生物信號(hào)測(cè)定系統(tǒng)和生物信號(hào)測(cè)定裝置制造方法
【專利摘要】一種生物信號(hào)測(cè)定系統(tǒng)，包括：光發(fā)射器，該光發(fā)射器發(fā)射第一光束和第二光束；光接收器，該光接收器根據(jù)穿過被檢者的活組織或從被檢者的活體反射的所述第一和第二光束的光強(qiáng)度，輸出第一和第二信號(hào)；第一計(jì)算部，該第一計(jì)算部根據(jù)所述第一信號(hào)獲取所述第一光束的光衰減并根據(jù)所述第二信號(hào)獲取所述第二光束的光衰減；第二計(jì)算部，該第二計(jì)算部根據(jù)所述第一和第二光束的光衰減來獲取血液來源的光衰減；第三計(jì)算部，該第三計(jì)算部根據(jù)伴有所述活組織壓迫的血液來源的光衰減的變化量，來獲取與血氧飽和度相關(guān)的信息；以及輸出部，該輸出部輸出所述獲取的信息。
【專利說明】生物信號(hào)測(cè)定系統(tǒng)和生物信號(hào)測(cè)定裝置
[0001]與相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)是基于2013年I月31日提交的在先日本專利申請(qǐng)N0.2013-017230并要求其優(yōu)先權(quán)利益，所述專利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過參考并入本文。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本公開的主題內(nèi)容涉及生物信號(hào)測(cè)定系統(tǒng)，更具體來說涉及用于根據(jù)從作為活體的實(shí)例的被檢者獲取的生物信號(hào)，來鑒定血氧飽和度的系統(tǒng)。本公開的主題內(nèi)容還涉及在所述系統(tǒng)中使用的生物信號(hào)測(cè)定裝置。
【背景技術(shù)】
[0004]血液氧合程度的測(cè)定，對(duì)于判斷血液是否足以供應(yīng)到活組織來說是重要的。動(dòng)脈血氧合程度、即動(dòng)脈血氧飽和度，可以使用脈搏血氧計(jì)容易地測(cè)定。然而，在包括靜脈血的全血氧合程度、即血氧飽和度的測(cè)定中，通常使用NIRS (Near InfraRed Spectroscopy:近紅外光譜術(shù))傳感器(例如，參見美國(guó)專利N0.6，213，952)。
[0005]在使用NIRS傳感器進(jìn)行測(cè)定的情形中，穿過活組織的多個(gè)近紅外光束的光程長(zhǎng)度隨著波長(zhǎng)而變，并且測(cè)定結(jié)果含有由除了血液之外的組織(皮膚等)(在后文中，這樣的組織稱為非血液組織)引起的光衰減所造成的影響。因此，盡管可以獲得關(guān)于血氧飽和度的定性了解，但不可能獲得定量測(cè)定值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本公開的主題內(nèi)容可以提供一種技術(shù)，其中，通過簡(jiǎn)單方法即可獲取與血氧飽和度相關(guān)的信息。
[0007]可以提供一種生物信號(hào)測(cè)定系統(tǒng)，包含:光發(fā)射器，該光發(fā)射器構(gòu)造成發(fā)射具有第一波長(zhǎng)的第一光束和具有第二波長(zhǎng)的第二光束；光接收器，該光接收器構(gòu)造成根據(jù)穿過被檢者的活組織或從被檢者的活組織反射的所述第一和第二光束的接收光強(qiáng)度，分別輸出第一和第二信號(hào)；第一計(jì)算部，該第一計(jì)算部構(gòu)造成根據(jù)所述第一信號(hào)來獲取所述第一光束的光衰減，并根據(jù)所述第二信號(hào)來獲取所述第二光束的光衰減；第二計(jì)算部，該第二計(jì)算部構(gòu)造成根據(jù)所述第一光束的所述光衰減和所述第二光束的所述光衰減，來獲取血液來源的光衰減；第三計(jì)算部，該第三計(jì)算部構(gòu)造成根據(jù)所述血液來源的光衰減的變化量，來獲取與血氧飽和度相關(guān)的信息，所述血液來源的光衰減的變化量與所述活組織的壓迫相關(guān)；以及輸出部，該輸出部構(gòu)造成輸出所獲取的信息。
[0008]所述第三計(jì)算部根據(jù)所述血液來源的光衰減的變化的增加或減少，來鑒定所述血氧飽和度相對(duì)于基準(zhǔn)值的水平。
[0009]當(dāng)所述血液來源的光衰減的變化量大于預(yù)定值時(shí)，自動(dòng)開始由所述第三計(jì)算部進(jìn)行的所述信息的獲取。
[0010]所述生物信號(hào)測(cè)定系統(tǒng)可以還包括:指套，該指套可裝于所述被檢者，以便壓迫所述活組織；以及指套壓力控制部，該指套壓力控制部構(gòu)造成控制所述指套內(nèi)的空氣壓力。
[0011]可以提供一種生物信號(hào)測(cè)定裝置，包括:信號(hào)接收部，該信號(hào)接收部構(gòu)造成接收與第一光束的強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的第一信號(hào)，以及接收與第二光束的強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的第二信號(hào)，該第一光束穿過被檢者的活組織或從被檢者的活組織反射，并具有第一波長(zhǎng)，該第二光束穿過所述活組織或從所述活組織反射，并具有第二波長(zhǎng)；第一計(jì)算部，該第一計(jì)算部構(gòu)造成根據(jù)所述第一信號(hào)來獲取所述第一光束的光衰減，并根據(jù)所述第二信號(hào)來獲取所述第二光束的光衰減；第二計(jì)算部，該第二計(jì)算部構(gòu)造成根據(jù)所述第一光束的所述光衰減和所述第二光束的所述光衰減來獲取血液來源的光衰減；第三計(jì)算部，該第三計(jì)算部構(gòu)造成根據(jù)所述血液來源的光衰減的變化量，來獲取與血氧飽和度相關(guān)的信息，所述血液來源的光衰減的變化量與所述活組織壓迫相關(guān)；以及輸出部，該輸出部構(gòu)造成輸出所獲取的信息。
[0012]可以提供一種控制生物信號(hào)測(cè)定裝置的方法；所述裝置包括信號(hào)接收部，該信號(hào)接收部構(gòu)造成接收與第一光束的強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的第一信號(hào)，以及接收與第二光束的強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的第二信號(hào)；所述第一光束穿過被檢者的活組織或從被檢者的活組織反射，并具有第一波長(zhǎng)；所述第二光束穿過所述活組織或從所述活組織反射，并具有第二波長(zhǎng)；所述方法包括:根據(jù)所述第一信號(hào)獲取所述第一光束的光衰減，并根據(jù)所述第二信號(hào)獲取所述第二光束的光衰減；根據(jù)所述第一光束的所述光衰減和所述第二光束的所述光衰減來獲取血液來源的光衰減；根據(jù)所述血液來源的光衰減的變化量，來獲取與血氧飽和度相關(guān)的信息，所述血液來源的光衰減的變化量與所述活組織壓迫相關(guān)；以及輸出所獲取的信息。
[0013]可以提供一種程序，該程序使計(jì)算機(jī)執(zhí)行所述方法。
[0014]可以 提供一種永久性計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì),該永久性計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)儲(chǔ)存有使計(jì)算機(jī)執(zhí)行所述方法的程序。
[0015]可以提供一種生物信號(hào)測(cè)定系統(tǒng)，包括:光發(fā)射器，該光發(fā)射器構(gòu)造成發(fā)射具有第一波長(zhǎng)的第一光束、具有第二波長(zhǎng)的第二光束和具有第三波長(zhǎng)的第三光束；光接收器，該光接收器構(gòu)造成根據(jù)穿過被檢者的活組織或從其反射的所述第一、第二和第三光束的接收光強(qiáng)度，分別輸出第一、第二和第三信號(hào)；第一計(jì)算部，該第一計(jì)算部構(gòu)造成根據(jù)所述第一信號(hào)來獲取所述第一光束的光衰減，根據(jù)所述第二信號(hào)來獲取所述第二光束的光衰減，并根據(jù)所述第三信號(hào)來獲取所述第三光束的光衰減；第二計(jì)算部，該第二計(jì)算部構(gòu)造成根據(jù)選自所述第一光束的所述光衰減、所述第二光束的所述光衰減和所述第三光束的所述光衰減的第一組合的兩種光衰減之差，來獲取血液來源的第一光衰減，并根據(jù)選自所述第一光束的光衰減、所述第二光束的光衰減和所述第三光束的光衰減的第二組合的兩種光衰減之差，來獲取血液來源的第二光衰減；第三計(jì)算部，該第三計(jì)算部構(gòu)造成根據(jù)所述血液來源的第一光衰減和所述血液來源的第二光衰減，來鑒定血氧飽和度；以及輸出部，該輸出部構(gòu)造成輸出所鑒定的血氧飽和度。
[0016]所述生物信號(hào)測(cè)定系統(tǒng)還包括監(jiān)測(cè)部，該監(jiān)測(cè)部構(gòu)造成使所述第三計(jì)算部定期地鑒定所述血氧飽和度。
[0017]所述生物信號(hào)測(cè)定系統(tǒng)還包括:第一指套，該第一指套可裝于所述被檢者，以便壓迫所述活組織的血流上游側(cè)；以及指套壓力控制部，該指套壓力控制部構(gòu)造成控制所述第一指套內(nèi)部的空氣壓力。
[0018]所述監(jiān)測(cè)部通過所述輸出部報(bào)告壓迫所述活組織的定時(shí)。[0019]所述生物信號(hào)測(cè)定系統(tǒng)還包括第二指套，該第二指套以使該第二指套能夠壓迫所述活組織的方式裝于所述被檢者，并且所述指套壓力控制部在預(yù)定定時(shí)控制所述第二指套內(nèi)部的空氣壓力。
[0020]可以提供一種生物信號(hào)測(cè)定裝置，包括:
[0021]信號(hào)接收部，該信號(hào)接收部構(gòu)造成接收與第一光束的強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的第一信號(hào)，接收與第二光束的強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的第二信號(hào)，以及接收與穿過所述活組織或從所述活組織反射并具有第三波長(zhǎng)的第三 光束的強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的第三信號(hào)，所述第一光束穿過被檢者的活組織或從被檢者的活組織反射，并具有第一波長(zhǎng)，所述第二光束穿過所述活組織或從所述活組織反射，并具有第二波長(zhǎng)，所述第三光束穿過所述活組織或從所述活組織反射，并具有第三波長(zhǎng)；第一計(jì)算部，該第一計(jì)算部構(gòu)造成根據(jù)所述第一信號(hào)來獲取所述第一光束的光衰減，根據(jù)所述第二信號(hào)來獲取所述第二光束的光衰減，并根據(jù)所述第三信號(hào)來獲取所述第三光束的光衰減；第二計(jì)算部，該第二計(jì)算部構(gòu)造成根據(jù)選自所述第一光束的所述光衰減、所述第二光束的所述光衰減和所述第三光束的所述光衰減的第一組合的兩種光衰減之差，來獲取血液來源的第一光衰減，并根據(jù)選自所述第一光束的所述光衰減、所述第二光束的所述光衰減和所述第三光束的所述光衰減的第二組合的兩種光衰減之差，來獲取血液來源的第二光衰減；第三計(jì)算部，該第三計(jì)算部構(gòu)造成根據(jù)所述血液來源的第一光衰減和所述血液來源的第二光衰減，來鑒定血氧飽和度；以及輸出部，該輸出部構(gòu)造成輸出所鑒定的血氧飽和度。
[0022]可以提供一種控制生物信號(hào)測(cè)定裝置的方法，所述裝置包括信號(hào)接收部，該信號(hào)接收部接收與第一光束的強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的第一信號(hào)，接收與第二光束的強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的第二信號(hào)，以及接收與第三光束的強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的第三信號(hào)，所述第一光束穿過被檢者的活組織或從被檢者的活組織反射，并具有第一波長(zhǎng)，所述第二光束穿過所述活組織或從所述活組織反射，并具有第二波長(zhǎng)，所述第三光束穿過所述活組織或從所述活組織反射，并具有第三波長(zhǎng)；所述方法包括:根據(jù)所述第一信號(hào)來獲取所述第一光束的光衰減，根據(jù)所述第二信號(hào)來獲取所述第二光束的光衰減，并根據(jù)所述第三信號(hào)來獲取所述第三光束的光衰減；根據(jù)選自所述第一光束的所述光衰減、所述第二光束的所述光衰減和所述第三光束的所述光衰減的第一組合的兩種光衰減之差，來獲取血液來源的第一光衰減，并根據(jù)選自所述第一光束的所述光衰減、所述第二光束的所述光衰減和所述第三光束的所述光衰減的第二組合的兩種光衰減之差，來獲取血液來源的第二光衰減；根據(jù)所述血液來源的第一光衰減和所述血液來源的第二光衰減，來鑒定血氧飽和度；以及輸出所鑒定的血氧飽和度。
[0023]可以提供一種程序，該程序使計(jì)算機(jī)執(zhí)行所述方法。
[0024]可以提供一種永久性計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì),該永久性計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)儲(chǔ)存有使計(jì)算機(jī)執(zhí)行所述方法的程序。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是示出了本公開主題內(nèi)容的第一實(shí)施例的生物信號(hào)測(cè)定系統(tǒng)的構(gòu)造的功能框圖。
[0026]圖2是示出了由生物信號(hào)測(cè)定系統(tǒng)的第二計(jì)算部執(zhí)行的處理的實(shí)例的視圖。
[0027]圖3A和3B是示出了光衰減的變化量與血氧飽和度之間的關(guān)系的圖。[0028]圖4A和4B是示出了由第二計(jì)算部執(zhí)行的處理的另一個(gè)實(shí)例的視圖。
[0029]圖5是示出了本公開主題內(nèi)容的第二實(shí)施例的生物信號(hào)測(cè)定系統(tǒng)的構(gòu)造的功能框圖。
[0030]圖6A和6B是示出了吸收系數(shù)與血氧飽和度之間的關(guān)系的圖。
[0031]圖7是示出了伴有活組織壓迫的血氧飽和度的鑒定的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]本公開主題內(nèi)容的實(shí)施例將參考附圖進(jìn)行詳細(xì)描述。在下面的描述中使用的圖中，對(duì)比例尺進(jìn)行適當(dāng)改變以便將部件以可識(shí)別的尺寸畫出。
[0033]如圖1中所示，本公開主題內(nèi)容的第一實(shí)施例的生物信號(hào)測(cè)定系統(tǒng)I包括測(cè)定裝置10和探針20。測(cè)定裝置10包括指令接收部11、控制部12、信號(hào)接收部13和顯示部14。探針20具有公知的雙波長(zhǎng)型的構(gòu)造，該探針20裝于被檢者的手指30，并包括光發(fā)射器21和光接收器22。
[0034]指令接收部11是公知的人機(jī)界面，該指令接收部11設(shè)置在測(cè)定裝置10的外表面上，并構(gòu)造成能夠接收由用戶輸入的指令，以便使測(cè)定裝置10執(zhí)行所需操作。
[0035]控制部12包括:執(zhí)行各種計(jì)算處理的CPU ;存儲(chǔ)各種控制程序的ROM ;用作儲(chǔ)存數(shù)據(jù)和執(zhí)行程序的工作區(qū)的RAM ;等等，并執(zhí)行測(cè)定裝置10中的各種控制?？刂撇?2可通訊連接到指令接收部U。指令接收部11將對(duì)應(yīng)于接收到的指令的信號(hào)提供到控制部12。
[0036]探針20的光發(fā)射器21可通訊連接到測(cè)定裝置10的控制部12。光發(fā)射器21可以發(fā)射具有第一波長(zhǎng)λ I的第一光束和具有第二波長(zhǎng)λ2的第二光束。在所述實(shí)施例中，光發(fā)射器21包括發(fā)射作為第一波長(zhǎng)λ I的實(shí)例的660nm的紅色光束的發(fā)光二極管，以及發(fā)射作為第二波長(zhǎng)λ 2的實(shí)例的940nm的紅外光束的另一個(gè)發(fā)光二極管。根據(jù)從控制部12提供的控制信號(hào)，每個(gè)發(fā)光二極管在預(yù)定時(shí)間發(fā)射光束。發(fā)射的第一和第二光束進(jìn)入作為活組織的實(shí)例的手指30。
[0037]探針20的光接收器22配置在可以接收到穿過手指30的第一和第二光束的位置處。光接收器22構(gòu)造成能夠輸出對(duì)應(yīng)于接收到的第一光束的強(qiáng)度Il的第一信號(hào)SI和對(duì)應(yīng)于接收到的第二光束的強(qiáng)度12的第二信號(hào)S2。在所述實(shí)施例中，使用光電二極管作為具有這樣的構(gòu)造的裝置。光接收器22可通訊連接到測(cè)定裝置10的信號(hào)接收部13。將從光接收器22輸出的信號(hào)S1、S2提供到信號(hào)接收部13。
[0038]信號(hào)接收部13可通訊連接到控制部12。信號(hào)接收部13將接收到的信號(hào)S1、S2提供到控制部12?？刂撇?2包括第一計(jì)算部41、第二計(jì)算部42和第三計(jì)算部43。
[0039]第一計(jì)算部41構(gòu)造成根據(jù)第一信號(hào)SI獲取第一光束的光衰減Al，并根據(jù)第二信號(hào)S2獲取第二光束的光衰減A2。每個(gè)光衰減A1、A2計(jì)算為第一或第二信號(hào)SI或S2在某一時(shí)刻(例如，在活組織壓迫期間)接收到的光量與在另一時(shí)刻(例如，在活組織壓迫之前)接收到的光量之比，并由下述表述式表示:
[0040]Al=log(Il/1l) (I)
[0041]A2=log(I2/12) (2)
[0042]其中，1l和12表示在基準(zhǔn)時(shí)刻(例如，活組織壓迫之前)接收到的光量，Il和12表示在測(cè)定時(shí)接收到的光量。后綴“ I ”表示第一光束，后綴“2”表示第二光束。[0043]第二計(jì)算部42構(gòu)造成基于由第一計(jì)算部41獲取的第一和第二光束的光衰減Al、A2來獲取血液來源的光衰減。具體來說，所述部分構(gòu)造成基于光衰減Al與光衰減A2之差來獲取血液來源的光衰減Ab。這個(gè)處理的原理將在下面詳細(xì)描述。
[0044]當(dāng)壓迫手指30以改變活組織的厚度時(shí)產(chǎn)生的光衰減的變化A，由血液厚度的變化和非血液組織的厚度的變化引起。這一事實(shí)由下面的表述式表示:
[0045]Al=Abl+Atl=ElHbDb+ZlDt (3)
[0046]A2=Ab2+At2=E2HbDb+Z2Dt (4)
[0047]其中，E表示吸收系數(shù)(dl gHcnT1)，Hb表示血紅蛋白濃度(g dr1)，Z表示非血液組織的光衰減因子(cnT1)，D表示改變的厚度(cm)。后綴“b”表示血液，后綴“t”表示非血液組織，后綴“ I ”表示第一光束，后綴“2”表示第二光束。
[0048]可以忽略非血液組織的波長(zhǎng)依賴性。因此，可以視為Z1=Z2。當(dāng)從表述式(4)減去表述式(3)時(shí)，得到下式:
[0049]A2-Al=(E2-El)HbDb (5).[0050]右側(cè)僅含有血液的信息。因此，當(dāng)獲得光衰減Al與光衰減A2之差時(shí)，可 以獲取血液來源的光衰減Ab。
[0051]圖2示出的圖顯示了在通過探針20壓迫手指30的情形中，光衰減Al、光衰減A2和血液來源的光衰減Ab (=A2-A1)的時(shí)間變化。
[0052]可以看出，即使當(dāng)解除壓迫時(shí)，光衰減Al、A2的值也不回復(fù)到在壓迫開始之前獲得的水平，并且非血液組織的變形發(fā)揮影響。還可以看出，在解除壓迫后，光衰減之差(A2-A1 )、即血液來源的光衰減Ab，收斂于壓迫開始之前獲得的水平。也就是說，由非血液組織的變形造成的影響可以通過簡(jiǎn)單的計(jì)算操作來消除，在所述計(jì)算方法中，計(jì)算用不同波長(zhǎng)的光束照射組織獲得的光衰減之差。
[0053]在這里，表述式(5)中的(E2-E1)是血氧飽和度的函數(shù)。吸收系數(shù)El、E2分別由下述表述式表示:
[0054]El=EolS+Erl (1-S) (6)
[0055]E2=Eo2S+Er2 (1-S) (7)
[0056]其中，Eo指示氧合血紅蛋白的吸收系數(shù)，Er指示還原血紅蛋白的吸收系數(shù)，S指示血氧飽和度。與上述相似，后綴“ I”表示第一光束，后綴“2”表示第二光束。
[0057]圖3A示出了吸收系數(shù)El、E2和(E2-E1)與血氧飽和度S之間的關(guān)系。在血氧飽和度S=0.74時(shí)，(E2-E1)的值的符號(hào)逆轉(zhuǎn)。與圖2類似，圖3A示出的圖示出了在通過探針20壓迫手指30的情況下，光衰減Al、光衰減A2和血液來源的光衰減Ab (=A2_A1)的時(shí)間變化。圖3A示出了(E2-E1)的值為負(fù)的情況。
[0058]從上面可以看出，當(dāng)觀察到伴有手指30壓迫的血液來源的光衰減Ab的變化量時(shí)，可以獲取血氧飽和度S的信息。也就是說，當(dāng)血液來源的光衰減Ab在減少方向上變化時(shí)，可以判定血氧飽和度S小于0.74。在血氧飽和度S中，0.74的值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于正常值。血氧飽和度小于該值的情況，意味著被檢者的狀況需要緊急醫(yī)學(xué)護(hù)理。此外，在血液來源的光衰減Ab在增加方向上變化的情形中，小的變化量意味著血氧飽和度S在0.74左右，因此可以被認(rèn)為是被檢者的狀況不正常。
[0059]因此，在實(shí)施例中，第三計(jì)算部43構(gòu)造成基于由第二計(jì)算部42獲取并且伴有手指30壓迫的血液來源的光衰減Ab (=A2-A1)的變化量Λ Ab，來獲取與血氧飽和度S的水平相關(guān)的彳目息。
[0060]具體來說，第三計(jì)算部43構(gòu)造成獲取由第二計(jì)算部42獲取的血液來源的光衰減Ab的微分值。當(dāng)光衰減Ab由于活組織的壓迫而快速上升時(shí)，微分值大大變化。當(dāng)將血液從施加壓力的位置排除時(shí)，光衰減Ab具有在最大值附近的基本上恒定的值，因此微分值在零附近推移。第三計(jì)算部43構(gòu)造成通過最初微分值的大的變化來識(shí)別活組織受壓，并在微分值隨后開始在零附近推移時(shí)獲取變化量AAb。 [0061]然后，基于獲取的變化量AAb，第三計(jì)算部43判定血氧飽和度是高于還是低于血氧飽和度S的基準(zhǔn)值(在所述實(shí)施例中，0.74)。當(dāng)變化量AAb為負(fù)時(shí)，或者當(dāng)伴有手指30壓迫的血液來源的光衰減Ab的變化在減小方向上時(shí)，判定血氧飽和度S小于基準(zhǔn)值(被檢者的狀況處于嚴(yán)重性相對(duì)高的異常狀態(tài)下)。當(dāng)變化量AAb為正時(shí)，或者當(dāng)伴有手指30壓迫的血液來源的光衰減Ab的變化在增加方向上時(shí)，判定血氧飽和度S大于基準(zhǔn)值。
[0062]作為輸出部的實(shí)例的顯示部14是公知的顯示裝置，該顯示部14設(shè)置在測(cè)定裝置10的外表面上。顯示部14可通訊連接到控制部12?？刂撇?2將指示由第三計(jì)算部43執(zhí)行的判定結(jié)果的信號(hào)S4提供到顯示部14。顯示部14以適當(dāng)方式顯示對(duì)應(yīng)于信號(hào)S4的判定結(jié)果。
[0063]根據(jù)所述實(shí)施例的構(gòu)造，不能獲取血氧飽和度S的絕對(duì)值。然而，當(dāng)執(zhí)行將在脈搏血氧計(jì)中使用的現(xiàn)有探針20裝于被檢者的手指30，并通過探針20壓迫手指30的簡(jiǎn)單工作時(shí)，醫(yī)療人員可以獲得關(guān)于血氧飽和度S水平的某些判定結(jié)果。例如，在傷員鑒別分類的現(xiàn)場(chǎng)中，可以不需準(zhǔn)備特殊探針并執(zhí)行特殊工作而簡(jiǎn)單快速地提供與血氧飽和度S相關(guān)的信息。這能有助于優(yōu)先度的快速?zèng)Q定。
[0064]在變化量AAb具有正值的情況下，可以將判定結(jié)果進(jìn)一步分類。在變化量AAb具有正值并且絕對(duì)值小的情況下，所述值被認(rèn)為是接近S=0.74或基準(zhǔn)值，并且判定被檢者的狀況處于嚴(yán)重性相對(duì)低的異常狀態(tài)下。在變化量AAb的絕對(duì)值大到一定程度的情況下，判定被檢者的狀況處于正常狀態(tài)下。當(dāng)將這樣的判定結(jié)果提供到顯示部14時(shí)，可以提供血氧飽和度S的更詳細(xì)信息。
[0065]做出第一實(shí)施例的上述描述是為了使本公開的主題內(nèi)容容易理解，而不打算限制本公開的主題內(nèi)容。當(dāng)然，本公開的主題內(nèi)容可以在不背離其精神的情況下改變或改進(jìn)，并包括其等同物。
[0066]光接收器22不總是需要配置在可以接收到穿過手指30的光束的位置處?；蛘撸梢允褂孟率鰳?gòu)造，即將光接收器配置在可以接收到從手指30反射的光束的位置處，并根據(jù)不同波長(zhǎng)的光束的反射強(qiáng)度來獲取光衰減。
[0067]探針20裝到的活組織不限于手指30。可以選擇任何種類的活組織作為對(duì)象，只要可以執(zhí)行所需測(cè)定即可。例如，可以使用耳垂作為對(duì)象。
[0068]第二計(jì)算部42獲取血液來源的光衰減的處理，并不總是需要基于光衰減Al與光衰減A2之差來進(jìn)行。圖4A和4B是示出了由第二計(jì)算部42執(zhí)行并使用旋轉(zhuǎn)矩陣的處理的另一個(gè)實(shí)例的視圖。
[0069]在圖4A中，Y-軸指示第一光束的光衰減Al，X-軸指示第二光束的光衰減A2，并且由具有分量(A2, Al)的矢量來表示在某一時(shí)刻的光衰減A。以具有分量(Ab2, Abl)并指示血液來源的光衰減Ab的矢量與具有分量(At2，Atl)并指示非血液組織來源的光衰減At的矢量的合成矢量的形式給出矢量A。
[0070]當(dāng)將矢量A在坐標(biāo)空間中旋轉(zhuǎn)Θ時(shí)，獲得矢量Arot?？梢钥闯觯瑥氖噶緼rot的X-軸分量中消除了非血液組織來源的分量，并且矢量Arot僅由血液來源的分量構(gòu)成。這一操作由下列表述式表示:
[0071]ArotT=KAT (8)。
[0072]在上述表述式中，K和A分別由下列矩陣表示。
【權(quán)利要求】
1.一種生物信號(hào)測(cè)定系統(tǒng)，包括: 光發(fā)射器，該光發(fā)射器構(gòu)造成發(fā)射具有第一波長(zhǎng)的第一光束和具有第二波長(zhǎng)的第二光束； 光接收器，該光接收器構(gòu)造 成根據(jù)穿過被檢者的活組織或從被檢者的活組織反射的所述第一和第二光束的接收光強(qiáng)度，分別輸出第一和第二信號(hào)； 第一計(jì)算部，該第一計(jì)算部構(gòu)造成根據(jù)所述第一信號(hào)來獲取所述第一光束的光衰減，并根據(jù)所述第二信號(hào)來獲取所述第二光束的光衰減； 第二計(jì)算部，該第二計(jì)算部構(gòu)造成根據(jù)所述第一光束的所述光衰減和所述第二光束的所述光衰減，來獲取血液來源的光衰減； 第三計(jì)算部，該第三計(jì)算部構(gòu)造成根據(jù)所述血液來源的光衰減的變化量，來獲取與血氧飽和度相關(guān)的信息，所述血液來源的光衰減的變化量與所述活組織的壓迫相關(guān)；以及輸出部，該輸出部構(gòu)造成輸出所獲取的信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物信號(hào)測(cè)定系統(tǒng)，其中 所述第三計(jì)算部根據(jù)所述血液來源的光衰減的變化的增加或減少，來鑒定所述血氧飽和度相對(duì)于基準(zhǔn)值的水平。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的生物信號(hào)測(cè)定系統(tǒng)，其中 當(dāng)所述血液來源的光衰減的變化量大于預(yù)定值時(shí)，自動(dòng)開始由所述第三計(jì)算部進(jìn)行的所述信息的獲取。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的生物信號(hào)測(cè)定系統(tǒng)，還包括: 指套，該指套可裝于所述被檢者，以便壓迫所述活組織；以及 指套壓力控制部，該指套壓力控制部構(gòu)造成控制所述指套內(nèi)的空氣壓力。
5.一種生物信號(hào)測(cè)定裝置，包括: 信號(hào)接收部，該信號(hào)接收部構(gòu)造成接收與第一光束的強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的第一信號(hào)，以及接收與第二光束的強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的第二信號(hào)；該第一光束穿過被檢者的活組織或從被檢者的活組織反射，并具有第一波長(zhǎng)；該第二光束穿過所述活組織或從所述活組織反射，并具有第二波長(zhǎng); 第一計(jì)算部，該第一計(jì)算部構(gòu)造成根據(jù)所述第一信號(hào)來獲取所述第一光束的光衰減，并根據(jù)所述第二信號(hào)來獲取所述第二光束的光衰減； 第二計(jì)算部，該第二計(jì)算部構(gòu)造成根據(jù)所述第一光束的所述光衰減和所述第二光束的所述光衰減來獲取血液來源的光衰減； 第三計(jì)算部，該第三計(jì)算部構(gòu)造成根據(jù)所述血液來源的光衰減的變化量，來獲取與血氧飽和度相關(guān)的信息，所述血液來源的光衰減的變化量與所述活組織壓迫相關(guān)；以及輸出部，該輸出部構(gòu)造成輸出所獲取的信息。
6.一種控制生物信號(hào)測(cè)定裝置的方法；所述裝置包括信號(hào)接收部，該信號(hào)接收部構(gòu)造成接收與第一光束的強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的第一信號(hào)，以及接收與第二光束的強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的第二信號(hào)；所述第一光束穿過被檢者的活組織或從被檢者的活組織反射，并具有第一波長(zhǎng)；所述第二光束穿過所述活組織或從所述活組織反射，并具有第二波長(zhǎng)；所述方法包括: 根據(jù)所述第一信號(hào)獲取所述第一光束的光衰減，并根據(jù)所述第二信號(hào)獲取所述第二光束的光衰減；根據(jù)所述第一光束的所述光衰減和所述第二光束的所述光衰減來獲取血液來源的光衰減; 根據(jù)所述血液來源的光衰減的變化量，來獲取與血氧飽和度相關(guān)的信息，所述血液來源的光衰減的變化量與所述活組織壓迫相關(guān)；以及輸出所獲取的信息。
7.一種程序，該程序使計(jì)算機(jī)執(zhí)行權(quán)利要求6所述的方法。
8.—種永久性計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，該永久性計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)儲(chǔ)存有使計(jì)算機(jī)執(zhí)行權(quán)利要求6所述的方法的程序。
9.一種生物信號(hào)測(cè)定系統(tǒng)，包括: 光發(fā)射器，該光發(fā)射器構(gòu)造成發(fā)射具有第一波長(zhǎng)的第一光束、具有第二波長(zhǎng)的第二光束和具有第三波長(zhǎng)的第三光束； 光接收器，該光接收器構(gòu)造成根據(jù)穿過被檢者的活組織或從其反射的所述第一、第二和第三光束的接收光強(qiáng)度，分別輸出第一、第二和第三信號(hào)； 第一計(jì)算部，該第一計(jì)算部構(gòu)造成根據(jù)所述第一信號(hào)來獲取所述第一光束的光衰減，根據(jù)所述第二信號(hào)來獲取所述第二光束的光衰減，并根據(jù)所述第三信號(hào)來獲取所述第三光束的光衰減； 第二計(jì)算部，該第二計(jì)算部構(gòu)造成根據(jù)選自所述第一光束的所述光衰減、所述第二光束的所述光衰減和所述第三光束的所述光衰減的第一組合的兩種光衰減之差，來獲取血液來源的第一光衰減，并根據(jù)選自所述第一光束的光衰減、所述第二光束的光衰減和所述第三光束的光衰減的第二組合的兩種光衰減之差，來獲取血液來源的第二光衰減； 第三計(jì)算部，該第三計(jì)算部構(gòu)造成根據(jù)所述血液來源的第一光衰減和所述血液來源的第二光衰減，來鑒定血氧飽和度；以及 輸出部，該輸出部構(gòu)造成輸出所鑒定的血氧飽和度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的生物信號(hào)測(cè)定系統(tǒng)，還包括監(jiān)測(cè)部，該監(jiān)測(cè)部構(gòu)造成使所述第三計(jì)算部定期地鑒定所述血氧飽和度。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或權(quán)利要求10所述的生物信號(hào)測(cè)定系統(tǒng)，還包括: 第一指套，該第一指套可裝于所述被檢者，以便壓迫所述活組織的血流上游側(cè)；以及 指套壓力控制部，該指套壓力控制部構(gòu)造成控制所述第一指套內(nèi)部的空氣壓力。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或權(quán)利要求11所述的生物信號(hào)測(cè)定系統(tǒng)，其中 所述監(jiān)測(cè)部通過所述輸出部報(bào)告壓迫所述活組織的定時(shí)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的生物信號(hào)測(cè)定系統(tǒng)，還包括第二指套，該第二指套以使該第二指套能夠壓迫所述活組織的方式裝于所述被檢者，其中 所述指套壓力控制部在預(yù)定定時(shí)控制所述第二指套內(nèi)部的空氣壓力。
14.一種生物信號(hào)測(cè)定裝置，包括: 信號(hào)接收部，該信號(hào)接收部構(gòu)造成接收與第一光束的強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的第一信號(hào)，接收與第二光束的強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的第二信號(hào)，以及接收與穿過所述活組織或從所述活組織反射并具有第三波長(zhǎng)的第三光束的強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的第三信號(hào)；所述第一光束穿過被檢者的活組織或從被檢者的活組織反射，并具有第一波長(zhǎng)；所述第二光束穿過所述活組織或從所述活組織反射，并具有第二波長(zhǎng)；所述第三光束穿過所述活組織或從所述活組織反射，并具有第三波長(zhǎng); 第一計(jì)算部，該第一計(jì)算部構(gòu)造成根據(jù)所述第一信號(hào)來獲取所述第一光束的光衰減，根據(jù)所述第二信號(hào)來獲取所述第二光束的光衰減，并根據(jù)所述第三信號(hào)來獲取所述第三光束的光衰減； 第二計(jì)算部，該第二計(jì)算部構(gòu)造成根據(jù)選自所述第一光束的所述光衰減、所述第二光束的所述光衰減和所述第三光束的所述光衰減的第一組合的兩種光衰減之差，來獲取血液來源的第一光衰減，并根據(jù)選自所述第一光束的所述光衰減、所述第二光束的所述光衰減和所述第三光束的所述光衰減的第二組合的兩種光衰減之差，來獲取血液來源的第二光衰減； 第三計(jì)算部，該第三計(jì)算部構(gòu)造成根據(jù)所述血液來源的第一光衰減和所述血液來源的第二光衰減，來鑒定血氧飽和度；以及 輸出部，該輸出部構(gòu)造成輸出所鑒定的血氧飽和度。
15.一種控制生物信號(hào)測(cè)定裝置的方法，所述裝置包括信號(hào)接收部，該信號(hào)接收部接收與第一光束的強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的第一信號(hào)，接收與第二光束的強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的第二信號(hào)，以及接收與第三光束的強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的第三信號(hào)；所述第一光束穿過被檢者的活組織或從被檢者的活組織反射，并具有第一波長(zhǎng)；所述第二光束穿過所述活組織或從所述活組織反射，并具有第二波長(zhǎng)；所述第三光束穿過所述活組織或從所述活組織反射，并具有第三波長(zhǎng)；所述方法包括: 根據(jù)所述第一信號(hào)來獲取所述第一光束的光衰減，根據(jù)所述第二信號(hào)來獲取所述第二光束的光衰減，并根據(jù)所述第三信號(hào)來獲取所述第三光束的光衰減； 根據(jù)選自所述第一光束的所述光衰減、所述第二光束的所述光衰減和所述第三光束的所述光衰減的第一組合的兩種光衰減之差，來獲取血液來源的第一光衰減，并根據(jù)選自所述第一光束的所述光衰減、所述第二光束的所述光衰減和所述第三光束的所述光衰減的第二組合的兩種光衰減之差，來獲取血液來源的第二光衰減； 根據(jù)所述血液來源的第一光衰減和所述血液來源的第二光衰減，來鑒定血氧飽和度；以及 輸出所鑒定的血氧飽和度。
16.一種程序，該程序使計(jì)算機(jī)執(zhí)行權(quán)利要求15所述的方法。
17.—種永久性計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì),該永久性計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)儲(chǔ)存有使計(jì)算機(jī)執(zhí)行權(quán)利要求15所述的方法的程序。
【文檔編號(hào)】A61B5/1455GK103961110SQ201410032632
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年1月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月31日
【發(fā)明者】小林直樹, 平原英昭, 永田鎮(zhèn)也 申請(qǐng)人:日本光電工業(yè)株式會(huì)社