專利名稱：生物體光測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用光來測(cè)量生物體內(nèi)部的信息的裝置。
技術(shù)背景在臨床醫(yī)療及腦科學(xué)等領(lǐng)域中使用了簡(jiǎn)便且對(duì)生物體無(wú)危害地測(cè)量生物 體內(nèi)部信息的裝置。其中，特別是使用光的測(cè)量法為非常有效的手段。理由之 一是生物體內(nèi)部的氧氣代謝功能與生物體中的特定色素(血色素、細(xì)胞色素aa3、肌球素等)的濃度相對(duì)應(yīng)，且這些色素濃度是可根據(jù)光的吸收量求出的。 另外，光測(cè)量有效的第二、第三理由可以舉出光利用光纖處理是簡(jiǎn)便的，再 者通過在安全基準(zhǔn)范圍內(nèi)的使用可對(duì)生物體不造成危害。例如，在專利文獻(xiàn)l和專利文獻(xiàn)2中記載了活用這樣的光測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)、使 用從可視到紅外波長(zhǎng)的光對(duì)生物體內(nèi)部進(jìn)行測(cè)量的生物體光測(cè)量裝置。在這些 文獻(xiàn)中記載的生物體光測(cè)量裝置，利用半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生光，通過光纖傳導(dǎo)產(chǎn) 生的光，使其照射在被檢體上，對(duì)穿透生物體內(nèi)或者反射回來的光進(jìn)行檢測(cè)， 經(jīng)由光纖將^r測(cè)出的光導(dǎo)入發(fā)光二極管，根據(jù)檢測(cè)光量來取得血液循環(huán)、血行 動(dòng)態(tài)、血色素變化等生物體信息。另外，為了實(shí)現(xiàn)這樣的生物體測(cè)量，使用了讓被檢體接觸光纖的生物體光 探測(cè)器。該探測(cè)器由如下各部構(gòu)成對(duì)照射光的光照射部；對(duì)穿透生物體內(nèi)或 者反射回的光進(jìn)行檢測(cè)的光檢測(cè)部；以及將所述光照射部和所述光檢測(cè)部排列 成格子狀或者網(wǎng)眼狀并固定的固定部件。另外，該固定部件形成為采用帶子、 橡皮帶或者細(xì)帶等使被檢體接觸光照射部和光檢測(cè)部的形狀。專利文獻(xiàn)3等舉 出了這種生物體光測(cè)量探測(cè)器的例子。另外，通常情況下光纖為多個(gè)，在專利 文獻(xiàn)4、專利文獻(xiàn)5、專利文獻(xiàn)6、專利文獻(xiàn)7、專利文獻(xiàn)8、專利文獻(xiàn)9等中 記載了具有捆綁這些多個(gè)光纖的構(gòu)造的生物體光測(cè)量探測(cè)器。在上述專利文獻(xiàn)中，通過將由裝置主體發(fā)出的光用光纖向生物體傳導(dǎo)來實(shí) 現(xiàn)光測(cè)量，不過為了更簡(jiǎn)便并降低對(duì)被檢體的負(fù)荷而希望不使用光纖。在專利文獻(xiàn)IO、專利文獻(xiàn)ll等中記載了除去光纖來實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便的測(cè)量的現(xiàn)有技術(shù)。這 些是將光源以及接收光器裝備在生物體光測(cè)量探測(cè)器中、并通過無(wú)線控制來獲 得生物體信息的技術(shù)。[專利文獻(xiàn)l]:特開平9 - 98972號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)2]:特開平9 - 149903號(hào)公報(bào)(對(duì)應(yīng)US2001/0018554) [專利文獻(xiàn)3]:特開平8 - 117209號(hào)7>報(bào) [專利文獻(xiàn)4]:特開2001 -2864々9號(hào)公報(bào) [專利文獻(xiàn)習(xí)特開2002- 11012號(hào)7>報(bào) [專利文獻(xiàn)6]:特開2003 - 322612號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)7]:特開2004 - 205493號(hào)公報(bào)(對(duì)應(yīng)US2006/0058594 ) [專利文獻(xiàn)8]:特開2004 - 248961號(hào)公報(bào) [專利文獻(xiàn)9]:實(shí)開平5 - 93403號(hào)公報(bào) [專利文獻(xiàn)10]:特開平9 - 140715號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)ll]:特開2002 — 150123號(hào)公報(bào)(對(duì)應(yīng)US2003/009336 ) 發(fā)明內(nèi)容在生物體光測(cè)量中，盡量降低對(duì)生物體的負(fù)荷是最重要的課題之一。當(dāng)為 了實(shí)現(xiàn)生物體光測(cè)量而使由光纖構(gòu)成的生物體光測(cè)量探測(cè)器(以下，稱為探測(cè) 器)接觸作為被檢體的生物體時(shí)，要考慮由于光纖的長(zhǎng)度而限制了生物體的可 動(dòng)范圍、或者光纖的重量會(huì)給生物體帶來負(fù)荷。由此為了在更自然的狀態(tài)下實(shí) 現(xiàn)生物體光測(cè)量，而需要不^f吏用光纖且小型輕量的生物體光測(cè)量裝置。因此， 在現(xiàn)有技術(shù)中通過在探測(cè)器內(nèi)部配置光源和檢測(cè)器來去除光纖，但是屆時(shí)需要 將光源驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)置在可用模擬電信號(hào)與光源連接的位置，為了盡量抑制電氣 的、或者能預(yù)料的全部噪音，需要將光源驅(qū)動(dòng)裝置配置在探測(cè)器內(nèi)部。另外， 當(dāng)為了獲得多個(gè)生物體信息而在探測(cè)器內(nèi)部配置多個(gè)光源時(shí)，列舉出由于需要 多個(gè)光源驅(qū)動(dòng)裝置而導(dǎo)致重量以及體積增大，給予#皮4企體的負(fù)荷變大的情況。 以上，不使用光纖且小型輕量的、可獲得多個(gè)生物體信息的生物體光測(cè)量裝置， 在此之前一直未能實(shí)現(xiàn)。在生物體光測(cè)量裝置中，具有探測(cè)器裝置，其用于對(duì)被檢體照射光并檢 測(cè)透過所述被檢體內(nèi)部或者反射回的光；以及控制運(yùn)算裝置，其與探測(cè)器裝置收發(fā)光控制信號(hào)和受光信號(hào)以獲得生物體信號(hào)，作為探測(cè)器裝置內(nèi)部最簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，做成配置下述部分的結(jié)構(gòu)用于照射光的一個(gè)或者多個(gè)光照射部；用于 對(duì)透過被檢體內(nèi)部或者反射回的光進(jìn)行檢測(cè)的1個(gè)或者多個(gè)光檢測(cè)部；1個(gè)光 源驅(qū)動(dòng)裝置；以及1個(gè)分配器。在本結(jié)構(gòu)中配置了 1個(gè)分配器，'由此即使在利 用多個(gè)光照射部對(duì)生物體照射光的情況下，只要1個(gè)光源驅(qū)動(dòng)裝置也就可以 了，所以可大幅降低探測(cè)器裝置的重量，并且能實(shí)現(xiàn)裝置的小型化。另外在本結(jié)構(gòu)中，做成在探測(cè)器裝置內(nèi)部的光源驅(qū)動(dòng)裝置的前段設(shè)置數(shù) 字/模擬轉(zhuǎn)換器，在光檢測(cè)部的后段設(shè)置模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器和并行/串行轉(zhuǎn)換器， 并在探測(cè)器裝置與控制運(yùn)算裝置之間收發(fā)數(shù)字信號(hào)。通過將模擬的光控制信號(hào) 以及受光信號(hào)的收發(fā)收納于探測(cè)器裝置內(nèi)部，能夠抑制噪音并且將多個(gè)光控制 信號(hào)以及受光信號(hào)分別作為1列串行信號(hào)使用，這樣可利用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn) 探測(cè)器裝置與控制運(yùn)算裝置之間的信號(hào)收發(fā)。另外，通過在探測(cè)器裝置內(nèi)部配置2個(gè)或者2個(gè)以上的分配器，可利用上 述結(jié)構(gòu)配置至少2倍的光檢測(cè)部，這樣既可維持重量降低的效果又能獲得更多 的生物體信息。另夕卜，根據(jù)需要在探測(cè)器裝置內(nèi)部配置2個(gè)或者2個(gè)以上的光 源驅(qū)動(dòng)裝置以及與該裝置對(duì)應(yīng)的分配器，由此可以獲得多個(gè)生物體信息。另外在上述結(jié)構(gòu)中，使利用各光照射部進(jìn)行照射的光在時(shí)間上獨(dú)立地發(fā)出 且將其進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制，在控制運(yùn)算裝置中對(duì)受光信號(hào)進(jìn)行相位同步檢波檢測(cè)。 因此可除去雜散光等噪音。根據(jù)本發(fā)明的生物體光測(cè)量裝置，可使裝置小型化且輕量化，并且能夠獲 得高精度的生物體信號(hào)。


圖1是本發(fā)明的生物體光測(cè)量裝置的概略圖。 圖2是在本發(fā)明的生物體光測(cè)量裝置中表示信號(hào)流的概略圖。 圖3是在本發(fā)明的生物體光測(cè)量裝置中表示信號(hào)流的概略圖。 圖4是在本發(fā)明的生物體光測(cè)量裝置中表示光照射部以及光檢測(cè)部的一 例的概略圖。圖5是在本發(fā)明的生物體光測(cè)量裝置中表示在1個(gè)光檢測(cè)部的近旁具備2 個(gè)具有不同波長(zhǎng)的2個(gè)光源和1個(gè)監(jiān)視發(fā)光二極管的光照射部的例子的概略圖。圖6是在本發(fā)明的生物體光測(cè)量裝置中表示用多個(gè)光照射部進(jìn)行照射的 光具有同 一調(diào)制頻率、并各光照射部中的照射定時(shí)在時(shí)間上不重復(fù)的情況的概 念圖。圖7是在本發(fā)明的生物體光測(cè)量裝置中利用具有2個(gè)不同的調(diào)制頻率的光 驅(qū)動(dòng)信號(hào)來實(shí)現(xiàn)取得多個(gè)測(cè)量信號(hào)的結(jié)構(gòu)的一例。圖8是在本發(fā)明的生物體光測(cè)量裝置中利用具有1個(gè)調(diào)制頻率的光驅(qū)動(dòng)信 號(hào)來實(shí)現(xiàn)取得多個(gè)測(cè)量信號(hào)的結(jié)構(gòu)的一例。圖9是用于對(duì)光源驅(qū)動(dòng)裝置和光檢測(cè)部提供電源的結(jié)構(gòu)的一例。圖10是讓2個(gè)光源驅(qū)動(dòng)裝置所生成的光驅(qū)動(dòng)信號(hào)具有相同的頻率且使其 相位反轉(zhuǎn)時(shí)的信號(hào)的振幅變化、以及在此時(shí)生成的阻抗變動(dòng)的一例。圖11是在本發(fā)明的生物體光測(cè)量裝置中在顯示部上顯示生物體信息的結(jié) 構(gòu)的一例。圖12是在本發(fā)明的生物體光測(cè)量裝置中用于在顯示部上顯示生物體信息 的實(shí)際安裝例。圖13是在本發(fā)明的生物體光測(cè)量裝置中在顯示部上顯示生物體信息的結(jié) 構(gòu)的一例。 符號(hào)說明IOH果測(cè)器裝置；1011光照射部；1011a波長(zhǎng)入l的光源；1011b波長(zhǎng)入2 的光源；1012光檢測(cè)部；1013D/A轉(zhuǎn)換器；1014光源驅(qū)動(dòng)裝置；1015多路轉(zhuǎn) 換器(分配器)；1016A/D轉(zhuǎn)換器；1017并行/串行轉(zhuǎn)換器；1018緩沖存儲(chǔ)器； 1019A/D轉(zhuǎn)換器；102運(yùn)算裝置；1022調(diào)制器；103控制裝置；104記錄部； 1041外部存儲(chǔ)器；109監(jiān)視發(fā)光二極管；2011光照射部；2013 D/A轉(zhuǎn)換器； 2014光源驅(qū)動(dòng)裝置；2015多路轉(zhuǎn)換器(分配器)；2022調(diào)制器；300處理部； 3011第1顯示部；3012第2顯示部；302電纜；303電纜；500電源部；900 電纜；具體實(shí)施方式
以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。 [實(shí)施例1]首先，對(duì)本發(fā)明的生物體光測(cè)量裝置的第一實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖l是表 示本發(fā)明生物體光測(cè)量裝置的裝置結(jié)構(gòu)一部分的概略圖。生物體光測(cè)量裝置100,由探測(cè)器裝置101、運(yùn)算裝置102、在探測(cè)器裝置101與運(yùn)算裝置102 之間傳輸信號(hào)的電纜卯0和控制裝置103組成，利用運(yùn)算裝置102的未圖示的 無(wú)線收發(fā)部1021以及控制裝置103的未圖示的無(wú)線收發(fā)部1031來控制在探測(cè) 器裝置101以及運(yùn)算裝置102中的光驅(qū)動(dòng)信號(hào)以及受光信號(hào)，可進(jìn)行生物體光 測(cè)量。運(yùn)算裝置102和控制裝置103的信號(hào)交換，不需要是無(wú)線，也可以利用 電纜進(jìn)行有線的信號(hào)傳輸，此外還可作成不必分離運(yùn)算裝置102和控制裝置 103的一體化結(jié)構(gòu)。另外，運(yùn)算裝置102具備用于對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)以及測(cè)量過程等 進(jìn)行記錄的記錄部104,通過將外部存儲(chǔ)器1041裝卸到記錄部104上，可取 出已記錄的數(shù)據(jù)，或者讀出預(yù)先記錄的測(cè)量過程。由記錄部104以及外部存儲(chǔ) 器1041才艮據(jù)預(yù)先記錄的測(cè)量過程來控制測(cè)量，并且利用記錄部104將測(cè)量數(shù) 據(jù)記錄到外部存儲(chǔ)器1041中，由此，不使用控制裝置103就可進(jìn)行僅在探測(cè) 器裝置101以及運(yùn)算裝置102中的測(cè)量。這里，對(duì)僅在探測(cè)器裝置101以及運(yùn) 算裝置102中的測(cè)量進(jìn)行記述。圖2是表示關(guān)于圖1所示的裝置結(jié)構(gòu)中的信號(hào)流的概略圖。在探測(cè)器裝置 101中具有對(duì)生物體照射光的1個(gè)或者多個(gè)光照射部1011、以及在生物體中穿 透或者反射照射光并對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)的1個(gè)或者多個(gè)光檢測(cè)部1012。根據(jù)本發(fā) 明，用光照射部1011進(jìn)行照射的光驅(qū)動(dòng)信號(hào)，在位于運(yùn)算裝置102內(nèi)部的調(diào) 制器1022中，作為基于某特定頻率或者某種符號(hào)的數(shù)字振幅調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生， 并到達(dá)探測(cè)器裝置101。在探測(cè)器裝置101中，光驅(qū)動(dòng)信號(hào)被D/A轉(zhuǎn)換器1013 轉(zhuǎn)換為模擬的振幅調(diào)制信號(hào)，并被傳送到1個(gè)光源驅(qū)動(dòng)裝置1014。在光源驅(qū) 動(dòng)裝置1014中將模擬的振幅調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)換為光驅(qū)動(dòng)信號(hào)，利用多路轉(zhuǎn)換器 1015向1個(gè)或多個(gè)光照射部1011各個(gè)如圖6所示那樣一睹開定時(shí)地進(jìn)行傳輸。 在光照射部1011中根據(jù)光驅(qū)動(dòng)信號(hào)來使之產(chǎn)生強(qiáng)度調(diào)制光，并依次對(duì)生物體 進(jìn)行照射。在光檢測(cè)部1012中，穿透生物體或者反射的強(qiáng)度調(diào)制光作為模擬 的振幅調(diào)制信號(hào)輸出。該模擬的振幅調(diào)制信號(hào)在與各光檢測(cè)部1012對(duì)應(yīng)的A/D 轉(zhuǎn)換器1016中被轉(zhuǎn)換為數(shù)字的振幅調(diào)制信號(hào)。該數(shù)字的振幅調(diào)制信號(hào)通過并 行/串行轉(zhuǎn)換器1017匯總為1個(gè)，并作為1個(gè)數(shù)字信號(hào)向運(yùn)算裝置102發(fā)送。這樣，在探測(cè)器裝置101內(nèi)部，由于具有D/A轉(zhuǎn)換器1013、光源驅(qū)動(dòng)裝置1014、 多路轉(zhuǎn)換器1015、 A/D轉(zhuǎn)換器1016和并行/串行轉(zhuǎn)換器1017,因此在探測(cè)器 裝置101和運(yùn)算裝置之間可以分別利用一根電纜來傳輸光源驅(qū)動(dòng)側(cè)以及光檢 測(cè)側(cè)的信號(hào)的交換。由本發(fā)明的生物體光測(cè)量裝置，通過使用多路轉(zhuǎn)換器1015可以從全部光 照射部1011進(jìn)行光照射。因此，不需要準(zhǔn)備與各光照射部1011對(duì)應(yīng)的光源驅(qū) 動(dòng)裝置，僅使用1個(gè)光源驅(qū)動(dòng)裝置1014就可以了，此裝置結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)裝置小 型化必不可缺的。[實(shí)施例2]下面，對(duì)在由于生物體或周圍的溫度變化等各種原因照射光量產(chǎn)生了變動(dòng) 時(shí)，補(bǔ)正檢測(cè)光量的例子進(jìn)行說明。圖3表示本發(fā)明的1個(gè)實(shí)施方式，其省略 了探測(cè)器裝置101內(nèi)的光檢測(cè)部1012、 A/D轉(zhuǎn)換器1016以及并行/串行轉(zhuǎn)換器 1017。根據(jù)本實(shí)施例，在各光照射部1011中具備監(jiān)視發(fā)光二極管109，其始 終檢測(cè)照射光量，通過緩沖存儲(chǔ)器1018將纟全測(cè)信號(hào)匯總為1個(gè)并向A/D轉(zhuǎn)換 器1019發(fā)送，作為一連串的數(shù)字信號(hào)向運(yùn)算裝置102傳輸。另外在向該運(yùn)算 裝置102傳輸之前的處理，也可以使用與圖2所示的結(jié)構(gòu)相同的、與光檢測(cè)部 1012對(duì)應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換器和并行/串行轉(zhuǎn)換器。在本來應(yīng)該照射的光量為Ps時(shí)， 由于周圍溫度變化等各種原因，當(dāng)某時(shí)刻t的實(shí)際照射光量變化為原來的k(t) 倍時(shí)，時(shí)刻t的實(shí)際照射光量成為Psxk (t)。此時(shí)，向運(yùn)算裝置102傳輸用 監(jiān)視發(fā)光二極管109所觀測(cè)到的照射光量Psxk (t),可通過已知的值Ps來計(jì) 算k(t)。另一方面，相對(duì)于本來應(yīng)該照射的光量Ps，當(dāng)將本來應(yīng)該在光^f企測(cè) 部1012進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)光量設(shè)為Pd (t)時(shí)，在Pd (t)中含有通過光穿透作 為被檢體的生物體內(nèi)或者反射而得到的生物體信息的時(shí)間上的變動(dòng)。因此，當(dāng) 產(chǎn)生照射光量的時(shí)間上的變動(dòng)k (t)時(shí)，檢測(cè)光量為Pd(t) xk(t),包含生 物體信息的時(shí)間上的變動(dòng)和照射光量的時(shí)間上的變動(dòng)都被進(jìn)行檢測(cè)。這里，由 于利用監(jiān)視發(fā)光二4及管109和運(yùn)算裝置102預(yù)先獲得了照射光量的時(shí)間上的變 動(dòng)k (t)，所以無(wú)論是實(shí)時(shí)處理還是事后處理都能夠通過將檢測(cè)光量除以k (t) 來恢復(fù)作為原來信號(hào)的Pd(t),因此可以記錄與伴隨著周圍溫度變化等各種原 因而產(chǎn)生照射光量的變動(dòng)無(wú)關(guān)的生物體信息測(cè)量數(shù)據(jù)。另外，將光源驅(qū)動(dòng)信號(hào)設(shè)為V (t)、將得到的k(t)實(shí)時(shí)反饋給光源驅(qū)動(dòng) 信號(hào)，這樣還可調(diào)節(jié)照射光量。即，在某時(shí)刻t使用此前取得的k(t-l),可將V(t) +k (t-l)作為光源驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行傳輸。由此，能夠?qū)⒃诠庹丈洳恐挟a(chǎn)生的光的強(qiáng)度大致保持恒定。[實(shí)施例3]圖4表示本發(fā)明中的一個(gè)實(shí)施方式，表示了配置在探測(cè)器裝置101中的光 照射部1011以及光4企測(cè)部1012。在該配置中，各光4企測(cè)部1012對(duì)多個(gè)光照 射部1011所照射的光進(jìn)行檢測(cè)，此時(shí)利用圖2中的多路轉(zhuǎn)換器1015來在時(shí)間 上分離光照射部1011的光照射，因此通過在運(yùn)算裝置102中處理的照射定時(shí)， 可以分離來自哪個(gè)光照射部1011的信號(hào)。另外，才艮據(jù)本發(fā)明的生物體光測(cè)量 裝置，因?yàn)槭怯酶鞴庹丈洳?011進(jìn)行照射的光是強(qiáng)度調(diào)制光，所以在運(yùn)算裝 置102中進(jìn)行同步相位檢波處理，因此除去由于進(jìn)入到光檢測(cè)部1012中的雜 散光等各種原因而產(chǎn)生的噪音，可以精度良好地^^得最初的生物體信號(hào)。[實(shí)施例4〗在本實(shí)施例中，對(duì)作為在生物體光測(cè)量中的光照射部1011的光量等級(jí)設(shè) 定，對(duì)用光檢測(cè)部1012檢測(cè)的來自多個(gè)光照射部1011的光量等級(jí)進(jìn)行調(diào)整、 并高效地設(shè)定A/D轉(zhuǎn)換器1016的檢測(cè)范圍的例子進(jìn)行了說明。在圖5所示的 例子中，各光照射部1011中具有波長(zhǎng)入l的光源1011a、與入l不同的波長(zhǎng)入 2的光源1011b和對(duì)這2個(gè)光源的光強(qiáng)度進(jìn)行監(jiān)視的監(jiān)視發(fā)光二極管109,在 光檢測(cè)部1012中至少到達(dá)/人2個(gè)光照射部1011來的4個(gè)光。此時(shí)，將到達(dá)光 檢測(cè)部1012的光的4個(gè)檢測(cè)光量設(shè)為Pl、 P2、 P3、 P4 (光量大小為 P1<P2<P3<P4)。因?yàn)檫@些是基于由多路轉(zhuǎn)換器1015在時(shí)間上進(jìn)行分離后進(jìn)行 照射的光，所以可獨(dú)立地評(píng)價(jià)光量。在相對(duì)于P4， Pl、 P2、 P3弱時(shí)，通過給 予在運(yùn)算裝置102中將光驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別設(shè)為(P4/P1 )倍、(P4/P2 )倍、(P4/P3 ) 倍的反饋，可以對(duì)照檢測(cè)光量等級(jí)來調(diào)整照射光量。另一方面，因?yàn)樾枰_保 照射光量的安全性，所以預(yù)先設(shè)定有安全基準(zhǔn)等級(jí)Pb，在運(yùn)算裝置102中進(jìn) 行控制，以使利用監(jiān)視發(fā)光二極管109來檢測(cè)的照射光量不超過Pb。例如在 上述例中將4個(gè)光源的照射光量設(shè)為Psl、 Ps2、 Ps3、 Ps4， JLPs2<Pb<Ps3時(shí)， 在運(yùn)算裝置102中對(duì)光驅(qū)動(dòng)信號(hào)給予反饋，以使照射光量分別為(Pb/Psl )倍、(Pb/Ps2)倍、(Pb/Ps3)倍、(Pb/Ps4)倍。 [實(shí)施例5]接著，對(duì)如下的實(shí)施例進(jìn)行說明，該實(shí)施例，通過使用2個(gè)調(diào)制器、2個(gè) D/A轉(zhuǎn)換器、2個(gè)光源驅(qū)動(dòng)裝置和2個(gè)多路轉(zhuǎn)換器來構(gòu)成至少具有2倍數(shù)目的 光照射部1011且沒有改變?nèi)抗庹丈洳?011的照射時(shí)間的生物體光測(cè)量裝 置。即，如圖7所示，在運(yùn)算裝置102內(nèi)所具備的第1調(diào)制器1022中產(chǎn)生基 于第1調(diào)制頻率或者第1代碼的數(shù)字振幅調(diào)制信號(hào)，通過電纜卯0將這個(gè)信號(hào) 傳輸給第1D/A轉(zhuǎn)換器1013，才艮據(jù)這個(gè)信號(hào)在第1光源驅(qū)動(dòng)裝置1014中生成 第1光驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并傳輸給第1多路轉(zhuǎn)換器1015，利用第1多路轉(zhuǎn)換器1015 將第1光驅(qū)動(dòng)信號(hào)分配到ml個(gè)光照射部1011,對(duì)被檢體照射光，并且在運(yùn)算 裝置102內(nèi)所具備的第2調(diào)制器2022中產(chǎn)生基于與第1調(diào)制頻率不相關(guān)的第 2調(diào)制頻率或者與第l代碼不相關(guān)的第2代碼的數(shù)字振幅調(diào)制信號(hào)，通過電纜 900將這個(gè)信號(hào)傳輸給第2 D/A轉(zhuǎn)換器2013，根據(jù)這個(gè)信號(hào)在第2光源驅(qū)動(dòng)裝 置2014中生成第2光驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并傳輸給第2多路轉(zhuǎn)換器2015，利用第2多 路轉(zhuǎn)換器2015將第2光驅(qū)動(dòng)信號(hào)分配到m2個(gè)光照射部2011，對(duì)被檢體照射 光。此時(shí)，在光照射部1011以及光照射部2011中，同時(shí)對(duì)被檢體照射具有第 1調(diào)制頻率或者第1代碼的光和具有第2調(diào)制頻率或者第2代碼的光，而通過 用運(yùn)算裝置102進(jìn)行的相位同步檢波處理來除去與作為對(duì)象的頻率或者代碼 不同的光信號(hào)，因此不受具有不同的頻率或者代碼的光信號(hào)的影響、而不會(huì)使 對(duì)于噪音的精度和測(cè)量時(shí)間惡化，能夠取得更多的生物體信息。[實(shí)施例6]在上述實(shí)施例5所示的例子中，被判斷為在空間上充分分離利用第1 多路轉(zhuǎn)換器1015來分配光驅(qū)動(dòng)信號(hào)的光照射部1011、和利用第2多路轉(zhuǎn)換器 2015來分配光驅(qū)動(dòng)信號(hào)的光照射部2011,且用其中的一個(gè)光照射部1011照射 的光傳播至被檢體內(nèi)、而在另一光照射部2011近旁衰減到幾乎可忽視的程度 時(shí)，就可使第1調(diào)制頻率或者代碼和第2調(diào)制頻率或者代碼相同。此時(shí)，如圖 8所示在具備第1多路轉(zhuǎn)換器1015以及第2多路轉(zhuǎn)換器2015的同時(shí)、僅分別 具有1個(gè)調(diào)制器1022、 D/A轉(zhuǎn)換器1013、光源驅(qū)動(dòng)裝置1014，由此可利用更 簡(jiǎn)單的裝置結(jié)構(gòu)得到多的生物體信息。另外，通過組合本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和實(shí)施例6所示的裝置結(jié)構(gòu)，可以取得更多的生物體信息。 [實(shí)施例7]另夕卜，在上述實(shí)施例5以及實(shí)施例6的裝置結(jié)構(gòu)中，通過使利用第l光源 驅(qū)動(dòng)裝置和第2光源驅(qū)動(dòng)裝置分別發(fā)出的光驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位反轉(zhuǎn)，可以抑制由 電源帶來的噪音。如圖9所示，在第1光源驅(qū)動(dòng)裝置1014、第2光源驅(qū)動(dòng)裝 置2014以及光檢測(cè)部1012由同一電源部500來提供電源的狀況中，在由第1 光源驅(qū)動(dòng)裝置1014以及第2光源驅(qū)動(dòng)裝置2014輸出的模擬光驅(qū)動(dòng)信號(hào)為用某 特定頻率調(diào)制的矩形波的振幅調(diào)制的情況下，從電源部500來看，伴隨著振幅 調(diào)制產(chǎn)生阻抗變動(dòng)。因此，伴隨著調(diào)制的變動(dòng)有可能作為噪音蔓延到光檢測(cè)部 1012。此時(shí)，當(dāng)將由第1光源驅(qū)動(dòng)裝置1014發(fā)出的第1光驅(qū)動(dòng)信號(hào)和由第2 光源驅(qū)動(dòng)裝置2014發(fā)出的第2光驅(qū)動(dòng)信號(hào)作成以同 一頻率進(jìn)行調(diào)制的矩形波、 且相位反轉(zhuǎn)時(shí)，如圖IO所示，從電源部500看的阻抗變動(dòng)大致為恒定。在本 發(fā)明的生物體光檢測(cè)裝置中，通過使用上述第1以及第2光驅(qū)動(dòng)信號(hào)，可抑制 不需要的噪音。[實(shí)施例8]以下，對(duì)如圖11所示，通過在探測(cè)器裝置101中具備顯示部301和1個(gè) 處理部300來在4采測(cè)器裝置101上即時(shí)顯示測(cè)量結(jié)果的實(shí)施例進(jìn)行說明。用運(yùn) 算裝置102進(jìn)行處理并獲得的生物體信息，通過連接運(yùn)算裝置102和探測(cè)器裝 置101的電纜302向處理部300即時(shí)傳送，并由處理部300向各顯示部301 發(fā)送。顯示部301可以是LED、液晶等視覺性的顯示裝置、揚(yáng)聲器等聲音提 示裝置或振動(dòng)器等振動(dòng)裝置、或利用了熱敏電阻等的溫度提示裝置。圖12表 示顯示的生物體信息為2種的情況，且在探測(cè)器裝置101的表面具備顯示部 301、背面具備光照射部1011以及光檢測(cè)部1012時(shí)的實(shí)施例。用虛線表示的 光照射部1011以及光檢測(cè)部1012表示其存在于背面。圖12表示在光照射部 1011和光檢測(cè)部1012的大致中點(diǎn)上取得了生物體信息的情況的例子，在假定 為取得生物體信息的位置上配置有顯示部301，不過顯示部301也可以根據(jù)需 要安裝在適當(dāng)?shù)呐渲梦恢蒙?。因?yàn)樵谠摾猩矬w信息有2種，所以在各顯示 部301中存在顯示第1生物體信息的第1顯示部3011、和顯示第2生物體信 息的第2顯示部3012。例如，在第1顯示部3011以及第2顯示部3012都是LED、而且是作為生物體信息表示生物體內(nèi)的特定的2種物質(zhì)的濃度的顯示部 時(shí)，伴隨著物質(zhì)濃度增大使發(fā)光量增大，而伴隨著物質(zhì)濃度減小使發(fā)光量減小， 因此可以即時(shí)顯示作為生物體信息的各物質(zhì)的濃度變化。另外如圖13所示， 代替電纜302，通過在探測(cè)器裝置101內(nèi)部所具有的電纜303,將由光^r測(cè)部 102取得的信號(hào)不經(jīng)由運(yùn)算裝置102向處理部300進(jìn)行傳送，在處理部300實(shí) 施用于獲得生物體信息的必要的處理，并可控制顯示部301。 [產(chǎn)業(yè)上的可利用性]本發(fā)明的生物體光測(cè)量裝置，利用在探測(cè)器裝置內(nèi)部具有D/A轉(zhuǎn)換器、 光源驅(qū)動(dòng)裝置、分配器、A/D轉(zhuǎn)換器和并行/串行轉(zhuǎn)換器的裝置結(jié)構(gòu)，不僅除 去了在現(xiàn)有生物體光測(cè)量裝置中使用的光纖，還提出并實(shí)現(xiàn)了實(shí)際裝置的小型 化。伴隨著小型化可降低對(duì)被檢體的限制，由此可以實(shí)現(xiàn)不僅在醫(yī)療、福利機(jī) 關(guān)或研究機(jī)關(guān)
權(quán)利要求
1.一種生物體光測(cè)量裝置，其特征在于，具有探測(cè)器裝置，其用于對(duì)被檢體照射光并檢測(cè)透過所述被檢體內(nèi)部或者反射回的光；以及控制運(yùn)算裝置，其對(duì)所述探測(cè)器裝置發(fā)送光控制信號(hào)、且從所述探測(cè)器裝置接收受光信號(hào)來獲得生物體信號(hào)，在所述探測(cè)器裝置內(nèi)部，具有光照射部，其用于照射光；數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器，其用于將所述光控制信號(hào)從數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)；至少1個(gè)光源驅(qū)動(dòng)裝置，其接受已被轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的所述光控制信號(hào)并產(chǎn)生光源驅(qū)動(dòng)信號(hào)；分配器，其對(duì)應(yīng)所述光源驅(qū)動(dòng)裝置，將所述光源驅(qū)動(dòng)信號(hào)在時(shí)間上順次分配到所述光照射部；光檢測(cè)部，其對(duì)透過被檢體內(nèi)部或者反射回的光進(jìn)行檢測(cè)；模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其將由所述光檢測(cè)部產(chǎn)生的受光信號(hào)從模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；以及并行/串行轉(zhuǎn)換器，其將已被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的受光信號(hào)從并行信號(hào)向串行信號(hào)轉(zhuǎn)換，在所述探測(cè)器裝置與所述控制運(yùn)算裝置之間收發(fā)數(shù)字信號(hào)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物體光測(cè)量裝置，其特征在于， 在所述探測(cè)器裝置內(nèi)部，具有監(jiān)視發(fā)光二極管，其用于觀測(cè)利用所述光照射部對(duì)被檢體進(jìn)行照射的光的 強(qiáng)度；以及模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其將由所述監(jiān)視發(fā)光二極管產(chǎn)生的觀測(cè)信號(hào)從模擬信 號(hào)向數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換，將所述觀測(cè)信號(hào)向所述控制運(yùn)算裝置傳送，并利用所述觀測(cè)信號(hào)除以從所 述光^r測(cè)部向所述控制運(yùn)算裝置傳送的所述受光信號(hào)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物體光測(cè)量裝置，其特征在于，在所述^:測(cè)器裝置內(nèi)部，具有監(jiān)視發(fā)光二極管，其用于觀測(cè)由所述光照射部對(duì)被;險(xiǎn)體進(jìn)行照射的光的強(qiáng) 度；以及模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其將由所述監(jiān)視器發(fā)光二極管產(chǎn)生的觀測(cè)信號(hào)從模擬 信號(hào)向數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換，將所述觀測(cè)信號(hào)向所述控制運(yùn)算裝置傳送，并一艮據(jù)所述觀測(cè)信號(hào)調(diào)整所述 光控制信號(hào)，將由所述光照射部產(chǎn)生的光的強(qiáng)度保持為大致恒定。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物體光測(cè)量裝置，其特征在于， 所述分配器具有多個(gè)，從1個(gè)所述光源驅(qū)動(dòng)裝置向所述多個(gè)分配器傳送所述光源驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物體光測(cè)量裝置，其特征在于， 所述光源驅(qū)動(dòng)裝置和所述分配器具有多個(gè)，向所述多個(gè)光源驅(qū)動(dòng)裝置的每一個(gè)傳送互不相同的調(diào)制頻率或者代碼的 調(diào)制信號(hào)，向所述分配器的每一個(gè)傳送將已調(diào)制為所述互不相同的調(diào)制頻率或者代 碼的調(diào)制信號(hào)的所述光源驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
6. —種生物體光測(cè)量裝置，其特征在于， 具有探測(cè)器裝置，其用于對(duì)被檢體照射光并檢測(cè)透過所述被檢體內(nèi)部或者反射 回的光；以及控制運(yùn)算裝置，其對(duì)所述^:測(cè)器裝置發(fā)送光控制信號(hào)、且從所述探測(cè)器裝 置接受受光信號(hào)來獲得生物體信號(hào)，在所述探測(cè)器裝置內(nèi)部，具有至少2個(gè)光照射部，其用于對(duì)被檢體照射光；以及至少1個(gè)光檢測(cè)部，其對(duì)透過所述被檢體內(nèi)部或者反射回的光進(jìn)行檢測(cè)，由各光照射部照射的光在時(shí)間上被獨(dú)立地發(fā)出且對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制，在所述控制運(yùn)算裝置中，對(duì)所述受光信號(hào)進(jìn)行相位同步檢波處理。
全文摘要
本發(fā)明提供一種生物體光測(cè)量裝置。在生物體檢測(cè)裝置中，為了降低給予被檢體的負(fù)荷而提供去除光纖且小型輕量的裝置結(jié)構(gòu)。通過在探測(cè)器裝置101的內(nèi)部具有1個(gè)光源驅(qū)動(dòng)裝置1014、1個(gè)分配器1015，做成向多個(gè)光照射部1011傳送光源驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并且將控制運(yùn)算裝置102和探測(cè)器裝置101的收發(fā)信號(hào)作為1列串行數(shù)字信號(hào)的結(jié)構(gòu)，除去光纖作成了小型輕量的生物體光測(cè)量裝置。根據(jù)本發(fā)明的生物體光測(cè)量裝置，可使裝置小型化且輕量化，而且能夠獲得高精度的生物體信息。
文檔編號(hào)A61B5/1455GK101229054SQ200710197108
公開日2008年7月30日 申請(qǐng)日期2007年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月25日
發(fā)明者堀田忠宏, 敦森洋和, 木口雅史 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所