JP3858678B2

JP3858678B2 - 血液成分測定装置

Info

Publication number: JP3858678B2
Application number: JP2001354945A
Authority: JP
Inventors: 慶郎長井; 信次山本; 晃宏鵜飼
Original assignee: Konica Minolta Opto Inc
Current assignee: Konica Minolta Opto Inc
Priority date: 2001-11-20
Filing date: 2001-11-20
Publication date: 2006-12-20
Anticipated expiration: 2021-11-20
Also published as: JP2003153882A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばパルスオキシメータなどの血液成分測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばパルスオキシメータなどの血液成分測定装置においては、発光素子を発光させ、生体で透過した光を光検出素子を含む電気回路で計測することによって、血中酸素飽和度などが測定できる。
【０００３】
この血液成分測定装置では、生体透過光の脈波成分を計測し、一定の時間間隔Δｔに関する脈波成分の時間差分値を用いて、血中酸素飽和度を測定する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の血液成分測定装置では、個人差によって、また体調によって脈拍数が異なるため、上記の時間差分値を求める際、時間間隔Δｔが一定であれば、脈拍数の低い人では時間差分値が小さくなってしまう。その結果、時間差分値に関してＳ/Ｎ比が低下するため、血液成分の測定精度が悪化する。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、血液成分を精度良く測定できる血液成分測定装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、生体における動脈血の血液成分を測定する装置であって、(a)第１タイミングで周期的に発光手段から所定の光を前記生体に照射し、光検出手段により前記生体を透過した光に関する光量計測値を検出する光量検出手段と、(b)前記発光手段を発光させずに、第２タイミングで周期的に前記光検出手段によりダーク計測値を検出するダーク検出手段と、(c)前記動脈血に関する脈拍数を検出する脈拍数検出手段と、(d)前記脈拍数に応じた時間間隔で検出された２の光量計測値に関する時間差分値を演算する演算手段と、(e)前記光量計測値と前記ダーク計測値と前記時間差分値とに基づき、前記動脈血の血液成分を測定する血液成分測定手段とを備える。
【０００７】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る血液成分測定装置において、前記演算手段は、(d-1)前記光量計測値から脈波成分を抽出し、脈波計測値を検出する脈波検出手段と、(d-2)前記脈波成分に係る振幅の略半分に相当する変化が前記脈波成分に生じる時間の間隔で検出された２の脈波計測値に関する時間差分値を演算する手段とを有する。
【０００８】
また、請求項３の発明は、アナログ回路で構成される第１計測部と第２計測部から出力される出力電圧をデジタル回路に入力し、生体における動脈血の血液成分を測定する装置であって、前記第１計測部は、(a-1)所定の光を前記生体に所定の強度で照射し、前記生体を透過した光に関する検出電圧を出力する光検出手段と、(a-2)前記検出電圧を第１増幅率で増幅した光量計測電圧を前記出力電圧として出力する第１増幅手段と、を備え、前記第２計測部は、(b-1)前記光量計測電圧の非脈波成分に基づき設定された基準電圧を発生する基準電圧発生手段と、(b-2)前記光量計測電圧から前記基準電圧を減算し、第２増幅率で増幅した脈波計測電圧を、前記出力電圧として出力する第２増幅手段とを備える。
【０００９】
また、請求項４の発明は、請求項３の発明に係る血液成分測定装置において、前記所定の強度と前記第１増幅率と前記第２増幅率と前記基準電圧との設定は、所定の時間間隔で更新される。
【００１０】
また、請求項５の発明は、アナログ回路で構成される第１計測部と第２計測部から出力される出力電圧をデジタル回路に入力し、生体における動脈血の血液成分を測定する装置であって、前記第１計測部は、(a-1)周期的に所定の光を前記生体に照射し、前記生体を透過した光に関する検出電圧を出力する光検出手段と、(a-2)前記検出電圧を増幅した光量計測電圧を前記出力電圧として出力する増幅手段と、を備え、前記第２計測部は、(b-1)前回のタイミングで計測された前記光量計測電圧を保持する電圧保持手段と、(b-2)前記電圧保持手段で保持される光量計測電圧と、今回のタイミングで計測された前記光量計測電圧との差を増幅した差分電圧を前記出力電圧として出力する第２増幅手段とを備える。
【００１１】
【発明の実施の形態】
＜第１実施形態＞
＜パルスオキシメータの測定原理＞
本発明の第１実施形態に係るパルスオキシメータ１Ａ(図１)では、生体の動脈血中の血液成分、具体的には血中酸素飽和度を測定できる。まず、パルスオキシメータ１Ａに関する酸素飽和度の測定原理について、以下で説明する。
【００１２】
図２は、生体の吸光度を説明するための図である。図２については、横軸が時間を示し、縦軸が吸光度を示している。
【００１３】
光が生体に照射される際には、光の一部が吸光される。この吸光については、組織による吸光成分ＫＬ、静脈による吸光成分ＳＬ、および動脈による吸光成分ＤＬに分類され、動脈による吸光成分ＤＬでは、脈拍数で吸光度が変動する。
【００１４】
図３は、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンとの吸収スペクトルを示す図である。図３については、横軸が光の波長を示し、縦軸が吸光度を示している。
【００１５】
酸化ヘモグロビンの吸光スペクトルＯＸと、還元ヘモグロビンとの吸収スペクトルＨＩとは、異なる波形となっている。そして、赤色光(Ｒ)の波長では、還元ヘモグロビンの吸光度が高いのに対して、赤外光(ＩＲ)の波長では、酸化ヘモグロビンの吸光度が高くなっている。
【００１６】
この吸光スペクトルＯＸ、ＨＩの違いにより、血中酸素飽和度が高くなると、赤外光(ＩＲ)の吸光度が大きくなり、酸素飽和度が低くなると、赤色光(Ｒ)の吸光度が大きくなる。これを利用することにより、パルスオキシメータ１Ａでは、生体を透過する赤色光(Ｒ)の透過光と赤外光(ＩＲ)の透過光との脈波成分Ｍａ(図６参照)の比率より血液中の酸素飽和度を求めることができる。
【００１７】
ここで、赤色光と赤外光との透過光の脈波振幅の比率を求めるにあたり、透過光量が光源の発光光量にも比例することを考慮する。そこで、脈波成分の振幅を透過光量で除算することにより、光源の発光光量の影響を排除する。
【００１８】
また、赤色光と赤外光とに関する透過光の脈波成分の振幅の比率を求める際には、図４(ａ)に示すような脈波の山谷の差ＴＰを利用せず、図４(ｂ)に示すように、脈波を微小時間間隔で区切り、その時間間隔における差分値(以下では「時間差分値」という)ＤＰを利用することにより、サンプル数を増やすこととする。
【００１９】
上記の脈波成分の時間差分値と透過光量との比率を赤色光と赤外光とについて求め、それらの比率から次の式(１)に示すようにｐ値を算出する。
【００２０】
【数１】

【００２１】
上の式(１)で、Ｒは赤色光の透過光量、ＩＲは赤外光の透過光量を示し、Δｔは差分時間を示す。このように、ｐ値は、ＲとＩＲとについて脈波成分の時間差分値を透過光量で除算したものの比で計算されることとなる。
【００２２】
そして、ｐ値と血中酸素飽和度との関係を示すテーブルをあらかじめ作成しておき、このテーブルを参照することで赤色光および赤外光の透過光量に基づき算出されるｐ値から酸素飽和度が導かれることとなる。
【００２３】
＜パルスオキシメータ１Ａの構成および動作＞
図１は、パルスオキシメータ１Ａの要部構成を示す図である。また、図５は、パルスオキシメータ１Ａの計測回路の構成を示す図である。この図１および図５を参照しつつ、パルスオキシメータ１Ａにおける酸素飽和度の測定アルゴリズムを説明する。
【００２４】
パルスオキシメータ１Ａは、血液成分測定装置として機能し、血液成分の１つである酸素飽和度を測定する。このパルスオキシメータ１Ａは、本体部２と、本体部２にリード線１０を介して電気的に接続するプローブ３とを備えている。
【００２５】
本体部２は、その前面に、血液成分の測定結果などを表示する表示部１１と、表示部１１にメニュー画面を表示するためのメニューボタン１２と、メニュー画面などで各種の設定を行うための２つの選択スイッチ１３と、リード線１０の端部と接続するコネクタ部１４とが設けられている。
【００２６】
プローブ３は、赤色光(Ｒ)および赤外光(ＩＲ)を発する発光素子３１ａ、３１ｂと、光検出素子３２とを有している。
【００２７】
パルスオキシメータ１Ａで酸素飽和度を求めるためには、式(１)に示すように、赤色光と赤外光との透過光量およびその脈波成分の時間差分値を測定する必要がある。そこで、プローブ３内に設けられる赤色および赤外色の発光素子３１ａ、３１ｂを交互にパルス発光させ、プローブ３に挿入される指ＦＧを透過した光を光検出素子３２で計測する。なお、プローブ３での光量測定については、透過型でも反射型でも良いが、いずれも生体中の動脈血を透過した光を計測するため、本明細書では、これらを区別せず透過光と呼ぶことにする。
【００２８】
光検出素子３２の出力は、電流−電圧変換回路２１および可変増幅回路２２によって、出力電圧Ｖ２が生成される。この出力電圧Ｖ２については、次の式(２)、(３)のように、発光素子３１を発光させない非発光状態の出力電圧(以下では、「ダーク(Dark)レベル」という)Ｖ２と、発光状態での出力電圧(透過光量計測値)Ｖ２との差を求めることによって、赤色光および赤外光の透過光量計測値からダークレベルを排除するダーク補正が行えることとなる。
【００２９】
【数２】

【００３０】
この透過光量Ｖ２について、赤色光と赤外光とに関する測定結果の一例を図６(ａ)に示す。
【００３１】
図６(ａ)に示すように、一般に生体の透過光において計測される透過光量全体に対する脈波成分Ｍａの振幅は非常に小さい。このため、透過光量の測定値から差分演算により脈波成分Ｍａの時間差分値を求めるには、透過光量測定のためのＡ/Ｄ変換回路２７が非常に高い分解能を要求されることとなる。
【００３２】
そこで、透過光量測定とは別に、所定の電気回路において透過光量計測値から脈波成分の計測値(脈波計測値)を抽出して増幅した後、Ａ/Ｄ変換を行うこととする。これにより、Ａ/Ｄ変換回路２７に透過光量を入力し、これから時間差分値を計算する場合に比べて、量子化誤差などを抑えて精度良く酸素飽和度を計算できることとなる。具体的には、脈波成分測定の際には、非脈波成分Ｍｂに相当し基準電圧発生器２４で発生する基準電圧を減算回路２５で透過光量Ｖ２から減算する。そして、減算回路２５からの出力を可変増幅回路２６で増幅した後、Ａ/Ｄ変換回路でＡ/Ｄ変換する処理を行う。この可変増幅回路２６の出力である脈波成分波形Ｖ３に関する測定結果の一例を、図６(ｂ)に示す。以上の処理を行うことで、図６(ａ)に示す脈波成分Ｍａが、増幅されて拡大される。
【００３３】
図７は、パルスオキシメータ１Ａでの測定タイミングを説明するための図である。図７では、赤色光の測定をＲ、赤外光の測定をＩＲ、透過光量をＤＣ、脈波成分をＡＣと表している。また、発光素子３１の非発光状態の測定となるダーク測定については、赤色光、赤外光とも実質的に同じ動作となるが、識別のため、Ｒ.Dark、ＩＲ.Darkと表記する。
【００３４】
図７に示すように、パルスオキシメータ１Ａでは、赤色光および赤外光に関して、透過光量(ＤＣ)の測定と脈波成分(ＡＣ)の測定とを交互に時分割で行う。すなわち、透過光量測定、脈波成分測定それぞれについてＲ→Ｒ.Dark→ＩＲ→ＩＲ.Darkの測定が順に行われることとなる。
【００３５】
ここで、測定信号には、発光素子３１から照射されて生体を透過する光信号以外に商用周波数の誘導ノイズや蛍光灯からの光が混入するが、これらのノイズの影響を除去するため、測定周期ＴＯ、つまりＲまたはＩＲを測定する第１タイミングと、これらのダークレベルを計測する第２タイミングとの時間間隔を商用周波数(50Hzまたは60Hz)の周期(1/50secまたは1/60sec)に設定する。これにより、Ｒ、ＩＲの測定時の周期性ノイズと、Ｒ.Dark、ＩＲ.Darkの測定の周期性ノイズとのレベルが等しくなり、上記の式(２)、(３)でＲ、ＩＲの実測信号からダーク信号が減算されるダーク補正の際に、商用周波数およびその整数倍の周波数の周期性ノイズがキャンセルされるため、酸素飽和度を精度良く測定できることとなる。なお、このことは、後述する脈波成分のダーク補正についても同様となる。
【００３６】
また、ダーク補正では、例えば増幅回路のオフセット電圧などの一定のオフセット成分も除去できることとなる。
【００３７】
図５に戻り、パルスオキシメータ１Ａの各回路について詳しく説明する。
【００３８】
発光素子３１は、赤色光の発光素子３１ａおよび赤外光の発光素子３１ｂからなっている。そして、発光素子３１において、生体の透過光量を時分割的に測定するため、赤色光と赤外光とを交互にパルス発光ＰＬ(図６(ａ)参照)させる。
【００３９】
この発光素子３１から照射され生体を透過した光は、光検出素子３２にて検出され、電流・電圧変換回路２１によって光電流に比例した電圧Ｖ１に変換される。電流・電圧変換回路２１の検出電圧Ｖ１は、可変増幅回路２２によって適切な大きさの電圧レベルに増幅される。
【００４０】
次に、透過光量測定および脈波光量測定について、以下で説明する。
【００４１】
透過光量測定では、基準電圧発生器２４の出力電圧を所定の電圧に設定するとともに可変増幅回路２６の増幅率を所定の増幅率に設定して、図６(ａ)に示す透過光量電圧Ｖ２を測定する。なお、この透過光量測定においては、これらの設定値は変更しないようにする。
【００４２】
そして、制御回路２８は、Ａ/Ｄ変換回路２７から出力される透過光量信号に基づき、その出力可能な電圧範囲内に収まるように可変増幅回路２６の増幅率Ｇ１を調整する。また、制御回路２８は、赤色光の透過光量と赤外光の透過光量との計測値が近い値(ほぼ等しい値)になるように、各発光素子３１ａ、３１ｂの強度、すなわち発光光量を調節する。
【００４３】
一方、脈波成分測定では、Ｒ、ＩＲ、Darkそれぞれに対して非脈波成分Ｍｂ(図６(ａ))に相当する直流電圧Ｖｏを基準電圧発生器２４で発生させ、減算回路２５にて透過光量の出力電圧Ｖ２からこの非脈波成分に相当する電圧Ｖｏを引き算する。なお、基準電圧発生器２４は、例えばＤ/Ａコンバータなどを利用すると良い。そして、可変増幅回路２６から図６(ｂ)に示すような脈波成分波形が出力され、この脈波成分電圧はＡ/Ｄ変換回路２７にてデジタル信号に変換される。
【００４４】
可変増幅回路２６では、透過光量測定で得られる脈波振幅波形(図６(a)の脈波成分Ｍａの大きさ)に基づいて、増幅後の脈波電圧Ｖ３の振幅がＡ/Ｄ変換回路２７の測定範囲内に収まるように増幅率Ｇ２が調整される。
【００４５】
脈波成分測定における基準電圧発生器２４の電圧設定値は、透過光量測定で得られる脈波成分情報(Ｍａの大きさ)、非脈波成分情報(図６(a)に示す非脈波成分Ｍｂの大きさ)および可変増幅回路２６で設定される増幅率Ｇ２に基づいて、基準電圧の減算および増幅後の脈波波形電圧Ｖ３が、Ａ/Ｄ変換回路２７の測定電圧範囲に入るように基準電圧値を設定する。
【００４６】
基準電圧発生器２４の電圧の設定値、および可変増幅回路２６の増幅率Ｇ２の設定値は、透過光量の測定結果に応じて決定されるが、これらの設定値の更新の際には、更新時点直前の所定時間(例えば過去３秒間)の透過光量測定で得られた生体の透過光量測定データを用いて決定される。この所定時間とは、少なくとも脈波データの１周期分を含む測定時間、すなわち脈波成分の振幅情報を取得するのに十分な時間が好ましい。
【００４７】
なお、基準電圧発生器２４の基準電圧、可変増幅回路２２の増幅率Ｇ１、可変増幅回路２６の増幅率Ｇ２、および発光素子３１の強度、すなわち駆動電流値は、一定の時間間隔(例えば１秒間隔)で更新する。
【００４８】
脈波成分測定においても、透過光量測定と同様にダークレベルを排除するダーク補正を行う。すなわち、次の式(４)、(５)の右辺のような演算が行われる。
【００４９】
【数３】

【００５０】
アナログスイッチ２３は、基準電圧発生器２４で発生される基準電圧によってＡ/Ｄ変換回路２７を校正するためのスイッチである。計測前などに可変増幅回路２２からの出力を遮断し、基準電圧値にＡ/Ｄ変換回路２７の計測値を適合させるように、Ａ/Ｄ変換回路２７が調整される。
【００５１】
上述した測定回路で計測された計測データは、制御回路２８に送られ、次の式(６)に示すｐ値の演算が行われる。
【００５２】
【数４】

【００５３】
制御回路２８は、ＣＰＵ２８ａと、例えばＲＯＭで構成されるメモリ２８ｂとを備えており、上記の各回路を統括的に制御するデジタル回路として機能する。また、制御回路２８は、測定タイミングや発光素子の発光タイミングを計るタイマー・カウンターを内蔵している。
【００５４】
制御回路２８では、測定データに対してローパスフィルターリングやハイパスフィルターリングといったようなデジタルフィルター処理を行うことも可能である。
【００５５】
なお、脈波成分の時間差分値の計算については、測定時刻ｔ＋Δｔと測定時刻ｔとで基準電圧発生器２４の基準電圧設定値が異なる場合には、それらの測定値から上記のｐ値(換言すれば血中酸素飽和度)を計算しないこととする。これは、基準電圧発生器２４の出力電圧差を基準電圧設定値の差から求めようとしても、基準電圧発生器２４の電圧設定値と実際の出力電圧との間には誤差が存在するため、十分な精度が得られない場合があるためである。
【００５６】
また、透過光量測定とそのダークレベル測定においては、可変増幅回路２２の増幅率Ｇ１および可変増幅回路２６の増幅率Ｇ２を等しい状態とし、脈波成分測定とそのダークレベル測定においては、可変増幅回路２２の増幅率Ｇ１および可変増幅回路２６の増幅率Ｇ２を等しい状態とする制御を行う。これは、増幅率が等しくないと正確なダーク補正ができないためである。
【００５７】
また、透過光量測定および脈波成分測定では、赤色光(Ｒ)と赤外光(ＩＲ)とを交互に測定するため、ＲとＩＲとの測定データは測定時点が異なっている。このため、各測定時点前後の測定データで補間することにより、同一時点と擬制されるＲとＩＲとの計測値を求めることとする。
【００５８】
そして、制御回路２８では、メモリ２８ｂに記憶されるｐ値と酸素飽和度の関係を示すテーブルに基づき、式(６)で演算されたｐ値から血中酸素飽和度が求められる。なお、測定された酸素飽和度は、表示部１１に表示される。
【００５９】
以上のパルスオキシメータ１Ａの動作により、測定タイミングを商用周波数の周期を整数倍した周期に設定し、商用周波数に関する周期性ノイズを除去するため、酸素飽和度を精度良く測定できる。
【００６０】
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態のパルスオキシメータ１Ｂの構成は、第１実施形態のパルスオキシメータ１Ａと類似しているが、２つのＡ/Ｄ変換回路を有している点が異なっている。
【００６１】
図８は、パルスオキシメータ１Ｂの測定回路の構成を示す図である。
【００６２】
第１実施形態のパルスオキシメータ１(図５)と比べると、Ａ/Ｄ変換回路２７１に加えてＡ/Ｄ変換回路２７２が設けられている。
【００６３】
このパルスオキシメータ１Ｂの構成により、図９に示す測定タイミングで、Ｒ、Ｒ.Dark、ＩＲおよびＩＲ.Darkの測定を行える。図９(ａ)および図９(ｂ)は、横軸が時間を示している。また、図９(ａ)は、透過光量の測定タイミングを示しており、図９(ｂ)は、脈波成分の測定タイミングを示している。
【００６４】
第１実施形態のパルスオキシメータ１Ａでは、透過光量(ＤＣ)の測定と、脈波成分(ＡＣ)の測定とを交互に行っていたが、パルスオキシメータ１Ｂでは、２つのＡ/Ｄ変換回路２７１、２７２によって、透過光量(ＤＣ)と脈波成分(ＡＣ)とを同時に測定する。この場合も、Ｒ、Ｒ.Dark、ＩＲおよびＩＲ.Darkの測定間隔については、商用周波数の周期に設定する。これにより、第１実施形態のパルスオキシメータ１に対して、単位時間あたり２倍の測定データを得られることとなる。
【００６５】
以上のパルスオキシメータ１Ｂの動作により、第１実施形態と同様に、商用周波数に関する周期性ノイズを除去できるため、酸素飽和度を精度良く測定できる。また、透過光量と脈波成分とを同時に測定するため、測定データ点数を２倍にでき、酸素飽和度の測定精度をさらに向上できる。
【００６６】
＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態のパルスオキシメータ１Ｃの構成は、第１実施形態のパルスオキシメータ１Ａと類似しているが、制御回路２８の構成が異なっている。
【００６７】
一般に、血中酸素飽和度を求めるには測定データ点数が多いほど精度良く測定できるが、パルスオキシメータ１Ｃでは、第１実施形態のパルスオキシメータ１Ａと比較して、測定データ点数を３倍取得できる構成となっている。
【００６８】
パルスオキシメータ１Ｃの制御回路２８は、以下で説明するパルスオキシメータ１Ｃの動作を実行するためのプログラムがメモリ２８ｂに格納されている。
【００６９】
上述したように、式(6)式から酸素飽和度を計算する際には、前後の測定データに基づいて補間することにより同一時点のＲとＩＲとの測定値を求める演算処理を行う。ここでは、補間に用いる前後の測定データの測定間隔が長くなるに伴って補間精度が悪化するため、精度良く酸素飽和度を求めることが困難となる。そこで、パルスオキシメータ１Ｃでは、商用周波数の整数倍の周期性ノイズを除去する能力を保持しつつＲとＩＲとの補間精度を向上するとともに、測定データ点数を増加させて酸素飽和度の測定精度を向上することとする。
【００７０】
図１０は、パルスオキシメータ１Ｃの動作を説明するための図である。図１０(ａ)〜図１０(ｃ)のそれぞれは、横軸が時間を示しており、透過光量(ＤＣ)および脈波成分(ＡＣ)に関するＲ、Ｒ.Dark、ＩＲおよびＩＲ.Darkの測定タイミングを示している。
【００７１】
パルスオキシメータ１Ｃでは、図１０(ａ)〜図１０(ｃ)のように、図７に示す測定パターンが商用周波数の周期ＴＯに対してＴＯ/３の時間間隔、すなわち１２０度ずつ位相がシフトされて３つ組合わされている。なお、図中の測定タイミングにおける１〜３の添え字は、各位相番号を示している。すなわち、測定パターンＰＴ１(図１０(ａ))は第１位相を、測定パターンＰＴ２(図１０(ｂ))は第２位相を、測定パターンＰＴ３(図１０(ｃ))は第３位相を示す。ただし、各測定パターンＰＴ１〜ＰＴ３においては、Ｒ、Ｒ.Dark、ＩＲおよびＩＲ.Darkの測定タイミングの時間間隔が、第１実施形態と同様に、商用周波数の周期ＴＯとなっている。ここでも、実測値Ｒ、ＩＲに対して、商用周波数の周期ＴＯ離れたダークレベルを減算するダーク補正において、商用周波数の整数倍のノイズの除去が可能となる。
【００７２】
なお、パルスオキシメータ１Ｃでのダーク補正についても、第１実施形態と同様に、時間によらず一定のオフセット成分をキャンセルできることとなる。
【００７３】
これらの測定パターンＰＴ１〜ＰＴ３を、１の時間軸上にまとめたものを、図１１に示す。図１１のように、第１実施形態の測定タイミング(図７)に比べて、単位時間あたり３倍の密度でデータ測定を行えることとなる。
【００７４】
以上のパルスオキシメータ１Ｃの動作により、第１実施形態と同様に、商用周波数に関する周期性ノイズを除去できるため、酸素飽和度を精度良く測定できる。また、各測定パターンの位相をずらし複数組合わせて、測定データ点数を増加させるため、酸素飽和度の測定精度をさらに向上できる。
【００７５】
なお、本実施形態においては、測定データ点数を３倍にする例を示したが、２倍にしてもよく、また４倍にしても良い。この場合、ｎ個の測定パターンを組合わせるには、各測定パターンの位相差を商用周波数の周期を測定パターンの数ｎで除算した時間差ＴＯ/ｎに設定すれば良い。
【００７６】
＜第４実施形態＞
本発明の第４実施形態のパルスオキシメータ１Ｄの構成は、第１実施形態のパルスオキシメータ１Ａと類似しているが、制御回路２８の構成が異なっている。
【００７７】
パルスオキシメータ１Ｄの制御回路２８は、以下で説明するパルスオキシメータ１Ｄの動作を実行するためのプログラムがメモリ２８ｂに格納されている。
【００７８】
このパルスオキシメータ１Ｄでは、脈拍数の情報を利用して、血中酸素飽和度の測定、具体的には時間差分値の計算に関するＳ/Ｎ比の向上を図っている。
【００７９】
血中酸素飽和度は、式(６)におけるｐ値の計算のように、時間ΔｔでＲおよびＩＲに関する時間差分値を求めて測定される。この時間差分値に関しては、図１２(ａ)に示すように、隣接、すなわち直近の測定タイミングにおける測定値の差を利用しても良いが、パルスオキシメータ１Ｄでは、次のように時間差分値を求める。
【００８０】
すなわち、図１２(ｂ)に示すように、例えば６つ離れたタイミングで計測された計測値の差を計算して、この時間差分値でｐ値を演算することとする。このように隣接する測定タイミングでの測定値ではなく、一定の時間間隔Δｔmにおける差分値を求めることにより、時間差分値を大きくできる。これにより、ｐ値、すなわち酸素飽和度の計算において、Ｓ/Ｎ比の向上が図れる。ここで、図１２(ｂ)に示す差分時間Δｔmは、その時間差分値が脈波波形(緩い傾斜側)に関する振幅のほぼ半分ＨＭに相当する時間であることが好ましい。これは、時間差分値を一定以上の適切な大きさにするためである。
【００８１】
生体において測定を行う場合において、個人差により、または同一人物であっても測定時の体調等によって脈拍数が異なる。すなわち、酸素飽和度を計算する場合に、被験者の脈拍数によって適切な上記の差分時間Δｔｍが異なることとなる。
【００８２】
そこで、脈波成分の測定データより得られる被験者の脈拍数の情報に基づき、最適な差分時間になるように差分時間Δｔmを調節する。つまり、脈拍数が高い場合は、図１２(ｃ)に示すように差分時間Δｔmを、図１２(ｂ)に示す差分時間Δｔmより短くする。この場合でも、上述したように、脈波成分に関する振幅のほぼ半分に相当する変化が脈波成分に生じるような時間を、差分時間Δｔmと設定するのが好ましい。なお、差分時間Δｔmを長くしすぎると、測定データの間で基準電圧設定値が異なる場合があるため、一定の上限を設定するのが好ましい。
【００８３】
以上のパルスオキシメータ１Ｄの動作により、脈拍数に応じて適切な差分時間Δｔmを設定するため、時間差分値に関するＳ/Ｎ比を向上でき、酸素飽和度を精度良く測定できる。
【００８４】
なお、この差分時間Δｔを、脈拍数に応じて設定するとともに、商用周波数の周期を整数倍した時間に設定すると、商用周波数に関する周期性ノイズも除去できることとなる。
【００８５】
＜第５実施形態＞
本発明の第５実施形態のパルスオキシメータ１Ｅの構成は、第１実施形態のパルスオキシメータ１と類似しているが、制御回路２８の構成が異なっている。
【００８６】
パルスオキシメータ１Ｅでは、ダークレベルが時間的に変動する場合でも、ダークレベルを精度良く測定できる構成となっている。ここで、ダークレベルが変動する場合とは、例えば太陽から生体を透過した光が光検出素子にてダークレベルとして検出され、その大きさが時々刻々変化するような場合などが該当する。
【００８７】
パルスオキシメータ１Ｅの制御回路２８は、以下で説明するパルスオキシメータ１Ｅの動作を実行するためのプログラムがメモリ２８ｂに格納されている。
【００８８】
図１３は、パルスオキシメータ１Ｅの動作を説明するための図である。
【００８９】
パルスオキシメータ１Ｅは、第３実施形態(図１０参照)と同様に、透過光量(ＤＣ)および脈波成分(ＡＣ)に関してＲ、Ｒ.Dark、ＩＲおよびＩＲ.Darkの各測定パターンＰＮ１〜ＰＮ３を３つ組合わせている。ここでは、測定周期ＴＱは、商用周波数の周期の１/８(1/400secまたは1/480sec)に設定する実施形態を示す。これらの測定パターンＰＮ１〜ＰＮ３をまとめたものを図１４に示す。
【００９０】
そして、Ｒ、ＩＲのダークレベルは、透過光量および脈波成分それぞれについて測定時に近いＲ.DarkとＩＲ.Darkとの測定値を補間して求める。具体的には、ＩＲ測定に関する補間式を次の式(７)に示し、Ｒ測定に関する補間式を次の式(８)に示す。
【００９１】
【数５】

【００９２】
例えば、図１４でＩＲ0のタイミングにおけるダークレベル(ダーク計測値)を求める場合には、式(７)のように前後に時間１/３ＴＱずれたＩＲ1、ＩＲ2のタイミングで測定されたダークレベルで補間することとなる。
【００９３】
また、図１４でＲ0のタイミングにおけるダークレベルを求める場合には、式(８)のように、前に５/３ＴＱずれたＲ１のタイミングと、後に１/３ＴＱずれたＲ２のタイミングとで測定されたダークレベルで補間することとなる。ここで、式(８)式が式(７)と異なるのは、透過光量(ＤＣ)のダークレベル補間については透過光量測定時のダークレベルを使用し、脈波成分(ＡＣ)のダークレベル補間については脈波成分測定時のダークレベルを使用する必要があるためである。
【００９４】
このように、パルオキシメータ１Ｅでは、上記の各実施形態に比べて、実測時(第１タイミング)近傍の第２タイミングで検出された２つのダークレベルを利用して、この実測時に対応するダークレベルを補間し、このダークレベルを実測値から減ずるダーク補正を行うため、ダークレベルが変動する場合でも、その影響が低減され精度良く酸素飽和度の測定が行える。
【００９５】
一方、商用周波数の周期性ノイズについては、次の式(９)のように計算することで、その除去を行う。ここで、Ｎは整数を示している。
【００９６】
【数６】

【００９７】
上の式(９)に示すように、脈波成分に関する時間差分値の計算では、時間８・Ｎ・ＴＱを差分時間に設定して、ｐ値を計算する。すなわち、各測定パターンＰＮ１〜ＰＮ３ごとに、商用周波数の周期を整数Ｎ倍した時間間隔離れた２つの脈波成分の測定値(脈波計測値)に関する時間差分値を求めることにより、商用周波数に関する周期性ノイズの除去が可能になる。
【００９８】
なお、透過光量測定における商用周波数の周期性ノイズの混入は、脈波成分測定に対して小さいが、必要であれば制御部２８においてデジタルローパスフィルタによってスムージングするのが好ましい。
【００９９】
以上のパルスオキシメータ１Ｅの動作により、ダークレベルが変動する場合でも実測時点に近い測定タイミングのダークレベルで補間計算するため、精度良く血液成分を測定できることとなる。
【０１００】
なお、上記の第５実施形態では、測定周期ＴＱが商用周波数の周期の１/８の例を示したが、商用周波数の周期の１/４、１/２、１、２・・・の場合でも、脈波成分の差分時間が商用周波数の周期の整数倍となるため、同様の効果が得られることは明らかである。
【０１０１】
また、ダークレベルについては、以下の方法によってもその変動を抑える補間ができる。
【０１０２】
第２実施形態のパルスオキシメータ１Ｂでは、図９において、Ｒ、ＩＲの実測時点の前後のダークレベルを平均化する補間を行うと良い。この場合にも、透過光量(ＤＣ)測定と、脈波成分(ＡＣ)測定に分けて、ダークレベルを算出することとなる。この算出式を、次の式(１０)に示す。
【０１０３】
【数７】

【０１０４】
以上の動作により、第２実施形態でもダークレベルの変動を抑制した血液成分の測定が行える。
【０１０５】
また、第３実施形態のパルスオキシメータ１Ｃでは、同一位相、すなわち各測定パターンＰＴ１〜ＰＴ３それぞれにおいて計測されたダークレベルを外挿して求めても良いが、例えばダークレベルの変化量を他の測定パターンから求めてやるとダークレベルの算出精度を向上できる。
【０１０６】
すなわち、図１０(c)に示す測定パターンＰＴ３でのＩＲ(３,ＡＣ)測定時に対応するダークレベルを算出する場合には、次の式(１１)のように同一の測定パターンＰＴ３における２つのダークレベルを外挿して求めても良いし、また次の式(１２)のように他の位相、例えば測定パターンＰＴ１で計測されたダークレベルを利用しても良い。いずれによってもダークレベル算出の変動を抑制した血液成分の測定が行える。
【０１０７】
【数８】

【０１０８】
＜第６実施形態＞
本発明の第６実施形態のパルスオキシメータ１Ｆの構成は、第２実施形態のパルスオキシメータ１Ｂと類似しているが、基準電圧発生器が削除されて後述の保持回路群２９が付加されている点が主に異なっている。
【０１０９】
図１５は、パルスオキシメータ１Ｆの計測回路の構成を示す図である。
【０１１０】
パルスオキシメータ１Ｆは、第２実施形態のパルスオキシメータ１Ｂに対して、電圧保持部２９とアナログスイッチ２３２、２３３とが付加されている。
【０１１１】
電圧保持部２９は、８つのサンプル＆ホールド回路２９１〜２９８を備えており、各サンプル＆ホールド回路２９１〜２９８は入力電圧を保持することができる。
【０１１２】
また、アナログスイッチ２３２、２３３は、サンプル＆ホールド回路２９１〜２９４と、サンプル＆ホールド回路２９５〜２９８とで保持される各測定値を制御回路２８に送るタイミングをはかるためのスイッチである。
【０１１３】
図１６は、パルスオキシメータ１Ｆの動作を説明するための図である。
【０１１４】
パルスオキシメータ１Ｆでは、赤色と赤外色とからなる発光素子３１を、交互にパルス発光させ生体の透過光量を時分割的に測定する。
【０１１５】
ここで、透過光量(ＤＣ)測定においては、光検出素子３２にて検出された信号が、電流−電圧変換回路２１、可変増幅回路２２を経てＡ/Ｄ変換回路２７２でデジタル信号に変換されて、制御回路２８に入力される。この透過光量の測定タイミングを図１７(ａ)に示す。ここでも、Ｒ、Ｒ.Dark、ＩＲ、ＩＲ.Darkの測定が順に行われる。なお、この測定間隔については、商用周波数の周期性ノイズを除去するためには、商用周波数の周期の整数倍に測定間隔を設定するのが好ましい。
【０１１６】
一方、脈波成分(ＡＣ)測定については、上記の各実施形態では制御回路２８で演算して時間差分値を求めたが、本実施形態のパルスオキシメータ１Ｆでは、電圧保持部２９を用いてアナログ演算により求めることとする。
【０１１７】
すなわち、Ｒ、Ｒ.Dark、ＩＲ、ＩＲ.Darkの各測定値を２組のサンプル＆ホールド回路で保持し、差分時間Δｔだけ離れた各測定時点の電圧値Ｖ２をアナログスイッチ２３２、２３３にて交互に切替えて、減算回路２５で脈波成分の時間差分値を生成する。
【０１１８】
例えば、Ｒの測定では、サンプル＆ホールド回路２９１およびサンプル＆ホールド回路２９５に交互に電圧Ｖ２の値がホールドされる。これにより、今回のＲ測定時における電圧値と、前回のＲ測定時における電圧値が保持されることとななる。また、他の測定値(ＩＲ、Ｒ.Dark、ＩＲ.Dark)についても同様である。
【０１１９】
そして、今回の測定時に保持された電圧値(例えばＲ)と、前回の測定時に保持された電圧値(例えばＲ')は、アナログスイッチ２３２、２３３でタイミングを計って減算回路２５に入力される。減算回路２５からの出力は、可変増幅回路２６にて適切な電圧レベルに増幅された後、Ａ/Ｄ変換回路２７１によってデジタル信号に変換され、脈波成分に関する時間差分値の信号(例えばΔＲ)が制御回路２８に入力される(図１６(ｂ)参照)。すなわち、時間差分値(ΔＲ、ΔＲ.Dark、ΔＩＲ、ΔＩＲ.Dark)が、次の式(１３)〜式(１６)のようにアナログ演算される。
【０１２０】
【数９】

【０１２１】
この時間差分値に関する測定タイミングを図１７(ｂ)に示し、透過光量の測定タイミングを図１７(ａ)に示す。
【０１２２】
なお、２組のサンプル＆ホールド回路を交互に切替えるため、減算回路２５の出力である差分電圧の符号の正負が順に切替わることとなるが、正負が逆転する場合には、制御回路２８で符号の再反転演算を実行することによって調整することとする。
【０１２３】
パルスオキシメータ１Ｆでは、第４実施形態と同様に、脈拍数の情報を利用して、血中酸素飽和度を測定におけるＳ/Ｎ比の向上を図ることができるが、この動作を以下で説明する。
【０１２４】
図１８(ａ)のように、微小な時間間隔に関する脈波成分の時間差分値を用いて、そのままｐ値を計算したのでは上述したようにＳ/Ｎが悪くなる。そこで、測定される脈波成分の時間差分値を、図１８(ｂ)に示すように、例えば時間７Δｔに相当する予め定められた時間Δｔａ分加算することとする。よって、ｐ値の計算については、次の式(１７)のように表せる。なお、この計算については、制御回路２８で行われる。
【０１２５】
【数１０】

【０１２６】
ただし、Σは、図１８(ａ)に示すΔｔの時間に測定される各時間差分値を加算することを意味する。
【０１２７】
図１８(ｂ)に示す時間Δｔａは、第４実施形態と同様に、被験者の脈拍数の情報に基づき、適切な差分時間に設定する。具体的には、脈波波形に関する振幅のほぼ半分に相当する変化が脈波成分に生じるような時間を、差分時間Δｔと設定するのが好ましい。
【０１２８】
なお、透過光量および脈波成分の時間差分値は、Ｒ、ＩＲを交互に測定するため、Ｒ、ＩＲの測定データでは、測定時点がずれている。そのため、これらの同一時点とみなす測定値は、その時点の前後の測定値を制御回路２８で補間することにより求める。
【０１２９】
以上のパルスオキシメータ１Ｆの動作により、第４実施形態と同様に、脈拍数に応じて適切な差分時間を設定するため、時間差分値におけるＳ/Ｎ比が向上し、酸素飽和度を精度良く測定できる。また、アナログ回路(電圧保持部２９他)で時間差分値を算出するため、デジタル回路(制御回路２８)で演算するより、量子化誤差などを抑制でき、より精度の良い酸素飽和度の測定が可能となる。
【０１３０】
なお、パルスオキシメータ１Ｆについても、各計測値を商用周波数の周期でサンプリグすれば、商用周波数に関する周期性ノイズなどの影響を除去できることとなる。
【０１３１】
また、第３実施形態のように、測定データ点数を３倍に増やすには、サンプル＆ホールド回路が３倍必要となる。この場合には、回路的には複雑になるが、データ点数が増加するので、酸素飽和度の測定精度が向上することとなる。
【０１３２】
＜変形例＞
◎上記の第３実施形態については、図１９に示すように、Ｒ、ＩＲの実測信号測定の両隣(近傍)にダークレベル測定のタイミングを設定しても良い。図２０は、図１９(ａ)、(ｂ)、(ｃ)に示す３つの測定パターンを１の時間軸にまとめたものである。
【０１３３】
この測定パターンにおける実測信号(Ｒ、ＩＲ)のダーク補正については、両隣のDark、Dark'タイミングで測定される２のダークレベルの平均値を用いる。
【０１３４】
また、各測定パターンの周期Ｔについては、第３実施形態のように商用周波数の周期に設定しても良いし、第５実施形態のように商用周波数の周期の１/８や１/４、１/２に設定しても良い。
【０１３５】
以上のような測定パターンにおいても、脈波成分の差分時間を商用周波数の周期の整数倍に設定すれば、商用周波数および蛍光灯のノイズなどをキャンセルできる。
【０１３６】
◎上記の第２実施形態の回路(図８)についても、第３ないし第５実施形態で説明した測定方法が適用可能である。
【０１３７】
◎上記の第１ないし第６実施形態における各測定タイミングの間隔ＴＯ、ＴＱについては、商用周波数の周期を１倍した時間の間隔であるのは必須でなく、商用周波数の周期を２以上の整数倍した時間の間隔でも良い。この場合にも、商用周波数に関する周期性ノイズなどを除去できることとなる。
【０１３８】
◎上述した具体的実施形態には、以下の構成を有する発明が含まれている。
【０１３９】
(１)光量検出手段は、異なる２波長の光を交互に前記生体に照射する手段を有することを特徴とする血液成分測定装置。これにより、測定精度を向上できる。
【０１４０】
(２)光量検出手段は、異なる２波長の光を交互に生体に照射し、第１増幅率で増幅された光量計測値を検出する手段を有するとともに、ダーク検出手段は、発光手段を発光させずに、第２増幅率で増幅されたダーク計測値を検出する手段とを有し、第１増幅率と前記第２増幅率とは等しいことを特徴とする血液成分測定装置。これにより、透過光量計測値に対して正確なダーク補正ができる。
【０１４１】
(３)脈波検出手段は、異なる２波長の光を交互に生体に照射し、第１増幅率で増幅された脈波計測値を検出する手段を有するとともに、ダーク検出手段は、発光手段を発光させずに、第２増幅率で増幅されたダーク計測値を検出する手段とを有し、第１増幅率と前記第２増幅率とは等しいことを特徴とする血液成分測定装置。これにより、脈波計測値に対して正確なダーク補正ができる。
【０１４２】
(４)ダーク補正後の光量計測値とダーク補正後の脈波計測値の時間差分値に対してデジタルフィルター処理を行う処理手段を備えることを特徴とする血液成分測定装置。これにより、ノイズの除去を簡易に行える。
【０１４３】
(５)光検出手段は、第１波長の光を第１強度で照射し、第１検出電圧を出力する第１光検出手段と、第２波長の光を第２強度で照射し、第２検出電圧を出力する第２光検出手段と、第１検出電圧と第２検出電圧とが略等しくなるように第１の強度および／または第２の強度を調整する手段とを有することを特徴とする血液成分測定装置。これにより、異なる波長の光同士でも強調して検出電圧を出力できる。
【０１４４】
(６)第１増幅手段は、光量計測電圧が所定の電圧範囲から外れる場合には、第１増幅率を変更する手段を有することを特徴とする血液成分測定装置。これにより、適切な光量計測電圧を出力できる。
【０１４５】
(７)第２増幅手段は、脈波計測電圧が所定の電圧範囲から外れる場合には、基準電圧を変更する手段を有することを特徴とする血液成分測定装置。これにより、適切な脈波計測電圧を出力できる。
【０１４６】
(８)第２増幅手段は、脈波計測電圧の振幅が所定の電圧範囲から外れる場合には、第２増幅率を変更する手段を有することを特徴とする血液成分測定装置。これにより、適切な脈波計測電圧を出力できる。
【０１４７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１および請求項２の発明によれば、脈拍数に応じた時間間隔で検出された２の光量計測値に関する時間差分値を演算するため、適切な差分時間を設定でき、酸素飽和度を精度良く測定できる。
【０１４８】
特に、請求項２の発明においては、脈波成分に係る振幅の略半分に相当する時間の間隔で検出された２の脈波計測値に関する時間差分値を演算するため、Ｓ/Ｎ比が良好な時間差分値を取得できる。
【０１４９】
また、請求項３の発明によれば、光量計測電圧から基準電圧を減算し、第２増幅率で増幅した脈波計測電圧を出力電圧として出力するため、高分解能のＡ/Ｄ変換回路が不要となるとともに、量子化誤差などを抑制し酸素飽和度を精度良く測定できる。
【０１５０】
特に、請求項４の発明においては、所定の強度と第１増幅率と第２増幅率と基準電圧との設定は所定の時間間隔で更新されるため、各計測電圧が変動する場合でも適切な大きさの出力電圧を生成できる。
【０１５１】
また、請求項５の発明によれば、電圧保持手段で保持される前回のタイミングで計測された光量計測電圧と、今回のタイミングで計測された光量計測電圧との差を増幅した差分電圧を出力電圧として出力するため、量子化誤差などを抑制し酸素飽和度を精度良く測定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るパルスオキシメータ１Ａの要部構成を示す図である。
【図２】生体の吸光度を説明するための図である。
【図３】酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンとの吸収スペクトルを示す図である。
【図４】脈波成分の時間差分値を説明するための図である。
【図５】パルスオキシメータ１Ａの計測回路の構成を示す図である。
【図６】赤色光と赤外光とに関する測定結果の一例を示す図である。
【図７】パルスオキシメータ１Ａでの測定タイミングを説明するための図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るパルスオキシメータ１Ｂの測定回路の構成を示す図である。
【図９】パルスオキシメータ１Ｂでの測定タイミングを説明するための図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係るパルスオキシメータ１Ｃの動作を説明するための図である。
【図１１】パルスオキシメータ１Ｃでの測定タイミングを説明するための図である。
【図１２】本発明の第４実施形態に係るパルスオキシメータ１Ｄの動作を説明するための図である。
【図１３】本発明の第５実施形態に係るパルスオキシメータ１Ｅの動作を説明するための図である。
【図１４】パルスオキシメータ１Ｅでの測定タイミングを説明するための図である。
【図１５】本発明の第６実施形態に係るパルスオキシメータ１Ｆの計測回路の構成を示す図である。
【図１６】パルスオキシメータ１Ｆの動作を説明するための図である。
【図１７】パルスオキシメータ１Ｆでの測定タイミングを説明するための図である。
【図１８】パルスオキシメータ１Ｆにおける脈波成分の時間差分を説明するための図である。
【図１９】本発明の変形例に係る測定タイミングを説明するための図である。
【図２０】本発明の変形例に係る測定タイミングを説明するための図である。
【符号の説明】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆパルスオキシメータ
３プローブ
３１発光素子
３２光検出素子
２２、２６可変増幅回路
２４基準電圧発生器
２７、２７１、２７２Ａ/Ｄ変換回路
２８制御回路
２９１〜２９８サンプル＆ホールド回路
ＰＴ１〜ＰＴ３、ＰＮ１〜ＰＮ３計測パターン

Claims

生体における動脈血の血液成分を測定する装置であって、
(a)第１タイミングで周期的に発光手段から所定の光を前記生体に照射し、光検出手段により前記生体を透過した光に関する光量計測値を検出する光量検出手段と、
(b)前記発光手段を発光させずに、第２タイミングで周期的に前記光検出手段によりダーク計測値を検出するダーク検出手段と、
(c)前記動脈血に関する脈拍数を検出する脈拍数検出手段と、
(d)前記脈拍数に応じた時間間隔で検出された２の光量計測値に関する時間差分値を演算する演算手段と、
(e)前記光量計測値と前記ダーク計測値と前記時間差分値とに基づき、前記動脈血の血液成分を測定する血液成分測定手段と、
を備えることを特徴とする血液成分測定装置。
請求項１に記載の血液成分測定装置において、
前記演算手段は、
(d-1)前記光量計測値から脈波成分を抽出し、脈波計測値を検出する脈波検出手段と、
(d-2)前記脈波成分に係る振幅の略半分に相当する変化が前記脈波成分に生じる時間の間隔で検出された２の脈波計測値に関する時間差分値を演算する手段と、
を有することを特徴とする血液成分測定装置。
アナログ回路で構成される第１計測部と第２計測部から出力される出力電圧をデジタル回路に入力し、生体における動脈血の血液成分を測定する装置であって、
前記第１計測部は、
(a-1)所定の光を前記生体に所定の強度で照射し、前記生体を透過した光に関する検出電圧を出力する光検出手段と、
(a-2)前記検出電圧を第１増幅率で増幅した光量計測電圧を前記出力電圧として出力する第１増幅手段と、
を備え、
前記第２計測部は、
(b-1)前記光量計測電圧の非脈波成分に基づき設定された基準電圧を発生する基準電圧発生手段と、
(b-2)前記光量計測電圧から前記基準電圧を減算し、第２増幅率で増幅した脈波計測電圧を、前記出力電圧として出力する第２増幅手段と、
を備えることを特徴とする血液成分測定装置。
請求項３に記載の血液成分測定装置において、
前記所定の強度と前記第１増幅率と前記第２増幅率と前記基準電圧との設定は、所定の時間間隔で更新されることを特徴とする血液成分測定装置。
アナログ回路で構成される第１計測部と第２計測部から出力される出力電圧をデジタル回路に入力し、生体における動脈血の血液成分を測定する装置であって、
前記第１計測部は、
(a-1)周期的に所定の光を前記生体に照射し、前記生体を透過した光に関する検出電圧を出力する光検出手段と、
(a-2)前記検出電圧を増幅した光量計測電圧を前記出力電圧として出力する増幅手段と、
を備え、
前記第２計測部は、
(b-1)前回のタイミングで計測された前記光量計測電圧を保持する電圧保持手段と、
(b-2)前記電圧保持手段で保持される光量計測電圧と、今回のタイミングで計測された前記光量計測電圧との差を増幅した差分電圧を前記出力電圧として出力する第２増幅手段と、
を備えることを特徴とする血液成分測定装置。