JP2003344269A - 生体光計測装置 - Google Patents
生体光計測装置Info
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- JP2003344269A JP2003344269A JP2002147209A JP2002147209A JP2003344269A JP 2003344269 A JP2003344269 A JP 2003344269A JP 2002147209 A JP2002147209 A JP 2002147209A JP 2002147209 A JP2002147209 A JP 2002147209A JP 2003344269 A JP2003344269 A JP 2003344269A
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- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 生体内代謝物質の濃度変化の分布を示す画像
の位置精度をユーザへ提示する。 【解決手段】 光照射位置、光検出位置、その略中点相
互を結ぶ線で構成され、脳活動部位の中心位置が存在す
る可能性がある場所を示すためのグリッド線を、トポグ
ラフィ画像もしくは、脳の構造を示す形態画像上に、重
畳して表示する。
の位置精度をユーザへ提示する。 【解決手段】 光照射位置、光検出位置、その略中点相
互を結ぶ線で構成され、脳活動部位の中心位置が存在す
る可能性がある場所を示すためのグリッド線を、トポグ
ラフィ画像もしくは、脳の構造を示す形態画像上に、重
畳して表示する。
Description
【０００１】
【従来の技術】光を用いて脳の活動に伴う生体内代謝物
質（血液など）の濃度変化を計測し、その計測結果を画
像化することが特徴である計測装置が特開平９−１９４
０８などに公開されている。以下、その計測装置の技術
を説明する。
質（血液など）の濃度変化を計測し、その計測結果を画
像化することが特徴である計測装置が特開平９−１９４
０８などに公開されている。以下、その計測装置の技術
を説明する。
【０００２】図２（Ａ）は計測装置の装置構成を示す。
２１，２２，---，２８は光照射プローブである。２１
Ａ，２１Ｂ---，２８Ｂは、半導体レーザ、発光ダイオ
ード、ランプに代表される光源であり、それぞれ異なる
中心波長の光を発する。これらの光源２１Ａ，２１Ｂの
一端は、光ファイバに代表される光導波路に接続されて
おり、更にこの光導波路の先端は、光照射プローブ２１
に接続されている。他の光源２２Ａ，２２Ｂ，---，２
８も、同様に、光照射プローブ２２，---，２８に接続
されている。さらに、３１，３２，---，３８は光検出プ
ローブであり、後述するように、前記の光照射プローブ
２１，２２，---，２８と対となる形で備えられる。各
光検出プローブ３１，３２，---，３８は、光ファイバ
に代表されている光導波路によって、フォトダイオー
ド、光電子増倍管に代表される光検出器３１Ａ，３２
Ａ，---，３８Ａに接続される。各光検出器は、それぞ
れ、光検出プローブが受けた光量を電気信号へ変換す
る。
２１，２２，---，２８は光照射プローブである。２１
Ａ，２１Ｂ---，２８Ｂは、半導体レーザ、発光ダイオ
ード、ランプに代表される光源であり、それぞれ異なる
中心波長の光を発する。これらの光源２１Ａ，２１Ｂの
一端は、光ファイバに代表される光導波路に接続されて
おり、更にこの光導波路の先端は、光照射プローブ２１
に接続されている。他の光源２２Ａ，２２Ｂ，---，２
８も、同様に、光照射プローブ２２，---，２８に接続
されている。さらに、３１，３２，---，３８は光検出プ
ローブであり、後述するように、前記の光照射プローブ
２１，２２，---，２８と対となる形で備えられる。各
光検出プローブ３１，３２，---，３８は、光ファイバ
に代表されている光導波路によって、フォトダイオー
ド、光電子増倍管に代表される光検出器３１Ａ，３２
Ａ，---，３８Ａに接続される。各光検出器は、それぞ
れ、光検出プローブが受けた光量を電気信号へ変換す
る。
【０００３】２９は制御装置であって、前記各光源２１
Ａ，２１Ｂ，---，２８Ｂの光量の制御するとともに、
前記各光検出器３１Ａ，３２Ａ，---，３８Ａの変換信
号を受信して、所定の演算式に基づく処理をして表示信
号に変換する。この制御装置２９は、パーソナルコンピ
ュータ、ワークステーションに代表される電子計算機を
具備しており、前記光量制御および表示演算は所定のプ
ログラムの管理の下で実行される。３９は表示装置であ
り、演算処理後の計測結果を表示する。
Ａ，２１Ｂ，---，２８Ｂの光量の制御するとともに、
前記各光検出器３１Ａ，３２Ａ，---，３８Ａの変換信
号を受信して、所定の演算式に基づく処理をして表示信
号に変換する。この制御装置２９は、パーソナルコンピ
ュータ、ワークステーションに代表される電子計算機を
具備しており、前記光量制御および表示演算は所定のプ
ログラムの管理の下で実行される。３９は表示装置であ
り、演算処理後の計測結果を表示する。
【０００４】図２（Ｂ）は、これらの光照射プローブお
よび光検出プローブが、被検査体である頭部の頭皮上の
Ｍで示した領域に配置されていることを示す。なお、光
照射プローブおよび光検出プローブは、いわゆるヘルメ
ットに取り付けられており、脳のＭＲ画像上に前記計測
用プローブによるトポグラフィ画像を貼付する（重畳し
て表示する）場合、両者の空間的な位置関係を明確にす
る必要がある。この手法としては、以下に述べる方法が
しばしば用いられている。
よび光検出プローブが、被検査体である頭部の頭皮上の
Ｍで示した領域に配置されていることを示す。なお、光
照射プローブおよび光検出プローブは、いわゆるヘルメ
ットに取り付けられており、脳のＭＲ画像上に前記計測
用プローブによるトポグラフィ画像を貼付する（重畳し
て表示する）場合、両者の空間的な位置関係を明確にす
る必要がある。この手法としては、以下に述べる方法が
しばしば用いられている。
【０００５】まず、本発明の生体光計測装置において使
用する計測用プローブを取り付けたヘルメットの一部
に、脂肪やビタミンＥを含む粒子を何箇所か貼付する。
このような粒子は、ＭＲ画像上に映像として表示され
る。一方、プローブを取り付けたヘルメットの配置と被
験者の位置関係（例えば、プローブから耳や鼻までの距
離など）を事前に計測しておく。脳のＭＲ画像を撮影す
る順番とトポグラフィ画像を撮影する順番はどちらが先
でもよいが、ＭＲ画像上に表示された粒子像とヘルメッ
トの配置と被験者の位置関係の計測結果とを参考に脳の
ＭＲ画像上にトポグラフィ画像を貼付する（重畳して表
示する）ことで両者の対応を正しいものとできる。
用する計測用プローブを取り付けたヘルメットの一部
に、脂肪やビタミンＥを含む粒子を何箇所か貼付する。
このような粒子は、ＭＲ画像上に映像として表示され
る。一方、プローブを取り付けたヘルメットの配置と被
験者の位置関係（例えば、プローブから耳や鼻までの距
離など）を事前に計測しておく。脳のＭＲ画像を撮影す
る順番とトポグラフィ画像を撮影する順番はどちらが先
でもよいが、ＭＲ画像上に表示された粒子像とヘルメッ
トの配置と被験者の位置関係の計測結果とを参考に脳の
ＭＲ画像上にトポグラフィ画像を貼付する（重畳して表
示する）ことで両者の対応を正しいものとできる。
【０００６】図２（Ｃ）は、計測領域Ｍをカバーする光
照射プローブＳおよび光検出プローブＤのより詳細な配
列関係を示す図である。光照射プローブＳおよび光検出
プローブＤが、1列に交互に配列され、このとなりの列
に、次に、光照射プローブおよび光検出プローブの配列
を逆にして、光検出プローブＤおよび光照射プローブＳ
が1列に交互に配列される。これを繰り返して、図に示
すように、光照射プローブＳおよび光検出プローブＤを
隣接するように配列させて一定の計測領域Ｍをカバーす
る。
照射プローブＳおよび光検出プローブＤのより詳細な配
列関係を示す図である。光照射プローブＳおよび光検出
プローブＤが、1列に交互に配列され、このとなりの列
に、次に、光照射プローブおよび光検出プローブの配列
を逆にして、光検出プローブＤおよび光照射プローブＳ
が1列に交互に配列される。これを繰り返して、図に示
すように、光照射プローブＳおよび光検出プローブＤを
隣接するように配列させて一定の計測領域Ｍをカバーす
る。
【０００７】次に、図３を用いて、脳活動の計測方法を
説明する。４１は光照射プローブ（図２にＳで示す）、
４２は光検出プローブ（図２にＤで示す）である。これ
らの光照射プローブ４１および光検出プローブ４２はヘ
ルメット側壁部３−５に固定されている、なお、ヘルメ
ットの全体図は省略したが、顔面を除いて頭部全体を覆
う形に作られて、頭部との安定した位置関係が保持でき
るようになされている。４３は、それぞれ、光ファイバ
であり、各プローブとネジ４４で固定されている。光フ
ァイバ４３の先端部は、被検査体の頭皮４６に軽く接触
している。光ファイバ４３の他端は、それぞれ、前述し
た光源２１Ａ，２１Ｂおよび光検出器３１Ａ，３２Ａ，
---，３８Ａに接続される。
説明する。４１は光照射プローブ（図２にＳで示す）、
４２は光検出プローブ（図２にＤで示す）である。これ
らの光照射プローブ４１および光検出プローブ４２はヘ
ルメット側壁部３−５に固定されている、なお、ヘルメ
ットの全体図は省略したが、顔面を除いて頭部全体を覆
う形に作られて、頭部との安定した位置関係が保持でき
るようになされている。４３は、それぞれ、光ファイバ
であり、各プローブとネジ４４で固定されている。光フ
ァイバ４３の先端部は、被検査体の頭皮４６に軽く接触
している。光ファイバ４３の他端は、それぞれ、前述し
た光源２１Ａ，２１Ｂおよび光検出器３１Ａ，３２Ａ，
---，３８Ａに接続される。
【０００８】また、この図３は、ヒトの脳の構造とその
内部での光の伝播特性を模式的に示している。ヒトの脳
はさまざまな組織から構成されている。たとえば、頭皮
４６の下に頭蓋骨４７、脳脊髄液層４８および灰白質４
９が層状に構成されている。これら生体組織は光を強く
散乱するため、光照射プローブ４１から照射された光は
生体内の四方八方へ拡散される。この拡散されたのう
ち、参照符号５０を付したバナナ形状の領域は、光検出
プローブ４２に到達する光の主な伝播経路を示してい
る。この経路の中央部に、参照符号５１を付して示す領
域は灰白質４９と脳脊髄液層４８との境界領域において
脳活動に伴う血液量が増加する部位を示している。
内部での光の伝播特性を模式的に示している。ヒトの脳
はさまざまな組織から構成されている。たとえば、頭皮
４６の下に頭蓋骨４７、脳脊髄液層４８および灰白質４
９が層状に構成されている。これら生体組織は光を強く
散乱するため、光照射プローブ４１から照射された光は
生体内の四方八方へ拡散される。この拡散されたのう
ち、参照符号５０を付したバナナ形状の領域は、光検出
プローブ４２に到達する光の主な伝播経路を示してい
る。この経路の中央部に、参照符号５１を付して示す領
域は灰白質４９と脳脊髄液層４８との境界領域において
脳活動に伴う血液量が増加する部位を示している。
【０００９】ヒトの脳が働くとき、例えば、物を考えた
り、言葉を話したり、手や足の運動機能を制御する等の
行為が行われると、その脳の活動部位へ酸素やグルコー
スを供給するために、酸素が二次的に増加する。この増
加部位は、灰白質の表面にある大脳皮質である。一般
に、光を用いて脳活動を計測する場合、生体組織透過性
が高い近赤外線を使用する。この近赤外線は、生体内代
謝物質の一種である酸化ヘモグロビン、脱酸素化ヘモグ
ロビンにより吸収されるため、生体内代謝物質の濃度が
例えば増加すると、光検出プローブ４２に到達する光の
強度は減少する。その結果、光検出プローブ４２に到達
する光の強度をモニタすることで脳活動をセンシングす
ることが可能になっている。
り、言葉を話したり、手や足の運動機能を制御する等の
行為が行われると、その脳の活動部位へ酸素やグルコー
スを供給するために、酸素が二次的に増加する。この増
加部位は、灰白質の表面にある大脳皮質である。一般
に、光を用いて脳活動を計測する場合、生体組織透過性
が高い近赤外線を使用する。この近赤外線は、生体内代
謝物質の一種である酸化ヘモグロビン、脱酸素化ヘモグ
ロビンにより吸収されるため、生体内代謝物質の濃度が
例えば増加すると、光検出プローブ４２に到達する光の
強度は減少する。その結果、光検出プローブ４２に到達
する光の強度をモニタすることで脳活動をセンシングす
ることが可能になっている。
【００１０】脳活動を反映する酸素化ヘモグロビンの濃
度変化（ΔＣｏｘｙ）、脱酸素化ヘモグロビンの濃度変
化（ΔＣｄｅｏｘｙ）の計算方法を以下に述べる。光照
射プローブ４１から照射される光の波長がλ１およびλ
２と仮定する。また、脳活動前後での光検出プローブ４
２へ到達した各波長の光の強度を、以下のように仮定す
る。この異なった波長の光を供給するために、図２で説
明したように、各光照射プローブ２１，２２，---，２
８に２つの光源２１Ａ，２１Ｂ---，２８Ｂを備えるの
である。
度変化（ΔＣｏｘｙ）、脱酸素化ヘモグロビンの濃度変
化（ΔＣｄｅｏｘｙ）の計算方法を以下に述べる。光照
射プローブ４１から照射される光の波長がλ１およびλ
２と仮定する。また、脳活動前後での光検出プローブ４
２へ到達した各波長の光の強度を、以下のように仮定す
る。この異なった波長の光を供給するために、図２で説
明したように、各光照射プローブ２１，２２，---，２
８に２つの光源２１Ａ，２１Ｂ---，２８Ｂを備えるの
である。
【００１１】波長λ１：（脳活動前）Ｒ１Ｂ，（脳活動
後）Ｒ１Ａ 波長λ２：（脳活動前）Ｒ２Ｂ，（脳活動後）Ｒ２Ａ。
後）Ｒ１Ａ 波長λ２：（脳活動前）Ｒ２Ｂ，（脳活動後）Ｒ２Ａ。
【００１２】また、波長λ１、λ２での酸素化ヘモグロ
ビンおよび脱酸素化ヘモグロビンの分子吸光係数を、各
々以下の通りとする。
ビンおよび脱酸素化ヘモグロビンの分子吸光係数を、各
々以下の通りとする。
【００１３】波長λ１：（酸素化ヘモグロビン）εｏｘ
ｙ（λ１） 波長λ１：（脱酸素化ヘモグロビン）εｄｅｏｘｙ（λ
１） 波長λ２：（酸素化ヘモグロビン）εｏｘｙ（λ２） 波長λ２：（脱酸素化ヘモグロビン）εｄｅｏｘｙ（λ
２）。
ｙ（λ１） 波長λ１：（脱酸素化ヘモグロビン）εｄｅｏｘｙ（λ
１） 波長λ２：（酸素化ヘモグロビン）εｏｘｙ（λ２） 波長λ２：（脱酸素化ヘモグロビン）εｄｅｏｘｙ（λ
２）。
【００１４】これらの値を用い、以下の連立方程式、
−ｌｎ（Ｒ１Ａ／Ｒ１Ｂ）＝εｏｘｙ（λ１）×ΔＣｏｘｙ
＋εｄｅｏｘｙ（λ１）×ΔＣｄｅｏｘｙ ----（１）
−ｌｎ（Ｒ２Ａ／Ｒ２Ｂ）＝εｏｘｙ（λ２）×ΔＣｏｘｙ
＋εｄｅｏｘｙ（λ２）×ΔＣｄｅｏｘｙ ----（２）
を解析することで、ΔＣｏｘｙとΔＣｄｅｏｘｙを決定
することができる。
することができる。
【００１５】次に、図４を用いて、（１）式および
（２）式を用いて決定したΔＣｏｘｙとΔＣｄｅｏｘｙ
の値を用いて脳活動を示す画像を作成する方法を述べ
る。図４では、光照射プローブ（図中に四角い枠で囲っ
たＳで表示）と光検出プローブ（同様に、図中に四角い
枠で囲ったＤで表示）を、被検査体の頭皮上に各々８個
配置した場合の例を示している。ここで、任意の光照射
プローブＳから照射された光は、約３０ｍｍ離れた場所
に存在する光検出プローブＤにて検出される。ここで、
１対の光照射プローブ６１と光検出プローブ６２を用い
て検出したΔＣｏｘｙとΔＣｄｅｏｘｙの位置情報を決
定する座標として、サンプリング点６３を、約３０ｍｍ
間隔に隣接して配置した光照射プローブと光検出プロー
ブの中点（図中にハッチングを付した丸で表示）と定義
する。図４に示した例では、このサンプリング点が、隣
接する各光照射プローブと各光検出プローブの構成する
各対ごとに存在するから、２４点存在する。
（２）式を用いて決定したΔＣｏｘｙとΔＣｄｅｏｘｙ
の値を用いて脳活動を示す画像を作成する方法を述べ
る。図４では、光照射プローブ（図中に四角い枠で囲っ
たＳで表示）と光検出プローブ（同様に、図中に四角い
枠で囲ったＤで表示）を、被検査体の頭皮上に各々８個
配置した場合の例を示している。ここで、任意の光照射
プローブＳから照射された光は、約３０ｍｍ離れた場所
に存在する光検出プローブＤにて検出される。ここで、
１対の光照射プローブ６１と光検出プローブ６２を用い
て検出したΔＣｏｘｙとΔＣｄｅｏｘｙの位置情報を決
定する座標として、サンプリング点６３を、約３０ｍｍ
間隔に隣接して配置した光照射プローブと光検出プロー
ブの中点（図中にハッチングを付した丸で表示）と定義
する。図４に示した例では、このサンプリング点が、隣
接する各光照射プローブと各光検出プローブの構成する
各対ごとに存在するから、２４点存在する。
【００１６】図５は、光照射プローブＳと光検出プロー
ブＤで検出した血液量（酸化ヘモグロビン、脱酸素化ヘ
モグロビンもしくは、これらの総和である総ヘモグロビ
ン量）の変化およびその位置情報を用いて、スプライン
補間法や線形補間法に代表される補間処理を行って得ら
れたトポグラフィ画像に各光照射プローブＳと光検出プ
ローブＤの位置を重ねて表示した図である。このよう
に、光照射プローブＳと光検出プローブＤを対として配
列して、検出プローブＤの検出する光度変化を、トポグ
ラフィ画像化することで、生体内代謝物質の濃度変化領
域を再構成することができる。
ブＤで検出した血液量（酸化ヘモグロビン、脱酸素化ヘ
モグロビンもしくは、これらの総和である総ヘモグロビ
ン量）の変化およびその位置情報を用いて、スプライン
補間法や線形補間法に代表される補間処理を行って得ら
れたトポグラフィ画像に各光照射プローブＳと光検出プ
ローブＤの位置を重ねて表示した図である。このよう
に、光照射プローブＳと光検出プローブＤを対として配
列して、検出プローブＤの検出する光度変化を、トポグ
ラフィ画像化することで、生体内代謝物質の濃度変化領
域を再構成することができる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】図５に示すように、従
来技術により作成されたトポグラフィ画像は脳の活動部
位を示しているが、その位置精度がユーザへ呈示されて
いない。一方、ブロードマンの脳地図に表現されている
ように、ヒトの大脳上に存在する高次脳機能（運動、言
語、感覚、空間認知、視覚）は、その機能毎に分布して
いることが知られている。これに着目して、トポグラフ
ィ画像を参照して、例えば、脳の障害部位を切除する手
術を実施する場合、もし、ヒトの言語機能を司るブロー
カ領野やウェルニッケ領野を切除してしまうと、患者は
術後に言葉を失ってしまう。そのために、これらの領野
を決定することを目的として、図２に示した計測方法を
用いて、トポグラフィ画像を得て、脳の活動部位を決定
する際、より厳密に位置精度をユーザ（医師）へ呈示で
きれば、診断時の判断材料を増やすことが可能になる。
来技術により作成されたトポグラフィ画像は脳の活動部
位を示しているが、その位置精度がユーザへ呈示されて
いない。一方、ブロードマンの脳地図に表現されている
ように、ヒトの大脳上に存在する高次脳機能（運動、言
語、感覚、空間認知、視覚）は、その機能毎に分布して
いることが知られている。これに着目して、トポグラフ
ィ画像を参照して、例えば、脳の障害部位を切除する手
術を実施する場合、もし、ヒトの言語機能を司るブロー
カ領野やウェルニッケ領野を切除してしまうと、患者は
術後に言葉を失ってしまう。そのために、これらの領野
を決定することを目的として、図２に示した計測方法を
用いて、トポグラフィ画像を得て、脳の活動部位を決定
する際、より厳密に位置精度をユーザ（医師）へ呈示で
きれば、診断時の判断材料を増やすことが可能になる。
【００１８】本発明は、トポグラフィ画像のより厳密な
位置精度をユーザへ明らかにする方法を提供することで
ある。
位置精度をユーザへ明らかにする方法を提供することで
ある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】脳活動部位の中心位置が
存在する可能性がある場所を示すためのグリッド線を、
トポグラフィ画像もしくは、脳の構造を示す形態画像上
に、重畳して表示する。
存在する可能性がある場所を示すためのグリッド線を、
トポグラフィ画像もしくは、脳の構造を示す形態画像上
に、重畳して表示する。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明に基づく実施例を示
す。
す。
【００２１】図６はトポグラフィ画像の位置精度の評価
に用いたシミュレーションモデルを示す図である。この
モデルは、ヒトの脳の光伝播特性と脳活動に伴う血液量
変化をモデル化している。ヒトの脳の光伝播特性を模擬
するために、生体組織の光散乱特性および吸収特性に着
目した。これは生体内の細胞組織が光を強く散乱するこ
とおよび生体内の細胞組織が光を強く吸収することに着
目したからである。また、ヒトの脳活動に伴う大脳皮質
での血液量変化を模擬するために、モデル内部での領域
５１で吸収係数が局所的に変化すると仮定した。図６に
示したシミュレーションモデルでは、典型的な光学物性
値として、換算散乱係数および吸収係数を、それぞれ、
１．０ｍｍ-1および０．０２５ｍｍ-1とし、深さ１０〜
２０ｍｍの領域５１で、１０ｍｍ×１０ｍｍ×１０ｍｍ
の領域の吸収係数が０．０３０ｍｍ-1に増加したと仮定
する。この領域５１は図３で説明した領域５１に対応す
るので、同じ参照符号を付した。また、この領域５１は
灰白質４９の脳脊髄液層４８との境界領域である。
に用いたシミュレーションモデルを示す図である。この
モデルは、ヒトの脳の光伝播特性と脳活動に伴う血液量
変化をモデル化している。ヒトの脳の光伝播特性を模擬
するために、生体組織の光散乱特性および吸収特性に着
目した。これは生体内の細胞組織が光を強く散乱するこ
とおよび生体内の細胞組織が光を強く吸収することに着
目したからである。また、ヒトの脳活動に伴う大脳皮質
での血液量変化を模擬するために、モデル内部での領域
５１で吸収係数が局所的に変化すると仮定した。図６に
示したシミュレーションモデルでは、典型的な光学物性
値として、換算散乱係数および吸収係数を、それぞれ、
１．０ｍｍ-1および０．０２５ｍｍ-1とし、深さ１０〜
２０ｍｍの領域５１で、１０ｍｍ×１０ｍｍ×１０ｍｍ
の領域の吸収係数が０．０３０ｍｍ-1に増加したと仮定
する。この領域５１は図３で説明した領域５１に対応す
るので、同じ参照符号を付した。また、この領域５１は
灰白質４９の脳脊髄液層４８との境界領域である。
【００２２】図７は、図６で説明したシミュレーション
モデルの増加領域５１と３０ｍｍ間隔で格子状に配置さ
れた光照射プローブと光検出プローブとの位置関係を示
す図であり、（Ａ）は平面図を、（Ｂ）は増加領域５１
の位置に着目した断面図を示す。シミュレーションモデ
ルの増加領域５１の中心を、（Ｘｃ，Ｙｃ）、Ｚｃ＝１
５ｍｍと仮定した。すなわち、増加領域５１の断面位置
はＺｃ＝１５ｍｍに固定されるが、ＸＹ平面上は任意の
位置を取りうるものとした。３０ｍｍ間隔の格子状の光
照射プローブと光検出プローブは、シミュレーションモ
デルの表面（Ｚ＝０）に配置された。各サンプリング点
で検出する吸収係数の変化をモンテカルロシミュレーシ
ョンを行うことで決定した。
モデルの増加領域５１と３０ｍｍ間隔で格子状に配置さ
れた光照射プローブと光検出プローブとの位置関係を示
す図であり、（Ａ）は平面図を、（Ｂ）は増加領域５１
の位置に着目した断面図を示す。シミュレーションモデ
ルの増加領域５１の中心を、（Ｘｃ，Ｙｃ）、Ｚｃ＝１
５ｍｍと仮定した。すなわち、増加領域５１の断面位置
はＺｃ＝１５ｍｍに固定されるが、ＸＹ平面上は任意の
位置を取りうるものとした。３０ｍｍ間隔の格子状の光
照射プローブと光検出プローブは、シミュレーションモ
デルの表面（Ｚ＝０）に配置された。各サンプリング点
で検出する吸収係数の変化をモンテカルロシミュレーシ
ョンを行うことで決定した。
【００２３】図８は、各サンプリング点で検出する吸収
係数の変化量に対して、空間的な補間処理を行い、その
結果をトポグラフィ画像として表示した図である。ここ
で、図中の四角形で示した領域は、設定した増加領域５
１（脳活動に伴う血液量の変化領域）を示す。さらに、
図８には、トポグラフィ画像上の極大値を与える位置を
×印で表示した。
係数の変化量に対して、空間的な補間処理を行い、その
結果をトポグラフィ画像として表示した図である。ここ
で、図中の四角形で示した領域は、設定した増加領域５
１（脳活動に伴う血液量の変化領域）を示す。さらに、
図８には、トポグラフィ画像上の極大値を与える位置を
×印で表示した。
【００２４】図から明らかなように、増加領域５１のＸ
Ｙ平面上の中心位置とトポグラフィ画像上の極大値を与
える位置とは完全には一致しないことがわかる。
Ｙ平面上の中心位置とトポグラフィ画像上の極大値を与
える位置とは完全には一致しないことがわかる。
【００２５】図９は、この不一致に着目して、トポグラ
フィ画像の位置精度を評価した結果を示す図である。こ
の図は、図7における３０ｍｍ間隔で配置された設定さ
れた増加領域５１を取り囲む２対の光照射プローブＳと
光検出プローブＤに着目し、各プローブＳ，Ｄの中点で
あるサンプリング点をマッピングし、更に位置精度を示
すベクトルを表示した。ベクトルの起点は、図７上で設
定した脳活動部位の中心位置であり、一方ベクトルの終
点は、この設定した脳活動部位の中心位置に対して、上
述したシミュレーション方法により再構成したトポグラ
フィ画像の極大位置を表示した結果を示している。な
お、光照射プローブＳと光検出プローブＤは、構造的に
は２対であるが、信号の送受の観点で見ると、４対と考
えるべきである。したがって、各プローブＳ，Ｄの中点
であるサンプリング点は４つある。
フィ画像の位置精度を評価した結果を示す図である。こ
の図は、図7における３０ｍｍ間隔で配置された設定さ
れた増加領域５１を取り囲む２対の光照射プローブＳと
光検出プローブＤに着目し、各プローブＳ，Ｄの中点で
あるサンプリング点をマッピングし、更に位置精度を示
すベクトルを表示した。ベクトルの起点は、図７上で設
定した脳活動部位の中心位置であり、一方ベクトルの終
点は、この設定した脳活動部位の中心位置に対して、上
述したシミュレーション方法により再構成したトポグラ
フィ画像の極大位置を表示した結果を示している。な
お、光照射プローブＳと光検出プローブＤは、構造的に
は２対であるが、信号の送受の観点で見ると、４対と考
えるべきである。したがって、各プローブＳ，Ｄの中点
であるサンプリング点は４つある。
【００２６】このベクトルの分布から、以下の２点が明
らかになった。第一に、各ベクトルは全て、直近のサン
プリング点を向いている。これは、検討の結果、トポグ
ラフィ画像を作成する際に実施する補間処理が、サンプ
リング点の位置情報を強く反映するためであることがわ
かった。第二に、この２対の光照射プローブＳと光検出
プローブＤが囲む、３０ｍｍ×３０ｍｍの領域では、各
光照射プローブＳと光検出プローブＤおよびサンプリン
グ点を結ぶ直線で区分される１６分割した領域に位置精
度が分割できることも明らかになった。すなわち、この
１６分割されたサイズが１１ｍｍ×１１ｍｍ×１５ｍｍ
である直角二等辺三角形の領域の内部では、全てのベク
トルが直近のサンプリング点を向いていて、直近のサン
プリング点の方向にトポグラフィ画像の中心位置がずれ
て修正処理されていることを示唆していることが明らか
になった。すなわち、トポグラフィ画像が示す血液量変
化の最大値が存在する領域が、二等辺三角形の１角と接
する直近のサンプリング点の方向にずれているわけであ
る。したがって、サンプリング点と接する直近の二等辺
三角形に着目して、実際の脳活動位置の中心が、この直
近の二等辺三角形の領域内部に存在していると理解する
ことができるのである。この二等辺三角形のサイズは１
１ｍｍ×１１ｍｍ×１５ｍｍであることが分かる。
らかになった。第一に、各ベクトルは全て、直近のサン
プリング点を向いている。これは、検討の結果、トポグ
ラフィ画像を作成する際に実施する補間処理が、サンプ
リング点の位置情報を強く反映するためであることがわ
かった。第二に、この２対の光照射プローブＳと光検出
プローブＤが囲む、３０ｍｍ×３０ｍｍの領域では、各
光照射プローブＳと光検出プローブＤおよびサンプリン
グ点を結ぶ直線で区分される１６分割した領域に位置精
度が分割できることも明らかになった。すなわち、この
１６分割されたサイズが１１ｍｍ×１１ｍｍ×１５ｍｍ
である直角二等辺三角形の領域の内部では、全てのベク
トルが直近のサンプリング点を向いていて、直近のサン
プリング点の方向にトポグラフィ画像の中心位置がずれ
て修正処理されていることを示唆していることが明らか
になった。すなわち、トポグラフィ画像が示す血液量変
化の最大値が存在する領域が、二等辺三角形の１角と接
する直近のサンプリング点の方向にずれているわけであ
る。したがって、サンプリング点と接する直近の二等辺
三角形に着目して、実際の脳活動位置の中心が、この直
近の二等辺三角形の領域内部に存在していると理解する
ことができるのである。この二等辺三角形のサイズは１
１ｍｍ×１１ｍｍ×１５ｍｍであることが分かる。
【００２７】本発明では、この結果を用いて、以下に述
べる画像表示方法を提供する。
べる画像表示方法を提供する。
【００２８】図１は、生体光計測装置の表示画面上に重
畳して表示すべき本発明に基づくグリッド線の構成を示
す図である。２１および３１は、照射用光プローブＳと
検出用光プローブＤを代表して示す。１３は照射用光プ
ローブＳと検出用光プローブＤの配置位置相互を結ぶ線
を代表して示す破線、１４は直近の照射用光プローブ相
互を結ぶ線を代表して示す破線、１５は直近の検出用光
プローブ相互を結ぶ線を代表して示す破線、１６は直近
のサンプリング点相互を結ぶ線を代表して示す破線、１
７は、線１４および線１５の交点と直近のサンプリング
点相互とを結ぶ線を代表して示す破線である。
畳して表示すべき本発明に基づくグリッド線の構成を示
す図である。２１および３１は、照射用光プローブＳと
検出用光プローブＤを代表して示す。１３は照射用光プ
ローブＳと検出用光プローブＤの配置位置相互を結ぶ線
を代表して示す破線、１４は直近の照射用光プローブ相
互を結ぶ線を代表して示す破線、１５は直近の検出用光
プローブ相互を結ぶ線を代表して示す破線、１６は直近
のサンプリング点相互を結ぶ線を代表して示す破線、１
７は、線１４および線１５の交点と直近のサンプリング
点相互とを結ぶ線を代表して示す破線である。
【００２９】これらのグリッド線は、照射用光プローブ
Ｓと検出用光プローブＤの位置座標に対応して、制御装
置２９に具備される電子計算機の持つプログラムにより
生成させることができる。また、これらのグリッド線
は、全てを表示させても良いし、これらの一部を表示す
るものであっても何等問題は無い。すなわち、着目して
いるトポグラフィ画像の位置分解能を、より厳密に把握
したいトポグラフィ画像の領域に表示すれば良い。ユー
ザは、トポグラフィ画像の位置分解能を把握することが
可能となる。
Ｓと検出用光プローブＤの位置座標に対応して、制御装
置２９に具備される電子計算機の持つプログラムにより
生成させることができる。また、これらのグリッド線
は、全てを表示させても良いし、これらの一部を表示す
るものであっても何等問題は無い。すなわち、着目して
いるトポグラフィ画像の位置分解能を、より厳密に把握
したいトポグラフィ画像の領域に表示すれば良い。ユー
ザは、トポグラフィ画像の位置分解能を把握することが
可能となる。
【００３０】図１０は、従来の画像表示方法に基づく表
示と、本発明による画像表示方法に基づく表示とを、ト
ポグラフィ画像の表示について比較して示す図である。
示と、本発明による画像表示方法に基づく表示とを、ト
ポグラフィ画像の表示について比較して示す図である。
【００３１】図１０（Ａ），（Ｂ）は従来の画像表示方
法に基づく表示の例であり、（Ａ）は照射用光プローブ
Ｓと検出用光プローブＤのみをトポグラフィ画像に重畳
した表示例、（Ｂ）は、さらに、サンプリング点をもト
ポグラフィ画像に重畳した表示例である。これらの表示
では、照射用光プローブＳと検出用光プローブＤ、さら
には照射用光プローブＳと検出用光プローブＤおよびサ
ンプリング点の分布に対するトポグラフィ画像の位置関
係は理解できる。しかしながら、活動部位の中心位置を
ユーザが把握するための示唆はないから、ユーザは経験
に基づいた推測をするしかない。
法に基づく表示の例であり、（Ａ）は照射用光プローブ
Ｓと検出用光プローブＤのみをトポグラフィ画像に重畳
した表示例、（Ｂ）は、さらに、サンプリング点をもト
ポグラフィ画像に重畳した表示例である。これらの表示
では、照射用光プローブＳと検出用光プローブＤ、さら
には照射用光プローブＳと検出用光プローブＤおよびサ
ンプリング点の分布に対するトポグラフィ画像の位置関
係は理解できる。しかしながら、活動部位の中心位置を
ユーザが把握するための示唆はないから、ユーザは経験
に基づいた推測をするしかない。
【００３２】図１０（Ｃ）−（Ｆ）は、図９を参照して
説明した知見に基づき、図１に示した画像表示方法に基
づいて、トポグラフィ画像上に、位置精度の目安となる
グリッド線を重畳して表示してユーザへ提示する例であ
る。ここでは、グリッド線を強調するため、太めの表示
とした。図１０（Ｃ）はトポグラフィ画像上に、照射用
光プローブＳと検出用光プローブＤおよびグリッド線を
重畳して表示した例であり、（Ｄ）はグリッド線のみを
重畳して表示した例である。照射用光プローブＳと検出
用光プローブＤは略等間隔で配置されているため、図１
に示した全てのグリッド線を表示すると、横および縦方
向のグリッド線の１本おきの交点に照射用光プローブＳ
と検出用光プローブＤが存在することは明らかであるか
ら、この表示を省略しても、ユーザに誤解されることは
無い。図１０（Ｅ）はトポグラフィ画像上に、照射用光
プローブＳと検出用光プローブＤおよびグリッド線を重
畳して表示するとともに、トポグラフィ画像が示す血液
量変化の最大値が存在する領域に対応する位置にある二
等辺三角形１００を、他の二等辺三角形と区別して表示
した例であり、（Ｆ）は血液量変化の最大値が存在する
領域に対応する位置にある二等辺三角形とサンプリング
点を共有するとともに、長辺を共有する２つの二等辺三
角形１１０を血液量変化の最大値が存在する領域に対応
する位置にある二等辺三角形１００と同様に表示して、
視覚感覚を改良した例である。
説明した知見に基づき、図１に示した画像表示方法に基
づいて、トポグラフィ画像上に、位置精度の目安となる
グリッド線を重畳して表示してユーザへ提示する例であ
る。ここでは、グリッド線を強調するため、太めの表示
とした。図１０（Ｃ）はトポグラフィ画像上に、照射用
光プローブＳと検出用光プローブＤおよびグリッド線を
重畳して表示した例であり、（Ｄ）はグリッド線のみを
重畳して表示した例である。照射用光プローブＳと検出
用光プローブＤは略等間隔で配置されているため、図１
に示した全てのグリッド線を表示すると、横および縦方
向のグリッド線の１本おきの交点に照射用光プローブＳ
と検出用光プローブＤが存在することは明らかであるか
ら、この表示を省略しても、ユーザに誤解されることは
無い。図１０（Ｅ）はトポグラフィ画像上に、照射用光
プローブＳと検出用光プローブＤおよびグリッド線を重
畳して表示するとともに、トポグラフィ画像が示す血液
量変化の最大値が存在する領域に対応する位置にある二
等辺三角形１００を、他の二等辺三角形と区別して表示
した例であり、（Ｆ）は血液量変化の最大値が存在する
領域に対応する位置にある二等辺三角形とサンプリング
点を共有するとともに、長辺を共有する２つの二等辺三
角形１１０を血液量変化の最大値が存在する領域に対応
する位置にある二等辺三角形１００と同様に表示して、
視覚感覚を改良した例である。
【００３３】これらのトポグラフィ画像が示す血液量変
化の最大値が存在する領域に対応する位置にある二等辺
三角形を、他の二等辺三角形と区別して表示すること
は、グリッド線の表示と同様に、照射用光プローブＳと
検出用光プローブＤの位置座標に対応して、制御装置２
９に具備される電子計算機の持つプログラムにより生成
させることができる。
化の最大値が存在する領域に対応する位置にある二等辺
三角形を、他の二等辺三角形と区別して表示すること
は、グリッド線の表示と同様に、照射用光プローブＳと
検出用光プローブＤの位置座標に対応して、制御装置２
９に具備される電子計算機の持つプログラムにより生成
させることができる。
【００３４】図９を参照して説明したように、位置精度
のシミュレーション結果では、実際の脳活動位置の中心
は、直近のサンプリング点側へずれていることが分かっ
ている。このシミュレーションでは、実際の脳活動位置
の中心を厳密に表示するにはいたっていないが、その位
置は、１１ｍｍ×１１ｍｍ×１５ｍｍの直角二等辺三角
形１００の領域内部に存在していることを示唆している
から、この直角二等辺三角形をトポグラフィ画像に重畳
して表示することで実際の脳活動位置の中心を推定する
助けとすることができる。1つの直角二等辺三角形の表
示は中心対称ではないため、見栄えが悪いと考えるな
ら、直近のサンプリング点と長辺を共有する２つの直角
二等辺三角形１１０を特別な表示とすれば、見やすくす
ることができる。図１０（Ｆ）の表示方法を用いた場
合、トポグラフィ画像を基礎とした脳活動位置の中心の
位置精度は１１ｍｍ×１１ｍｍとなり、図１０（Ｅ）に
示した表示方法による精度１１ｍｍ×１１ｍｍ×１５ｍ
ｍの直角二等辺三角形の領域からユーザが得る精度と比
較して低い。しかし、図１０（Ｆ）の表示を用いても、
その精度は、１１ｍｍ×１１ｍｍ以内であり、照射用光
プローブＳと検出用光プローブＤの配置間隔（３０ｍ
ｍ）や隣接するサンプリング点の間隔（２１ｍｍ）より
も短いため、ユーザは本発明による高い位置精度でトポ
グラフィ画像を分析することができる。
のシミュレーション結果では、実際の脳活動位置の中心
は、直近のサンプリング点側へずれていることが分かっ
ている。このシミュレーションでは、実際の脳活動位置
の中心を厳密に表示するにはいたっていないが、その位
置は、１１ｍｍ×１１ｍｍ×１５ｍｍの直角二等辺三角
形１００の領域内部に存在していることを示唆している
から、この直角二等辺三角形をトポグラフィ画像に重畳
して表示することで実際の脳活動位置の中心を推定する
助けとすることができる。1つの直角二等辺三角形の表
示は中心対称ではないため、見栄えが悪いと考えるな
ら、直近のサンプリング点と長辺を共有する２つの直角
二等辺三角形１１０を特別な表示とすれば、見やすくす
ることができる。図１０（Ｆ）の表示方法を用いた場
合、トポグラフィ画像を基礎とした脳活動位置の中心の
位置精度は１１ｍｍ×１１ｍｍとなり、図１０（Ｅ）に
示した表示方法による精度１１ｍｍ×１１ｍｍ×１５ｍ
ｍの直角二等辺三角形の領域からユーザが得る精度と比
較して低い。しかし、図１０（Ｆ）の表示を用いても、
その精度は、１１ｍｍ×１１ｍｍ以内であり、照射用光
プローブＳと検出用光プローブＤの配置間隔（３０ｍ
ｍ）や隣接するサンプリング点の間隔（２１ｍｍ）より
も短いため、ユーザは本発明による高い位置精度でトポ
グラフィ画像を分析することができる。
【００３５】図１１および図１２は、脳の解剖学的な図
とトポグラフィ画像として表示された脳の活動部位の位
置情報とを対応して表示するため、ＭＲＩ（磁気共鳴描
画装置）を用いて撮影した脳の解剖学的な図に、図２に
示した装置より得たトポグラフィ画像を重畳して表示す
るとともに、照射用光プローブＳと検出用光プローブＤ
をも重畳して表示した例を示す図である。
とトポグラフィ画像として表示された脳の活動部位の位
置情報とを対応して表示するため、ＭＲＩ（磁気共鳴描
画装置）を用いて撮影した脳の解剖学的な図に、図２に
示した装置より得たトポグラフィ画像を重畳して表示す
るとともに、照射用光プローブＳと検出用光プローブＤ
をも重畳して表示した例を示す図である。
【００３６】図１１（Ａ）は従来の画像表示方法を示す
ものであり、上記の３つの図を重畳した表示例であり、
図１０（Ａ）に対応した表示である。この例では、しか
しながら、脳活動部位の位置精度が明らかではない。図
１１（Ｂ）は、図１０（Ｃ）に対応した表示であり、位
置精度を示すために、図１に示したグリッド線を破線で
示すように表示した例である。この例によれば、図１０
（Ｃ）と同様に、トポグラフィ画像として表示された脳
の活動部位の位置情報を、脳の解剖学的な図と対応させ
た表示のみならず、グリッド線により、より厳密な脳の
活動部位の位置情報をユーザに示すことができる。図１
２（Ａ）は、図１０（Ｅ）に対応した表示であり、位置
精度を示すために、グリッド線を破線で示すように表示
するとともに、トポグラフィ画像が示す血液量変化の最
大値が存在する領域に対応する位置にある二等辺三角形
１２０を、他の二等辺三角形と区別して表示した例であ
る。図１２（Ｂ）は、図１０（Ｆ）に対応した表示であ
り、血液量変化の最大値が存在する領域に対応する位置
にある二等辺三角形とサンプリング点を共有するととも
に、長辺を共有する２つの二等辺三角形１２１を血液量
変化の最大値が存在する領域に対応する位置にある二等
辺三角形１００と同様に表示して、視覚感覚を改良した
例である。
ものであり、上記の３つの図を重畳した表示例であり、
図１０（Ａ）に対応した表示である。この例では、しか
しながら、脳活動部位の位置精度が明らかではない。図
１１（Ｂ）は、図１０（Ｃ）に対応した表示であり、位
置精度を示すために、図１に示したグリッド線を破線で
示すように表示した例である。この例によれば、図１０
（Ｃ）と同様に、トポグラフィ画像として表示された脳
の活動部位の位置情報を、脳の解剖学的な図と対応させ
た表示のみならず、グリッド線により、より厳密な脳の
活動部位の位置情報をユーザに示すことができる。図１
２（Ａ）は、図１０（Ｅ）に対応した表示であり、位置
精度を示すために、グリッド線を破線で示すように表示
するとともに、トポグラフィ画像が示す血液量変化の最
大値が存在する領域に対応する位置にある二等辺三角形
１２０を、他の二等辺三角形と区別して表示した例であ
る。図１２（Ｂ）は、図１０（Ｆ）に対応した表示であ
り、血液量変化の最大値が存在する領域に対応する位置
にある二等辺三角形とサンプリング点を共有するととも
に、長辺を共有する２つの二等辺三角形１２１を血液量
変化の最大値が存在する領域に対応する位置にある二等
辺三角形１００と同様に表示して、視覚感覚を改良した
例である。
【００３７】なお、トポグラフィ画像が示す血液量変化
の最大値が存在する領域に対応する位置にある二等辺三
角形を他の領域と区別して表示する方法としては、任意
の方法が採用でき、例えば、予め用意されている、二等
辺三角形に対応する表示を貼り付ける、と言う手法も有
用である。
の最大値が存在する領域に対応する位置にある二等辺三
角形を他の領域と区別して表示する方法としては、任意
の方法が採用でき、例えば、予め用意されている、二等
辺三角形に対応する表示を貼り付ける、と言う手法も有
用である。
【００３８】
【発明の効果】本発明に基づく実施例を用いると、たと
え３０ｍｍ間隔で照射用光プローブＳと検出用光プロー
ブを格子状に配置して得たトポグラフィ画像であって
も、グリッド線を合わせてみることで、ユーザは高い位
置精度（最小で３辺のサイズが、それぞれ１１ｍｍ、１
１ｍｍ、１５ｍｍである直角二等辺三角形の形状とな
る）を把握することができる。この結果、医師に代表さ
れるユーザはトポグラフィ画像を参照した脳内での活動
部位の位置の推定を、より高い位置精度で行うことが可
能になる。
え３０ｍｍ間隔で照射用光プローブＳと検出用光プロー
ブを格子状に配置して得たトポグラフィ画像であって
も、グリッド線を合わせてみることで、ユーザは高い位
置精度（最小で３辺のサイズが、それぞれ１１ｍｍ、１
１ｍｍ、１５ｍｍである直角二等辺三角形の形状とな
る）を把握することができる。この結果、医師に代表さ
れるユーザはトポグラフィ画像を参照した脳内での活動
部位の位置の推定を、より高い位置精度で行うことが可
能になる。
【図１】生体光計測装置の表示画面上に重畳して表示す
べき本発明に基づくグリッド線の構成を示す図。
べき本発明に基づくグリッド線の構成を示す図。
【図２】（Ａ）は計測装置の装置構成を示す図、（Ｂ）
は計測装置の光照射プローブおよび光検出プローブが、
被検査体である頭部の頭皮上のＭで示した領域に配置さ
れていることを示す図、（Ｃ）は、計測領域Ｍをカバー
する光照射プローブＳおよび光検出プローブＤのより詳
細な配列関係を示す図。
は計測装置の光照射プローブおよび光検出プローブが、
被検査体である頭部の頭皮上のＭで示した領域に配置さ
れていることを示す図、（Ｃ）は、計測領域Ｍをカバー
する光照射プローブＳおよび光検出プローブＤのより詳
細な配列関係を示す図。
【図３】脳活動の計測方法を説明する図。
【図４】脳活動を示す画像を作成するための光照射プロ
ーブと光検出プローブ、サンプリング点の配置方法を説
明する図。
ーブと光検出プローブ、サンプリング点の配置方法を説
明する図。
【図５】光照射プローブＳと光検出プローブＤで検出し
た血液量の変化およびその位置情報を用いて、得られた
トポグラフィ画像に各光照射プローブＳと光検出プロー
ブＤの位置を重ねて表示した図。
た血液量の変化およびその位置情報を用いて、得られた
トポグラフィ画像に各光照射プローブＳと光検出プロー
ブＤの位置を重ねて表示した図。
【図６】トポグラフィ画像の位置精度の評価に用いたシ
ミュレーションモデルを示す図。
ミュレーションモデルを示す図。
【図７】（Ａ）は、図６で説明したシミュレーションモ
デルの血液量の増加領域と３０ｍｍ間隔で格子状に配置
された光照射プローブと光検出プローブとの位置関係を
示す平面図、（Ｂ）は増加領域の位置に着目した断面
図。
デルの血液量の増加領域と３０ｍｍ間隔で格子状に配置
された光照射プローブと光検出プローブとの位置関係を
示す平面図、（Ｂ）は増加領域の位置に着目した断面
図。
【図８】各サンプリング点で検出する吸収係数の変化量
に対して、空間的な補間処理を行い、その結果をトポグ
ラフィ画像として表示した図。
に対して、空間的な補間処理を行い、その結果をトポグ
ラフィ画像として表示した図。
【図９】血液量の増加領域のＸＹ平面上の中心位置とト
ポグラフィ画像上の極大値を与える位置との不一致に着
目して、トポグラフィ画像の位置精度を評価した結果を
示す図。
ポグラフィ画像上の極大値を与える位置との不一致に着
目して、トポグラフィ画像の位置精度を評価した結果を
示す図。
【図１０】従来の画像表示方法に基づく表示と本発明に
よる画像表示方法に基づく表示とをトポグラフィ画像の
表示について比較して示す図であり、（Ａ）は照射用光
プローブＳと検出用光プローブＤのみをトポグラフィ画
像に重畳した表示例、（Ｂ）は、さらに、サンプリング
点をもトポグラフィ画像に重畳した表示例、（Ｃ）はト
ポグラフィ画像上に、照射用光プローブＳと検出用光プ
ローブＤおよびグリッド線を重畳して表示した例、
（Ｄ）はグリッド線のみを重畳して表示した例、（Ｅ）
はトポグラフィ画像上に、照射用光プローブＳと検出用
光プローブＤおよびグリッド線を重畳して表示するとと
もに、トポグラフィ画像が示す血液量変化の最大値が存
在する領域に対応する位置にある二等辺三角形を、他の
二等辺三角形と区別して表示した例、（Ｆ）は血液量変
化の最大値が存在する領域に対応する位置にある二等辺
三角形とサンプリング点を共有するとともに、長辺を共
有する２つの二等辺三角形を血液量変化の最大値が存在
する領域に対応する位置にある二等辺三角形と同様に表
示して、視覚感覚を改良した例である。
よる画像表示方法に基づく表示とをトポグラフィ画像の
表示について比較して示す図であり、（Ａ）は照射用光
プローブＳと検出用光プローブＤのみをトポグラフィ画
像に重畳した表示例、（Ｂ）は、さらに、サンプリング
点をもトポグラフィ画像に重畳した表示例、（Ｃ）はト
ポグラフィ画像上に、照射用光プローブＳと検出用光プ
ローブＤおよびグリッド線を重畳して表示した例、
（Ｄ）はグリッド線のみを重畳して表示した例、（Ｅ）
はトポグラフィ画像上に、照射用光プローブＳと検出用
光プローブＤおよびグリッド線を重畳して表示するとと
もに、トポグラフィ画像が示す血液量変化の最大値が存
在する領域に対応する位置にある二等辺三角形を、他の
二等辺三角形と区別して表示した例、（Ｆ）は血液量変
化の最大値が存在する領域に対応する位置にある二等辺
三角形とサンプリング点を共有するとともに、長辺を共
有する２つの二等辺三角形を血液量変化の最大値が存在
する領域に対応する位置にある二等辺三角形と同様に表
示して、視覚感覚を改良した例である。
【図１１】ＭＲＩ（磁気共鳴描画装置）を用いて撮影し
た脳の解剖学的な図に、トポグラフィ画像を重畳して表
示するとともに、照射用光プローブＳと検出用光プロー
ブＤをも重畳して表示した例を示す図であり、（Ａ）は
従来の画像表示方法を示す例、（Ｂ）は、図１０（Ｃ）
に対応した表示であり、位置精度を示すために、図１に
示したグリッド線を破線で示すように表示した例であ
る。
た脳の解剖学的な図に、トポグラフィ画像を重畳して表
示するとともに、照射用光プローブＳと検出用光プロー
ブＤをも重畳して表示した例を示す図であり、（Ａ）は
従来の画像表示方法を示す例、（Ｂ）は、図１０（Ｃ）
に対応した表示であり、位置精度を示すために、図１に
示したグリッド線を破線で示すように表示した例であ
る。
【図１２】図１１と同様に、ＭＲＩ（磁気共鳴描画装
置）を用いて撮影した脳の解剖学的な図に、トポグラフ
ィ画像を重畳して表示するとともに、照射用光プローブ
Ｓと検出用光プローブＤをも重畳して表示した例を示す
図であり、（Ａ）は、図１０（Ｅ）に対応した表示であ
り、位置精度を示すために、グリッド線を破線で示すよ
うに表示するとともに、トポグラフィ画像が示す血液量
変化の最大値が存在する領域に対応する位置にある二等
辺三角形を、他の二等辺三角形と区別して表示した例、
（Ｂ）は、図１０（Ｆ）に対応した表示であり、血液量
変化の最大値が存在する領域に対応する位置にある二等
辺三角形とサンプリング点を共有するとともに、長辺を
共有する２つの二等辺三角形を血液量変化の最大値が存
在する領域に対応する位置にある二等辺三角形と同様に
表示して、視覚感覚を改良した例である。
置）を用いて撮影した脳の解剖学的な図に、トポグラフ
ィ画像を重畳して表示するとともに、照射用光プローブ
Ｓと検出用光プローブＤをも重畳して表示した例を示す
図であり、（Ａ）は、図１０（Ｅ）に対応した表示であ
り、位置精度を示すために、グリッド線を破線で示すよ
うに表示するとともに、トポグラフィ画像が示す血液量
変化の最大値が存在する領域に対応する位置にある二等
辺三角形を、他の二等辺三角形と区別して表示した例、
（Ｂ）は、図１０（Ｆ）に対応した表示であり、血液量
変化の最大値が存在する領域に対応する位置にある二等
辺三角形とサンプリング点を共有するとともに、長辺を
共有する２つの二等辺三角形を血液量変化の最大値が存
在する領域に対応する位置にある二等辺三角形と同様に
表示して、視覚感覚を改良した例である。
２１〜２８：照射用光プローブ、３１〜３８：検出用光
プローブ、１３：照射用光プローブと検出用光プローブ
の配置位置相互を結ぶ線、１４：直近の照射用光プロー
ブ相互を結ぶ線、１５：直近の検出用光プローブ相互を
結ぶ線、１６：直近のサンプリング点相互を結ぶ線、１
７：線１４と線１５の交点と直近のサンプリング点相互
とを結ぶ線、２１Ａ〜２８Ａ：半導体レーザに代表され
る光源、２１Ｂ〜２８Ｂ：発光ダイオードに代表される
光源、３１Ａ〜３８Ａ：光検出器、２９：制御装置、３
９：表示装置、４１：照射用光プローブ、４２：検出用
光プローブ、４３：光ファイバ、４４：ネジ、４５：ヘ
ルメット、４６：被検査体の頭皮、４７：頭蓋骨、４
８：脳脊髄液層、４９：灰白質、５０：光伝播経路、５
１：脳活動に伴う血液量の増加部位、１００，１１０，
１２０，１２１：トポグラフィ画像が示す血液量変化の
最大値が存在する領域に対応する位置にある二等辺三角
形。
プローブ、１３：照射用光プローブと検出用光プローブ
の配置位置相互を結ぶ線、１４：直近の照射用光プロー
ブ相互を結ぶ線、１５：直近の検出用光プローブ相互を
結ぶ線、１６：直近のサンプリング点相互を結ぶ線、１
７：線１４と線１５の交点と直近のサンプリング点相互
とを結ぶ線、２１Ａ〜２８Ａ：半導体レーザに代表され
る光源、２１Ｂ〜２８Ｂ：発光ダイオードに代表される
光源、３１Ａ〜３８Ａ：光検出器、２９：制御装置、３
９：表示装置、４１：照射用光プローブ、４２：検出用
光プローブ、４３：光ファイバ、４４：ネジ、４５：ヘ
ルメット、４６：被検査体の頭皮、４７：頭蓋骨、４
８：脳脊髄液層、４９：灰白質、５０：光伝播経路、５
１：脳活動に伴う血液量の増加部位、１００，１１０，
１２０，１２１：トポグラフィ画像が示す血液量変化の
最大値が存在する領域に対応する位置にある二等辺三角
形。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１４年５月２４日（２００２．５．２
４）
４）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図５】
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正内容】
【図８】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１０】
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１１】
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１２】
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 牧 敦
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
Ｆターム(参考） 2G059 AA01 BB12 BB13 CC16 EE11
FF01 FF02 GG01 GG02 GG03
HH01 JJ17 KK01 KK03 LL04
PP04
4C038 KK01 KL05 KL07 KM00 KM01
KX01 KX02 KY04
4C096 AA18 AA20 AB41 AB50 AC01
AD03 AD19 DC36 DC37 DC40
FC20
Claims (6)
- 【請求項１】複数の光照射プローブと複数の光検出プロ
ーブを備え、光検出プローブの出力変化に対応した信号
処理により生体内部の代謝物質の濃度変化を計測する生
体光計測装置において、 前記代謝物質の濃度変化を画像化し表示する手段、 前記光照射プローブと複数の光検出プローブおよび前記
光照射プローブと複数の光検出プローブの略中点を結ぶ
線情報を生成する手段、を備え、 前記代謝物質の濃度変化を画像化して表示された表示画
面上に、前記線情報に対応した表示を重畳して表示する
ことを特徴とする前記生体光計測装置。 - 【請求項２】複数の光照射プローブと複数の光検出プロ
ーブにより得られるデータを基礎として、光検出プロー
ブの出力変化に対応した信号処理により生体内部の代謝
物質の濃度変化を計測する生体光計測方法において、 前記代謝物質の濃度変化を画像化し表示すること、 前記光照射プローブと複数の光検出プローブおよび前記
光照射プローブと複数の光検出プローブの略中点を結ぶ
線情報を生成すること、 前記代謝物質の濃度変化を画像化して表示される表示画
面上に、前記線情報に対応した表示を重畳して表示する
ことを特徴とする前記生体光計測方法。 - 【請求項３】前記線情報に対応した表示が直角二等辺三
角形の組み合わせによるものであり、該直角二等辺三角
形の1つの角が生体内代謝物質の濃度変化を示す画像の
濃度変化の極大値に対応する領域の近傍の前記光照射プ
ローブと複数の光検出プローブの略中点を結ぶ位置の直
近にあるときに、前記1つの角を持つ直角二等辺三角形
を他の直角二等辺三角形異なった表示とする請求項１記
載の生体光計測装置。 - 【請求項４】前記線情報に対応した表示が直角二等辺三
角形の組み合わせによるものであり、該直角二等辺三角
形の1つの角が生体内代謝物質の濃度変化を示す画像の
濃度変化の極大値に対応する領域の近傍の前記光照射プ
ローブと複数の光検出プローブの略中点を結ぶ位置の直
近にあるときに、前記1つの角を持つ直角二等辺三角形
を他の直角二等辺三角形異なった表示とする請求項２記
載の生体光計測方法。 - 【請求項５】脳の解剖学的構造を示す画像が別途準備さ
れて、前記代謝物質の濃度変化に対応した画像および前
記線情報に対応した表示が重畳して表示される請求項１
または３記載の生体光計測装置。 - 【請求項６】脳の解剖学的構造を示す画像が別途準備さ
れて、前記代謝物質の濃度変化に対応した画像および前
記線情報に対応した表示が重畳して表示される請求項２
または４記載の生体光計測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002147209A JP2003344269A (ja) | 2002-05-22 | 2002-05-22 | 生体光計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002147209A JP2003344269A (ja) | 2002-05-22 | 2002-05-22 | 生体光計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003344269A true JP2003344269A (ja) | 2003-12-03 |
| JP2003344269A5 JP2003344269A5 (ja) | 2005-07-07 |
Family
ID=29766472
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002147209A Pending JP2003344269A (ja) | 2002-05-22 | 2002-05-22 | 生体光計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003344269A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005342359A (ja) * | 2004-06-07 | 2005-12-15 | National Institute Of Information & Communication Technology | 脳機能測定装置、脳機能測定方法及び脳機能測定プログラム |
| JP2006043169A (ja) * | 2004-08-05 | 2006-02-16 | Hitachi Medical Corp | 生体光計測装置 |
| JP2006122086A (ja) * | 2004-10-26 | 2006-05-18 | Hitachi Ltd | 生体光計測装置 |
| JP2007130038A (ja) * | 2005-11-08 | 2007-05-31 | Hitachi Medical Corp | 生体光計測装置 |
| JP2007315827A (ja) * | 2006-05-24 | 2007-12-06 | Shimadzu Corp | 光生体計測装置、光生体計測装置用プログラム及び光生体計測方法 |
| JP2009000230A (ja) * | 2007-06-20 | 2009-01-08 | Hitachi Medical Corp | 生体光計測装置 |
| JP2009261588A (ja) * | 2008-04-24 | 2009-11-12 | Shimadzu Corp | 光生体測定装置及びそれに用いられるホルダ配置支援システム |
| JP2010269008A (ja) * | 2009-05-22 | 2010-12-02 | Hitachi Medical Corp | 生体光計測装置 |
| WO2012140966A1 (ja) * | 2011-04-15 | 2012-10-18 | 株式会社日立メディコ | 生体光計測装置、生体光計測装置の作動方法、及び生体光計測データの解析表示方法 |
| CN108272440A (zh) * | 2018-01-24 | 2018-07-13 | 上海联影医疗科技有限公司 | 新陈代谢速率显示方法、装置、终端及医疗设备 |
| CN114569076A (zh) * | 2022-03-01 | 2022-06-03 | 丹阳慧创医疗设备有限公司 | 用于近红外脑功能成像装置的定位方法、设备及存储介质 |
-
2002
- 2002-05-22 JP JP2002147209A patent/JP2003344269A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005342359A (ja) * | 2004-06-07 | 2005-12-15 | National Institute Of Information & Communication Technology | 脳機能測定装置、脳機能測定方法及び脳機能測定プログラム |
| JP4517111B2 (ja) * | 2004-06-07 | 2010-08-04 | 独立行政法人情報通信研究機構 | 脳機能測定装置、脳機能測定方法及び脳機能測定プログラム |
| JP2006043169A (ja) * | 2004-08-05 | 2006-02-16 | Hitachi Medical Corp | 生体光計測装置 |
| JP4589678B2 (ja) * | 2004-08-05 | 2010-12-01 | 株式会社日立メディコ | 生体光計測装置 |
| JP2006122086A (ja) * | 2004-10-26 | 2006-05-18 | Hitachi Ltd | 生体光計測装置 |
| JP2007130038A (ja) * | 2005-11-08 | 2007-05-31 | Hitachi Medical Corp | 生体光計測装置 |
| JP4661688B2 (ja) * | 2006-05-24 | 2011-03-30 | 株式会社島津製作所 | 光生体計測装置、光生体計測装置用プログラム及び光生体計測方法 |
| JP2007315827A (ja) * | 2006-05-24 | 2007-12-06 | Shimadzu Corp | 光生体計測装置、光生体計測装置用プログラム及び光生体計測方法 |
| JP2009000230A (ja) * | 2007-06-20 | 2009-01-08 | Hitachi Medical Corp | 生体光計測装置 |
| JP2009261588A (ja) * | 2008-04-24 | 2009-11-12 | Shimadzu Corp | 光生体測定装置及びそれに用いられるホルダ配置支援システム |
| JP2010269008A (ja) * | 2009-05-22 | 2010-12-02 | Hitachi Medical Corp | 生体光計測装置 |
| WO2012140966A1 (ja) * | 2011-04-15 | 2012-10-18 | 株式会社日立メディコ | 生体光計測装置、生体光計測装置の作動方法、及び生体光計測データの解析表示方法 |
| CN108272440A (zh) * | 2018-01-24 | 2018-07-13 | 上海联影医疗科技有限公司 | 新陈代谢速率显示方法、装置、终端及医疗设备 |
| CN114569076A (zh) * | 2022-03-01 | 2022-06-03 | 丹阳慧创医疗设备有限公司 | 用于近红外脑功能成像装置的定位方法、设备及存储介质 |
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