JP2001178708A - 生体光計測装置 - Google Patents
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- A61B5/0261—Measuring blood flow using optical means, e.g. infrared light
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Abstract
(57)【要約】
【課題】生体内代謝物質の濃度やその濃度変化を画像計
測する場合、深さ毎の濃度やその濃度変化の分布を計測
することが可能な光照射器、光検出器の配置方法に特徴
を有する生体光計測装置を提供する。 【解決手段】光照射器と光検出器を被検査体上に配置
し、光照射器と光検出器の略中点位置に計測点が存在す
るとして、光照射器と光検出器の距離に依存した、各計
測点での生体内代謝物質の濃度もしくはその濃度変化を
求め、その計測結果を画像化する。被検査体内部の浅部
での生体内代謝物質の濃度やその濃度変化を計測する場
合には、光照射器１０３と光受光器１０４の間隔が小さ
い組合せでの計測点で計測し、深部での計測の場合に
は、光照射器１０３と光受光器１０５の大きい間隔での
計測点で計測するよう、光照射器と光受光器を配置構成
する。
測する場合、深さ毎の濃度やその濃度変化の分布を計測
することが可能な光照射器、光検出器の配置方法に特徴
を有する生体光計測装置を提供する。 【解決手段】光照射器と光検出器を被検査体上に配置
し、光照射器と光検出器の略中点位置に計測点が存在す
るとして、光照射器と光検出器の距離に依存した、各計
測点での生体内代謝物質の濃度もしくはその濃度変化を
求め、その計測結果を画像化する。被検査体内部の浅部
での生体内代謝物質の濃度やその濃度変化を計測する場
合には、光照射器１０３と光受光器１０４の間隔が小さ
い組合せでの計測点で計測し、深部での計測の場合に
は、光照射器１０３と光受光器１０５の大きい間隔での
計測点で計測するよう、光照射器と光受光器を配置構成
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、生体光計測装置に
関わり、特に、光を用いて生体の代謝物質濃度もしくは
その濃度変化を計測する生体光計測装置に関するもので
ある。
関わり、特に、光を用いて生体の代謝物質濃度もしくは
その濃度変化を計測する生体光計測装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】光を用いて生体内代謝物質濃度もしくは
その変化を計測する生体光計測装置に関して、生体深部
で検出感度が高い生体光計測装置が、特開平９−１３５
８２５号公報に、また、計測結果を用いて生体機能を画
像化する方法が、特開平９−９８９７２号公報に開示さ
れている。以下に、これらを元に、従来の技術を記述す
る。
その変化を計測する生体光計測装置に関して、生体深部
で検出感度が高い生体光計測装置が、特開平９−１３５
８２５号公報に、また、計測結果を用いて生体機能を画
像化する方法が、特開平９−９８９７２号公報に開示さ
れている。以下に、これらを元に、従来の技術を記述す
る。
【０００３】まず、大脳皮質での脳活動に伴う血液量の
変化を例に、図１２を用いて、生体内部での血液量変化
を非侵襲的に計測する方法を説明する。この図中に示し
た光伝播経路１１０１は、光照射器１１０２から照射さ
れた光のうち、被検査体１１０４の頭皮上１１０７に設
置した或る光受光器１１０３へ到達した光の伝播経路を
説明するものである。ここで言う光受光器は、レーザ、
発光ダイオード、ランプに代表される光源と、場合によ
ってはこの光源から被検査体１１０４へ光を導く光導波
路から構成されている。図１２に示す如く、光照射器１
１０２もしくは光受光器１１０３は、ホルダー１１０５
に固定されている。また、この固定にはねじ１１０６を
用いる。また、光照射器１１０２と光受光器１１０３の
先端はいずれも頭皮に接触している。また、脳の構造
は、光ファイバが接触している頭の表面から、順番に、
頭皮１１０７、頭蓋骨１１０８、脳脊髄層１１０９、大
脳皮質１１１０などから構成されている。
変化を例に、図１２を用いて、生体内部での血液量変化
を非侵襲的に計測する方法を説明する。この図中に示し
た光伝播経路１１０１は、光照射器１１０２から照射さ
れた光のうち、被検査体１１０４の頭皮上１１０７に設
置した或る光受光器１１０３へ到達した光の伝播経路を
説明するものである。ここで言う光受光器は、レーザ、
発光ダイオード、ランプに代表される光源と、場合によ
ってはこの光源から被検査体１１０４へ光を導く光導波
路から構成されている。図１２に示す如く、光照射器１
１０２もしくは光受光器１１０３は、ホルダー１１０５
に固定されている。また、この固定にはねじ１１０６を
用いる。また、光照射器１１０２と光受光器１１０３の
先端はいずれも頭皮に接触している。また、脳の構造
は、光ファイバが接触している頭の表面から、順番に、
頭皮１１０７、頭蓋骨１１０８、脳脊髄層１１０９、大
脳皮質１１１０などから構成されている。
【０００４】上記生体光計測装置において、上記光照射
器１１０２と光受光器１１０３は、例えば成人の脳機能
を計測する場合、３０ｍｍ間隔で配置する。但し、この
配置間隔は、これに限定されたものではなく、脳の構造
や脳内の物質の光学定数（例えば、吸収係数や散乱係
数）に依存して決定する。大脳皮質１１１０は、頭蓋骨
の内側に存在する組織であり、例えば、成人の場合は頭
皮から深さ１０〜１５ｍｍ程度の領域に存在することが
知られている。この大脳皮質内に存在する血液量は、脳
の活動に伴い変化することが知られている。
器１１０２と光受光器１１０３は、例えば成人の脳機能
を計測する場合、３０ｍｍ間隔で配置する。但し、この
配置間隔は、これに限定されたものではなく、脳の構造
や脳内の物質の光学定数（例えば、吸収係数や散乱係
数）に依存して決定する。大脳皮質１１１０は、頭蓋骨
の内側に存在する組織であり、例えば、成人の場合は頭
皮から深さ１０〜１５ｍｍ程度の領域に存在することが
知られている。この大脳皮質内に存在する血液量は、脳
の活動に伴い変化することが知られている。
【０００５】図１２に示したバナナ形状の光伝播経路１
１０１が示す通り、光照射器と光受光器の配置間隔が３
０ｍｍであり、大脳皮質での血液量の変化を検出する場
合、感度は図中の光照射器と光受光器の略中点位置で最
大となる。この場所では、生体内の光の伝達シュミレー
ションよれば光照射器と光受光器の間の中間で光線が最
大量となる。そこで、この点を血液量変化推定計測位置
とする。血液量が変化する前後での光照射器で検出した
光量の変化から、この血液量変化推定計測位置での血液
量変化を推定することが可能となる。この血液量変化の
評価方法の実施例は、詳細に特開平９−９８９７２号公
報に記載されている。
１０１が示す通り、光照射器と光受光器の配置間隔が３
０ｍｍであり、大脳皮質での血液量の変化を検出する場
合、感度は図中の光照射器と光受光器の略中点位置で最
大となる。この場所では、生体内の光の伝達シュミレー
ションよれば光照射器と光受光器の間の中間で光線が最
大量となる。そこで、この点を血液量変化推定計測位置
とする。血液量が変化する前後での光照射器で検出した
光量の変化から、この血液量変化推定計測位置での血液
量変化を推定することが可能となる。この血液量変化の
評価方法の実施例は、詳細に特開平９−９８９７２号公
報に記載されている。
【０００６】次に、上記した血液量変化の計測結果か
ら、図１３を用いて生体機能の画像化方法を説明する。
この図１３中の、１２０１は被検査体、１２０２は被検
査体上の計測領域、１２０３、１２０４、１２０５、１
２０６、１２０７、１２０８、１２０９、１２１０は半
導体レーザ、発光ダイオード、ランプ等で構成されてい
る光照射器であり、各照射器は被検査体（１２０１）上
の光照射位置（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、
Ｓ７、Ｓ８）に配置されている。また、図中の、１２１
１、１２１２、１２１３、１２１４、１２１５、１２１
６、１２１８は、アバランシェフォトダイオード、光電
子増倍管に代表される光電変換素子であり、この素子
へ、図中のＤ１〜Ｄ８に示した被検体上の光検出位置へ
到達した光が検出用光ファイバを用いて導光される。ま
た、図中の光照射位置と光検出位置は、成人の大脳皮質
内での生体内代謝物質もしくはその濃度変化を計測する
場合、３０ｍｍ間隔で配置する。
ら、図１３を用いて生体機能の画像化方法を説明する。
この図１３中の、１２０１は被検査体、１２０２は被検
査体上の計測領域、１２０３、１２０４、１２０５、１
２０６、１２０７、１２０８、１２０９、１２１０は半
導体レーザ、発光ダイオード、ランプ等で構成されてい
る光照射器であり、各照射器は被検査体（１２０１）上
の光照射位置（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、
Ｓ７、Ｓ８）に配置されている。また、図中の、１２１
１、１２１２、１２１３、１２１４、１２１５、１２１
６、１２１８は、アバランシェフォトダイオード、光電
子増倍管に代表される光電変換素子であり、この素子
へ、図中のＤ１〜Ｄ８に示した被検体上の光検出位置へ
到達した光が検出用光ファイバを用いて導光される。ま
た、図中の光照射位置と光検出位置は、成人の大脳皮質
内での生体内代謝物質もしくはその濃度変化を計測する
場合、３０ｍｍ間隔で配置する。
【０００７】この図において、例えば、図中の光検出位
置（Ｄ５）に到達した光は、光照射位置（Ｓ３，Ｓ５，
Ｓ７，Ｓ６）で照射された光が到達する。図１２にて述
べたように、血液量変化推定計測位置は光照射位置と光
検出位置の略中点であるので、図１３に示した計測方法
では、この推定計測位置の数は２４点となる（図中の白
丸）。生体内代謝物質の濃度もしくはその濃度変化を画
像化するためには、まず、各位置（２４点）での血液量
変化を求め、この血液量変化を２次元スプライン補間す
ることでこの計測位置間での血液量変化を推定し、これ
らの結果を用いて画像化する。
置（Ｄ５）に到達した光は、光照射位置（Ｓ３，Ｓ５，
Ｓ７，Ｓ６）で照射された光が到達する。図１２にて述
べたように、血液量変化推定計測位置は光照射位置と光
検出位置の略中点であるので、図１３に示した計測方法
では、この推定計測位置の数は２４点となる（図中の白
丸）。生体内代謝物質の濃度もしくはその濃度変化を画
像化するためには、まず、各位置（２４点）での血液量
変化を求め、この血液量変化を２次元スプライン補間す
ることでこの計測位置間での血液量変化を推定し、これ
らの結果を用いて画像化する。
【０００８】また、ネイル・シー・ブルース（Neil C.
Bruce）が米国光学協会発行のアプライド・オプテイッ
クス（Applied Optics）の1994年10月号、Vol. 33、No.
28で発表した「Experimental study of the effect of
absorbing and transmitting inclusions in highly s
cattering media」（高散乱物質中における吸収／透過
に関する実験的研究）によれば、光照射器と光受光器の
配置間隔が狭い場合、より光散乱体の表面の情報を得る
ことが可能であることが分かっている。
Bruce）が米国光学協会発行のアプライド・オプテイッ
クス（Applied Optics）の1994年10月号、Vol. 33、No.
28で発表した「Experimental study of the effect of
absorbing and transmitting inclusions in highly s
cattering media」（高散乱物質中における吸収／透過
に関する実験的研究）によれば、光照射器と光受光器の
配置間隔が狭い場合、より光散乱体の表面の情報を得る
ことが可能であることが分かっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述した特開平９−１
３５８２５公報、および特開平９−９８９７２公報に開
示された生体光計測方法では、大脳皮質内に代表される
生体深部の生体組織の代謝量変化を検出するために、被
検査体上に複数個の光照射器と複数個の光受光器をある
一定の間隔で配置し、この光照射器と光受光器の中点に
存在する複数個の計測点における生体内代謝物質の濃度
もしくはその濃度変化を計測し、この計測結果を用いて
生体内代謝物質の濃度もしくはその濃度変化を画像化し
ていた。しかし、これらの従来技術では、ある深さにお
ける生体内代謝物質の濃度もしくはその濃度変化のみを
画像化している。
３５８２５公報、および特開平９−９８９７２公報に開
示された生体光計測方法では、大脳皮質内に代表される
生体深部の生体組織の代謝量変化を検出するために、被
検査体上に複数個の光照射器と複数個の光受光器をある
一定の間隔で配置し、この光照射器と光受光器の中点に
存在する複数個の計測点における生体内代謝物質の濃度
もしくはその濃度変化を計測し、この計測結果を用いて
生体内代謝物質の濃度もしくはその濃度変化を画像化し
ていた。しかし、これらの従来技術では、ある深さにお
ける生体内代謝物質の濃度もしくはその濃度変化のみを
画像化している。
【００１０】そこで、本発明では、これらの点に着目し
て、生体組織の浅い領域および深い領域での生体内代謝
物質の濃度やその濃度変化を計測し、その計測結果を画
像化することが可能な生体光計測装置を提供すること目
的とする。
て、生体組織の浅い領域および深い領域での生体内代謝
物質の濃度やその濃度変化を計測し、その計測結果を画
像化することが可能な生体光計測装置を提供すること目
的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、生体の
被検査体上に、光照射器と光受光器を縦，横方向の２次
元的に配置し、被検査体内部の浅部での生体内代謝物質
の濃度やその濃度変化を計測し画像化するためには、上
記光照射器と光受光器の距離が短い組合せでの略中点位
置で生体内代謝物質の濃度やその濃度変化を計測し、深
部での生体内代謝物質の濃度やその濃度変化を計測し画
像化するためには、上記光照射器と光受光器の距離が長
い組合せでの略中点位置で生体内代謝物質の濃度やその
濃度変化を計測する。
被検査体上に、光照射器と光受光器を縦，横方向の２次
元的に配置し、被検査体内部の浅部での生体内代謝物質
の濃度やその濃度変化を計測し画像化するためには、上
記光照射器と光受光器の距離が短い組合せでの略中点位
置で生体内代謝物質の濃度やその濃度変化を計測し、深
部での生体内代謝物質の濃度やその濃度変化を計測し画
像化するためには、上記光照射器と光受光器の距離が長
い組合せでの略中点位置で生体内代謝物質の濃度やその
濃度変化を計測する。
【００１２】また、本発明の構成によれば、生体へ光を
照射する複数の光照射器と、光照射器から照射され生体
内を伝播した光を検出する複数の光受光器とを生体上に
交互に配置せしめ、光受光器によって検出された信号に
基き、光照射器と光受光器の略中点位置を計測点として
生体内の代謝物質濃度およびその濃度変化を計測するよ
う構成した生体光計測装置において、光照射器および光
受光器の位置が計測点となるよう照射器と光受光器とを
配置構成してなる生体光計測装置を提供する。
照射する複数の光照射器と、光照射器から照射され生体
内を伝播した光を検出する複数の光受光器とを生体上に
交互に配置せしめ、光受光器によって検出された信号に
基き、光照射器と光受光器の略中点位置を計測点として
生体内の代謝物質濃度およびその濃度変化を計測するよ
う構成した生体光計測装置において、光照射器および光
受光器の位置が計測点となるよう照射器と光受光器とを
配置構成してなる生体光計測装置を提供する。
【００１３】さらに、本発明の構成によれば、被検査体
へ光を照射する複数の光照射器と、光照射器から照射さ
れ被検査体内を伝搬した光を検出する複数の光受光器と
を被検査体上に配置せしめ、光受光器によって検出され
た信号に基き、光照射器と光受光器との略中点位置を計
測点として被検査体内の代謝物質濃度およびその濃度変
化を計測するよう構成した生体光計測装置において、光
照射器と光受光器の第一の組合せの略中点位置に第二の
光照射器を配置し、光照射器と光受光器の第二の組合せ
の略中点位置に第二の光受光器を配置構成してなる生体
光計測装置を提供する。
へ光を照射する複数の光照射器と、光照射器から照射さ
れ被検査体内を伝搬した光を検出する複数の光受光器と
を被検査体上に配置せしめ、光受光器によって検出され
た信号に基き、光照射器と光受光器との略中点位置を計
測点として被検査体内の代謝物質濃度およびその濃度変
化を計測するよう構成した生体光計測装置において、光
照射器と光受光器の第一の組合せの略中点位置に第二の
光照射器を配置し、光照射器と光受光器の第二の組合せ
の略中点位置に第二の光受光器を配置構成してなる生体
光計測装置を提供する。
【００１４】さらに、本発明の構成によれば、被検査体
へ光を照射する複数の光照射器と、光照射器から照射さ
れ被検査体内を伝播した光を検出する複数の光受光器と
を備え、光受光器によって検出された信号に基き、光照
射器と光受光器の間隔の略中点位置を計測点として被検
査体内の代謝物質濃度およびその濃度変化を計測するよ
う構成した生体光計測装置において、上記間隔を異にす
る光照射器と光受光器との複数の組合せでの各計測点
が、深さ方向に同じ場所になるよう、各組合わせにおけ
光照射器と光検出器とを対称的に配置構成した生体光計
測装置を提供する。
へ光を照射する複数の光照射器と、光照射器から照射さ
れ被検査体内を伝播した光を検出する複数の光受光器と
を備え、光受光器によって検出された信号に基き、光照
射器と光受光器の間隔の略中点位置を計測点として被検
査体内の代謝物質濃度およびその濃度変化を計測するよ
う構成した生体光計測装置において、上記間隔を異にす
る光照射器と光受光器との複数の組合せでの各計測点
が、深さ方向に同じ場所になるよう、各組合わせにおけ
光照射器と光検出器とを対称的に配置構成した生体光計
測装置を提供する。
【００１５】さらに、本発明の構成によれば、被検査体
へ光を照射する複数の光照射器と該光照射器から照射さ
れ被検査体内を伝播した光を検出する複数の光受光器と
を、被検査体上の縦、横方向に交互に配置し、光受光器
によって検出された信号に基き、光照射器と光受光器の
略中点位置を計測点として被検査体内の代謝物質濃度お
よびその濃度変化を計測するよう構成した生体光計測装
置において、上記横方向に配置された光照射器と光受光
器の位置間隔と、上記縦方向に配置された光照射器と光
受光器の位置間隔とを異ならしめて配置構成した生体光
計測装置を提供する。
へ光を照射する複数の光照射器と該光照射器から照射さ
れ被検査体内を伝播した光を検出する複数の光受光器と
を、被検査体上の縦、横方向に交互に配置し、光受光器
によって検出された信号に基き、光照射器と光受光器の
略中点位置を計測点として被検査体内の代謝物質濃度お
よびその濃度変化を計測するよう構成した生体光計測装
置において、上記横方向に配置された光照射器と光受光
器の位置間隔と、上記縦方向に配置された光照射器と光
受光器の位置間隔とを異ならしめて配置構成した生体光
計測装置を提供する。
【００１６】さらにまた、本発明によれば、上記構成に
おいて、計測された上記代謝物質濃度もしくはその濃度
変化を画像として表示する手段を具備した生体光計測装
置を提供する。
おいて、計測された上記代謝物質濃度もしくはその濃度
変化を画像として表示する手段を具備した生体光計測装
置を提供する。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図を用い
て説明する。
て説明する。
【００１８】図１に、生体光計測装置における、本発明
に基づく被検査体上への光照射器と光受光器の配置方法
に関する一実施例を示す。ここで言う、光照射器とは、
レーザ、ＬＥＤ、ランプに代表される光源と、この光源
から発せられた光を被検査体上へ導くことが可能な光フ
ァイバに代表される光導光手段を具備する素子である。
但し、光源が被検査体上に直接配置されていても何ら問
題は無い。一方、光受光器とは、被検査体内を伝播した
光を検出し、この検出した光量を電気的信号へ変換する
装置を具備している素子であり、その構成要素の一例と
して、アバランシェフォトダイオード、光電子増倍管を
挙げることが出来る。図１中の１０１は被検査体であ
り、この被検査体上に存在する計測領域（１０２）にお
ける被検査体の内部における生体内代謝物質の濃度もし
くはその濃度変化を計測する。
に基づく被検査体上への光照射器と光受光器の配置方法
に関する一実施例を示す。ここで言う、光照射器とは、
レーザ、ＬＥＤ、ランプに代表される光源と、この光源
から発せられた光を被検査体上へ導くことが可能な光フ
ァイバに代表される光導光手段を具備する素子である。
但し、光源が被検査体上に直接配置されていても何ら問
題は無い。一方、光受光器とは、被検査体内を伝播した
光を検出し、この検出した光量を電気的信号へ変換する
装置を具備している素子であり、その構成要素の一例と
して、アバランシェフォトダイオード、光電子増倍管を
挙げることが出来る。図１中の１０１は被検査体であ
り、この被検査体上に存在する計測領域（１０２）にお
ける被検査体の内部における生体内代謝物質の濃度もし
くはその濃度変化を計測する。
【００１９】この被検査体上の光照射器と光受光器の配
置方法を、以下に説明する。図中に示した１０３に代表
される白い丸は光照射器であり、一方、１０４に代表さ
れる黒い丸は光受光器である。これらの配置間隔は任意
である。次に、この図１に示した光照射器と光受光器の
配置方法を用いて、生体の浅い領域での生体内代謝物質
の濃度もしくはその濃度変化を示す画像と生体の深い領
域での生体内代謝物質の濃度もしくはその濃度変化を示
す画像を得る手段を、図２を用いて以下に述べる。
置方法を、以下に説明する。図中に示した１０３に代表
される白い丸は光照射器であり、一方、１０４に代表さ
れる黒い丸は光受光器である。これらの配置間隔は任意
である。次に、この図１に示した光照射器と光受光器の
配置方法を用いて、生体の浅い領域での生体内代謝物質
の濃度もしくはその濃度変化を示す画像と生体の深い領
域での生体内代謝物質の濃度もしくはその濃度変化を示
す画像を得る手段を、図２を用いて以下に述べる。
【００２０】図２中の２０１は、図１に示した光照射器
と光受光器の配置方法を用いて、生体の浅い領域におけ
る生体内代謝物質の濃度もしくはその濃度変化を示す画
像を得るための計測点の分布を示す。図１によれば、例
えば１０３と１０４に示した光照射器と光受光器の間隔
（仮にこの間隔をｘとする）は、図１中で最も短い。こ
のため、これらの光照射器と光受光器の略中点位置に存
在する計測点での生体内代謝物質の濃度もしくはその濃
度変化は、生体内の最も浅い領域におけるこの濃度もし
くはその濃度変化を示している。この２０１中に示した
点線は配置間隔xで与えられる光照射器と光受光器の略
中点位置での計測点を囲んだ計測領域であり、この領域
内における生体内代謝物質の濃度もしくはその濃度変化
を、スプライン補間に代表される数学的処理法を用いて
画像化する。
と光受光器の配置方法を用いて、生体の浅い領域におけ
る生体内代謝物質の濃度もしくはその濃度変化を示す画
像を得るための計測点の分布を示す。図１によれば、例
えば１０３と１０４に示した光照射器と光受光器の間隔
（仮にこの間隔をｘとする）は、図１中で最も短い。こ
のため、これらの光照射器と光受光器の略中点位置に存
在する計測点での生体内代謝物質の濃度もしくはその濃
度変化は、生体内の最も浅い領域におけるこの濃度もし
くはその濃度変化を示している。この２０１中に示した
点線は配置間隔xで与えられる光照射器と光受光器の略
中点位置での計測点を囲んだ計測領域であり、この領域
内における生体内代謝物質の濃度もしくはその濃度変化
を、スプライン補間に代表される数学的処理法を用いて
画像化する。
【００２１】同様の方法で、より深い領域における生体
内代謝物質の濃度もしくはその濃度変化を画像化する方
法を図２中の２０２、２０３を用いて説明する。２０２
は、図１に示した光照器１０３と光受光器１０５に代表
される光照射器と光受光器（この場合、光照射器と光受
光器の配置間隔は２.２３ｘ）の略中点位置における生
体内代謝物質の濃度もしくはその濃度変化を画像化する
場合の計測点の分布を示している。更に、２０３は図１
に示した光照射器１０３と光受光器１０６に代表される
光照射器と光受光器（これら光照射器と光受光器の配置
間隔は３ｘである。）の略中点位置における生体内代謝
物質の濃度もしくはその濃度変化を画像化する場合の計
測点の分布を示す。
内代謝物質の濃度もしくはその濃度変化を画像化する方
法を図２中の２０２、２０３を用いて説明する。２０２
は、図１に示した光照器１０３と光受光器１０５に代表
される光照射器と光受光器（この場合、光照射器と光受
光器の配置間隔は２.２３ｘ）の略中点位置における生
体内代謝物質の濃度もしくはその濃度変化を画像化する
場合の計測点の分布を示している。更に、２０３は図１
に示した光照射器１０３と光受光器１０６に代表される
光照射器と光受光器（これら光照射器と光受光器の配置
間隔は３ｘである。）の略中点位置における生体内代謝
物質の濃度もしくはその濃度変化を画像化する場合の計
測点の分布を示す。
【００２２】先述のように光照射器と光受光器の配置関
係が狭い場合、より光散乱体の表面の情報を得ること可
能であるから、２０１と比較して、２０２はより生体の
深い領域における生体内代謝物質の濃度もしくはその濃
度変化を検出することが可能な計測点の分布であり、更
に２０３は２０１や２０２よりも深い領域における計測
点の分布であると言える。以上から、各計測点での生体
内代謝物質の濃度もしくはその濃度変化を数学的処理す
ることにより得た各画像は、生体内の各深さにおける生
体内代謝物質の濃度もしくはその濃度変化の分布を表示
している。
係が狭い場合、より光散乱体の表面の情報を得ること可
能であるから、２０１と比較して、２０２はより生体の
深い領域における生体内代謝物質の濃度もしくはその濃
度変化を検出することが可能な計測点の分布であり、更
に２０３は２０１や２０２よりも深い領域における計測
点の分布であると言える。以上から、各計測点での生体
内代謝物質の濃度もしくはその濃度変化を数学的処理す
ることにより得た各画像は、生体内の各深さにおける生
体内代謝物質の濃度もしくはその濃度変化の分布を表示
している。
【００２３】次に、図１に示した光照射器と光受光器の
配置方法を用いて生体内代謝物質の濃度もしくはその濃
度変化を画像計測するために用いる計測シーケンスの一
実施例を図３に示す。例えば、図３に示した「光源１」
は図１中の光照射器１０３を示す。この時、図３に示し
た通り、他の光源（図３中では光源２から光源１２）は
すべてオフになっている。光源１の強度をオフにした
後、次に光源２のスイッチをオンにする。この光源１の
スイッチをオフにしてから光源２のスイッチをオンにす
るまでの時間は、或る光量が検出器に到達し電気的信号
に変換するまでの時間と、光量を電気的な信号に変換し
たあとの電子回路の時定数に大きく依存する。以降、順
に光源２から順番にスイッチをオンもしくはオフし、被
検査体上へ光を照射する。
配置方法を用いて生体内代謝物質の濃度もしくはその濃
度変化を画像計測するために用いる計測シーケンスの一
実施例を図３に示す。例えば、図３に示した「光源１」
は図１中の光照射器１０３を示す。この時、図３に示し
た通り、他の光源（図３中では光源２から光源１２）は
すべてオフになっている。光源１の強度をオフにした
後、次に光源２のスイッチをオンにする。この光源１の
スイッチをオフにしてから光源２のスイッチをオンにす
るまでの時間は、或る光量が検出器に到達し電気的信号
に変換するまでの時間と、光量を電気的な信号に変換し
たあとの電子回路の時定数に大きく依存する。以降、順
に光源２から順番にスイッチをオンもしくはオフし、被
検査体上へ光を照射する。
【００２４】図１に示した光照射器と光受光器の配置方
法では、これら光照射器と光受光器を２次元的な平面上
に互い違いに配置していた。この方法とは異なる配置方
法の実施例を、図４に示す。図中の４０１に代表される
白い丸と４０２に代表される白い四角は光照射器であ
り、また、４０３に代表される黒い丸と４０４に代表さ
れる黒い四角は光受光器である。この図では、白い丸で
示した光照射器と黒い丸で示した光受光器、および白い
四角で示した光照射器と黒い四角で示した光受光器が、
それぞれ同じ間隔で配置されている。
法では、これら光照射器と光受光器を２次元的な平面上
に互い違いに配置していた。この方法とは異なる配置方
法の実施例を、図４に示す。図中の４０１に代表される
白い丸と４０２に代表される白い四角は光照射器であ
り、また、４０３に代表される黒い丸と４０４に代表さ
れる黒い四角は光受光器である。この図では、白い丸で
示した光照射器と黒い丸で示した光受光器、および白い
四角で示した光照射器と黒い四角で示した光受光器が、
それぞれ同じ間隔で配置されている。
【００２５】この図４に示した光照射器と光受光器の配
置方法では、少なくとも以下に述べる４つの光照射器と
光受光器の組み合わせが考えられる。第一の組合せは、
白い丸で示した光照射器から照射され、生体組織内を伝
播した光を黒い丸で示し光受光器で検出する組合せであ
り、これら光照射器と光受光器の中点である計測点を図
中に小さい白丸で示した。同様に、第二の組合せは、白
い四角で示した光照射器から照射され、生体内組織を伝
播した光を、黒い四角で示した光受光器で検出する組合
せであり、計測点を小さく白い四角で示した。これらの
第一および第二の組合せに対して、第三の組合せ及び第
四の組合せでは、それぞれ白い四角、および白い丸で示
した光照射器から照射され生体組織内を伝播した光を、
それぞれ黒い丸および黒い四角で検出する。すなわち、
この構成では、光照射器と光受光器の組合せでの略中点
位置に別の光照射器または光受光器が配置された構成に
なっている。この場合、光照射器と光受光器の間隔は、
第一の組合せ及び第二の組合せで示した光照射器と光受
光器の配置間隔と比較して半分であり、第三および第四
の組合せから得られる計測点をバツ（×）印で示した。
置方法では、少なくとも以下に述べる４つの光照射器と
光受光器の組み合わせが考えられる。第一の組合せは、
白い丸で示した光照射器から照射され、生体組織内を伝
播した光を黒い丸で示し光受光器で検出する組合せであ
り、これら光照射器と光受光器の中点である計測点を図
中に小さい白丸で示した。同様に、第二の組合せは、白
い四角で示した光照射器から照射され、生体内組織を伝
播した光を、黒い四角で示した光受光器で検出する組合
せであり、計測点を小さく白い四角で示した。これらの
第一および第二の組合せに対して、第三の組合せ及び第
四の組合せでは、それぞれ白い四角、および白い丸で示
した光照射器から照射され生体組織内を伝播した光を、
それぞれ黒い丸および黒い四角で検出する。すなわち、
この構成では、光照射器と光受光器の組合せでの略中点
位置に別の光照射器または光受光器が配置された構成に
なっている。この場合、光照射器と光受光器の間隔は、
第一の組合せ及び第二の組合せで示した光照射器と光受
光器の配置間隔と比較して半分であり、第三および第四
の組合せから得られる計測点をバツ（×）印で示した。
【００２６】この図４に示した光照射器および光受光器
の配置方法から得られる計測点の分布を図５に示す。５
０１は、図４に示した第三および第四の組合せから得た
計測点５０２の分布とこれら計測点の領域５０３を示し
ている。また、同様に、５０４は、図４に示した第一お
よび第二の光照射器と光受光器の配置方法から得られる
計測点５０５、５０６の分布と、これら計測点の領域５
０７を示している。図４に示した第一および第二の組合
せと比較して、第三および第四の組合せでは、光照射器
と光受光器の配置間隔が狭いため、後者の組合せから得
た計測点の分布５０１を補間することで得た画像の分布
は前者の組合せから得た画像の分布と比較して、被検査
体の浅い領域を表示していることになる。
の配置方法から得られる計測点の分布を図５に示す。５
０１は、図４に示した第三および第四の組合せから得た
計測点５０２の分布とこれら計測点の領域５０３を示し
ている。また、同様に、５０４は、図４に示した第一お
よび第二の光照射器と光受光器の配置方法から得られる
計測点５０５、５０６の分布と、これら計測点の領域５
０７を示している。図４に示した第一および第二の組合
せと比較して、第三および第四の組合せでは、光照射器
と光受光器の配置間隔が狭いため、後者の組合せから得
た計測点の分布５０１を補間することで得た画像の分布
は前者の組合せから得た画像の分布と比較して、被検査
体の浅い領域を表示していることになる。
【００２７】図１および図４に示した光照射器および光
受光器の配置方法では、光照射器および光受光器は計測
領域内部において一様に配置されている。また、この結
果、被検査体の浅い領域と深い領域において、ほぼ同じ
計測領域を画像化することが可能になっている。しか
し、計測する対象によっては、特定の領域のみ被検査体
の生体内代謝物質に関して深さ情報が必要な場合も有り
得る。そこで、この課題を解決することが可能な光照射
器と光受光器の配置方法に関する実施例を図６に示す。
この計測方法では、被検査体６０１上に、白い丸で示し
た光照射器（６０２にその代表例を示す）および黒い丸
で示した光受光器（６０３にその代表例を示す）を全面
に配置する一方、白い四角で示した光照射器（６０４に
その代表例を示す）と黒い四角で示した光受光器（６０
５にその代表例を示す）は、被検査体６０１上に局所的
に配置する。
受光器の配置方法では、光照射器および光受光器は計測
領域内部において一様に配置されている。また、この結
果、被検査体の浅い領域と深い領域において、ほぼ同じ
計測領域を画像化することが可能になっている。しか
し、計測する対象によっては、特定の領域のみ被検査体
の生体内代謝物質に関して深さ情報が必要な場合も有り
得る。そこで、この課題を解決することが可能な光照射
器と光受光器の配置方法に関する実施例を図６に示す。
この計測方法では、被検査体６０１上に、白い丸で示し
た光照射器（６０２にその代表例を示す）および黒い丸
で示した光受光器（６０３にその代表例を示す）を全面
に配置する一方、白い四角で示した光照射器（６０４に
その代表例を示す）と黒い四角で示した光受光器（６０
５にその代表例を示す）は、被検査体６０１上に局所的
に配置する。
【００２８】この図６に示した光照射器と光受光器の配
置方法において、計測点の分布を図７に示す。７０１は
図６に示した組合せ３および組合せ４の光照射器と光受
光器の略中点位置に存在する計測点７０２の分布を示し
たものであり、７０３は、図６に示した組合せ１および
組合せ２の光照射器と光受光器の略中点位置に存在する
計測点７０４の分布を示したものである。図６によれ
ば、組合せ１および組合せ２で示した光照射器と光受光
器の配置間隔は、組合せ３および組合せ４で示した光照
射器と光受光器の配置間隔と比較して、倍である。この
ため、７０１に示した計測点の分布図は、７０３に示し
た計測点の分布図と比較して、被検査体の浅い領域にお
ける生体内代謝物質の濃度もしくはその濃度変化を示す
ものであると言える。この７０１に示した計測点の分布
は７０３に示した計測点の分布と比較して局所的であ
り、上述した課題を解決していると言える。
置方法において、計測点の分布を図７に示す。７０１は
図６に示した組合せ３および組合せ４の光照射器と光受
光器の略中点位置に存在する計測点７０２の分布を示し
たものであり、７０３は、図６に示した組合せ１および
組合せ２の光照射器と光受光器の略中点位置に存在する
計測点７０４の分布を示したものである。図６によれ
ば、組合せ１および組合せ２で示した光照射器と光受光
器の配置間隔は、組合せ３および組合せ４で示した光照
射器と光受光器の配置間隔と比較して、倍である。この
ため、７０１に示した計測点の分布図は、７０３に示し
た計測点の分布図と比較して、被検査体の浅い領域にお
ける生体内代謝物質の濃度もしくはその濃度変化を示す
ものであると言える。この７０１に示した計測点の分布
は７０３に示した計測点の分布と比較して局所的であ
り、上述した課題を解決していると言える。
【００２９】以上示した図２、図５、図７において、各
深さでの計測点の位置は必ずしも一致していない。そこ
で、各深さにおける計測点の分布が同一になるような光
照射器と光受光器の配置方法の一実施例を、図８に示
す。図中の、白丸８０１、白四角８０２、白三角８０３
は、各々光照射器であり、同じ図中に示した黒丸８０
４、黒四角８０５、黒三角８０６で各々検出する。ま
た、８０７、８０８、８０９は、各光照射器から各光受
光器へ到達する光の光路分布を示している。図８に示し
た光照射器と光受光器の配置方法では、各光照射器と光
受光器は対称的に配置されている。また、光照射器と光
受光器の中点での感度は最も高く、光照射器と光受光器
の距離が離れると深部での生体内代謝物質濃度もしくは
その濃度変化を計測することが出来るため、図８に示し
た計測方法では、計測点８１０、８１１、８１２が深さ
方向に一列に並ぶ。
深さでの計測点の位置は必ずしも一致していない。そこ
で、各深さにおける計測点の分布が同一になるような光
照射器と光受光器の配置方法の一実施例を、図８に示
す。図中の、白丸８０１、白四角８０２、白三角８０３
は、各々光照射器であり、同じ図中に示した黒丸８０
４、黒四角８０５、黒三角８０６で各々検出する。ま
た、８０７、８０８、８０９は、各光照射器から各光受
光器へ到達する光の光路分布を示している。図８に示し
た光照射器と光受光器の配置方法では、各光照射器と光
受光器は対称的に配置されている。また、光照射器と光
受光器の中点での感度は最も高く、光照射器と光受光器
の距離が離れると深部での生体内代謝物質濃度もしくは
その濃度変化を計測することが出来るため、図８に示し
た計測方法では、計測点８１０、８１１、８１２が深さ
方向に一列に並ぶ。
【００３０】この図８に示した光照射器と光受光器の配
置方法を元に、計測点が深さ方向に同じ場所に存在する
トポグラフィ画像を得ることが可能な光照射器と光受光
器の配置方法を図９に示す。光照射器と光受光器の組合
せは、図８に示した組合せと同一である。この配置方法
では、或る計測点９０１を中心に光照射器９０２，９０
３，９０４と光受光器９０５，９０６，９０７が線対称
に配置されている。このため、組合せ１、組合せ２、組
合せ３から得た各計測点の分布は同一である。しかし、
各組合せでの光照射器と光受光器の配置間隔は異なるた
め、この図に示した場合、組合せ１、組合せ２、組合せ
３の順に計測している被検査体の領域は深くなる。
置方法を元に、計測点が深さ方向に同じ場所に存在する
トポグラフィ画像を得ることが可能な光照射器と光受光
器の配置方法を図９に示す。光照射器と光受光器の組合
せは、図８に示した組合せと同一である。この配置方法
では、或る計測点９０１を中心に光照射器９０２，９０
３，９０４と光受光器９０５，９０６，９０７が線対称
に配置されている。このため、組合せ１、組合せ２、組
合せ３から得た各計測点の分布は同一である。しかし、
各組合せでの光照射器と光受光器の配置間隔は異なるた
め、この図に示した場合、組合せ１、組合せ２、組合せ
３の順に計測している被検査体の領域は深くなる。
【００３１】図８では、光照射器と光受光器の各組合せ
を線対称に配置して、生体内の深部および浅部を計測す
る構成を示したが、本発明はかかる構成に限らず、図１
０に示すように、光照射器A-1、B-1、C-1と光受光器A-
2、B-2、C-2とを、図中黒点（黒丸）で示す血液量変化
の計測点を中心に点対称に配置構成してもよい。この場
合、光照射器A-1からから照射した光は、光受光器A-2を
用いて検出し、同様に、光照射器B-1、C-1から照射され
た光は、各々光受光器B-2、C-2を用いて検出する。浅部
と深部の情報をより詳細に抽出するためには、光照射器
と光受光器を蜜に配置する必要があるが、図８の配置構
成では、その配置に空間的な限界があるのに対して、図
１０に示した実施例を用いると、光照射器と光受光器の
配置に空間的な限界が少なくなり、そのため生体内の情
報を詳細に抽出することが可能になる。
を線対称に配置して、生体内の深部および浅部を計測す
る構成を示したが、本発明はかかる構成に限らず、図１
０に示すように、光照射器A-1、B-1、C-1と光受光器A-
2、B-2、C-2とを、図中黒点（黒丸）で示す血液量変化
の計測点を中心に点対称に配置構成してもよい。この場
合、光照射器A-1からから照射した光は、光受光器A-2を
用いて検出し、同様に、光照射器B-1、C-1から照射され
た光は、各々光受光器B-2、C-2を用いて検出する。浅部
と深部の情報をより詳細に抽出するためには、光照射器
と光受光器を蜜に配置する必要があるが、図８の配置構
成では、その配置に空間的な限界があるのに対して、図
１０に示した実施例を用いると、光照射器と光受光器の
配置に空間的な限界が少なくなり、そのため生体内の情
報を詳細に抽出することが可能になる。
【００３２】以上、示した方法に基づいて、以下に計測
した深さが異なる複数枚のトポグラフィ画像を画面上に
表示する実施例を示す。図１１に示した１００１と１０
０２は、各々図４に示した光照射器および光受光器から
得た浅部と深部のトポグラフィ画像を示す。これらの画
像を得るためには、各計測点で求めた生体内代謝物質の
濃度もしくはその濃度変化を用いて、スプライン補間に
代表される推定方法を用いて画像を作成する。また、１
００５や１００６に示した通り、各画像１００１、１０
０２の周囲には、各画像がどの深さを計測したものかを
明示するメッセージを存在させる。更に、１００７に示
したように、異なる深さでのトポグラフィ画像の差分を
求め、表示させてもよい。この場合、１００８に示す計
測領域は、例えば、１００７に示したトポグラフィ画像
が計測領域１００３と１００４の差分を表示するもので
ある場合、計測領域１００３と計測領域１００４の和集
合である必要がある。
した深さが異なる複数枚のトポグラフィ画像を画面上に
表示する実施例を示す。図１１に示した１００１と１０
０２は、各々図４に示した光照射器および光受光器から
得た浅部と深部のトポグラフィ画像を示す。これらの画
像を得るためには、各計測点で求めた生体内代謝物質の
濃度もしくはその濃度変化を用いて、スプライン補間に
代表される推定方法を用いて画像を作成する。また、１
００５や１００６に示した通り、各画像１００１、１０
０２の周囲には、各画像がどの深さを計測したものかを
明示するメッセージを存在させる。更に、１００７に示
したように、異なる深さでのトポグラフィ画像の差分を
求め、表示させてもよい。この場合、１００８に示す計
測領域は、例えば、１００７に示したトポグラフィ画像
が計測領域１００３と１００４の差分を表示するもので
ある場合、計測領域１００３と計測領域１００４の和集
合である必要がある。
【００３３】また、１００１や１００２に示したトポグ
ラフィ画像に加えて、各トポグラフィ画像を立体的に表
示する実施例を１００９に示す。この場合、異なる深さ
でのトポグラフィ画像の幾何学的な位置関係を明確に示
すために、１０１０に示した上下の位置関係を示す垂線
を加える。この垂線１０１０は、本実施例では点線であ
るが、他に破線、実線、太線でも何ら支障はない。ま
た、１０１０とは別の種類である破線１０１１は、浅部
（図１１中では、「表面から７．５ｍｍ」と記載）での
生体内代謝物質の濃度もしくはその濃度変化の最大値を
得た場所と、深部（図１１中では、「表面から１５ｍ
ｍ」と記載）の計測領域とを対応付けるものである。こ
の線１０１１は、１０１０に示した上下の位置関係を示
す垂線とは異なる線の種類であることが望ましい。これ
は、互いの違いが明確になるからである。
ラフィ画像に加えて、各トポグラフィ画像を立体的に表
示する実施例を１００９に示す。この場合、異なる深さ
でのトポグラフィ画像の幾何学的な位置関係を明確に示
すために、１０１０に示した上下の位置関係を示す垂線
を加える。この垂線１０１０は、本実施例では点線であ
るが、他に破線、実線、太線でも何ら支障はない。ま
た、１０１０とは別の種類である破線１０１１は、浅部
（図１１中では、「表面から７．５ｍｍ」と記載）での
生体内代謝物質の濃度もしくはその濃度変化の最大値を
得た場所と、深部（図１１中では、「表面から１５ｍ
ｍ」と記載）の計測領域とを対応付けるものである。こ
の線１０１１は、１０１０に示した上下の位置関係を示
す垂線とは異なる線の種類であることが望ましい。これ
は、互いの違いが明確になるからである。
【００３４】
【発明の効果】以上のように、本発明により、被検査体
表面からの各深さにおける、被検査体の生体内代謝物質
濃度やその濃度変化を計測し、それを画像として得るこ
とが可能な生体光計測装置が実現できる。
表面からの各深さにおける、被検査体の生体内代謝物質
濃度やその濃度変化を計測し、それを画像として得るこ
とが可能な生体光計測装置が実現できる。
【図１】本発明による光照射器と光検出器の配置構成の
実施例（１）を示す図。
実施例（１）を示す図。
【図２】図１における計測点と計測領域の分布を示す
図。
図。
【図３】計測シーケンスの一例を示す図。
【図４】本発明による光照射器と光検出器の配置構成の
実施例（２）を示す図。
実施例（２）を示す図。
【図５】図４における計測点と計測領域の分布を示す
図。
図。
【図６】本発明における光照射器と光検出器の配置構成
の実施例（３）を示す図。
の実施例（３）を示す図。
【図７】図６における計測点と計測領域の分布を示す
図。
図。
【図８】本発明による光照射器と光検出器の配置構成の
実施例（４）を示す図。
実施例（４）を示す図。
【図９】図８における光照射器と光検出器の配置構成の
一例を示す図。
一例を示す図。
【図１０】本発明による光照射器と光受光器の配置構成
の実施例（５）を示す図。
の実施例（５）を示す図。
【図１１】本発明によるトポグラフィ画像の表示方法の
一例を示す図。
一例を示す図。
【図１２】従来における光を用いた生体内代謝物質の濃
度もしくはその濃度変化の計測方法を説明する図。
度もしくはその濃度変化の計測方法を説明する図。
【図１３】図１２における計測点の分布を示す図。
１０１：被検査体、１０２：計測領域、１０３：光照射
器、１０４：光受光器、２０１：計測点の分布、２０
２：光照器１０３と光受光器１０５に代表される光照射
器と光受光器の中点における生体内代謝物質の濃度もし
くはその濃度変化を画像化する場合の計測点の分布、２
０３：光照射器１０３と光受光器１０６に代表される光
照射器と光受光器の中点における生体内代謝物質の濃度
もしくはその濃度変化を画像化する場合の計測点の分
布、４０１：光照射器、４０２：光照射器であり、ま
た、４０３：光受光器、４０４：光受光器、５０１：計
測点の分布図、５０２：計測点、５０３：計測領域、５
０４：計測点の分布図、５０５：計測点、５０６：計測
点、５０７：計測領域、６０１：被検査体、６０２：光
照射器、６０３：光受光器、６０４：光照射器、６０
５：光受光器、７０１」図６に示した組合せ３および組
合せ４の光照射器と光受光器の中点に存在する計測点の
分布、７０２：計測点、７０３：図６に示した組合せ１
および組合せ２の光照射器と光受光器の中点に存在する
計測点の分布、８０１：光照射器、８０２：光照射器、
８０３：光照射器、８０４：光受光器、８０５：光受光
器、８０６：光受光器、８０７：光路分布（１）、８０
８：光路分布（２）、８０９：光路分布（３）、８１
０：計測点（１）、８１１：計測点（２）、８１２：計
測点（３）、９０１：計測点、９０２：光照射器、９０
３：光照射器、９０４：光照射器、９０５：光受光器、
９０６：光受光器、９０７：光受光器、１００１：浅部
のトポグラフィ画像、１００２：深部のトポグラフィ画
像、１００３：計測領域、１００４：計測領域、１００
５：深さ情報（１）、１００６：深さ情報（２）、１０
０７：異なる深さでのトポグラフィ画像の差分を求めた
トポグラフィ画像、１００８：計測領域、１００９：立
体トポグラフィ画像、１０１０：垂線、１０１１：破
線、１１０１：光伝播経路、１１０２：光照射器、１１
０３：光受光器、１１０４：被検査体、１１０５：ホル
ダー、１１０６：ねじ、１１０７：頭皮、１１０８：頭
蓋骨、１１０９：脳脊髄層、１１１０：大脳皮質、１２
０１：被検査体、１２０２：計測領域、１２０３：光照
射器、１２０４：光照射器、１２０５：光照射器、１２
０６：光照射器、１２０７：光照射器、１２０８：光照
射器、１２０９：光照射器、１２１０：光照射器、１２
１１：光受光器、１２１２：光受光器、１２１３：光受
光器、１２１４：光受光器、１２１５：光受光器、１２
１６：光受光器、１２１８：光受光器
器、１０４：光受光器、２０１：計測点の分布、２０
２：光照器１０３と光受光器１０５に代表される光照射
器と光受光器の中点における生体内代謝物質の濃度もし
くはその濃度変化を画像化する場合の計測点の分布、２
０３：光照射器１０３と光受光器１０６に代表される光
照射器と光受光器の中点における生体内代謝物質の濃度
もしくはその濃度変化を画像化する場合の計測点の分
布、４０１：光照射器、４０２：光照射器であり、ま
た、４０３：光受光器、４０４：光受光器、５０１：計
測点の分布図、５０２：計測点、５０３：計測領域、５
０４：計測点の分布図、５０５：計測点、５０６：計測
点、５０７：計測領域、６０１：被検査体、６０２：光
照射器、６０３：光受光器、６０４：光照射器、６０
５：光受光器、７０１」図６に示した組合せ３および組
合せ４の光照射器と光受光器の中点に存在する計測点の
分布、７０２：計測点、７０３：図６に示した組合せ１
および組合せ２の光照射器と光受光器の中点に存在する
計測点の分布、８０１：光照射器、８０２：光照射器、
８０３：光照射器、８０４：光受光器、８０５：光受光
器、８０６：光受光器、８０７：光路分布（１）、８０
８：光路分布（２）、８０９：光路分布（３）、８１
０：計測点（１）、８１１：計測点（２）、８１２：計
測点（３）、９０１：計測点、９０２：光照射器、９０
３：光照射器、９０４：光照射器、９０５：光受光器、
９０６：光受光器、９０７：光受光器、１００１：浅部
のトポグラフィ画像、１００２：深部のトポグラフィ画
像、１００３：計測領域、１００４：計測領域、１００
５：深さ情報（１）、１００６：深さ情報（２）、１０
０７：異なる深さでのトポグラフィ画像の差分を求めた
トポグラフィ画像、１００８：計測領域、１００９：立
体トポグラフィ画像、１０１０：垂線、１０１１：破
線、１１０１：光伝播経路、１１０２：光照射器、１１
０３：光受光器、１１０４：被検査体、１１０５：ホル
ダー、１１０６：ねじ、１１０７：頭皮、１１０８：頭
蓋骨、１１０９：脳脊髄層、１１１０：大脳皮質、１２
０１：被検査体、１２０２：計測領域、１２０３：光照
射器、１２０４：光照射器、１２０５：光照射器、１２
０６：光照射器、１２０７：光照射器、１２０８：光照
射器、１２０９：光照射器、１２１０：光照射器、１２
１１：光受光器、１２１２：光受光器、１２１３：光受
光器、１２１４：光受光器、１２１５：光受光器、１２
１６：光受光器、１２１８：光受光器
フロントページの続き (72)発明者 牧 敦 東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 小泉 英明 埼玉県比企郡鳩山町赤沼2520番地 株式会 社日立製作所基礎研究所内 (72)発明者 川口 文男 東京都千代田区内神田一丁目１番14号 株 式会社日立メディコ内 (72)発明者 藤原 倫行 東京都千代田区内神田一丁目１番14号 株 式会社日立メディコ内 (72)発明者 加賀 幹広 東京都千代田区内神田一丁目１番14号 株 式会社日立メディコ内 Ｆターム(参考） 4C038 KK00 KL05 KL07 KY01
Claims (7)
- 【請求項１】被検査体へ光を照射する複数の光照射器
と、該光照射器から照射され被検査体内を伝播した光を
検出する複数の光受光器とを被検査体上に交互に配置せ
しめ、該光受光器によって検出された信号に基き、該光
照射器と該光受光器の略中点位置を計測点として被検査
体内の代謝物質濃度およびその濃度変化を計測するよう
構成した生体光計測装置において、上記照射器および上
記光受光器の位置が上記計測点となるよう上記照射器と
上記光受光器とを配置してなることを特徴とする生体光
計測装置。 - 【請求項２】生体へ光を照射する複数の光照射器と、該
光照射器から照射され生体内を伝搬した光を検出する複
数の光受光器とを生体上に配置せしめ、該光受光器によ
って検出された信号に基き、該光照射器と該光受光器の
略中点位置を計測点として生体内の代謝物質濃度および
その濃度変化を計測するよう構成した生体光計測装置に
おいて、上記光照射器と上記光受光器の第一の組合せの
略中点位置に第二の光照射器を配置し、上記光照射器と
上記光受光器の第二の組合せの略中点位置に第二の光受
光器を配置構成してなることを特徴とする生体光計測装
置。 - 【請求項３】被検査体へ光を照射する複数の光照射器
と、該光照射器から照射され被検査体内を伝播した光を
検出する複数の光受光器とを備え、該光受光器によって
検出された信号に基き、該光照射器と該光受光器の間隔
の略中点位置を計測点として被検査体内の代謝物質濃度
およびその濃度変化を計測するよう構成した生体光計測
装置において、上記間隔を異にする上記光照射器と上記
光受光器との複数の組合せでの各計測点が、深さ方向に
同じ場所になるよう、各組合せにおける上記光照射器と
上記光受光器とを対称的に配置構成してなることを特徴
とする生体光計測装置。 - 【請求項４】上記被検査体の各深さにおける、生体内代
謝物質濃度またはその濃度変化を画像として表示する手
段を具備してなることを特徴とする請求項３記載の生体
光計測装置。 - 【請求項５】被検査体へ光を照射する複数の光照射器
と、該光照射器から照射され被検査体内を伝播した光を
検出する複数の光受光器とを被検査体上に配置し、該光
受光器によって検出された信号に基き、該光照射器と該
光受光器の略中点位置を計測点として被検査体内の代謝
物質濃度およびその濃度変化を計測するよう構成した生
体光計測装置において、被検査体内部の浅部での計測の
場合には、上記光照射器と上記光受光器との間隔が小さ
い組合せでの計測点を用い、被検査体内部の深部での計
測の場合には、上記光照射器と上記光受光器の間隔が大
きい組合せでの計測点を用いてなるよう、上記光照射器
および上記光受光器を配置構成したことを特徴とする生
体光計測装置。 - 【請求項６】被検査体へ光を照射する複数の光照射器
と、該光照射器から照射され被検査体内を伝播した光を
検出する複数の光受光器とを、被検査体上の縦、横方向
に交互に配置し、該光受光器によって検出された信号に
基き、該光照射器と該光受光器との略中点位置を計測点
として被検査体内の代謝物質濃度およびその濃度変化を
計測するよう構成した生体光計測装置において、上記横
方向に配置された上記光照射器と上記光受光器の位置間
隔と、上記縦方向に配置された上記光照射器と上記光受
光器の位置間隔とを異ならしめて配置構成したことを特
徴とする生体光計測装置。 - 【請求項７】計測された上記代謝物質濃度もしくはその
濃度変化を画像として表示する手段を具備してなること
を特徴とする請求項１、２、５又は６記載の生体光計測
装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36862099A JP3796086B2 (ja) | 1999-12-27 | 1999-12-27 | 生体光計測装置 |
| US10/148,991 US7072700B2 (en) | 1999-12-27 | 2000-11-29 | Biological photometric device |
| PCT/JP2000/008425 WO2001047422A1 (fr) | 1999-12-27 | 2000-11-29 | Dispositif photmetrique biologique |
| DE60040486T DE60040486D1 (de) | 1999-12-27 | 2000-11-29 | Biologisches photometrisches gerät |
| CNB200510054161XA CN100372506C (zh) | 1999-12-27 | 2000-11-29 | 生物体光学检测装置 |
| CNB008176760A CN1198539C (zh) | 1999-12-27 | 2000-11-29 | 生物体光学检测装置 |
| EP00993581A EP1245192B1 (en) | 1999-12-27 | 2000-11-29 | Biological photometric device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36862099A JP3796086B2 (ja) | 1999-12-27 | 1999-12-27 | 生体光計測装置 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001178708A true JP2001178708A (ja) | 2001-07-03 |
| JP2001178708A5 JP2001178708A5 (ja) | 2004-09-24 |
| JP3796086B2 JP3796086B2 (ja) | 2006-07-12 |
Family
ID=18492302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36862099A Expired - Fee Related JP3796086B2 (ja) | 1999-12-27 | 1999-12-27 | 生体光計測装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7072700B2 (ja) |
| EP (1) | EP1245192B1 (ja) |
| JP (1) | JP3796086B2 (ja) |
| CN (2) | CN1198539C (ja) |
| DE (1) | DE60040486D1 (ja) |
| WO (1) | WO2001047422A1 (ja) |
Cited By (11)
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| WO2018043748A1 (ja) * | 2016-09-05 | 2018-03-08 | 浜松ホトニクス株式会社 | 生体計測装置及び生体計測方法 |
Families Citing this family (22)
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|---|---|---|---|---|
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| JP4167144B2 (ja) * | 2003-07-29 | 2008-10-15 | 浜松ホトニクス株式会社 | 散乱吸収体計測装置 |
| US7391516B2 (en) * | 2004-03-29 | 2008-06-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical element for measuring information of living body and device for measuring information of living body using the optical element |
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