JP2012254230A - Optical measuring instrument - Google Patents

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  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical measuring instrument for observing a blood stream change, etc., to appear in a time period before/after a task period start time.SOLUTION: The optical measuring instrument 1 includes a light transmission/reception part 30 including: N light transmission probes 12 for irradiating a subject with light; and M light reception probes 13 for receiving light coming from the subject. A storage part 23 stores a high-speed control table for acquiring measurement data concerning the brain activity of the subject by irradiating the subject with the light from the light transmission probes 12 whose number is ≥X and ≤N and a low-speed control table for acquiring measurement data concerning the brain activity of the subject by irradiating the subject with the light from the light transmission probes 12 whose number is ≥1 and ≤Y. Control parts 21, 22 perform changeover between a time period using the high-speed control table and a time period using the low-speed control table, thereby to acquire the measurement data concerning the temporal change of the brain activity of the subject.

Description

本発明は、光計測装置に関し、さらに詳細には非侵襲で脳活動を測定する光計測装置に関する。   The present invention relates to an optical measurement device, and more particularly to an optical measurement device that measures brain activity non-invasively.

近年、脳の活動状況を観察するために、光を用いて簡便に非侵襲で測定する光脳機能イメージング装置(光計測装置)が開発されている。このような光脳機能イメージング装置では、被検者の頭部表面上に配置した送光プローブにより、異なる3種類の波長λ、λ、λ(例えば、780nmと805nmと830nm)の近赤外光を脳に照射するとともに、頭部表面上に配置した受光プローブにより、脳から放出された各波長λ、λ、λの近赤外光の強度(受光量情報)A(λ)、A(λ)、A(λ)をそれぞれ検出する。
そして、このようにして得られた受光量情報A(λ)、A(λ)、A(λ)から、脳血流中のオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb]と、デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]とを求めるために、例えば、Modified Beer Lambert則を用いて関係式(1)(2)(3)に示す連立方程式を作成して、この連立方程式を解いている(例えば、非特許文献1参照)。さらには、オキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb]と、デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]とから総ヘモグロビンの濃度・光路長積([oxyHb]+[deoxyHb])を算出している。
A(λ)=E(λ)×[oxyHb]+E(λ)×[deoxyHb]・・・(1)
A(λ)=E(λ)×[oxyHb]+E(λ)×[deoxyHb]・・・(2)
A(λ)=E(λ)×[oxyHb]+E(λ)×[deoxyHb]・・・(3)
なお、E(λm)は、波長λmの光におけるオキシヘモグロビンの吸光度係数であり、E(λm)は、波長λmの光におけるデオキシヘモグロビンの吸光度係数である。
In recent years, in order to observe the activity state of the brain, an optical brain functional imaging apparatus (optical measurement apparatus) that measures light simply and non-invasively has been developed. In such an optical brain functional imaging apparatus, three different types of wavelengths λ 1 , λ 2 , and λ 3 (for example, 780 nm, 805 nm, and 830 nm) are close by a light transmission probe disposed on the head surface of the subject. Infrared light is irradiated onto the brain, and the intensity (received light amount information) A of the near-infrared light of each wavelength λ 1 , λ 2 , λ 3 emitted from the brain by a light receiving probe arranged on the head surface. λ 1 ), A (λ 2 ), and A (λ 3 ) are detected.
From the received light amount information A (λ 1 ), A (λ 2 ), and A (λ 3 ) thus obtained, the concentration / optical path length product [oxyHb] of oxyhemoglobin in the cerebral blood flow, and deoxy In order to obtain the hemoglobin concentration and the optical path length product [deoxyHb], for example, the simultaneous equations shown in relational expressions (1), (2), and (3) are created using the Modified Beer Lambert rule, and the simultaneous equations are solved. (For example, refer nonpatent literature 1). Furthermore, the concentration / optical path length product of total hemoglobin ([oxyHb] + [deoxyHb]) is calculated from the concentration / optical path length product [oxyHb] of oxyhemoglobin and the deoxyhemoglobin concentration / optical path length product [deoxyHb]. Yes.
A (λ 1 ) = E O1 ) × [oxyHb] + E d1 ) × [deoxyHb] (1)
A (λ 2 ) = E O2 ) × [oxyHb] + E d2 ) × [deoxyHb] (2)
A (λ 3 ) = E O3 ) × [oxyHb] + E d3 ) × [deoxyHb] (3)
E O (λm) is an absorbance coefficient of oxyhemoglobin in light having a wavelength λm, and E d (λm) is an absorbance coefficient of deoxyhemoglobin in light having a wavelength λm.

ここで、送光プローブと受光プローブとの間の距離(チャンネル)と、測定部位との関係について説明する。図7(a)は、一対の送光プローブ及び受光プローブと、測定部位との関係を示す断面図であり、図7(b)は、図7(a)の平面図である。
送光プローブ12が被検者の頭部表面の送光点Tに押し当てられるとともに、受光プローブ13が被検者の頭部表面の受光点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に頭部表面から放出される光を入射させる。このとき、光は、頭部表面の送光点Tから照射された光の内で、バナナ形状(測定領域)を通過した光が、頭部表面の受光点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とを被検者の頭部表面に沿って最短距離で結んだ線Lsの中点Msから、送光点Tと受光点Rとを被検者の頭部表面に沿って最短距離で結んだ線の距離の半分の深さLs/2である被検者の測定部位Sに関する受光量情報A(λ)、A(λ)、A(λ)が得られるとしている。
Here, the relationship between the distance (channel) between the light transmitting probe and the light receiving probe and the measurement site will be described. FIG. 7A is a cross-sectional view showing a relationship between a pair of light transmitting probe and light receiving probe and a measurement site, and FIG. 7B is a plan view of FIG. 7A.
The light transmitting probe 12 is pressed against the light transmitting point T on the subject's head surface, and the light receiving probe 13 is pressed against the light receiving point R on the subject's head surface. Then, light is emitted from the light transmitting probe 12 and light emitted from the head surface is incident on the light receiving probe 13. At this time, the light that has passed through the banana shape (measurement region) among the light irradiated from the light transmission point T on the head surface reaches the light receiving point R on the head surface. Thereby, in the measurement region, in particular, from the midpoint Ms of the line Ls connecting the light transmitting point T and the light receiving point R at the shortest distance along the surface of the head of the subject, the light transmitting point T and the light receiving point R. Received light quantity information A (λ 1 ), A (λ for the measurement site S of the subject who is a depth Ls / 2 that is half the distance of the line connecting the head and the head along the subject's head surface. 2 ), A (λ 3 ) is obtained.

また、光脳機能イメージング装置では、脳の複数箇所の測定部位に関するオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb]、デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]及び総ヘモグロビンの濃度・光路長積([oxyHb]+[deoxyHb])をそれぞれ測定するために、例えば、近赤外分光分析計等が利用されている(例えば、特許文献1参照)。
図8は、従来の近赤外分光分析計の概略構成の一例を示すブロック図である。なお、見やすくするために、数本の送光用光ファイバや数本の受光用光ファイバ等を省略している。
近赤外分光分析計101は、直方体形状の筐体11を有する。
筐体11の内部には、光を出射する光源2と、光源2を駆動する光源駆動機構4と、光を検出する光検出器3と、A/D(A/Dコンバータ)5と、送受光用制御部121と、解析用制御部122と、メモリ(記憶部)123とを備えるとともに、筐体11の外部には、8個の送光プローブ12と、8個の受光プローブ13と、8本の送光用光ファイバ14と、8本の受光用光ファイバ15と、モニタ画面26a等を有する表示装置26と、キーボード(入力装置)27とを備える。
In the optical brain functional imaging system, oxyhemoglobin concentration / optical path length product [oxyHb], deoxyhemoglobin concentration / optical path length product [deoxyHb] and total hemoglobin concentration / optical path length product (multiple measurement sites in the brain) In order to measure [oxyHb] + [deoxyHb]), for example, a near-infrared spectrometer is used (see, for example, Patent Document 1).
FIG. 8 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of a conventional near-infrared spectrometer. For ease of viewing, several light transmitting optical fibers and several light receiving optical fibers are omitted.
The near-infrared spectrometer 101 has a rectangular parallelepiped casing 11.
Inside the housing 11, a light source 2 that emits light, a light source driving mechanism 4 that drives the light source 2, a light detector 3 that detects light, an A / D (A / D converter) 5, and a transmitter A light receiving control unit 121, an analysis control unit 122, and a memory (storage unit) 123 are provided, and eight light transmitting probes 12, eight light receiving probes 13, Eight light transmitting optical fibers 14, eight light receiving optical fibers 15, a display device 26 having a monitor screen 26 a and the like, and a keyboard (input device) 27 are provided.

光源駆動機構4は、送受光用制御部121から入力された駆動信号により光源2を駆動する。光源2は、例えば、異なる3種類の波長λ、λ、λの近赤外光を出射することができる半導体レーザLD1、LD2、LD3等である。
光検出器3は、近赤外光をそれぞれ検出することにより、受光信号(受光量情報)A(λ)、A(λ)、A(λ)をA/D5を介して送受光用制御部121に出力する検出器であり、例えば、光電子増倍管等である。
The light source drive mechanism 4 drives the light source 2 by a drive signal input from the light transmission / reception control unit 121. The light source 2 is, for example, a semiconductor laser LD1, LD2, or LD3 that can emit near-infrared light having three different wavelengths λ 1 , λ 2 , and λ 3 .
The photodetector 3 transmits and receives light reception signals (light reception amount information) A (λ 1 ), A (λ 2 ), and A (λ 3 ) via A / D 5 by detecting near infrared light respectively. For example, a photomultiplier tube.

送光用光ファイバ14と受光用光ファイバ15とは、直径2mm、長さ2m〜10mの管状であり、近赤外光を軸方向に伝達することができ、一端部から入射した近赤外光が、内部を通過して他端部から出射したり、他端部から入射した近赤外光が、内部を通過して一端部から出射したりするようになっている。
1本の送光用光ファイバ14は、1個の送光用プローブ12と、光源2の1個の半導体レーザLD1、LD2、LD3とを設定長さ(2m〜10m)で離れるように両端部に接続している。
1本の受光用光ファイバ15は、1個の受光用プローブ13と、光検出器3の1個の光電子増倍管とを設定長さ(2m〜10m)で離れるように両端部に接続している。
The optical fiber for light transmission 14 and the optical fiber for light reception 15 are tubular having a diameter of 2 mm and a length of 2 m to 10 m, can transmit near infrared light in the axial direction, and is incident from one end. Light passes through the inside and exits from the other end, or near-infrared light incident from the other end passes through the inside and exits from one end.
One light transmission optical fiber 14 has both end portions so that one light transmission probe 12 and one semiconductor laser LD1, LD2, LD3 of the light source 2 are separated by a set length (2 m to 10 m). Connected to.
One light receiving optical fiber 15 connects one light receiving probe 13 and one photomultiplier tube of the photodetector 3 to both ends so as to be separated by a set length (2 m to 10 m). ing.

このような近赤外分光分析計101においては、8個の送光プローブ12と8個の受光プローブ13とを所定の配列で被検者の頭部表面に接触させるために、ホルダ30が使用される。図2は、8個の送光プローブと8個の受光プローブとが挿入されるホルダ30の一例を示す平面図である。
送光プローブ12T1〜12T8と受光プローブ13R1〜13R8とは、縦方向に4個と横方向に4個とに交互となるように配置されることになる。これにより、送光プローブ12と受光プローブ13とのプローブ間隔が一定となり、頭部表面から特定の深度となる受光量情報A(λ)、A(λ)、A(λ)を得ている。なお、一般的にチャンネルを30mmとしたものが用いられ、チャンネルが30mmである場合には、チャンネルの中点からの深度15mm〜20mmの受光量情報A(λ)、A(λ)、A(λ)が得られると考えられている。すなわち、頭部表面から深度15mm〜20mmの位置は脳表部位にほぼ対応し、脳活動に関係した受光量情報A(λ)、A(λ)、A(λ)を得ている。
In such a near-infrared spectrometer 101, the holder 30 is used to bring the eight light-transmitting probes 12 and the eight light-receiving probes 13 into contact with the subject's head surface in a predetermined arrangement. Is done. FIG. 2 is a plan view showing an example of a holder 30 into which eight light transmitting probes and eight light receiving probes are inserted.
The light transmitting probes 12 T1 to 12 T8 and the light receiving probes 13 R1 to 13 R8 are arranged alternately in four in the vertical direction and four in the horizontal direction. As a result, the light receiving amount information A (λ 1 ), A (λ 2 ), and A (λ 3 ) that makes the probe interval between the light transmitting probe 12 and the light receiving probe 13 constant and a specific depth from the head surface is obtained. ing. In general, a channel with a channel of 30 mm is used. When the channel is 30 mm, the received light amount information A (λ 1 ), A (λ 2 ) at a depth of 15 mm to 20 mm from the midpoint of the channel, It is believed that A (λ 3 ) is obtained. That is, the position of 15 mm to 20 mm in depth from the head surface substantially corresponds to the brain surface region, and the received light quantity information A (λ 1 ), A (λ 2 ), A (λ 3 ) related to the brain activity is obtained. .

ところで、このような8個の送光プローブ12T1〜12T8と8個の受光プローブ13R1〜13R8との位置関係では、1個の受光プローブ13で、複数個の送光プローブ12から照射された光を同時に受光せず、1個の送光プローブ12から照射された光のみを受光するように、送光プローブ12から光を照射するタイミングと、受光プローブ13で光を受光するタイミングとを調整する必要がある。このため、メモリ123の制御テーブル記憶領域123aには、光源2で光を出射するタイミングと光検出器3で光を検出するタイミングとを示す制御テーブルが記憶されている。
送受光用制御部121は、制御テーブル記憶領域123aに記憶された制御テーブルに基づいて、所定の時間に1個の送光プローブ12に光を送光する駆動信号を光源駆動機構4に出力するとともに、受光プローブ13で受光された受光信号(受光量情報)を光検出器3で検出する。
By the way, in such a positional relationship between the eight light transmitting probes 12 T1 to 12 T8 and the eight light receiving probes 13 R1 to 13 R8 , a single light receiving probe 13 irradiates from a plurality of light transmitting probes 12. The timing of irradiating light from the light transmitting probe 12 and the timing of receiving light by the light receiving probe 13 so that only the light irradiated from one light transmitting probe 12 is received without simultaneously receiving the received light. Need to be adjusted. For this reason, the control table storage area 123 a of the memory 123 stores a control table indicating the timing of emitting light by the light source 2 and the timing of detecting light by the photodetector 3.
Based on the control table stored in the control table storage area 123a, the light transmission / reception control unit 121 outputs a drive signal for transmitting light to one light transmission probe 12 to the light source drive mechanism 4 at a predetermined time. At the same time, a light reception signal (light reception amount information) received by the light reception probe 13 is detected by the photodetector 3.

ここで、図3は、制御テーブルの一例を説明するための図である。このような制御テーブルによれば、まず5ミリ秒間、送光プローブ12T1に波長780nmの光を送光させ、次の5ミリ秒間、送光プローブ12T1に波長805nmの光を送光させ、次の5ミリ秒間、送光プローブ12T1に波長830nmの光を送光させ、次の5ミリ秒間、送光プローブ12T2に波長780nmの光を送光させるように、所定のタイミングで1個の送光プローブ12T1〜12T8に光を順番に送光させていく。このとき、いずれか1個の送光プローブ12T1〜12T8に光を送光させるごとに、8個の受光プローブ13R1〜13R8で受光信号を検出することにより、8個の受光信号をメモリ123のデータ記憶領域23bに記憶させる。そして、8個全ての送光プローブ12T1〜12T8に光を送光させた後、送光プローブ12T1からの光を検出した受光プローブ13R1と受光プローブ13R3との受光信号を取得させ、送光プローブ12T2からの光を検出した受光プローブ13R1と受光プローブ13R2と受光プローブ13R4との受光信号を取得させるように、所定のタイミングで検出した所定の受光プローブ13R1〜13R8の受光信号を取得させる。これにより、図2に示すように平面視すると、合計24個(S1〜S24)の受光量情報A(λ)、A(λ)、A(λ)の収集が行われる。 Here, FIG. 3 is a diagram for explaining an example of the control table. According to such a control table, first 5 milliseconds, to the light-sending probe 12 T1 is sending a wavelength 780nm light, the next 5 milliseconds, then sending the light of wavelength 805nm to the light-sending probe 12 T1, One light is transmitted at a predetermined timing so that the light transmitting probe 12 T1 transmits light having a wavelength of 830 nm for the next 5 milliseconds and the light transmitting probe 12 T2 is transmitted light having a wavelength of 780 nm for the next 5 milliseconds. The light transmitting probes 12 T1 to 12 T8 are sequentially transmitted with light. At this time, each time light is transmitted to any one of the light transmission probes 12 T1 to 12 T8 , the light reception signals are detected by the eight light reception probes 13 R1 to 13 R8 , thereby obtaining eight light reception signals. The data is stored in the data storage area 23b of the memory 123. Then, after transmitting light to all the eight light transmitting probes 12 T1 to 12 T8 , the light receiving signals of the light receiving probes 13 R1 and 13 R3 that detect the light from the light transmitting probe 12 T1 are acquired. , so as to obtain a light reception signal of the light receiving probe 13 R1 which detects the light from the light transmitting probe 12 T2 and the light receiving probe 13 R2 and the light receiving probe 13 R4, predetermined light receiving probe 13 detected at a predetermined timing R1 to 13 The light reception signal of R8 is acquired. Thereby, when viewed in plan as shown in FIG. 2, a total of 24 (S1 to S24) received light amount information A (λ 1 ), A (λ 2 ), and A (λ 3 ) are collected.

解析用制御部122は、合計24個の受光量情報A(λ)、A(λ)、A(λ)に基づいて、関係式(1)(2)(3)を用いて、各波長(オキシヘモグロビンの吸収波長及びデオキシヘモグロビンの吸収波長)の通過光強度から、オキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb]、デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]及び総ヘモグロビンの濃度・光路長積([oxyHb]+[deoxyHb])を測定データとして求めている。 Based on a total of 24 received light quantity information A (λ 1 ), A (λ 2 ), A (λ 3 ), the analysis control unit 122 uses relational expressions (1), (2), and (3), From the transmitted light intensity of each wavelength (oxyhemoglobin absorption wavelength and deoxyhemoglobin absorption wavelength), oxyhemoglobin concentration / optical path length product [oxyHb], deoxyhemoglobin concentration / optical path length product [deoxyHb] and total hemoglobin concentration The optical path length product ([oxyHb] + [deoxyHb]) is obtained as measurement data.

特開2001−337033号公報JP 2001-337033 A

Factors affecting the accuracy of near-infrared spectroscopy concentration calculations for focal changes in oxygenation parameters, NeuroImage 18, 865-879, 2003Factors affecting the accuracy of near-infrared spectroscopy concentration calculations for focal changes in oxygenation parameters, NeuroImage 18, 865-879, 2003

ところで、被検者の生体組織が正常であるか否かを診断するために、医師や検査技師等が、被検者へ刺激(以下、「負荷」や「タスク」という)を与えて、被検者の脳を活動させたときに得られる被検者の脳活動の時間変化に関する測定データを観察する検査がある。このとき、医師や検査技師等が、時間を計りながら、まず、被検者をある一定時間(例えば、20秒間)、指の運動をさせる課題遂行状態にさせ(以下、「タスク期間」という)、その後、被検者をある一定時間、安静な定常状態にさせる(以下、「レスト期間」という)。その後、再度、被検者を一定時間、指の運動をさせる課題遂行状態にさせた後、一定時間、安静な定常状態にさせるというように、レスト期間とタスク期間とを交互に複数回(以下、「タスク繰り返し回数」という)繰り返している。その結果、ある1個の測定部位Sにおいて図9に示すような測定データを得ている。なお、図9に示す測定データにおける縦軸を被検者がホルダ30を装着した時点のオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb](デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]、総ヘモグロビンの濃度・光路長積([oxyHb]+[deoxyHb]))からのオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb](デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]、総ヘモグロビンの濃度・光路長積([oxyHb]+[deoxyHb]))の変化量とし、横軸を時間tとする。   By the way, in order to diagnose whether or not a subject's living tissue is normal, a doctor, a laboratory technician or the like gives a stimulus (hereinafter referred to as “load” or “task”) to the subject, and the subject. There is a test for observing measurement data relating to temporal changes in the brain activity of the subject obtained when the examiner's brain is activated. At this time, doctors, laboratory technicians, etc., while measuring the time, first put the subject in a task-execution state that causes the finger to move for a certain period of time (for example, 20 seconds) (hereinafter referred to as “task period”). Thereafter, the subject is allowed to rest in a steady state for a certain period of time (hereinafter referred to as “rest period”). After that, the rest period and the task period are alternately repeated a plurality of times (hereinafter referred to as “the subject is in a state of performing a task of moving a finger for a certain period of time and then in a steady state for a certain period of time”). , “Task repeat count”). As a result, measurement data as shown in FIG. 9 is obtained at a certain measurement site S. Note that the oxyhemoglobin concentration / optical path length product [oxyHb] (deoxyhemoglobin concentration / optical path length product [deoxyHb] at the time when the subject wears the holder 30 is plotted on the vertical axis in the measurement data shown in FIG. 9. Concentration / optical path length product ([oxyHb] + [deoxyHb])) Oxyhemoglobin concentration / optical path length product [oxyHb] (Deoxyhemoglobin concentration / optical path length product [deoxyHb], Total hemoglobin concentration / optical path length product ( The amount of change is [oxyHb] + [deoxyHb])), and the horizontal axis is time t.

しかしながら、図3に示すような制御テーブルを用いて得られた測定データでは、タスク期間の開始時間の前後の時間帯(例えば、4秒間)に現れる血流変化を検出することができないことがあった。つまり、図3に示すような制御テーブルでは、被検者の脳全体の脳活動に関する測定データを得る測定時間間隔が、125ミリ秒間(送光プローブの数×波長数×5ミリ秒+DARK時間)と長くなるという問題点があった。
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12に同時に送光して、測定の能率を高めることもできるが、そのようにしてもタスク期間の開始時間の前後の時間帯に現れる血流変化を観察することができないという問題点は存在した。
However, measurement data obtained using a control table as shown in FIG. 3 may not be able to detect changes in blood flow that appear in a time zone (for example, 4 seconds) before and after the start time of the task period. It was. That is, in the control table as shown in FIG. 3, the measurement time interval for obtaining measurement data related to the brain activity of the entire subject's brain is 125 milliseconds (number of light-transmitting probes × number of wavelengths × 5 milliseconds + DARK time). There was a problem of becoming longer.
It should be noted that if the light transmitting probes 12 that are far apart so that light hardly interferes with each other are transmitted to a plurality of light transmitting probes 12 at the same time, the efficiency of measurement can be improved. There was a problem that it was not possible to observe changes in blood flow appearing in the time zone before and after the start time.

そこで、本件発明者は、上記課題を解決するために、タスク期間の開始時間の前後の時間帯に現れる血流変化を観察する方法について検討を行った。そこで、被検者の脳全体の脳活動に関する測定データを得る測定時間間隔が短くなるように、1個の受光プローブ13で、複数個の送光プローブ12から照射された光を同時に受光することになるが、8個の送光プローブ12から被検者に光を照射して、被検者の脳活動に関する測定データを得た。その結果、タスク期間の開始時間の前後の時間帯に現れる血流変化を観察することができることがわかった。よって、8個全ての送光プローブ12から被検者に光を照射することで、被検者の脳活動に関する測定データを得るための高速制御テーブルと、1個の送光プローブ12から被検者に光を順番に照射していくことで、被検者の脳活動に関する測定データを得るための低速制御テーブルとの2種類の制御テーブルを用いることを見出した。つまり、状況に応じて高速制御テーブルを用いる時間帯と低速制御テーブルを用いる時間帯とを切替えて、被検者の脳活動の時間変化に関する測定データを得ることにした。   Therefore, in order to solve the above problems, the present inventor has studied a method for observing a blood flow change that appears in a time zone before and after the start time of the task period. Therefore, the light irradiated from the plurality of light transmitting probes 12 is simultaneously received by one light receiving probe 13 so that the measurement time interval for obtaining the measurement data related to the brain activity of the whole brain of the subject is shortened. However, the subject was irradiated with light from the eight light-transmitting probes 12 to obtain measurement data relating to the brain activity of the subject. As a result, it was found that blood flow changes appearing in the time zone before and after the start time of the task period can be observed. Therefore, by irradiating the subject with light from all eight light-transmitting probes 12, a high-speed control table for obtaining measurement data relating to the brain activity of the subject, and from one light-transmitting probe 12 It has been found that two types of control tables, a low-speed control table for obtaining measurement data relating to the brain activity of the subject, are used by sequentially irradiating a person with light. That is, the measurement data regarding the temporal change of the brain activity of the subject is obtained by switching between the time zone using the high speed control table and the time zone using the low speed control table according to the situation.

すなわち、本発明の光計測装置は、被検者に光を照射するN個の送光プローブと、当該被検者から放出される光を受光するM個の受光プローブとを有する送受光部と、前記送受光部に対して光の送受光を制御することで、前記被検者の脳活動の時間変化に関する測定データを得る制御部とを備える光計測装置であって、N個の送光プローブの内から選択されたX個以上N個以下の送光プローブから被検者に光を照射していくことで、前記被検者の脳活動に関する測定データを得るための高速制御テーブルと、N個の送光プローブの内から選択された1個以上Y個以下の送光プローブから被検者に光を照射していくことで、前記被検者の脳活動に関する測定データを得るための低速制御テーブルとを記憶部に記憶させ、前記制御部は、前記高速制御テーブルを用いる時間帯と前記低速制御テーブルを用いる時間帯とを切替えて、前記被検者の脳活動の時間変化に関する測定データを得るとともに、下記式(1)を満足するようにしている。
1≦Y<X≦N ・・・(1)
That is, the optical measuring device of the present invention includes a light transmitting / receiving unit having N light transmitting probes for irradiating light to a subject and M light receiving probes for receiving light emitted from the subject. A light measuring device comprising: a control unit that obtains measurement data related to temporal changes in the brain activity of the subject by controlling light transmission / reception with respect to the light transmission / reception unit, wherein N light transmissions A high-speed control table for obtaining measurement data related to the brain activity of the subject by irradiating the subject with light from X to N light-transmitting probes selected from the probes; For obtaining measurement data relating to the brain activity of the subject by irradiating the subject with light from one or more Y light-transmitting probes selected from among the N light-transmitting probes. A low speed control table is stored in a storage unit, and the control unit By switching and time zone time zone using the control table and using said low speed control table, the conjunction obtain measurement data with respect to time changes in brain activity of the subject, and so as to satisfy the following formula (1).
1 ≦ Y <X ≦ N (1)

ここで、「N個の送光プローブの内から選択されたX個以上N個以下の送光プローブから被検者に光を照射していくことで、前記被検者の脳活動に関する測定データを得るための高速制御テーブル」とは、タスク期間の開始時間の前後の時間帯に現れる血流変化等の速い応答を所定の領域の脳で観察するためのものであり、1個の受光プローブで複数個の送光プローブから照射された光を同時に受光することになるが、X個以上N個以下の送光プローブから被検者に光を照射していけばよいが、N個全ての送光プローブから被検者に光を照射することが、測定データを得る時間が短くなる観点から好ましい。
また、「N個の送光プローブの内から選択された1個以上Y個以下の送光プローブから被検者に光を照射していくことで、前記被検者の脳活動に関する測定データを得るための低速制御テーブル」とは、被検者の脳のどの部位が活動したかを詳細に観察するためのものであり、互いに光がほとんど干渉しない1個以上Y個以下の送光プローブから被検者に光を照射し、照射した送光プローブと論理チャンネルを構成した受光プローブで受光していくことが、被検者の脳のどの部位が活動したかを詳細に把握する観点から好ましい。
Here, “measurement data on the brain activity of the subject by irradiating the subject with light from X to N light transmitting probes selected from among the N light transmitting probes. "High-speed control table for obtaining" is for observing a fast response such as a blood flow change appearing in a time zone before and after the start time of a task period with a brain in a predetermined region. In this case, the light emitted from a plurality of light-transmitting probes is received simultaneously, but it is sufficient to irradiate the subject with light from X to N light-transmitting probes. It is preferable to irradiate the subject with light from the light transmitting probe from the viewpoint of shortening the time for obtaining the measurement data.
Further, “measurement data relating to the brain activity of the subject can be obtained by irradiating the subject with light from one to Y light-transmitting probes selected from among the N light-transmitting probes. The “low-speed control table to obtain” is for observing in detail which part of the subject's brain has been activated, from one to Y light-transmitting probes in which light hardly interferes with each other. It is preferable from the viewpoint of grasping in detail which part of the subject's brain has been activated to irradiate the subject with light and to receive the light with a light receiving probe configured with a radiated light transmitting probe and a logic channel. .

本発明の光計測装置によれば、状況に応じて高速制御テーブルを用いる時間帯と低速制御テーブルを用いる時間帯とを切替えて、被検者の脳活動の時間変化に関する測定データを得るので、タスク期間の開始時間の前後の時間帯に現れる血流変化等を観察することができる。   According to the optical measurement device of the present invention, according to the situation, by switching between the time zone using the high-speed control table and the time zone using the low-speed control table, to obtain measurement data regarding the temporal change in the brain activity of the subject, It is possible to observe a change in blood flow that appears in a time zone before and after the start time of the task period.

(その他の課題を解決するための手段及び効果)
また、本発明の光計測装置は、前記高速制御テーブルは、N個全ての送光プローブから被検者に光を照射することで、前記被検者の脳活動に関する測定データを得るものであり、前記低速制御テーブルは、1個の送光プローブから被検者に光を順番に照射していくことで、前記被検者の脳活動に関する測定データを得るものであるようにしてもよい。
さらに、本発明の光計測装置は、前記被検者に負荷をかけ続けるタスク期間と、前記被検者から負荷を除去するレスト期間とが交互に複数回繰り返されることにより、前記測定データを得る光計測装置であって、前記制御部は、前記タスク期間の開始時間の前と後との少なくとも一方の時間帯には、前記高速制御テーブルを用い、それ以外の時間帯には、前記低速制御テーブルを用いるようにしてもよい。
ここで、「負荷」とは、指の運動をする等の被検体の行動に限定されるものではなく、例えば、被検体に音を聞かせる等の被検者自体は受身であってもよく、脳の活動を発現させるものであればよい。
(Means and effects for solving other problems)
In the optical measurement device of the present invention, the high-speed control table obtains measurement data relating to the brain activity of the subject by irradiating the subject with light from all N light-transmitting probes. The low-speed control table may obtain measurement data related to the brain activity of the subject by sequentially irradiating the subject with light from one light transmission probe.
Furthermore, the optical measurement device of the present invention obtains the measurement data by alternately repeating a task period for continuously applying a load to the subject and a rest period for removing the load from the subject a plurality of times. In the optical measurement device, the control unit uses the high-speed control table in at least one time zone before and after the start time of the task period, and uses the low-speed control in other time zones. A table may be used.
Here, the “load” is not limited to the behavior of the subject such as finger movement. For example, the subject itself may be passive such as making the subject hear sound. Anything that expresses brain activity may be used.

本発明の一実施形態である光計測装置の概略構成を示すブロック図。The block diagram which shows schematic structure of the optical measuring device which is one Embodiment of this invention. 8個の送光プローブと8個の受光プローブとが挿入されるホルダの一例を示す平面図。The top view which shows an example of the holder in which eight light transmission probes and eight light reception probes are inserted. 制御テーブル(低速制御テーブル)の一例を説明するための図。The figure for demonstrating an example of a control table (low speed control table). 高速制御テーブルにおいて使用されるホルダの一例を示す平面図。The top view which shows an example of the holder used in a high-speed control table. 高速制御テーブルの一例を説明するための図。The figure for demonstrating an example of a high-speed control table. 測定データの一例を示す図。The figure which shows an example of measurement data. 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図。The figure which shows the relationship between a pair of light transmission probe and light reception probe, and the measurement site | part of a brain. 従来の近赤外分光分析計の概略構成の一例を示すブロック図。The block diagram which shows an example of schematic structure of the conventional near-infrared spectrometer. 測定データの一例を示す図。The figure which shows an example of measurement data.

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、以下に説明するような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。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments described below, and it goes without saying that various aspects are included without departing from the spirit of the present invention.

図1は、本発明の一実施形態である光計測装置の概略構成を示すブロック図である。なお、近赤外分光分析計101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、直方体形状の筐体11を有する。
筐体11の内部には、光を出射する光源2と、光源2を駆動する光源駆動機構4と、光を検出する光検出器3と、A/D(A/Dコンバータ)5と、送受光用制御部21と、解析用制御部22と、メモリ(記憶部)23とを備えるとともに、筐体11の外部には、8個の送光プローブ12と、8個の受光プローブ13と、8本の送光用光ファイバ14と、8本の受光用光ファイバ15と、モニタ画面26a等を有する表示装置26と、キーボード(入力装置)27とを備える。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an optical measurement apparatus according to an embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the thing similar to the near-infrared spectrometer 101.
The optical measuring device 1 has a rectangular parallelepiped housing 11.
Inside the housing 11, a light source 2 that emits light, a light source driving mechanism 4 that drives the light source 2, a light detector 3 that detects light, an A / D (A / D converter) 5, and a transmitter A light receiving control unit 21, an analysis control unit 22, and a memory (storage unit) 23 are provided, and eight light transmitting probes 12, eight light receiving probes 13, Eight light transmitting optical fibers 14, eight light receiving optical fibers 15, a display device 26 having a monitor screen 26 a and the like, and a keyboard (input device) 27 are provided.

また、メモリ23は、送受光部11に対して光の送受光を制御する制御形態を定める高速制御テーブルと低速制御テーブルとを記憶する制御テーブル記憶領域23aと、受光信号(測定データ)等を記憶するデータ記憶領域23bとを有する。
図4及び図5は、高速制御テーブルの一例を説明するための図である。このような高速制御テーブルによれば、まず5ミリ秒間、8個全ての送光プローブ12T1〜12T8に波長780nmの光を送光させ、次の5ミリ秒間、8個全ての送光プローブ12T1〜12T8に波長805nmの光を送光させ、次の5ミリ秒間、8個全ての送光プローブ12T1〜12T8に波長830nmの光を送光させるように、所定のタイミングで8個全ての送光プローブ12T1〜12T8に光を送光させる。このとき、8個の送光プローブ12T1〜12T8に光を送光させるごとに、8個の受光プローブ13R1〜13R8で受光信号を検出することにより、8個の受光信号をメモリ23のデータ記憶領域23bに記憶させる。そして、8個全ての受光プローブ13R1〜13R8の受光信号を取得させる。これにより、図4に示すように平面視すると、合計8個(R1〜R8)の受光量情報A(λ)、A(λ)、A(λ)の収集が行われる。なお、図5に示すような制御テーブルでは、被検者の脳全体の脳活動に関する測定データを得る測定時間間隔は、20ミリ秒間(波長数×5ミリ秒+DARK時間)となる。
In addition, the memory 23 stores a control table storage area 23a for storing a high-speed control table and a low-speed control table for determining a control mode for controlling light transmission / reception with respect to the light transmission / reception unit 11, and a light reception signal (measurement data). And a data storage area 23b for storing.
4 and 5 are diagrams for explaining an example of the high-speed control table. According to such a high-speed control table, first, light having a wavelength of 780 nm is transmitted to all eight light transmission probes 12 T1 to 12 T8 for 5 milliseconds, and then all eight light transmission probes are transmitted for the next 5 milliseconds. 12 T1 to 12 T8 to by sending the light of wavelength 805 nm, the next 5 milliseconds, so as to sending the light of wavelength 830nm to all eight of the light-sending probe 12 T1 to 12 T8, 8 at a predetermined timing Light is transmitted to all the light transmitting probes 12 T1 to 12 T8 . At this time, each time light is transmitted to the eight light transmission probes 12 T1 to 12 T8 , the light reception signals are detected by the eight light reception probes 13 R1 to 13 R8 , thereby storing the eight light reception signals in the memory 23. Are stored in the data storage area 23b. Then, the light reception signals of all eight light reception probes 13 R1 to 13 R8 are acquired. Thereby, when viewed in plan as shown in FIG. 4, a total of eight (R1 to R8) received light amount information A (λ 1 ), A (λ 2 ), and A (λ 3 ) are collected. In the control table as shown in FIG. 5, the measurement time interval for obtaining measurement data relating to the brain activity of the entire subject's brain is 20 milliseconds (number of wavelengths × 5 milliseconds + DARK time).

図2及び図3は、低速制御テーブルの一例を説明するための図である。なお、低速制御テーブルは、近赤外分光分析計101の制御テーブルと同様に用いられるので、説明を省略する。   2 and 3 are diagrams for explaining an example of the low speed control table. Note that the low speed control table is used in the same manner as the control table of the near-infrared spectrometer 101, and thus the description thereof is omitted.

送受光用制御部21は、キーボード27からの操作信号に基づいて、タスク期間の時間とレスト期間の時間とタスク繰り返し回数とが設定されることにより、タスク期間の時間とレスト期間の時間とタスク繰り返し回数とをデータ記憶領域23bに記憶させるとともに、タスク期間の開始時間の前後の時間帯(例えば、タスク期間の開始時間の前後2秒間)には、高速制御テーブルを用い、それ以外の時間帯には、低速制御テーブルを用いてホルダ30に対して光の送受光を制御する。なお、図6は、ある1個の測定部位Sにおいて得られた測定データの一例を示すグラフである。なお、図6に示す測定データにおける縦軸を被検者がホルダ30を装着した時点のオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb](デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]、総ヘモグロビンの濃度・光路長積([oxyHb]+[deoxyHb]))からのオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb](デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]、総ヘモグロビンの濃度・光路長積([oxyHb]+[deoxyHb]))の変化量とし、横軸を時間tとする。   Based on the operation signal from the keyboard 27, the transmission / reception control unit 21 sets the task period time, the rest period time, and the task repetition count, so that the task period time, the rest period time, and the task are set. The number of repetitions is stored in the data storage area 23b, and the high-speed control table is used for the time zone before and after the start time of the task period (for example, 2 seconds before and after the start time of the task period). First, the light transmission / reception with respect to the holder 30 is controlled using a low speed control table. FIG. 6 is a graph showing an example of measurement data obtained at one measurement site S. The ordinate in the measurement data shown in FIG. 6 indicates the concentration of oxyhemoglobin / optical path length product [oxyHb] (deoxyhemoglobin concentration / optical path length product [deoxyHb], total hemoglobin Concentration / optical path length product ([oxyHb] + [deoxyHb])) Oxyhemoglobin concentration / optical path length product [oxyHb] (Deoxyhemoglobin concentration / optical path length product [deoxyHb], Total hemoglobin concentration / optical path length product ( The amount of change is [oxyHb] + [deoxyHb])), and the horizontal axis is time t.

図6に示すような測定データを得るためには、例えば、計測を開始する前に医師や検査技師等が、モニタ画面23aに表示された入力画面を用いて、タスク期間の時間とレスト期間の時間とタスク繰り返し回数等の計測条件を入力して設定する。
これにより、送受光用制御部21は、レスト期間の時間帯には、低速制御テーブルを用いてホルダ30に対して光の送受光を制御する。よって、まず5ミリ秒間、送光プローブ12T1に波長780nmの光を送光させ、次の5ミリ秒間、送光プローブ12T1に波長805nmの光を送光させ、次の5ミリ秒間、送光プローブ12T1に波長830nmの光を送光させ、次の5ミリ秒間、送光プローブ12T2に波長780nmの光を送光させるように、所定のタイミングで1個の送光プローブ12T1〜12T8に光を順番に送光させていく。このとき、いずれか1個の送光プローブ12T1〜12T8に光を送光させるごとに、8個の受光プローブ13R1〜13R8で受光信号を検出することにより、8個の受光信号をメモリ23のデータ記憶領域23bに記憶させる。以後、タスク期間の開始時間の2秒前になるまで、所定のタイミングで1個の送光プローブ12T1〜12T8に光を順番に送光させることを繰り返す。
In order to obtain measurement data as shown in FIG. 6, for example, before starting measurement, a doctor, a laboratory technician, or the like uses the input screen displayed on the monitor screen 23 a to set the task period time and rest period. Input and set measurement conditions such as time and number of task repetitions.
As a result, the light transmission / reception control unit 21 controls light transmission / reception with respect to the holder 30 using the low speed control table during the rest period. Therefore, first 5 milliseconds, is sending a wavelength 780nm light to the light-sending probe 12 T1, the next 5 milliseconds, then sending the light of wavelength 805nm to the light-sending probe 12 T1, the next 5 milliseconds, feed is sending the light of wavelength 830nm to the optical probe 12 T1, the next 5 milliseconds, the light having a wavelength of 780nm to the light-sending probe 12 T2 so as to sending, one light transmitting probe 12 T1 ~ at a predetermined timing 12 Lights are sent in sequence to T8 . At this time, each time light is transmitted to any one of the light transmission probes 12 T1 to 12 T8 , the light reception signals are detected by the eight light reception probes 13 R1 to 13 R8 , thereby obtaining eight light reception signals. The data is stored in the data storage area 23b of the memory 23. Thereafter, the light is sequentially transmitted to one of the light transmission probes 12 T1 to 12 T8 at a predetermined timing until 2 seconds before the start time of the task period.

そして、タスク期間の開始時間の前後の時間帯には、高速制御テーブルを用いてホルダ30に対して光の送受光を制御する。すなわち、タスク期間の開始時間の2秒前に、低速制御テーブルを用いることから高速制御テーブルを用いることに切替え、タスク期間の開始時間の2秒後に、高速制御テーブルを用いることから低速制御テーブルを用いることに切替える。よって、タスク期間の開始時間の2秒前に、まず5ミリ秒間、8個全ての送光プローブ12T1〜12T8に波長780nmの光を送光させ、次の5ミリ秒間、8個全ての送光プローブ12T1〜12T8に波長805nmの光を送光させ、次の5ミリ秒間、8個全ての送光プローブ12T1〜12T8に波長830nmの光を送光させるように、所定のタイミングで8個全ての送光プローブ12T1〜12T8に光を送光させる。このとき、8個の送光プローブ12T1〜12T8に光を送光させるごとに、8個の受光プローブ13R1〜13R8で受光信号を検出することにより、8個の受光信号をメモリ23のデータ記憶領域23bに記憶させる。以後、タスク期間の開始時間の2秒後になるまで、所定のタイミングで8個全ての送光プローブ12T1〜12T8に光を送光させることを繰り返す。そして、タスク期間の開始時間の2秒後に、用いる制御テーブルを高速制御テーブルから低速制御テーブルに切替える。
このようにして、タスク期間の開始時間の2秒前に、用いる制御テーブルを低速制御テーブルから高速制御テーブルに切替え、タスク期間の開始時間の2秒後に、高速制御テーブルから低速制御テーブルに切替えることを計測が終了するまで繰り返していくことになる。
In the time zone before and after the start time of the task period, light transmission / reception with respect to the holder 30 is controlled using the high-speed control table. That is, switching from using the low speed control table to using the high speed control table 2 seconds before the start time of the task period, and switching the low speed control table from using the high speed control table 2 seconds after the start time of the task period. Switch to use. Therefore, two seconds before the start time of the task period, first, light of wavelength 780 nm is transmitted to all eight light transmission probes 12 T1 to 12 T8 for 5 milliseconds, and all eight light transmission probes are transmitted for the next 5 milliseconds. The light transmitting probes 12 T1 to 12 T8 are configured to transmit light having a wavelength of 805 nm, and for the next 5 milliseconds, all eight light transmitting probes 12 T1 to 12 T8 are configured to transmit light having a wavelength of 830 nm. Light is transmitted to all eight light transmission probes 12 T1 to 12 T8 at the timing. At this time, each time light is transmitted to the eight light transmission probes 12 T1 to 12 T8 , the light reception signals are detected by the eight light reception probes 13 R1 to 13 R8 , thereby storing the eight light reception signals in the memory 23. Are stored in the data storage area 23b. Thereafter, the light transmission to all eight light transmission probes 12 T1 to 12 T8 is repeated at a predetermined timing until 2 seconds after the start time of the task period. Then, after 2 seconds from the start time of the task period, the control table to be used is switched from the high speed control table to the low speed control table.
In this way, the control table to be used is switched from the low speed control table to the high speed control table 2 seconds before the start time of the task period, and is switched from the high speed control table to the low speed control table 2 seconds after the start time of the task period. Will be repeated until the measurement is completed.

解析用制御部22は、タスク期間の開始時間の前後の時間帯には、合計8個の受光量情報A(λ)、A(λ)、A(λ)に基づいて、関係式(1)(2)(3)を用いて、各波長(オキシヘモグロビンの吸収波長及びデオキシヘモグロビンの吸収波長)の通過光強度から、オキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb]、デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]及び総ヘモグロビンの濃度・光路長積([oxyHb]+[deoxyHb])を測定データとして求めるとともに、それ以外の時間帯には、合計24個の受光量情報A(λ)、A(λ)、A(λ)に基づいて、関係式(1)(2)(3)を用いて、各波長(オキシヘモグロビンの吸収波長及びデオキシヘモグロビンの吸収波長)の通過光強度から、オキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb]、デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]及び総ヘモグロビンの濃度・光路長積([oxyHb]+[deoxyHb])を測定データとして求める。
このとき、タスク期間の開始時間の前後の時間帯と、それ以外の時間帯とでは、データが取得される脳の測定部位の個数が異なるため、例えば、測定部位S1と測定部位S2と測定部位S5とにおいては、タスク期間の開始時間の前後の時間帯のデータとして、タスク期間の開始時間の前後の時間帯に受光プローブ13R1で得られた受光量情報A(λ)、A(λ)、A(λ)を用い、測定部位S3と測定部位S7とにおいては、タスク期間の開始時間の前後の時間帯のデータとして、タスク期間の開始時間の前後の時間帯に受光プローブ13R2で得られた受光量情報A(λ)、A(λ)、A(λ)を用いるように、タスク期間の開始時間の前後の時間帯に受光プローブ13で得られた受光量情報A(λ)、A(λ)、A(λ)は、対応する複数の測定部位Sに用いられるようにしてもよい。
In the time zone before and after the start time of the task period, the analysis control unit 22 uses a relational expression based on a total of eight received light amount information A (λ 1 ), A (λ 2 ), and A (λ 3 ). (1) Using (2) and (3), from the intensity of light passing through each wavelength (oxyhemoglobin absorption wavelength and deoxyhemoglobin absorption wavelength), oxyhemoglobin concentration / optical path length product [oxyHb], deoxyhemoglobin concentration The optical path length product [deoxyHb] and total hemoglobin concentration / optical path length product ([oxyHb] + [deoxyHb]) are obtained as measurement data, and in other time zones, a total of 24 received light quantity information A (λ 1 ) Based on A (λ 2 ) and A (λ 3 ), the relational expressions (1), (2), and (3) are used to pass each wavelength (the absorption wavelength of oxyhemoglobin and the absorption wavelength of deoxyhemoglobin). From light intensity, oxyhemoglobin concentration and optical path Product [oxyHb], determined deoxyhemoglobin concentration-path length product [deoxyHb] and concentration-path length product of total hemoglobin ([oxyHb] + [deoxyHb]) as measurement data.
At this time, the time zone before and after the start time of the task period and the other time zones are different in the number of measurement sites of the brain from which data is acquired. For example, the measurement site S1, the measurement site S2, and the measurement site In S5, the received light amount information A (λ 1 ), A (λ) obtained by the light receiving probe 13 R1 in the time zone before and after the start time of the task period as the data of the time zone before and after the start time of the task period. 2 ) and A (λ 3 ), and in the measurement site S3 and the measurement site S7, as the data of the time zone before and after the start time of the task period, the light receiving probe 13 in the time zone before and after the start time of the task period The received light amount obtained by the light receiving probe 13 in the time zone before and after the start time of the task period so as to use the received light amount information A (λ 1 ), A (λ 2 ), A (λ 3 ) obtained by R2. Information A (λ 1 ), A (λ 2 ), A (λ 3 ) may be used for a plurality of corresponding measurement sites S.

以上のように、本発明の光計測装置1によれば、状況に応じて高速制御テーブルを用いる時間帯と低速制御テーブルを用いる時間帯とを切替えて、被検者の脳活動の時間変化に関する測定データを得るので、タスク期間の開始時間の前後の時間帯に現れる血流変化等を観察することができる。   As described above, according to the optical measurement device 1 of the present invention, the time zone using the high-speed control table and the time zone using the low-speed control table are switched according to the situation, and the time change of the brain activity of the subject is related. Since measurement data is obtained, it is possible to observe changes in blood flow that appear in the time zone before and after the start time of the task period.

本発明は、非侵襲で脳活動を測定する光計測装置に利用することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for an optical measurement device that measures brain activity non-invasively.

1: 光計測装置
12: 送光プローブ
13: 受光プローブ
21: 送受光用制御部
22: 解析用制御部
23: メモリ(記憶部)
30: ホルダ(送受光部)
T: 送光点
R: 受光点
1: Optical measuring device 12: Light transmission probe 13: Light reception probe 21: Light transmission / reception control unit 22: Analysis control unit 23: Memory (storage unit)
30: Holder (transmission / reception unit)
T: Transmitting point R: Receiving point

Claims (3)

被検者に光を照射するN個の送光プローブと、当該被検者から放出される光を受光するM個の受光プローブとを有する送受光部と、
前記送受光部に対して光の送受光を制御することで、前記被検者の脳活動の時間変化に関する測定データを得る制御部とを備える光計測装置であって、
N個の送光プローブの内から選択されたX個以上N個以下の送光プローブから被検者に光を照射していくことで、前記被検者の脳活動に関する測定データを得るための高速制御テーブルと、
N個の送光プローブの内から選択された1個以上Y個以下の送光プローブから被検者に光を照射していくことで、前記被検者の脳活動に関する測定データを得るための低速制御テーブルとを記憶部に記憶させ、
前記制御部は、前記高速制御テーブルを用いる時間帯と前記低速制御テーブルを用いる時間帯とを切替えて、前記被検者の脳活動の時間変化に関する測定データを得るとともに、
下記式(1)を満足することを特徴とする光計測装置。
1≦Y<X≦N ・・・(1)
A light transmission / reception unit having N light transmission probes for irradiating the subject with light and M light reception probes for receiving light emitted from the subject;
By controlling light transmission / reception with respect to the light transmission / reception unit, a light measurement device comprising a control unit for obtaining measurement data relating to temporal changes in the brain activity of the subject,
For obtaining measurement data relating to the brain activity of the subject by irradiating the subject with light from X to N light-transmitting probes selected from among the N light-transmitting probes. A high-speed control table;
For obtaining measurement data relating to the brain activity of the subject by irradiating the subject with light from one or more Y light-transmitting probes selected from among the N light-transmitting probes. The low speed control table is stored in the storage unit,
The control unit switches between a time zone using the high-speed control table and a time zone using the low-speed control table, and obtains measurement data related to temporal changes in the brain activity of the subject,
An optical measuring device satisfying the following formula (1).
1 ≦ Y <X ≦ N (1)
前記高速制御テーブルは、N個全ての送光プローブから被検者に光を照射することで、前記被検者の脳活動に関する測定データを得るものであり、
前記低速制御テーブルは、1個の送光プローブから被検者に光を順番に照射していくことで、前記被検者の脳活動に関する測定データを得るものであることを特徴とする請求項1に記載の光計測装置。
The high-speed control table obtains measurement data related to the brain activity of the subject by irradiating the subject with light from all N light-transmitting probes,
The low-speed control table obtains measurement data related to brain activity of the subject by sequentially irradiating the subject with light from one light transmission probe. The optical measuring device according to 1.
前記被検者に負荷をかけ続けるタスク期間と、前記被検者から負荷を除去するレスト期間とが交互に複数回繰り返されることにより、前記測定データを得る光計測装置であって、
前記制御部は、前記タスク期間の開始時間の前と後との少なくとも一方の時間帯には、前記高速制御テーブルを用い、それ以外の時間帯には、前記低速制御テーブルを用いることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の光計測装置。
A task period for continuously applying a load to the subject and a rest period for removing the load from the subject are repeatedly repeated a plurality of times, thereby obtaining the measurement data,
The control unit uses the high-speed control table for at least one time zone before and after the start time of the task period, and uses the low-speed control table for other time zones. The optical measuring device according to claim 1 or 2.
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