JP3711385B2

JP3711385B2 - 生体活動計測装置

Info

Publication number: JP3711385B2
Application number: JP2002144004A
Authority: JP
Inventors: 英雄江田
Original assignee: National Institute of Information and Communications Technology
Current assignee: National Institute of Information and Communications Technology
Priority date: 2002-05-20
Filing date: 2002-05-20
Publication date: 2005-11-02
Anticipated expiration: 2022-05-20
Also published as: JP2003337102A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、脳活動など生体の機能を示す生体活動を非侵襲的に計測する生体活動計測装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、脳活動など生体の機能を示す生体活動を非侵襲的に計測する装置やシステムが種々開発されており、例えば核磁気共鳴法（ＭＲＩ；ＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｓｏｎａｎｃｅＩｍａｇｉｎｇ）、磁束計（ＳＱＵＩＤ；ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇｑｕａｎｔｕｍｉｎｔｅｆｅｒｅｎｃｅｄｅｖｉｃｅ）、ポジトロン断層法（ＰＥＴ：ｐｏｓｉｔｏｒｏｎｅｍｉｓｓｉｏｎｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）等の技術を適用したものが知られている。
【０００３】
しかしながら、これらのようなものは、ほぼ閉塞された装置の中で計測が行われるものであるため、例えば運動をしながら脳活動を計測するようなことができないという問題点があり、この問題点を解決するものとして、近年、非侵襲的な計測が可能であり、且つ運動しながらの脳活動計測を可能とする生体活動計測装置の一つとして光を利用したもの、より具体には近赤外線分光法（ＮＩＲＳ；ｎｅａｒ−ｉｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を適用したものが開発され注目されている。
【０００４】
このものは、被験者の身体の所定部位に所定波長の照射光を照射し、この所定波長の照射光に対応して脳で反射される反射光の強度から被験者の生体機能を示す生体活動を計測するものであり、具体的には前記照射赤外線として、皮膚組織及び骨組織は透過し且つ血液中のオキシヘモグロビン及びデオキシヘモグロビンに吸収される波長の近赤外線を利用して光学的に所定部位における前記オキシヘモグロビン濃度、デオキシヘモグロビン濃度及びこれらオキシヘモグロビン及びデオキシヘモグロビン総濃度であるヘモグロビン濃度を測定し、これらの経時的な濃度変化から導き出される脳内の血行動態変化によって脳活動を計測するものである。
【０００５】
そして、その計測においては、前記照射光を照射するとともに、一旦頭部内に透過されて脳で反射された出射光を検出するために、光源と接続する照射用光ファイバと、検出装置に接続する検出用光ファイバとを含むライトガイドを備えた計測用装着具を頭部に装着して計測するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このようなものであると、上記のように頭部に計測用装着具を装着した状態で計測が行われるため、不快感を覚える被験者もいるという不具合があった。また、このような装着具を装着作業が面倒であるとともにその分時間を要してしまうため、この点においても被験者に負担をかけてしまい、計測者にとってもその作業が面倒なものとなっていた。
【０００７】
さらに、装着具を付けるのが困難な乳児や、重病人、頭部に怪我をしている人等の計測が難しいという不具合もあった。
【０００８】
そして、このような不具合は、脳活動を計測する場合のみならず、身体の種々の部位において生体活動を計測する際にも生じ得るものである。
【０００９】
そこで、被験者と非接触な状態で生体活動を計測することが可能であり被験者に対して不快感を与えないような生体活動計測装置を提供する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
すなわち、請求項１に係る発明は、被験者の身体たる脳における所定領域である計測領域内の所定部位に所定波長の赤外線又は近赤外線からなる照射光を照射し、前記照射光に対応して脳から出射される赤外線又は近赤外線からなる出射光の強度を検出して生体機能たる脳機能を示す生体活動を前記計測領域内の所定部位を露出させることなく計測する生体活動計測装置であって、前記照射、検出など生体活動の計測に係る制御や処理を行う制御部を有し、前記照射光を被験者に対して所定距離離間した位置から、すなわち被験者に接触させず且つ非侵襲の状態で前記計測領域の所定部位に照射する照射部と、前記出射光の強度を被験者から所定距離離間した位置で、すなわち被験者に接触させず且つ非侵襲の状態で検出してその出射光強度を示す出射光検出信号を出力する検出部と、生体活動たる脳活動の計測時に被験者の頭部の動きを規制する頭部固定手段と、ディスプレイと、前記制御部に制御されて計測領域に対応する身体の外表面の凹凸を測定しこの外表面の凹凸の状態を示す外表面形状データを出力する外表面形状計測部とを備えている生体活動計測装置である。
特に前記制御部は、前記検出部から出力された光検出信号を処理して前記身体の所定部位の生体機能に寄与する物質であるパラメータ物質の分布や濃度乃至濃度変化などの動態を示す又は示唆するパラメータ物質動態データを生成するパラメータ物質動態データ生成手段と、前記ディスプレイに前記パラメータ物質動態データ生成手段で生成されたパラメータ物質動態データを表示させる表示手段と、前記パラメータ物質動態データを前記計測領域内のパラメータ物質の分布や濃度乃至濃度変化等によって生体機能を示す２次元画像として表示する生体機能画像データに加工する生体機能画像データ生成手段と、前記外表面形状計測部で測定され出力された外表面形状データから前記計測領域に対応する外表面を３次元画像として表示する計測領域３次元画像データを生成する計測領域３次元画像データ生成手段と、を備えるものであり、前記表示手段は、前記生体機能画像データ生成手段で加工生成された生体機能画像データと、前記計測領域３次元画像データ生成手段で生成された計測領域３次元画像データとを、ディスプレイ画面上に重ね合わせて表示させる機能を有している。
【００１１】
ここで、「生体機能を示す」とは、生体内物質の分布や濃度の変化などの種々の生体内動態変化に基づいて生体の機能すなわち働きを示す又は示唆するもののことであり、生体の所定部分の形態や形状のみを示すものを指すものではないものとする。
【００１２】
また、出射光は、照射光の赤外線又は近赤外線と同じ波長のもののであってもよいし、例えば照射光に励起されることによって発生する別の波長の赤外線又は近赤外線からなる光であってもよい。また、照射されて散乱する光であってもよい。
【００１３】
このような装置であれば、被験者に対して照射部及び検出部を非接触な状態で、生体活動を計測することが可能になり、すなわち被験者に不快感を与えることなく生体活動を計測することができるようになる。また、計測に際して、被験者に計測のための装着具を取り付ける時間も削減できるため、この点においても被験者に負担をかけないで済むとともに計測者の装着作業に係る負担を無くしてスムーズな計測を可能とする。また、このように被験者に対して非接触な計測を実現することで、従来のような装着具を装着するのが困難である乳児、老人、重病人及び計測領域に傷を負っている人など種々の被験者に対応することができるようになる。また、リハビリテーションに使用する際にも好適なものとなる。
【００１４】
また特に、被験者に頭部に計測のための装着具を装着する等の不快感を与えることなく、脳機能を示す脳活動を計測することができるようになる。頭部に従来のような装着具を装着すると毛髪が引っ張られるような場合もあり、装着具を装着する不快感を強く感じる被験者もあり、本願発明の脳活動を計測する生体活動計測装置が、計測の際に装着具をせずともよいという効果は極めて有効である。また、計測に際して、頭部に従来のような装着具を取り付ける時間も削減できるため、この点においても被験者に負担をかけないで済むとともに計測者の装着作業に係る負担を無くしてスムーズな計測を可能とする。また、このように被験者に対して非接触な計測を実現することで、従来のような装着具を装着するのが困難である乳児、老人、重病人及び計測領域に傷を負っている人など種々の被験者に対応することが可能となる。さらに、近年、脳活動を計測しながらのリハビリテーションが行われることが多くみられるようになったが、このように非接触状態での脳活動計測を可能にすることを計測しながら行うリハビリテーションを、被験者に対して頭部の不快感を与えないように実施することができるようになる。
【００１５】
さらに、計測時に被験者の頭部の動きを規制する頭部固定手段を設けたので、脳活動の正確な計測を期することができる。なお、このような頭部固定手段としては、顎や額を固定する装置、例えば顎載台を例示することができる。
【００１６】
特に、本発明の装置自体にディスプレイを設けており、制御部は、前記パラメータ物質動態データ生成手段、表示手段、生体機能画像データ生成手段、計測領域３次元画像データ生成手段を備えるものとして、このうち表示手段には、生体機能画像データと計測領域３次元画像データとをディスプレイ画面上で重ね合わせて表示させる機能を設けたので、生体機能画像がどの部位を計測したものであるかを明確に解りやすく表示して、計測する生体活動を簡単に判別できるようにすることができる。
【００１７】
さらに、このように脳活動を計測する生体活動計測装置を、従来のｆＭＲＩなどにおいては調べることが困難であった部位における脳活動を計測して有効に利用するためには、照射部を、前記照射光を被験者の額を通じて脳の所定部位たる前頭葉部分に対して照射するように構成するとともに、検出部が前記前頭葉部分から額を通じて出射された前記出射光の強度を検出するように構成すると望ましい。このようなものであれば、鼻の上方の空隙部分に存在する空気のために、従来のＭＲＩなどにおいては調べることが困難であった前頭葉の生体活動を計測することができるようになる。
【００１８】
そして、このようなものにおいて、照射部の具体的態様としては、照射光を、前記計測領域のほぼ全域を同時に照射するように構成したもの、照射光を、前記計測領域中の一の所定ポイントに対して照射するように構成したもの、照射光を、前記計測領域中の複数の所定ポイントに対して順次照射するように構成したものが挙げられる。
【００１９】
一方、検出部の具体的態様としては、計測領域から出射される出射光の強度を、計測領域のほぼ全域について同時に検出するように構成したもの、計測領域から出射される出射光の強度を、計測領域内の所定ポイント毎に順次検出するように構成したものが挙げられる。そして、この検出部と、前記照射部とのそれぞれの態様を組み合わせることが可能である。
【００２０】
なお本発明は、前記顎載台のような頭部固定手段に代えて、生体活動たる脳活動の計測時に被験者の目を照射光から保護し、被験者が照射光のまぶしさのために頭部を動かしてしまうのを防ぐアイマスクを採用することもできる。
【００２５】
さらに、一旦計測して得た生体機能画像データを後に計測して得られる生体機能と比較するなど有効に活かすためには、生体機能画像データ及びこの生体機能画像データに基づいて加工又は合成されたデータを蓄積する蓄積手段を設けることが望ましい。さらに、このような画像データを他の情報処理装置の表示装置に表示させ、また他の情報処理装置でデータ処理を行うことができるようにするためには、これら生体機能画像データ及びこの生体機能画像データに基づいて加工又は合成されたデータを例えばＴＩＦＦ形式やＧＩＦ形式など、汎用の画像データ形式で蓄積する生体機能画像データ蓄積手段を設けておくことが望ましい。
【００２６】
また、生体機能画像としての具体的態様としては、血行動態変化を示すものが挙げられる。その他、ニューロンの電位変化や例えば糖等の代謝物質等を示すものであってもよい。また、ガンなどの病気を特定するために、特定物質の濃度変化などを示すようなものであってもよい。
【００２７】
そして、このように生体機能画像が、血行動態変化を示すように実現化する具体的態様としては、パラメータ物質が、オキシヘモグロビン及びデオキシヘモグロビンであり、パラメータ物質動態データ生成手段が、これらオキシヘモグロビン及びデオキシヘモグロビンの動態を示すパラメータ物質動態データを生成するものであり、画像データ生成手段が、このヘモグロビン動態データを生体機能たる血行動態変化を示す画像データとして加工するように構成したものが挙げられる。
【００２８】
また、このようにオキシヘモグロビン又はデオキシヘモグロビンをパラメータ物資としてその動態を計測するようなものにおいては、照射光として、オキシヘモグロビン又はデオキシヘモグロビンに吸収されて且つこれらオキシヘモグロビン又はデオキシヘモグロビンのそれぞれの分子吸光係数が異なる波長の近赤外線を採用すると好ましい。近赤外線は、水、脂肪及び蛋白質など生体を構成する物質にほとんど吸収されずヘモグロビンに強く吸収されるために、皮膚組織や骨組織は透過し体内の血管中のオキシヘモグロビン及びデオキシヘモグロビンの動態を計測するのに好適だからである。この分子吸光係数をモル吸光係数に置き換えてもよいのは勿論である。
【００２９】
また、このように所定距離離間した位置で所定波長の赤外線又は金石凱旋からなる光を検出することを実現するための、検出部の構成の具体的な一態様としては、出射光を受け付ける受付部を有し、この受付部に出射光が受け付けられる前に、被験者の脳から出射された光から出射光を分離する波長分離機構を備えたものが挙げられる。一方、照射部としては、複数波長を有する光を照射する照射源と、この照射源より照射される光から、前記所定波長の照射光を分離する波長分離機構とを備えるように構成したものであってもよい。その他、照射源から照射される照射光を分光せずにそのまま照射するようなものであってもよい。
【００３０】
また、本発明の生体活動計測装置を有効に活かす態様としては、さらに被験者が略定位置で脚部を動作可能なトレッドミルや固定自転車であるエルゴメータなどの運動負荷器械を備え、照射部を、前記運動負荷器械で運動している被験者の身体から所定距離離間した位置から当該被験者に非接触且つ非侵襲で照射光を照射するように構成するとともに、検出部を、運動負荷器械で運動している被験者の身体から出射した出射光の強度を、その被験者の身体から所定距離離間した位置で当該被験者に非接触且つ非侵襲で検出するように構成してもよい。このようなものであれば、身体に対して計測のための装着具を付けなくともよく、被験者を運動に集中し易くしてより正確な計測が可能となる。
【００３１】
また、計測のための検査室へ行くのが困難な重傷患者、老人、幼児などの生体活動の計測をも可能とするためには、照射部が、寝ている状態の被験者の身体の上方の所定距離離間した位置から当該被験者に非接触且つ非侵襲で照射光を照射するように構成するとともに、検出部を、その寝ている状態の被験者の身体から出射した出射光を、その被験者の身体に対して上方の所定距離離間した位置で当該被験者に非接触且つ非侵襲で検出するように構成するようにすれば好適である。このようなものにおいて、さらにベッドとともに移動できるように構成すれば、搬送中の患者の生体活動の計測もできるようになる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００３３】
図１に示した生体活動計測装置たる脳活動計測装置Ａは、被験者Ｐの脳の所定領域である計測領域内の所定部位に所定波長の照射光を照射して、前記照射光が一旦透過され脳から出射される出射光たる所定波長の反射光の強度を検出して前記被験者Ｐの脳機能を示す生活活動を計測する生体活動計測装置である。なお、本実施形態の脳活動計測装置Ａにおいては、脳活動を、脳の血行動態変化を観察することで計測するようにしており、この血行動態変化を示すパラメータ物質として、オキシヘモグロビン及びデオキシヘモグロビンを選択し、これらオキシヘモグロビン及びデオキシヘモグロビンの動態を観察するように構成している。そして、前記照射光の波長として、オキシヘモグロビン及びデオキシヘモグロビンに吸収されそれぞれの分子吸光係数が異なる例えば７８０ｎｍ及び８３０ｎｍの２種類の近赤外線を採用しており、反射光もこの照射光と同波長の近赤外線となる。なお、照射光は、これ以外の波長のものでも３種類以上の波長を用いるものでも構わない。
【００３４】
具体的には、前記脳活動計測装置Ａは、装置本体部Ａ１と、アイマスクとからなるものである。そして装置本体部Ａ１は、図２に示したように、少なくとも制御部１と、照射部２と、検出部３と、外表面形状計測部４と、ディスプレイ５とを備えたものである。本実施形態においては、この装置本体部Ａ１は、制御部１としての機能を有しディスプレイ５を備えた制御装置Ａ２と、前記照射部２と検出部３と凹凸形状計測部４とを備えた撮像装置Ａ３とを、有線或いは無線で通信可能に接続させて構成している。そして、前記制御装置Ａ２は、演算機能、通信機能等を備えた汎用のパーソナルコンピュータである。一方、撮像装置Ａ３は、筐体内に前記照射部２と検出部３と外表面形状計測部４としての機能を有するべく必要な機器構成を備えたものであり、図示例のものでは、載置台の上に載置して使用するタイプのものであるが、その他ハンディタイプのもの、床に載置して使用するようなタイプのものであってもよい。
【００３５】
一方、本実施形態は、照射光から目を保護することで被験者Ｐの頭部が動くのを防止するアイマスクA４を採用している。
【００３６】
次に、前記装置本体部Ａ１の各構成について説明する。
【００３７】
まず、照射部２、検出部３、外表面形状計測部４の構成から先に説明する。
【００３８】
照射部２は、前記照射光を少なくとも含む光を、被験者Ｐの脳の所定距離例えば少なくとも１０センチメートル以上離間した位置から照射するものである。そして、本実施形態においては、図示したように、被験者Ｐの額を通じて脳の前頭葉部分に対して照射するものとしている。具体的には、前記撮像装置Ａ３内に、前記照射光を含む複数波長の光を照射する光源２１とこの光源２１の脳の計測領域における照射位置を調整する照射位置移動機構２２とを備えて、図３において、符号Ｌで示すように光源２１から照射される光を、被験者Ｐの脳の計測領域内の所定ポイントに対して順次照射して該計測領域を面走査するように構成している。この光源２１としては、例えば半導体レーザ、発光ダイオード、タングステンランプや、ハロゲンランプ等を用いている。
【００３９】
検出部３は、前記照射部２から照射された光が被験者Ｐの脳で反射された反射光の強度を被験者Ｐの脳から所定距離、例えば少なくとも１０センチメートル以上離間した位置で検出して前記反射光の強度を示す反射光検出信号を出力するものである。具体的には、出射光を受け付ける受付部たる出射光を受け付ける受光部３１と、波長分離機構３２を備えてなり、さらに、図示しない走査ミラー、集光レンズ、絞り、アンプ、Ａ／Ｄ変換器などを備えて構成されている。受光部３１は、ＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄｄｅｖｉｃｅ）素子などの受光素子を備えて構成されるものである。そして、このＣＣＤ素子に受光され電気信号に変換された信号が、さらにアンプによって増幅され、Ａ／Ｄ変換器によってデジタル信号である反射光検出信号に変換されて制御装置Ａ３に対して出力されることになる。また、波長分離機構３２は、出射光が前記受光部３１に受光される前に７８０ｎｍ及び８３０ｎｍの波長の近赤外線を分光するものであり、例えば分光フィルタを具備して構成したものである。そして、この分光フィルタとしては、例えば、前記集光レンズに対応した位置に設けられ複数の波長を分光する光学フィルタを環状に並べた回転式のもので、適宜の切替機構を備えて回転して切り替えてられるようなものである。そして、本実施形態の検出部３は、前記走査ミラーとこの走査ミラーを位置調整する位置調整機構などによって、図３において矢印で示したように計測領域内を面走査するように複数の所定ポイントに対し自動的にフォーカスして順次検出するように構成されている。
【００４０】
外表面形状計測部４は、計測領域に対応する頭部の外表面の凹凸を測定しこの外表面の凹凸の状態を示す外表面形状データを出力するものである。その構成の一例としては、照射光とは異なる光であるガイド光を照射するガイド光照射部４１と、このガイド光を頭部の外表面に焦点を当てるオートフォーカス機能を有するフォーカス機構４２とを備えて構成され、外表面形状データとして、頭部における所定位置毎のガイド光のフォーカス距離を示すデータを出力するようなものが挙げられる。
【００４１】
制御部１は、照射光の照射、反射光の検出など脳活動の計測に係る制御や処理を行うものである。具体的には制御装置A２に備えられた内部メモリやＨＤＤなど外部記憶装置に記憶されたプログラムに従って、ＣＰＵや通信インタフェース、その他制御装置の各構成及び撮像装置Ａ３の各構成を作動することによって照射部制御手段１１、検出部制御手段１２と、外表面形状計測手段１３と、パラメータ物質動態データ生成手段たるヘモグロビン動態データ生成手段１４と、生体機能画像データ生成手段たる脳機能画像データ生成手段１５と、３次元画像データ生成手段１６、演算手段１７と、画像データ蓄積手段１８と、表示手段１９としての機能を少なくとも有するものである。
【００４２】
照射部制御手段１１は、照射部２を制御する制御信号を発信するものである。具体的には、光源２１が照射する位置、タイミング、強度などを調整するための制御信号等を発信するものである。
【００４３】
検出部制御手段１２は、検出部３を制御する制御信号を発信するものである。具体的には、前記照射部３の計測量域内における照射位置に対応した位置にフォーカスするように、走査ミラーの角度調整やレンズ位置などを制御する制御信号、検出のタイミングを制御する制御信号などを発信するものである。また、反射光たる７８０ｎｍ及び８３０ｎｍの波長の近赤外線が受光部３１に到達するように波長分離機構３２を調整する制御信号等を発信するものである。
【００４４】
外面形状計測手段１３は、ガイド光の照射位置を調整する制御信号や、フォーカス位置を制御する制御信号を発信するものである。
【００４５】
ヘモグロビン動態データ生成手段１４は、検出部３から出力された各波長における出射光検出信号たる反射光検出信号を処理して脳の所定部位における脳機能に寄与する物質であるオキシヘモグロビン及びデオキシヘモグロビンの分布や濃度変化などの動態を示す又は示唆するヘモグロビン動態データを生成するものである。また、さらに異なる波長毎の赤外線を検出した反射光検出信号をそれぞれ合成したデータや、所定の処理を施したデータ等をも生成するものであってもよい。
【００４６】
脳機能画像データ生成手段１５は、前記ヘモグロビン動態データ生成手段１４で生成されたヘモグロビン動態データを、脳の計測領域におけるヘモグロビンの分布や濃度乃至濃度変化などが２次元画像として表示され血行動態変化を示す画像データである脳機能画像データに加工するものである。
【００４７】
３次元画像データ生成手段１６は、前記外表面形状計測部４で測定され出力された外表面形状データから、計測領域に対応する頭部の外表面を３次元画像として表示する計測領域３次元画像データを生成するものである。なお、計測領域３次元画像データは、頭部の外表面の形状が３次元で表示されこの３次元の頭部の形状に２次元画像データである脳機能画像データと位置合わせした画像データであってもよいし、さらに演算処理によって計測領域における脳の形状もほぼ３次元画像として表示されるようなデータであってもよい。
【００４８】
演算手段１７は、検出部３で検出され出力された７８０ｎｍ及び８３０ｎｍの波長の反射光検出信号基にづくそれぞれのヘモグロビン動態データ、又は当該各ヘモグロビン動態データに基づく血行動態変化を示す各画像を、組み合わせ、抽出し、又変換するなどの演算処理を行うものである。
【００４９】
画像データ蓄積手段１８は、脳機能画像データ生成手段１５で生成された脳機能画像データと、前記３次元画像データなどこの生体機能画像データに基づいて加工又は合成されたデータとを蓄積するものである。そして、これらの画像データを例えばＴＩＦＦ形式やＧＩＦ形式など、汎用の画像データ形式で蓄積する機能をも備えたものである。
【００５０】
表示手段１９は、前記脳機能画像データ生成手段１５、３次元画像データ生成手段１６で、それぞれ生成された脳機能画像データ、３次元画像データをディスプレイ５に表示するための制御を行うものである。さらに本実施形態においては、生体機能画像データを、他の医療画像診断装置で生成された前記計測領域と略同領域の生体形態画像データ若しくは生体機能画像データと合成して表示する機能を有している。
【００５１】
しかして、本実施形態の脳活動計測装置Ａを使用する際には、図１に示すように例えば椅子に被験者Ｐを座らせアイマスクＡ４を付けた状態で、この被験者Ｐからは離れた位置に設置した撮像装置Ａ３を、計測者Ｐ２が制御装置Ａ２を操作することで作動させて、被験者Ｐに対して非接触な状態において脳活動を計測する。
【００５２】
本発明は上記のような実施形態に限られない。
【００５３】
特に、照射部としては、本実施形態における照射部２のように照射光を含む光を計測領域内の複数の所定ポイントを順次照射するもの以外に、照射光を含む光を計測領域のほぼ全域を同時に照射するように構成したもの、照射光を含む光を計測領域内における一の所定ポイントを照射するように構成したものであってもよい。
【００５４】
また、検出部としては、本実施形態の検出部３のように、計測領域から反射される反射光を計測領域内の所定ポイント毎に順次検出するもの以外に、計測領域から反射される反射光中に含まれる一波長若しくは複数波長の近赤外線の強度を計測領域のほぼ全域について同時に検出するように構成されたものであってもよい。
【００５５】
そして、この検出部の２態様と、前記照射部の３態様とそれぞれ組み合わせることが可能であり前記図３に示した組み合わせに加えて、図４から図８に示したような組み合わせの態様が挙げられる。なお、照射部の照射した照射光を含んだ光は、符号Ｌで示し、検出部の検出範囲については、図中矢印で示している。まず、図４に示すように、照射部が、照射光を含む光を生体活動を計測しようとする計測領域のほぼ全域に対して同時に照射するものであり、検出部が、前記計測領域で反射される各波長の反射光強度をその計測領域のほぼ全域を同時に検出するように構成されたものであってもよい。また、図５に示すように、照射部が、照射光を含む光を、生体活動を計測しようとする計測領域のほぼ全域に対して同時に照射するものであり、検出部が、前記計測領域で反射される各波長の反射光強度を前記計測領域内における複数の所定ポイント毎に順次検出するように構成されたものであってもよい。また、図６に示すように、照射部が、照射光を含む光を生体活動を計測しようとする計測領域中の一の所定ポイントに対して照射するものであり、検出部が、前記計測領域で反射される各波長の反射光強度を、その計測領域内のほぼ全域を同時に検出するように構成されたものであってもよい。また、図７に示したように、照射部が、照射光を含む光を、生体活動を計測しようとする計測領域中における一の所定ポイントに対して照射するものであり、検出部が、前記計測領域で反射される各波長の反射光強度を、その計測領域内における複数の所定ポイント毎に順次検出するように構成されたものであってもよい。また、図８に示すように、照射部が、照射光を含む光を、生体活動を計測しようとする計測領域中の複数の所定ポイントに対して順次照射するものであり、検出部が、前記計測領域で反射される各波長の反射光強度をその計測領域においてほぼ全域を同時に検出するように構成されたものであってもよい。
【００５６】
以上、説明した本実施形態の脳活動計測装置によれは、被験者Ｐに対して従来のような脳活動計測のための装着具を装着することによる不快感を与えることなく、脳活動を計測することができる。また、計測に際して、このような装着具を取り付ける時間も削減できるため、この点においても被験者Ｐに負担をかけないで済むとともに計測者の装着作業に係る負担を無くしてスムーズな計測を可能にする。
【００５７】
また、本実施形態では、皮膚組織及び骨組織を透過する近赤外線を利用するとともに、照射部２及び検出部３を被験者Ｐに対して非接触な状態で脳活動を計測できる事を利用して、照射部で額を通じて前頭葉部分を照射し検出部で前頭葉部分から反射する反射光を検出するようにしているので、従来のＭＲＩなどでは、鼻の上方にある空隙部分に存在する空気のために脳活動を計測するのが困難であった前頭葉部分における脳活動の計測が可能である。
【００５８】
また、このように、被験者Ｐの前方から照射光を含んだ光を照射するような場合には、その眩しさのために被験者Ｐがどうしても頭部を反らすような動きをしてしまいがちであるが、アイマスクＡ４を設けたので、正確な脳活動計測が可能である。
【００５９】
また、照射部２及び検出部３を、ともに計測領域内を面走査するようなものに構成したもので、計測領域内の詳細な脳活動が計測できる。
【００６０】
また、検出部３を計測領域内を面走査するように複数の所定ポイントに対し自動的にフォーカスして順次検出するように構成したので、次のようなことも期待できる。照射光を含む光を照射した場合、生体は透明な物体ではなく光は複雑に散乱されるのだが、意図的に焦点の位置特に頭皮からの深さを変えることによって異なる深さの情報を選択できる可能性がある。つまり、オートフォーカスの焦点を頭皮にピタリとあわせた場合と、わざと頭皮より内部（脳側）に焦点をずらした場合とで異なる情報がとれる可能性もある。MRIの画像などから算出して脳の表面に相当する深さに焦点を合わせることによって積極的に脳の情報を選択する研究への発展も期待できる。
【００６１】
また、外表面形状計測部４と３次元画像データ生成手段１６とを設けてディスプレイ５に計測領域における外表面の形状と、脳機能画像とを重ね合わせて表示することができるために、該脳活動計測装置による脳機能画像がどの部位を計測したものあるかを明確に判別でき、また脳機能画像がより解り易いものとなる。
【００６２】
さらに、表示手段１９を、脳機能画像を他の医療画像診断装置で生成された前記計測領域と略同領域の脳形態画像データ若しくは脳機能画像データと合成して表示できるように構成したので、この点においても該脳活動計測装置による脳機能画像がどの部位を計測したものあるかを明確に判別でき、また脳機能画像がより解りやすいものとなる。
【００６３】
また、画像データ蓄積手段１８を設けたので、すでに生成された脳機能画像データとの比較や、出力などができ、使い勝手がよい。さらに、汎用の画像データ形式で蓄積できるように構成したので、他の汎用の情報処理装置やプリンタなどに出力することができ、脳機能画像を有効に有効に使用できる。
（第２実施形態）
次に、第２実施形態における生体活動計測装置たる脳活動計測装置Ｂについて説明する。
【００６４】
図９に示した脳活動計測装置Ｂは、制御装置Ｂ２と、これに有線又は無線で接続された撮像装置Ｂ３とからなる装置本体Ｂ１と、頭部固定手段としてこの撮像装置に取り付けた頭部固定手段たる顎載置台Ｂ４とを備えて構成したものである。そして、被験者Ｐがこの顎載置台Ｂ４に顎を載せるとともに撮像装置Ｂ３に額を近づけた状態で、照射光を含む光を被験者Ｐの額を通じて前頭葉部分に照射して前頭葉部分で反射された反射光を検出することで脳活動を計測するものである。
【００６５】
そして、本実施形態における装置部本体Ｂ１は、図１０に示すように制御装置側に備えられた制御部１０１及びディスプレイ１０５と、撮像装置側に備えられた照射部１０２、検出部１０３及び外表面形状計測部１０４とを備えて構成されている。
【００６６】
照射部１０２は、前記７８０ｎｍ及び８３０ｎｍの近赤外線を少なくとも含む光を照射する光源１０２１を備えてなるもので、本実施形態では、計測領域である脳の前頭葉部分のほぼ全体に額を通じて同時に照射するものである。この光源１０２１としては、ハロゲンランプ又はタングステンランプを使用する。
【００６７】
検出部１０３は、前記照射部１０２から照射された照射光が被験者Ｐの脳で反射された反射光の強度を被験者Ｐの脳から所定距離、例えば少なくとも１０センチメートル以上離間した位置で検出して前記反射光の強度を示す反射光検出信号を出力するものである。そして、本実実施形態においては、脳で反射された反射光を計測領域である前頭葉部分のほぼ全体に亘って同時に検出するものである。具体的には、受光部１０３１と、波長分離機構１０３２を備えてなり、さらに、図示しない、集光レンズ、絞り、アンプ、Ａ／Ｄ変換器などを備えて構成されている。本実施形態の受光部１０３１は、ＣＣＤ素子によって構成された７８０ｎｍ及び８３０ｎｍ各波長毎の受光部からなる。また波長分離機構１０３２は、本実施形態では、角度調整した複数のミラーからなる図示しない反射光分割機構と、図示しない光学フィルタ又はグレーティング等とを備えて構成し、前記反射光分割機構で反射光を分割し、分割された光を光学フィルタでそれぞれ７８０ｎｍ、８３０ｎｍの近赤外線を分光して、対応するそれぞれ受光部に受光させるようになっている。
【００６８】
外表面形状計測部１０４は、ガイド光照射部１０４１と、このガイド光を頭部の外表面に焦点を当てるオートフォーカス機構１０４２を備え前述した第１実施形態の外表面形状計測部４と、同様の構成を有するものである。
【００６９】
また、制御部１０１は、制御装置Ｂ２に備えられた内部メモリやＨＤＤなど外部記憶装置に記憶されたプログラムに従って、ＣＰＵや通信インタフェース、その他制御装置Ｂ２の各構成及び撮像装置Ｂ３の各構成を作動することによって照射部制御手段１０１１、検出部制御手段１０１２と、外表面形状計測手段１０１３と、パラメータ物質動態データ生成手段たるヘモグロビン動態データ生成手段１０１４と、生体機能画像データ生成手段たる脳機能画像データ生成手段１０１５と、３次元画像データ生成手段１０１６、演算手段１０１７と、画像データ蓄積手段１０１８と、表示手段１０１９としての機能を備えたものである。
【００７０】
照射部制御手段１０１１は、前記照射部１０２を構成する光源１０２１のタイミングや照射の強さを制御する制御信号を発信するものである。
【００７１】
検出部制御手段１０１２は、計測領域から反射されて反射光が適正に受光されるように計測領域内のほぼ中心に焦点を合わせるような制御信号を発信するとともに、７８０ｎｍ、８３０ｎｍの反射光が、各波長に対応するそれぞれ受光部に適正に受光されるように波長分離機構１０３２を調整する制御信号を発信するものである。
【００７２】
表示手段１０１９は、前記波長分離機構１０３２を構成するミラーによってそれぞれの波長毎に分けられた反射光を検出、出力した反射光検出信号に対応したヘモグロビン動態データに基づく脳機能画像データを、ディスプレイの分割画面において一度に表示するものである。
【００７３】
なお、外表面形状計測手段１０１３と、パラメータ物質動態データ生成手段たるヘモグロビン動態データ生成手段１０１４と、生体機能画像データ生成手段たる脳機能画像データ生成手段１０１５と、３次元画像データ生成手段１０１６、演算手段１０１７と、画像データ蓄積手段１０１８とは、前述した第１実施形態の外表面形状計測手段１３と、パラメータ物質動態データ生成手段たるヘモグロビン動態データ生成手段１４、生体機能画像データ生成手段たる脳機能画像データ生成手段１５、３次元画像データ生成手段１６、演算手段１７、画像データ蓄積手段１８と同様の機能を有するものでありその説明を省略することとする。
【００７４】
しかして、本実施形態の脳活動計測装置Ｂを使用する際には、図９に示すように例えば椅子に被験者Ｐを座らせ撮像装置Ｂ３に取り付けられた頭部固定手段たる顎載台に顎を載せた状態で、この被験者Ｐとは非接触な状態である撮像装置Ｂ３を、計測者Ｐ２が制御装置Ｂ２を操作することで作動させて、被験者Ｐに対して非接触な状態において脳活動を計測する。
【００７５】
以上のように構成した本実施形態の脳活動計測装置Ｂによっても、被験者Ｐに対して従来のような脳活動計測のための装着具を装着することによる不快感を与えることなく、脳活動を計測することができる。また、計測に際して、このような装着具を取り付ける時間も削減できるため、この点においても被験者Ｐに負担をかけないで済むとともに計測者の装着作業に係る負担を無くしてスムーズな計測を可能にする。
【００７６】
本実施形態の特有の効果としては、頭部固定手段たる顎載台Ｂ２を備えたので頭部の固定が確実になされて、頭部の動きによる反射光の検出に際するぶれが起こらない。
【００７７】
本発明は、上述したこれらの実施形態に限られない。
【００７８】
例えば、照射部を光源と波長分離機構とを備えて構成してもよい。
【００７９】
また、検出部に備えられた波長分光機構が、液晶チューナブルフィルタを使用して構成されたものであってもよい。
【００８０】
また、受光部としては、ＣＣＤ素子によって構成されるものに限らず、光を受光できるものであればフィルムなどで構成されるものであってもよい。
【００８１】
また、第１実施形態及び第２実施形態において、装置本体部Ａ１及びＢ１を制御装置Ａ２、Ｂ２と撮像装置Ａ３、Ｂ３とに分けて構成したものとしたが、一体的に構成されたものであってもよい。このようなものであって床に起立させて使用するものにおいては、装置本体部が、移動できるようにキャスタなど移動手段を備えたものが望ましい。
【００８２】
その他、図１１に示したような、被験者Ｐが略定位置で脚部を動作可能な運動負荷器械たるトレッドミルＴを備えた生体活動計測装置たる脳活動計測装置Ｃのようなものであってもよい。この脳活動計測装置Ｃは、前記トレッドミルＴと、装置本体Ｃ１と、頭部固定手段たるトレッドミルＴに備え付けられた顎載台Ｃ４とを備えて構成されたものである。この装置本体Ｃ１は、例えば第１実施形態における装置本体Ａ１を構成する制御装置Ａ２と及び撮像装置Ａ３と略同様の構成及び機能を有した制御装置Ｃ２と及び撮像装置Ｃ３とからなるものとして、撮像装置Ｃ３に備えた照射部を、前記運動負荷器械で運動している被験者Ｐの身体の計測領域に対して所定距離離間した位置から前記照射光を少なくとも含む光を照射するように構成するとともに、撮像装置Ｃ３に備えた検出部を、運動負荷器械で運動している被験者Ｐの身体の計測領域において反射した反射光の強度を、その被験者Ｐの身体から所定距離離間した位置で検出するように構成する。このようなものであれば、被験者Ｐに対して計測のための装着具を付けないで運動中の脳活動が計測できるため、被験者Ｐが運動に集中し易くなり正確な計測が可能となる。なお、運動負荷器械として固定式自転車などであってもよい。
【００８３】
また、図１２に示したような生体活動計測装置たる脳活動計測装置Ｄであってもよい。この脳活動計測装置Ｄは、ベッドＢＤに寝ている状態の被験者Ｐの脳活動を計測するものである。制御装置Ｄ２と、この制御装置Ｄ２とケーブルなど有線で接続された撮像装置Ｄ３とから構成された装置本体Ｄ１と、アイマスクＤ４とからなる。そして、前記撮像装置Ｄ３を前記ベッドＢＤの上方位置である天井に配置することで、当該撮像装置Ｄ３に備えられた照射部を、寝ている状態の被験者Ｐの身体に対して上方に所定距離離間した位置から照射光を少なくとも含む光を照射するようにするとともに、検出部を、その寝ている状態の被験者Ｐの身体の計測領域で反射した反射光をその被験者Ｐの身体から上方に所定距離離間した位置で検出するようにしている。具体的には、なお、この制御装置Ｄ２と撮像装置Ｄ３との接続は、例えばｂｌｕｅｔｏｏｔｈなどの技術を適用した無線によるものであってもよい。図示例においては、制御装置Ｄ２を移動手段たるキャスタを備えた載置台に載置して移動可能なものとしているが、制御装置Ｄ２自体に移動手段が備えられたものであってもよい。また、撮像装置Ｄ３をベッドＢＤに取り付けてもよい。このようなものであれば、計測のための検査室へ行くのが困難な重傷患者、老人、幼児などの生体活動の計測が可能である。さらに装置本体Ｄ１をベッドＢＤとともに移動できるように構成すれば、搬送中の患者の生体活動の計測が可能な計測装置とすることができる。
【００８４】
また、照射部が照射する照射光は、その照射の態様として、照射光を計測領域内の複数の所定ポイントを順次照射するもの、照射光を計測領域のほぼ全域を同時に照射するように構成したもの、照射光を計測領域内における一の所定ポイントを照射するように構成したもののうちどの態様のものであってもよい。
【００８５】
さらに、検出部としては、計測領域から出射される出射光を計測領域内の所定ポイント毎に順次検出するもの、計測領域から出射される出射光の強度を計測領域のほぼ全域について同時に検出するように構成されたもののうちどの態様であってもよい。そして、以上のような照射部と検出部とはどのように組み合わせて構成することも可能であり、勿論上記実施形態における脳活動計側装置Ｂ、脳活動計側装置Ｃ、脳活動計側装置Ｄについても同様である。
【００８６】
また、脳以外の身体の所定部位を計測領域としてその機能を示す生体活動を計測するように構成した生体活動装置であってもよい。そして、このような生体活動を計測するための生体機能に寄与するパラメータ物質としてヘモグロビン以外の例えばチトクロームや糖類などであってもよい。
【００８７】
その他、神経細胞に照射光による何らかの刺激を与えることで起こる電位変化に伴って起こる光の散乱を出射光として、生体機能たる神経細胞の機能を計測するような生体活動装置であってもよい。
【００８８】
また、例えばガン細胞などに照射光を照射することによって、吸収や散乱に起因する光の減衰などが起こった後に出射する照射光によって、生体機能たるガン細胞の変化などを計測するような生体活動装置であってもよい。
【００８９】
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【００９０】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００９１】
すなわち、本願請求項１に係る発明によれば、被験者の頭部に、従来のような計測のための装着具を装着する等の不快感を与えることなく、脳機能を示す脳活動を計測することができる。また、計測に際して、頭部に従来のような装着具を取り付ける時間も削減できるため、この点においても被験者に負担をかけないで済むとともに計測者の装着作業に係る負担を無くしてスムーズな計測を可能とする。また、このように被験者の頭部に対して非接触且つ非侵襲な計測を実現することで、従来のような装着具を装着するのが困難である乳児、老人、重病人及び計測領域に傷を負っている人など種々の被験者に対応することが可能となる。さらに、近年、脳活動を計測しながらのリハビリテーションが行われることが多くみられるようになったが、このように非接触状態での脳活動計測を可能にすることを計測しながら行うリハビリテーション及びその効果の判定を、被験者に対して頭部の不快感を与えないように実施することができる。特に本発明は、計測時に被験者の頭部の動きを規制する顎載台等の頭部固定手段やアイマスクを備えているので、脳活動の正確な計測を期することができる。
【００９２】
特に、本発明の装置自体にディスプレイを設けており、制御部は、前記パラメータ物質動態データ生成手段、表示手段、生体機能画像データ生成手段、計測領域３次元画像データ生成手段を備えるものとして、このうち表示手段には、２次元の生体機能画像データと計測領域３次元画像データとをディスプレイ画面上で重ね合わせて表示させる機能を設けたので、生体機能画像がどの部位を計測したものであるかを明確に解りやすく表示して、計測する生体活動を簡単に判別できるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す全体図。
【図２】同構成を示す説明図。
【図３】同実施形態において照射部と検出部との態様を示す説明図。
【図４】同実施形態において照射部と検出部との別の態様を示す説明図。
【図５】同実施形態において照射部と検出部との別の態様を示す説明図。
【図６】同実施形態において照射部と検出部との別の態様を示す説明図。
【図７】同実施形態において照射部と検出部との別の態様を示す説明図。
【図８】同実施形態において照射部と検出部との別の態様を示す説明図。
【図９】本発明の第２実施形態を示す全体図。
【図１０】同構成を示す説明図。
【図１１】本発明の別の実施形態を示す全体図。
【図１２】本発明の別の実施形態を示す全体図。
【符号の説明】
１、１０１・・・制御部
１４、１０１４・・・パラメータ物質動態データ生成手段（ヘモグロビン動態データ生成手段）
１５、１０１５・・・生体機能画像データ生成手段（脳機能画像データ生成手段）
１６、１０１６・・・３次元画像データ生成手段
１７、１０１７・・・演算手段
１８、１０１８・・・画像データ蓄積手段
１９、１０１９・・・表示手段
２、１０２・・・照射部
２１、１０２１・・・光源
３、１０３・・・検出部
３１、１０３１・・・受付部（受光部）
３２、１０３２・・・波長分離機構
４、１０４・・・外表面形状計測部
５、１０５・・・ディスプレイ
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ・・・生体活動計測装置（脳活動計測装置）
Ａ４、Ｄ４・・・アイマスク
Ｂ４、Ｃ４・・・頭部固定手段（顎載台）
Ｐ・・・被験者
Ｔ・・・運動負荷器械（トレッドミル）

Claims

被験者の身体たる脳における所定領域である計測領域内の所定部位に所定波長の赤外線又は近赤外線からなる照射光を照射し、前記照射光に対応して脳から出射される赤外線又は近赤外線からなる出射光の強度を検出して生体機能たる脳機能を示す生体活動を前記計測領域内の所定部位を露出させることなく計測する生体活動計測装置であって、
前記照射光の照射、出射光の検出など生体活動の計測に係る制御や処理を行う制御部を有し、
前記照射光を被験者に対して非接触且つ非侵襲で所定距離離間した位置から前記計測領域の所定部位に照射する照射部と、前記出射光の強度を被験者から所定距離離間した位置で当該被験者に非接触且つ非侵襲で検出してその出射光強度を示す出射光検出信号を出力する検出部と、生体活動たる脳活動の計測時に被験者の頭部の動きを規制する頭部固定手段と、ディスプレイと、前記制御部に制御されて計測領域に対応する身体の外表面の凹凸を測定しこの外表面の凹凸の状態を示す外表面形状データを出力する外表面形状計測部と、を備え、
前記制御部が、前記検出部から出力された光検出信号を処理して前記脳の所定部位の生体機能に寄与する物質であるパラメータ物質の分布や濃度乃至濃度変化などの動態を示す又は示唆するパラメータ物質動態データを生成するパラメータ物質動態データ生成手段と、前記ディスプレイに前記パラメータ物質動態データ生成手段で生成されたパラメータ物質動態データを表示させる表示手段と、前記パラメータ物質動態データを前記計測領域内のパラメータ物質の分布や濃度乃至濃度変化等によって生体機能を示す２次元画像として表示する生体機能画像データに加工する生体機能画像データ生成手段と、前記外表面形状計測部で測定され出力された外表面形状データから前記計測領域に対応する外表面を３次元画像として表示する計測領域３次元画像データを生成する計測領域３次元画像データ生成手段と、を備えるものであり、
前記表示手段が、前記生体機能画像データ生成手段で加工生成された生体機能画像データと、前記計測領域３次元画像データ生成手段で生成された計測領域３次元画像データとを、ディスプレイ画面上に重ね合わせて表示させる機能を有していることを特徴とする生体活動計測装置。
前記頭部固定手段が、被験者の顎を載せる顎載台である請求項１記載の生体活動計測装置。
被験者の身体たる脳における所定領域である計測領域内の所定部位に所定波長の赤外線又は近赤外線からなる照射光を照射し、前記照射光に対応して脳から出射される赤外線又は近赤外線からなる出射光の強度を検出して生体機能たる脳機能を示す生体活動を前記計測領域内の所定部位を露出させることなく計測する生体活動計測装置であって、
前記照射光の照射、出射光の検出など生体活動の計測に係る制御や処理を行う制御部を有し、
前記照射光を被験者に対して非接触且つ非侵襲で所定距離離間した位置から前記計測領域の所定部位に照射する照射部と、前記出射光の強度を被験者から所定距離離間した位置で当該被験者に非接触且つ非侵襲で検出してその出射光強度を示す出射光検出信号を出力する検出部と、生体活動たる脳活動の計測時に被験者の目を照射光から保護し被験者が頭を動かすことを防ぐアイマスクと、ディスプレイと、前記制御部に制御されて計測領域に対応する身体の外表面の凹凸を測定しこの外表面の凹凸の状態を示す外表面形状データを出力する外表面形状計測部と、を備え、
前記制御部が、前記検出部から出力された光検出信号を処理して前記脳の所定部位の生体機能に寄与する物質であるパラメータ物質の分布や濃度乃至濃度変化などの動態を示す又は示唆するパラメータ物質動態データを生成するパラメータ物質動態データ生成手段と、前記ディスプレイに前記パラメータ物質動態データ生成手段で生成されたパラメータ物質動態データを表示させる表示手段と、前記パラメータ物質動態データを前記計測領域内のパラメータ物質の分布や濃度乃至濃度変化等によって生体機能を示す２次元画像として表示する生体機能画像データに加工する生体機能画像データ生成手段と、前記外表面形状計測部で測定され出力された外表面形状データから前記計測領域に対応する外表面を３次元画像として表示する計測領域３次元画像データを生成する計測領域３次元画像データ生成手段と、を備えるものであり、
前記表示手段が、前記生体機能画像データ生成手段で加工生成された生体機能画像データと、前記計測領域３次元画像データ生成手段で生成された計測領域３次元画像データとを、ディスプレイ画面上に重ね合わせて表示させる機能を有していることを特徴とする生体活動計測装置。
照射部が、前記照射光を被験者の額を通じて脳の所定部位たる前頭葉部分に対して照射するものであり、検出部が前記前頭葉部分から額を通じて出射された前記出射光の強度を検出するものである請求項１乃至３何れかに記載の生体活動計測装置。
照射部が、前記照射光を、前記計測領域のほぼ全域に対して同時に照射するものである請求項１乃至４何れかに記載の生体活動計測装置。
照射部が、前記照射光を、前記計測領域内の一の所定ポイントに対して照射するものである請求項１乃至４何れかに記載の生体活動計測装置。
照射部が、前記照射光を、前記計測領域中の複数の所定ポイントに対して順次照射するものである請求項１乃至４何れかに記載の生体活動計測装置。
検出部が、前記計測領域から出射される出射光の強度を、計測領域のほぼ全域について同時に検出するものである請求項１乃至５何れかに記載の生体活動計測装置。
検出部が、前記計測領域から出射される出射光の強度を、計測領域内の所定ポイント毎に順次検出するものである請求項１、２、３、４又は７に記載の生体活動計測装置。
生体機能画像データ生成手段で生成された生体機能画像データ乃至この生体機能画像データに基づいて加工又は合成されたデータを蓄積する画像データ蓄積手段を備えている請求項１乃至９何れかに記載の生体活動計測装置。
画像データ蓄積手段が、前記生体機能画像データ及びこの生体機能画像データに基づいて加工又は合成されたデータを、汎用の画像データ形式で蓄積する機能を備えている請求項１０記載の生体活動計測装置。
前記生体機能画像データが、生体機能たる血行動態変化を示す画像データである請求項１又乃至１１何れかに記載の生体活動計測装置。
前記パラメータ物質動態データ生成手段が、パラメータ物質たるオキシヘモグロビン及びデオキシヘモグロビンの動態を示すヘモグロビン動態データを生成するものであり、前記生体機能画像データ生成手段が、このヘモグロビン動態データを前記血行動態変化を示す画像データとして加工するものである請求項１２記載の生体活動計測装置。
前記照射光が、オキシヘモグロビン及びデオキシヘモグロビンのそれぞれの分子吸光係数が異なる少なくとも２つ以上の波長の近赤外線である請求項１３記載の生体活動計測手段。
前記制御部が、前記検出部で検出した異なる２つ以上の波長の近赤外線に基づく各ヘモグロビン動態データ、又は当該各ヘモグロビン動態データに基づく血行動態変化を示す各画像を、組み合わせ、抽出し、又変換するなどの演算処理を行なう演算処理手段をさらに備えている請求項１４記載の生体活動計測装置。
前記検出部が、出射光を受け付ける受付部を有し、この受付部に出射光が受け付けられる前に、身体の所定部位から出射された光から出射光を分離する波長分離機構を備えたものである請求項１乃至１５何れかに記載の生体活動計測装置。
被験者が略定位置で脚部を動作可能な運動負荷器械を備え、照射部が、前記運動負荷器械で運動している被験者の身体における計測領域に対して非接触且つ非侵襲で所定距離離間した位置から照射光を照射するものであり、検出部が、運動負荷器械で運動している被験者の身体から出射した出射光の強度を、その被験者の身体から所定距離離間した位置で当該被験者に非接触且つ非侵襲で検出するものである請求項１乃至１６何れかに記載の生体活動計測装置。
照射部が、寝ている状態の被験者の身体における計測領域に対してその上方に所定距離離間した位置から非接触且つ非侵襲で照射光を照射するものであり、検出部が、その寝ている状態の被験者の計測領域から出射した出射光を、その被験者の身体から上方に所定距離離間した位置で当該被験者に非接触且つ非侵襲で検出するものである請求項１乃至１７何れかに記載の生体活動計測装置。