JP4565418B2 - パルスフォトメトリープローブ - Google Patents

Description

この発明は、パルスフォトメトリー方式により脈波や血中吸光物質を測定するためのパルスフォトメトリープローブに関するものである。

従来、この種のプローブローブは、長尺の装着体とセンサ保持部材に、受光素子と発光素子とを生体に装着した状態において対向するように配置して設けている。使用状態では、センサ保持部材を折り曲げ、更には指などの生体に巻回して装着するものである（特許文献１の図１、図２、特許文献２の図４参照）。

しかしながら、上記のものにあってはセンサ保持部材や装着体などが受光素子と発光素子とを保護する必要があり、ある程度の剛性があり、綺麗に生体にフィットし難く、図６に示すような隙間ができることがある。この隙間から外乱光が入り込み受光素子により検出されると、誤測定が起こることになる。
特開２００４−４９５７９５号公報 特開２００３−２２５２１５号公報

また、センサ保持部材や装着体などに配置されているコードにおいてもある程度の剛性があり、センサ保持部材や装着体などと同様にプローブが生体に綺麗にフィットする妨げとなっていた。例えば、プローブの幅狭側縁に概ね直交する方向からケーブルが延び、ケーブル内の二本のリード線が基部から別れて発光素子及び受光素子に接続される構成においては、基部から遠い方の素子までリード線が殆ど湾曲しないで延びるように設けられる。このため、指などの生体に装着する場合に生体にフィットする形状となる変形の妨げとなるものであった。

本発明は上記のような従来のパルスフォトメトリープローブにおける問題点を解決せんとしてなされたもので、その目的は、生体に装着した場合に綺麗にフィットし、外乱光の入り込みを抑えて適切な生体信号測定を可能とするパルスフォトメトリープローブを提供することである。

本発明に係るパルスフォトメトリープローブは、生体に装着された状態において生体組織に向けて光を射出するための発光部と、前記生体組織を介して到来する前記発光部の射出光を受光する受光部と、前記発光部の光射出側面及び前記受光部の光受側面に位置し、生体組織に接する表面シートと、前記発光部の非光射出側面及び前記受光部の非光受側面に位置し、前記発光部と前記受光部の距離方向に伸縮可能とするスリットが形成され、前記発光部及び前記受光部を保護する保護シートと、前記表面シート及び前記保護シートを覆う第１のシートと、前記発光部若しくは前記受光部のいずれか一方に到る第１のリード線と、生体に装着された際に、前記第１のリード線と束ねられる基部から前記受光部若しくは前記発光部のいずれか他方まで到る適正長となる少なくとも一つ以上の弛み部を有する第２のリード線とを具備することを特徴とする。

本発明に係るパルスフォトメトリープローブでは、前記スリットは、保護シートを貫通して切り込まれた全抜きにて形成されるか、保護シートの途中まで切り込み貫通させない半抜きにて形成されることを特徴とする

本発明に係るパルスフォトメトリープローブでは、前記基部は前記保護シート若しくは前記第１のシートの少なくともいずれか一方に覆われることを特徴とする。

本発明に係るパルスフォトメトリープローブでは、前記第２のリード線は、前記発光部と前記受光部の距離方向に対して、前記基部から３０度以上の角度により前記受光部方向に延びていることを特徴とする。

本発明に係るパルスフォトメトリープローブでは、前記受光部の光受側面に対応する前記表面シートには、光量調整部が設けられていることを特徴とする。

本発明に係るパルスフォトメトリープローブでは、前記表面シートより更に生体組織側に位置し、生体組織に接する第２のシートを具備することを特徴とする。

本発明に係るパルスフォトメトリープローブでは、前記受光部の光受側面に対応する前記第２のシートには、光量調整部が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、発光部及び受光部を保護する保護シートにおいては、上記発光部と上記受光部の距離方向に伸縮可能とするスリットが形成されているため、パルスフォトメトリープローブを生体に装着する際に保護シートが伸び、指などに隙間なく装着させることができる。また、第１のリード線と束ねられる基部から上記受光部まで到る適正長となる弛み部を有する第２のリード線を備えているので、パルスフォトメトリープローブを生体に装着すると、上記第２のリード線が適正長となって基部から上記受光部まで伸びた状態となり、装着時に上記第２のリード線に引っ張られることを防ぎ、指などに隙間なく綺麗に装着させることができる。

また、本発明に係るパルスフォトメトリープローブでは、受光部の光受側面に対応する第２のシートに、光量調整部が設けられているので、光量調整部を硬質のプレートにより作成する場合に比べてこの光量調整部が第２のシートとして指などの生体に隙間なく綺麗に装着する。

特に皮膚が弱く装着部位の細い新生児等に装着する際には、装着が容易になることで必要な力は最小限ですみ、隙間が生じにくく発光部と受光部の対向性が向上するため、測定精度を悪化させない。さらに、装着部とプローブとの接触面積が大きくなることで、体動時のズレや外れを防ぐ効果もある。

以下、添付図面を参照して本発明に係るパルスフォトメトリープローブの実施例を説明する。各図において同一の構成要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。実施例に係るパルスフォトメトリープローブ１０は、図１に示される通り、発光部２１と受光部２２と、第２のシート１１、第１のシート１２、保護シート３０及び表面シート４０を主な構成要素としている。このパルスフォトメトリープローブの組立て完了状態におけるＡ−Ａ断面図は、図２に示すようである。

第２のシート１１は長尺状の例えば不織布により構成され、発光部２１の光射出側面及び受光部２２の光受側面に位置し、生体組織に接するシートであり、生体接触面１３は粘着樹脂層となっている。パルスフォトメトリープローブを使用する前の生体接触面１３には、剥離の際にツマミとなる把持部５１を有する剥離シート５０が貼着されている。把持部５１を除く剥離シート５０の面積は、第２のシート１１の面積に等しい。

第１のシート１２も長尺状の例えば不織布により構成され、発光部２１及び受光部２２を挟んで上記第２のシート１１と対向した位置に設けられる。第１のシート１２の、発光部２１及び受光部２２に対向する面は、粘着樹脂層面１４となっている。

表面シート４０は、発光部２１の光射出側面及び受光部２２の光受側面に触れ、これらのカバーとなるシートであり、例えば両面に粘着樹脂層を有する樹脂シートにより構成される。表面シート４０には、発光部２１から射出された光を通過させる穴４１が形成され、また、装着時の生体組織を介して到来する上記発光部２１の射出光を通過させる穴４２が形成されている。

保護シート３０は、第１のシート１２と上記発光部２１及び上記受光部２２により挟まれ、上記発光部２１及び上記受光部２２を保護する保護シートであり、例えば表面シート４０よりやや厚く、かつ両面に粘着樹脂層を有する樹脂シートにより構成される。両面に粘着樹脂層を有する二種類のシートを二重にしたシートであっても良く、一種類は両面に粘着樹脂層を有する不織布であっても良い。保護シート３０における、発光部２１と受光部２２が位置する間の部分には、スリット３１が形成されている。このスリット３１は、発光部２１と受光部２２の距離方向に保護シート３０を伸縮可能とする方向に切込線３２が形成されているものであり、ここでは図３に示すように、長尺な辺３３と直交する方向に切込線３２が延びている。なお、切込線３２は図３（ｂ）に示すように、短尺な辺３５の６０％程度の長さを有してもよい。上記スリット３１は、保護シート３０を貫いて切り込まれた全抜きにて形成されるか、保護シート３０の途中まで切り込み貫通させない半抜きにて形成される。

発光部２１は、生体に装着された状態において生体組織に向けて光を射出するものであり、ＬＥＤを備えて構成される。受光部２２は、生体組織を介して到来する上記発光部２１の射出光を受光するものであり、受光素子を備えて構成される。

発光部２１にはリード線（第１のリード線）２３が接続され、電力供給を行うように構成され、受光部２２にはリード線（第２のリード線）２４が接続され、生体組織を介して到来する上記発光部２１の射出光を受光して光電変換された信号を取り出し可能に構成されている。リード線２３とリード線２４とは、例えば発光部２１の近傍において一束のリード線２５にまとめられている。

一束のリード線２５にまとめられた部分を基部２６とすると、第２のリード線２４は基部２６から受光部２２まで到る適正長となる弛み部Ｆを有する。また、別言すると、第２のリード線２４は、図４に示すように、上記発光部２１と上記受光部２２の距離方向Ｌに対して、上記基部２６から３０度以上の角度θにより上記受光部２２方向に延びている。

また、第２のシート１１において、表面シート４０の光受側面に対応する領域には、光量調整部１５が設けられている。この光量調整部１５は、例えば青色による印刷(例えばシルク印刷)により生体接触面１３の裏面である内側面１６に施される。光量調整部１５において、表面シート４０の穴４２に対応する位置では、穴４２と同じ形状の範囲の印刷はなされていない。

図１における図１（ｂ）は、第２のシート１１を備えない構成のパルスフォトメトリープローブ１０Ａを示したものである。このパルスフォトメトリープローブ１０Ａにおいては、表面シート４０における図１（ｂ）の状態における裏面側が粘着樹脂層となっており、この粘着樹脂層と第１のシート１２の粘着樹脂層１４の一部が、生体組織に接する機能を有する。また、光量調整部１５も、このパルスフォトメトリープローブ１０Ａに備えられていないが、表面シート４０における受講部２２の光受側面に対応する部分（領域）に光量調整部を設けることができる。

発光部２１と受光部２２とは、保護シート３０及び表面シート４０に対し適切な位置に位置決めされて重ねられて、保護シートの粘着剤もしくは表面シートの粘着剤などにより位置ずれを生じないように固定される。この固定された発光部２１、受光部２２、保護シート３０及び表面シート４０を含む測定部６０は、第２のシート１１と第１のシート１２の間の所定位置に、位置決めされて重ねられて、保護シートの粘着剤もしくは表面シートの粘着剤などにより位置ずれを生じないように固定される。測定部６０は、図５に示されるように他の部位に比べてやや厚みを有する。

以上の通りに構成されたパルスフォトメトリープローブ１０を使用する際には、図５に示されるように剥離シート５０を剥がして、発光部２１の光射出側面が指における爪の生え際付近に位置するように第２のシート１１を貼り付け、測定部６０を指に巻き付ける。また、被験者によっては測定部６０を足の甲や足の趾など被験者の一部に巻き付けてもよい。このとき、受光部２２の光受側面が指を介して上記発光部２１の光射出側面と対向する位置に貼り付けられる。更に、パルスフォトメトリープローブ１０の測定部６０が存在しない部分の第２のシート１１を貼り付け、測定の準備が完了する。

リード線２５の一端には、図５に示すコネクタ６１が設けられており、このコネクタ６１を、パルスフォトメトリー方式により脈波や血中吸光物質を測定する測定装置に接続して必要な測定が行われる。

図６（ａ）〜図６（ｃ）に、従来のパルスフォトメトリープローブを６φ、８φ、１０φの棒７０に巻いた状態の端面方向から見た図を示し、図７（ａ）〜図７（ｃ）に、本願の実施例に係るパルスフォトメトリープローブ１０を６φ、８φ、１０φの棒７０に巻いた状態の端面方向から見た図を示す。本願発明の実施例では、発光部２１と受光部２２の平面形状が図４に示されるように縦長の長方形であるのに対し、従来のパルスフォトメトリープローブでは、発光部と受光部の平面形状が横長の長方形であることも影響して、発光部のブロックＢ１、発光部と受光部をつなぐケーブルのブロックＢ２、受光部のブロックＢ３に別れて、棒７０を三角形が取り囲む如き状態を呈して隙間が生じ、隙間から外乱光が入り込み受光素子により検出されると、誤測定が起こるなどの事態を想起させるものである。

これに対し、本願発明の実施例では、発光部２１と受光部２２の平面形状が図４に示されるように縦長の長方形であり、保護シート３０のスリット３１によるきめ細かい湾曲を許容する作用、また、第２のリード線２４が基部２６から受光部２２まで到る適正長となる弛み部Ｆを有する点によって、図７（ａ）〜図７（ｃ）に示すように棒７０に綺麗に巻き付いており、隙間が生じる事態を防止でき、隙間から外乱光による誤測定などを防ぐことができる。

上記実施例において、第１のリード線２３と第２のリード線２４とは同じ側から発光部２１と受光部２２に接続された構成を備えているが、図８に示すように、第１のリード線２３が図８の下側から発光部２１に接続される一方、第２のリード線２４が図８の上側から受光部２２に接続される構成を採用することもできる。この構成においても、第２のリード線２４は基部２６から受光部２２まで到る適正長となる弛み部Ｆを有する。また、第２のリード線２４は、上記発光部２１と上記受光部２２の距離方向Ｌに対して、上記基部２６から３０度以上の角度θにより上記受光部２２の方向に延びている。

また、光量調整部１５は、例えば青色による印刷により全てが構成されていたが、光量調整部を図９に示すように、穴８１が穿設された青色の幅狭のプレート８０と、シート１１における青色印刷部８５、８６により構成することもできる。この構成では、プレート８０を第２のシート１１における、受光部２２の光受側面に対応する領域に載置したときに、プレート８０の両側に青色印刷部８５、８６が位置し、プレート８０と青色印刷部８５、８６による領域位置と面積が図１の光量調整部１５の領域位置と面積に等しく構成されている。

上記図９の構成によっても、光量調整部を構成するプレート８０が幅狭であり、青色印刷部８５、８６は第２のシート１１にあり、生体への装着の際に折れ曲り難い部分による平板状部位が殆ど生じることなく、生体に綺麗に巻き付くので、隙間が生じる事態を防止できる。

本発明に係るパルスフォトメトリープローブの実施例の組立斜視図。 組立後の図１のパルスフォトメトリープローブの実施例のＡ−Ａ断面図。 本発明に係るパルスフォトメトリープローブの実施例における保護シートが露出する状態を示した平面図。 本発明に係るパルスフォトメトリープローブの実施例における弛み部を有する第２のリード線が露出する状態を示した平面図。 本発明に係るパルスフォトメトリープローブの実施例を指に装着する状態を示した斜視図。 従来のパルスフォトメトリープローブを径の異なる三種の棒に巻き付けた状態の平面図。 本発明に係るパルスフォトメトリープローブの実施例を径の異なる三種の棒に巻き付けた状態の平面図。 図４の弛み部を有する第２のリード線部分を変更した構成を示す平面図。 図１の実施例における光量調整部の構成を変更したパルスフォトメトリープローブの実施例の組立斜視図。

符号の説明

１０ パルスフォトメトリープローブ
１１ 第２のシート
１２ 第１のシート
１３ 生体接触面
１４ 粘着樹脂層面
１５ 光量調整部
２１ 発光部
２２ 受光部
２３ 第１のリード線
２４ 第２のリード線
２６ 基部
３０ 保護シート
３１ スリット
４０ 表面シート
５０ 剥離シート
６０ 測定部

Claims (7)

1. 生体に装着された状態において生体組織に向けて光を射出するための発光部と、
   前記生体組織を介して到来する前記発光部の射出光を受光する受光部と、
   前記発光部の光射出側面及び前記受光部の光受側面に位置し、生体組織に接する表面シートと、
   前記発光部の非光射出側面及び前記受光部の非光受側面に位置し、前記発光部と前記受光部の距離方向に伸縮可能とするスリットが形成され、前記発光部及び前記受光部を保護する保護シートと、
   前記表面シート及び前記保護シートを覆う第１のシートと、
   前記発光部若しくは前記受光部のいずれか一方に到る第１のリード線と、
   生体に装着された際に、前記第１のリード線と束ねられる基部から前記受光部若しくは前記発光部のいずれか他方まで到る適正長となる少なくとも一つ以上の弛み部を有する第２のリード線と
   を具備することを特徴とするパルスフォトメトリープローブ。
2. 前記スリットは、保護シートを貫通して切り込まれた全抜きにて形成されるか、保護シートの途中まで切り込み貫通させない半抜きにて形成されることを特徴とする請求項１に記載のパルスフォトメトリープローブ。
3. 前記基部は前記保護シート若しくは前記第１のシートの少なくともいずれか一方に覆われることを特徴とする請求項１または２に記載のパルスフォトメトリープローブ。
4. 前記第２のリード線は、前記発光部と前記受光部の距離方向に対して、前記基部から３０度以上の角度により前記受光部方向に延びていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のパルスフォトメトリープローブ。
5. 前記受光部の光受側面に対応する前記表面シートには、光量調整部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のパルスフォトメトリープローブ。
6. 前記表面シートより更に生体組織側に位置し、生体組織に接する第２のシートを
   具備することを特徴とする請求項１乃至４に記載のパルスフォトメトリープローブ。
7. 前記受光部の光受側面に対応する前記第２のシートには、光量調整部が設けられていることを特徴とする請求項６に記載のパルスフォトメトリープローブ。

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