受光件，该受光件接收从所述发光件发射并且透过所述活体组织或从该活体组织反射的所述光柱，并且该受光件将所述光柱的至少其中一个变换为至少一个与所述光柱的所述至少其中一个的受光强度相对应的电信号；检测器，该检测器从所述电信号检测所述受光强度的时间变化；选择器，该选择器选择脉搏血氧仪模式和毛细血管再充盈时间测量模式，在所述脉搏血氧仪模式中，计算氧饱和度和脉搏率的至少其中一者，在所述毛细血管再充盈时间测量模式中，计算毛细血管再充盈时间；以及计算器，该计算器基于所述受光强度的时间变化，以由所述选择器所选择的模式来进行计算。
文档编号A61B5/1455GK102525444SQ20111035368
公开日2012年7月4日 申请日期2011年11月9日 优先权日2010年11月9日
发明者伊藤和正, 小林直树, 平原英昭 申请人:日本光电工业株式会社