JP2003265442A - 生体光計測装置 - Google Patents
生体光計測装置Info
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Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 計測データの統計的処理機能を備え、結果の
信頼性が高く、有効な診断情報を得ることが可能な生体
光計測装置を提供する。 【解決手段】 生体光計測装置の信号処理部は、複数の
計測位置においてそれぞれ得られたヘモグロビン変化信
号から、当該ヘモグロビン変化信号の統計的有意性を判
定する評価量を求め、この評価量又は評価量に基いて判
定した結果をモニタに表示する。評価量は、例えば、ヘ
モグロビン変化信号からＴ値及び／又はＰ値を求め、Ｔ
値又はＰ値から検定関数を定義し、各計測位置の判定関
数を合算したものを評価量として用いる。
信頼性が高く、有効な診断情報を得ることが可能な生体
光計測装置を提供する。 【解決手段】 生体光計測装置の信号処理部は、複数の
計測位置においてそれぞれ得られたヘモグロビン変化信
号から、当該ヘモグロビン変化信号の統計的有意性を判
定する評価量を求め、この評価量又は評価量に基いて判
定した結果をモニタに表示する。評価量は、例えば、ヘ
モグロビン変化信号からＴ値及び／又はＰ値を求め、Ｔ
値又はＰ値から検定関数を定義し、各計測位置の判定関
数を合算したものを評価量として用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は光を用いて生体内
部情報を計測する生体光計測装置に関し、特に計測結果
の信頼性の向上を図った生体光計測装置に関する。
部情報を計測する生体光計測装置に関し、特に計測結果
の信頼性の向上を図った生体光計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】生体光計測装置は、光源から特定波長の
光を被検体に照射し、被検体を透過した光或いは被検体
の表層で反射した光を受光素子で検出し、その光量から
血液循環、血行動態、ヘモグロビン変化などの生体情報
を得る装置である。近年、このような光計測を利用し
て、複数の測定点を含む領域を検査し、その領域につい
ての生体情報、具体的にはヘモグロビン動向を画像とし
て表示したり、脳の活性領域などを計測するようにした
光トポグラフィ装置が提案され、実用化されている（特
開平9-98972号、特開平9-149903号など）。また生体光
計測の臨床的な応用として、例えば頭部を計測対象とす
る場合、てんかん患者の焦点位置を同定する技術や麻酔
深度を定量化する技術なども提案されている（特願2001
-107070号など）。
光を被検体に照射し、被検体を透過した光或いは被検体
の表層で反射した光を受光素子で検出し、その光量から
血液循環、血行動態、ヘモグロビン変化などの生体情報
を得る装置である。近年、このような光計測を利用し
て、複数の測定点を含む領域を検査し、その領域につい
ての生体情報、具体的にはヘモグロビン動向を画像とし
て表示したり、脳の活性領域などを計測するようにした
光トポグラフィ装置が提案され、実用化されている（特
開平9-98972号、特開平9-149903号など）。また生体光
計測の臨床的な応用として、例えば頭部を計測対象とす
る場合、てんかん患者の焦点位置を同定する技術や麻酔
深度を定量化する技術なども提案されている（特願2001
-107070号など）。
【０００３】例えば麻酔深度の定量化においては、麻酔
前と麻酔中のヘモグロビン濃度から麻酔効果の指標であ
る麻酔深度を算出し、麻酔中に表示する。また活性領域
の測定では、被検体に光刺激やタッピング等の所定のタ
スクを与え、タスク実行前のヘモグロビン濃度に対する
タスク実行中のヘモグロビン濃度の変化から脳の活性領
域を特定する。このように、これら生体光計測における
計算や判定は、ヘモグロビン変化信号の大きさに基づい
ている。
前と麻酔中のヘモグロビン濃度から麻酔効果の指標であ
る麻酔深度を算出し、麻酔中に表示する。また活性領域
の測定では、被検体に光刺激やタッピング等の所定のタ
スクを与え、タスク実行前のヘモグロビン濃度に対する
タスク実行中のヘモグロビン濃度の変化から脳の活性領
域を特定する。このように、これら生体光計測における
計算や判定は、ヘモグロビン変化信号の大きさに基づい
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、一般にヘモグ
ロビン変化信号は微弱であるのに対し、装置の光源や光
ファイバに起因して無視できないノイズや誤差成分が生
じる場合がある。このため必ずしも上記計算や判定を精
度よく行うことができず、その結果は誤診の可能性を内
包している。
ロビン変化信号は微弱であるのに対し、装置の光源や光
ファイバに起因して無視できないノイズや誤差成分が生
じる場合がある。このため必ずしも上記計算や判定を精
度よく行うことができず、その結果は誤診の可能性を内
包している。
【０００５】そこで本発明は、生体光計測によって得ら
れた信号に統計的処理を加えることによって結果の信頼
性を高め、精度よい計測を行うことが可能な生体光計測
装置を提供することを目的とする。
れた信号に統計的処理を加えることによって結果の信頼
性を高め、精度よい計測を行うことが可能な生体光計測
装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の生体光計測装置
は、光源部と、前記光源部からの光を被検体の複数の照
射位置に照射するとともに照射された光が生体を透過し
た光又は生体から反射した光を受光するプローブと、前
記プローブが受光した光を計測位置毎の光強度として計
測する光計測部と、前記光計測部が測定した光強度に対
応する信号を用いて測定領域内のヘモグロビン変化信号
を算出する信号処理部とを備えた生体光計測装置におい
て、信号処理部は、時系列的に得られたヘモグロビン変
化信号から、当該ヘモグロビン変化信号の統計的有意性
を判定する評価量を求める手段を備えたものである。
は、光源部と、前記光源部からの光を被検体の複数の照
射位置に照射するとともに照射された光が生体を透過し
た光又は生体から反射した光を受光するプローブと、前
記プローブが受光した光を計測位置毎の光強度として計
測する光計測部と、前記光計測部が測定した光強度に対
応する信号を用いて測定領域内のヘモグロビン変化信号
を算出する信号処理部とを備えた生体光計測装置におい
て、信号処理部は、時系列的に得られたヘモグロビン変
化信号から、当該ヘモグロビン変化信号の統計的有意性
を判定する評価量を求める手段を備えたものである。
【０００７】この生体光計測装置では、ヘモグロビン変
化信号について統計的有意性を判定することにより、そ
の判定結果又は統計的に有意と判定されたヘモグロビン
信号を用いて信頼性の高い診断を行うことができる。
化信号について統計的有意性を判定することにより、そ
の判定結果又は統計的に有意と判定されたヘモグロビン
信号を用いて信頼性の高い診断を行うことができる。
【０００８】本発明の生体光計測装置で算出する評価量
は、各計測位置毎に求めた、統計的有意性を示す検定関
数の合計として求めることができる。生体光計測では、
測定領域で変化が起こっているか否かのみを診断する場
合が多いので、測定領域に含まれる各計測位置の検定関
数の合計として有意性を判定することにより、簡便に且
つ高精度の診断が可能となる。
は、各計測位置毎に求めた、統計的有意性を示す検定関
数の合計として求めることができる。生体光計測では、
測定領域で変化が起こっているか否かのみを診断する場
合が多いので、測定領域に含まれる各計測位置の検定関
数の合計として有意性を判定することにより、簡便に且
つ高精度の診断が可能となる。
【０００９】さらに具体的には、評価量は、例えば、時
系列的に得られたヘモグロビン信号を所定の時間幅で切
り出した複数のサンプルとし、これら複数のサンプルの
平均値及び標準偏差から検定統計量（Ｔ値）及び／又は
有意確率（Ｐ値）を求め、これらＴ値又はＰ値を所定の
基準を用いて０又は１を値とする検定関数に変換し、各
計測位置について得た検定関数を合算したものを評価量
とすることができる。ここで、所定の基準として、例え
ば、被検体に対しタスク無負荷の状態で計測したヘモグ
ロビン変化信号から求めたＰ値の最小値を用いることが
できる。
系列的に得られたヘモグロビン信号を所定の時間幅で切
り出した複数のサンプルとし、これら複数のサンプルの
平均値及び標準偏差から検定統計量（Ｔ値）及び／又は
有意確率（Ｐ値）を求め、これらＴ値又はＰ値を所定の
基準を用いて０又は１を値とする検定関数に変換し、各
計測位置について得た検定関数を合算したものを評価量
とすることができる。ここで、所定の基準として、例え
ば、被検体に対しタスク無負荷の状態で計測したヘモグ
ロビン変化信号から求めたＰ値の最小値を用いることが
できる。
【００１０】また本発明の生体光計測装置は、信号処理
部が、複数の領域について同時に計測したヘモグロビン
変化信号について、それぞれヘモグロビン変化信号の統
計的有意性を判定する評価量を求める手段と、前記評価
量に基き複数の領域のうち、統計的に有意な変化を生じ
ている領域を判定する手段とを備える。これにより、例
えば右脳と左脳の活性を精度良く且つ容易に比較するこ
とが可能となる。
部が、複数の領域について同時に計測したヘモグロビン
変化信号について、それぞれヘモグロビン変化信号の統
計的有意性を判定する評価量を求める手段と、前記評価
量に基き複数の領域のうち、統計的に有意な変化を生じ
ている領域を判定する手段とを備える。これにより、例
えば右脳と左脳の活性を精度良く且つ容易に比較するこ
とが可能となる。
【００１１】さらに本発明の生体光計測装置は、信号処
理部の演算により得られた評価量或いは評価量を用いた
判定結果を表示する手段を備えているものである。尚、
本明細書において、「測定領域(或いは単に領域という
場合もある)」はプローブによって計測される複数の計
測点或いは計測位置を含む所定の広さの領域を意味す
る。また計測点或いは計測位置は、一つの光照射位置と
それと隣接する受光位置との中間の位置を意味する。
理部の演算により得られた評価量或いは評価量を用いた
判定結果を表示する手段を備えているものである。尚、
本明細書において、「測定領域(或いは単に領域という
場合もある)」はプローブによって計測される複数の計
測点或いは計測位置を含む所定の広さの領域を意味す
る。また計測点或いは計測位置は、一つの光照射位置と
それと隣接する受光位置との中間の位置を意味する。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の生体光計測装置
を、図面に示す実施形態に基づきさらに説明する。
を、図面に示す実施形態に基づきさらに説明する。
【００１３】図１は、本発明の生体光計測装置の全体概
要を示す図である。この生体光計測装置101は、所定の
波長の光を発生する光源部102と、被検体の検査部位を
透過した光或いは検査部位で反射、散乱した光（以下、
まとめて透過光という）を検出する105と、光源部102か
らの光を被検体の検査部位に誘導する照射用光ファイバ
103と、検査部位からの透過光を光計測部105〜107に誘
導する受光用光ファイバ103と、これら光ファイバの各
先端を被検体の検査部位(測定領域)に当接させるため
に、各先端を着脱自在に固定する装着具（プローブ）10
4と、光計測部105〜107で計測した信号をもとに血中ヘ
モグロビン量などを表すヘモグロビン変化信号を作成
し、画像化する信号処理部108とを備えている。
要を示す図である。この生体光計測装置101は、所定の
波長の光を発生する光源部102と、被検体の検査部位を
透過した光或いは検査部位で反射、散乱した光（以下、
まとめて透過光という）を検出する105と、光源部102か
らの光を被検体の検査部位に誘導する照射用光ファイバ
103と、検査部位からの透過光を光計測部105〜107に誘
導する受光用光ファイバ103と、これら光ファイバの各
先端を被検体の検査部位(測定領域)に当接させるため
に、各先端を着脱自在に固定する装着具（プローブ）10
4と、光計測部105〜107で計測した信号をもとに血中ヘ
モグロビン量などを表すヘモグロビン変化信号を作成
し、画像化する信号処理部108とを備えている。
【００１４】光源部102は、可視光から赤外の波長領域
内の所定の波長、例えば780nmや830nmなどの光を放射す
る半導体レーザ等の発光素子と、発光素子からの光に電
気的に変調を与える変調器とを備えている。
内の所定の波長、例えば780nmや830nmなどの光を放射す
る半導体レーザ等の発光素子と、発光素子からの光に電
気的に変調を与える変調器とを備えている。
【００１５】光計測部は、受光用光ファイバ103が誘導
する光を光量に対応する電気信号に変換する光電変換素
子105と、光電変換素子105からの電気信号を入力し、照
射位置及び波長に対応した変調信号を選択的に検出する
ためのロックインアンプ106と、ロックインアンプ106か
らの信号をA/D変換するＡ/Ｄ変換器107とからなる。光
電変換素子としては、例えばアバランシェフォトダイオ
ードが使用される。Ａ/Ｄ変換器107の出力は、信号処理
部108に送られる。
する光を光量に対応する電気信号に変換する光電変換素
子105と、光電変換素子105からの電気信号を入力し、照
射位置及び波長に対応した変調信号を選択的に検出する
ためのロックインアンプ106と、ロックインアンプ106か
らの信号をA/D変換するＡ/Ｄ変換器107とからなる。光
電変換素子としては、例えばアバランシェフォトダイオ
ードが使用される。Ａ/Ｄ変換器107の出力は、信号処理
部108に送られる。
【００１６】信号処理部108は、汎用のパーソナルコン
ピュータ等に構築することができ、光計測部からの信号
を記録するメモリ109と、光計測部からの信号をもとに
ヘモグロビン変化信号を作成する中央演算処理装置（Ｃ
ＰＵ）110、ＣＰＵ110における演算処理に必要な条件や
パラメータを記憶するとともに演算結果を記録するハー
ドディスク111、ヘモグロビン変化信号をもとにヘモグ
ロビン量などの変化や分布を表す画像等を表示するモニ
タ112を備えている。
ピュータ等に構築することができ、光計測部からの信号
を記録するメモリ109と、光計測部からの信号をもとに
ヘモグロビン変化信号を作成する中央演算処理装置（Ｃ
ＰＵ）110、ＣＰＵ110における演算処理に必要な条件や
パラメータを記憶するとともに演算結果を記録するハー
ドディスク111、ヘモグロビン変化信号をもとにヘモグ
ロビン量などの変化や分布を表す画像等を表示するモニ
タ112を備えている。
【００１７】ＣＰＵ110は、上述したヘモグロビン変化
信号の計算において、以下述べるような統計的評価量の
計算を行う。この評価量は、計測されたヘモグロビンの
変化が有意なものか否か、つまり何らかの変化が生じて
いるか否かの判定に用いられる。
信号の計算において、以下述べるような統計的評価量の
計算を行う。この評価量は、計測されたヘモグロビンの
変化が有意なものか否か、つまり何らかの変化が生じて
いるか否かの判定に用いられる。
【００１８】次に上述のような構成における生体光計測
装置を用いた生体光計測について、脳活動の賦活判定を
例に説明する。図２に、信号処理部108における処理の
フローチャートを示す。
装置を用いた生体光計測について、脳活動の賦活判定を
例に説明する。図２に、信号処理部108における処理の
フローチャートを示す。
【００１９】まず、図１に示すプローブ104を被検体頭
部に装着した状態で、近赤外光を照射するとともに生体
からの透過光を計測する。この際、脳の誘発反応を生じ
させる刺激、例えば光刺激を等間隔で連続して与える
（ステップ201）。これによって計測された計測位置毎
の光強度は、ＣＰＵ110において、図３（a）に示すよう
なヘモグロビン変化信号301に変換される。なお、図３
は複数の計測位置のうちの一つの位置（ｊ番目）におけ
るヘモグロビン信号を示すものであり、図中、四角で囲
ったタスクは上述の刺激を意味する。
部に装着した状態で、近赤外光を照射するとともに生体
からの透過光を計測する。この際、脳の誘発反応を生じ
させる刺激、例えば光刺激を等間隔で連続して与える
（ステップ201）。これによって計測された計測位置毎
の光強度は、ＣＰＵ110において、図３（a）に示すよう
なヘモグロビン変化信号301に変換される。なお、図３
は複数の計測位置のうちの一つの位置（ｊ番目）におけ
るヘモグロビン信号を示すものであり、図中、四角で囲
ったタスクは上述の刺激を意味する。
【００２０】図３（a）に示すように、タスク時には、
信号強度が高くなっていることが認められるが、この変
化は微弱であり、ノイズにまぎれやすい。逆に、信号強
度に変化がない計測位置についてもノイズによって信号
強度が変化する場合がある。そこで、次に時系列的に得
られるヘモグロビン変化信号をタスク試行時毎に切り出
し（ステップ201）、有意性判断のための評価量を求め
る。図３（b）は、タスク毎に切り出したヘモグロビン
信号302を示す。
信号強度が高くなっていることが認められるが、この変
化は微弱であり、ノイズにまぎれやすい。逆に、信号強
度に変化がない計測位置についてもノイズによって信号
強度が変化する場合がある。そこで、次に時系列的に得
られるヘモグロビン変化信号をタスク試行時毎に切り出
し（ステップ201）、有意性判断のための評価量を求め
る。図３（b）は、タスク毎に切り出したヘモグロビン
信号302を示す。
【００２１】評価量の計算では、まずタスク試行時毎に
切り出されたヘモグロビン信号について、タスク開始時
点を基準とした同一潜時ｔにおける信号値ｍj,t,n(j
は、測定位置、tは時間、nは何番目のタスク試行かを表
す)の平均値Ｍj,t及び標準偏差Ｓj,tを次式により求め
る（ステップ202）。
切り出されたヘモグロビン信号について、タスク開始時
点を基準とした同一潜時ｔにおける信号値ｍj,t,n(j
は、測定位置、tは時間、nは何番目のタスク試行かを表
す)の平均値Ｍj,t及び標準偏差Ｓj,tを次式により求め
る（ステップ202）。
【００２２】
【数１】
次にこれら平均値及び標準偏差から、次式により、検定
統計量Ｔ値（Ｔj,t）を求め、さらにＴ値から有意確率
Ｐ値を求める（ステップ203）。
統計量Ｔ値（Ｔj,t）を求め、さらにＴ値から有意確率
Ｐ値を求める（ステップ203）。
【００２３】
【数２】
【００２４】Ｐ値は、自由度ｎ-１のＴ分布において確
率変数ｔが｜Ｔj,t｜以上もしくは｜Ｔ j,t｜以下となる
確率Ｐj,tであり、この値が少ないほど、何かが起こっ
ている可能性が高いことを示す。これらＴ値、Ｐ値を全
ての計測位置について行う。各計測位置について求めた
Ｐ値を図４に示す。
率変数ｔが｜Ｔj,t｜以上もしくは｜Ｔ j,t｜以下となる
確率Ｐj,tであり、この値が少ないほど、何かが起こっ
ている可能性が高いことを示す。これらＴ値、Ｐ値を全
ての計測位置について行う。各計測位置について求めた
Ｐ値を図４に示す。
【００２５】一方、タスク試行前に計測されたデータを
用いて上述の方法と同様に、各測定位置毎にＰ値を求め
る（ステップ204）。そしてこのＰ値の最小値を基準α
として、タスク試行中に計測したデータの有意性を判定
する（ステップ205）。即ち、タスク試行前に計測され
たデータのＰ値の最小値は、装置性能に起因する検出限
界つまりノイズと判断し、Ｐ値がこの最小値以下である
潜時のデータを有意と判定する。具体的には、図４に示
すグラフにおいて点線で示す基準α（タスク試行前Ｐ値
の最小値）を超える場合を０、最小値以下を１とする。
図５にこのように二値化した判定結果を示す。図示する
ように、この判定結果は、ＰがＰ＞αのときに０、Ｐ≦
αのときに１の値をとる関数である。これを判定関数λ
と呼ぶ。
用いて上述の方法と同様に、各測定位置毎にＰ値を求め
る（ステップ204）。そしてこのＰ値の最小値を基準α
として、タスク試行中に計測したデータの有意性を判定
する（ステップ205）。即ち、タスク試行前に計測され
たデータのＰ値の最小値は、装置性能に起因する検出限
界つまりノイズと判断し、Ｐ値がこの最小値以下である
潜時のデータを有意と判定する。具体的には、図４に示
すグラフにおいて点線で示す基準α（タスク試行前Ｐ値
の最小値）を超える場合を０、最小値以下を１とする。
図５にこのように二値化した判定結果を示す。図示する
ように、この判定結果は、ＰがＰ＞αのときに０、Ｐ≦
αのときに１の値をとる関数である。これを判定関数λ
と呼ぶ。
【００２６】次に、各潜時において、この判定結果が１
(即ち、Ｐ値が基準値以下)である計測位置の個数（計測
チャンネル数）を求める（ステップ206、207）。これ
は、図５に示す各計測位置についての判定関数を合算す
ることと同義である。こうして求めた計測チャンネル数
をこの計測の評価量とし、 １）評価量が０である潜時においては、脳活動の賦活が
検出されなかった ２）評価量が０以外の潜時においては、何らかの脳活動
の賦活が検出されたと判定する。
(即ち、Ｐ値が基準値以下)である計測位置の個数（計測
チャンネル数）を求める（ステップ206、207）。これ
は、図５に示す各計測位置についての判定関数を合算す
ることと同義である。こうして求めた計測チャンネル数
をこの計測の評価量とし、 １）評価量が０である潜時においては、脳活動の賦活が
検出されなかった ２）評価量が０以外の潜時においては、何らかの脳活動
の賦活が検出されたと判定する。
【００２７】評価量算定結果の一例を図６に示す。本例
は、麻酔時と非麻酔時に被検体に光刺激（タスク）を呈
示し、そのとき測定されたヘモグロビン変化信号につい
て有意性を判定したものであり、図中601は非麻酔時、6
02は麻酔時を示している。図示するように、麻酔時に計
測されたヘモグロビン信号からタスク中に統計的有意と
判定された計測位置の個数に比べ、非麻酔時に計測され
たヘモグロビン変化信号からタスク中に統計的有意と判
定された計測位置の個数は、明らかに増加している。こ
れにより麻酔時に測定領域の活動が行われていないこと
が統計的に有意であると判定でき、信頼性の高い診断を
行うことができる。
は、麻酔時と非麻酔時に被検体に光刺激（タスク）を呈
示し、そのとき測定されたヘモグロビン変化信号につい
て有意性を判定したものであり、図中601は非麻酔時、6
02は麻酔時を示している。図示するように、麻酔時に計
測されたヘモグロビン信号からタスク中に統計的有意と
判定された計測位置の個数に比べ、非麻酔時に計測され
たヘモグロビン変化信号からタスク中に統計的有意と判
定された計測位置の個数は、明らかに増加している。こ
れにより麻酔時に測定領域の活動が行われていないこと
が統計的に有意であると判定でき、信頼性の高い診断を
行うことができる。
【００２８】また、このような判定結果を、図６に示す
ようなグラフとして、モニタ(図１、112)に表示するこ
とにより（ステップ208）、容易に視覚的に判定を行う
ことができる。
ようなグラフとして、モニタ(図１、112)に表示するこ
とにより（ステップ208）、容易に視覚的に判定を行う
ことができる。
【００２９】このように本実施形態によれば、複数の計
測位置についてそれぞれ求めたＴ値、Ｐ値から、その測
定で得られた計測データ（ヘモグロビン変化信号）の統
計的有意性を判断する機能を加えたことにより、その判
定結果自体を用いて信頼性の高い診断(例えば何らかの
脳の賦活の有無の診断)を行うことができる。この場
合、生体光計測の目的が、測定領域で何らかの変化があ
ることを診断することであれば、この判定結果の表示の
みで変化の有無を高い信頼性を持って診断することがで
きる。また、ヘモグロビン変化信号を用いて麻酔深度の
算出等の演算を行う場合には、この判定結果で有意性が
あると判定されたヘモグロビン変化信号のみを用いるこ
とにより正確で誤差の少ない演算が可能となる。
測位置についてそれぞれ求めたＴ値、Ｐ値から、その測
定で得られた計測データ（ヘモグロビン変化信号）の統
計的有意性を判断する機能を加えたことにより、その判
定結果自体を用いて信頼性の高い診断(例えば何らかの
脳の賦活の有無の診断)を行うことができる。この場
合、生体光計測の目的が、測定領域で何らかの変化があ
ることを診断することであれば、この判定結果の表示の
みで変化の有無を高い信頼性を持って診断することがで
きる。また、ヘモグロビン変化信号を用いて麻酔深度の
算出等の演算を行う場合には、この判定結果で有意性が
あると判定されたヘモグロビン変化信号のみを用いるこ
とにより正確で誤差の少ない演算が可能となる。
【００３０】尚、以上の実施形態では、統計的な処理を
行うためのサンプルの切り出し方として、ヘモグロビン
変化信号をタスク試行時毎に切り出した場合を説明した
が、例えば図７（a）に示すように、同一反応を行って
いると考えられる所定の時間幅（Ｔ2−Ｔ1）を切り出し
てもよい。この場合には、データのサンプリング周波数
をｆ[Hz]、Ｔ1〜Ｔ2間の測定時間点数をＫ（＝（Ｔ2−
Ｔ1）/ｆ）とすると、次式により、平均値Ｍj、標準偏
差Ｓjを求めることができる。
行うためのサンプルの切り出し方として、ヘモグロビン
変化信号をタスク試行時毎に切り出した場合を説明した
が、例えば図７（a）に示すように、同一反応を行って
いると考えられる所定の時間幅（Ｔ2−Ｔ1）を切り出し
てもよい。この場合には、データのサンプリング周波数
をｆ[Hz]、Ｔ1〜Ｔ2間の測定時間点数をＫ（＝（Ｔ2−
Ｔ1）/ｆ）とすると、次式により、平均値Ｍj、標準偏
差Ｓjを求めることができる。
【００３１】
【数３】
その後、検定統計量Ｔ値、有意確率Ｐ値を求めることは
前述の実施形態と同様である。
前述の実施形態と同様である。
【００３２】また図７（ｂ）に示すように、所定の時間
長内に、複数の区間を設定し、各々の区間において平均
値、標準偏差を求めることも可能である。この場合に
は、タスク試行時に生じている事象をさらに詳細に観察
することが可能になる。
長内に、複数の区間を設定し、各々の区間において平均
値、標準偏差を求めることも可能である。この場合に
は、タスク試行時に生じている事象をさらに詳細に観察
することが可能になる。
【００３３】また以上の実施形態では、複数の計測位置
をカバーする一つの領域について、その領域を計測した
データの統計的有意性を判定する場合を説明したが、本
発明は、例えば、図８に示すように、右脳と左脳の対比
など、複数の領域(測定領域１、測定領域２)について脳
活性を比較する場合にも適用することが可能である。
をカバーする一つの領域について、その領域を計測した
データの統計的有意性を判定する場合を説明したが、本
発明は、例えば、図８に示すように、右脳と左脳の対比
など、複数の領域(測定領域１、測定領域２)について脳
活性を比較する場合にも適用することが可能である。
【００３４】その場合、複数の領域についてそれぞれ上
述のように評価量（統計的有意と判定された計測位置の
個数）を求め、さらにこの評価量について、Ｔ値(或い
はＰ値)を用いた差の検定を行ってもよい。図８は、検
定の結果を示すもので、801は測定領域１にのみ顕著な
活動が生じた場合、802は測定領域１、２ともに顕著な
活動が認められなかった場合を示している。
述のように評価量（統計的有意と判定された計測位置の
個数）を求め、さらにこの評価量について、Ｔ値(或い
はＰ値)を用いた差の検定を行ってもよい。図８は、検
定の結果を示すもので、801は測定領域１にのみ顕著な
活動が生じた場合、802は測定領域１、２ともに顕著な
活動が認められなかった場合を示している。
【００３５】このように右脳と左脳の活性の違いを判定
する技術は、例えば「”Non-invasive assessment of l
anguage dominance with near-infrared spectroscopic
mapping”、Eiju Watanabe ら, Neuroscience Letters
Vol.256, pp.49-52, 1998」に記載された言語優位半球
の決定などに応用することができる。
する技術は、例えば「”Non-invasive assessment of l
anguage dominance with near-infrared spectroscopic
mapping”、Eiju Watanabe ら, Neuroscience Letters
Vol.256, pp.49-52, 1998」に記載された言語優位半球
の決定などに応用することができる。
【００３６】
【発明の効果】本発明によれば、信頼性の高い診断を行
うことが可能な生体光計測装置が提供される。
うことが可能な生体光計測装置が提供される。
【図１】本発明の生体光計測装置の全体概要を示す図
【図２】本発明の生体光計測装置による計測データ処理
のフローを示す図
のフローを示す図
【図３】ヘモグロビン変化信号とその統計的処理の手順
を示す図
を示す図
【図４】各計測位置におけるＰ値算出結果の一例を示す
図
図
【図５】各計測位置におけるＰ値から求めた検定関数を
示す図
示す図
【図６】最終的な評価量の表示例を示す図
【図７】ヘモグロビン変化信号からサンプルを切り出す
方法の他の実施例を示す図
方法の他の実施例を示す図
【図８】本発明を適用した複数の領域の計測例を示す図
102・・・光源部、103・・・光ファイバ、105・・・光
電変換素子（光計測部）、108・・・信号処理部、110・
・・中央演算処理装置（ＣＰＵ）
電変換素子（光計測部）、108・・・信号処理部、110・
・・中央演算処理装置（ＣＰＵ）
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2G059 AA05 AA06 BB12 CC16 EE01
EE02 GG01 GG06 HH01 HH06
JJ17 KK01 MM01 MM02 MM03
MM05 MM09 MM10 PP04
4C038 KL05 KL07 KX02
Claims (6)
- 【請求項１】 光源部と、前記光源部からの光を被検体
の複数の照射位置に照射するとともに照射された光が生
体を透過した光又は生体から反射した光を受光するプロ
ーブと、前記プローブが受光した光を計測位置毎の光強
度として計測する光計測部と、前記光計測部が測定した
光強度に対応する信号を用いて測定領域内のヘモグロビ
ン変化信号を算出する信号処理部とを備えた生体光計測
装置において、 前記信号処理部は、時系列的に得られたヘモグロビン変
化信号から、当該ヘモグロビン変化信号の統計的有意性
を判定する評価量を求める手段を備えたことを特徴とす
る生体光計測装置。 - 【請求項２】 前記信号処理部は、各計測位置毎に、統
計的有意性を示す検定関数を求め、各計測位置の検定関
数の合計を前記評価量として求めることを特徴とする請
求項１記載の生体光計測装置。 - 【請求項３】 前記信号処理部は、時系列的に得られた
ヘモグロビン信号を所定の時間幅で切り出した複数のサ
ンプルとし、これら複数のサンプルの平均値及び標準偏
差から検定統計量（Ｔ値）及び／又は有意確率（Ｐ値）
を求め、これらＴ値又はＰ値を所定の基準を用いて０又
は１を値とする検定関数に変換し、各計測位置について
得た検定関数を合算したものを評価量とすることを特徴
とする請求項１記載の生体光計測装置。 - 【請求項４】 前記信号処理部は、前記所定の基準とし
て、被検体に対しタスク無負荷の状態で計測したヘモグ
ロビン変化信号から求めたＰ値の最小値を用いることを
特徴とする請求項３に記載の生体光計測装置。 - 【請求項５】 前記信号処理部は、複数の領域について
同時に計測したヘモグロビン変化信号について、それぞ
れヘモグロビン変化信号の統計的有意性を判定する評価
量を求める手段と、前記評価量に基き、複数の領域のう
ち統計的に有意な変化を生じている領域を判定する手段
とを備えたことを特徴とする請求項１記載の生体光計測
装置。 - 【請求項６】 請求項１ないし５いずれか１項記載の生
体光計測装置であって、前記信号処理部は、前記評価量
又は前記評価量に基き判定した結果を表示する手段を備
えたことを特徴とする生体光計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002070672A JP3952275B2 (ja) | 2002-03-14 | 2002-03-14 | 生体光計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002070672A JP3952275B2 (ja) | 2002-03-14 | 2002-03-14 | 生体光計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003265442A true JP2003265442A (ja) | 2003-09-24 |
| JP3952275B2 JP3952275B2 (ja) | 2007-08-01 |
Family
ID=29201175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002070672A Expired - Fee Related JP3952275B2 (ja) | 2002-03-14 | 2002-03-14 | 生体光計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3952275B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009082595A (ja) * | 2007-10-02 | 2009-04-23 | Shimadzu Corp | 光生体測定装置 |
| JP2010240298A (ja) * | 2009-04-09 | 2010-10-28 | Hitachi Ltd | 生体光計測装置及び生体光計測方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3305205B1 (en) | 2015-05-27 | 2021-09-29 | Shimadzu Corporation | Brain activity feedback system |
-
2002
- 2002-03-14 JP JP2002070672A patent/JP3952275B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3952275B2 (ja) | 2007-08-01 |
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