JP4356550B2 - 光計測システム - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、脳内各部の血流の経時変化、生体内の酸素供給の変化を測定することで、脳機能計測や循環器系障害診断を行う医用機器に適用される。
そして、取得した分布データは、画像処理を施すことにより二次元画像化され、生体の脳機能診断、循環器系障害診断に適用されている。
光計測装置による脳賦活状態や酸素化状態の二次元的な分布測定を行う場合、感度領域であるチャンネルの点数をできるだけ多くとって、分解能を高めることが望ましい。
計測制御部10は、各送光点A1〜A8に対する送光のタイミングを制御するとともに、各受光点a1〜a8に対する受光のタイミングを制御する。
図8は、図7に示した送光点、受光点によるチャンネルの配置を説明する図である。この場合、各送光点と各受光点との間に、チャンネル#1〜チャンネル#22まで計22個のチャンネルが得られることになる。
このように、光計測装置のプローブ12は、送光点および受光点の配置を変えることにより、被検体上のチャンネルの位置や個数の変更を行うことができるようになっている。
1台の装置に実装する送光点数、受光点数を増加させるかわりに、2台の光計測装置を同時に使用した光計測システムとすることが考えられる。これによれば、光計測装置を大型化することなく、送光点数、受光点数を倍増させることができることになり、チャンネル数も倍増させることができるが、単に、2台の光計測装置を用いてチャンネル数を2倍にしているだけにすぎず、さほど、送光点、受光点を有効に利用しているとは言えない。単に光計測装置の台数に比例して、チャンネル数を増加させるだけではなく、それ以上にチャンネル数を増やすことができれば、より望ましい。
そこで、本発明は、複数の光計測装置を用いて光計測を行う際に、複数のチャンネルで同時に測定することにより、できるだけ効率的に光計測を行うとともに、複数のチャンネルの検出信号が混在しないように測定することを他の目的とする。
すなわち、本発明の光計測システムは、生体内に向けて光を送光する複数の送光点と、生体内を散乱/反射した光を検出信号として受光する複数の受光点と、送光点に対する送光制御および受光点に対する受光制御を行うことにより、1つの送光点と1つの受光点との組ごとに定まる各チャンネルについての検出信号を検出する制御を行う計測制御部とを有する少なくとも2台の光計測装置と、前記各光計測装置の各計測制御部を同期制御する主制御部と、各光計測装置により検出された検出信号を解析する解析部とを備え、主制御部は、各計測制御部に対し、各光計測装置内の送光点と受光点との組による同一装置間チャンネルについての検出信号を検出する制御を行うとともに、互いに異なる光計測装置の送光点と受光点との組により定まる異装置間チャンネルについて一方の光計測装置の計測制御部で送光制御を行い、他方の光計測装置の計測制御部で受光制御を行う同期制御により前記異装置間チャンネルの検出信号を検出する制御を行うようにしている。
主制御部は、各光計測装置の光計測制御部に対し、同期信号を送り、異なる光計測装置間の送光制御、受光制御のタイミングを調整する制御を行う。これにより、各光計測制御部が、同一装置間の送光点、受光点の組によるチャンネルに対する信号検出の制御を行うだけではなく、異装置間の送光点、受光点の組によるチャンネルに対する信号検出の制御をも行うようにする。
同一装置間および異装置間の送光点、受光点の組によるチャンネルで検出した各検出信号は、解析部に送られ、解析されることにより、同一装置間チャンネルだけではなく、異装置間チャンネルをも含めた検出信号による光計測データを得る。
すなわち、一つの光計測装置の送光点(受光点)と、他の1つの光計測装置の受光点(送光点)との間で、互いに同期させつつ送光制御と受光制御とを実行することにより、これらの異なる2つの光計測装置間の組による送光点と受光点とに挟まれた新たなチャンネルについても利用することができるようになり、各光計測装置が、本来単独で測定できるチャンネルの他に、異装置間の同期制御によって付加されたチャンネル数だけ、利用チャンネル数を増加することができる。
したがって、それぞれの光計測装置が単独で測定できるチャンネル数以上に、異装置間の同期制御によって付加されるチャンネルの数だけ増加させることができ、同時に測定可能なチャンネル数を、効率的に増加することができる。
図1は、本発明の一実施形態である光計測システムの構成を示すブロック図である。この光計測システムは、プローブ101を含む主光計測装置100と、プローブ201を含む副光計測装置200とからなる装置が、システムを組むように構成される。このうち主光計測装置100は、8つの送光点A(A1〜A8)、8つの受光点a(a1〜a8)、計測制御部10、主制御部40、解析部42とにより構成される。また、副光計測装置200は、8つの送光点B(B1〜B8)、8つの受光点b(b1〜b8)、計測制御部20とにより構成される。
そして、これら同一装置間チャンネル12、22に加えて、さらに、プローブ101の送光点(受光点)とプローブ201の受光点(送光点)との組による異装置間チャンネル51として、チャンネル#23〜#30の計8個のチャンネルが定められる。
そのため、主制御部40、解析部42と、計測制御部10、20とは、イーサネット(登録商標)ケーブルなどによるデータ通信を行う通信部11、21、41により接続されている。
上述したように、送光点と受光点とは、交互に並べて配置されているので、1つの送光点に対して送光が行われると、送光中の送光点の周囲にあるすべての受光点は、その送光点との間のチャンネルについての検出信号を検出することになる。これを受光点側から見ると、1つの受光点の周囲には、複数の送光点が隣接するので、同時に2つ以上の隣接する送光点に対して送光されると、2つのチャンネルについての検出信号が、1つの受光点で、混在して検出されることになる。
そこで、測定時間を短縮するため、同時に2つ以上の送光点から送光しようとする場合、1つの受光点は、1つの送光点との間のチャンネルについての信号しか検出できないように、送光点の送光タイミングを調整する必要がある。そのため、主制御部40は、1つの受光点には、隣接する1つの送光点との間のチャンネルについての検出信号だけが検出できるように、全送光点の送光順序を制御するようにしている。
すなわち、同時に送光する送光点は、互いに距離が離れたものどうしを選択するようにして、1つの送光点に隣接する受光点は、少なくとも、同時に送光される他の送光点とは隣接することがないようにしている。これにより、1つの送光点に隣接する受光点は、隣接する送光点からの光のみを検出し、それ以外の距離が離れた他の送光点からの光を検出しないようにしてある。
ここでは、送光点を8つのグループに分け、1つのグループ内には、互いに距離が離れた2つの送光点が、順次、選択するようにしている。具体的には、図4に示すように、A1とB5、A2とB6、A3とB7、・・・・・、A8とB4、の送光点が互いにグループを形成するようにしている。
いずれの受光点も、1つのチャンネルについての検出信号のみを検出することができている。
11、21、41:通信部
12、22:同一装置間チャンネル
40:主制御部
42:解析部
51:異装置間チャンネル
100:主光計測装置
200:副光計測装置
101、201:プローブ
A1〜A8、B1〜B8:送光点
a1〜a8、b1〜b8:受光点
Claims (3)
- 生体内に向けて光を送光する複数の送光点と、生体内を散乱/反射した光を検出信号として受光する複数の受光点と、送光点に対する送光制御および受光点に対する受光制御を行うことにより、1つの送光点と1つの受光点との組ごとに定まる各チャンネルについての検出信号を検出する制御を行う計測制御部とを有する少なくとも2台の光計測装置と、前記各光計測装置の各計測制御部を同期制御する主制御部と、各光計測装置により検出された検出信号を解析する解析部とを備え、
主制御部は、各計測制御部に対し、各光計測装置内の送光点と受光点との組による同一装置間チャンネルについての検出信号を検出する制御を行うとともに、互いに異なる光計測装置の送光点と受光点との組により定まる異装置間チャンネルについて一方の光計測装置の計測制御部で送光制御を行い、他方の光計測装置の計測制御部で受光制御を行う同期制御により前記異装置間チャンネルの検出信号を検出する制御を行うことを特徴とする光計測システム。 - いずれか1つの光計測装置が前記主制御部を内蔵することにより主光計測装置を構成し、他の光計測装置は主光計測装置からの制御信号に基づいて動作する副光計測装置を構成することを特徴とする請求項1に記載の光計測システム。
- 主制御部は、送光点を複数の組に分けて、それぞれの組に複数の送光点が含まれるようにした上で、各組ごとに同時に送光し、送光が行われた送光点に隣接する受光点が信号検出することにより、前記送光点の周囲のチャンネルについての検出信号を同時に検出するように各計測制御部を同期制御するとともに、
送光点を複数の組に分ける際に、1つの組に含まれる各送光点は、その組に含まれるいずれかの送光点に隣接する受光点が同じ組に含まれる他の送光点とは隣接することがないように、距離が隔てられた送光点どうしが選択されることを特徴とする請求項1に記載の光計測システム。
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