【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、動脈血酸素飽和度を非
観血的に計測するパルスオキシメータに関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pulse oximeter for non-invasively measuring oxygen saturation of arterial blood.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、生体情報を連続的に計測するモ
ニタ類は、高度な計測精度よりも、電気ノイズや体動な
どにより値が変動しない安定性や、トラブルによって計
測が中断しにくい連続性が要求される。パルスオキシメ
ータについても同様である。尚、一般に、採血により観
血的に計測を行った動脈血酸素飽和度ＳａＯ２に対し
て、これと区別するために、パルスオキシメータにより
測定された動脈血酸素飽和度をＳｐＯ２と表現している
ため、以下これに従う。2. Description of the Related Art In general, monitors that continuously measure biological information are more stable than values with high measurement accuracy in that the values do not fluctuate due to electrical noise or body movement, and that continuity is less likely to interrupt measurement due to trouble. Is required. The same applies to the pulse oximeter. Note that, in general, the arterial blood oxygen saturation SaO2 measured invasively by blood sampling is expressed as SpO2 in order to distinguish it from the arterial blood oxygen saturation SaO2, which is measured by a pulse oximeter. Follow this below.
【０００３】パルスオキシメータによる動脈血酸素飽和
度ＳｐＯ２のモニタリングは、生命を脅かす低酸素状態
を察知するために行うものであり、ノイズなどにより不
用意に値が変動しないだけの安定性が要求される。とこ
ろで、パルスオキシメータは、血行動態を観測するため
に光学系素子を使用している。従って、得られた信号は
体動に対し非常に脆弱であり、ＳｐＯ２値は不安定にな
りやすい性質を有している。The monitoring of the arterial oxygen saturation SpO2 by a pulse oximeter is carried out in order to detect a life-threatening hypoxic condition, and stability is required so that the value does not change carelessly due to noise or the like. . By the way, the pulse oximeter uses an optical element for observing hemodynamics. Therefore, the obtained signal is very vulnerable to body movement, and the SpO2 value tends to be unstable.
【０００４】一般に、ＳｐＯ２は、比較的ゆっくりした
速度で変化することが知られている。従って、従来より
この変動を抑えるため移動平均が行われていた。移動平
均するにあたり、移動平均点数を増やせばより安定性能
は向上する。他の従来の方法としては、脈波検出あるい
はＳｐＯ２演算の糧でノイズ判定を行い、ノイズが重畳
していた場合は演算結果の信頼性が乏しいとして、無効
とするかもしくは重みを小さくした加重移動平均を行う
考え方がある。It is generally known that SpO2 changes at a relatively slow rate. Therefore, moving averages have been conventionally used to suppress this variation. Increasing the moving average score in moving average improves the stability performance. As another conventional method, noise determination is performed by using pulse wave detection or SpO2 calculation, and if noise is superimposed, the reliability of the calculation result is considered to be poor, and it is invalidated or the weighted movement is reduced. There is an idea of averaging.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、移動平
均点数を増やせばＳｐＯ２値の安定性能はより向上する
が、反面、ＳｐＯ２値の小さな変化は捕らえ難くなり、
応答性能も低下する。また、移動平均では、ノイズがな
く正確にＳｐＯ２が演算できたデータとノイズにより誤
差が極端に大きくなったデータとを、区別することなし
に均一に平均化するので、みかけ上は安定するが誤差成
分自体は少しも減少しておらず、その分安定化効率は悪
い。だが、低酸素状態は極めて危険な状態であるため、
いち速く察知するため応答性能が良い方が望ましい。However, if the moving average score is increased, the stability performance of the SpO2 value is further improved, but on the other hand, a small change in the SpO2 value becomes difficult to catch.
The response performance also decreases. Further, in the moving average, the data for which SpO2 can be accurately calculated without noise and the data for which the error is extremely large due to noise are averaged uniformly without distinction, so that it is stable in appearance, but the error is The component itself has not decreased at all, and the stabilization efficiency is poor accordingly. However, since hypoxia is extremely dangerous,
It is desirable to have good response performance in order to detect it quickly.
【０００６】一方、ノイズ判定を行った場合、ノイズの
誤判定(false positive)が多いと計測の連続性を損なっ
てしまう。また、ノイズの検出漏れ(false negative)が
多いと安定性能が向上しない問題があるので、ノイズ判
定の精度は充分に高い必要があるが、１００％の確度で
判定を行うことは不可能であり、ノイズ判定を高精度に
行うためには、信号形状の多様性に対応したアルゴリズ
ムを構築しなければならない。従って、処理量が増え計
測のリアルタイム性を損なう心配がある。また、一般に
加重移動平均を行うと、重みの種類に対応するため移動
平均のような演算の簡略化ができず、処理時間が長くな
る。On the other hand, when noise determination is performed, if there are many false positives of noise, the continuity of measurement will be impaired. Also, since there is a problem that stability performance does not improve if there are many false negatives of noise, the accuracy of noise judgment must be sufficiently high, but it is impossible to make judgment with 100% accuracy. In order to make noise judgment with high accuracy, it is necessary to construct an algorithm corresponding to the variety of signal shapes. Therefore, there is a concern that the processing amount will increase and the real-time measurement property will be impaired. Further, in general, when the weighted moving average is performed, the calculation such as the moving average cannot be simplified because it corresponds to the type of weight, and the processing time becomes long.
【０００７】本発明は、前記従来の欠点を除去し、簡単
な構成により応答性能及び安定性能を向上させたパルス
オキシメータを提供する。The present invention eliminates the above-mentioned conventional drawbacks and provides a pulse oximeter having improved response performance and stability performance with a simple structure.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明のパルスオキシメータは、赤外光及び赤色光
を皮膚の表面から照射し、反射光もしくは透過光信号を
検出して、前記検出信号から動脈血酸素飽和度を演算す
るパルスオキシメータにおいて、所定脈波数にわたって
動脈血酸素飽和度を保存する記憶手段と、該記憶手段に
保存された過去の動脈血酸素飽和度と検出された現在の
動脈血酸素飽和度とから動脈血酸素飽和度の変動速度を
求める変動速度算出手段と、算出された前記変動速度に
応じて重みを設定し、前記過去の動脈血酸素飽和度と現
在の動脈血酸素飽和度との加重平均を行う加重平均手段
と、前記加重平均手段の出力と前記記憶手段に保存され
た過去の連続する所定数の動脈血酸素飽和度との平均を
求め、現在の動脈血酸素飽和度として前記記憶手段に保
存する移動平均手段とを備えることを特徴とする。In order to solve this problem, the pulse oximeter of the present invention irradiates infrared light and red light from the surface of the skin, detects reflected light or transmitted light signal, In a pulse oximeter for calculating the arterial oxygen saturation from the detection signal, a storage means for storing the arterial oxygen saturation over a predetermined pulse wave number, and the past arterial oxygen saturation detected in the storage means Varying speed calculation means for obtaining the varying speed of the arterial blood oxygen saturation from the arterial blood oxygen saturation, and setting a weight according to the calculated changing speed, the past arterial blood oxygen saturation and the present arterial blood oxygen saturation Weighted averaging means for performing a weighted averaging, and an average of the output of the weighted averaging means and the past continuous predetermined number of arterial oxygen saturations stored in the storage means is calculated, and the current arteries are calculated. Characterized in that it comprises a moving average means for storing in the storage means as oxygen saturation.
【０００９】ここで、前記加重平均手段は、前記変動速
度に応じて過去の１点の動脈血酸素飽和度と現在の動脈
血酸素飽和度とに対して重みを設定する重み設定手段
と、前記設定された重みに基づいて２点間の動脈血酸素
飽和度の平均を計算する２点加重平均計算手段とを備
え、２点加重平均を行うことを特徴とする。Here, the weighted averaging means is a weight setting means for setting a weight for one past arterial blood oxygen saturation and a current arterial oxygen saturation according to the fluctuation speed, and the weighted averaging means is set. And a two-point weighted average calculation means for calculating an average of the arterial oxygen saturation between two points based on the weights.
【００１０】[0010]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用い詳細に説
明する。図１に、本実施例との対比を明瞭にするため、
透過光信号と従来の演算されたＳｐＯ２値との関係を示
す。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. In FIG. 1, for clarity of comparison with the present embodiment,
The relationship between the transmitted light signal and the conventionally calculated SpO2 value is shown.
【００１１】図１Ａは、１分，２分，３分，４分の人差
指での透過光信号を、Ｂは赤外として、Ｒは赤色として
検出したものである。図１ＢのＳで示すドットは図１Ａ
の信号よりそのままＳｐＯ２を演算したものであり、図
１ＢのＸ１，Ｘ２で示すドットは移動平均の演算例であ
る。なお、計測開始１分後から約２分間呼吸停止を行っ
たものである。FIG. 1A shows transmitted light signals detected by the index finger for 1 minute, 2 minutes, 3 minutes, and 4 minutes, where B is infrared and R is red. The dots indicated by S in FIG. 1B are shown in FIG. 1A.
SpO2 is calculated as it is from the signal of (1), and the dots indicated by X1 and X2 in FIG. 1B are an example of moving average calculation. In addition, 1 minute after the start of measurement, breathing was stopped for about 2 minutes.
【００１２】指の少しの動きにより、透過光信号は図１
Ａのように乱れ、それによってＳｐＯ２は図１ＢのＳの
ように大きく変動する。この変動を抑えるため従来より
移動平均を行っていたが、移動平均点数が少ない場合は
図１ＢのＸ１のように十分な安定性は得られず、移動平
均点数が多い場合は図１ＢのＸ２のように安定はするが
応答性が低下する。With a slight movement of the finger, the transmitted light signal is changed to that shown in FIG.
It is disturbed as in A, which causes SpO2 to fluctuate greatly like S in FIG. 1B. In order to suppress this variation, a moving average has been conventionally used, but when the moving average score is small, sufficient stability cannot be obtained as in X1 in FIG. 1B, and when the moving average score is large, X2 in FIG. It stabilizes but its responsiveness decreases.
【００１３】＜本実施例の原理による処理例＞図２に、
本実施例の処理例を示す。ＳｐＯ２の演算結果が、図２
のように少しずつ低下する傾向にあって、の時点で急
に低下し、ＳｐＯ２が８１％と演算されたとする。本実
施例では、移動平均計算用（ここでは１６点移動平均と
した）として、１６データ分の総和を記録するバッファ
Ｓｕｍを備えており、図２のように値が推移していると
する。すなわち、最新の移動平均値９８％が計算された
後、新しいＳｐＯ２が演算されたところである。ここ
で、現在の８１％という結果は、それまでの値と比較し
極端に低くかつ変化が急激であるため、誤差が大きくま
ったく計測を誤っている可能性が高く、信頼性が乏し
い。そこで次の様な処理を行う。<Processing Example Based on the Principle of the Present Embodiment> FIG.
A processing example of this embodiment will be described. The calculation result of SpO2 is shown in FIG.
It is assumed that there is a tendency to gradually decrease as described above, and the value suddenly decreases at the time of, and SpO2 is calculated to be 81%. In this embodiment, a buffer Sum for recording the total sum of 16 data is provided for moving average calculation (here, 16-point moving average), and the value is assumed to change as shown in FIG. That is, a new SpO2 is calculated after the latest moving average value of 98% is calculated. Here, the current result of 81% is extremely low and sharply changed as compared with the values up to that time, so there is a large error, there is a high possibility that the measurement is erroneous at all, and reliability is poor. Therefore, the following processing is performed.
【００１４】まず、現在の演算結果であるＳｐＯ２
（＝８１）と８拍前 の移動平均値（＝１００）とによ
り変動速度ｖを計算する。変動速度は、に示す演算で
行われる。ここで説明を簡略化するために、心拍数は１
２０拍／分であり、脈波の検出速度は０．５秒／拍であ
ったとすると、ｖ≒−４．７５［％／秒］となる。ｖの
値に対応して予め定めた値として重みｇを得る。重みｇ
は、例えば、に示すように、条件文「ｖ＜−４［％／
秒］のときｇ＝１／４］により、ｇ＝１／４とされる。First, the current calculation result SpO2
The fluctuation speed v is calculated from (= 81) and the moving average value (= 100) 8 beats ago. The fluctuating speed is calculated by the calculation shown in. To simplify the explanation here, the heart rate is set to 1
If the pulse wave detection speed is 20 seconds / minute and the pulse wave detection speed is 0.5 seconds / beat, then v≈−4.75 [% / second]. The weight g is obtained as a predetermined value corresponding to the value of v. Weight g
Is a conditional statement “v <−4 [% /
Second], g = 1/4], and g = 1/4.
【００１５】次に、現在のＳｐＯ２（＝８１）と８拍
前 の移動平均値（＝１００）とｇとを使って、に示
すように２点加重平均Ａを計算する。ここで、８１％と
いう値は信頼性は乏しいが、ＳｐＯ２の真の変動成分を
ある割合で含んでいる可能性もあるのでまったく無効に
はしない。加重平均の結果（≒９５）と１６拍前の移
動平均値（＝１００）とＳｕｍ（＝１５７３）により、
示すようにＳｕｍの更新Ｂ（＝１５６８）を行う。次
に、に示す割算により移動平均値（≒９８）を得、
の時点の移動平均値Ｃの更新を行う。Then, using the present SpO2 (= 81), the moving average value (= 100) 8 beats ago, and g, a two-point weighted average A is calculated as shown in the following. Here, the value of 81% is poor in reliability, but since it may contain a true fluctuation component of SpO2 at a certain ratio, it is not invalidated at all. By the weighted average result (≈95), the moving average value (= 100) and Sum (= 1573) 16 beats ago,
As shown, Sum update B (= 1568) is performed. Next, the moving average value (≈98) is obtained by the division shown in
The moving average value C at the point of is updated.
【００１６】図３に、上記安定化処理の効果を示す。図
３の（Ａ）の生データ は、加重平均により○のように
変動が抑制され、さらに１６点移動平均を行うことによ
り●のように安定する。加重平均を行わず１６点移動平
均のみの場合、図３の（Ｂ）のように変動幅が広がる。
また、一般に多点の加重移動平均を行った場合、重みの
種類の組合わせに対応するため、図２の，に示す移
動平均のような簡略化ができないので、処理時間が長く
なりがちであるが、本手法では移動平均の簡略化の手法
が活用でき、簡単な処理により安定化が実現できる。FIG. 3 shows the effect of the stabilization process. The raw data in (A) of FIG. 3 is suppressed by the weighted average as indicated by ◯, and is stabilized by the 16-point moving average as indicated by ●. In the case of only the 16-point moving average without weighted averaging, the fluctuation range is widened as shown in FIG.
Further, in general, when a multi-point weighted moving average is performed, since it corresponds to a combination of weight types, it cannot be simplified as in the moving average shown in FIG. 2, so that the processing time tends to be long. However, this method can utilize the method of simplifying the moving average, and the stabilization can be realized by simple processing.
【００１７】＜本実施例の装置の構成例＞図４に本発明
の一実施例のパルスオキシメータのブロック図を示す。
プローブ１は、赤外光用発光素子と赤色光用発光素子
（ＬＥＤ）、並びに、赤外光用受光素子と赤色光用受光
素子（ＰＤ）とを備える。プローブ１にて、反射光もし
くは透過光信号は電気信号に変換され、ヘッドアンプ２
に入力される。ヘッドアンプ２からは赤外ＤＣ信号及び
赤色ＤＣ信号が出力される（図５）。次に、ハイパスフ
ィルタ３にてＡＣ成分が抽出される（図６）。<Structural Example of Device of this Embodiment> FIG. 4 shows a block diagram of a pulse oximeter according to one embodiment of the present invention.
The probe 1 includes a light emitting element for infrared light, a light emitting element for red light (LED), and a light receiving element for infrared light and a light receiving element for red light (PD). In the probe 1, the reflected light or transmitted light signal is converted into an electric signal, and the head amplifier 2
Entered in. An infrared DC signal and a red DC signal are output from the head amplifier 2 (FIG. 5). Next, the high-pass filter 3 extracts the AC component (FIG. 6).
【００１８】ＤＣ信号ａ及びＡＣ信号ｂはアンプ４と５
にてそれぞれ増幅され、ａ′，ｂ′としてＡＤ変換器６
に与えられる。ＡＤ変換器６にてＡＤ変換された各信号
ａ″，ｂ″はＣＰＵ７に入力される。図８にＣＰＵ７内
部でのデータの流れ並びにその処理を示す。ＡＤ変換後
のＡＣ信号ｂ″は脈波検出部８に入力され、脈波検出が
行われる。ＡＣ信号ｂ″は同時に表示制御部１４にも入
力され、指定の書式に従い表示部１６にて脈波形が表示
される。ＤＣ信号ａ″はＳｐＯ２演算部９に入力され
る。脈波検出部８により脈波が検出されると、脈波検出
信号がＳｐＯ２演算部９に入力される。次に、ＳｐＯ２
演算部９にて、以下の式（１）に基づいて、ＳｐＯ２演
算処理が行われる（図７参照）。The DC signal a and the AC signal b are fed to the amplifiers 4 and 5 respectively.
Are respectively amplified by AD converter 6 as a ′ and b ′.
Given to. The signals a ″ and b ″ that have been AD-converted by the AD converter 6 are input to the CPU 7. FIG. 8 shows the flow of data inside the CPU 7 and its processing. The AC signal b ″ after AD conversion is input to the pulse wave detection unit 8 for pulse wave detection. The AC signal b ″ is also input to the display control unit 14 at the same time, and the pulse is displayed on the display unit 16 according to the designated format. The waveform is displayed. The DC signal a ″ is input to the SpO2 calculation unit 9. When the pulse wave detection unit 8 detects a pulse wave, the pulse wave detection signal is input to the SpO2 calculation unit 9. Next, SpO2
The calculation unit 9 performs the SpO2 calculation process based on the following equation (1) (see FIG. 7).
【００１９】 ＳｐＯ２＝Ａ×（ｐｐ１／ｒ１）／（ｐｐ０／ｒ０）＋Ｂ （１） この時、脈波検出部８では、脈波のピーク及びボトムの
検出も行われ、ｐｐレベル値（図７のｐｐ０，ｐｐ１）
及びボトム時刻（図７のｔb ）がＳｐＯ２演算部９に渡
される。ＳｐＯ２演算部９では、ボトム時刻ｔb におけ
るＤＣ信号レベル（図７のｒ０，ｒ１）と、ｐｐ０，ｐ
ｐ１よりＳｐＯ２を演算する。尚、係数Ａ，Ｂはあらか
じめ記憶された値を用いる。SpO2 = A × (pp1 / r1) / (pp0 / r0) + B (1) At this time, the pulse wave detection unit 8 also detects the peak and bottom of the pulse wave, and the pp level value (see FIG. Pp0, pp1)
And the bottom time (tb in FIG. 7) are passed to the SpO2 calculator 9. In the SpO2 calculator 9, the DC signal levels at the bottom time tb (r0, r1 in FIG. 7) and pp0, p
SpO2 is calculated from p1. The coefficients A and B use values stored in advance.
【００２０】ＳｐＯ２演算部９にてＳｐＯ２が求められ
ると、ＳｐＯ２の値Ｓ及び時刻ｔ（＝ｔb ）は、変動速
度算出部１０に入力される。また、２点加重平均部１２
にもＳｐＯ２の値Ｓが入力される。記憶部１５の移動平
均用及び時刻用バッファ（Ｓ０〜Ｓ１５，ｔ０〜ｔ１
５）から、８拍前の移動平均及び時刻（Ｓp-8 ，
ｔp-8）が読み出され、変動速度算出部１０に入力され
る。但し、移動平均用及び時刻用のバッファにはポイン
タＰがある。本構成例では、バッファの記憶位置が１６
なので、ポインタＰは１６拍前のデータが保存されてい
る位置を示し、８拍前のバッファはポインタＰにより調
べることができる。When SpO2 is calculated by the SpO2 calculator 9, the value S of SpO2 and the time t (= tb ) are input to the fluctuation speed calculator 10. Also, the two-point weighted average unit 12
Also, the value S of SpO2 is input. Moving average and time buffers (S0 to S15, t0 to t1) of the storage unit 15
From 5), the moving average and time (Sp-8 , 8 beats before)
tp-8 ) is read out and input to the fluctuating speed calculator 10. However, there is a pointer P in the buffer for moving average and the buffer for time. In this configuration example, the storage position of the buffer is 16
Therefore, the pointer P indicates the position where the data of 16 beats before is stored, and the buffer of 8 beats before can be checked by the pointer P.
【００２１】変動速度算出部１０では、式（２）に従
い、変動速度ｖの算出が行われ、ｖは重み設定部１１に
入力される。 ｖ＝（Ｓ−Ｓp-8 ）／（ｔ−ｔp-8 ） （２） 重み設定部１１は、例えば、以下のような条件文で表わ
せる処理を行い、ｙ，ｘを得る。The fluctuating speed calculation unit 10 calculates the fluctuating speed v according to the equation (2), and v is input to the weight setting unit 11. v = (S−Sp−8 ) / (t−tp−8 ) (2) The weight setting unit 11 performs a process that can be represented by the following conditional statement to obtain y and x, for example.
【００２２】 ｉｆ（ｖ＜−８［％／秒］） ｔｈｅｎ ｙ＝７，ｘ＝８ ｅｌｓｅ ｉｆ（ｖ＜−４［％／秒］） ｔｈｅｎ ｙ＝３，ｘ＝４ ｅｌｓｅ ｉｆ（ｖ＜−２［％／秒］） ｔｈｅｎ ｙ＝１，ｘ＝２ ｅｌｓｅ ｉｆ（ｖ＜８［％／秒］） ｔｈｅｎ ｙ＝０，ｘ＝１ ｅｌｓｅ ｙ＝１，ｘ＝２ 前記重み設定部１１により得られたｙ，ｘは、２点加重
平均部１２に入力され、さらに、記憶部１５よりＳp-8
が２点加重平均部１２に入力され、式（３）により加重
平均が行われ、加重平均値Ｓ′を得る。If (v <-8 [% / sec]) then y = 7, x = 8 else if (v <−4 [% / sec]) then y = 3, x = 4 else if (v <− 2 [% / sec]) then y = 1, x = 2 else if (v <8 [% / sec]) then y = 0, x = 1 else y = 1, x = 2 Obtained by the weight setting unit 11. The obtained y and x are input to the 2-point weighted average unit 12, and further stored in the storage unit 15 by Sp-8.
Is input to the two-point weighted average unit 12, weighted average is performed by the equation (3), and the weighted average value S ′ is obtained.
【００２３】 Ｓ′＝（Ｓp-8 ×ｙ＋Ｓ）／ｘ （３） 前記条件文において、−２≦ｖ＜８の時は、加重平均を
行わないため、重み設定部１１よりｙ＝０，ｘ＝１を出
力する。尚、この範囲の場合、２点加重平均部１２でＳ
及びＳp-8 からＳ′を算出せずに、移動平均部１３に直
接Ｓを入力してもよい。また、現在のＳｐＯ２の重み
を、変動の上昇時よりも下降時の方で小さくした理由
は、ＳｐＯ２の変動が上昇時よりも下降時の方がゆっく
りであることが知られているからである。また、ｘの値
を２の累乗に統一した理由は、割り残をビットシフト演
算に置き換えることができるからである。尚、急激に値
が変動したときに、変動した値の加重平均における重み
を０にすると、ＳｐＯ２の真の変動を再現できなくなる
可能性がある。S ′ = (Sp-8 × y + S) / x (3) In the conditional statement, when −2 ≦ v <8, weighted averaging is not performed, so that y = 0, Output x = 1. In this range, the 2-point weighted averaging unit 12
Alternatively, S may be directly input to the moving average unit 13 without calculating S ′ from Sp-8 . The reason why the current weight of SpO2 is made smaller when the fluctuation is lower than when it is rising is that it is known that the fluctuation of SpO2 is slower when the fluctuation is lower than when the fluctuation is rising. . Further, the reason that the value of x is unified to a power of 2 is that the undivided remainder can be replaced with a bit shift operation. When the value fluctuates rapidly, if the weight in the weighted average of the fluctuated value is set to 0, the true fluctuation of SpO2 may not be reproducible.
【００２４】２点加重平均結果Ｓ′は移動平均部１３に
入力される。移動平均部１３には記憶部１５より、１６
拍前の移動平均値であるＳp （ポインタｐに対応したバ
ッファに記憶されたデータ）並びに１６拍前から１拍前
迄の総和ＳｕｍOLD が入力され、次の式（４），（５）
により移動平均が行われる。 ＳｕｍNEW ＝ＳｕｍOLD −Ｓp ＋Ｓ′ （４） Ｓ″＝ＳｕｍNEW ／１６ （５） 前記演算の後、ＳｕｍNEW はＳｕｍ用バッファに保存
し、Ｓ″はポインタｐに対応したバッファに保存し、ポ
インタｐを次のバッファに移動する。The 2-point weighted average result S'is input to the moving average unit 13. The moving average unit 13 stores 16
The moving average value before beat Sp (data stored in the buffer corresponding to the pointer p) and the sum SumOLD from 16 beats before 1 beat are input, and the following formulas (4) and (5) are input.
The moving average is performed by. SumNEW = SumOLD− Sp + S ′ (4) S ″ = SumNEW / 16 (5) After the above operation, SumNEW is stored in the buffer for Sum and S ″ is stored in the buffer corresponding to the pointer p. , Move pointer p to the next buffer.
【００２５】＜本実施例による処理結果＞本実施例によ
るＳｐＯ２計測例を図９〜図１１に示す。図９と図１０
とに透過光信号並びに処理信号を示す。なお、計測中に
測定部位を動かし、ノイズを混入させてある。ＳｐＯ２
の演算結果（無処理）は図１０の（Ａ）の通りであり、
かなり変動している。本来ならば、呼吸は正常状態であ
るのでほとんど変動が無いはずである。図１０の（Ｂ）
は、１６点移動平均を行った結果であり、かなり変動は
抑制されている。さらに２点加重平均を行うと、（Ｃ）
の様にさらに変動は抑制される。平均点数は２点と少な
いが、効果的に安定化に寄与していることがわかる。<Processing Result of Present Embodiment> An example of SpO2 measurement according to the present embodiment is shown in FIGS. 9 and 10
The transmitted light signal and the processed signal are shown in and. It should be noted that the measurement site is moved during measurement to mix noise. SpO2
The calculation result of (no processing) is as shown in FIG.
It is fluctuating considerably. Originally, there should be almost no change because breathing is normal. FIG. 10B
Indicates the result of 16-point moving average, and the fluctuation is considerably suppressed. Further, if the 2-point weighted average is performed, (C)
The fluctuation is further suppressed as shown in. The average score is as small as 2 points, but it can be seen that it effectively contributes to stabilization.
【００２６】図１１は、図１に示すデータに対し、本発
明の本実施例の処理を行った結果の例である。従来の演
算結果に比較して、ＳｐＯ２の推移は安定化しており、
また呼吸停止によるＳｐＯ２の低下も再現されている。
応答性については、本実施例の方が速くＳｐＯ２が回復
している様子が示されている。尚、本実施例のＣＰＵ７
を構成する各要素は、ハードウエアによってもソフトウ
エアによっても実現可能である。また、本実施例の構成
例（図８）ではバッファＳ０〜Ｓ１６としたが、この構
成には限定されず加重平均と移動平均の変化に従って変
更される。また、本実施例では、２点加重平均と８点移
動平均との組み合わせで説明したが、本発明は、比較的
少ない点の加重平均と連続する所定点の移動平均との組
み合わせを開示したものであり、当然他の組み合わせも
可能である。また、２点加重平均の場合の２点を８拍離
れた値としたが、これも最適な距離に調整することが出
来る。さらに、本実施例で示した変動速度の範囲による
条件文はほんの一例であり、最適な分岐条件及び重みの
値あるいはさらに細かな分岐等の変更が可能である。こ
れら変更及び追加も本発明に含まれるものである。FIG. 11 shows an example of the result of processing the data shown in FIG. 1 according to this embodiment of the present invention. Compared with the conventional calculation result, the transition of SpO2 is stable,
The decrease in SpO2 due to respiratory arrest is also reproduced.
Regarding the responsiveness, it is shown that SpO2 recovers faster in this example. Incidentally, the CPU 7 of this embodiment
Each of the elements constituting the above can be realized by hardware or software. Further, although the buffers S0 to S16 are used in the configuration example (FIG. 8) of the present embodiment, the configuration is not limited to this configuration, and may be changed according to changes in the weighted average and moving average. Further, in the present embodiment, the combination of the 2-point weighted average and the 8-point moving average has been described, but the present invention discloses the combination of the weighted average of relatively few points and the moving average of consecutive predetermined points. And, of course, other combinations are possible. Further, in the case of the two-point weighted average, the two points are values separated by 8 beats, but this can also be adjusted to an optimum distance. Furthermore, the conditional statement according to the range of the varying speed shown in the present embodiment is only an example, and the optimum branching condition and weight value or finer branching can be changed. These changes and additions are also included in the present invention.
【００２７】[0027]
【発明の効果】本発明により、簡単な構成により応答性
能及び安定性能を向上させたパルスオキシメータを提供
できる。すなわち、 １．ＳｐＯ２の真の変動を失うことなく、ノイズ等の誤
差による変動を抑制することができる。According to the present invention, it is possible to provide a pulse oximeter having improved response performance and stability performance with a simple structure. That is, 1. It is possible to suppress fluctuation due to an error such as noise without losing the true fluctuation of SpO2.
【００２８】２．従来の移動平均に対し、比較的少ない
処理の追加で、ＳｐＯ２の変動を抑制することができ
る。 ３．ＳｐＯ２の上昇時及び下降時に対し、それぞれ最適
な重みを設定することにより、より効果的に変動を抑制
することができる。2. Fluctuation of SpO2 can be suppressed by adding a relatively small amount of processing to the conventional moving average. 3. By setting the optimum weights for the rise and fall of SpO2, the fluctuation can be suppressed more effectively.
【図１Ａ】測定される透過光信号を示す図である。FIG. 1A is a diagram showing a transmitted light signal to be measured.
【図１Ｂ】図１Ａの透過光信号からの移動平均しないＳ
ｐＯ２の演算例を示す図である。FIG. 1B is an S without moving average from the transmitted light signal of FIG. 1A.
It is a figure which shows the example of a calculation of pO2.
【図１Ｃ】図１Ａの透過光信号からの８点移動平均後の
ＳｐＯ２の演算例を示す図である。FIG. 1C is a diagram showing a calculation example of SpO2 after an 8-point moving average from the transmitted light signal of FIG. 1A.
【図１Ｄ】図１Ａの透過光信号からの３２点移動平均後
のＳｐＯ２の演算例を示す図である。FIG. 1D is a diagram showing an example of calculation of SpO2 after a 32-point moving average from the transmitted light signal of FIG. 1A.
【図２】安定化処理の計算例を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a calculation example of stabilization processing.
【図３】安定化処理の効果を比較する図である。FIG. 3 is a diagram comparing the effects of stabilization processing.
【図４】本実施例のパルスオキシメータのブロック図で
ある。FIG. 4 is a block diagram of a pulse oximeter of this embodiment.
【図５】ヘッドアンプ２の出力信号の例を表わす図であ
る。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an output signal of a head amplifier 2.
【図６】ハイパスフィルタ３の出力信号の例を表わす図
である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an output signal of a high pass filter 3.
【図７】ＳｐＯ２演算部における処理を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a process in a SpO2 operation unit.
【図８】ＣＰＵ内部の構成及び動作を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an internal configuration and operation of a CPU.
【図９】ＳｐＯ２の計測例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an example of SpO2 measurement.
【図１０Ａ】図９の透過光信号からの無処理のＳｐＯ２
の演算例を示す図である。10A: Unprocessed SpO2 from the transmitted light signal of FIG.
It is a figure which shows the example of calculation of.
【図１０Ｂ】図９の透過光信号からの１６点移動平均後
のＳｐＯ２の演算例を示す図である。10B is a diagram showing a calculation example of SpO2 after a 16-point moving average from the transmitted light signal of FIG. 9;
【図１０Ｃ】図９の透過光信号からの２点加重平均と１
６点移動平均後のＳｐＯ２の演算例を示す図である。10C is a two-point weighted average and 1 from the transmitted light signal of FIG.
It is a figure which shows the example of calculation of SpO2 after 6-point moving average.
【図１１】図１Ａのデータに対して本実施例を適用した
結果の例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an example of a result of applying the present embodiment to the data of FIG. 1A.
１ プローブ ２ ヘッドアンプ ３ ハイパスフィルタ ４，５ アンプ ６ ＡＤ変換器 ７ ＣＰＵ ８ 脈波検出部 ９ ＳｐＯ２演算部 １０ 変動速度演算部 １１ 重み設定部 １２ ２点加重平均部 １３ 移動平均部 １４ 表示制御部 １５ 記憶部 １６ 表示部 1 probe 2 head amplifier 3 high-pass filter 4,5 amplifier 6 AD converter 7 CPU 8 pulse wave detection unit 9 SpO2 calculation unit 10 fluctuating speed calculation unit 11 weight setting unit 12 two-point weighted average unit 13 moving average unit 14 display control unit 15 storage unit 16 display unit
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