CN104284629B - 光生物体测量系统及其使用方法 - Google Patents

光生物体测量系统及其使用方法 Download PDF

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Abstract

一种光生物体测量系统(1)，其特征在于，具备：第一受光量信息获取部(25)，其通过利用大范围控制表针对送受光部(30)控制光的发送和接收，来获取与被检者的头皮的大范围内的皮肤血流有关的皮肤血流数据；以及选择控制表制作部(24)，其使存储部(23)存储用于获取从N个第一受光量信息(ΔA1)中选择出的X个第一受光量信息(ΔA1)的选择控制表，其中，送受光用控制部(21)在通过利用控制表针对送受光部(30)控制光的发送和接收来获取与被检者的脑的规定范围内的脑活动有关的多个测量数据时，通过利用选择控制表针对送受光部(30)控制光的发送和接收，来获取与被检者的头皮的规定位置处的皮肤血流有关的皮肤血流数据。

Description

光生物体测量系统及其使用方法
技术领域
本发明涉及光生物体测量系统及其使用方法，更为详细地说，涉及一种以非侵入方式测量脑活动的光生物体测量系统。
背景技术
近年来，为了观察脑的活动情况，开发了一种利用光以非侵入方式简便地进行测量的脑功能光学成像装置。在这种脑功能光学成像装置中，利用配置在被检者的头皮表面上的送光探针向脑照射三种不同的波长λ1、λ2、λ3(例如，780nm、805nm以及830nm)的近红外光，并且利用配置在头皮表面上的受光探针分别检测从脑放出的各波长λ1、λ2、λ3的近红外光的强度变化(受光量信息)ΔA(λ1)、ΔA(λ2)、ΔA(λ3)。
而且，为了根据以这种方式获得的受光量信息ΔA(λ1)、ΔA(λ2)、ΔA(λ3)求出脑部血流中的氧合血红蛋白的浓度变化与光路长度的积[oxyHb]和脱氧血红蛋白的浓度变化与光路长度的积[deoxyHb]，例如利用ModifiedBeerLambert(修正的比尔-朗伯)定律生成关系式(1)、(2)、(3)所示的联立方程式，对该联立方程式进行求解。进而，根据氧合血红蛋白的浓度变化与光路长度的积[oxyHb]和脱氧血红蛋白的浓度变化与光路长度的积[deoxyHb]计算总血红蛋白的浓度变化与光路长度的积([oxyHb]+[deoxyHb])。
ΔA(λ1)＝Eo(λ1)×[oxyHb]+Ed(λ1)×[deoxyHb]…(1)
ΔA(λ2)＝Eo(λ2)×[oxyHb]+Ed(λ2)×[deoxyHb]…(2)
ΔA(λ3)＝Eo(λ3)×[oxyHb]+Ed(λ3)×[deoxyHb]…(3)
此外，Eo(λm)是波长为λm的光时的氧合血红蛋白的吸光度系数，Ed(λm)是波长为λm的光时的脱氧血红蛋白的吸光度系数。
在此，对送光探针和受光探针之间的距离(通道)与测量部位的关系进行说明。图9是表示一对送光探针和受光探针与测量部位的关系的图。将送光探针12压紧于被检者的头皮表面的送光点T，并且将受光探针13压紧于被检者的头皮表面的受光点R。然后，从送光探针12照射光，并且使从头皮表面放出的光入射到受光探针13。此时，从头皮表面的送光点T照射的光中的通过香蕉形状(测量区域)的光到达头皮表面的受光点R。即，光通过存在于送光点T附近的皮肤的血管、存在于脑的血管以及存在于受光点R附近的皮肤的血管。
因此，为了获取仅与存在于脑的血管有关的受光量信息ΔA，公开了一种包括将送光探针12与受光探针13之间的距离(通道)设为短距离r1的方法和将送光探针12与受光探针13之间的距离(通道)设为长距离r2的方法的方法(例如，参照专利文献1、非专利文献1)。图10是表示与送光探针12相距短距离r1的参照探针14及与送光探针12相距长距离r2的受光探针13与测量部位之间的关系的断面图。由此，利用长距离r2的通道获取与存在于送光点T附近的皮肤的血管、存在于脑的血管以及存在于受光点R2附近的皮肤的血管有关的受光量信息ΔA2，并且利用短距离r1的通道获取仅与存在于送光点T附近的皮肤的血管(存在于受光点R1附近的皮肤的血管)有关的受光量信息ΔA1。
而且，根据以这种方式得到的受光量信息ΔA1、ΔA2，利用式(4)来求出仅与存在于脑的血管有关的受光量信息ΔA。
ΔA＝ΔA2-KΔA1…(4)
另外，在式(4)中，为了求出受光量信息ΔA需要确定系数K，公开了一种计算该系数K的计算方法(例如，参照非专利文献2)。在该计算方法中，利用最小平方误差计算出系数K。
另外，在脑功能光学成像装置中，为了分别测量与脑的多处测量部位有关的氧合血红蛋白的浓度变化与光路长度的积[oxyHb]、脱氧血红蛋白的浓度变化与光路长度的积[deoxyHb]以及总血红蛋白的浓度变化与光路长度的积([oxyHb]+[deoxyHb])，例如使用了近红外光谱仪等(例如，参照专利文献2)。
图11是表示以往的近红外光谱仪的概要结构的一例的框图。近红外光谱仪101具备射出光的光源2、驱动光源2的光源驱动机构4、对光进行检测的光检测器3、A/D(A/D转换器)5、送受光用控制部121、分析用控制部122以及存储器(存储部)123，并且具备8个送光探针12、8个受光探针13、具有监视器画面26a等的显示装置26以及键盘(输入装置)27。
光源驱动机构4根据从送受光用控制部121输入的驱动信号对光源2进行驱动。光源2例如是能够射出三种不同的波长λ1、λ2、λ3的近红外光的半导体激光器LD1、LD2、LD3等。
光检测器3是通过分别检测近红外光并经由A/D5向送受光用控制部121输出受光信号(受光量信息)ΔA(λ1)、ΔA(λ2)、ΔA(λ3)的检测器，例如是光电倍增管等。
在这种近红外光谱仪101中，为了使8个送光探针12和8个受光探针13以规定的排列与被检者的头皮表面接触，使用支架(送受光部)130。图12是表示被插入8个送光探针和8个受光探针的支架130的一例的俯视图。
以纵向4个、横向4个的方式交替地配置送光探针12T1～12T8和受光探针13R1～13R8。此时，送光探针12T1～12T8与受光探针13R1～13R8之间的间隔(通道)、即第二设定距离r2为30mm。由此，获得与脑的24处测量位置有关的受光量信息ΔA2(λ1)、ΔA2(λ2)、ΔA2(λ3)。
另外，在这种8个送光探针12T1～12T8与8个受光探针13R1～13R8的位置关系时，需要调整从送光探针12照射光的时刻和以受光探针13接收光的时刻，使得不以1个受光探针13同时接收从多个送光探针12照射出的光，而以1个受光探针13仅接收从1个送光探针12照射出的光。因此，在存储器123的控制表存储区域123a中存储有控制表，该控制表表示利用光源2射出光的时刻和利用光检测器3检测光的时刻。
送受光用控制部121基于控制表存储区域123a中存储的控制表，在规定的时间向光源驱动机构4输出对1个送光探针12发送光的驱动信号，并且利用光检测器3检测由受光探针13接收到的受光信号(受光量信息)并存储到数据存储区域123b。
在此，图4是用于说明控制表的一例的图。根据这种控制表，以如下方式使1个送光探针12T1～12T8在规定的时刻依次发送光：首先在5毫秒期间使送光探针12T1发送波长为780nm的光，在下一个5毫秒期间使送光探针12T1发送波长为805nm的光，在下一个5毫秒期间使送光探针12T1发送波长为830nm的光，在下一个5毫秒期间使送光探针12T2发送波长为780nm的光。此时，每当使某一个送光探针12T1～12T8发送光时，利用8个受光探针13R1～13R8检测受光信号，但使存储器123的数据存储区域123b存储在规定的时刻检测出的规定的受光探针13R1～13R8的受光信号。具体地说，以如下方式使数据存储区域123b存储在规定的时刻检测出的规定的受光探针13R1～13R8的受光信号：使数据存储区域123b存储检测出来自送光探针12T1的光的受光探针13R1和受光探针13R3的受光信号，使数据存储区域123b存储检测出来自送光探针12T2的光的受光探针13R1、受光探针13R2以及受光探针13R4的受光信号。由此，总共收集24个受光量信息ΔA2(λ1)、ΔA2(λ2)、ΔA2(λ3)。
分析用控制部122基于24个受光量信息ΔA2(λ1)、ΔA2(λ2)、ΔA2(λ3)，利用关系式(1)、(2)、(3)，根据各波长(氧合血红蛋白的吸收波长和脱氧血红蛋白的吸收波长)的通过光强度，求出氧合血红蛋白的浓度变化与光路长度的积[oxyHb]、脱氧血红蛋白的浓度变化与光路长度的积[deoxyHb]以及总血红蛋白的浓度变化与光路长度的积([oxyHb]+[deoxyHb])，来作为24个测量数据。其结果，在监视器画面26a上显示24个测量数据，以供医生、检查技师等进行观察。例如，在脑表面图像的24个规定位置上分别进行各测量数据的图像显示，用与某一测量时间t的氧合血红蛋白的浓度变化与光路长度的积[oxyHb]的数值对应的颜色来表现各测量数据。
专利文献1：日本特开2009-136434号公报
专利文献2：日本特开2001-337033号公报
非专利文献1：RolfB.Saager，andAndrewJ.Berger“Directcharacterizationandremovalofinterferingabsorptiontrendsintwo-layerturbidmedia”J.Opt.Soc.Am.A/Vol.22，No.9/September2005.
非专利文献2：FrancescoFabbri，AngeloSassaroli，MichaeleHenry，andSergioFantini“Opticalmeasurementsofabsorptionchangesintwo-layereddiffusivemedia”Phys.Med.Biol.49(2004)1183-1201.
发明内容
发明要解决的问题
另外，利用如上所述的使用了受光量信息ΔA1、ΔA2、系数K的计算方法计算出受光量信息ΔA，但这种方法考虑了一对送光探针12和受光探针13的组合，并非考虑了如上所述的脑功能光学成像装置101的支架130那样的多个送光探针12T1～12T8和多个受光探针13R1～13R8的组合的方法。也就是说，并非计算与脑的多处(24处)测量位置有关的受光量信息ΔA的方法。
此外，为了利用如上所述的计算方法计算受光量信息ΔA，还考虑针对所有送光探针12T1～12T8和受光探针13R1～13R8的组合设置相距短距离r2的多个(例如8个)参照探针14，但设置8个参照探针14会耗费成本。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题，本案发明人对以下方法进行了研究：不设置多个(例如8个)参照探针14就能够针对脑的多处测量部位考察仅与存在于脑的血管有关的受光量信息ΔA。因此，决定了在获取被检者的脑的规定范围内的测量数据之前，获取与被检者的头皮的规定范围内的皮肤血流有关的皮肤血流数据，一边观察该皮肤血流数据一边确定哪一个数据是必要的位置(例如2个)处的皮肤血流数据。之后，决定了在获取被检者的脑的规定范围内的测量数据时，获取必要的位置(例如2个)处的皮肤血流数据。也就是说，发现了如下方法：首先执行通过利用多个参照探针14对光进行检测来获取被检者的头皮的规定范围内的皮肤血流数据的预测试，一边观察预测试的皮肤血流数据一边选择少数参照探针14，之后执行主测试，在该主测试中，通过利用少数参照探针14和受光探针13对光进行检测，来获取被检者的头皮的必要的位置(例如2个)处的皮肤血流数据，同时获取被检者的脑的规定范围内的测量数据。
即，本发明的光生物体测量系统具备：送受光部，其具有配置在被检者的头皮表面上的多个送光探针和配置在该头皮表面上的多个受光探针，各受光探针配置在与送光探针相距第二设定距离r2的位置处；以及送受光用控制部，其通过获取从送光探针至受光探针的多个第二受光量信息ΔA2，来获取与被检者的脑的规定范围内的脑活动有关的多个测量数据，其中，在上述送受光部中，能够在与送光探针相距第一设定距离r1的位置处配置N个参照探针，该第一设定距离r1比第二设定距离r2短，该光生物体测量系统还具备第一受光量信息获取部，该第一受光量信息获取部通过获取从送光探针至参照探针的N个第一受光量信息ΔA1，来获取与上述被检者的头皮的大范围内的皮肤血流有关的皮肤血流数据，在执行了获得与上述被检者的头皮的大范围内的皮肤血流有关的皮肤血流数据的预测试之后，从N个第一受光量信息ΔA1中选择X个第一受光量信息ΔA1，上述送受光用控制部执行主测试，在该主测试中，在通过获取从送光探针至受光探针的多个第二受光量信息ΔA2来获取与被检者的脑的规定范围内的脑活动有关的多个测量数据时，通过获取X个第一受光量信息ΔA1来获取与上述被检者的头皮的规定位置处的皮肤血流有关的皮肤血流数据。
在此，“第二设定距离r2”是用于获取与存在于送光点T附近的皮肤的血管、存在于脑的血管以及存在于受光点R附近的皮肤的血管有关的受光量信息的距离，“第一设定距离r1”是用于获取与存在于送光点T或者受光点R附近的皮肤的血管有关的受光量信息的距离。
另外，“被检者的脑的规定范围”是指想要测量的任意的脑的范围，是由送受光部的大小等决定的，“被检者的头皮的大范围”是指任意的头皮的范围，是由送受光部的大小等决定的，“被检者的头皮的规定位置”是指用于测量不存在于脑的血管的位置，例如为用于对距离头皮2cm以内存在的主动脉、主静脉、送受光部附近的动脉、送受光部附近的静脉进行测量的位置等，在本申请中为用于获取皮肤血流数据的恰当的位置。
发明的效果
如上所述，根据本发明的光生物体测量系统，医生、检查技师等执行考察多个皮肤血流数据的预测试，因此能够选择必要的皮肤血流数据，其结果，在主测试中仅获取了必要的皮肤血流数据之后就能够获取多个测量数据。
(用于解决其它问题的手段以及效果)
另外，在本发明的光生物体测量系统中，也可以具备：存储部，其预先存储用于获取从送光探针至参照探针的N个第一受光量信息ΔA1的大范围控制表；以及选择控制表制作部，其使存储部存储用于获取X个第一受光量信息ΔA1的选择控制表，其中，上述第一受光量信息获取部通过利用大范围控制表针对上述送受光部控制光的发送和接收，来获取与上述被检者的头皮的大范围内的皮肤血流有关的皮肤血流数据，在存储了上述选择控制表之后，上述送受光用控制部通过利用选择控制表针对上述送受光部控制光的发送和接收，来获取与上述被检者的头皮的规定位置处的皮肤血流有关的皮肤血流数据。
而且，关于本发明的光生物体测量系统的使用方法，该光生物体测量系统具备：送受光部，其具有配置在被检者的头皮表面上的多个送光探针和配置在该头皮表面上的多个受光探针，各受光探针配置在与送光探针相距第二设定距离r2的位置处；以及送受光用控制部，其通过获取从送光探针至受光探针的多个第二受光量信息ΔA2，来获取与被检者的脑的规定范围内的脑活动有关的多个测量数据，其中，在上述送受光部中，能够在与送光探针相距第一设定距离r1的位置处配置N个参照探针，该第一设定距离r1比第二设定距离r2短，该使用方法包括以下步骤：预测试步骤，通过获取从送光探针至参照探针的N个第一受光量信息ΔA1，来获取与上述被检者的头皮的大范围内的皮肤血流有关的皮肤血流数据；选择步骤，从N个第一受光量信息ΔA1中选择X个第一受光量信息ΔA1；以及主测试步骤，在通过获取从送光探针至受光探针的多个第二受光量信息ΔA2来获取与被检者的脑的规定范围内的脑活动有关的多个测量数据时，通过获取X个第一受光量信息ΔA1来获取与上述被检者的头皮的规定位置处的皮肤血流有关的皮肤血流数据。
附图说明
图1是表示作为本发明的一个实施方式的光生物体测量装置的概要结构的框图。
图2是表示被插入8个送光探针、8个受光探针以及8个参照探针的支架的一例的俯视图。
图3是说明获得受光量信息的位置的图。
图4是控制表的一例的说明图。
图5是大范围控制表的一例的说明图。
图6是选择控制表的一例的说明图。
图7是表示8个皮肤血流数据的图像显示的图。
图8是用于说明光生物体测量装置的使用方法的一例的流程图。
图9是表示一对送光探针和受光探针与测量部位的关系的图。
图10是表示与送光探针相距短距离的参照探针及与送光探针相距长距离的受光探针与测量部位的关系的断面图。
图11是表示以往的近红外光谱仪的概要结构的一例的框图。
图12是表示被插入8个送光探针和8个受光探针的支架的一例的俯视图。
具体实施方式
下面，使用附图来说明本发明的实施方式。此外，本发明并不限定于如以下说明那样的实施方式，在不超出本发明主旨的范围内包含各种方式。
图1是表示作为本发明的一个实施方式的光生物体测量装置的概要结构的框图。另外，图2是表示被插入8个送光探针、8个受光探针以及8个参照探针的支架(送受光部)的一例的俯视图。此外，对与近红外光谱仪101相同的部分附加相同的附图标记。
光生物体测量装置(光生物体测量系统)1具备射出光的光源2、驱动光源2的光源驱动机构4、对光进行检测的光检测器3、A/D(A/D转换器)5、送受光用控制部21、分析用控制部22、选择控制表制作部24、第一受光量信息获取部25以及存储器(存储部)23，并且具备8个送光探针12、8个受光探针13、2个(X个<N个)参照探针14a、14b、具有监视器画面26a等的显示装置26以及键盘(输入装置)27。
光源2根据从送受光用控制部21输入的驱动信号对从8个送光探针12T1～12T8中选择的1个送光探针12发送光。作为上述光，使用近红外光(例如，780nm、805nm以及830nm三个波长光)。
光检测器3通过分别检测由8个受光探针13R1～13R8接收到的近红外光(例如，780nm、805nm以及830nm三个波长光)，来向送受光用控制部21输出8个第二受光量信息ΔA2(λ1)、ΔA2(λ2)、ΔA2(λ3)，并且通过分别检测由2个(X个)参照探针14接收到的近红外光(例如，780nm、805nm以及830nm三个波长光)，来向送受光用控制部21输出第一受光量信息ΔA1x(λ1)、ΔA1x(λ2)、ΔA1x(λ3)(x＝1、2)。
支架30形成有能够配置8个送光探针12T1～12T8、8个受光探针13R1～13R8以及8个(N个)参照探针14B1～14B8的贯通孔T1～T8、R1～R8以及B1～B8。
能够配置送光探针12T1～12T8的贯通孔T1～T8和能够配置受光探针13R1～13R8的贯通孔R1～R8以在行方向和列方向交替的方式形成为正方形格子状。此时，能够配置送光探针12T1～12T8的贯通孔T1～T8与能够配置受光探针13R1～13R8的贯通孔R1～R8之间的间隔(通道)、即第二设定距离r2为30mm。
另外，在能够配置送光探针12T1的贯通孔T1与能够配置受光探针13R3的贯通孔R3之间，在与能够配置送光探针12T1的贯通孔T1相距第一设定距离r1的位置处形成有能够配置参照探针14B1的贯通孔B1，能够配置送光探针12T1的贯通孔T1与能够配置参照探针14B1的贯通孔B1之间的间隔、即第一设定距离r1为10mm。而且，以如下方式在与能够配置各送光探针12的贯通孔相距第一设定距离r1的位置处分别形成有能够配置各参照探针14的贯通孔：在与能够配置送光探针12T3的贯通孔T3相距第一设定距离r1的位置处形成有能够配置参照探针14B2的贯通孔B2，在与能够配置送光探针12T2的贯通孔T2相距第一设定距离r1的位置处形成有能够配置参照探针14B3的贯通孔B3。
存储器23形成有控制表存储区域23a和数据存储区域23b，其中，该控制表存储区域23a用于预先存储为了获取24个测量数据而确定针对支架30控制光的发送和接收的控制方式的控制表，并且预先存储为了获取8个(N个)皮肤血流数据而确定针对支架30控制光的发送和接收的控制方式的大范围控制表，且存储为了获取2个(X个)皮肤血流数据而确定针对支架30控制光的发送和接收的控制方式的选择控制表，该数据存储区域23b存储受光信号(测量数据)等。
图4是用于说明如上所述的控制表的一例的图，图3是用于说明获得受光量信息的位置的图。此外，控制表与近红外光谱仪101的控制表同样地被使用，因此省略说明。
图5是用于说明大范围控制表的一例的图。根据这种大范围控制表，以如下方式使1个送光探针12在规定的时刻发送光：首先在5毫秒期间使送光探针12T1发送波长为780nm的光，在下一个5毫秒期间使送光探针12T1发送波长为805nm的光，在下一个5毫秒期间使送光探针12T1发送波长为830nm的光，在下一个5毫秒期间使送光探针12T2发送波长为780nm的光。此时，每当使某一个送光探针12发送光时，利用8个参照探针14B1～14B8检测受光信号，但使存储器23的数据存储区域23b存储在规定的时刻检测出的规定的参照探针14的受光信号。具体地说，以如下方式使数据存储区域23b存储在规定的时刻检测出的规定的参照探针14的受光信号：使数据存储区域23b存储检测出来自送光探针12T1的光的参照探针14B1的受光信号，使数据存储区域23b存储检测出来自送光探针12T3的光的参照探针14B2的受光信号。由此，总共收集8个(N个)第一受光量信息ΔA1n(λ1)、ΔA1n(λ2)、ΔA1n(λ3)(n＝1、2、…、8)。
图6是用于说明选择控制表的一例的图。此外，对选择控制表的制作方法的详细情况后文描述。根据这种选择控制表，在根据控制表使1个送光探针12在规定的时刻依次发送光时，每当使某一个送光探针12发送光时，利用2个(X个)参照探针14检测受光信号，但使存储器23的数据存储区域23b存储在规定的时刻检测出的规定的参照探针14的受光信号。具体地说，以如下方式使数据存储区域23b存储在规定的时刻检测出的规定的参照探针14的受光信号：使数据存储区域23b存储检测出来自送光探针12T2的光的参照探针14B3的受光信号，使数据存储区域23b存储检测出来自送光探针12T4的光的参照探针14B4的受光信号。由此，总共收集2个(X个)第一受光量信息ΔA1x(λ1)、ΔA1x(λ2)、ΔA1x(λ3)(x＝1、2)。
第一受光量信息获取部25在接收到获取8个(N个)皮肤血流数据的输入信号时，基于控制表存储区域23a中存储的大范围控制表，在规定的时间向光源驱动机构4输出对1个送光探针12发送光的驱动信号，并且利用光检测器3检测由参照探针14接收到的受光信号(受光量信息)。
具体地说，第一受光量信息获取部25以如下方式使1个送光探针12在规定的时刻依次发送光：首先在5毫秒期间使送光探针12T1发送波长为780nm的光，在下一个5毫秒期间使送光探针12T1发送波长为805nm的光，在下一个5毫秒期间使送光探针12T1发送波长为830nm的光，在下一个5毫秒期间使送光探针12T2发送波长为780nm的光。此时，使存储器23的数据存储区域23b存储在规定的时刻检测出的规定的参照探针14B1～14B8的受光信号。其结果，总共收集8个(N个)第一受光量信息ΔA1n(λ1)、ΔA1n(λ2)、ΔA1n(λ3)(n＝1、2、…、8)。
送受光用控制部21在接收到获取24个测量数据的输入信号时(在控制表存储区域23a中存储了选择控制表之后)，基于控制表存储区域23a中存储的控制表和选择控制表，在规定的时间向光源驱动机构4输出对1个送光探针12发送光的驱动信号，并且利用光检测器3检测由受光探针13和参照探针14接收到的受光信号(受光量信息)。
具体地说，送受光用控制部21以如下方式使1个送光探针12T1～12T8在规定的时刻依次发送光：首先在5毫秒期间使送光探针12T1发送波长为780nm的光，在下一个5毫秒期间使送光探针12T1发送波长为805nm的光，在下一个5毫秒期间使送光探针12T1发送波长为830nm的光，在下一个5毫秒期间使送光探针12T2发送波长为780nm的光。此时，使存储器23的数据存储区域23b存储在规定的时刻检测出的规定的受光探针13R1～13R8和规定的参照探针14a、14b的受光信号。其结果，总共收集24个受光量信息ΔA2(λ1)、ΔA2(λ2)、ΔA2(λ3)，并且总共收集2个(X个)第一受光量信息ΔA1x(λ1)、ΔA1x(λ2)、ΔA1x(λ3)(x＝1、2)。
分析用控制部22在获取到8个(N个)皮肤血流数据时，基于8个(N个)第一受光量信息ΔA1n(λ1)、ΔA1n(λ2)、ΔA1n(λ3)(n＝1、2、…、8)，利用关系式(1)、(2)、(3)，根据各波长(氧合血红蛋白的吸收波长和脱氧血红蛋白的吸收波长)的通过光强度，来求出氧合血红蛋白的浓度与光路长度的积[oxyHb]、脱氧血红蛋白的浓度与光路长度的积[deoxyHb]以及总血红蛋白的浓度与光路长度的积([oxyHb]+[deoxyHb])，来作为8个皮肤血流数据。由此，在监视器画面26a上，在如图7所示的头皮表面图像的8个规定位置C1～C8上进行8个皮肤血流数据的图像显示。此时，关于皮肤血流数据，例如基于表示数值与色彩的对应关系的色彩表，用颜色表现某一测量时间t的8个规定位置C1～C8处的氧合血红蛋白的浓度变化与光路长度的积[oxyHb]。另外，8个规定位置C1～C8为沿着被检者的头皮表面用最短距离连结送光点T与受光点B而得到的线的中点。
另外，分析用控制部22在获取到24个测量数据时(在控制表存储区域23a中存储了选择控制表之后)，基于24个第二受光量信息ΔA2(λ1)、ΔA2(λ2)、ΔA2(λ3)和2个(X个)第一受光量信息ΔA1x(λ1)、ΔA1x(λ2)、ΔA1x(λ3)(x＝1、2)，利用关系式(1)、(2)、(3)，根据各波长(氧合血红蛋白的吸收波长和脱氧血红蛋白的吸收波长)的通过光强度，来求出氧合血红蛋白的浓度与光路长度的积[oxyHb]、脱氧血红蛋白的浓度与光路长度的积[deoxyHb]以及总血红蛋白的浓度与光路长度的积([oxyHb]+[deoxyHb])，来作为24个测量数据和2个皮肤血流数据。
选择控制表制作部24进行以下控制：通过利用键盘27进行的输入操作从8个(N个)皮肤血流数据中选择期望个数(X个)和期望配置位置的皮肤血流数据，由此制作用于获取2个(X个)皮肤血流数据的选择控制表并存储到控制表存储区域23a。
此时，医生、检查技师等为了选择X个皮肤血流数据，例如使用监视器画面26a上显示的图像通过键盘27进行输入操作来设定，但在进行如图7所示的图像显示时，通过从8个皮肤血流数据中选择必要的皮肤血流数据来进行设定。由此，不会漏取与必要的部位的皮肤血流有关的皮肤血流数据。
接着，对光生物体测量装置1的使用方法进行说明。图8是用于说明光生物体测量装置1的使用方法的一例的流程图。
首先，在步骤S101的处理中，将支架30配置在被检者的头皮表面。
接着，在步骤S102的处理中，将8个送光探针12T1～12T8插入到贯通孔T1～T8，并且将8个受光探针13R1～13R8插入到贯通孔B1～B8。此时，由于将受光探针13R1～13R8插入到贯通孔B1～B8，而将受光探针13R1～13R8用作参照探针14B1～14B8。也就是说，由于设置了预测试和主测试，因此将受光探针13R1～13R 8用作参照探针14B1～14B8。
接着，在步骤S103的处理中，第一受光量信息获取部25基于大范围控制表，在规定的时间向光源驱动机构4输出对1个送光探针12发送光的驱动信号，并且利用光检测器3检测由参照探针14B1～14B8接收到的8个第一受光量信息ΔA1n(λ1)、ΔA1n(λ2)、ΔA1n(λ3)(n＝1、2、…、8)(预测试步骤)。
接着，在步骤S104的处理中，分析用控制部22基于8个第一受光量信息ΔA1n(λ1)、ΔA1n(λ2)、ΔA1n(λ3)(n＝1、2、…、8)，利用关系式(1)、(2)、(3)，根据各波长(氧合血红蛋白的吸收波长和脱氧血红蛋白的吸收波长)的通过光强度，来求出氧合血红蛋白的浓度与光路长度的积[oxyHb]、脱氧血红蛋白的浓度与光路长度的积[deoxyHb]以及总血红蛋白的浓度与光路长度的积([oxyHb]+[deoxyHb])，来作为8个皮肤血流数据，并显示于监视器画面26a。
接着，在步骤S105的处理中，医生、检查技师等使用显示于监视器画面26a的图像通过键盘27进行输入操作，由此从8个皮肤血流数据中选择期望个数和期望的配置位置的皮肤血流数据(选择步骤)。
接着，在步骤S106的处理中，选择控制表制作部24制作用于获取X个皮肤血流数据的选择控制表并存储到控制表存储区域23a。
接着，在步骤S107的处理中，将8个受光探针13R1～13R8从贯通孔B1～B8拔出并插入到贯通孔R1～R8，并且将2个参照探针14a、14b插入到贯通孔B3、B4。
接着，在步骤S108的处理中，送受光用控制部21基于控制表和选择控制表，在规定的时间向光源驱动机构4输出对1个送光探针12发送光的驱动信号，并且利用光检测器3检测由受光探针13R1～13R8和参照探针14a、14b接收到的24个第二受光量信息ΔA2(λ1)、ΔA2(λ2)、ΔA2(λ3)以及2个(X个)第一受光量信息ΔA1x(λ1)、ΔA1x(λ2)、ΔA1x(λ3)(x＝1、2)(主测试步骤)。
接着，在步骤S109的处理中，分析用控制部22基于2个第一受光量信息ΔA1x(λ1)、ΔA1x(λ2)、ΔA1x(λ3)(x＝1、2)，利用关系式(1)、(2)、(3)，根据各波长(氧合血红蛋白的吸收波长和脱氧血红蛋白的吸收波长)的通过光强度，来求出氧合血红蛋白的浓度与光路长度的积[oxyHb]、脱氧血红蛋白的浓度与光路长度的积[deoxyHb]以及总血红蛋白的浓度与光路长度的积([oxyHb]+[deoxyHb])，来作为2个皮肤血流数据，并显示于监视器画面26a。
接着，在步骤S110的处理中，医生、检查技师等观察2个皮肤血流数据，判断是否存在伪像。在判断为存在伪像时返回到步骤S108的处理。也就是说，再次执行主测试。
另一方面，在判断为不存在伪像时，在步骤S111的处理中，分析用控制部22基于24个第二受光量信息ΔA2(λ1)、ΔA2(λ2)、ΔA2(λ3)，利用关系式(1)、(2)、(3)，根据各波长(氧合血红蛋白的吸收波长和脱氧血红蛋白的吸收波长)的通过光强度，来求出氧合血红蛋白的浓度与光路长度的积[oxyHb]、脱氧血红蛋白的浓度与光路长度的积[deoxyHb]以及总血红蛋白的浓度与光路长度的积([oxyHb]+[deoxyHb])，来作为24个测量数据，并显示于监视器画面26a。
然后，在步骤S111的处理结束时，使本流程图结束。
如上所述，根据光生物体测量装置1，医生、检查技师等执行考察8个皮肤血流数据的预测试，因此能够选择必要的2个皮肤血流数据，其结果，在主测试中仅获取到必要的2个皮肤血流数据之后就能够获取24个测量数据。由此，能够观察必要的2个皮肤血流数据并获取不存在伪像时的24个测量数据。
另外，光生物体测量装置1仅具备8个送光探针12、8个受光探针13以及2个参照探针14a、14b就能够获取24个测量数据，并且获取必要的皮肤血流数据。因而，光生物体测量装置1不需要具备8个送光探针、8个受光探针以及8个参照探针，能够抑制成本。
<其它实施方式>
(1)在上述光生物体测量装置1中，示出了从8个皮肤血流数据中选择2个皮肤血流数据的结构，但也可以设为从8个皮肤血流数据中选择3个等其它个数的皮肤血流数据的结构。
(2)在上述光生物体测量装置1中，示出了通过键盘27从8个(N个)皮肤血流数据中选择期望个数(X个)和期望配置位置的皮肤血流数据的结构，但也可以通过根据皮肤血流数据的内容等登记阈值等，来从8个(N个)皮肤血流数据中自动选择期望个数(X个)和期望的配置位置的皮肤血流数据。
产业上的可利用性
本发明能够用于以非侵入方式测量脑活动的光生物体测量装置等。
附图标记说明
1：光生物体测量装置(光生物体测量系统)；12：送光探针；13：受光探针；14：参照探针；21：送受光用控制部；23：存储器(存储部)；24：选择控制表制作部；25：第一受光量信息获取部；30：支架(送受光部)。

Claims (3)

1.一种光生物体测量系统，具备：
送受光部，其具有配置在被检者的头皮表面上的多个送光探针和配置在该头皮表面上的多个受光探针，各受光探针配置在与送光探针相距第二设定距离r2的位置处；以及
送受光用控制部，其通过获取从送光探针至受光探针的多个第二受光量信息ΔA2，来获取与被检者的脑的规定范围内的脑活动有关的多个测量数据，
该光生物体测量系统的特征在于，
在上述送受光部中，能够在与送光探针相距第一设定距离r1的位置处配置N个参照探针，其中，该第一设定距离r1比第二设定距离r2短，
上述光生物体测量系统还具备第一受光量信息获取部，该第一受光量信息获取部通过获取从送光探针至参照探针的N个第一受光量信息ΔA1，来获取与上述被检者的头皮的大范围内的皮肤血流有关的皮肤血流数据，
在执行了获得与上述被检者的头皮的大范围内的皮肤血流有关的皮肤血流数据的预测试之后，从N个第一受光量信息ΔA1中选择X个第一受光量信息ΔA1，
上述送受光用控制部执行主测试，在该主测试中，在通过获取从送光探针至受光探针的多个第二受光量信息ΔA2来获取与被检者的脑的规定范围内的脑活动有关的多个测量数据时，通过获取X个第一受光量信息ΔA1来获取与上述被检者的头皮的规定位置处的皮肤血流有关的皮肤血流数据。
2.根据权利要求1所述的光生物体测量系统，其特征在于，还具备：
存储部，其预先存储用于获取从送光探针至参照探针的N个第一受光量信息ΔA1的大范围控制表；以及
选择控制表制作部，其使存储部存储用于获取X个第一受光量信息ΔA1的选择控制表，
其中，上述第一受光量信息获取部通过利用大范围控制表针对上述送受光部控制光的发送和接收，来获得与上述被检者的头皮的大范围内的皮肤血流有关的皮肤血流数据，
在存储了上述选择控制表之后，上述送受光用控制部通过利用选择控制表针对上述送受光部控制光的发送和接收，来获取与上述被检者的头皮的规定位置处的皮肤血流有关的皮肤血流数据。
3.一种光生物体测量系统的使用方法，该光生物体测量系统具备：
送受光部，其具有配置在被检者的头皮表面上的多个送光探针和配置在该头皮表面上的多个受光探针，各受光探针配置在与送光探针相距第二设定距离r2的位置处；以及
送受光用控制部，其通过获取从送光探针至受光探针的多个第二受光量信息ΔA2，来获取与被检者的脑的规定范围内的脑活动有关的多个测量数据，
该光生物体测量系统的使用方法的特征在于，
在上述送受光部中，能够在与送光探针相距第一设定距离r1的位置处配置N个参照探针，其中，该第一设定距离r1比第二设定距离r2短，
该使用方法包括以下步骤：
预测试步骤，通过获取从送光探针至参照探针的N个第一受光量信息ΔA1，来获取与上述被检者的头皮的大范围内的皮肤血流有关的皮肤血流数据；
选择步骤，从N个第一受光量信息ΔA1中选择X个第一受光量信息ΔA1；以及
主测试步骤，在通过获取从送光探针至受光探针的多个第二受光量信息ΔA2来获取与被检者的脑的规定范围内的脑活动有关的多个测量数据时，通过获取X个第一受光量信息ΔA1来获取与上述被检者的头皮的规定位置处的皮肤血流有关的皮肤血流数据。
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