JP2013236721A - Optical measurement system and using method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光計測システム及びその使用方法に関し、さらに詳細には非侵襲で脳活動を測定する光計測システム及びその使用方法に関する。 The present invention relates to an optical measurement system and a method for using the same, and more particularly to an optical measurement system that measures brain activity non-invasively and a method for using the same.
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、被検者の頭皮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λ1、λ2、λ3(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、脳から放出された各波長λ1、λ2、λ3の近赤外光の強度変化(受光量情報)ΔA(λ1)、ΔA(λ2)、ΔA(λ3)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ΔA(λ1)、ΔA(λ2)、ΔA(λ3)から、脳血流中のオキシヘモグロビンの濃度変化・光路長積[oxyHb]と、デオキシヘモグロビンの濃度変化・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。さらには、オキシヘモグロビンの濃度変化・光路長積[oxyHb]と、デオキシヘモグロビンの濃度変化・光路長積[deoxyHb]とから総ヘモグロビンの濃度変化・光路長積([oxyHb]+[deoxyHb])を算出している。
ΔA(λ1)=EO(λ1)×[oxyHb]+Ed(λ1)×[deoxyHb]・・・(1)
ΔA(λ2)=EO(λ2)×[oxyHb]+Ed(λ2)×[deoxyHb]・・・(2)
ΔA(λ3)=EO(λ3)×[oxyHb]+Ed(λ3)×[deoxyHb]・・・(3)
なお、EO(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、Ed(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 has been developed that performs noninvasive measurement using light. In such an optical brain functional imaging apparatus, a near-red light having three different wavelengths λ 1 , λ 2 , and λ 3 (for example, 780 nm, 805 nm, and 830 nm) is obtained by a light transmission probe arranged on the scalp surface of the subject. While irradiating the brain with external light, the light-receiving probe arranged on the scalp surface changes the intensity of the near-infrared light of each wavelength λ 1 , λ 2 , λ 3 (received light amount information) ΔA (λ 1 ), ΔA (λ 2 ), and ΔA (λ 3 ) are detected.
Then, from the received light amount information ΔA (λ 1 ), ΔA (λ 2 ), ΔA (λ 3 ) obtained in this way, the concentration change / optical path length product [oxyHb] of oxyhemoglobin in the cerebral blood flow, In order to obtain the deoxyhemoglobin concentration change and the optical path length product [deoxyHb], for example, the simultaneous equations shown in the relational expressions (1), (2), and (3) are created using the Modified Beer Lambert rule. Is solved. Furthermore, the concentration change / optical path length product ([oxyHb] + [deoxyHb]) of total hemoglobin is calculated from the concentration change / optical path length product [oxyHb] of oxyhemoglobin and the concentration change / optical path length product [deoxyHb] of deoxyhemoglobin. Calculated.
ΔA (λ 1 ) = E O (λ 1 ) × [oxyHb] + E d (λ 1 ) × [deoxyHb] (1)
ΔA (λ 2 ) = E O (λ 2 ) × [oxyHb] + E d (λ 2 ) × [deoxyHb] (2)
ΔA (λ 3 ) = E O (λ 3 ) × [oxyHb] + E d (λ 3 ) × [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10(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10(b)は、図10(a)の平面図である。
送光プローブ12が被検者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が被検者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入射させる。このとき、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とを被検者の頭皮表面に沿って最短距離で結んだ線の中点Mから、送光点Tと受光点Rとを被検者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である被検者の測定部位Sに関する受光量情報ΔA(λ1)、ΔA(λ2)、ΔA(λ3)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. 10A 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. 10B is a plan view of FIG.
The light transmitting
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変化・光路長積[oxyHb]、デオキシヘモグロビンの濃度変化・光路長積[deoxyHb]及び総ヘモグロビンの濃度変化・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11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。近赤外分光分析計101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、16個の送光プローブ12と、16個の受光プローブ13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 device, oxyhemoglobin concentration change / optical path length product [oxyHb], deoxyhemoglobin concentration change / optical path length product [deoxyHb] and total hemoglobin concentration change / optical path for multiple measurement sites in the brain In order to measure the long product ([oxyHb] + [deoxyHb]), for example, a near-infrared spectrometer is used (for example, see Patent Document 1).
FIG. 11 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of a conventional near-infrared spectrometer. The near-
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λ1、λ2、λ3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)ΔA(λ1)、ΔA(λ2)、ΔA(λ3)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
The
このような近赤外分光分析計101においては、16個の送光プローブ12と16個の受光プローブ13とを所定の配列で被検者の頭皮表面に接触させるために、ホルダ(送受光部)30が使用される。図2は、16個の送光プローブと16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とともに、送光プローブ12T9〜12T16と受光プローブ13R9〜13R16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、頭皮表面から特定の深度となる受光量情報ΔA(λ1)、ΔA(λ2)、ΔA(λ3)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ΔA(λ1)、ΔA(λ2)、ΔA(λ3)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、脳活動に関係した受光量情報ΔA(λ1)、ΔA(λ2)、ΔA(λ3)を得ている。
In such a near-
The
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(8個の送光プローブ12T9〜12T16と8個の受光プローブ13R9〜13R16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で検出してデータ記憶領域123bに記憶させている。
By the way, the positional relationship between the eight light transmitting
Based on the control table stored in the control
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なるが、所定のタイミングで検出した所定の受光プローブ13R1〜13R8の受光信号をメモリ123のデータ記憶領域123bに記憶させる。具体的には、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との受光信号をデータ記憶領域123bに記憶させ、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との受光信号をデータ記憶領域123bに記憶させるように、所定のタイミングで検出した所定の受光プローブ13R1〜13R8の受光信号をデータ記憶領域123bに記憶させる。
なお、8個の送光プローブ12T9〜12T16と8個の受光プローブ13R9〜13R16とも、8個の送光プローブ12T1〜12T8と8個の受光プローブ13R1〜13R8と同様であるので、説明を省略する。これにより、図4に示すように平面視すると、合計48個の受光量情報ΔA(λ1)、ΔA(λ2)、ΔA(λ3)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
Incidentally, similarly to the eight light transmitting probe 12 T9 to 12 T16 eight light receiving probe 13 R9 to 13 R16 both the eight light transmitting probe 12 T1 to 12 T8 and eight light receiving probes 13 R1 to 13 R8 Therefore, explanation is omitted. Thereby, when viewed in plan as shown in FIG. 4, a total of 48 received light amount information ΔA (λ 1 ), ΔA (λ 2 ), ΔA (λ 3 ) is collected.
解析用制御部122は、48個の受光量情報ΔA(λ1)、ΔA(λ2)、ΔA(λ3)に基づき、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変化・光路長積[oxyHb]、デオキシヘモグロビンの濃度変化・光路長積[deoxyHb]及び総ヘモグロビンの濃度変化・光路長積([oxyHb]+[deoxyHb])を48個の測定データとして求めている。その48個の測定データ結果は、医師や検査技師等によって観察されるために、モニタ画面26aに表示される。図5は、48個の測定データが表示されたモニタ画面の一例を示す図である。モニタ画面には48個の測定データが表示されている。このとき、送光プローブ12と受光プローブ13とを最短距離で結んだ線の各中点M(図10参照)に、送光プローブ12から照射させた光を、受光プローブ13で検出させたときに得られた測定データが配置されるように整列して表示されている。具体的には、送光プローブ12T1から照射させた光を受光プローブ13R1で検出させたときの測定データ#1が、左上に配置され、送光プローブ12T1から照射させた光を受光プローブ13R3で検出させたときの測定データ#4が、測定データ#1の左下に配置され、送光プローブ12T2から照射させた光を受光プローブ13R1で検出させたときの測定データ#2が、測定データ#1の右に配置されるように、48個の測定データ#1〜#48が整列して配置されている。
なお、各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変化・光路長積[oxyHb](デオキシヘモグロビンの濃度変化・光路長積[deoxyHb]、総ヘモグロビンの濃度変化・光路長積([oxyHb]+[deoxyHb]))からのオキシヘモグロビンの濃度変化・光路長積[oxyHb](デオキシヘモグロビンの濃度変化・光路長積[deoxyHb]、総ヘモグロビンの濃度変化・光路長積([oxyHb]+[deoxyHb]))の変化量とし、横軸を時間tとする。
Based on the 48 received light quantity information ΔA (λ 1 ), ΔA (λ 2 ), ΔA (λ 3 ), the
The vertical axis in each measurement data indicates the change in oxyhemoglobin concentration / optical path length product [oxyHb] (deoxyhemoglobin concentration change / optical path length product [deoxyHb], total hemoglobin concentration when the subject wears the
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繰り返している。 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 several times so that the subject is again in a task performance state for a certain period of time to move the finger and then in a steady state for a certain period of time. Yes.
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があった。
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 are far away so that light hardly interferes with each other, it is possible to simultaneously transmit light to a plurality of light transmitting probes 12 to increase the efficiency of measurement. There was a problem that it was impossible to observe blood flow changes appearing in time zones before and after the start time of the period.
さらに、48個の測定データをメモリ123のデータ記憶領域123bに記憶させていくと、データ量が多くなるという問題点があった。
そこで、少数の送光プローブ12と少数の受光プローブ13とを有するホルダを用いて、測定時間間隔を短くすることも考えられるが、そのようにすると、被検者の脳の一部の脳活動の時間変化に関する測定データしか得ることができなくなり、必要な脳の部位の脳活動の時間変化に関する測定データを取り逃すという問題が発生する。
Furthermore, when 48 pieces of measurement data are stored in the
Therefore, it is conceivable to shorten the measurement time interval by using a holder having a small number of light-transmitting
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、被検者の脳の関心領域で観察する方法について検討を行った。そこで、まず多数の送光プローブ12から被検者に光を順番に照射していくことにより、被検者の脳全体の脳活動の時間変化に関する測定データを得て、その測定データを観察しながら少数の送光プローブ12を選択した後、少数の送光プローブ12から被検者に光を順番に照射していくことにより、被検者の脳の一部(関心領域)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。つまり、N個の送光プローブのうちからY個の送光プローブを選択するための選択手段を設けることを見出した。
In order to solve the above problems, the present inventor has studied a method for observing changes in blood flow appearing in a time zone before and after the start time of a task period in a region of interest in the subject's brain. Therefore, first, by sequentially irradiating the subject with light from a large number of light transmitting probes 12, measurement data relating to temporal changes in the brain activity of the entire subject's brain is obtained, and the measurement data is observed. However, after selecting a small number of light-transmitting
すなわち、本発明の光計測システムは、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、N個の送光プローブを用いて被検者に光を順番に照射していくことでM個の受光プローブで光を検出させることにより、前記被検者の広範囲の脳における脳活動の時間変化に関するS個の測定データを得る制御部とを備える光計測システムであって、前記被検者の広範囲の脳における脳活動の時間変化に関するS個の測定データを得るプリスキャンが実行された後、N個の送光プローブ及びM個の受光プローブのうちからY個の送光プローブ及びX個の受光プローブを選択する選択手段を備え、前記制御部は、前記選択手段でY個の送光プローブ及びX個の受光プローブが選択された後、Y個の送光プローブを用いて被検者に光を順番に照射していくことでX個の受光プローブで光を検出させることにより、前記被検者の狭範囲の脳における脳活動の時間変化に関するT個の測定データを得るようにしている。 In other words, the optical measurement system of the present invention includes a light transmission / reception unit including N light transmission probes that irradiate a subject with light and M light reception probes that receive light emitted from the subject. The time of brain activity in a wide range of the subject's brain is detected by irradiating the subject with light in turn using N light-transmitting probes and detecting light with M light-receiving probes. An optical measurement system including a control unit that obtains S measurement data related to changes, after a pre-scan that obtains S measurement data related to temporal changes in brain activity in a wide range of brains of the subject is executed , Selecting means for selecting Y light-transmitting probes and X light-receiving probes among N light-transmitting probes and M light-receiving probes, and the control unit uses the selecting means to transmit Y light-transmitting probes. Probe and X light receiving probes After the selection, the subject's narrow-range brain is detected by irradiating the subject sequentially with light using the Y light-transmitting probes and detecting the light with the X light-receiving probes. T pieces of measurement data relating to temporal changes in brain activity are obtained.
ここで、「光を順番に照射していく」とは、互いに光がほとんど干渉しない個数の送光プローブから被検者に光を照射していけばよく、例えば1個以上N/2個以下の送光プローブから被検者に光を同時に照射していくことが、被検者の脳のどの部位が活動したかを把握する観点から好ましい。 Here, “irradiate light in order” means that the subject is irradiated with light from a number of light-transmitting probes in which the light hardly interferes with each other, for example, 1 or more and N / 2 or less. It is preferable from the viewpoint of grasping which part of the subject's brain has been activated to simultaneously irradiate the subject with light from the light transmitting probe.
本発明の光計測システムによれば、被検者の広範囲の脳における脳活動の時間変化に関する測定データを得て、その測定データを観察しながらY個の送光プローブを選択した後、Y個の送光プローブを用いて被検者に光を順番に照射していくため、測定時間間隔を短くすることができ、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、被検者の脳の関心領域で観察することができる。また、M個の受光プローブのうちから選択されたX個の受光プローブで光を検出させて記憶部に記憶させるため、記憶部に記憶させるデータ量を少なくすることができる。 According to the optical measurement system of the present invention, after obtaining measurement data related to temporal changes in brain activity in a wide range of the subject's brain, selecting Y light transmission probes while observing the measurement data, Y pieces Because the light is sequentially irradiated to the subject using the light transmission probe, the measurement time interval can be shortened, and blood flow changes appearing in the time zone before and after the start time of the task period can be examined. Can be observed in a region of interest in the person's brain. Further, since light is detected by the X light receiving probes selected from the M light receiving probes and stored in the storage unit, the amount of data stored in the storage unit can be reduced.
(その他の課題を解決するための手段及び効果)
また、本発明の光計測システムは、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、N個の送光プローブを用いて被検者に光を順番に照射していくことでM個の受光プローブで光を検出させることにより、前記被検者の広範囲の脳における脳活動の時間変化に関するS個の測定データを得る制御部とを備える光計測システムであって、前記被検者の広範囲の脳における脳活動の時間変化に関するS個の測定データを得るプリスキャンが実行された後、S個の測定データのうちから選択されたT個の測定データを選択する選択手段を備え、前記制御部は、前記選択手段でT個の測定データが選択された後、T個の測定データを取得するためにN個の送光プローブのうちから選択されたY個の送光プローブを用いて被検者に光を順番に照射していくことでN個の受光プローブのうちから選択されたX個の受光プローブで光を検出させることにより、前記被検者の狭範囲の脳における脳活動の時間変化に関するT個の測定データを得るようにしている。
(Means and effects for solving other problems)
In addition, the optical measurement system of the present invention includes a light transmission / reception unit having N light transmission probes for irradiating light to the subject and M light reception probes for receiving light emitted from the subject. The time of brain activity in a wide range of the subject's brain is detected by irradiating the subject with light in turn using N light-transmitting probes and detecting light with M light-receiving probes. An optical measurement system including a control unit that obtains S measurement data related to changes, after a pre-scan that obtains S measurement data related to temporal changes in brain activity in a wide range of brains of the subject is executed , Selection means for selecting T measurement data selected from among the S measurement data, and the control unit selects T measurement data after T measurement data is selected by the selection means. N light transmission probes to obtain By irradiating the subject with light in order using Y light transmitting probes selected from among them, light is detected by X light receiving probes selected from among the N light receiving probes. Thus, T pieces of measurement data relating to temporal changes in brain activity in a narrow range of the subject's brain are obtained.
また、本発明の光計測システムにおいては、前記選択手段は、S個の測定データを表示装置に表示させ、入力装置による入力操作によって、Y個の送光プローブ、X個の受光プローブ又はT個の測定データが選択されることで、Y個の送光プローブ、X個の受光プローブ又はT個の測定データを決定するようにしてもよい。
また、本発明の光計測システムにおいては、前記選択手段は、前記入力装置による入力操作によって選択されるために、脳表面画像又は頭皮表面画像上の各測定関連位置に、対応する測定データをそれぞれ表示させるようにしてもよい。
ここで、「脳表面画像上の測定関連位置」とは、例えば、送光点Tと受光点Rとを被検者の頭皮表面に沿って最短距離で結んだ線の中点Mから、送光点Tと受光点Rとを被検者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である位置のことをいう。また、「頭皮表面画像上の測定関連位置」とは、例えば、送光点Tと受光点Rとを被検者の頭皮表面に沿って最短距離で結んだ線の中点Mの位置のことをいう。
In the optical measurement system of the present invention, the selection unit displays S pieces of measurement data on a display device, and Y input probes, X receive probes, or T pieces are input by an input operation using the input device. By selecting the measurement data, Y light transmitting probes, X light receiving probes, or T measurement data may be determined.
In the optical measurement system of the present invention, since the selection unit is selected by an input operation by the input device, the measurement data corresponding to each measurement-related position on the brain surface image or scalp surface image is respectively displayed. You may make it display.
Here, the “measurement-related position on the brain surface image” means, for example, from the midpoint M of the line connecting the light transmitting point T and the light receiving point R along the scalp surface of the subject at the shortest distance. It means a position having a depth L which is half the distance of a line connecting the light spot T and the light receiving point R along the surface of the subject's scalp at the shortest distance. The “measurement-related position on the scalp surface image” is, for example, the position of the midpoint M of the line connecting the light transmitting point T and the light receiving point R along the subject's scalp surface at the shortest distance. Say.
そして、本発明の光計測システムにおいては、前記選択手段は、S個の測定データにおける数値に基づいて、Y個の送光プローブ、X個の受光プローブ又はT個の測定データを選択して決定するようにしてもよい。 In the optical measurement system of the present invention, the selection means selects and determines Y light transmitting probes, X light receiving probes, or T measurement data based on the numerical values in the S measurement data. You may make it do.
さらに、本発明の光計測システムにおいては、N個の送光プローブを用いて被検者に光を順番に照射していくことでM個の受光プローブで光を検出させるための広範囲制御テーブルを予め記憶する記憶部を備え、前記選択手段は、Y個の送光プローブを用いて被検者に光を順番に照射していくことでX個の受光プローブで光を検出させるための狭範囲制御テーブルを記憶部に記憶させ、前記制御部は、前記送受光部に対して光の送受光を広範囲制御テーブルを用いて制御することで、前記被検者の広範囲の脳における脳活動の時間変化に関するS個の測定データを得て、表示装置に表示させ、前記選択手段で狭範囲制御テーブルが記憶された後、前記送受光部に対して光の送受光を狭範囲制御テーブルを用いて制御することで、前記被検者の狭範囲の脳における脳活動の時間変化に関するT個の測定データを得て、前記記憶部に記憶させるようにしてもよい。
また、本発明の光計測システムの使用方法は、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、N個の送光プローブを用いて被検者に光を順番に照射していくことでM個の受光プローブで光を検出させることにより、前記被検者の広範囲の脳における脳活動の時間変化に関するS個の測定データを得る制御部とを備える光計測システムの使用方法であって、N個の送光プローブを用いて被検者に光を順番に照射していくことでM個の受光プローブで光を検出させることにより、前記被検者の広範囲の脳における脳活動の時間変化に関するS個の測定データを得る広範囲測定データ取得ステップと、N個の送光プローブ及びM個の受光プローブのうちからY個の送光プローブ及びX個の受光プローブを選択する選択ステップと、Y個の送光プローブを用いて被検者に光を順番に照射していくことでX個の受光プローブで光を検出させることにより、前記被検者の狭範囲の脳における脳活動の時間変化に関するT個の測定データを得る狭範囲測定データ取得ステップとを含むようにしている。
また、本発明の光計測システムの使用方法は、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、N個の送光プローブを用いて被検者に光を順番に照射していくことでM個の受光プローブで光を検出させることにより、前記被検者の広範囲の脳における脳活動の時間変化に関するS個の測定データを得る制御部とを備える光計測システムの使用方法であって、N個の送光プローブを用いて被検者に光を順番に照射していくことでM個の受光プローブで光を検出させることにより、前記被検者の広範囲の脳における脳活動の時間変化に関するS個の測定データを得る広範囲測定データ取得ステップと、S個の測定データのうちから選択されたT個の測定データを選択する選択ステップと、T個の測定データを取得するためにN個の送光プローブのうちから選択されたY個の送光プローブを用いて被検者に光を順番に照射していくことでN個の受光プローブのうちから選択されたX個の受光プローブで光を検出させることにより、前記被検者の狭範囲の脳における脳活動の時間変化に関するT個の測定データを得る狭範囲測定データ取得ステップとを含むようにしている。
Furthermore, in the optical measurement system of the present invention, a wide-range control table for detecting light with M light receiving probes by sequentially irradiating the subject with light using N light transmitting probes. A narrow range for detecting light by X light receiving probes by sequentially irradiating the subject with light using Y light transmitting probes. A control table is stored in a storage unit, and the control unit controls light transmission / reception with respect to the light transmission / reception unit using a wide-range control table, so that the time of brain activity in a wide range of the subject's brain After obtaining S measurement data relating to the change and displaying it on the display device, the narrow range control table is stored by the selection means, and then light transmission / reception with respect to the light transmitting / receiving unit is performed using the narrow range control table. By controlling the subject's To obtain the T measurement data related to the time change of the brain activity in the range of brain, it may also be stored in the storage unit.
In addition, the method of using the optical measurement system of the present invention includes N light-transmitting probes that irradiate the subject with light and M light-receiving probes that receive the light emitted from the subject. By irradiating light to the subject in turn using a light receiving unit and N light transmitting probes, light is detected by the M light receiving probes, so that the brain in a wide range of the subject's brain A method of using an optical measurement system comprising a control unit that obtains S measurement data related to a temporal change in activity, by sequentially irradiating a subject with light using N light transmission probes. A wide-range measurement data acquisition step for obtaining S measurement data related to temporal changes in brain activity in a wide range of the subject's brain by detecting light with M light-receiving probes, N light-transmitting probes, and M Y light receiving probes A selection step of selecting an optical probe and X light receiving probes, and detecting light with X light receiving probes by sequentially irradiating the subject with light using Y light transmitting probes And a narrow range measurement data acquisition step for obtaining T measurement data related to temporal changes in brain activity in the narrow range brain of the subject.
In addition, the method of using the optical measurement system of the present invention includes N light-transmitting probes that irradiate the subject with light and M light-receiving probes that receive the light emitted from the subject. By irradiating light to the subject in turn using a light receiving unit and N light transmitting probes, light is detected by the M light receiving probes, so that the brain in a wide range of the subject's brain A method of using an optical measurement system comprising a control unit that obtains S measurement data related to a temporal change in activity, by sequentially irradiating a subject with light using N light transmission probes. A wide range measurement data acquisition step for obtaining S measurement data related to temporal changes in brain activity in a wide range of brains of the subject by detecting light with M light receiving probes, and among the S measurement data Select the selected T measurement data And sequentially irradiating the subject with light using Y light-transmitting probes selected from the N light-transmitting probes in order to acquire T measurement data. Narrow-range measurement that obtains T measurement data related to temporal changes in brain activity in a narrow-range brain of the subject by detecting light with X light-receiving probes selected from among N light-receiving probes A data acquisition step.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments described below, and includes various modes 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。また、図2は、16個の送光プローブと16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(光計測システム)1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、制御テーブル作成部(選択手段)24と、メモリ(記憶部)23とを備えるとともに、16個(N個)の送光プローブ12と、16個(M個)の受光プローブ13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. FIG. 2 is a plan view showing an example of a holder into which 16 light transmitting probes and 16 light receiving probes are inserted. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the thing similar to the near-
An optical measurement device (optical measurement system) 1 includes a
メモリ23には、ホルダ30に対して光の送受光を制御する制御形態を定める広範囲制御テーブルを予め記憶するとともに、狭範囲制御テーブルを記憶するための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とが形成されている。
図3は、広範囲制御テーブルの一例を説明するための図であり、図4は、48個の受光量情報が得られる脳の位置を説明するための図である。なお、広範囲制御テーブルは、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。
The
FIG. 3 is a diagram for explaining an example of the wide range control table, and FIG. 4 is a diagram for explaining the position of the brain where 48 pieces of received light amount information are obtained. Note that the wide-range control table is used in the same manner as the control table of the near-
また、狭範囲制御テーブルの作成方法についての詳細は後述するが、図6は、狭範囲制御テーブルの一例を説明するための図であり、図7は、24個の受光量情報が得られる脳の位置を説明するための図である。
このような狭範囲制御テーブルによれば、まず5ミリ秒間、送光プローブ12T2に波長780nmの光を送光させ、次の5ミリ秒間、送光プローブ12T2に波長805nmの光を送光させ、次の5ミリ秒間、送光プローブ12T2に波長830nmの光を送光させ、次の5ミリ秒間、送光プローブ12T3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12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12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なるが、所定のタイミングで検出した所定の受光プローブ13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。具体的には、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との受光信号をデータ記憶領域23bに記憶させ、送光プローブ12T3からの光を検出した受光プローブ13R1と受光プローブ13R4と受光プローブ13R5との受光信号をデータ記憶領域23bに記憶させるように、所定のタイミングで検出した所定の受光プローブ13の受光信号をデータ記憶領域23bに記憶させる。このとき、被検者の脳の一部の脳活動に関する測定データを得る測定時間間隔は、80ミリ秒間(送光プローブの数×波長数×5ミリ秒+DARK時間)となる。
なお、5個の送光プローブ12と4個の受光プローブ13とも、4個の送光プローブ12と5個の受光プローブ13と同様であるので、説明を省略する。これにより、図7に示すように平面視すると、合計24個(T個<S個)の受光量情報ΔA(λ1)、ΔA(λ2)、ΔA(λ3)の収集が行われる。
Details of the method for creating the narrow range control table will be described later. FIG. 6 is a diagram for explaining an example of the narrow range control table, and FIG. 7 is a brain in which 24 pieces of received light amount information are obtained. It is a figure for demonstrating the position of.
According to such a narrow range control table, first 5 milliseconds, is sending a wavelength 780nm light to the light-sending probe 12 T2, the next 5 milliseconds, sending the light of wavelength 805nm to the light-sending probe 12 T2 At a predetermined timing so that the
Note that the five light-transmitting
送受光用制御部21は、制御テーブル記憶領域23a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。このとき、制御テーブル記憶領域23aに狭範囲制御テーブルが記憶される前には、送受光用制御部21は、広範囲制御テーブルに基づいて、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なるが、所定のタイミングで検出した所定の受光プローブ13R1〜13R8の受光信号をメモリ23のデータ記憶領域23bに記憶させる。なお、8個の送光プローブ12T9〜12T16と8個の受光プローブ13R9〜13R16とも、8個の送光プローブ12T1〜12T8と8個の受光プローブ13R1〜13R8と同様であるので、説明を省略することとする。これにより、図4に示すように平面視すると、合計48個(S個)の受光量情報ΔA(λ1)、ΔA(λ2)、ΔA(λ3)の収集が行われる。
Based on the control table stored in the control table storage area 23 a, the light transmission /
また、制御テーブル記憶領域23aに狭範囲制御テーブルが記憶された後には、送受光用制御部21は、狭範囲制御テーブルに基づいて、まず5ミリ秒間、送光プローブ12T2に波長780nmの光を送光させ、次の5ミリ秒間、送光プローブ12T2に波長805nmの光を送光させ、次の5ミリ秒間、送光プローブ12T2に波長830nmの光を送光させ、次の5ミリ秒間、送光プローブ12T3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12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12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なるが、所定のタイミングで検出した所定の受光プローブ13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。なお、8個の送光プローブ12T9〜12T16と8個の受光プローブ13R9〜13R16とも、8個の送光プローブ12T1〜12T8と8個の受光プローブ13R1〜13R8と同様であるので、説明を省略することとする。これにより、図7に示すように平面視すると、合計24個(T個)の受光量情報ΔA(λ1)、ΔA(λ2)、ΔA(λ3)の収集が行われる。
すなわち、送受光用制御部21は、狭範囲制御テーブルが記憶される前には、広範囲制御テーブルを用いて、狭範囲制御テーブルが記憶されると、狭範囲制御テーブルを用いるように切り替えることになる。
Further, after the narrow range control table is stored in the control table storage area 23a is feeding the light receiving
That is, before the narrow range control table is stored, the transmission /
解析用制御部22は、制御テーブル記憶領域23aに狭範囲制御テーブルが記憶される前には、広範囲制御テーブルと48個の受光量情報A(λ1)、A(λ2)、A(λ3)とに基づいて、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48個(S個)の測定データとして求める。これにより、モニタ画面26aには、図5に示すような48個の測定データの表示が行われる。
また、解析用制御部22は、制御テーブル記憶領域23aに狭範囲制御テーブルが記憶された後には、狭範囲制御テーブルと24個の受光量情報A(λ1)、A(λ2)、A(λ3)とに基づいて、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24個(T個)の測定データとして求め、データ記憶領域23bに記憶させる。これにより、モニタ画面には、24個の測定データの表示と記憶とが行われる。
The
Further, after the narrow range control table is stored in the control table storage area 23a, the
制御テーブル作成部24は、48個(S個)の測定データをモニタ画面26aに表示させ、キーボード27による入力操作によって、T個の測定データが選択されることで、T個の測定データを取得するために16個(N個)の送光プローブ12のうちから所望個数(Y個<N個)とその配置位置の送光プローブ12や、16個(M個)の受光プローブ13のうちから選択された所望個数(X個<M個)とその配置位置の受光プローブ13を決定することにより、所望個数(Y個)とその配置位置の送光プローブ12と所望個数(X個)とその配置位置の受光プローブ13とを用いるための狭範囲制御テーブルを作成して制御テーブル記憶領域23aに記憶させる制御を行う。
このとき、16個の送光プローブ12のうちから所望個数とその配置位置の送光プローブ12が選択されたり、16個の受光プローブ13のうちから所望個数とその配置位置の受光プローブ13が選択されたりされるために、医師や検査技師等が、例えば、モニタ画面26aに表示された画像を用いてキーボード27で入力操作して設定することになるが、図6に示すような頭皮表面画像上に48個の測定データ(トレンドグラフ)#1〜#48の表示が行われている際に、48個の測定データ(トレンドグラフ)#1〜#48のうちから図8に示すように必要な測定データ(必要な送光プローブ12と受光プローブ13との組み合わせ)を四角で囲むように選択することにより設定する。これにより、必要な脳の部位の脳活動に関する測定データを取り逃すということがなくなる。
The control
At this time, the desired number of light transmitting probes 12 and their arrangement positions are selected from among the 16 light transmission probes 12, or the desired number and light receiving probes 13 of their arrangement positions are selected from the 16 light receiving probes 13. For example, a doctor, a laboratory technician, or the like, for example, performs an input operation with the
ここで、光生体計測装置1により被検者の脳活動を計測する計測方法(使用方法)について説明する。図3は、光生体計測装置1による計測方法の一例について説明するためのフローチャートである。
まず、ステップS101の処理において、ホルダ30を被検者の頭皮表面に配置する。
Here, a measurement method (use method) for measuring the brain activity of the subject using the optical
First, in the process of step S101, the
次に、ステップS102の処理において、送受光用制御部21は、広範囲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(広範囲測定データ取得ステップ、プリスキャン)。
次に、ステップS103の処理において、解析用制御部22は、広範囲制御テーブルと48個の受光量情報A(λ1)、A(λ2)、A(λ3)とに基づいて、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48個の測定データとして求めて、モニタ画面26aに表示する。
Next, in the process of step S102, the light transmission /
Next, in the process of step S103, the
次に、ステップS104の処理において、制御テーブル作成部24は、48個の測定データをモニタ画面26aに表示させ、医師や検査技師等は、モニタ画面23aに表示された画像を用いてキーボード27で入力操作することにより、48個の測定データのうちから24個(T個)の測定データを選択する(選択ステップ)。
次に、ステップS105の処理において、制御テーブル作成部24は、所望個数とその配置位置の送光プローブ12と、所望個数とその配置位置の受光プローブ13とを用いるための狭範囲制御テーブルを作成して、制御テーブル記憶領域23aに記憶させる。
Next, in the process of step S104, the control
Next, in the process of step S105, the control
次に、ステップS106の処理において、送受光用制御部21は、狭範囲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(狭範囲測定データ取得ステップ)。
次に、ステップS107の処理において、解析用制御部22は、狭範囲制御テーブルと24個の受光量情報A(λ1)、A(λ2)、A(λ3)とに基づいて、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24個の測定データとして求めて、モニタ画面26aに表示して、データ記憶領域23bに記憶させる。
そして、ステップS107の処理が終了したときには、本フローチャートを終了させる。
Next, in the process of step S106, the light transmission /
Next, in the process of step S107, the
And when the process of step S107 is complete | finished, this flowchart is complete | finished.
以上のように、本発明の光計測装置1によれば、被検者の広範囲の脳における脳活動の時間変化に関する測定データを得て、その測定データを観察しながら9個(Y個)の送光プローブ12を選択した後、9個(Y個)の送光プローブ12を用いて被検者に光を順番に照射していくため、測定時間間隔を短くすることができ、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、被検者の脳の関心領域で観察することができる。また、16個(M個)の受光プローブ13のうちから選択された9個(X個)の受光プローブ13で光を検出させてデータ記憶領域23bに記憶させるため、データ記憶領域23bに記憶させるデータ量を少なくすることができる。
As described above, according to the
<他の実施形態>
(1)上述した光生体測定装置1では、キーボード27による入力操作によって、T個の測定データが選択される構成を示したが、測定データの内容等によって閾値等を登録することで、制御テーブル作成部(選択手段)24がT個の測定データを自動的に選択するようにしてもよい。
<Other embodiments>
(1) In the optical
(2)上述した光生体測定装置1では、9個(Y個)の送光プローブ12と9個(X個)の受光プローブ13とを用いる狭範囲制御テーブルを作成する構成を示したが、さらに9個(Y個)の送光プローブのうちから選択された所望個数のY’個(例えば2個)の送光プローブと9個(X個)の受光プローブのうちから選択された所望個数のX’個(例えば2個)の受光プローブとを用いる狭範囲制御テーブルを作成するようにしてもよい。
(3)上述した光生体測定装置1では、制御テーブル作成部(選択手段)24は、キーボード27による入力操作によって選択されるために、図6に示すような48個の測定データ(トレンドグラフ)#1〜#48を表示する構成を示したが、脳表面画像の48個の所定位置上に各測定データ#1〜#48の画像表示がそれぞれ行われており、各測定データ#1〜#48は、ある計測時間tでのオキシヘモグロビンの濃度変化・光路長積[oxyHb]の数値に対応する色で表現されるようにしてもよい。
(4)上述した光生体測定装置1では、制御テーブル作成部(選択手段)24は、48個の測定データ#1〜#48のうちから必要な測定データを四角で囲むように選択されることで決定する構成を示したが、キーボード27に設けた番号等とプローブ番号等とを対応付けて登録することで、キーボード27に設けた番号が押圧されることにより決定するようにしてもよい。
(2) In the optical
(3) In the above-described
(4) In the optical
本発明は、非侵襲で脳活動を測定する光計測システム等に利用することができる。 The present invention can be used for an optical measurement system or the like 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)
24:制御テーブル作成部(選択手段)
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)
24: Control table creation unit (selection means)
30: Holder (transmission / reception unit)
T: Transmitting point R: Receiving point
Claims (8)
N個の送光プローブを用いて被検者に光を順番に照射していくことでM個の受光プローブで光を検出させることにより、前記被検者の広範囲の脳における脳活動の時間変化に関するS個の測定データを得る制御部とを備える光計測システムであって、
前記被検者の広範囲の脳における脳活動の時間変化に関するS個の測定データを得るプリスキャンが実行された後、N個の送光プローブ及びM個の受光プローブのうちからY個の送光プローブ及びX個の受光プローブを選択する選択手段を備え、
前記制御部は、前記選択手段でY個の送光プローブ及びX個の受光プローブが選択された後、Y個の送光プローブを用いて被検者に光を順番に照射していくことでX個の受光プローブで光を検出させることにより、前記被検者の狭範囲の脳における脳活動の時間変化に関するT個の測定データを得ることを特徴とする光計測システム。 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;
Time variation of brain activity in a wide range of the subject's brain by detecting light with M light receiving probes by sequentially irradiating the subject with light using N light transmitting probes An optical measurement system comprising a control unit for obtaining S measurement data relating to
After pre-scanning for obtaining S measurement data related to temporal changes in brain activity in a wide range of the subject's brain, Y light transmission from among N light transmission probes and M light reception probes is performed. A selection means for selecting a probe and X light receiving probes;
The control unit sequentially irradiates the subject with light using the Y light transmitting probes after the Y light transmitting probes and the X light receiving probes are selected by the selection unit. An optical measurement system characterized in that T measurement data relating to temporal changes in brain activity in a narrow range of the subject's brain are obtained by detecting light with X light receiving probes.
N個の送光プローブを用いて被検者に光を順番に照射していくことでM個の受光プローブで光を検出させることにより、前記被検者の広範囲の脳における脳活動の時間変化に関するS個の測定データを得る制御部とを備える光計測システムであって、
前記被検者の広範囲の脳における脳活動の時間変化に関するS個の測定データを得るプリスキャンが実行された後、S個の測定データのうちから選択されたT個の測定データを選択する選択手段を備え、
前記制御部は、前記選択手段でT個の測定データが選択された後、T個の測定データを取得するためにN個の送光プローブのうちから選択されたY個の送光プローブを用いて被検者に光を順番に照射していくことでN個の受光プローブのうちから選択されたX個の受光プローブで光を検出させることにより、前記被検者の狭範囲の脳における脳活動の時間変化に関するT個の測定データを得ることを特徴とする光計測システム。 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;
Time variation of brain activity in a wide range of the subject's brain by detecting light with M light receiving probes by sequentially irradiating the subject with light using N light transmitting probes An optical measurement system comprising a control unit for obtaining S measurement data relating to
Selection for selecting T measurement data selected from among the S measurement data after a pre-scan for obtaining S measurement data related to temporal changes in brain activity in a wide range of brains of the subject is performed. With means,
The control unit uses Y light transmission probes selected from N light transmission probes to acquire T measurement data after T measurement data is selected by the selection unit. By irradiating the subject with light sequentially, the light in the narrow range of the subject is detected by detecting light with X light receiving probes selected from among the N light receiving probes. An optical measurement system characterized by obtaining T pieces of measurement data relating to temporal changes in activity.
入力装置による入力操作によって、Y個の送光プローブ、X個の受光プローブ又はT個の測定データが選択されることで、Y個の送光プローブ、X個の受光プローブ又はT個の測定データを決定することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の光計測システム。 The selection means displays S measurement data on a display device,
By selecting Y light transmitting probes, X light receiving probes, or T measurement data by an input operation by the input device, Y light transmitting probes, X light receiving probes, or T measurement data are selected. The optical measurement system according to claim 1, wherein the optical measurement system is determined.
前記選択手段は、Y個の送光プローブを用いて被検者に光を順番に照射していくことでX個の受光プローブで光を検出させるための狭範囲制御テーブルを記憶部に記憶させ、
前記制御部は、前記送受光部に対して光の送受光を広範囲制御テーブルを用いて制御することで、前記被検者の広範囲の脳における脳活動の時間変化に関するS個の測定データを得て、表示装置に表示させ、
前記選択手段で狭範囲制御テーブルが記憶された後、前記送受光部に対して光の送受光を狭範囲制御テーブルを用いて制御することで、前記被検者の狭範囲の脳における脳活動の時間変化に関するT個の測定データを得て、前記記憶部に記憶させることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に光計測システム。 A storage unit that stores in advance a wide range control table for detecting light with M light receiving probes by sequentially irradiating the subject with light using N light transmitting probes,
The selection means stores a narrow range control table for detecting light by X light receiving probes by sequentially irradiating the subject with light using Y light transmitting probes. ,
The control unit obtains S pieces of measurement data relating to temporal changes in brain activity in a wide range of the subject's brain by controlling light transmission / reception with respect to the light transmission / reception unit using a wide range control table. Display on the display device,
After the narrow range control table is stored by the selecting means, the brain activity in the narrow range brain of the subject is controlled by using the narrow range control table to control light transmission / reception with respect to the light transmitting / receiving unit. 6. The optical measurement system according to claim 1, wherein T pieces of measurement data relating to a time change of the data are obtained and stored in the storage unit.
N個の送光プローブを用いて被検者に光を順番に照射していくことでM個の受光プローブで光を検出させることにより、前記被検者の広範囲の脳における脳活動の時間変化に関するS個の測定データを得る制御部とを備える光計測システムの使用方法であって、
N個の送光プローブを用いて被検者に光を順番に照射していくことでM個の受光プローブで光を検出させることにより、前記被検者の広範囲の脳における脳活動の時間変化に関するS個の測定データを得る広範囲測定データ取得ステップと、
N個の送光プローブ及びM個の受光プローブのうちからY個の送光プローブ及びX個の受光プローブを選択する選択ステップと、
Y個の送光プローブを用いて被検者に光を順番に照射していくことでX個の受光プローブで光を検出させることにより、前記被検者の狭範囲の脳における脳活動の時間変化に関するT個の測定データを得る狭範囲測定データ取得ステップとを含むことを特徴とする光計測システムの使用方法。 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;
Time variation of brain activity in a wide range of the subject's brain by detecting light with M light receiving probes by sequentially irradiating the subject with light using N light transmitting probes A method of using an optical measurement system comprising a control unit for obtaining S measurement data relating to
Time variation of brain activity in a wide range of the subject's brain by detecting light with M light receiving probes by sequentially irradiating the subject with light using N light transmitting probes A wide-range measurement data acquisition step for obtaining S measurement data for
A selection step of selecting Y light-transmitting probes and X light-receiving probes from among N light-transmitting probes and M light-receiving probes;
The time of brain activity in the narrow range of the subject's brain by causing the subject to sequentially irradiate light using Y light transmitting probes and detecting light with the X light receiving probes. And a narrow range measurement data acquisition step for obtaining T measurement data relating to the change.
N個の送光プローブを用いて被検者に光を順番に照射していくことでM個の受光プローブで光を検出させることにより、前記被検者の広範囲の脳における脳活動の時間変化に関するS個の測定データを得る制御部とを備える光計測システムの使用方法であって、
N個の送光プローブを用いて被検者に光を順番に照射していくことでM個の受光プローブで光を検出させることにより、前記被検者の広範囲の脳における脳活動の時間変化に関するS個の測定データを得る広範囲測定データ取得ステップと、
S個の測定データのうちから選択されたT個の測定データを選択する選択ステップと、
T個の測定データを取得するためにN個の送光プローブのうちから選択されたY個の送光プローブを用いて被検者に光を順番に照射していくことでN個の受光プローブのうちから選択されたX個の受光プローブで光を検出させることにより、前記被検者の狭範囲の脳における脳活動の時間変化に関するT個の測定データを得る狭範囲測定データ取得ステップとを含むことを特徴とする光計測システムの使用方法。 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;
Time variation of brain activity in a wide range of the subject's brain by detecting light with M light receiving probes by sequentially irradiating the subject with light using N light transmitting probes A method of using an optical measurement system comprising a control unit for obtaining S measurement data relating to
Time variation of brain activity in a wide range of the subject's brain by detecting light with M light receiving probes by sequentially irradiating the subject with light using N light transmitting probes A wide-range measurement data acquisition step for obtaining S measurement data for
A selection step of selecting T measurement data selected from the S measurement data;
N light receiving probes are obtained by sequentially irradiating the subject with light using Y light transmitting probes selected from the N light transmitting probes in order to acquire T measurement data. A narrow-range measurement data acquisition step for obtaining T measurement data related to temporal changes in brain activity in the narrow-range brain of the subject by detecting light with X light receiving probes selected from A method of using an optical measurement system comprising:
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JP2001337033A (en) * | 2000-05-26 | 2001-12-07 | Shimadzu Corp | Multichannel photometric instrument |
JP2006122086A (en) * | 2004-10-26 | 2006-05-18 | Hitachi Ltd | Optical measuring instrument for organism |
JP2010119660A (en) * | 2008-11-20 | 2010-06-03 | Shimadzu Corp | Organism measuring instrument |
JP2010240298A (en) * | 2009-04-09 | 2010-10-28 | Hitachi Ltd | Biological light measuring device and biological light measuring method |
JP2010246821A (en) * | 2009-04-20 | 2010-11-04 | Konica Minolta Holdings Inc | Biological information detector, electric unique part detector, and brain-machine-interface |
-
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001337033A (en) * | 2000-05-26 | 2001-12-07 | Shimadzu Corp | Multichannel photometric instrument |
JP2006122086A (en) * | 2004-10-26 | 2006-05-18 | Hitachi Ltd | Optical measuring instrument for organism |
JP2010119660A (en) * | 2008-11-20 | 2010-06-03 | Shimadzu Corp | Organism measuring instrument |
JP2010240298A (en) * | 2009-04-09 | 2010-10-28 | Hitachi Ltd | Biological light measuring device and biological light measuring method |
JP2010246821A (en) * | 2009-04-20 | 2010-11-04 | Konica Minolta Holdings Inc | Biological information detector, electric unique part detector, and brain-machine-interface |
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