JP3329453B2 - 指受け装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 発明の技術分野 この発明は、血液の種々の成分の濃度を決定する為の
非侵入型モニタ装置とともに使用される指受け装置に関
係している。

従来技術の記載 指を受け入れる為の細長い形状を有した指受け装置が
従来から知られている。

しかしながら従来の指受け装置は、使用者の種々の形
態の為に正確で一貫した結果を得るには十分でなかっ
た。

さらに従来の指受け装置は、外部光や脈搏や測定中に
おける指の動きや通路の長さや指の種々の寸法や指の中
における血液濃度の不十分さや指の種々の色といった種
々の要因の中の１つまたはそれ以上を原因として結果が
不安定になる。

発明の概要 非侵入型モニタ装置とともに使用される指受け装置
は、指を受け入れられる寸法の細長い溝を含む基台と；
この細長い溝の一端にあり、それを通って指がこの指受
け装置に受け入れられる開口と；上記細長い溝の長手方
向に沿って延出している２つの側面と、この２つの側面
の内の一方の側面にある光通路入口と、この２つの側面
の内の他方の側面にある光通路出口と；指が上記細長い
溝中に適切に配置されたことを検出する検出手段と；を
備えている。上記光通路入口を通過した光の少なくとも
幾つかは上記光通路出口で受け入れられる。上記細長い
溝は、上記光通路入口と上記光通路出口の間に位置して
いて指が上記細長い溝中に適切に挿入されたときにこの
指によって満たされる領域を有している。指が上記領域
を満たしている間に上記光通路入口からの光は上記領域
を満たしている指を通過して上記光通路出口に到達す
る。

図面の簡単な説明 図において： 図１は、指受け装置が非侵入型モニタ装置とともに使
用されている光学システムを概略的に示す図； 図２は、指受け装置の一実施例の斜視図； 図３は、図２の指受け装置の正面図； 図４は、プランジャが休止位置にある状態の指受け装
置の上面図； 図５は、指が細長い溝に挿入されてプランジャが押圧
されている状態の指受け装置の上面図； 図６は、指受け装置の細長い溝の断面図； 図７は、細長い溝が空であり中密度フィルタが光通路
出口に配置されている状態の指受け装置の正面図； 図８は、焦点レンズとその操作装置とが休止位置にあ
る状態の指受け装置の側面図； 図９は、指が細長い溝に挿入されていて焦点レンズが
指上に光の焦点位置合わせをする光通路入口における位
置に配置されている状態の指受け装置の正面図；そし
て、 図10は、休止位置にある中密度フィルタの側面図であ
る。

好適な実施例の記載 図１において、指２は指受け装置４中に配置されてい
る。光源、好ましくはポリクロマチック（polychromati
c）光源、８からの光６はコリメーティング（collimati
ng）レンズ10を通過し、次に走査焦点レンズ12を通過し
て指受け装置４中の光通路入口14中に入射する。光６は
指２を通過し、光通路出口16を介して指受け装置４から
出射する。走査焦点レンズ12は光通路入口14に光６を焦
点合わせする。光通路出口16からの光18は拡散されてい
て、この光18の一部が焦点レンズ20に入射する。焦点レ
ンズ20に入射した光22は隔壁26のスリット24に焦点を合
わせられる。スリット24からの光22はコリメーティング
（collimating）レンズ28を通過し格子30に入射する。
格子30を通過した光22は検知焦点レンズ32を通過し、検
知焦点レンズ32は光22を線状フォトダイオード配列34上
に焦点合わせする。線状フォトダイオード配列34は印刷
配線板36に連結されており、印刷配線板36は光が指を通
過した時の光強度の差異から得られるデータを処理す
る。

なお非侵入型モニタ装置については、本願で特許請求
されている発明が指受け装置であるので、詳細には説明
しない。指受け装置は種々の非侵入型モニタ装置ととも
に使用することが出来、このような非侵入型モニタ装置
の１つは1989年６月７日に米国特許商標庁に提出された
米国特許出願番号第07/362,342号中に詳細に記載されて
いる。

走査焦点レンズ12は操作部材40により軸38上に設けら
れている。軸38はモータ（図１には示されていない）の
操作により自身の長手方向中心線の回りのいずれの方向
にも回転可能であり、この結果として走査焦点レンズ12
は指及び参照測定の為の光通路に出没する。指が指受け
装置４中にある間には、走査焦点レンズ12は光通路中に
移動し、走査モータ（図１では示されていない）が走査
焦点レンズ12を光通路入口14に対して前後させる。中密
度フィルタ42が支持部材44を介して上述したのと同じ軸
38に設けられている。モニタ装置の参照測定を行う時に
は、指受け装置中に指はおかず、モータ（図１では示さ
れていない）が軸38を回転させて中密度フィルタ42を光
通路出口16に対して直線状に配置させ、走査焦点レンズ
12は光通路入口14から遠ざけられる。

図２及び図３には、指受け装置４の斜視図と正面図と
が示されている。指受け装置４は指２を受け入れるよう
形作られた細長い溝48を含む基台46を有している。細長
い溝48は口50と２つの側面を有しており、一方の側面に
は光通路入口52が設けられ他方の側面には光通路出口54
が設けられている。光通路入口52と光通路出口54は、光
通路入口52を通過した光の少なくとも幾つかが光通路出
口54で受け入れられるように寸法及び位置が決定されて
いる。光通路入口52は円形状をし、光通路出口54は指２
に対して平行な方向に長軸が配置されている楕円形状を
しており、この結果として光通路出口54は光通路入口52
を光をより多くの量受け入れることが出来る。入口通路
55は細長い溝48に向かい収斂される円形状横断面を有し
ている。出口通路56は光通路出口54から延出し平行な両
側面を有している。

ねじりばね57は棒58により支持された一端を有してお
り、ねじりばね57の他端は操作部材59に引っ掛けられて
いる。ねじりばね57は小ブロック53により支持されてい
る小さな軸の回りに巻かれている。操作部材59はローラ
60を支持していて、ローラ60は操作部材59上に回転自在
に設けられている。ねじりばね57は特定の寸法範囲内の
使用者の指に一定の圧力を創出する。ローラ60は指２が
細長い溝48中に長手方向に沿い挿入された時に指２に沿
い回転するよう方向づけられ、また配置されている。ロ
ーラ60は指２に軽い圧力を負荷し指２を細長い溝48の底
に押し付ける。またローラ60により負荷されるこの圧力
は指２中の血液を光通路入口52と光通路出口54との間に
横たわっている指２の組織に集中させ、これにより指２
の検査される部分における血液の量を増加させる。

図３では、細長い溝48が比較的急な一側面62となだら
かな他方の側面64とを有していること見ることが出来
る。急な一側面62は光通路入口52に入射した光が指２に
対して90度に近い角度で交差することを許容する。光通
路入口52を光通路に対して出来る限り90度に近づけるこ
とは体の一部の表面による光の吸収を最大にすると同時
に光の反射を最小にするので好ましい。なだらかな他方
の側面64は細長い溝48が種々の寸法の指２をより良く受
け入れることを許容する。入口通路55は入口通路55が比
較的急な一側面62に接近するにつれて収斂するようなテ
ーパ形状であることを見ることが出来る。出口通路56は
なだらかな他方の側面64から延出しているが拡散も収斂
もしていない。

図４及び図５では、細長い溝48中に摺動自在に設けら
れているプランジャ66を露出させる為にローラ60とねじ
りばね57とが取り除かれている。ばね68がプランジャ66
と細長い溝48の内端を横切って設けられている板70との
間に配置されている。ばね68は、プランジャ66が図４に
示された休止位置にある時にプランジャ66を外方に口50
に向かい付勢している。

図５に示す如く、指２が口50を介して細長い溝48中に
挿入された時には、プランジャ66は内方に押され、その
結果としてばね68が圧縮されプランジャ66上の突起72が
基台46の上面に設けられているマイクロスイッチ74を起
動させる。マイクロスィッチ74は非侵入型モニタ装置を
起動させるよう連結されていて、これにより光源を起動
させて光に指２を通過させることにより光の強度におけ
る変化を測定させる。測定を確実にする為に、測定中は
マイクロスイッチ74はマイクロスイッチ74が閉成されて
いて指が取り除かれていないことをソフトウエアにより
監視されている。ばね68は、細長い溝48の内端を横切っ
ている支持板78中の開口76中に配置されている。

細長い溝48の口50は開口107を含む発泡プラスチック
カラー106により囲まれている。開口107は細長い溝48に
対して一直線状に配置されていて、その結果、指２が開
口107に挿入された時に発泡プラスチックカラー106は指
２の周囲に密封部材を構成し外部の光が細長い溝48中に
入射することを防止する。外部の光が光源の領域に侵入
することを遮蔽部材104が阻止している。さらに、床102
は、指２が細長い溝48中に挿入された時に使用者の手を
支持するよう配置された４角い板である。床102は細長
い溝48に対して90度の角度で位置しているが、例えば30
度の如きより小さな角度に位置するよう設けることも出
来る。

入口通路55（点線で示されている）は比較的急な一側
面62に収斂するよう段が収束されている。出口通路56
は、比較的急な一側面62における光通路入口52の両側面
よりも水平方向においてさらに離間している平行な両側
面を有している。光通路入口52及び光通路出口54の実際
の断面は図５には示されておらず、図２に示されてい
る。プランジャ66が図４に示されている休止位置にある
時に光通路入口52を光通路出口54に連結させる為に、プ
ランジャ66はその中に開口84（点線で示されている）を
有している。このようにして、非侵入型モニタ装置が図
１に示された中密度フィルタ42を使用して調整される時
には、光が光源から入口通路55,プランジャ66,光通路出
口54,そして出口通路56を介して中密度フィルタ42（図
４及び図５には示されていない）中に入射することが出
来る。プランジャ66は使用者の指の爪を受け入れる為の
切り欠き部を有している。

図６では、指２が細長い溝48の基台４によりどのよう
にして細長い溝48の形状に形を変えられ、その結果とし
てて光通路入口52と光通路出口54との間の指２の領域が
光通路入口52と光通路出口54との間を延出している細長
い溝48の内表面86により規定されることを見ることが出
来る。このようにして、指２を通過して光通路入口52か
ら光通路出口54へと至る光通路の長さは使用者の指の寸
法や形状が異なっていても一定である。さらに、指の骨
88の輪郭が示されていて、指の骨88は指２を通過して光
通路入口52から光通路出口54へと至る光通路の上方に位
置していることを見ることが出来る。光は指２の肉部を
介して光通路入口52から光通路出口54へと向かうことが
出来る。

図7,8,9,及び10には、走査焦点レンズ12と中密度フィ
ルタ42の操作が図１において示されているよりも詳細に
示されている。走査焦点レンズ12は軸38に取り付けられ
ている操作部材40に取り付けられている。軸38は細長い
溝48に対して平行に基台46中を延出している。出口通路
56の近傍の軸38の一端で支持部材44が軸38に取り付けら
れている。中密度フィルタ42が支持部材44上に設けられ
ている。電気モータ108は位置決め円板110が固定されて
いる軸109を有している。位置決め円板110は位置決め円
板110から支持部材44の細長孔114中に延出したピン112
を含んでいる。支持部材44は線116に沿って切断され折
曲線118に沿って折り曲げられていて、この結果として
中密度フィルタ42は出口通路56に対してある角度で設置
されている。このようにして、出口通路56から延出して
いる光は中密度フィルタ42により出口通路56中へと反射
され戻されることは全くない。電気モータ108が軸109を
回転させると位置決め円板110もまた回転し、ピン112は
細長孔114中を移動して支持部材44を軸38上の枢動点の
回りに回転させ、中密度フィルタ42を図10に示されてい
る休止位置から中密度フィルタ42が出口通路56と一直線
状に配置される動作位置へと、または上記動作位置から
上記休止位置へと移動させる。支持部材44が回転すると
軸38もまた回転し、ひいては操作部材40も軸38上の枢動
点の回りに回転する。操作部材40が回転した時、走査焦
点レンズ12は図８に示された休止位置から走査焦点レン
ズ12が入口通路55と一直線状に配置される動作位置へと
移動する。これが行われた時には、走査焦点レンズ12を
支持している操作部材40の下縁120が偏心カム122上に載
置される。偏心カム122は走査モータ126の軸124上に設
置されている。走査焦点レンズ12が概略的に入口通路55
と一直線状に配置された時に、走査モータ126は偏心カ
ム122を回転させるよう動作される。偏心カム122の回転
は入口通路55に対して走査焦点レンズ12を小さな円弧を
描くよう一定に移動させる。従って、指２が細長い溝48
中に挿入され走査モータ126が動作された時には、走査
焦点レンズ12は連続して移動し入口通路55に入射した光
を指２に対して連続的に移動させる。

非侵入型モニタ装置は、体のある部分を通過した近赤
外線放射の吸収率を測定することを基礎にしている。ビ
エール−ランバート法（Beer−Lambert law）に従え
ば、成分の濃度は比例の定数（吸光率），光通路の長
さ，そして吸収率（Log［1/T］，ここでＴは透光率、即
ち母材料を通過した所定波長の光の比率）に比例する。
幾つかが光通路の長さの為に制御される多数の所定波長
における吸収率を測定することにより、所定の成分の濃
度を計算することが出来る。

この吸収率の測定を行う方法は幾つかあり、そしてこ
の発明を限定することがない２つの方法は以下のようで
ある。

（１）走査モノクロメータ（scanning monochromator）
からの光を使用し、それに体の選定した部分を通過さ
せ、通過した光をシリコン検知装置上に収集する。第２
の測定は体の一部が無い時に伝達された光の測定を含ん
でいる。これら２つの測定から、透光率、ひいては吸収
率、を計算することが出来る。

（２）ポリクロマチック（polychromatic）光源を使用
し、それに測定対象の体の部分を通過させ、通過した光
を収集し、平行にして回折格子上に向かわせ光の相互に
異なった波長を線状配列検知器上に焦点合わせする。線
状配列検知器の個々の要素は波長の狭い帯域の間の光の
強度を測定する。体の一部が無い時の同様な測定（参照
走査）が次に個々の要素の為の透過率の計算を許容す
る。線状配列検知器の種々の要素がわずかに異なった暗
漏れ電流を有しているので、暗電流を記録し透光率及び
吸収率を計算する以前にサンプル走査と参照走査の両者
から暗電流を差し引く必要がある。

吸収率測定に関しては、多数の観察を行うことが出来
る。

第１には、既に記した如く、特定の波長での特定の成
分の為の光の吸収率はその波長及び有効光通路長さにお
ける上記成分の為の吸光係数の関数である。

第２には、有効光通路長さは実際の光通路長さと散乱
の組み合わせにより決定される。

第３には、波長が増大するにつれ吸光係数も増大する
傾向があり、時には数単位の強度（orders of magni−t
ude）である。波長の増大の結果は、使用可能な範囲
（例えば、0.2〜2.3 OD）中の標準計測の為の吸収率測
定を保持する為に有効光通路長さを減少させて補償しな
ければならない。

第４には、略1600nmを超える波長において水の為の吸
光係数が適切な光通路長さを非散乱媒体中で略1mmにま
で減少させてしまう。ヴィーヴォ（vivo）測定において
最も役立つ場所が１または2mmを超える組織の厚さを有
しているので、これらの場合における、そしてこれらの
波長の為の吸収率測定は反射率測定に限定される。反射
率測定において組織透過深さは光通路長さの略1/2であ
ることを思い出さなければならない。これは以下に記す
如きより長い波長の使用の為の問題を提供する。

上述した如きポリクロマチック（polychromatic）光
源を使用する方法は、線状配列検知器の単一の高速走査
が使用者に同時に全ての波長に渡るデータの収集を許容
するので好ましい方法である。モノクロメータ（monoch
romator）は使用者に走査速度，検知器の積分時間，そ
して走査された波長工程の数により決定された速度で連
続的にデータを収集することを許容するだけである。例
えば、典型的なモノクロメータは680から1150nmの走査
を行うのに500msecを費やす。ダイオード配列の為に
は、全ての要素（680乃至1150）の走査は5msecを取るこ
とが出来る。もしも心臓からの圧力波（略100msec）が
データ獲得時の間に効果的な光通路長さ、ひいては吸収
率、を増大させるのであれば、全ての波長は等しく影響
を受ける。モノクロメータ（monochromator）の為に心
臓からの圧力波は圧力波の発生の間に測定された波長の
為の光通路長さ、ひいては吸収率、を選択的に増大させ
る。

ここで議論した測定が行われる体の部位は複数ある。
透過率の為にこれらに含まれるものは、指，唇，耳た
ぶ，腰の皮膚のひとつまみ，親指と人指し指の間のひだ
である。反射率の為には、実質的にいずれの皮膚表面も
使用することが出来る。適切な光通路長さの問題は反射
率及び透過率の両者の為に重要である。反射率の場合に
おいては、散乱光の幾つかが反射して結局の所は検知器
に向かい戻される。幾つかの場合には、短い光通路長さ
を覆った後に光を反射して検知器に向かい戻す高反射表
面（例えば、頭蓋骨の骨膜）を有している１つまたはそ
れ以上の構造がある。吸収率における大きな変化を測定
する為に、光が検知器において測定される以前に組織を
通過する十分な光通路長さがなければならない。

同様な方法で、透過率の為に、体の一部は役立つ吸収
率の値を創出するよう十分な光通路長さを有していなけ
ればならない。

吸収率を測定する為に使用される方法にもかかわら
ず、検知器は固有の制限を有している。700nmから1200n
mまでの波長領域においては、シリコン検知器が典型的
に使用される。

これらの検知器の性能は通常略750nmの為に最適化さ
れている。このことは、全ての波長において均一な強度
を有しているハイポセチカル（hypothetical）光源の為
に、出力の頂きは750nmであることを意味している。110
0nmの領域におけるより長い波長の為には、反応は750nm
における反応の略３パーセントまで低下する。より短い
波長の為には、略３パーセントに対応した同様の減少が
300nmで生じる。検知器の上限と下弦における反応の低
下は、これらの領域における吸収率の測定は雑音が多
い、即ち測定の誤りが増大されている、ことを意味して
いる。この出願においては吸収率がより長い波長で測定
される必要があるので、吸収率のより良い見積もりを得
る為には幾つかの走査の結果を平均化する必要がある。

体に入った光は散乱され、そして出射したその光は実
質的に全ての方向に放射される。この光の散乱は、光の
制限された比率が光が体の一部から出る地点に配置され
たレンズ系により捕らえることが出来ることを意味して
いる。さらには、ダイオード配列上への回折の為に獲得
された光は平行にされなければならず、これはさらに装
置が獲得可能な役立つ光を減少させる。この結果とし
て、ダイオード配列上へ落射される光を測定するには、
略200ミリセコンドの期間だけ光を積分する必要があ
る。この期間は、透過した光を測定する為に役立つ量の
光を創出する。参照走査の間に配列または検知器が飽和
するのを防止する為には、参照光束の通路中に中密度フ
ィルターを配置することが必要である。吸収率は通常の
方法で表現出来、そして所定の波長における中密度フィ
ルターの定数ODを計算された吸収率に加えることにより
吸収率及び散乱の両者による全体の有効光学密度を指示
することが出来る。

組織界面の設計中には幾つかの目的があり： （１）読み出しの変化を最小にするとともに再現性を最
大にすること； （２）所望の体の組織を光に通過させること； （３）光通路長さを最適にするとともに対象物間におけ
る光通路長さの変化を最小にすること；そして、 （４）測定の為の光の透過出力を最大にすることであ
る。

光が組織に入る地点で吸収は始まる。透過率の場合に
は、光が組織を通過することにより、光通路長さが増加
するにつれて光はより多く吸収される。より詳細には、
光通路長さがあまりにも大きいと、測定の為には非常に
微量の光しか出ず、そして吸収率の計算は外乱の為に大
変な誤りにさらされる。

光が向けられた組織の構造は測定された波長における
光の吸収率を決定する。詳細には、もしも測定される組
織の構造が血液中であるならば、皮膚に横たわった毛細
血管層に光を通過させることが好ましい。これと同じ理
由で、脂肪の多いまたは結合組織の層はこれらの組織に
おいて吸収率が最小にされるので避けなければならな
い。指先は上述した理由の為に選択された体の一部であ
る。

入口52の形状は円形であり、そして推薦される寸法は
直径4mmである。出口において光は光通路から最大60度
のまでの全ての方向に略均等に散乱される。光が平行に
されることにより、光学系と一直線上に放射された出射
光のみが使用されることにより出口開口の平面は決定的
であることがより少なくなり光学的中心軸に対して45度
と90度の間の角度で配置される。出口54の為の推薦され
る寸法は短軸側が4mmであり、光が収集される面積を増
大させる為に指と平行な長軸側は10mmである。

指の理想的な位置決めの下では、種々の使用者に対し
ても光通路長さは一定である。とはいうものの実際に
は、指の位置決めにより、種々の使用者の間で光通路長
さにおける変動が見られる。吸収率を出来る限り一定に
することを確実にするには、異なった個人の間でも同じ
位置における再現性のある機会で出来る限り一定に指が
置かれるよう指受け器は設計される。指受け器における
配置のこのような再現性は指の長さに沿った位置ばかり
でなく、指の側方における細長い溝中の光通路入口およ
び光通路出口の配置にも適用される。指の配置のこの様
な再現性は、中指が指受け器に直角に挿入されるよう手
の位置づけがされている間に手の平が載置される表面を
創出することにより最も良好に達成される。指が細長い
溝中に十分に挿入された時には、ローラが指の第１関節
上に圧力を負荷する。

理想的な状況の下でさえ、光通路長さは使用者の心臓
の鼓動に対応した個々の圧力波により増大される。

好ましくは、手は指受け器の角度から略30度の角度で
ある棚上に置かれる。指が挿入された時には、不透明な
布により形成されていることが好ましい覆いが測定中に
手と指を覆う。

異なった寸法の指の為に指上に一定の圧力を維持する
よう一定のねじりばねが使用されていることが好まし
い。板ばねもまた使用することが出来るが、指に負荷さ
れた圧力は指の寸法により変化される、 指の第１関節上に押しつけられているローラと細長い
溝の形状との組み合わせは指を細長い溝の形状にする。

特定の波長における多数の測定の平均化は外乱を最小
にし、平均化の為に選定された特定の波長における吸収
率の真の値のより良い推測を与える。同じ平均化の手法
は、指の載置と形状の変動の影響を平均化することによ
り特定の波長の為の指の真の吸収率のより良い推定を得
る為にも使用することが出来る。この平均化を達成する
為に使用される２つの方法がある。

１つの手法は指を光通路中に繰り返し載置し、その度
に測定を行うことである。もちろんこの手法は時間がか
かり被験者が疲労する。第２の手法は指または光通路の
機械的な動きの幾つかの様式を含み、測定中に装置から
指を除去する必要を無くしている。

指の繰り返される移動をまねて光通路に対して被験者
の指を動かすことが出来、結果の平均化を許容する。こ
の工程で重要なことは光通路中における指の配置を出来
る限り機械的にしないことであり、さもなければ平均に
おいて幾つかの機械的な偏りが生じる。動きのランダム
化は指が移動される間の期間をランダムに変更させるこ
とにより達成される。指をこのように動かすには２つの
方法があり： （ａ）測定の間の動き。これは、指を移動させ、次にそ
れを平均吸収率を記録する為に走査し、それを再び移動
し、再び走査し、そしてこの工程を平均化された移動を
得る為に望むだけ頻繁に繰り返すことにより行われ；そ
して、 （ｂ）それはまた、指を連続的に移動させるとともに走
査し、次に同時に移動と走査の両方を平均化してこれに
より必要なデータを求める為に必要とされる時間を減少
させることが出来る。この手法の危険は、走査速度と移
動速度のシンクロ化が平均化された結果に偏重されるこ
とである。

光通路に対する指の動きが光通路の動きと同じなの
で、指の動きの結果もまた光通路を移動させることによ
っても、全体としてまたは部分的に、達成される。実際
には、光を指上に焦点合わせする単一のレンズを使用し
た小さな動きを行なわせるだけで、指の繰り返される移
動に等しい状態で指の位置を平均化出来ることが試験に
よりわかっている。

光通路は指に対して変化させることが出来、その結果
指がどのように配置されたとしても指を通過する光通路
は繰り返される測定の間における変化を減少させるよう
平均化出来る。指に入った光の焦点位置を変化させるこ
とにより光通路を変化させることは好ましい。平行にさ
れた光は光を指の上に焦点合わせするレンズ上に向けら
れ、平行にされた光束中におけるレンズの配置は測定が
行われる時に偏心カムにより変化される。光は指に入る
ことにより散乱される。ある光は吸収され、ある光は散
乱され反射され、そして残りの光が指を通過する。指を
通過した光の一部は光学系により収集され、平行にさ
れ、格子を通過され、線状配列検知器上に焦点合わせさ
れる。指を透過した光を指を照射する為に使用された光
の割合として表現することにより吸収率が計算される。

指が移動されて校正の目的の為に参照光強度の測定が
許容された時には、指受け器に平行にされた光を通過さ
せることが好ましい。参照測定を行う直前に第２のモー
タが走査レンズ12を平行化された光束の外へと移動させ
る。平行化された光束は、光学系に対して一直線状に配
置された指受け器の光通路入口及び光通路出口を通過す
る。指受け器を通過する光は指が除去された時により強
い強度を有するので、参照光束の通路中に中密度フィル
ターを配置して線状配列検知器の飽和を防止する必要が
ある。これは、焦点レンズが光通路から除去されたと同
時に第２のモータを使用して中密度フィルターを出口通
路を僅かに越えた位置に配置させることにより達成され
る。中密度フィルターの減衰が一定であることにより、
吸収率の測定は相対的な項により表現されるか、または
全ての吸収率の数値に定数を加えるにより計算される。

また、２重光束光学系を使用することも出来、参照測
定の実施の目的の為に、指受け器で使用されているもの
と同じ光収集系により光の一部を指受け器の周囲で反射
させることも出来る。光の一部のみが反射されるので、
光の強度は反射された光の量を減少させることにより減
少させることが出来、そして中密度フィルターを削除す
ることが出来る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 カデル、セオドアー・イー カナダ国、エヌ２エル・６シー１、オン タリオ州、ワーテルロー、アパートメン ト 902、シェイクスピアー・ドライブ 200 (72)発明者 マクハッティー、ドナルド・ビー カナダ国、エヌ２エル・４テー２、オン タリオ州、ワーテルロー、セダルベー ル・クレセント 208 審査官 藤原 伸二 (56)参考文献 特開 昭63−192422（ＪＰ，Ａ) 西独国特許出願公開1466900（ＤＥ, Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 5/145

Claims (23)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非侵入型モニタ装置とともに使用される指
   受け装置であり、 指を受け入れられる寸法の細長い溝を含む基台と； この細長い溝の一端にあり、それを通って指がこの指受
   け装置に受け入れられる開口と； 上記細長い溝の長手方向に沿って延出している２つの側
   面と、この２つの側面の内の一方の側面にある光通路入
   口と、この２つの側面の内の他方の側面にある光通路出
   口と； 指が上記細長い溝中に適切に配置されたことを検出する
   検出手段と； を備えており、 上記光通路入口を通過した光の少なくとも幾つかは上記
   光通路出口で受け入れられ、 上記細長い溝は、上記光通路入口と上記光通路出口の間
   に位置していて指が上記細長い溝中に適切に挿入された
   ときにこの指によって満たされる領域を有しており、 指が上記領域を満たしている間に上記光通路入口からの
   光は上記領域を満たしている指を通過して上記光通路出
   口に到達する、ことを特徴とする指受け装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の指受け装置においては、
   上記細長い溝の領域が、上記光通路入口と、上記光通路
   出口と、上記光通路入口と上記光通路出口の間に延出し
   ている上記細長い溝の内表面と、により規定されてい
   る。
3. 【請求項３】請求項２に記載の指受け装置は、参照測定
   が上記非侵入型モニタ装置を使用して行われた時に上記
   光源の光の強度を減少させる手段をさらに備えている。
4. 【請求項４】請求項１に記載の指受け装置においては、
   上記細長い溝は第１の側面と第２の側面に向かう滑らか
   に湾曲した底を伴った横断面形状を有していて、この第
   １の側面は急であってその中に上記光通路入口が位置し
   ていて、上記第２の側面は上記第１の側面に比べるとな
   だらかであってその中に上記光通路出口が位置してい
   る。
5. 【請求項５】請求項４に記載の指受け装置は、上記光源
   からの光が上記光通路を通過する時に指に対する光学的
   な通路を移動させる手段をさらに備えている。
6. 【請求項６】請求項１に記載の指受け装置は、指が上記
   細長い溝中に挿入された時に指を適切な位置へと優しく
   強制する圧力手段をさらに備えていて、上記圧力手段の
   圧力は指の中の血液の流れを遅くするが停止はさせず、
   また血液を上記光通路入口と上記光通路出口の近傍に集
   中させる。
7. 【請求項７】請求項５に記載の指受け装置においては、
   指に対して光学的な通路を移動させる上記手段が上記光
   源と指との間に設けられた可動レンズである。
8. 【請求項８】請求項３に記載の指受け装置においては、
   上記レンズはモータに連結された腕部の上に設けられ、
   上記腕部は可動であって上記非侵入型モニタ装置が動作
   された時に指に対して上記レンズを相対的に移動させ
   る。
9. 【請求項９】請求項８に記載の指受け装置においては、
   光の強度を減少させる上記手段が上記光源と上記非侵入
   型モニタ装置との間に設けられたフィルターである。
10. 【請求項１０】請求項９に記載の指受け装置において
    は、上記フィルターが上記レンズの如く上記腕部に設け
    られているが上記レンズからは分離されていて、その結
    果として上記レンズは上記フィルターが光の強度を減少
    させる位置に配置されていない時に上記光源と上記フィ
    ルターとの間に配置され、また上記フィルターは上記レ
    ンズが上記光源と指の間に配置されていない時に指受け
    装置から上記光の強度を減少させるよう配置されてい
    る。
11. 【請求項１１】請求項１に記載の指受け装置において
    は、上記検知手段が指が上記細長い溝中に適切に位置決
    めされた時に上記非侵入型モニタ装置を自動的に動作さ
    せるよう連結されている。
12. 【請求項１２】請求項１に記載の指受け装置は、上記細
    長い溝の外側に配置されて使用者の手を支持し、これに
    よって上記非侵入型モニタ装置の動作中における上記手
    の指の動きを最小にする支持部材をさらに備えている。
13. 【請求項１３】請求項３に記載の指受け装置において
    は、光の強度を減少させる手段が光の通路中に配置され
    たフィルターである。
14. 【請求項１４】請求項３に記載の指受け装置において
    は、光の強度を減少させる手段が反射手段であり、これ
    によって光の幾分かをモニタ出来る。
15. 【請求項１５】請求項３に記載の指受け装置において
    は、光の強度を減少させる手段は測定が行われる時にお
    ける積分時間の減少である。
16. 【請求項１６】請求項１乃至３のいずれか１項に記載の
    指受け装置においては、上記細長い溝が水平線から略30
    度の角度に配置されている。
17. 【請求項１７】請求項14に記載の指受け装置において
    は、上記反射手段が光源からの光の幾分かを指受け装置
    の回りに反射することにより上記非侵入型モニタ装置に
    より受け取られる光の量を強度において減少させる一連
    の反射装置である。
18. 【請求項１８】請求項１乃至３のいずれか１項に記載の
    指受け装置は、上記細長い溝中に摺動自在に設けられた
    プランジャをさらに備えていて、このプランジャは指が
    上記開口中に適切に配置され指がプランジャに挿入され
    た時に指により上記開口から遠ざかるよう押されて上記
    検知手段を動作させる。
19. 【請求項１９】請求項６に記載の指受け装置では、上記
    圧力手段がねじりばねにより負荷されて上記細長い溝に
    向かい付勢され操作部材上に回転自在に設けられたロー
    ラであり、上記ローラは指が挿入されて指が上記細長い
    溝中に配置されている時に指に接触するよう配置されて
    いる。
20. 【請求項２０】請求項１に記載の指受け装置において
    は、上記細長い溝に向かう上記光入口が円形状を有して
    いて、上記細長い溝からの上記光出口が細長い形状をし
    ている。
21. 【請求項２１】請求項20に記載の指受け装置において
    は、上記光入口が上記基台の中で上記細長い溝に向かい
    収斂されていて、上記光出口は上記基台の中で上記細長
    い溝から一定の寸法を有している。
22. 【請求項２２】請求項21に記載の指受け装置において
    は、上記光入口が３段階に収斂されていて、上記光入口
    の側壁は相互に平行である。
23. 【請求項２３】請求項１乃至３のいずれか１項に記載の
    指受け装置では、使用者の指は指の骨を有していて、上
    記細長い溝は上記光通路入口と上記光通路出口との間を
    延出している光通路を指の骨の下方に配置させるよう形
    が決められている。