【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
人の脳の活動を知ることが出来れば、脳の病気の診断が可能になるのみならず、人の心理状態を知ることが可能となる。その結果、医療・福祉分野など幅広い応用をもたらすことが期待されている。このような脳を計測する装置としては、陽電子断層撮像法、機能的磁気共鳴描画装置、脳波形などがある。
【０００３】
一方、これらの技術に加えて、近赤外光に代表される光を用いて、脳活動に伴う大脳皮質での血液量変化を多点で計測し、その血液量変化を動画像や静止画像として表示する技術（生態光計測装置）が、既に実用化されている（例えば、非特許文献１参照）。この非特許文献１などで公開されている計測技術を、以下に説明する。
【０００４】
図２は、上記非特許文献１などで提案されている計測方法の装置構成を示す。被検査体（２−１）は、計測に際してヘルメット（２−２）を装着する。このヘルメットは、発光ダイオード、半導体レーザ、ランプに代表される光照射器（２−３）へ接続した光ファイバ（２−４）やアバランシェホトダイオード、光電子増倍管に代表される光検出器（２−５）を接続した光ファイバ（２−６）を接続するために、光ファイバホルダ（２−７）を具備する。２−４や２−６に示した光ファイバは、被検査体（２−１）の頭髪を掻き分けて、その頭皮上に軽く接触させる。前記光照射器は複数具備されており、それぞれの時刻に対する出力光強度は制御装置（２−８）にて管理される。その制御内容は、伝送ケーブル（２−９）を用いて、光検出器（２−５）へ接続した信号処理装置（２−１０）へ接続し、生体内部を通過した光の強度変化を推定することに使用する場合もある。また、２−１１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であり、制御装置（２−８）への制御内容を決定したり、信号処理装置（２−１０）での処理結果を取り込み、解析を行ったりする。解析結果は、２−１１に示した画面にて表示される。
【０００５】
図３は、前記光照射器へ接続した光ファイバ（３−１）を固定するホルダ（３−２）と前期光検出器へ接続した光ファイバ（３−３）を固定するホルダ（３−４）との間を伝播する光の経路（３−５）を示している。各ホルダは、光ファイバをネジ（３−６）を用いて固定している。これらホルダは、樹脂（３−７）で固定されており、その結果、光ファイバの先端は被検査体の頭皮（３−８）へ接触している。
【０００６】
図３では、ヒトの典型的な脳の構造を示している。この脳の構造とは、前記した頭皮に加えて、頭蓋骨（３−９）、脳脊髄液層（３−１０）、大脳皮質（３−１１）などから構成されている。これら生体組織は、光学的な散乱特性と吸収特性を有し、特に頭蓋骨の光散乱特性は大きいことが知られている。このため、光照射器から照射された光は、光散乱特性により散乱され、また、光吸収特性により、徐々に強度が失われることが知られている。
【０００７】
ここで、図中に示したホルダは約３０ｍｍ間隔で配置されている。このような配置間隔とすると、光照射器へ接続した光ファイバから照射された光は、図に示したようなバナナ形状（３−５）で生体組織内部を伝播し、光検出器へ接続した光ファイバへ到達し検出されることが知られている。尚、計測には、生体組織に対して透過性の高い近赤外光（波長：６００ナノメートルから９００ナノメートル）を使用する。図中の３−１２は、脳の活動に伴い、血液量が増加した領域を示している。血液は様々な物質から構成されているが、その中でヘモグロビン（酸素化ヘモグロビンと脱酸素化ヘモグロビン）は計測に使用する近赤外光を吸収することが知られている。その結果、血液量が増加すると、検出される光の強度が減衰することが知られている。
【０００８】
図４は、図３で示した脳の活動に伴う検出光強度の変化を示すタイムコースの一例を示す。これは、図２に示した或る光照射器から照射され、その光照射器の隣に存在する或る光検出器で検出された光の強度変化である。計測に際しては１２秒から２４秒にかけて、手の把握運動を実施した。０秒から１２秒、２４秒から３６秒では、被検査体に対して安静状態を保つように指示した。この様な血液量変化から生体内での血液量変化を推定することが可能であり、その詳細な手段は、上記非特許文献１に記載されている。
【０００９】
上記非特許文献１に記載された生体光計測装置の大きな特長は、図５に示すように、このような光照射器と光検出器を被検査体の頭皮上に２次元的に配置していることである。この結果、脳活動に伴う血液量変化の分布を可視化することが可能になる。図５には、光照射器へ接続した光ファイバホルダ（５−１、５−２、５−３、５−４）と光検出器へ接続した光ファイバホルダ（５−５、５−６、５−７、５−８、５−９）の配置位置を示している。これらのホルダは、約３０ｍｍ間隔で空間的に交互に配置されていることが特長である。
【００１０】
ここで、再度、図３を参照する。図３によれば、バナナ形状（３−５）の太さは光照射器へ接続した光ファイバホルダと光検出器へ接続した光ファイバホルダの略中点で最大となっている。このため、血液量変化に対する感度は、この略中点で最大となることが知られている。そこで、この略中点をサンプリング点と呼び、１対の光ファイバで検出された血液量変化の位置情報を与える点としている。図中には、５−１０をはじめとして、１２個のサンプリング点が存在する。この１２個のサンプリング点での情報を用いて、以下、図６、７に示すような脳活動の可視化が可能になっている。
【００１１】
図６は、各サンプリング点での脳活動に伴う血液量変化のタイムコースの表示方法を示している。この１２枚のタイムコース（６−１）の空間的な配置は、図５に示したサンプリング点の空間的な分布と対応している。各タイムコースの横軸は時刻（ｔ）であり、縦軸は、血液量の変化を示している。
【００１２】
また、図７は、図６に示した１２枚のタイムコースで、或る時刻ｔ（７−１）での各１２枚のタイムコースでの血液量変化から、その血液量変化の分布を再構成したトポグラフィ画像（表層画像）（７−２）を示している。このトポグラフィ画像の濃淡（７−３）は、血液量変化量を示している。また、これらの画像では、被験者の氏名（７−４）や計測日（７−５）などの計測に関する情報を明示することも可能である。
【００１３】
上述のような従来の技術的な背景の中で、磁気共鳴描画装置（ＭＲＩ）を用いて、脳表面における解剖学的な画像を撮影し、その画像の上に、トポグラフィ画像を貼付（インポーズ）する方法が提案されている（例えば、非特許文献２参照）。
【００１４】
【非特許文献１】
Ａｔｓｕｓｈｉ Ｍａｋｉ， ｅｔ ａｌ．： “Ｓｐａｃｉａｌ ａｎｄ ｔｅｍｐｏｒａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｈｕｍａｎ ｍｏｔｏｒ ａｃｔｉｖｉｔｙ（ヒト運動野の活性化状態の時空間解析）”， Ｍｅｄｉｃａｌ Ｐｈｙｓｉｃｓ， Ｖｏｌ．２２ （Ｎｏ．１２）， ｐｐ．１９９７−２００５ （１９９５）
【非特許文献２】
Ｅｉｊｕ Ｗａｔａｎａｂｅ， ｅｔ ａｌ．： “Ｎｏｎ−ｉｎｖａｓｉｖｅ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｏｆ ｌａｎｇｕａｇｅ ｄｏｍｉｎａｎｃｅ ｗｉｔｈ ｎｅｏｎ−ｉｎｆｒａｒｅｄ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｉｃ ｍａｐｐｉｎｇ （近赤外光を用いた言語優位半球の無侵襲評価）”、Ｎｅｕｒｏｓｃｉｅｎｃｅ ｌｅｔｔｅｒｓ ２５６ （１９９８）， ｐ．４９−５２
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
図６や図７に示したタイムコース、画像では、血液量変化の可視化は可能であるにしても、脳の活動部位との対応を記録に残すことが出来ない。
【００１６】
図８には、ヒトの脳の形状と、機能領野の分布を示している。図８に示すように、言語生成、注意、運動企画に関する機能が前頭葉（８−１）で、言語機能（８−２）、聴覚機能（８−３）、運動機能（８−４）、感覚機能（８−５）が側頭部に、視覚機能が後頭部（８−６）に存在することが知られている。
【００１７】
図２に示した計測装置では、局在化した機能領野での脳活動に伴う血液量変化の可視化が可能になるものの、図６、図７に示した画像とその機能局在部位との対応が明確になっていない。そのため、図６や図７に示した画像では、機能局在部位が表示されていないため、計測後、どこの部位を計測した画像であるかが不明確である。
【００１８】
この課題を解決する方法として、上述した非特許文献２などに提案されている方法が存在する。しかし、この方法には、以下のような課題を有する。
【００１９】
第一に、この磁気共鳴描画装置は、大型であり、磁気シールドルームを必要とするため、特別な検査室を必要とする。このため、この装置を導入できるのは、特別な大規模病院に限定されているのが実情であり、診療所などの小さな病院では、撮影が困難である。これに対して、図２に示した生体光計測装置は、半導体製の光源・検出器、光ファイバ、電子計算機を使用しているため小型である。このため、小さな病院でも脳機能の計測が可能になっている。しかし、このような病院では、機能部位との対応を明確にすることが困難であり、被験者（患者）は、結果として大病院へ足を運び、磁器共鳴描画装置を用いて脳表面における解剖学的画像を撮影しなければならない。
【００２０】
第二に、第一の場合と関連するが、磁気共鳴描画装置を用いて脳表面の画像を撮影するには、結果として健康保険を適用したとしても、費用が発生する。費用が発生しない計測方法が確立されれば、結果として、被験者（患者）の経済的な負担を低減できる。
【００２１】
第三に、磁気共鳴描画装置を用いて解剖学的な画像を撮影する時、計測装置に対して頭部の位置を固定する必要がある。このため、検査中、被験者は身動きをとることが困難である。このため、じっとしていることが苦手な被験者には、この磁気共鳴描画装置を用いて脳表面における解剖学的な画像を撮影することは困難である。
【００２２】
これらの理由から、より容易に計測結果を示すトポグラフィ画像と機能部位との対応が明確になる計測方法の開発が切望されていた。
【００２３】
本発明は、上記の点に鑑みて為されたものであり、磁気共鳴描画装置などの機能部位撮像装置を使用せずに、計測した部位を低コストで再現性高く計測し得る生体光計測技術を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、脳の機能領野に関して、以下の知見を見出した。本発明は、この新しい知見に基づく。
【００２５】
すなわち、図９に示すように、例えば、目尻（９−１）と耳介（外耳道の入口）（９−２）とブローカ領野の後部（９−３）（以降、Ｂ−ｐｏｉｎｔ（ビーポイント）と呼ぶ。）は、空間的に、略正三角形状の位置関係を構成することがわかった。この場所は、ヒト固有の脳機能である言語機能、運動機能、前頭葉、聴覚機能などが隣接している場所であり、脳機能計測上、研究向けのみならず、臨床向けとしても、きわめて重要である。
【００２６】
従って、ヒトの外見上の構造から脳の機能部位の位置がおおよそでも指定できれば、例えば、磁気共鳴描画装置に代表される脳の構造情報を撮影する装置を使用せずに局在化した機能部位の位置を推定することが可能になる。その結果、図１０に示すように、それぞれ光照射器や光検出器へ接続した光照射手段（１０−３）や光検出手段（１０−４）を備えたプローブ（１０−１）の配置位置とＢ−ｐｏｉｎｔ（１０−２）の相対的な位置関係（言い換えれば、複数の光照射位置と光検出位置で囲まれた範囲を計測領域し、それとＢ−ｐｏｉｎｔとの相対的な位置関係）を決定することが出来る。また、この結果、得られたトポグラフィ画像が表示する部位の位置をユーザが用意に把握でき、計測後もカルテなどに記録を残すことが可能になる。カルテへ記録することが可能になれば、例えば、脳の病気の回復過程を計測する場合など、被験者に対して繰り返して計測を行う必要がある場合、プローブ（１０−１）の装着位置の再現性を上げるために、非常に有効になる。
【００２７】
以下、本発明の代表的な構成例を示す。
【００２８】
（１）本発明の生体光計測装置は、被検体へ光を照射するための光照射手段と、前記光照射手段から照射され前記被検体内を伝播した通過光を検出するための光検出手段とを備えたプローブを、前記被検体上の計測領域に装着して、前記光照射手段の光照射位置と前記光検出手段の光検出位置により定まる部位を計測部位として、前記光検出手段によって検出された信号に基き、被検体内の情報を計測するよう構成した生体光計測装置において、前記被検体上の特定の機能部位（例えば、言語機能を司るブローカ領域など）を基準点として、前記計測部位（計測位置の情報、計測領域のサイズの情報、プローブの配置位置の情報（回転角度の情報を含む）、そして、Ｂ−ｐｏｉｎｔの位置の情報など）と共に重畳表示し、前記基準点をもとに前記被検体上の位置を求めるよう構成したことを特徴とする。
【００２９】
（２）前記生体光計測装置において、前記特定の機能部位を、マーカー（例えば、Ｂ−ｐｏｉｎｔの位置を示す図形を使用する）として画面上に表示し、かつ、前記被検体上に装着された前記プローブを示す画像または前記計測部位より検出された情報の表示画像と重畳表示するよう構成したことを特徴とする。
【００３０】
（３）前記生体光計測装置において、前記特定の機能部位を、マーカーとして画面上に表示し、かつ、前記計測領域上に装着された前記プローブを示す画像および前記計測部位より検出された情報の表示画像と重畳表示する（例えば、計測領域の相対位置関係に対応して、計測情報を画面表示し、これにマークを重ねて表示する）よう構成したことを特徴とする。
【００３１】
（４）本発明の生体光計測装置は、生体へ光を照射する光照射手段と、前記光照射手段から照射され前記生体内を伝播した通過光を検出する光検出手段とを備えたプローブを、前記生体上の計測領域上に装着して、前記光照射手段の光照射位置と前記光検出手段の光検出位置との間の略中点を計測部位として、前記光検出手段によって検出された信号に基き、前記生体内の情報を計測し画像表示するよう構成した生体光計測装置において、前記生体の特定の機能部位を基準点として記録する手段と、前記基準点と前記計測部位とを画面上に重畳表示する手段とを設けて、前記基準点をもとに前記計測部位の前記前記生体上の位置を求めるよう構成したことを特徴とする。
【００３２】
（５）前記生体光計測装置において、前記表示手段は、前記基準点をマーカーとして画面上に表示し、かつ、前記計測領域上に装着された前記プローブを示す画像または前記計測部位より検出された情報の表示画像と重畳表示するよう構成されていることを特徴とする。
【００３３】
（６）前記生体光計測装置において、前記表示手段は、前記基準点をマーカーとして画面上に表示し、かつ、前記生体上に装着された前記プローブを示す画像および前記計測部位より検出された情報の表示画像と重畳表示するよう構成されていることを特徴とする。
【００３４】
（７）前記生体光計測装置において、前記表示画像が、前記計測領域における計測結果を示す表層画像、または前記計測部位より計測されたタイムコースを前記計測部位に対応して配置せしめた画像、またはその両方の画像であることを特徴とする。
【００３５】
（８）前記生体光計測装置において、前記特定の機能部位は、前記被検体もしくは前記生体の複数の機能部位の相対的な位置関係に基づいて設定されることを特徴とする。特に、前記特定の機能部位は、前記被検体もしくは前記生体の頭部の３個の機能領野の位置がなす略正三角形の位置関係に基づいて設定されることを特徴とする。
【００３６】
（９）前記生体光計測装置において、前記プローブは、前記光照射手段と前記光検出手段とを交互に２次元的に配列された構成を有することを特徴とする。
【００３７】
（１０）前記生体光計測装置において、前記表示手段は、前記計測部位を異なるタスクシーケンスで計測した複数個の計測情報を、同一画面上に分割して表示し、かつ、それぞれ前記基準点と重畳表示するよう構成されていることを特徴とする。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に基づく生体光計測装置の実施例について、図面を参照して説明する。
【００３９】
図１１は、本発明に基づく生体光計測装置による画像表示の一実施例を示す。１１−１は、図２に示した電子計算機（２−１２）が具備する解析結果の表示画面の一例である。まず、１１−２にて計測位置を設定する。設定の方法としては、例えば、計測位置を、前頭部、左側頭部、右側頭部、後頭部の４箇所とし、その中から、まず計測すべき位置を選択する。本図では、一例として、左側頭部を選択しており、その結果、左側頭部にプローブを装着したことをユーザへ提示する画面（本図では、左半球の部分を図示）を表示する。
【００４０】
次に、１１−３を用いて計測領域のサイズを決定する。これは、現在の生体光計測装置では、例えば、運動機能を計測したい場合は、プローブを運動野の周囲へ配置し、また、前頭葉の脳機能を計測したい場合は、前頭葉の周囲（即ち「おでこ」の上）にベルト状のプローブを配置する、等の計測の目的に応じて、様々な計測領域の形状を決定できるからである。図中の１１−７、１１−８は，それぞれ，光照射位置と光検出位置を示しており，これらで囲まれた領域が，計測領域である。
【００４１】
サイズを決定すると、そのサイズに応じたプローブ（１１−４）が画面に表示される（１１−４）。このプローブ画面は、マウスやキーボードに代表される入力装置を用いて、その位置や回転角度を設定することが出来る。その設定が完了した後、図９に代表される方法で耳や目に代表される顔の表面の位置との位置関係から推定した機能部位（Ｂ−ｐｏｉｎｔ）の位置を、１１−４と同様な方法で（マウスやキーボードに代表される入力装置を用いて）設定する（１１−５）。設定が終了したら、１１−６に示した保存ボタンを押す。その結果、この図１１に示した、計測位置の情報、計測領域のサイズの情報、プローブの配置位置の情報（回転角度の情報を含む）、そして、Ｂ−ｐｏｉｎｔの位置の情報などが、図２に示した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（２−１０）の中に具備されているデータ保存装置の内部に保存される。この図１１に示したプロセスは、脳機能計測の前に実施してもかまわないし、脳機能計測後に実施するものでも、何等問題はなく、脳機能計測を実施するプログラム（ソフトウェア）上に、任意に設定することができ、また、ユーザ（医師や検査技師）が自由に設定して構わない。
【００４２】
次に、この図１１に示した設定方法を用いて、トポグラフィ画像の表示を行う方法について、以下、図１、図１２、図１３、図１４、図１５を用いて説明する。
【００４３】
図１２は、脳機能計測を行う上で、タスクの実施方法を説明する。本図では、タスク（Ｔａｓｋ）とレスト（Ｒｅｓｔ）を交互に実施する。この計測方法を使用すると、例えば、指の運動機能や、言語機能などの計測が可能である。これらの計測では、タスク期間は１５秒程度、レスト期間は３０秒程度とするのがよいが、勿論、これらの値は、検査内容は、その検査内容に対する被験者の疲労などを考慮して自由な値に設定しても、何等問題はない。
【００４４】
図１は、図１２に示したタスクシーケンスを用いて計測したトポグラフィ画像（表層画像）の表示方法の一例を示している。本図では、図２に示した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（２−１１）が具備する画面（２−１２）に表示される画面（１−１）を示している。
【００４５】
１−２、１−３、１−４は、それぞれ、被験者の氏名、計測日、計測結果が保存されているファイル名を示している。また、１−５、１−６は、それぞれ計測結果を示すトポグラフィ画像、対応する各サンプリング点での血液量変化を示すタイムコースである。これらの画像やタイムコースのサイズは、計測領域のサイズと合致する。図１では、血液量変化の時間的な変動をユーザへより明確に示すために、時刻表示バー（１−７）中の時刻（１−８）の変化に対応したタイムコースの時刻表示図（１−９）が連動して変化し、更に、これらの連動した変化に同期して１−５に示したトポグラフィ画像が同期して変化する。
【００４６】
ここで、トポグラフィ画像（１−５）とタイムコース図（１−６）に重畳表示した丸印状のマーカー（１−１０、１−１１）は、図１１に示したが連動して変化し、更に、これらの連動した変化に同期して１−５に示したトポグラフィ画像が同期して変化する。ここで、トポグラフィ画像（１−５）とタイムコース図（１−６）に示した丸印状のマーカー（１−１０、１−１１）は、図１１に示した方法で入力したＢ−ｐｏｉｎｔの位置を示している。勿論、これらＢ−ｐｏｉｎｔの位置は、図１１に示した方法で入力したＢ−ｐｏｉｎｔの位置と、空間的に連動していなければならない。この連動を実現するためには、図２に示した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（２−１０）の中に具備されているデータ保存装置の内部に保存されている情報から、図１１に示したＢ−ｐｏｉｎｔの設定位置を読み出し、トポグラフィ画像（１−５）上とタイムコース図（１−６）上にＢ−ｐｏｉｎｔを表示すればよい。
【００４７】
この方法を用いることで、脳機能部位に対するプローブの設定位置がトポグラフィ画像、タイムコース図上で明確になり、更に、トポグラフィ画像とタイムコース図という複数種類の脳活動の表示方法において、活動部位の情報をより比較することが容易になる。尚、この実施例では、Ｂ−ｐｏｉｎｔの可視化の切替機構が１−１２にあり、この切替機構を用いることで、トポグラフィ画像とタイムコース図上へのＢ−ｐｏｉｎｔの表示を点滅することも可能となる。
【００４８】
次に、図１３は、本発明による画像表示方法の他の例を示す。本例では、図１１に示した被験者（１３−１）に対するプローブの設定位置（１３−２）とＢ−ｐｏｉｎｔ（１３−３）の設定位置を表示する画面を、図１に示したトポグラフィ画像（１３−４）およびタイムコース図（１３−５）と並べて配置している。本例でも、被験者の図上に設定したＢ−ｐｏｉｎｔの位置（１３−３）は、トポグラフィ画像上のＢ−ｐｏｉｎｔの位置（１３−６）、タイムコース図上のＢ−ｐｏｉｎｔの位置（１３−７）と一致するように表示する。
【００４９】
また、図１４、図１５は、本発明による画像表示方法のさらに他の例を示す。図１４は、心理テストなどに使用するタスクシーケンスの実施例を示している。本実施例では、時刻の経過に対して、１、２、３、４、２、１、４、３、１、３、４、２の順に４種類のタスクをランダムな順序で実施している。この様なタスクは、複数種類のタスクを被験者へ与え、脳の反応の差を検出するような検査に使用される。ここで、タスク種１、２、３、４は出現間隔をほぼ均等にし、更に、同じタスクが連続しないように設定する。この結果、各種タスクに対するハビチュエーション（慣れ）を低減することができる。
【００５０】
図１４に示したタスクを行った場合の表示方法を、図１５に示す。本図では、図２に示した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（２−１１）が具備する画面（２−１１）に表示される画面（１５−１）を示している。
【００５１】
１５−２、１５−３、１５−４は、それぞれ、被験者の氏名、計測日、計測結果が保存されているファイル名を示している。１５−５、１５−６は、それぞれ、図１４に示した４種類のタスクの中から選択した２種類のタスクの名称が記載されている。本実施例では、１５−５にはタスク１を、１５−６にはタスク２を選択した結果を示しているが、１５−５、１５−６には、上述した４種類のタスクの中から任意のタスクを選択すればよい。１５−７、１５−８は、それぞれ、タスク１、タスク２に対する血液量変化を示すタイムコース図、１５−９、１５−１０は、同様にタスク１、タスク２に対するトポグラフィ画像を示している。また、１５−１１は、被験者上に設定したプローブの位置と、Ｂ−ｐｏｉｎｔの決定位置を示している。また、図中、１５−７、１５−８、１５−９、１５−１０上に示した丸印状のマーカーは、同様にＢ−ｐｏｉｎｔを示している。これら全てのＢ−ｐｏｉｎｔの位置は、空間的に連動しており、この連動を実現するためには、図２に示した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（２−１０）の中に具備されているデータ保存装置の内部に保存されている情報から、図１１に示したＢ−ｐｏｉｎｔの設定位置を読み出し、表示すればよい。
【００５２】
この方法を用いることで、脳機能部位に対するプローブの設定位置がトポグラフィ画像、タイムコース図上で明確になり、更に、トポグラフィ画像とタイムコース図という複数種類の脳活動の表示方法において、活動部位の情報をより比較することが容易になる。更には、タスク間の脳活動の比較を、機能領野の位置と対応させながらユーザが検討することが容易になる。
【００５３】
【発明の効果】
本発明によれば、磁気共鳴描画装置などの機能部位撮像装置を使用せずに、脳機能の部位を大脳皮質での脳活動を示す画像上に貼付できる生体光計測技術を実現し、低コストで高い再現性を有する生体光計測装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の生体光計測装置による画面表示の例（２）を説明する図。
【図２】従来の生体光計測装置の構成を説明する図。
【図３】光ファイバホルダの構成を説明する図。
【図４】脳の活動に伴う検出光強度の変化を説明する図。
【図５】光照射器と光検出器の配置方法の例を説明する図。
【図６】各サンプリング点での脳活動に伴う血液量変化のタイムコースの表示方法を説明する図。
【図７】トポグラフィ画像の一例を説明する図。
【図８】ヒトの脳の形状と機能領野の分布を説明する図。
【図９】目尻、耳介（外耳道の入口）、ブローカ領野の後部との空間的な位置関係を説明する図。
【図１０】光照射器や光検出器へ接続したホルダの配置位置とＢ−ｐｏｉｎｔの関係図
【図１１】本発明の生体光計測装置による画面表示の例（１）を説明する図。
【図１２】本発明におけるタスクシーケンス（１）を説明する図。
【図１３】本発明の生体光計測装置による画面表示の例（３）を説明する図。
【図１４】本発明におけるタスクシーケンス（２）を説明する図。
【図１５】本発明の生体光計測装置による画面表示の例（４）を説明する図。
【符号の説明】
１−１：画面、１−２：被験者の氏名、１−３：計測日、１−４：計測結果が保存されているファイル名、１−５：計測結果を示すトポグラフィ画像、１−６：対応する各サンプリング点での血液量変化を示すタイムコース、１−７：時刻表示バー、１−８：時刻、１−９：時刻表示図、１−１０：Ｂ−ｐｏｉｎｔ、１−１１：Ｂ−ｐｏｉｎｔ、１−１２：Ｂ−ｐｏｉｎｔの可視化の切替機構、２−１：被検査体（２−１）、２−２：ヘルメット、２−３：発光ダイオード、半導体レーザ、ランプに代表される光照射器、２−４：光ファイバ、２−５：アバランシェホトダイオード、光電子増倍管に代表される光検出器、２−６：光ファイバ、２−７：光ファイバホルダ、２−８：制御装置、２−９：伝送ケーブル、２−１０：信号処理装置、２−１１：画面、３−１：光ファイバ、３−２：光ファイバを固定するホルダ、３−３：光検出器へ接続した光ファイバ、３−４：光ファイバを固定するホルダ、３−５：光伝播経路、３−６：ネジ、３−７：樹脂、３−８：被検査体の頭皮、３−９：頭蓋骨、３−１０：脳脊髄液層、３−１１：大脳皮質、３−１２：脳の活動に伴い、血液量が増加した領域、５−１：光照射器へ接続した光ファイバホルダ、５−２：光照射器へ接続した光ファイバホルダ、５−３：光照射器へ接続した光ファイバホルダ、５−４：光照射器へ接続した光ファイバホルダ、５−５：光検出器へ接続した光ファイバホルダ、５−６：光検出器へ接続した光ファイバホルダ、５−７：光検出器へ接続した光ファイバホルダ、５−８：光検出器へ接続した光ファイバホルダ、５−９：光検出器へ接続した光ファイバホルダ、５−１０：サンプリング点、６−１：１２枚のタイムコース、７−１：ある時刻ｔ、７−２：血液量変化の分布を再構成したトポグラフィ画像、７−３：トポグラフィ画像の濃淡、７−４：被験者の氏名、７−５：計測日、８−１：前頭葉、８−２：言語機能、８−３：聴覚機能、８−４：運動機能、８−５：感覚機能、８−６：視覚機能、９−１：目尻、９−２：耳介（外耳道の入口）、９−３：ブローカ領野の後部（Ｂ−ｐｏｉｎｔ（ビーポイント））、１０−１：光照射器や光検出器へ接続したプローブ、１０−２：Ｂ−ｐｏｉｎｔ、１０−３：光照射手段、１０−４：光検出手段、１１−１：図２に示した電子計算機（２−１２）が具備する解析結果の表示画面の１例、１１−２：計測位置を設定、１１−３：計測領域のサイズを設定、１１−４：プローブ、１１−５：Ｂ−ｐｏｉｎｔ、１１−６：保存ボタン、１１−７：光照射位置、１１−８：光検出位置、１３−１：被験者、１３−２：被験者に対するプローブの設定位置、１３−３：Ｂ−ｐｏｉｎｔ、１３−４：トポグラフィ画像、１３−５：タイムコース図、１３−６：トポグラフィ画像上のＢ−ｐｏｉｎｔの位置、１３−７：タイムコース図上のＢ−ｐｏｉｎｔの位置、１５−１：画面、１５−２：被験者の氏名、１５−３：計測日、１５−４：計測結果が保存されているファイル名、１５−５：タスクの名称、１５−６：タスクの名称、１５−７：タスク１に対する血液量変化を示すタイムコース図、１５−８：タスク２に対する血液量変化を示すタイムコース図、１５−９：タスク１に対するトポグラフィ画像、１５−１０：タスク２に対するトポグラフィ画像、１５−１１：被験者上に設定したプローブの位置とＢ−ｐｏｉｎｔの決定位置。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a biological light measurement technique for measuring a metabolite concentration in a living body or a change in the concentration using light.
[0002]
[Prior art]
Being able to know the activity of the human brain will not only enable diagnosis of brain diseases, but also allow one to know the mental state of the person. As a result, it is expected to have a wide range of applications in the medical and welfare fields. As a device for measuring such a brain, there are a positron tomography method, a functional magnetic resonance drawing device, a brain waveform, and the like.
[0003]
On the other hand, in addition to these technologies, the change in blood volume in the cerebral cortex due to brain activity is measured at multiple points using light typified by near-infrared light, and the blood volume change is measured in moving images and still images. (Ecology light measuring device) has already been put to practical use (for example, see Non-Patent Document 1). The measurement technology disclosed in Non-Patent Document 1 and the like will be described below.
[0004]
FIG. 2 shows an apparatus configuration of a measurement method proposed in Non-Patent Document 1 and the like. The test object (2-1) wears a helmet (2-2) for measurement. This helmet includes an optical fiber (2-4) connected to a light irradiator (2-3) represented by a light emitting diode, a semiconductor laser, and a lamp, an avalanche photodiode, and a photodetector (2) represented by a photomultiplier tube. An optical fiber holder (2-7) is provided to connect the optical fiber (2-6) to which the -5) is connected. The optical fibers 2-4 and 2-6 squeeze the hair of the test object (2-1) and lightly contact the scalp. A plurality of the light irradiators are provided, and the output light intensity for each time is managed by the control device (2-8). The control is performed by using a transmission cable (2-9) to connect to a signal processing device (2-10) connected to a photodetector (2-5) and to estimate a change in intensity of light passing through the inside of a living body. Sometimes it is used to do Reference numeral 2-11 denotes an electronic computer typified by a personal computer and a work station, which determines the control content to the control device (2-8) and outputs the processing result of the signal processing device (2-10). Import and analyze. The analysis result is displayed on the screen shown in 2-11.
[0005]
FIG. 3 shows a holder (3-2) for fixing the optical fiber (3-1) connected to the light irradiator and a holder (3-4) for fixing the optical fiber (3-3) connected to the photodetector. 4) shows the path (3-5) of the light propagating between the light source and the light source. Each holder fixes the optical fiber using screws (3-6). These holders are fixed with resin (3-7), and as a result, the tip of the optical fiber is in contact with the scalp (3-8) of the test object.
[0006]
FIG. 3 shows a typical human brain structure. The structure of the brain includes the scalp, the skull (3-9), the cerebrospinal fluid layer (3-10), the cerebral cortex (3-11), and the like. It is known that these living tissues have optical scattering characteristics and absorption characteristics, and in particular, the light scattering characteristics of the skull are large. For this reason, it is known that the light emitted from the light irradiator is scattered by the light scattering characteristic, and the intensity is gradually lost by the light absorption characteristic.
[0007]
Here, the holders shown in the figure are arranged at intervals of about 30 mm. With such an arrangement interval, light emitted from the optical fiber connected to the light irradiator propagates inside the living tissue in a banana shape (3-5) as shown in the figure, and is connected to the photodetector. It is known that the light reaches the optical fiber and is detected. In the measurement, near-infrared light (wavelength: 600 nm to 900 nm) having high transmittance to living tissue is used. 3-12 in the figure indicates a region where the blood volume increases with the activity of the brain. Blood is composed of various substances, and among them, hemoglobin (oxygenated hemoglobin and deoxygenated hemoglobin) is known to absorb near-infrared light used for measurement. As a result, it is known that as the blood volume increases, the intensity of the detected light decreases.
[0008]
FIG. 4 shows an example of a time course showing a change in the detected light intensity accompanying the brain activity shown in FIG. This is a change in intensity of light emitted from a certain light irradiator shown in FIG. 2 and detected by a certain light detector adjacent to the light irradiator. At the time of measurement, a hand grasping motion was performed from 12 seconds to 24 seconds. From 0 seconds to 12 seconds and from 24 seconds to 36 seconds, the subject was instructed to maintain a resting state. It is possible to estimate a blood volume change in a living body from such a blood volume change, and the detailed means is described in Non-Patent Document 1 described above.
[0009]
A major feature of the biological optical measurement device described in Non-Patent Document 1 is that such a light irradiator and a photodetector are two-dimensionally arranged on the scalp of a subject as shown in FIG. It is that you are. As a result, it is possible to visualize the distribution of the change in blood volume accompanying brain activity. FIG. 5 shows an optical fiber holder (5-1, 5-2, 5-3, 5-4) connected to a light irradiator and an optical fiber holder (5-5, 5-6, 5-7, 5-8, and 5-9). The feature is that these holders are spatially alternately arranged at intervals of about 30 mm.
[0010]
Here, FIG. 3 is referred to again. According to FIG. 3, the thickness of the banana shape (3-5) is maximum at the approximate midpoint of the optical fiber holder connected to the light irradiator and the optical fiber holder connected to the light detector. For this reason, it is known that the sensitivity to a change in blood volume is maximized at the approximate middle point. Therefore, this approximately middle point is called a sampling point, and is a point that gives positional information on a change in blood volume detected by a pair of optical fibers. In the figure, there are 12 sampling points including 5-10. Using the information at these 12 sampling points, it is possible to visualize the brain activity as shown in FIGS.
[0011]
FIG. 6 shows a method of displaying a time course of a change in blood volume accompanying brain activity at each sampling point. The spatial arrangement of the twelve time courses (6-1) corresponds to the spatial distribution of the sampling points shown in FIG. The horizontal axis of each time course is time (t), and the vertical axis shows the change in blood volume.
[0012]
FIG. 7 shows the distribution of the blood volume change from the blood volume change in each of the twelve time courses at a certain time t (7-1) in the twelve time courses shown in FIG. The composed topography image (surface image) (7-2) is shown. The shading (7-3) of this topography image indicates the amount of change in blood volume. In these images, it is also possible to specify information on measurement such as the subject's name (7-4) and the measurement date (7-5).
[0013]
In the above-described conventional technical background, an anatomical image on the brain surface is photographed using a magnetic resonance imaging apparatus (MRI), and a topography image is pasted on the image (imposition). ) Has been proposed (for example, see Non-Patent Document 2).
[0014]
[Non-patent document 1]
Atsushi Maki, et al. : “Spatial and temporal analysis of human motor activity (spatiotemporal analysis of activation state of human motor cortex)”, Medical Physics, Vol. 22 (No. 12) pp. 1997-2005 (1995)
[Non-patent document 2]
Eiju Watanabe, et al. : "Non-invasive assessment of language dominance with neon-infrared spectroscopic mapping (non-invasive evaluation of language-dominant hemisphere using near-infrared light)", Neuroscience 29. 49-52
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
In the time courses and images shown in FIG. 6 and FIG. 7, even if the change in blood volume can be visualized, the correspondence with the active site of the brain cannot be recorded.
[0016]
FIG. 8 shows the shape of the human brain and the distribution of functional areas. As shown in FIG. 8, the functions related to language generation, attention, and exercise planning are frontal lobes (8-1), language functions (8-2), auditory functions (8-3), motor functions (8-4), and sensory functions. It is known that the function (8-5) exists in the temporal region and the visual function exists in the occipital region (8-6).
[0017]
The measurement device shown in FIG. 2 enables visualization of a change in blood volume accompanying brain activity in a localized functional area, but the correspondence between the images shown in FIGS. Is not clear. For this reason, in the images shown in FIGS. 6 and 7, since the function-localized portion is not displayed, it is unclear which portion is measured after the measurement.
[0018]
As a method for solving this problem, there is a method proposed in Non-Patent Document 2 described above. However, this method has the following problems.
[0019]
First, since this magnetic resonance imaging apparatus is large and requires a magnetically shielded room, it requires a special inspection room. For this reason, the fact that this device can be introduced is limited to special large-scale hospitals, and imaging is difficult in small hospitals such as clinics. On the other hand, the biological optical measurement device shown in FIG. 2 is small because it uses a semiconductor light source / detector, optical fiber, and electronic computer. This makes it possible to measure brain function even in small hospitals. However, in such hospitals, it is difficult to clarify the correspondence with functional parts, and as a result, the subject (patient) visits a large hospital and uses a porcelain resonance drawing apparatus to perform anatomy on the brain surface. Must capture a target image.
[0020]
Secondly, in connection with the first case, taking an image of a brain surface using a magnetic resonance imaging apparatus costs money even if health insurance is applied as a result. If a cost-free measurement method is established, the economic burden on the subject (patient) can be reduced as a result.
[0021]
Third, when capturing an anatomical image using a magnetic resonance imaging apparatus, it is necessary to fix the position of the head with respect to the measurement apparatus. This makes it difficult for the subject to move during the examination. For this reason, it is difficult for a subject who is not good at standing still to capture an anatomical image on the brain surface using this magnetic resonance imaging apparatus.
[0022]
For these reasons, the development of a measurement method that clarifies the correspondence between the topography image showing the measurement result and the functional part more easily has been desired.
[0023]
The present invention has been made in view of the above points, and a biological light measurement technique capable of measuring a measured part with high reproducibility at low cost without using a functional part imaging device such as a magnetic resonance drawing apparatus. The purpose is to provide.
[0024]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have found the following findings regarding functional areas of the brain. The present invention is based on this new finding.
[0025]
That is, as shown in FIG. 9, for example, the outer corner of the eye (9-1), the pinna (the entrance of the external auditory canal) (9-2), and the rear part (9-3) of the broker area (hereinafter, B-point (B-point)) ) Spatially form a substantially equilateral triangular positional relationship. This place is adjacent to human-specific brain functions such as language function, motor function, frontal lobe, auditory function, etc.It is extremely important for brain function measurement, not only for research but also for clinical use. is there.
[0026]
Therefore, if the position of the functional part of the brain can be roughly specified from the apparent structure of the human, for example, the functional part localized without using a device for imaging the structural information of the brain represented by a magnetic resonance drawing device Can be estimated. As a result, as shown in FIG. 10, the arrangement position of the probe (10-1) including the light irradiation means (10-3) and the light detection means (10-4) connected to the light irradiation device and the light detector, respectively. Relative position relationship between B-point (10-2) and B-point (10-2) (in other words, a range surrounded by a plurality of light irradiation positions and light detection positions is a measurement area, and the relative positional relationship between the measurement region and B-point) Can be determined. In addition, as a result, the user can easily grasp the position of the part displayed by the obtained topography image, and it is possible to leave a record in a medical chart or the like after the measurement. If it becomes possible to record on the medical record, for example, when it is necessary to repeatedly measure the subject, such as when measuring the recovery process of a brain disease, the mounting position of the probe (10-1) is reproduced. It is very effective for improving the performance.
[0027]
Hereinafter, a typical configuration example of the present invention will be described.
[0028]
(1) A biological light measuring device according to the present invention includes a light irradiating unit for irradiating a subject with light, and a light detecting unit for detecting passing light emitted from the light irradiating unit and propagated in the subject. Is attached to a measurement area on the subject, and a part determined by a light irradiation position of the light irradiation means and a light detection position of the light detection means is detected by the light detection means as a measurement part. In a biological optical measurement device configured to measure information in a subject based on the obtained signal, the measurement is performed using a specific functional part (for example, a broker area that controls a language function) on the subject as a reference point. The information is superimposed and displayed together with a part (information on the measurement position, information on the size of the measurement area, information on the arrangement position of the probe (including information on the rotation angle), and information on the position of the B-point). And to Serial characterized by being configured to determine a position on the subject.
[0029]
(2) In the living body light measurement device, the specific functional part is displayed on a screen as a marker (for example, using a graphic indicating a position of a B-point), and is mounted on the subject. It is characterized in that it is configured to be superimposed on an image showing the probe or a display image of information detected from the measurement site.
[0030]
(3) In the living body optical measurement device, the specific functional part is displayed on a screen as a marker, and an image showing the probe mounted on the measurement area and information of information detected from the measurement part are displayed. It is characterized in that the display is superimposed on the display image (for example, the measurement information is displayed on the screen in correspondence with the relative positional relationship of the measurement area, and the mark is superimposed on the display).
[0031]
(4) A living body light measuring device according to the present invention includes a probe including: a light irradiating unit that irradiates light to a living body; and a light detecting unit that detects light transmitted from the light irradiating unit and transmitted through the living body. , Mounted on the measurement area on the living body, and detected by the light detection means, with a substantially middle point between the light irradiation position of the light irradiation means and the light detection position of the light detection means as a measurement site. In a biological optical measurement device configured to measure information in the living body and display an image based on the signal, a means for recording a specific functional part of the living body as a reference point, and displaying the reference point and the measurement part on a screen. Means for superimposing and displaying the measurement position on the living body is obtained based on the reference point.
[0032]
(5) In the living body light measurement device, the display unit displays the reference point as a marker on a screen, and is detected from an image indicating the probe mounted on the measurement region or from the measurement site. It is characterized by being configured so as to be superimposed on a display image of information.
[0033]
(6) In the living body optical measurement device, the display unit displays the reference point as a marker on a screen, and displays an image indicating the probe mounted on the living body and information detected from the measurement site. Is superimposed and displayed on the display image.
[0034]
(7) In the living body light measurement device, the display image is a surface image showing a measurement result in the measurement region, or an image in which a time course measured from the measurement region is arranged corresponding to the measurement region, or It is characterized by being both images.
[0035]
(8) In the living body light measuring device, the specific functional part is set based on a relative positional relationship between the plurality of functional parts of the subject or the living body. In particular, the specific functional part is set based on a positional relationship of a substantially equilateral triangle formed by the positions of three functional fields of the subject or the head of the living body.
[0036]
(9) In the biological light measurement device, the probe has a configuration in which the light irradiation unit and the light detection unit are alternately and two-dimensionally arranged.
[0037]
(10) In the living body light measurement device, the display unit displays a plurality of pieces of measurement information obtained by measuring the measurement site in different task sequences on the same screen, and superimposes each of the measurement information on the reference point. The display is configured to be displayed.
[0038]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the biological light measurement device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0039]
FIG. 11 shows an embodiment of an image display by the biological light measurement device according to the present invention. 11-1 is an example of an analysis result display screen provided in the computer (2-12) shown in FIG. First, a measurement position is set in 11-2. As a setting method, for example, the measurement position is set to four positions of the frontal head, the left head, the right head, and the back of the head, and a position to be measured is first selected from the four positions. In this figure, as an example, the left head is selected, and as a result, a screen (in this figure, a left hemisphere portion is shown) for presenting to the user that the probe is attached to the left head is displayed.
[0040]
Next, the size of the measurement area is determined using 11-3. This is because, in the present biological optical measurement device, for example, when it is desired to measure a motor function, a probe is placed around a motor area, and when it is desired to measure a brain function of a frontal lobe, the probe is placed around the frontal lobe (that is, “forehead”). This is because the shape of various measurement areas can be determined according to the purpose of measurement, such as arranging a belt-shaped probe on the upper part. 11-7 and 11-8 in the figure indicate a light irradiation position and a light detection position, respectively, and a region surrounded by these is a measurement region.
[0041]
When the size is determined, a probe (11-4) corresponding to the size is displayed on the screen (11-4). The position and rotation angle of this probe screen can be set using an input device represented by a mouse or a keyboard. After the setting is completed, the position of the functional part (B-point) estimated from the positional relationship with the position of the face of the face represented by the ear or the eye by the method represented by FIG. (Using an input device such as a mouse or a keyboard) (11-5). When the setting is completed, the save button shown in 11-6 is pressed. As a result, the information of the measurement position, the information of the size of the measurement area, the information of the arrangement position of the probe (including the information of the rotation angle), and the information of the position of the B-point shown in FIG. 2 is stored in a data storage device provided in a computer (2-10) represented by a personal computer and a workstation shown in FIG. The process shown in FIG. 11 may be performed before the brain function measurement or may be performed after the brain function measurement without any problem. And the user (doctor or laboratory technician) may set it freely.
[0042]
Next, a method of displaying a topographic image using the setting method shown in FIG. 11 will be described below with reference to FIGS. 1, 12, 13, 14, and 15.
[0043]
FIG. 12 illustrates a method of performing a task in performing brain function measurement. In the figure, a task (Task) and a rest (Res) are performed alternately. By using this measurement method, for example, it is possible to measure a finger movement function, a language function, and the like. In these measurements, it is preferable that the task period is about 15 seconds and the rest period is about 30 seconds. Of course, these values can be freely determined in consideration of the test content in consideration of the subject's fatigue with the test content. There is no problem even if it is set to a value.
[0044]
FIG. 1 shows an example of a method of displaying a topography image (surface image) measured using the task sequence shown in FIG. This figure shows the screen (1-1) displayed on the screen (2-12) provided in the computer (2-11) represented by the personal computer and the workstation shown in FIG.
[0045]
1-2, 1-3, and 1-4 indicate the name of the subject, the measurement date, and the name of the file in which the measurement result is stored, respectively. Reference numerals 1-5 and 1-6 denote a topography image indicating a measurement result and a time course indicating a change in blood volume at each corresponding sampling point. The size of these images and time course matches the size of the measurement area. In FIG. 1, in order to more clearly show the user the time variation of the blood volume change, a time display diagram of a time course corresponding to the change of the time (1-8) in the time display bar (1-7) ( 1-9) changes in conjunction with each other, and further, the topography image shown in 1-5 changes in synchronization with these synchronized changes.
[0046]
Here, the circular markers (1-10, 1-11) superimposed and displayed on the topography image (1-5) and the time course diagram (1-6) are shown in FIG. Further, in synchronization with these interlocked changes, the topographic images indicated by 1-5 change in synchronism. Here, the topographic image (1-5) and the circular markers (1-10, 1-11) shown in the time course diagram (1-6) correspond to the B-point input by the method shown in FIG. The position of is shown. Of course, the positions of these B-points must be spatially linked to the positions of the B-points input by the method shown in FIG. In order to realize this interlocking, information stored in a data storage device provided in a computer (2-10) represented by a personal computer and a workstation shown in FIG. The setting position of the B-point shown in FIG. 11 may be read, and the B-point may be displayed on the topography image (1-5) and the time course diagram (1-6).
[0047]
By using this method, the setting position of the probe with respect to the brain function site becomes clear on the topography image and the time course diagram. It is easier to compare information. In this embodiment, there is a switching mechanism for visualizing the B-point in 1-12. By using this switching mechanism, it is possible to blink the display of the B-point on the topography image and the time course diagram. It becomes.
[0048]
Next, FIG. 13 shows another example of the image display method according to the present invention. In this example, a screen displaying the probe setting position (13-2) and the B-point (13-3) for the subject (13-1) shown in FIG. 11 is displayed on the topography image shown in FIG. (13-4) and the time course diagram (13-5). Also in this example, the position (13-3) of the B-point set on the figure of the subject is the position (13-6) of the B-point on the topography image, and the position (13-3) of the B-point on the time course diagram. -7) is displayed.
[0049]
14 and 15 show still another example of the image display method according to the present invention. FIG. 14 shows an example of a task sequence used for a psychological test or the like. In this embodiment, four types of tasks are performed in random order in the order of 1, 2, 3, 4, 2, 1, 4, 3, 1, 3, 4, and 2 with respect to the passage of time. . Such a task is used for a test in which a plurality of types of tasks are given to a subject and a difference in brain response is detected. Here, the task types 1, 2, 3, and 4 are set so that the appearance intervals are substantially equal, and furthermore, the same tasks are not continued. As a result, habituation (accustomed) for various tasks can be reduced.
[0050]
FIG. 15 shows a display method when the task shown in FIG. 14 is performed. This figure shows the screen (15-1) displayed on the screen (2-11) provided in the computer (2-11) represented by the personal computer and the workstation shown in FIG.
[0051]
15-2, 15-3, and 15-4 indicate the name of the subject, the measurement date, and the name of the file in which the measurement result is stored, respectively. 15-5 and 15-6 describe the names of two types of tasks selected from the four types of tasks shown in FIG. 14, respectively. In the present embodiment, the result of selecting task 1 is shown in 15-5, and the result of selecting task 2 is shown in 15-6. However, 15-5 and 15-6 show the results of the four types of tasks described above. Any task may be selected. 15-7 and 15-8 are time course diagrams showing changes in blood volume for tasks 1 and 2, respectively, and 15-9 and 15-10 are topography images for tasks 1 and 2 respectively. Also, 15-11 indicates the position of the probe set on the subject and the determined position of the B-point. Also, in the drawing, the circle-shaped markers shown on 15-7, 15-8, 15-9, and 15-10 similarly indicate B-points. The positions of all these B-points are spatially interlocked, and in order to realize this interlocking, a computer (2-10) represented by a personal computer and a workstation shown in FIG. The B-point setting position shown in FIG. 11 may be read out from the information stored inside the data storage device provided in the above and displayed.
[0052]
By using this method, the setting position of the probe with respect to the brain function site becomes clear on the topography image and the time course diagram. It is easier to compare information. Further, it becomes easy for the user to examine the comparison of the brain activity between the tasks while associating the comparison with the position of the functional area.
[0053]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the bio-optical measurement technique which can paste a site | part of a brain function on the image which shows the brain activity in the cerebral cortex without using a functional site | part imaging apparatus, such as a magnetic resonance drawing apparatus, implement | achieves low cost Thus, a biological optical measurement device having high reproducibility can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view for explaining an example (2) of a screen display by the biological light measurement device of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a conventional biological light measurement device.
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of an optical fiber holder.
FIG. 4 is a diagram illustrating a change in detected light intensity accompanying brain activity.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an arrangement method of a light irradiator and a light detector.
FIG. 6 is a view for explaining a method of displaying a time course of a blood volume change accompanying brain activity at each sampling point.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a topography image.
FIG. 8 is a diagram illustrating the shape of the human brain and the distribution of functional areas.
FIG. 9 is a view for explaining the spatial positional relationship between the outer corner of the eye, the auricle (entrance of the external auditory meatus), and the rear part of the broker area.
FIG. 10 is a diagram showing a relationship between an arrangement position of a holder connected to a light irradiator and a photodetector and B-point.
FIG. 11 is a view for explaining an example (1) of a screen display by the biological light measurement device of the present invention.
FIG. 12 is a diagram illustrating a task sequence (1) according to the present invention.
FIG. 13 is a view for explaining an example (3) of a screen display by the living body light measurement device of the present invention.
FIG. 14 is a diagram illustrating a task sequence (2) according to the present invention.
FIG. 15 is a view for explaining an example (4) of a screen display by the living body light measuring device of the present invention.
[Explanation of symbols]
1-1: Screen, 1-2: Name of subject, 1-3: Measurement date, 1-4: File name in which measurement results are stored, 1-5: Topography image showing measurement results, 1-6: 1-7: Time display bar, 1-8: Time display, 1-9: Time display diagram, 1-10: B-point, 1-11: B -Point, 1-12: switching mechanism for visualization of B-point, 2-1: inspected object (2-1), 2-2: helmet, 2-3: typified by light emitting diode, semiconductor laser and lamp Light irradiator, 2-4: optical fiber, 2-5: photodetector represented by avalanche photodiode, photomultiplier tube, 2-6: optical fiber, 2-7: optical fiber holder, 2-8: control Device, 2-9: transmission cable, 2-10: signal processing device 2-11: Screen, 3-1: Optical fiber, 3-2: Holder for fixing optical fiber, 3-3: Optical fiber connected to photodetector, 3-4: Holder for fixing optical fiber, 3- 5: light propagation path, 3-6: screw, 3-7: resin, 3-8: scalp of the subject, 3-9: skull, 3-10: cerebrospinal fluid layer, 3-11: cerebral cortex, 3-12: Area where blood volume increased due to brain activity, 5-1: Optical fiber holder connected to light irradiator, 5-2: Optical fiber holder connected to light irradiator, 5-3: Light 5-4: Optical fiber holder connected to light detector, 5-5: Optical fiber holder connected to light detector, 5-6: Optical fiber holder connected to light detector , 5-7: Optical fiber holder connected to photodetector, 5-8: Optical fiber holder connected to photodetector Ba holder, 5-9: Optical fiber holder connected to photodetector, 5-10: Sampling point, 6-1: Time course of 12 sheets, 7-1: Time t, 7-2: Distribution of blood volume change 7-3: Shading of topography image, 7-4: Name of subject, 7-5: Measurement date, 8-1: Frontal lobe, 8-2: Language function, 8-3: Auditory function , 8-4: motor function, 8-5: sensory function, 8-6: visual function, 9-1: outer corner of the eye, 9-2: auricle (entrance of external auditory canal), 9-3: rear part of broker area (B) -Point (B-point)), 10-1: probe connected to a light irradiator or photodetector, 10-2: B-point, 10-3: light irradiating means, 10-4: light detecting means, 11- 1: One example of a display screen of the analysis result provided in the computer (2-12) shown in FIG. 1-2: Set measurement position, 11-3: Set size of measurement area, 11-4: Probe, 11-5: B-point, 11-6: Save button, 11-7: Light irradiation position, 11 -8: light detection position, 13-1: subject, 13-2: probe setting position with respect to the subject, 13-3: B-point, 13-4: topography image, 13-5: time course diagram, 13-6 : Position of B-point on topography image, 13-7: position of B-point on time course diagram, 15-1: screen, 15-2: name of subject, 15-3: measurement date, 15-4 : File name in which measurement results are stored, 15-5: name of task, 15-6: name of task, 15-7: time course diagram showing change in blood volume for task 1, 15-8: time course for task 2 Show changes in blood volume Imukosu Figure, 15-9: topographic image for task 1, 15-10: topographic image for Task 2, 15-11: position of the probe set on the subject and determining the position of the B-point.
