JP2010115252A - ホルダー - Google Patents
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Abstract
【課題】 複数の遮光部品を用いることで、ある特定の測定対象部位からの受光量情報のみを得たいときには、ある特定の測定対象部位に対応する測定対象表面のみを覆うことができ、さらに破れたときには、一部の遮光部品のみを交換することができるホルダーを提供すること。
【解決手段】 送光プローブ12又は受光プローブ13を1個ずつ保持するソケット部31aと、ソケット部31aを設定距離で連結する連結部31bとを有する複数の一の字形状のホルダー部品31と、光を透過しない複数の遮光部品6とを備え、複数のホルダー部品31が用いられて組み立てられることにより、網形状のホルダー11が形成され、網形状のホルダー11における一のホルダー部品31と他のホルダー部品31との間に形成される複数の空間を通過して測定対象内部に入射しようとする光を、複数の遮光部品6が複数の空間に配置されることにより、遮光することを特徴とする。
【選択図】図2
【解決手段】 送光プローブ12又は受光プローブ13を1個ずつ保持するソケット部31aと、ソケット部31aを設定距離で連結する連結部31bとを有する複数の一の字形状のホルダー部品31と、光を透過しない複数の遮光部品6とを備え、複数のホルダー部品31が用いられて組み立てられることにより、網形状のホルダー11が形成され、網形状のホルダー11における一のホルダー部品31と他のホルダー部品31との間に形成される複数の空間を通過して測定対象内部に入射しようとする光を、複数の遮光部品6が複数の空間に配置されることにより、遮光することを特徴とする。
【選択図】図2
Description
本発明は、ホルダーに関し、さらに詳細には非侵襲で脳活動を測定するためのホルダーに関する。
ヘモグロビンは、血液中で酸素を運搬する役割を果たしている。血液中に含まれるヘモグロビン濃度は、血管の拡張・収縮に応じて増減するため、ヘモグロビン濃度を測定することによって、血管の拡張・収縮を検出することが知られている。
そこで、ヘモグロビン濃度が生体内部の酸素代謝機能に対応することを利用することにより、光を用いて生体内部を簡便に非侵襲で計測する生体計測方法が知られている。ヘモグロビン濃度は、可視光から近赤外領域までの波長の光を生体に照射することにより、生体を透過して得られる光の量から求められる。
そこで、ヘモグロビン濃度が生体内部の酸素代謝機能に対応することを利用することにより、光を用いて生体内部を簡便に非侵襲で計測する生体計測方法が知られている。ヘモグロビン濃度は、可視光から近赤外領域までの波長の光を生体に照射することにより、生体を透過して得られる光の量から求められる。
さらに、ヘモグロビンは、酸素と結合してオキシヘモグロビンとなり、一方、酸素と離れてデオキシヘモグロビンとなる。脳内では、血流再配分作用によって活性化している部位には酸素供給が行われ、酸素と結合したオキシヘモグロビン濃度が増加することも知られている。よって、オキシヘモグロビン濃度を計測することにより、脳活動の観察に応用することができる。オキシヘモグロビンとデオキシヘモグロビンとは、可視光から近赤外領域にかけて異なる分光吸収スペクトル特性を有しているので、異なる2波長(例えば、780nmと850nm)の近赤外光を用いてオキシヘモグロビン濃度とデオキシヘモグロビン濃度とをそれぞれ求めることができる。
そこで、簡便に非侵襲で脳活動を計測するために、送光プローブと受光プローブとを備える光計測装置が開発されている。光計測装置では、被検体の頭皮表面上に配置した送光プローブにより、脳に近赤外光を照射するとともに、頭皮表面上に配置した受光プローブにより、脳から放出された近赤外光の光量を検出する。このようにして送光プローブと受光プローブとを用いることにより、脳の測定部位のオキシヘモグロビン濃度、デオキシヘモグロビン濃度、さらにはこれらから算出される全ヘモグロビン濃度を求める。
ここで、送光プローブと受光プローブとのプローブ間隔(チャンネル)と、脳の測定部位との関係について説明する。図5(a)は、一対の送光プローブ及び受光プローブと、脳の測定部位との関係を示す断面図であり、図5(b)は、図5(a)の平面図である。
送光プローブ12が被検体の頭皮表面の送光点Tに押し当てられるとともに、受光プローブ13が被検体の頭皮表面の受光点Rに押し当てられる。そして、送光プローブ12から光を照射させるとともに、受光プローブ13に頭皮表面から放出される光を検出させる。このとき、光は、頭皮表面の送光点Tから照射された光のうちで、バナナ形状(測定領域)を通過した光が、頭皮表面の受光点Rに到達する。これにより、測定領域の中でも、特に送光点Tと受光点Rとを被検体の頭皮表面に沿って最短距離で結んだ線Lの中点Mから、送光点Tと受光点Rとを被検体の頭皮表面に沿って最短距離で結んだ線の距離の半分の深さL/2である被検体の部位Sの受光量情報(オキシヘモグロビン濃度、デオキシヘモグロビン濃度、さらにはこれらから算出される全ヘモグロビン濃度)が得られる。
送光プローブ12が被検体の頭皮表面の送光点Tに押し当てられるとともに、受光プローブ13が被検体の頭皮表面の受光点Rに押し当てられる。そして、送光プローブ12から光を照射させるとともに、受光プローブ13に頭皮表面から放出される光を検出させる。このとき、光は、頭皮表面の送光点Tから照射された光のうちで、バナナ形状(測定領域)を通過した光が、頭皮表面の受光点Rに到達する。これにより、測定領域の中でも、特に送光点Tと受光点Rとを被検体の頭皮表面に沿って最短距離で結んだ線Lの中点Mから、送光点Tと受光点Rとを被検体の頭皮表面に沿って最短距離で結んだ線の距離の半分の深さL/2である被検体の部位Sの受光量情報(オキシヘモグロビン濃度、デオキシヘモグロビン濃度、さらにはこれらから算出される全ヘモグロビン濃度)が得られる。
また、運動や感覚や思考等の脳機能に関する脳の複数箇所の測定部位のヘモグロビン濃度等を計測することにより、脳機能診断や循環器系障害診断等の医療分野に適用される光計測装置が開発されている。
このような光計測装置では、例えば、複数の送光プローブと、複数の受光プローブとを有する送受光部が利用されている(例えば、特許文献1参照)。送受光部においては、複数の送光プローブと、複数の受光プローブとを所定の配列で被検体の頭皮表面に密着させるために、ホルダーが使用される。ホルダーには貫通孔が複数個設けられ、送光プローブと受光プローブとがそれらの貫通孔に挿入されることによって、チャンネルが一定となり、頭皮表面から特定の深度となる複数箇所の部位から受光量情報が得られる。
このような光計測装置では、例えば、複数の送光プローブと、複数の受光プローブとを有する送受光部が利用されている(例えば、特許文献1参照)。送受光部においては、複数の送光プローブと、複数の受光プローブとを所定の配列で被検体の頭皮表面に密着させるために、ホルダーが使用される。ホルダーには貫通孔が複数個設けられ、送光プローブと受光プローブとがそれらの貫通孔に挿入されることによって、チャンネルが一定となり、頭皮表面から特定の深度となる複数箇所の部位から受光量情報が得られる。
また、頭皮表面の曲率は、男女差、年齢差、個人差によって異なるために、様々な曲率を有する面に対して密着することができるホルダーも開発されている(例えば、特許文献2参照)。図6は、送受光部における18個の送光プローブと18個の受光プローブと1枚の遮光布との位置関係を示す平面図である。また、図7は、ホルダー部品とソケットと遮光布と送光プローブとを示す分解斜視図であり、図8(a)は、図6に示すC―C線の一部の断面図であり、図8(b)は、図6に示すD―D線の一部の断面図である。
ホルダー71は、60個のホルダー部品61と、36個のソケット33と、1枚の遮光布66とからなる。
ホルダー部品61は、一の字形状である。そして、ホルダー部品61は、両端に円形状のソケット部61aと、両端のソケット部61aをチャンネル長さ(設定距離)で連結する連結部61bとを有する。
ソケット33は、送光プローブ12又は受光プローブ13を保持するメス型ソケット33bと、ホルダー部品61に固定するために用いられるナット33aとからなる。メス型ソケット33bは、円形状の底部と、円筒形状の本体部とを有し、その内側に送光プローブ12又は受光プローブ13が挿入されるとともに、本体部の外側にナット33aが螺合されるネジが設けられている。また、ナット33aは、円形状であり、その内側にメス型ソケット33bに螺合されるメスネジが設けられている。
ホルダー71は、60個のホルダー部品61と、36個のソケット33と、1枚の遮光布66とからなる。
ホルダー部品61は、一の字形状である。そして、ホルダー部品61は、両端に円形状のソケット部61aと、両端のソケット部61aをチャンネル長さ(設定距離)で連結する連結部61bとを有する。
ソケット33は、送光プローブ12又は受光プローブ13を保持するメス型ソケット33bと、ホルダー部品61に固定するために用いられるナット33aとからなる。メス型ソケット33bは、円形状の底部と、円筒形状の本体部とを有し、その内側に送光プローブ12又は受光プローブ13が挿入されるとともに、本体部の外側にナット33aが螺合されるネジが設けられている。また、ナット33aは、円形状であり、その内側にメス型ソケット33bに螺合されるメスネジが設けられている。
そして、60個のホルダー部品61と、36個のソケット33とを用いて組み立てることにより、網形状のホルダー71を形成している。さらに、組み立てられた網形状のホルダー71のソケット33に、被覆部材15が外周面に装着された送光プローブ12と、被覆部材15が外周面に装着された受光プローブ13とを行方向と列方向とに交互となるように挿入することによって、図6に示すような送受光部70を形成している。
なお、送受光部70は、頭皮から脳までの距離が考慮されて設計されているため、被検体が成人であれば、送光プローブ12と受光プローブ13との間の距離(チャンネル)を30mmとしたものが用いられる。チャンネルが30mmである場合には、上述したようにチャンネルの中点からの深度15mm〜20mmの受光量情報が得られると考えられている。すなわち、頭皮表面から深度15mm〜20mmの位置は脳表部位にほぼ対応し、脳活動に関した受光量情報が得られる。また、送光プローブ12から照射された光は、隣接する受光プローブ13以外の離れた受光プローブ13でも検出されるが、ここでは説明を簡単にするため、隣接する受光プローブ13のみで検出されることとする。よって、合計60箇所の脳表部位(測定対象部位)からの受光量情報が得られる。
なお、送受光部70は、頭皮から脳までの距離が考慮されて設計されているため、被検体が成人であれば、送光プローブ12と受光プローブ13との間の距離(チャンネル)を30mmとしたものが用いられる。チャンネルが30mmである場合には、上述したようにチャンネルの中点からの深度15mm〜20mmの受光量情報が得られると考えられている。すなわち、頭皮表面から深度15mm〜20mmの位置は脳表部位にほぼ対応し、脳活動に関した受光量情報が得られる。また、送光プローブ12から照射された光は、隣接する受光プローブ13以外の離れた受光プローブ13でも検出されるが、ここでは説明を簡単にするため、隣接する受光プローブ13のみで検出されることとする。よって、合計60箇所の脳表部位(測定対象部位)からの受光量情報が得られる。
ところで、網形状のホルダー71を用いて正方格子状に配置された送光プローブ12と受光プローブ13とを、図9に示すように被検体の頭皮表面に装着することになるが、網形状のホルダー71における一のホルダー部品61と他のホルダー部品61との間に形成される25個の四角形の空間を通過して頭部内部に入射する光を遮光するために、図6〜図8に示すようにホルダー71には1枚の遮光布66が装着されている。
遮光布66は、被検体の頭皮表面に密着するように、伸縮性を有する黒色の生地である。そして、遮光布66の大きさは、網形状のホルダー71における一のホルダー部品61と他のホルダー部品61との間に形成される25個の四角形の空間から頭部内部(測定対象内部)に入射する光を遮光するように、網形状のホルダー71よりやや大きいものとなっている。また、遮光布66には、送光プローブ12又は受光プローブ13を貫通させるための6×6個の円形状の貫通孔66aが開けられている。
これにより、図7に示すように、遮光布66の貫通孔66aにメス型ソケット33bの本体部を挿入して、さらに一のホルダー部品61のソケット部61aと他のホルダー部品61のソケット部61aとを重ね合わせ、2個のソケット部61aの貫通孔にメス型ソケット33bの本体部を挿入して、メス型ソケット33bの底部とナット33aとで挟み込んで締付けることによって、ホルダー部品61とソケット33と遮光布66とを固定している。
特開2001−337033号公報
特開2007−111407号公報
遮光布66は、被検体の頭皮表面に密着するように、伸縮性を有する黒色の生地である。そして、遮光布66の大きさは、網形状のホルダー71における一のホルダー部品61と他のホルダー部品61との間に形成される25個の四角形の空間から頭部内部(測定対象内部)に入射する光を遮光するように、網形状のホルダー71よりやや大きいものとなっている。また、遮光布66には、送光プローブ12又は受光プローブ13を貫通させるための6×6個の円形状の貫通孔66aが開けられている。
これにより、図7に示すように、遮光布66の貫通孔66aにメス型ソケット33bの本体部を挿入して、さらに一のホルダー部品61のソケット部61aと他のホルダー部品61のソケット部61aとを重ね合わせ、2個のソケット部61aの貫通孔にメス型ソケット33bの本体部を挿入して、メス型ソケット33bの底部とナット33aとで挟み込んで締付けることによって、ホルダー部品61とソケット33と遮光布66とを固定している。
しかしながら、遮光布66の貫通孔66aにメス型ソケット33bの本体部を挿入して、メス型ソケット33bの底部とナット33aとで挟み込んで締付けることによって、ホルダー部品61とソケット33と遮光布66とを固定することになるが、ホルダー部品61とソケット33と遮光布66とを固定する際に、貫通孔66aから遮光布66が破れることがあった。このように遮光布66が破れたときには、新品の遮光布66を準備する必要があった。
また、送受光部70では60箇所の脳表部位からの受光量情報を得ることができるが、60箇所全ての脳表部位からの受光量情報を得る必要がなく、ある特定(例えば、図6中の白点線で囲まれる12箇所)の脳表部位からの受光量情報のみを得る測定もあり、遮光布66では頭皮表面の大面積(25個の四角形の空間)を常に覆うことになり、ある特定の脳表部位からの受光量情報のみを得たいときにも、被検体にとって頭部の通気性が悪くなっていた。
そこで、本発明は、複数の遮光部品を用いることで、ある特定の測定対象部位からの受光量情報のみを得たいときには、ある特定の測定対象部位に対応する測定対象表面のみを覆うことができ、さらに破れたときには、一部の遮光部品のみを交換することができるホルダーを提供することを目的とする。
また、送受光部70では60箇所の脳表部位からの受光量情報を得ることができるが、60箇所全ての脳表部位からの受光量情報を得る必要がなく、ある特定(例えば、図6中の白点線で囲まれる12箇所)の脳表部位からの受光量情報のみを得る測定もあり、遮光布66では頭皮表面の大面積(25個の四角形の空間)を常に覆うことになり、ある特定の脳表部位からの受光量情報のみを得たいときにも、被検体にとって頭部の通気性が悪くなっていた。
そこで、本発明は、複数の遮光部品を用いることで、ある特定の測定対象部位からの受光量情報のみを得たいときには、ある特定の測定対象部位に対応する測定対象表面のみを覆うことができ、さらに破れたときには、一部の遮光部品のみを交換することができるホルダーを提供することを目的とする。
上記課題を解決するためになされた本発明のホルダーは、光を照射する送光プローブと、光を受光する受光プローブとが交互に設定距離で並べられるように保持して、測定対象表面に装着されることにより、当該測定対象表面から所定の深さに位置する測定対象部位に関する受光量情報を取得するためのホルダーであって、前記送光プローブ又は受光プローブを1個ずつ保持するソケット部と、少なくとも2個のソケット部を設定距離で連結する連結部とを有する複数の一の字形状のホルダー部品と、光を透過しない複数の遮光部品とを備え、一のホルダー部品のソケット部と他のホルダー部品のソケット部とが重ね合わせられるようにして、複数のホルダー部品が用いられて組み立てられることにより、網形状のホルダーが形成され、網形状のホルダーにおける一のホルダー部品と他のホルダー部品との間に形成される複数の空間を通過して測定対象内部に入射しようとする光を、複数の遮光部品が複数の空間に配置されることにより、遮光するようにしている。
本発明のホルダーによれば、複数の遮光部品を用いて、網形状のホルダーにおける一のホルダー部品と他のホルダー部品との間に形成される複数の空間から測定対象内部に入射する光を遮光する。例えば、1個の空間には1個の遮光部品を用いて光を遮光するようにしたり、2個の空間には1個の遮光部品を用いて光を遮光するようにしたりする。
これにより、ある特定の測定対象部位からの受光量情報のみを得たいときには、ある特定の測定対象部位に対応する測定対象表面から測定対象内部に入射する光を遮光するために、全ての空間を遮光することなく、数個の空間に遮光部品を配置することができる。
また、1個の遮光部品が破れたり汚れたりしたときには、1個の遮光部品のみを新品の1個の遮光部品と交換することができる。
これにより、ある特定の測定対象部位からの受光量情報のみを得たいときには、ある特定の測定対象部位に対応する測定対象表面から測定対象内部に入射する光を遮光するために、全ての空間を遮光することなく、数個の空間に遮光部品を配置することができる。
また、1個の遮光部品が破れたり汚れたりしたときには、1個の遮光部品のみを新品の1個の遮光部品と交換することができる。
以上のように、本発明のホルダーによれば、複数の遮光部品を用いることで、ある特定の測定対象部位からの受光量情報のみを得たいときには、ある特定の測定対象部位に対応する測定対象表面のみを覆うことができ、さらに破れたときには、一部の遮光部品のみを交換することができる。
(その他の課題を解決するための手段及び効果)
また、本発明のホルダーは、前記遮光部品の一面は、前記連結部の上面又は下面と脱着可能であるようにしてもよい。
ここで、「脱着可能」とするための構成としては、特に限定されるものではないが、例えば、フックとループとからなる面ファスナー等が挙げられる。
本発明のホルダーによれば、連結部の上面又は下面に遮光部品を容易に固定したり取り外したりすることができる。
さらに、本発明のホルダーは、1個の空間には、1個の遮光部品が配置されるようにしてもよい。
本発明のホルダーによれば、1個の空間には1個の遮光部品を用いることで、ある特定の測定対象部位からの受光量情報のみを得たいときには、ある特定の測定対象部位に対応する測定対象表面のみを確実に覆うことができる。
また、本発明のホルダーは、前記遮光部品の一面は、前記連結部の上面又は下面と脱着可能であるようにしてもよい。
ここで、「脱着可能」とするための構成としては、特に限定されるものではないが、例えば、フックとループとからなる面ファスナー等が挙げられる。
本発明のホルダーによれば、連結部の上面又は下面に遮光部品を容易に固定したり取り外したりすることができる。
さらに、本発明のホルダーは、1個の空間には、1個の遮光部品が配置されるようにしてもよい。
本発明のホルダーによれば、1個の空間には1個の遮光部品を用いることで、ある特定の測定対象部位からの受光量情報のみを得たいときには、ある特定の測定対象部位に対応する測定対象表面のみを確実に覆うことができる。
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれることはいうまでもない。
図1は、本発明の一実施形態である光計測装置の構成を示すブロック図である。また、図2は、送受光部における5個の送光プローブと4個の受光プローブと16個の遮光部品との位置関係を示す平面図である。また、図3(a)は、図2に示すA―A線の一部の断面図であり、図3(b)は、図2に示すB―B線の一部の断面図である。なお、本実施形態では、ある特定(例えば、図2中の白点線で囲まれる12箇所)の脳表部位からの受光量情報のみを得る測定を行う場合について説明するものとする。また、送受光部70と同様のものについては、同じ符号を付している。
光計測装置1は、ホルダー11と光を出射する5個の送光プローブ12と光の量を検出する4個の受光プローブ13と装着具14と16個の遮光部品6とからなる送受光部10と、送光プローブ12と導光路(図示せず)により接続される発光部2と、受光プローブ13と導光路(図示せず)により接続される光検出部3と、光計測装置1全体の制御を実行する制御部(コンピュータ)20とにより構成される。
光計測装置1は、ホルダー11と光を出射する5個の送光プローブ12と光の量を検出する4個の受光プローブ13と装着具14と16個の遮光部品6とからなる送受光部10と、送光プローブ12と導光路(図示せず)により接続される発光部2と、受光プローブ13と導光路(図示せず)により接続される光検出部3と、光計測装置1全体の制御を実行する制御部(コンピュータ)20とにより構成される。
ホルダー11は、60個のホルダー部品31と、36個のソケット33とからなる。
ホルダー部品31は、一の字形状である。そして、ホルダー部品31は、両端に円形状のソケット部31aと、両端のソケット部31aをチャンネル長さ(設定距離)で連結する連結部31bとを有する。
各ソケット部31aの中央には、ソケット33を嵌めこむための円形状の貫通孔がそれぞれ開けられている。また、連結部31bは、幅10mm、厚さ0.1mmであり、かつ、貫通孔の中心と貫通孔の中心との間の距離がチャンネル長さ30mmとなるように形成されており、厚さ方向にだけ可撓性を有する。
連結部31bの上面には、後述する遮光部品6の裏面の周縁部に形成されたループと脱着可能であるフックが形成されている。これにより、連結部31bの上面に遮光部品6を容易に固定したり取り外したりすることができるようになっている。
上記ホルダー部品及びソケットを構成する材質としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリアセタール等が挙げられる。
ホルダー部品31は、一の字形状である。そして、ホルダー部品31は、両端に円形状のソケット部31aと、両端のソケット部31aをチャンネル長さ(設定距離)で連結する連結部31bとを有する。
各ソケット部31aの中央には、ソケット33を嵌めこむための円形状の貫通孔がそれぞれ開けられている。また、連結部31bは、幅10mm、厚さ0.1mmであり、かつ、貫通孔の中心と貫通孔の中心との間の距離がチャンネル長さ30mmとなるように形成されており、厚さ方向にだけ可撓性を有する。
連結部31bの上面には、後述する遮光部品6の裏面の周縁部に形成されたループと脱着可能であるフックが形成されている。これにより、連結部31bの上面に遮光部品6を容易に固定したり取り外したりすることができるようになっている。
上記ホルダー部品及びソケットを構成する材質としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリアセタール等が挙げられる。
これにより、一のホルダー部品31のソケット部31aと他のホルダー部品31のソケット部31aとを重ね合わせ、ソケット部31aの貫通孔にメス型ソケット33bの本体部を挿入して、メス型ソケット33bの底部とナット33aとで挟み込んで締付けることによって、一のホルダー部品31の連結部31bと他のホルダー部品31の連結部31bとの間の角度を一定にして固定することができる。また、メス型ソケット33bの底部と、ナット33aとの締付けを緩めることによって、一のホルダー部品31の連結部31bと他のホルダー部品31の連結部31bとの間の角度を変更することができる。よって、変形が加えられた状態で、一のホルダー部品31の連結部31bと他のホルダー部品31の連結部31bとの間の角度で形成される角度が固定されると、もはや平面には戻れず、その曲率が保持される結果となる。
そして、60個のホルダー部品31と、36個のソケット33とを用いて組み立てることにより、例えば、図2に示すような網形状のホルダー11を形成している。
そして、60個のホルダー部品31と、36個のソケット33とを用いて組み立てることにより、例えば、図2に示すような網形状のホルダー11を形成している。
装着具14は、図9に示すように、頭部に巻きつける円形状のベルト14aと、複数の固着部品14bとを有する。固着部品14bは、一の字形状であり、一端に円形状の接続部と、ベルト14aに脱着可能に固着する固着部とを有する。接続部の中央には、ソケット33を嵌めこむための円形状の貫通孔が開けられ、固着部品14bは、ホルダー11の外周部のソケット33により連結される。
上記ベルトと固着部品とは、特に限定されるものではないが、例えば、フックとループとからなる面ファスナーで固着されることが好ましい。
上記ベルトと固着部品とは、特に限定されるものではないが、例えば、フックとループとからなる面ファスナーで固着されることが好ましい。
送光プローブ12及び受光プローブ13は、円柱形状である。送光プローブ12は、その先端部から光を照射するものであり、一方、受光プローブ13は、その先端部で放出される光を受光するものである。また、送光プローブ12は、光ファイバ等の導光路(図示せず)により発光部2に接続され、一方、受光プローブ13は、光ファイバ等の導光路(図示せず)により光検出部3に接続されている。
これにより、組み立てられた網形状のホルダー11のソケット33に、被覆部材15が外周面に装着された送光プローブ12と、被覆部材15が外周面に装着された受光プローブ13とを行方向と列方向とに交互となるように挿入することによって、図2に示すように、送光プローブ12と受光プローブ13とを行方向と列方向とに交互となるように正方格子状に配置された送受光部(NIRS)10を形成している。なお、送光プローブ12と受光プローブ13との間の距離は、30mmである。よって、送光プローブ12と受光プローブ13とは、頭皮表面から深度15mm〜20mmの位置にある脳表部位(測定対象部位)に関する受光量情報が得られることになる。
これにより、組み立てられた網形状のホルダー11のソケット33に、被覆部材15が外周面に装着された送光プローブ12と、被覆部材15が外周面に装着された受光プローブ13とを行方向と列方向とに交互となるように挿入することによって、図2に示すように、送光プローブ12と受光プローブ13とを行方向と列方向とに交互となるように正方格子状に配置された送受光部(NIRS)10を形成している。なお、送光プローブ12と受光プローブ13との間の距離は、30mmである。よって、送光プローブ12と受光プローブ13とは、頭皮表面から深度15mm〜20mmの位置にある脳表部位(測定対象部位)に関する受光量情報が得られることになる。
遮光部品6は、光を透過しない黒色の生地である。図4(a)は、遮光部品6の表面を示す図であり、図4(b)は、遮光部品6の裏面を示す図である。1個の遮光部品6の大きさは、網形状のホルダー11における一のホルダー部品31と他の三個のホルダー部品31との間に形成される1個の四角形の空間を通過して頭部内部に入射する光を遮光するように、1個の四角形の空間よりやや大きい八角形状に形成されている。そして、遮光部品6の裏面の周縁部には、ホルダー部品31の連結部31bの上面に形成されたフックと脱着可能であるループが形成されている。これにより、連結部31bの上面に遮光部品6を容易に固定したり取り外したりすることができるようになっている。また、ある特定の脳表部位からの受光量情報のみを得たいときには、ある特定の脳表部位に対応する頭皮表面から頭部内部に入射する光を遮光するように、例えば、図2に示すように16個の四角形の空間に16個の遮光部品6を配置することになる。つまり、残りの9個の四角形の空間には遮光部品6を配置しないので、被検体にとって頭部の通気性がよくなる。
なお、13個の送光プローブと12個の受光プローブとを有する送受光部を用いて、40箇所の脳表部位からの受光量情報を得る測定を行う場合には、25個の遮光部品6を用いればよく、18個の送光プローブと18個の受光プローブとを有する送受光部を用いて、60箇所の脳表部位からの受光量情報を得る測定を行う場合には、45個の遮光部品6を用いればよいことになる。
なお、13個の送光プローブと12個の受光プローブとを有する送受光部を用いて、40箇所の脳表部位からの受光量情報を得る測定を行う場合には、25個の遮光部品6を用いればよく、18個の送光プローブと18個の受光プローブとを有する送受光部を用いて、60箇所の脳表部位からの受光量情報を得る測定を行う場合には、45個の遮光部品6を用いればよいことになる。
発光部2は、コンピュータ20から入力された駆動信号により5個の送光プローブ12のうちから選択される1個の送光プローブに光を送光する光源であり、例えば、LED(発光ダイオード)やLD(レーザーダイオード)等の発光素子等である。上記光としては、例えば、異なる2波長(例えば、780nmと850nm)の近赤外光等が用いられる。なお、互いに光がほとんど干渉しない遠く離れた送光プローブ12どうしであれば、複数の送光プローブに同時に送光して、測定の能率を高めることもできるが、以下の説明では1つずつ送光するものとして説明する。
光検出部3は、4個の受光プローブ13で受光した近赤外光を個別に検出することにより、4個の受光信号(受光量情報)をコンピュータ20に出力する検出器であり、例えば、フォトダイオードやフォトトランジスタ等の受光素子、光電子増倍管等である。
光検出部3は、4個の受光プローブ13で受光した近赤外光を個別に検出することにより、4個の受光信号(受光量情報)をコンピュータ20に出力する検出器であり、例えば、フォトダイオードやフォトトランジスタ等の受光素子、光電子増倍管等である。
コンピュータ20においては、CPU21を備え、さらに、メモリ25と、モニタ画面23a等を有する表示装置23と、入力装置22であるキーボード22aやマウス22bとが連結されている。また、CPU21が処理する機能をブロック化して説明すると、発光部2及び光検出部3を制御する送受光部制御部4と、受光量情報取得部44と、脳活動受光量情報算出部46とを有する。
送受光部制御部4は、発光部2に駆動信号を出力する発光制御部42と、光検出部3からの受光信号(受光量情報)を受けることにより受光信号をメモリ25に記憶させる光検出制御部43とを有する。
発光制御部42は、送光プローブ12に光を送光する駆動信号を発光部2に出力する制御を行う。例えば、まず、一の送光プローブ12に780nmの光を0.15秒間送光させ、次に、他の送光プローブ12に780nmの光を0.15秒間送光させるように、順番に780nmの光を送光させる駆動信号を発光部2に出力する。さらに、順番に780nmの光を送光させた後には、同様にして送光プローブ12から順番に850nmの光を送光させる駆動信号を発光部2に出力する。
発光制御部42は、送光プローブ12に光を送光する駆動信号を発光部2に出力する制御を行う。例えば、まず、一の送光プローブ12に780nmの光を0.15秒間送光させ、次に、他の送光プローブ12に780nmの光を0.15秒間送光させるように、順番に780nmの光を送光させる駆動信号を発光部2に出力する。さらに、順番に780nmの光を送光させた後には、同様にして送光プローブ12から順番に850nmの光を送光させる駆動信号を発光部2に出力する。
光検出制御部43は、光検出部3からの受光信号(受光量情報)を受けることにより受光信号をメモリ25に記憶させる制御を行う。例えば、一の送光プローブ12から送光された780nmの光を4個の受光プローブ13で検出した受光信号を受信し、次に、他の送光プローブ12から送光された780nmの光を4個の受光プローブ13で検出した受光信号を受信するように、5個の送光プローブ12から送光した780nmの光を4個の受光プローブ13で検出した受光信号を受信する。さらに、同様にして5個の送光プローブ12から送光した850nmの光を4個の受光プローブ13で検出した受光信号を受信する。
受光量情報取得部44は、送光プローブ12から、当該送光プローブ12と隣接する受光プローブ13で受光される光の受光量情報を取得する制御を行う。具体的には、メモリ25に記憶された受光信号の中から、送光プローブ12から、当該送光プローブ12と隣接する受光プローブ13で受光される受光信号を、深さ30/2mm(脳表部位)の受光量情報として取得する。
脳活動受光量情報算出部46は、測定対象部位の受光量情報を取得して、得られた脳活動データ(賦活データともいう)に平均化処理等の画像処理、マッピングを実行して画像化する制御を行う。
受光量情報取得部44は、送光プローブ12から、当該送光プローブ12と隣接する受光プローブ13で受光される光の受光量情報を取得する制御を行う。具体的には、メモリ25に記憶された受光信号の中から、送光プローブ12から、当該送光プローブ12と隣接する受光プローブ13で受光される受光信号を、深さ30/2mm(脳表部位)の受光量情報として取得する。
脳活動受光量情報算出部46は、測定対象部位の受光量情報を取得して、得られた脳活動データ(賦活データともいう)に平均化処理等の画像処理、マッピングを実行して画像化する制御を行う。
以上のように、本発明の光計測装置1によれば、頭皮表面から頭部内部に入射する光を遮光するために、複数の遮光部品6を用いることで、ある特定の脳表部位からの受光量情報のみを得たいときには、ある特定の脳表部位に対応する頭皮表面のみを覆うことができ、さらに破れたときには、一個の遮光部品6のみを交換することができる。
(他の実施形態)
(1)上述した光計測装置1では、1個の遮光部品6の大きさは、1個の四角形の空間よりやや大きい八角形状に形成されている構成を示したが、1個の遮光部品の大きさは、2個や5個の四角形の空間よりやや大きい八角形状に形成されているような構成としてもよい。
(2)上述した光計測装置1では、1個の遮光部品6の形状は、八角形状に形成されている構成を示したが、四角形状等の多角形状に形成されているような構成としてもよい。
(1)上述した光計測装置1では、1個の遮光部品6の大きさは、1個の四角形の空間よりやや大きい八角形状に形成されている構成を示したが、1個の遮光部品の大きさは、2個や5個の四角形の空間よりやや大きい八角形状に形成されているような構成としてもよい。
(2)上述した光計測装置1では、1個の遮光部品6の形状は、八角形状に形成されている構成を示したが、四角形状等の多角形状に形成されているような構成としてもよい。
本発明は、光を用いて非侵襲で生体内部を計測する光計測装置に利用することができる。
1:光計測装置
6:遮光部品
11:ホルダー
12:送光プローブ
13:受光プローブ
20:制御部(コンピュータ)
31:ホルダー部品
31a:ソケット部
31b:連結部
T:送光点
R:受光点
M:中点
S:測定部位
6:遮光部品
11:ホルダー
12:送光プローブ
13:受光プローブ
20:制御部(コンピュータ)
31:ホルダー部品
31a:ソケット部
31b:連結部
T:送光点
R:受光点
M:中点
S:測定部位
Claims (3)
- 光を照射する送光プローブと、光を受光する受光プローブとが交互に設定距離で並べられるように保持して、測定対象表面に装着されることにより、当該測定対象表面から所定の深さに位置する測定対象部位に関する受光量情報を取得するためのホルダーであって、
前記送光プローブ又は受光プローブを1個ずつ保持するソケット部と、少なくとも2個のソケット部を設定距離で連結する連結部とを有する複数の一の字形状のホルダー部品と、
光を透過しない複数の遮光部品とを備え、
一のホルダー部品のソケット部と他のホルダー部品のソケット部とが重ね合わせられるようにして、複数のホルダー部品が用いられて組み立てられることにより、網形状のホルダーが形成され、
網形状のホルダーにおける一のホルダー部品と他のホルダー部品との間に形成される複数の空間を通過して測定対象内部に入射しようとする光を、複数の遮光部品が複数の空間に配置されることにより、遮光することを特徴とするホルダー。 - 前記遮光部品の一面は、前記連結部の上面又は下面と脱着可能であることを特徴とする請求項1に記載のホルダー。
- 1個の空間には、1個の遮光部品が配置されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のホルダー。
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JP2013541990A (ja) * | 2010-09-28 | 2013-11-21 | マシモ コーポレイション | オキシメータを含む意識深度モニタ |
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JP2017055840A (ja) * | 2015-09-14 | 2017-03-23 | 株式会社島津製作所 | 光計測装置 |
-
2008
- 2008-11-11 JP JP2008288919A patent/JP2010115252A/ja active Pending
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