特許 6853712 血中酸素飽和度測定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6853712

(24)【登録日】2021年3月16日

(45)【発行日】2021年3月31日

(54)【発明の名称】血中酸素飽和度測定装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/1455 20060101AFI20210322BHJP

【ＦＩ】

   A61B5/1455

【請求項の数】6

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-64066(P2017-64066)

(22)【出願日】2017年3月29日

(65)【公開番号】特開2018-164706(P2018-164706A)

(43)【公開日】2018年10月25日

【審査請求日】2020年1月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】515290343

【氏名又は名称】医療法人社団皓有会

(74)【代理人】

【識別番号】100081972

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 豊

(74)【代理人】

【識別番号】100154380

【弁理士】

【氏名又は名称】西村 隆一

(72)【発明者】

【氏名】小山 和泉

【審査官】 ▲高▼ 芳徳

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０００６０９８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１６／１００５７７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２０１６−５１４９９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１９４９０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３２６１５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−２４６１９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ５／１４５ − ５／１４９５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

生体の血液中の酸素飽和度を測定する血中酸素飽和度測定装置であって、
前記生体の上顎に着脱可能に装着される上顎用マウスピースと、
前記上顎用マウスピースに取り付けられ、互いに異なる第１および第２の波長の光を照射する照射部と、
前記照射部によって照射され、前記生体の上唇部を透過した前記光を受光する、赤外線カットフィルタが除去されたＲＧＢカメラの受光部と、
前記受光部によって受光された前記光の波長を判定する波長判定部と、
前記受光部によって受光された前記光の受光強度を算出する強度算出部と、
前記強度算出部によって算出された前記受光強度の時間変化に基づいて前記生体による吸光度の変化量を算出する吸光度変化量算出部と、
前記波長判定部によって判定された前記光の波長と、前記吸光度変化量算出部によって算出された前記吸光度の変化量と、に基づいて、前記生体の血液中の酸素飽和度を算出する血中酸素飽和度算出部と、
前記受光部、前記波長判定部、前記強度算出部、前記吸光度変化量算出部および前記血中酸素飽和度算出部を格納する筐体と、を備え、
前記筐体は、室内に固定的に配置された部材に、前記受光部が前記生体に面するように取り付けられることを特徴とする血中酸素飽和度測定装置。

【請求項2】

請求項１に記載の血中酸素飽和度測定装置において、
前記筐体は、室内で就寝中の前記生体の頭上に配置され、室内の壁に支持されることを特徴とする血中酸素飽和度測定装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の血中酸素飽和度測定装置において、
前記照射部が所定の点消灯パターンで前記第１および第２の波長の光を照射するように制御する照射制御部をさらに備え、
前記波長判定部は、前記所定の点消灯パターンに基づいて、前記受光部によって受光された前記光の波長を判定することを特徴とする血中酸素飽和度測定装置。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか１項に記載の血中酸素飽和度測定装置において、
前記生体の下顎に着脱可能に装着される下顎用マウスピースをさらに備え、
前記下顎用マウスピースは、左右両側に、前記下顎用マウスピースが前記生体の下顎に装着されたとき、前記生体の上顎側に突出する１対の突起を有し、
前記上顎用マウスピースは、左右両側に、前記下顎用マウスピースが前記生体の下顎に装着され、前記上顎用マウスピースが前記生体の上顎に装着されたとき、前記生体の上顎に対する下顎の動きに沿って前記１対の突起が摺接すべき１対の突起受けを有し、
前記１対の突起と前記１対の突起受けとは、前記下顎用マウスピースが前記生体の下顎に装着され、前記上顎用マウスピースが前記生体の上顎に装着されたとき、前記生体の下顎を前進位置に規制するように配置されることを特徴とする血中酸素飽和度測定装置。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか１項に記載の血中酸素飽和度測定装置において、
前記第１および第２の波長は、近赤外領域にあることを特徴とする血中酸素飽和度測定装置。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか１項に記載の血中酸素飽和度測定装置において、
前記照射部は、前記第１および第２の波長と異なる第３の波長の光をさらに照射することを特徴とする血中酸素飽和度測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、生体の血中酸素飽和度を測定する血中酸素飽和度測定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

血中酸素飽和度測定装置としては、赤色から近赤外の異なる２つの波長の光を生体に投影して検出し、それに基づいて、生体を拘束することなく、生体情報を検出するようにした装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７−０００７４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記特許文献１記載の装置では、光を生体に投影して測定を行うため、暗所で睡眠中の生体に光を投影することで、生体に眩しさなどの違和感を与えて睡眠を妨げるおそれがある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一態様は、生体の血液中の酸素飽和度を測定する血中酸素飽和度測定装置であって、生体の上顎に着脱可能に装着される上顎用マウスピースと、上顎用マウスピースに取り付けられ、互いに異なる第１および第２の波長の光を照射する照射部と、照射部によって照射され、生体の上唇部を透過した光を受光する、赤外線カットフィルタが除去されたＲＧＢカメラの受光部と、受光部によって受光された光の波長を判定する波長判定部と、受光部によって受光された光の受光強度を算出する強度算出部と、強度算出部によって算出された受光強度の時間変化に基づいて生体による吸光度の変化量を算出する吸光度変化量算出部と、波長判定部によって判定された光の波長と、吸光度変化量算出部によって算出された吸光度の変化量と、に基づいて、生体の血液中の酸素飽和度を算出する血中酸素飽和度算出部と、受光部、波長判定部、強度算出部、吸光度変化量算出部および血中酸素飽和度算出部を格納する筐体と、を備える。筐体は、室内に固定的に配置された部材に、受光部が生体に面するように取り付けられる。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、上顎用マウスピースに取り付けられた照射部によって照射されて生体を透過した光に基づいて血中酸素飽和度を測定するので、睡眠時の生体に違和感を与えることなく、生体の血液中の酸素飽和度を測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明の実施形態に係る血中酸素飽和度測定装置の全体構成を示す概略図。

【図2】ヘモグロビンによる近赤外光の吸収スペクトルを示す図。

【図3】図１に示す本体の斜視図。

【図4】図１に示す本体の断面図。

【図5】図１に示すマウスピースの斜視図。

【図6】図１に示すマウスピースの部分断面図。

【図7】図５に示すマウスピースに類似する、治療用マウスピースの斜視図。

【図8】図７に示す治療用上顎用マウスピースの部分断面図。

【図9】上唇部を説明するための図。

【図10】上唇部を説明するための断面図。

【図11】図５に示す照射ユニットの回路図。

【図12】図５に示す照射ユニットの照射パターンを示す図。

【図13】図４に示す制御ユニットの構成を示すブロック図。

【図14】図４に示す制御ユニットで実行される処理の一例を示すフローチャート。

【図15】図１４のステップＳ１の処理をより具体化したフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図１〜図１５を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る血中酸素飽和度測定装置（以下、装置という）１００の概略構成を示す図である。装置１００は、生体（人間）、特に就寝中の生体の血液中の酸素飽和度（ＳｐＯ２）を測定し、睡眠時無呼吸によって起こり得るＳｐＯ２の低下を監視するために用いられる。装置１００は、測定対象（生体）２００から離間して設置される本体１０と、生体の上顎および下顎に着脱可能に装着されるマウスピース２０とを備え、装置１００全体として、パルスオキシメータとして機能する。マウスピース２０は、睡眠時無呼吸状態の発生を抑制するための治療用マウスピースとしても機能する。

【0009】

図２は、ヘモグロビンによる近赤外光の吸収スペクトルを示す図である。パルスオキシメータは、血液中のヘモグロビンが酸素を含むとき（酸化ヘモグロビンＨｂＯ２）と酸素を含まないとき（還元ヘモグロビンＨｂ）とで光の吸収特性が異なることを利用し、異なる２つ以上の波長の光についての生体を透過させたときの透過率からＳｐＯ２を測定する装置である。装置１００は、生体を透過しやすい波長領域（生体の窓）の光から、異なる２つ以上の波長の光を利用する。

【0010】

従来、パルスオキシメータでは、図２に示すような７８０ｎｍ、８０５ｎｍ、８３０ｎｍなどの、近赤外領域の波長の光が使用されている。ところで、一般的なＲＧＢカメラに使用される撮像センサは１１００ｎｍ程度までの波長の光を検出することができるが、可視光と赤外光とが混在することでカラーバランスが崩れるのを防ぐために、通常のＲＧＢカメラには赤外線カットフィルタが使用されている。従って、赤外線カットフィルタを除去したＲＧＢカメラを使用することで、近赤外領域の波長の光を検出することができる。

【0011】

図３は、本体１０の斜視図である。本体１０は、略電球形状の筐体１１を備える。筐体１１は、一端部において、ねじ部１２ａが形成された導電性の口金部１２を有する。ねじ部１２ａは、例えば壁面３００に取り付けられたスタンド３０１の先端部のソケット３０２に螺合され、口金部１２を介して本体１０に電力が供給される。スタンド３０１は屈曲自在な可動部３０３を有し、可動部３０３を介して本体１０の向きを調整することができる。スタンド３０１は、壁面取り付け式以外にも、天井取付け式や自立式、クランプ式などでもよく、ベッドサイドに設置しやすい形状が適する。筐体１１の他端部には、透光性を有する樹脂材により構成されるカバー１３が取り付けられる。

【0012】

図４は、本体１０の断面図である。図示のように、筐体１１内には、後述するＬＥＤ（発光ダイオード）から照射される光を受光するカメラ１５と、白色ＬＥＤ１６と、カメラ１５の動作などを制御する制御ユニット１７とが配置され、口金部１２および図示しないケーブルなどを介してこれらに外部から電力が供給される。カメラ１５は、図示しないケーブルなどを介して制御ユニット１７に接続される。

【0013】

カメラ１５は、受光した光の光量を検出し、光量に応じた信号を制御ユニット１７に送信する。また、カメラ１５は、測定対象２００の顔を認識して上顎の位置（向き）を特定し、その情報を制御ユニット１７に送信する。カメラ１５としては、例えば５〜１０倍程度の光学ズーム機能を有する通常のＲＧＢカメラを、赤外線カットフィルタを除去して使用する。カメラ１５は、図４に示すように、レンズ部（受光面）がカバー１３の表面と平行となるように、本体１０の中央に配置される。カメラ１５は、図４に示すように、受光面がカバー１３に固定され、本体部１５ａが筐体１１に設けられたレール１１ａに沿って筐体１１の長さ方向（矢印で示す）に移動可能であり、これにより、倍率を適宜調整することができる。

【0014】

白色ＬＥＤ１６は、例えば、高輝度白色ＬＥＤにより構成される。白色ＬＥＤ１６は、照射面がカバー１３の表面と平行となるように、筐体１１の周方向に配置される。なお、白色ＬＥＤ１６は、ＳｐＯ２の測定には直接関係しないため、本体１０は必ずしも白色ＬＥＤ１６を備える必要はない。従って、照明としての機能は不要であり、本体１０の形状も略電球形状に限定されるものではない。

【0015】

図５は、図１のマウスピース２０の斜視図である。マウスピース２０は、測定対象２００の上顎に着脱可能に装着される上顎用マウスピース２０Ｕと、測定対象２００の下顎に着脱可能に装着される下顎用マウスピース２０Ｌとで構成される。下顎用マウスピース２０Ｌは、左右両側から上顎側に突出する山型の突起２２を有する。上顎用マウスピース２０Ｕは、測定対象２００の上顎に対する下顎の動きに沿って下顎用マウスピース２０Ｌの突起２２が摺接するための、突起受け２３を有する。図５に示すように、突起受け２３は、上面視において略等脚台形状を呈する筒状壁で構成される。

【0016】

図５に示すように、突起２２と突起受け２３とは、測定対象２００の下顎を前進位置に規制するように配置される。突起２２および突起受け２３は、マウスピース本体よりも強度の高い樹脂で構成される。マウスピース２０を上下顎に装着した場合は、睡眠中も常に下顎が前進位置に規制されることで気道が確保されるため、マウスピース２０は睡眠時無呼吸状態の発生を抑制するための治療用マウスピースとしても機能する。なお、治療用マウスピースとしての機能はＳｐＯ２の測定には直接関係しないため、マウスピース２０は必ずしも下顎用マウスピース２０Ｌを備える必要はない。

【0017】

図６は、上顎用マウスピース２０Ｕの部分断面図である。上顎用マウスピース２０Ｕの本体は、例えば、透明な熱可塑性の樹脂で構成され、厚さ０．５〜０．８ｍｍ程度の歯列矯正用マウスピースを用いることができる。上顎用マウスピース２０Ｕを製造するにあたっては、まず、上顎用マウスピース２０Ｕの第１層（内側の層）２０ａを透明な熱可塑性の樹脂で成形する。次いで、第１層２０ａの上唇側に、突起受け２３と照射ユニット２４ＵＮＴとを取り付ける。最後に、第１層２０ａの上に第２層（外側の層）２０ｂを樹脂で成形し、これにより、図６に示すように、樹脂の第１層２０ａと第２層２０ｂとの間に突起受け２３および照射ユニット２４ＵＮＴを介挿する。なお、突起受け２３および照射ユニット２４ＵＮＴは、一体化した第１層２０ａと第２層２０ｂとによって完全に防水される。

【0018】

図５，６に示すように、照射ユニット２４ＵＮＴは、ボタン型電池２４ＢＢと、プリント基板２４ＰＣＢと、ＬＥＤ２４と、ＬＥＤ２４のオンオフを切り替えるスイッチ２４ＳＷと、ＬＥＤ２４の点消灯を制御する照射制御装置２４ＣＴＬとを有する。プリント基板２４ＰＣＢは、ボタン型電池２４ＢＢと同じ大きさの円形であり、図示しないケーブルなどを介してボタン型電池２４ＢＢに接続されるとともに、ボタン型電池２４ＢＢの上（上唇側）に配置される。プリント基板２４ＰＣＢ上には、スイッチ２４ＳＷおよび照射制御装置２４ＣＴＬが搭載される。ボタン型電池２４ＢＢおよびプリント基板２４ＰＣＢは、突起受け２３の内側に配置される。ＬＥＤ２４は、上顎用マウスピース２０Ｕの上唇側前方に配置され、リード線２４ＬＷによってプリント基板２４ＰＣＢに接続される。スイッチ２４ＳＷは、可撓性を有する樹脂（上顎用マウスピース２０Ｕの第２層２０ｂ）を介して押圧される。

【0019】

図５に示すように、ＬＥＤ２４は複数のＬＥＤ２４ａ，２４ｂ，２４ｃを有する。ＬＥＤ２４ａ，２４ｂ，２４ｃが照射する光の波長λａ，λｂ，λｃは、例えば、７８０ｎｍ，８０５ｎｍ，８３０ｎｍである（図２参照）。ＬＥＤ２４ａ，２４ｂ，２４ｃが照射する光の照射強度ＩＮＴ０は一定である。ＬＥＤ２４が照射する光の波長として互いに異なる３種類の波長λａ，λｂ，λｃを設定することで、２種類の場合よりも波長ごとの測定結果から得られる関係式が増える。このため、酸化ヘモグロビンＨｂＯ２、還元ヘモグロビンＨｂの％濃度［ＨｂＯ２］，［Ｈｂ］を算出するときの精度を高めることができ、ＳｐＯ２の測定精度を向上させることができる。なお、ＬＥＤ２４が少なくとも２種類の波長の光を照射できればＳｐＯ２の測定は可能であるため、ＬＥＤ２４ａ，２４ｃの２つのみを使用するようにしてもよい。

【0020】

図７は、マウスピース２０に類似する、治療用マウスピース２０’の斜視図、図８は、治療用上顎用マウスピース２０Ｕ’の部分断面図である。装置１００（パルスオキシメータ）を長期間使用せず、治療用にマウスピースのみを継続的に使用する場合には、図７，８に示すような治療用マウスピース２０’を使用する。図７，８に示すように、治療用マウスピース２０’の治療用上顎用マウスピース２０Ｕ’は、照射ユニット２４ＵＮＴを有さない。突起受け２３の内側には、照射ユニット２４ＵＮＴのボタン型電池２４ＢＢ、プリント基板２４ＰＣＢ、スイッチ２４ＳＷ、照射制御装置２４ＣＴＬに代えて、略台形柱状の治療用アタッチメント２５が配置される。治療用アタッチメント２５は、突起受け２３と同様の、マウスピース本体よりも強度の高い樹脂で構成される。治療用上顎用マウスピース２０Ｕ’は、治療用アタッチメント２５を使用するため、電池などを口腔内に入れる必要がなく、突起受け２３の強度を高めることができる。

【0021】

図９，１０は、上唇部を説明するための図である。本明細書では、図９に斜線で示すように、上唇と鼻との間の部分を「上唇部」と称する。図１０に示すように、上唇部の裏側には上顎の歯や歯茎があり、上唇部は指などと比べて薄い。このため、上唇部には容易に光を透過させることができる。また、上唇部には、上唇動脈や毛細血管などの血管が走行している。測定対象２００の上唇部の口腔側には、測定対象２００の上顎に装着された上顎用マウスピース２０ＵのＬＥＤ２４の照射面が位置する。

【0022】

上顎用マウスピース２０ＵのＬＥＤ２４によって照射された光は、測定対象２００の上唇部を透過して、本体１０のカメラ１５によって受光される。なお、本体１０は、可動部３０３（図１）を介して、本体１０のカメラ１５の受光面が上顎用マウスピース２０ＵのＬＥＤ２４の照射面と向き合うように、すなわち、測定対象２００の上唇部に向かうように、向きを調整される。

【0023】

測定対象２００の口腔内において、上顎用マウスピース２０ＵのＬＥＤ２４によって照射された光は、測定対象２００の口腔側の粘膜から上唇部に入射する。測定対象２００の上唇部に入射した光は、測定対象２００の体内で散乱するとともに、血液中の酸化ヘモグロビンＨｂＯ２、還元ヘモグロビンＨｂ、血液以外の組織によって吸収されながら、測定対象２００の上唇部を透過して、散乱や吸収によって失われなかった一部の光が本体１０（図１）のカメラ１５に到達して受光される。粘膜は角質層がない、あるいは角質層が極薄いため、粘膜表面では正反射が起こりにくい。よって、口腔側から照射される光の大部分は粘膜表面で正反射することなく上唇部に入射するため、精度の高いＳｐＯ２測定が可能となる。

【0024】

脈動周期のようなごく短い時間では、反射や散乱、血液以外の組織による吸収によって失われる光の割合はほぼ一定である。すなわち、１秒程度の脈動周期で測定される吸光度Ａの変化量ΔＡは、測定対象２００の上唇部を流れる血液中のヘモグロビン（酸化ヘモグロビンＨｂＯ２および還元ヘモグロビンＨｂ）による吸光量の変化に相当する。酸化ヘモグロビンＨｂＯ２、還元ヘモグロビンＨｂの吸光係数をそれぞれεＨｂＯ２，εＨｂとすると、ランベルト・ベールの法則により、吸光度Ａの変化量ΔＡは、次式（ｉ）で表される。
ΔＡ＝εＨｂＯ２×［ＨｂＯ２］＋εＨｂ×［Ｈｂ］ ・・・（ｉ）

【0025】

上顎用マウスピース２０ＵのＬＥＤ２４による各波長λ（λａ，λｂ，λｃ）の光の照射時間Ｔを、脈動周期に相当する１秒程度として、各波長λの光の照射中に本体１０のカメラ１５によって受光される光の最大受光強度ＩＮＴＭＡＸ、最小受光強度ＩＮＴＭＩＮを測定することで、次式（ｉｉ）により吸光度Ａの変化量ΔＡを算出することができる。
ΔＡ＝ｌｏｇ（ＩＮＴＭＩＮ／ＩＮＴＭＡＸ） ・・・（ｉｉ）

【0026】

従って、各波長λａ，λｂ，λｃでの測定結果から得られる３つ（またはいずれか２つ）の連立方程式に基づいて酸化ヘモグロビンＨｂＯ２、還元ヘモグロビンＨｂの濃度［ＨｂＯ２］，［Ｈｂ］を算出し、次式（ｉｉｉ）により測定対象２００のＳｐＯ２を算出することができる。
ＳｐＯ２＝［ＨｂＯ２］／（［ＨｂＯ２］＋［Ｈｂ］） ・・・（ｉｉｉ）

【0027】

図１１は、図５に示す照射ユニット２４ＵＮＴの回路図、図１２は、照射ユニット２４ＵＮＴの照射パターンを示す図である。照射ユニット２４ＵＮＴのスイッチ２４ＳＷをオンにすると、波長λａ，λｂ，λｃの光を照射するＬＥＤ２４ａ，２４ｂ，２４ｃの点消灯が開始される。図１２に示すように、ＬＥＤ２４ａ，２４ｂ，２４ｃは、０．５秒間の点灯を順次行った後、すべてのＬＥＤ２４ａ，２４ｂ，２４ｃが１．０秒間消灯するように、照射制御装置２４ＣＴＬによって制御される。

【0028】

図１３は、制御ユニット１７の構成を示すブロック図である。制御ユニット１７には、図示しないケーブルなどを介してカメラ１５が接続される。制御ユニット１７は、カメラ１５から受光量に応じた信号を受信する。また、制御ユニット１７は、カメラ１５から測定対象２００の上顎の位置（向き）の情報を受信する。制御ユニット１７は、ＣＰＵ，ＲＯＭ（メモリ），ＲＡＭ、その他の周辺回路などを有する演算処理装置を含むコンピュータにより構成される。制御ユニット１７は、機能的構成として、カメラ１５が受光した光の波長を判定する波長判定部１７０と、カメラ１５が受光した光量に応じた信号に基づき、各波長λ（λａ，λｂ，λｃ）の受光強度ＩＮＴ（ＩＮＴａ，ＩＮＴｂ，ＩＮＴｃ）を算出する強度算出部１７１と、強度算出部１７１によって算出された受光強度ＩＮＴ（ＩＮＴａ，ＩＮＴｂ，ＩＮＴｃ）の時間変化に基づき、各波長λ（λａ，λｂ，λｃ）の吸光度Ａ（Ａａ，Ａｂ，Ａｃ）の変化量ΔＡ（ΔＡａ，ΔＡｂ，ΔＡｃ）を算出する吸光度変化量算出部１７２と、吸光度変化量算出部１７２によって算出された吸光度の変化量ΔＡ（ΔＡａ，ΔＡｂ，ΔＡｃ）に基づいてＳｐＯ２を算出する血中酸素飽和度算出部（ＳｐＯ２算出部）１７３とを有する。

【0029】

波長判定部１７０は、カメラ１５が受光した光の光量に応じた信号に基づいて、光の点消灯パターンから、カメラ１５が受光した光の波長を判定する。波長λａ，λｂ，λｃの光を照射するＬＥＤ２４ａ，２４ｂ，２４ｃは、照射制御装置２４ＣＴＬにより、図１２に示すように、０．５秒間の点灯を順次行った後、すべてのＬＥＤ２４ａ，２４ｂ，２４ｃが１．０秒間消灯するように制御される。従って、１．０秒間の消灯後、０秒〜０．５秒は波長λａ、０．５秒〜１．０秒は波長λｂ、１．０秒〜１．５秒は波長λｃと判定することができる。ＬＥＤ２４ａ，２４ｂ，２４ｃの点消灯パターンから、どの波長の光が照射されているかを把握することが可能となるため、カメラ１５にバンドパスフィルタなどを設ける必要がない。

【0030】

図１４は、制御ユニット１７で実行される処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、図示しないスイッチをオンにすると開始され、所定時間毎に繰り返し実行される。まず、ステップＳ１で、上顎用マウスピース２０Ｕの照射ユニット２４ＵＮＴから各波長λａ，λｂ，λｃの光を照射したときの、吸光度Ａａ，Ａｂ，Ａｃの変化量ΔＡａ，ΔＡｂ，ΔＡｃを算出する。

【0031】

図１５は、ステップＳ１の処理をより具体化したフローチャートである。図１５に示すように、ステップＳ１０で、波長判定部１７０での処理により、カメラ１５が受光した光の波長が波長λａか否かを判定する。ステップＳ１０は肯定されるまで繰り返される。ステップＳ１０が肯定されるとステップＳ１１に進み、強度算出部１７１での処理により、受光強度ＩＮＴａを算出する。次いで、ステップＳ１２で、強度算出部１７１での処理により、照射時間Ｔにおける最大受光強度ＩＮＴａＭＡＸ、最小受光強度ＩＮＴａＭＩＮを決定する。次いで、ステップＳ１３で、吸光度変化量算出部１７２での処理により、吸光度Ａａの変化量ΔＡａを算出する。

【0032】

波長λｂ，λｃについても、波長λａと同様に、図１５のフローチャートと同様の処理を実行する。次いで図１４のステップＳ２に進み、ＳｐＯ２算出部１７３での処理により、各波長λａ，λｂ，λｃの吸光度Ａａ，Ａｂ，Ａｃの変化量ΔＡａ，ΔＡｂ，ΔＡｃに基づいて、測定対象２００のＳｐＯ２を算出する。次いで、ステップＳ３で、ＳｐＯ２の測定結果を時系列で制御ユニット１７のメモリに保存する。

【0033】

本実施形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）血中酸素飽和度測定装置（装置）１００は、測定対象２００の血液中の酸素飽和度ＳｐＯ２を測定する装置であって、測定対象２００の上顎に着脱可能に装着される上顎用マウスピース２０Ｕと、上顎用マウスピース２０Ｕに取り付けられ、互いに異なる第１および第２の波長λａ，λｃ（一例として７８０ｎｍ，８３０ｎｍ）の光を照射するＬＥＤ２４（２４ａ，２４ｃ）と、ＬＥＤ２４によって照射され、測定対象２００の上唇部を透過した光を受光する、赤外線カットフィルタが除去されたＲＧＢカメラ１５と、カメラ１５によって受光された光の波長を判定する波長判定部１７０と、カメラ１５によって受光された光の受光強度ＩＮＴ（ＩＮＴａ，ＩＮＴｃ）を算出する強度算出部１７１と、強度算出部１７１によって算出された受光強度ＩＮＴの時間変化に基づいて測定対象２００の上唇部による吸光度Ａ（Ａａ，Ａｃ）の変化量ΔＡ（ΔＡａ，ΔＡｃ）を算出する吸光度変化量算出部１７２と、波長判定部１７０によって判定された光の波長λａ，λｃと、吸光度変化量算出部１７２によって算出された吸光度の変化量ΔＡとに基づいて、測定対象２００の血液中の酸素飽和度ＳｐＯ２を算出する血中酸素飽和度算出部（ＳｐＯ２算出部）１７３とを備える（図１、図３〜図５、図１３）。

【0034】

すなわち、ＳｐＯ２測定用の光を測定対象２００に向けて照射するのではなく、測定対象２００が装着する上顎用マウスピース２０ＵのＬＥＤ２４から照射するため、眩しさなどの違和感を与えるがことなく睡眠時の測定対象２００のＳｐＯ２を測定することができる。また、赤外線カメラではなく、赤外線カットフィルタを除去した通常のＲＧＢカメラを使用するため、赤外線カメラに比して安価で高精度のＲＧＢカメラを使用することで装置１００全体として低コストで高精度にすることができる。また、ＬＥＤ２４によって照射された光は測定対象２００の口腔側の粘膜から上唇部に入射するため、測定対象２００の皮膚側から光を照射する場合に比して反射による光の損失が少なく、精度の高いＳｐＯ２測定が可能となる。

【0035】

（２）カメラ１５と制御ユニット１７（波長判定部１７０、強度算出部１７１、吸光度変化量算出部１７２、ＳｐＯ２算出部１７３）とは、測定対象２００から離間して設置される（図１、図３、図４）。測定対象２００は大きさや重量のあるカメラ１５や制御ユニットを装着する必要がないため、睡眠時の測定対象２００に違和感を与えることなくＳｐＯ２を測定することができる。

【0036】

（３）装置１００は、測定対象２００から離間して設置される本体１０に筐体１１を備え、カメラ１５と制御ユニット１７（波長判定部１７０、強度算出部１７１、吸光度変化量算出部１７２、ＳｐＯ２算出部１７３）とは、筐体１１に格納される（図１、図３、図４）。例えば、筐体１１を、口金部１２を有する略電球形状とすれば、一般的な電球用のソケットから口金部１２を介して容易に電力の供給を受けることができる。また、屈曲自在な可動部３０３を有するスタンド３０１を利用すれば、本体１０を測定に適した向きに容易に調整することができる。さらに、スタンド３０１として、壁面取り付け式や天井取付け式、自立式、クランプ式など、ベッドサイドに設置しやすい形状のものを利用することで、本体１０を睡眠時の測定対象２００を測定するのに適した位置に容易に配置することができる。

【0037】

（４）装置１００は、ＬＥＤ２４ａ，２４ｃが所定の点消灯パターンで第１および第２の波長λａ，λｃの光を照射するように制御する照射制御装置２４ＣＴＬをさらに備え、波長判定部１７０は、所定のパターンに基づいて、カメラ１５によって受光された光の波長を判定する（図５、図１１、図１２）。ＬＥＤ２４ａ，２４ｃの点消灯パターンから、どの波長の光が照射されているかを把握することが可能となるため、カメラ１５にバンドパスフィルタなどを設ける必要がない。

【0038】

（５）装置１００は、測定対象２００の下顎に着脱可能に装着される下顎用マウスピース２０Ｌをさらに備え、下顎用マウスピース２０Ｌは、左右両側に、下顎用マウスピース２０Ｌが測定対象２００の下顎に装着されたとき、測定対象２００の上顎側に突出する１対の突起２２を有し、上顎用マウスピース２０Ｕは、左右両側に、下顎用マウスピース２０Ｌが測定対象２００の下顎に装着され、上顎用マウスピース２０Ｕが測定対象２００の上顎に装着されたとき、測定対象２００の上顎に対する下顎の動きに沿って１対の突起２２が摺接すべき１対の突起受け２３を有し、１対の突起２２と１対の突起受け２３とは、下顎用マウスピース２０Ｌが測定対象２００の下顎に装着され、上顎用マウスピース２０Ｕが測定対象２００の上顎に装着されたとき、測定対象２００の下顎を前進位置に規制するように配置される。測定対象２００がマウスピース２０Ｕ，２０Ｌを上下顎に装着することで、睡眠中も常に下顎が前進位置に規制されて気道が確保されるため、睡眠時無呼吸状態の発生を抑制することができる。

【0039】

（６）第１および第２の波長λａ，λｃは、近赤外領域にあり、可視光領域ではない。このため、測定対象２００が上唇部を介してＬＥＤ２４の点消灯を視認することがなく、測定対象２００の睡眠を妨げることなく光を照射してＳｐＯ２を測定することができる。

【0040】

（７）ＬＥＤ２４は、第１および第２の波長λａ，λｃと異なる第３の波長λｂの光をさらに照射する。これにより、ＬＥＤ２４が照射する光の波長はλａ，λｂ，λｃの３波長となり、波長ごとの測定結果から得られる関係式が増えて、酸化ヘモグロビンＨｂＯ２、還元ヘモグロビンＨｂの濃度［ＨｂＯ２］，［Ｈｂ］を算出するときの精度を高めることで、ＳｐＯ２の測定精度を向上させることができる。

【0041】

以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施形態および変形例の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。すなわち、本発明の技術的思想の範囲内で考えられる他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。また、上記実施形態と変形例の１つまたは複数を任意に組み合わせることも可能である。

【符号の説明】

【0042】

１０ 本体、１１ 筐体、１５ カメラ、１７ 制御ユニット、２０ マウスピース、２０Ｌ 下顎用マウスピース、２０Ｕ 上顎用マウスピース、２２ 突起、２３ 突起受け、２４（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ） ＬＥＤ（発光ダイオード）、２４ＣＴＬ 照射制御装置、１７０ 波長判定部、１７１ 強度算出部、１７２ 吸光度変化量算出部、１７３ 血中酸素飽和度算出部（ＳｐＯ２算出部）、１００ 血中酸素飽和度測定装置（装置）、２００ 測定対象

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】