JP2015033561A - 脳機能計測装置および脳機能計測装置用計測プローブ - Google Patents

Abstract

【課題】有毛部において計測プローブを頭部表面に容易に接触させながら、無毛部において計測プローブを頭部表面に接触させる際の痛みを被験者に感じにくくすることが可能な脳機能計測装置を提供する。
【解決手段】光計測装置（脳機能計測装置）は、被験者の頭部１０１に配置される複数の計測プローブと、複数の計測プローブの各々と接続され、計測プローブを介して計測を行う本体部とを備える。複数の計測プローブは、被験者の頭部側の先端部２０ａにおいて、第１接触部を有する第１プローブと、被験者の頭部表面側の面積が第１接触部よりも大きい第２接触部４０を有する第２プローブとを含む。
【選択図】図４

Description

本発明は、脳機能計測装置および脳機能計測装置用計測プローブに関し、特に、被験者の頭部に複数の計測プローブを配置する脳機能計測装置およびそのような脳機能計測装置に用いる脳機能計測装置用計測プローブに関する。

従来、脳機能計測において、被験者の頭部に複数の計測プローブを配置する構成が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、被験者の頭部に装着されるホルダと、ホルダに取り付けられることにより被験者の頭部の所定位置に配置される計測プローブとが開示されている。ホルダには、複数の取付穴が設けられており、これらの取付穴の各々に１つずつ計測プローブが挿入されて取り付けられる。計測プローブは、先端部が被験者の頭部表面と接触するように配置され、先端部から計測信号の送受を行う。

上記特許文献１のような計測プローブを用いて脳機能計測を行う場合で、有毛部（毛髪のある部位）に計測プローブを配置する際には、棒状の道具で毛髪を掻き分けてホルダの取付穴から頭部表面を露出させた上で、計測プローブを取付穴に挿入することにより、計測プローブの先端部を頭部表面に接触させていた。このため、計測プローブの先端部は、毛髪を掻き分けて頭部表面と接触できるように細長形状に形成され、頭部表面との接触面積が小さくなるように構成されている。

特開２００４−３１３７４１号公報

しかしながら、脳機能計測では、無毛部（毛髪のない部位、たとえば前額部など）に計測プローブを配置して計測を行う場合もある。有毛部では接触部の周囲の頭髪がクッションのように作用し、計測プローブの先端部と頭部表面との接触圧力を軽減する一方、無毛部では計測プローブの先端部が緩衝されることなく頭部表面と接触することになる。このため、無毛部で細長形状の先端部が緩衝されずに頭部表面と接触することに起因して、被験者によっては痛みを感じる場合がある。このため、計測プローブを無毛部に接触する際の痛みをより感じにくくすることが望まれている。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、有毛部において計測プローブを頭部表面に容易に接触させながら、無毛部において計測プローブを頭部表面に接触させる際の痛みを被験者に感じにくくすることが可能な脳機能計測装置および脳機能計測装置用計測プローブを提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面における脳機能計測装置は、被験者の頭部に配置される複数の計測プローブと、複数の計測プローブの各々と接続され、計測プローブを介して計測を行う本体部とを備え、複数の計測プローブは、被験者の頭部側の先端部において、第１接触部を有する第１プローブと、被験者の頭部表面側の面積が第１接触部よりも大きい第２接触部を有する第２プローブとを含む。

この発明の第１の局面による脳機能計測装置では、上記のように、複数の計測プローブに、被験者の頭部側の先端部において、第１接触部を有する第１プローブと、被験者の頭部表面側の面積が第１接触部よりも大きい第２接触部を有する第２プローブとを設けることによって、頭髪を掻き分ける必要がある有毛部などには接触面積が小さい第１接触部を有する第１プローブを容易に配置することができるとともに、頭髪を掻き分ける必要がない無毛部などには、接触面積が大きい第２接触部を有する第２プローブを配置することができる。その結果、有毛部において計測プローブ（第１プローブ）を頭部表面に容易に接触させながら、計測プローブの先端部が緩衝されずに頭部表面と接触する無毛部でも、接触面積が大きい第２プローブの第２接触部によって被験者に痛みを感じにくくすることができる。

上記第１の局面による脳機能計測装置において、好ましくは、第１接触部は、細長形状を有し、第２接触部は、被験者の頭部表面に沿った扁平形状を有する。このように構成すれば、被験者の頭部表面に沿った扁平形状の第２接触部を有する第２プローブを用いれば、無毛部での第２接触部の接触面積を容易に拡大して被験者に痛みを感じにくくすることができる。また、その場合でも、細長形状の第１接触部を有する第１プローブを用いれば、毛髪を掻き分ける必要のある有毛部にも計測プローブを容易に配置することができる。また、第２プローブの接触面積が大きくなるので、被験者の動作に起因するプローブ位置ずれを抑制することもできる。

上記第１の局面による脳機能計測装置において、好ましくは、第１プローブは、被験者の頭部の有毛部に対応する位置に配置されるように構成され、第２プローブは、被験者の頭部の無毛部に対応する位置に配置されるように構成されている。このように構成すれば、毛髪によって緩衝される有毛部と、緩衝作用が得られない無毛部とでそれぞれ第１プローブと第２プローブとを使い分けることができる。これにより、容易に、有毛部において第１プローブを頭部表面に容易に接触させながら、無毛部でも第２プローブによって被験者に痛みを感じにくくすることができる。なお、本発明において有毛部とは、頭部のうち毛髪（頭髪）がある領域を意味する。また、無毛部とは、頭部のうち毛髪（頭髪）が無いか、または、産毛のような計測プローブを用いた計測に影響しない程度に毛髪が存在する領域を意味する。有毛部および無毛部は、被験者によって位置および範囲が異なる領域である。

上記第１の局面による脳機能計測装置において、好ましくは、第２接触部は、少なくとも頭部表面側に弾性変形可能な接触面部を有する。このように構成すれば、第２接触部を被験者の頭部表面と接触させた状態で接触圧力が加わっても、被験者にさらに痛みを感じにくくすることができる。また、被験者に痛みを感じさせることなく頭部表面に接触圧力を加えることができるので、頭部表面と計測プローブ（第２プローブ）との接触状態を維持することができる。その結果、接触状態の変化に伴うノイズを抑制して良好な脳機能計測が可能となる。

上記第１の局面による脳機能計測装置において、好ましくは、複数の計測プローブを取り付けるための取付穴を含むとともに、被験者の頭部に装着されるホルダをさらに備え、第１接触部は、取付穴よりも小さい外形形状を有し、第２接触部は、少なくとも頭部表面側の接触面部が取付穴よりも大きい外形形状を有する。このように構成すれば、被験者へのホルダの装着前に予め第２プローブをホルダに取り付けておくことにより、取付穴よりも大きい接触面積で第２プローブ（第２接触部）を頭部表面に接触させることができるので、より効果的に被験者に装着時の痛みを感じにくくすることができる。また、その場合でも、第１接触部を取付穴よりも小さくすることによって、被験者へのホルダ装着後、取付穴を介して頭髪を掻き分けた状態で第１プローブを取り付けることができる。

上記第１の局面による脳機能計測装置において、好ましくは、計測プローブは、光ファイバを有する送光用または受光用プローブであり、第２接触部は、遮光性を有するとともに光ファイバの先端部を取り囲むように配置されている。このように構成すれば、第２接触部を第２プローブの先端部における遮光部材としても機能させることができる。ここで、被験者の頭部のうち無毛部では、毛髪によって外乱光（室内の照明や日光など）が遮られることがないため、光ファイバへの外乱光の混入を抑制することが望まれる。そのため、第２プローブを無毛部に配置すれば、光ファイバへの外乱光の混入を抑制してＳ／Ｎ比（信号雑音比）の高い計測が可能となる。

上記第１の局面による脳機能計測装置において、好ましくは、第１プローブと第２プローブとは、共通のプローブ本体を含み、第２接触部は、プローブ本体の先端部に着脱可能に構成された接触部材を有し、第２プローブは、計測プローブ本体の先端部に接触部材が装着されることにより構成されている。このように構成すれば、接触部材の付け替えによって第２プローブを構成することができるので、無毛部の範囲の大小に応じた適切な数のプローブ本体に接触部材を装着すれば必要数の第２プローブを用意することができる。この結果、たとえば複数の第１プローブと複数の第２プローブとを別個に同数だけ用意する場合と異なり、第１プローブと第２プローブとを、最小限の数のプローブ本体と接触部材の付け替えとによって得ることができる。

この発明の第２の局面における脳機能計測装置用計測プローブは、先端部が被験者の頭部に配置されるとともに、脳機能計測装置に接続されるように構成され、被験者の頭部側の先端部において、第１接触部を有する１または複数の第１プローブと、先端部が被験者の頭部に配置されるとともに、脳機能計測装置に接続されるように構成され、被験者の頭部側の先端部において、被験者の頭部表面側の面積が第１接触部よりも大きい第２接触部を有する１または複数の第２プローブとを備える。

この発明の第２の局面による脳機能計測装置用計測プローブでは、上記のように、被験者の頭部側の先端部において、第１接触部を有する１または複数の第１プローブと、被験者の頭部側の先端部において、被験者の頭部表面側の面積が第１接触部よりも大きい第２接触部を有する１または複数の第２プローブとを設けることによって、頭髪を掻き分ける必要がある有毛部などには接触面積が小さい第１接触部を有する第１プローブを容易に配置することができるとともに、頭髪を掻き分ける必要がない無毛部などには、接触面積が大きい第２接触部を有する第２プローブを配置することができる。その結果、有毛部において計測プローブ（第１プローブ）を頭部表面に容易に接触させながら、計測プローブの先端部が緩衝されずに頭部表面と接触する無毛部でも、接触面積が大きい第２プローブの第２接触部によって被験者に痛みを感じにくくすることができる。

本発明によれば、上記のように、有毛部において計測プローブを頭部表面に容易に接触させながら、無毛部において計測プローブを頭部表面に接触させる際の痛みを被験者に感じにくくすることができる。

本発明の一実施形態による光計測装置を示した模式的な斜視図である。 本発明の一実施形態による光計測装置の装置構成を示したブロック図である。 本発明の一実施形態による計測プローブのうち第１プローブを示した模式的な断面図である。 本発明の一実施形態による計測プローブのうち第２プローブを示した模式的な断面図である。 本発明の一実施形態による光計測装置のホルダの一例を説明するための模式的な斜視図である。 本発明の一実施形態による第２プローブの構成を説明するための模式的な斜視断面図である。 第１プローブおよび第２プローブに共通のプローブ本体を説明するための模式的な分解斜視図である。 第１プローブおよび第２プローブの配置位置を説明するための模式図である。

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

まず、図１〜図８を参照して、本発明の一実施形態による光計測装置１００の全体構成について説明する。本実施形態では、脳機能計測装置の一例として、計測光を被験体（被験者）に照射して脳機能計測を行う光計測装置に本発明を適用した例について説明する。光計測装置１００は、本発明の「脳機能計測装置」の一例である。

光計測装置１００は、本体部１と、本体部１に接続された複数の計測プローブ２（送光用プローブＴＰおよび受光用プローブＲＰ）とを備えている。図２に示すように、本体部１は、計測プローブ２（送光用プローブＴＰ）に計測光を出力する光出力部１１と、計測プローブ２（受光用プローブＲＰ）に入射した計測光を検出する光検出部１２とを含む。光出力部１１は、たとえば半導体レーザーを光源として備えている。光検出部１２は、たとえば光電子増倍管を検出器として備えている。また、本体部１は、光出力部１１および光検出部１２の動作制御を行う計測制御部１３と、各種プログラムを実行して光計測装置１００全体の計測動作制御を実行する本体制御部１４とを備えている。また、本体部１は、本体制御部１４が実行する各種プログラムや、計測の結果得られた計測データを記憶する主記憶部１５を収容している。また、光計測装置１００は、本体部１と接続された表示部１６および操作入力部１７を備えている。光計測装置１００は、接続可能な総プローブ数がＮ＋Ｍ個であり、最大でＮ個の送光用プローブＴＰと、最大でＭ個の受光用プローブＲＰとを接続可能となっている。なお、計測プローブ２は、本発明の「脳機能計測装置用計測プローブ」の一例である。

複数の計測プローブ２は、機能上、送光用プローブＴＰと受光用プローブＲＰとから構成されるが、構成上は、送光用プローブＴＰも受光用プローブＲＰも同様である。光計測装置１００は、近赤外光の波長領域の計測光を被験体（被験者）の頭部表面上に配置した送光用プローブＴＰから照射する。そして、被験体内で反射した計測光を頭部表面上に配置した受光用プローブＲＰに入射させて検出することにより、計測光の強度（受光量）を取得する。

ここで、脳活動を反映して、脳内のヘモグロビン量が活性化部位で増大すると、ヘモグロビンによる計測光の吸収量が増大する。このため、取得した計測光の強度に基づいて脳活動に伴うヘモグロビン量の変化を取得することが可能である。なお、ヘモグロビンは酸素と結合したオキシヘモグロビンと、酸素と結合していないデオキシヘモグロビンとに分けられ、互いに吸光特性が異なる。このため、吸光特性の相違を考慮した複数波長（たとえば、７８０ｎｍ、８０５ｎｍおよび８３０ｎｍの３波長）の計測光を用いて計測を行い、得られたそれぞれの波長の計測光の強度（受光量）に基づいて、各ヘモグロビン量および総量の算出が行われる。

この結果、受光用プローブＲＰに入射した計測光の強度（受光量）に基づいて脳活動に伴うヘモグロビン量の変化、すなわち血流量の変化や酸素代謝の活性化状態を非侵襲で取得することが可能である。光計測装置は、複数の送光用プローブＴＰおよび複数の受光用プローブＲＰを用いて広い脳領域を複数点（計測チャンネル）で計測することにより、脳のどの領域がどのように活動しているかの２次元分布を取得することが可能となっている。

図３および図４に示すように、計測プローブ２は、計測プローブ２を頭部１０１の表面上の所定位置に配置するためのホルダ３に取り付けられる。

図５に示すように、ホルダ３は、等間隔Ｄで行列状に配列された多数の取付穴３ａが設けられており、頭部形状に合わせた曲面形状を有している。なお、図５に示したホルダ３は、頭部全体にプローブを配置可能な全頭用タイプであり、頭部の脳機能計測領域全体をカバーするヘルメット形状に形成されている。取付穴３ａは計測プローブ２の形状に合わせた円孔となっており、ホルダ３には、それぞれの取付穴３ａに１つずつ計測プローブ２を取り付けて固定することが可能となっている。使用者は、計測したい部位（前額部、頭頂部、側頭部、頭部全体など）に応じて取付穴３ａへの計測プローブ２の配置を決定し、計測プローブ２をホルダ３に取り付ける。計測プローブ２の取り付けに際して、送光用プローブＴＰと受光用プローブＲＰとは、行および列の各方向に交互に並ぶようにして各取付穴３ａに配置される。これにより、隣接する送光用プローブＴＰと受光用プローブＲＰとの間に計測チャンネル（計測点）が形成される。ホルダ３には、固定用のベルト（顎ひも）などを用いて被験者の頭部に固定される。そのため、使用状態（装着状態）では、各計測プローブ２には接触状態の維持や位置ずれの防止のための接触圧力が頭部表面側に向けて作用する。

ここで、本実施形態では、図３および図４に示すように、複数の計測プローブ２は、被験者の頭部１０１に対する配置位置（ホルダ３の取付穴３ａの位置）に応じて先端形状の異なる第１プローブ２ａ（図３参照）と第２プローブ２ｂ（図４参照）とを含んでいる。すなわち、複数の計測プローブ２は、被験者の頭部１０１側の先端部２０ａにおいて、第１接触部３０を有する第１プローブ２ａ（図３参照）と、被験者の頭部表面側の面積が第１接触部３０よりも大きい第２接触部４０を有する第２プローブ２ｂ（図４参照）とを含んでいる。本実施形態では、これらの第１プローブ２ａおよび第２プローブ２ｂはプローブ本体２０が共通であり、第１プローブ２ａと第２プローブ２ｂとは、先端の第１接触部３０の形状と第２接触部４０の形状とが互いに異なっている。

図６に示すように、計測プローブ２（第１プローブ２ａおよび第２プローブ２ｂ）は、光ファイバケーブル（以下、光ファイバという）２１と、光ファイバ２１を保持するファイバヘッド２２とを含むプローブ本体２０を有している。プローブ本体２０の先端部には、光ファイバ２１の一端が露出しており、先端部で計測光を出射または入射させることが可能なように構成されている。

図６および図７では、プローブ本体２０の一例として、先端で屈曲したＬ型のプローブ本体２０を示している。光ファイバ２１は、Ｌ字型の筐体部２１ａの内部で屈曲され、筐体部２１ａよりも先端側の部分が約９０度屈曲している。ファイバヘッド２２は、光ファイバ２１を内側に保持する樹脂製（たとえばＰＯＭなど）の筒状部材である。ファイバヘッド２２は、図７に示すように、内側筒部２３、付勢部材２４、抜止部材２５および外側筒部２６を含んでいる。なお、ここでは、光ファイバ２１の先端部２０ａが向くＺ２方向を下方、Ｚ２方向とは逆のＺ１方向を上方という。

光ファイバ２１は、内側筒部２３に挿入され、筐体部２１ａの下部に設けられた係合部２１ｂで内側筒部２３の係合凹部２３ａと係合する。内側筒部２３は光ファイバ２１の先端部近傍まで延びる筒状形状を有し、この内側筒部２３には先端側から抜止部材２５、付勢部材２４および外側筒部２６がこの順で取り付けられている（これらの各部材に内側筒部２３が挿入されている）。図６に示すように、抜止部材２５は、内側筒部２３の先端の係合凹部２３ｂに係合して、付勢部材２４の内側筒部２３からの抜け止めとして機能する。外側筒部２６は、上下方向の中間部で内径が絞られており、先端（下端）側に付勢部材２４および抜止部材２５が収容される収容空間が形成されている。付勢部材２４は、圧縮コイルバネからなり、一端（上端）が外側筒部２６と当接するとともに、他端（下端）が抜止部材２５と当接している。

このようにして構成されたプローブ本体２０では、先端部２０ａで光ファイバ２１の一端が先端側に突出した状態となる。一方、プローブ本体２０が取り付けられる取付穴３ａは、ホルダ３のソケット３ｂに形成されており、プローブ本体２０（ファイバヘッド２２）をソケット３ｂの取付穴３ａに挿入（圧入）することにより、プローブ本体２０がホルダ３に固定される。

また、先端部２０ａが被験者の頭部１０１に対して押圧されると、光ファイバ２１、内側筒部２３および抜止部材２５が、付勢部材２４を圧縮しながら外側筒部２６に対して軸方向（Ｚ１方向）に相対移動する。このため、プローブ本体２０は、被験者の頭部１０１の形状に合わせて光ファイバ２１の先端部２０ａ（計測プローブ２の先端部でもある）が軸方向（Ｚ方向）にストローク可能となっているとともに、付勢部材２４の付勢力によって光ファイバ２１の先端部２０ａと頭部表面との接触状態を維持するように構成されている。このようなプローブ本体２０の先端部２０ａに、第１プローブ２ａでは第１接触部３０（図３参照）が設けられ、第２プローブ２ｂでは第２接触部４０（図４参照）が設けられる。

図３に示すように、本実施形態では、第１プローブ２ａは、被験者の頭部１０１の有毛部１０２に対応する位置に配置されるように構成されている。図８に示すように、ホルダ３の装着状態において、被験者の頭部１０１で毛髪の存在する有毛部１０２（ハッチング部分）に位置する取付穴３ａ（「Ａ」で示した取付穴）には、この第１プローブ２ａが取り付けられる。なお、図８では、ホルダ３のうち前額部周辺に位置する取付穴３ａの配置例を示している。前額部における有毛部は、額の生え際から頭頂部側および側頭部側の領域となる。

図３に示すように、第１プローブ２ａの第１接触部３０は、プローブ本体２０（光ファイバ２１）の先端部２０ａと、先端部２０ａに装着される筒状の保護部材３１とによって構成される。第１プローブ２ａの第１接触部３０は、ホルダ３の取付穴３ａよりも小さい外形形状の細長形状を有している。具体的には、第１接触部３０は細長の軸状形状を有しているとともに、第１接触部３０は、取付穴３ａの内径ｄ１よりも小さい外径ｄ２を有する。このため、第１プローブ２ａは、先端の第１接触部３０が取付穴３ａを通過可能なように構成されている。第１プローブ２ａを取り付ける際には、被験者の頭部１０１にホルダ３を装着した後で、ホルダ３の取付穴３ａを介して棒状の道具等により頭髪を掻き分けておく。その後、第１プローブ２ａが取付穴３ａに挿入されることにより、第１接触部３０（光ファイバ２１の先端部２０ａ）が頭部表面に接触する。そのため、第１接触部３０は、第１接触部３０と頭部表面との間で毛髪を挟み込むことなく毛髪を外側によけた状態で頭部表面との接触を確保することが可能なように、外径ｄ２の細長形状となっている。第１接触部３０の外径ｄ２は、先端部２０ａの折れ曲がりを防止できるだけの強度を確保した上で、なるべく小さい方が好ましい。

保護部材３１は、光ファイバ２１（先端部２０ａ）を保護するために設けられている。保護部材３１は、プローブ本体２０（光ファイバ２１）の先端部２０ａが筒状の保護部材３１に嵌合することにより、先端部２０ａに取り付けられている。保護部材３１は、シリコンゴムなどの比較的柔軟な樹脂材料からなる。

図４に示すように、本実施形態では、第２プローブ２ｂは、被験者の頭部１０１の無毛部１０３に対応する位置に配置されるように構成されている。たとえば図８に示すように、ホルダ３の装着状態において、被験者の頭部１０１で毛髪の存在しない無毛部１０３に位置する取付穴３ａ（「Ｂ」で示した取付穴）には、この第２プローブ２ｂが取り付けられる。前額部における無毛部１０３は、額の生え際と眉（眉骨）との間の領域となる。なお、無毛部は完全に毛髪の存在しない領域だけでなく、計測プローブ２（第２プローブ２ｂ）を用いた計測に影響しない程度に毛髪が存在する領域を含む。

図４に示すように、第２プローブ２ｂの第２接触部４０は、プローブ本体２０において先端に突出する光ファイバ２１の先端部２０ａと、先端部２０ａに装着される接触部材４１とによって構成される。言い換えると、第２プローブ２ｂは、プローブ本体２０の先端部に接触部材４１が装着されることにより構成されている。

接触部材４１（第２接触部４０）は、被験者の頭部表面に沿った（光ファイバ２１の半径方向外側に広がる）扁平形状を有する。本実施形態では、接触部材４１は、円板状形状（図６参照）を有し、光ファイバ２１の先端部２０ａが中央の嵌合孔４２に嵌め込まれることによりプローブ本体２０に装着されている。また、接触部材４１（第２接触部４０）は、少なくとも頭部表面側に弾性変形可能な接触面部４３を有する。本実施形態では、接触部材４１は弾性変形可能な樹脂材料（たとえば、シリコンゴムなど）により単一部材として形成されており、接触面部４３を含む接触部材４１の全体が弾性変形可能となっている。接触部材４１は、使用状態（ホルダ３の装着状態）で各計測プローブ２に付与される押圧力によって僅かに弾性変形し得る程度の硬度を有することが好ましい。また、接触部材４１としては、ＰＯＭなどの樹脂材料からなるファイバヘッド２２よりも柔軟な材料により接触面部４３が構成されることが好ましい。この接触面部４３は、光ファイバ２１の先端面（先端部２０ａ）を頭部表面に確実に接触させるため、光ファイバ２１の先端面と略面一になっている。また、本実施形態では、接触部材４１（第２接触部４０）は、たとえば黒色着色などによって全体が遮光性を有しているとともに、嵌合孔４２に嵌め込まれた光ファイバ２１の先端部２０ａを取り囲むように配置されている。

図３および図４を参照して、第２プローブ２ｂの第２接触部４０（接触部材４１）は、頭部表面側の接触面部４３の面積が第１プローブ２ａの第１接触部３０の面積よりも大きくなるように形成されている。具体的には、接触部材４１は第１接触部３０の外径ｄ２よりも大きい外径ｄ３を有する。第１接触部３０も第２接触部４０も接触面は円形状であるので、外径ｄ３（＞ｄ２）を有する第２接触部４０（接触部材４１）の方が第１接触部３０の面積よりも大きくなっている。

また、第２プローブ２ｂの第２接触部４０は、少なくとも頭部表面側の接触面部４３が取付穴３ａよりも大きい外形形状を有している。具体的には、接触部材４１は、取付穴３ａの内径ｄ１よりも大きい外径ｄ３（＞外径ｄ２）を有する。このため、第２プローブ２ｂは、先端の第２接触部４０（接触部材４１）が取付穴３ａを通過することができない。そのため、第２プローブ２ｂについては、ホルダ３が被験者の頭部１０１に装着される前に、予めホルダ３の取付穴３ａにプローブ本体２０を取り付けた上で、内側（頭部１０１が配置される側）からプローブ本体２０の先端部２０ａに接触部材４１を装着しておく。無毛部１０３では第２接触部４０と頭部表面との接触が毛髪により妨げられることがないため（プローブ装着前に毛髪を掻き分ける必要がないため）、予め第２プローブ２ｂを取付穴３ａに取り付けておいても第２接触部４０（光ファイバ２１の先端）を頭部表面に確実に当接させることが可能である。

接触部材４１（第２接触部４０）の外径ｄ３は、隣接する取付穴３ａに配置された他の計測プローブ２と干渉しないように、取付穴３ａの間隔Ｄ（図８参照）の１／２以下とすることが好ましい。また、プローブの先端接触による異物感を抑制して装着感を向上させるためには、接触部材４１（第２接触部４０）の外径ｄ３は、大きいほど好ましい。外径ｄ３の下限としては、第１接触部３０の外径ｄ２よりも大きいことであり、プローブ本体２０の外径（外側筒部２６の外径）または取付穴３ａの内径ｄ１よりも大きいことが好ましい。また、接触部材４１の外形形状としてはエッジ（角部）が無いことが好ましく、円板状形状の接触部材４１は、接触面部４３の外周縁部に丸み面取りなどの処理をしておくことが好ましい。

本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

本実施形態では、上記のように、複数の計測プローブ２に、被験者の頭部１０１側の先端部２０ａにおいて、第１接触部３０を有する第１プローブ２ａと、被験者の頭部表面側の面積が第１接触部３０よりも大きい第２接触部４０を有する第２プローブ２ｂとを設けることによって、頭髪を掻き分ける必要がある有毛部１０２などには接触面積（すなわち外径ｄ２）が小さい第１接触部３０を有する第１プローブ２ａを容易に配置することができるとともに、頭髪を掻き分ける必要がない無毛部１０３などには、接触面積（すなわち外径ｄ３）が大きい第２接触部４０を有する第２プローブ２ｂを配置することができる。その結果、有毛部１０２において計測プローブ２（第１プローブ２ａ）を頭部表面に容易に接触させながら、計測プローブ２の先端部２０ａが緩衝されずに頭部表面と接触する無毛部１０３でも、接触面積が大きい第２プローブ２ｂの第２接触部４０により被験者に痛みを感じにくくすることができる。

また、本実施形態では、上記のように、第１接触部３０を細長形状に形成し、第２接触部４０を被験者の頭部１０１の表面に沿った扁平形状に形成する。これにより、扁平形状の第２接触部４０を有する第２プローブ２ｂを用いれば、無毛部１０３での第２接触部４０の接触面積を容易に拡大して被験者に痛みを感じにくくすることができる。また、その場合でも、細長形状の第１接触部３０を有する第１プローブ２ａを用いれば、毛髪を掻き分ける必要のある有毛部１０２にも計測プローブ２を容易に配置することができる。また、第２プローブ２ｂの接触面積が大きくなるので、被験者の動作に起因するプローブ位置ずれを抑制することもできる。

また、本実施形態では、上記のように、第１プローブ２ａを被験者の頭部１０１の有毛部１０２に対応する位置に配置されるように構成し、第２プローブ２ｂを被験者の頭部１０１の無毛部１０３に対応する位置に配置されるように構成する。これにより、毛髪によって緩衝される有毛部１０２と、緩衝作用が得られない無毛部１０３とでそれぞれ第１プローブ２ａと第２プローブ２ｂとを使い分けることができる。これにより、容易に、有毛部１０２において第１プローブ２ａを頭部表面に容易に接触させながら、無毛部１０３でも第２プローブ２ｂによって被験者に痛みを感じにくくすることができる。

また、本実施形態では、上記のように、第２接触部４０は、少なくとも頭部表面側に弾性変形可能な接触面部４３を設ける。これにより、第２接触部４０を被験者の頭部表面と接触させた状態で接触圧力が加わっても、被験者にさらに痛みを感じにくくすることができる。また、被験者に痛みを感じさせることなく頭部に接触圧力を加えることができるので、頭部表面と計測プローブ２（第２プローブ２ｂ）との接触状態を維持することができる。その結果、接触状態の変化に伴うノイズを抑制して良好な脳機能計測が可能となる。

また、本実施形態では、上記のように、第１接触部３０を、ホルダ３の取付穴３ａよりも小さい外形形状に形成し、第２接触部４０を、接触面部４３が取付穴３ａよりも大きい外形形状となるように形成する。これにより、被験者へのホルダ３の装着前に予め第２プローブ２ｂをホルダ３に取り付けておくことにより、取付穴３ａよりも大きい接触面積で第２プローブ２ｂ（第２接触部４０）を頭部表面に接触させることができるので、より効果的に被験者に装着時の痛みを感じにくくすることができる。また、その場合でも、第１接触部３０を取付穴３ａよりも小さくすることによって、被験者へのホルダ３装着後、取付穴３ａを介して頭髪を掻き分けた状態で第１プローブ２ａを取り付けることができる。

また、本実施形態では、上記のように、接触部材４１を、遮光性を有するとともに光ファイバ２１の先端部２０ａを取り囲むように配置されるように構成する。これにより、接触部材４１を第２プローブ２ｂの先端部２０ａにおける遮光部材としても機能させることができる。ここで、被験者の頭部１０１のうち無毛部１０３では、毛髪によって外乱光（室内の照明や日光など）が遮られることがないため、第２接触部４０（接触部材４１）によって光ファイバ２１への外乱光の混入を抑制してＳ／Ｎ比（信号雑音比）の高い計測が可能となる。

また、本実施形態では、上記のように、第１プローブ２ａと第２プローブ２ｂとに共通のプローブ本体２０を設ける。そして、プローブ本体２０の先端部２０ａに接触部材４１を装着することにより第２プローブ２ｂを構成する。これにより、接触部材４１の付け替えによって第２プローブ２ｂを構成することができるので、無毛部１０３の範囲の大小に応じた適切な数のプローブ本体２０に接触部材４１を装着すれば必要数の第２プローブ２ｂを用意することができる。この結果、たとえば複数の第１プローブ２ａと複数の第２プローブ２ｂとを別個に同数だけ用意する場合と異なり、第１プローブ２ａと第２プローブ２ｂとを、最小限の数のプローブ本体２０と接触部材４１の付け替えとによって得ることができる。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、光ファイバを有する計測プローブにより計測光を被験体（被験者）に照射して脳機能計測を行う光計測装置に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、計測プローブを備えた脳機能計測装置であれば、光計測装置以外の脳機能計測装置に本発明を適用してもよい。

また、上記実施形態では、第１プローブ２ａの第１接触部３０に保護部材３１を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１プローブに保護部材を設けなくともよい。この場合、第１プローブはプローブ本体そのものであり、第１接触部は光ファイバの先端部となる。この場合には、第１プローブ（プローブ本体）に対して接触部材４１を装着するだけで第２プローブを構成することができる。なお、この他、第１プローブに保護部材以外の他の部材を設けてもよい。

また、上記実施形態では、第２プローブの接触部材４１を円板状形状に形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、接触部材４１の接触面部４３が頭部表面と面接触可能な扁平形状であればよく、円板（平板）形状でなくともよい。接触部材は、たとえば矩形形状、六角形状などの多角形状であってもよい。接触部材を多角形状にする場合には、角部が鋭角的にならないように、六角形状や八角形状などなるべく角部（頂点）の数を多くしたり、角丸形状にする方が良好な接触感を得ることができる。

また、上記実施形態では、接触部材４１を弾性変形可能な単一の樹脂部材として形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、接触部材を複数部材により構成してもよい。たとえば、ファイバヘッドと同様のＰＯＭなどの比較的硬質な材料からなる本体部分と、本体部分の頭部表面側に配置された弾性変形可能な樹脂材料からなる接触面部との２部材により接触部材を構成してもよい。

また、上記実施形態では、第２接触部４０（接触部材４１）がホルダ３の取付穴３ａよりも大きな外形形状を有するように形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第２接触部（接触部材）を取付穴と略同じ大きさか、取付穴よりも小さく形成してもよい。また、たとえば取付穴を第２接触部（接触部材）と同じ大きさまで拡大して、第２接触部（接触部材）が取付穴を通過可能となるように構成してもよい。この場合には、第２プローブも第１プローブと同様、被験者にホルダを装着した後から取付穴に取り付けることができるようになる。また、この場合には、たとえばファイバヘッドの外側筒部の外径も取付穴に合わせて大きくすれば、拡大された取付穴にそのまま計測プローブを取り付けることができる。

また、上記実施形態では、遮光性を有する接触部材を、光ファイバの先端部を取り囲むように配置した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、接触部材に遮光性を持たせなくともよい。

また、上記実施形態では、接触部材４１の嵌合孔４２に光ファイバの先端部２０ａを嵌合させることにより接触部材４１をプローブ本体２０に取り付けた例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、嵌合孔に代えて、接触部材に雌ねじ部を形成して、雄ねじ部を形成した先端部を接触部材に螺合させてもよい。具体的な構成例としては、図６に示すファイバヘッド２２の内側筒部２３の先端を先端部２０ａの近傍まで延長して、この内側筒部２３の先端に雄ねじ部を形成する。一方、接触部材４１の中央部には雌ねじ部を有する本体部分を設け、本体部分の頭部表面側に接触面部を形成する。このような構成により、ねじ構造による取り付けが可能となる。

なお、上記のようにねじ構造によって接触部材をプローブ本体に装着する場合には、円板形状の接触部材の一部を切り取ってＤカット形状にしたり、接触部材を多角形状（六角形状や八角形状など）にするのが好ましい。これにより、接触部材が滑りにくく容易に装着できるようになる。

また、上記実施形態では、第１プローブと第２プローブとでプローブ本体を共通にし、接触部材（保護部材）の付け替えによって第１プローブと第２プローブとが構成される例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、プローブ本体を共通にすることなく、それぞれ専用のプローブ本体を有する第１プローブと第２プローブとを個別に設けてもよい。

１ 本体部
２ 計測プローブ（脳機能計測装置用計測プローブ）
２ａ 第１プローブ
２ｂ 第２プローブ
３ ホルダ
３ａ 取付穴
２０ プローブ本体
２１ 光ファイバ
３０ 第１接触部
４０ 第２接触部
４１ 接触部材
４３ 接触面部
１００ 光計測装置（脳機能計測装置）
１０１ 頭部
ＴＰ 送光用プローブ
ＲＰ 受光用プローブ

Claims (8)

1. 被験者の頭部に配置される複数の計測プローブと、
   前記複数の計測プローブの各々と接続され、前記計測プローブを介して計測を行う本体部とを備え、
   前記複数の計測プローブは、被験者の頭部側の先端部において、第１接触部を有する第１プローブと、被験者の頭部表面側の面積が前記第１接触部よりも大きい第２接触部を有する第２プローブとを含む、脳機能計測装置。
2. 前記第１接触部は、細長形状を有し、
   前記第２接触部は、被験者の頭部表面に沿った扁平形状を有する、請求項１に記載の脳機能計測装置。
3. 前記第１プローブは、被験者の頭部の有毛部に対応する位置に配置されるように構成され、
   前記第２プローブは、被験者の頭部の無毛部に対応する位置に配置されるように構成されている、請求項１または２に記載の脳機能計測装置。
4. 前記第２接触部は、少なくとも頭部表面側に弾性変形可能な接触面部を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の脳機能計測装置。
5. 前記複数の計測プローブを取り付けるための取付穴を含むとともに、前記被験者の頭部に装着されるホルダをさらに備え、
   前記第１接触部は、前記取付穴よりも小さい外形形状を有し、
   前記第２接触部は、少なくとも頭部表面側の接触面部が前記取付穴よりも大きい外形形状を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の脳機能計測装置。
6. 前記計測プローブは、光ファイバを有する送光用または受光用プローブであり、
   前記第２接触部は、遮光性を有するとともに前記光ファイバの先端部を取り囲むように配置されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の脳機能計測装置。
7. 前記第１プローブと前記第２プローブとは、共通のプローブ本体を含み、
   前記第２接触部は、前記プローブ本体の先端部に着脱可能に構成された接触部材を有し、
   前記第２プローブは、前記プローブ本体の先端部に前記接触部材が装着されることにより構成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の脳機能計測装置。
8. 先端部が被験者の頭部に配置されるとともに、脳機能計測装置に接続されるように構成され、被験者の頭部側の先端部において、第１接触部を有する１または複数の第１プローブと、
   先端部が被験者の頭部に配置されるとともに、前記脳機能計測装置に接続されるように構成され、被験者の頭部側の先端部において、被験者の頭部表面側の面積が前記第１接触部よりも大きい第２接触部を有する１または複数の第２プローブとを備える、脳機能計測装置用計測プローブ。

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