JP4553509B2

JP4553509B2 - 生体光計測用装着具および生体光計測装置

Info

Publication number: JP4553509B2
Application number: JP2001087917A
Authority: JP
Inventors: 倫行藤原
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2001-03-26
Filing date: 2001-03-26
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2021-03-26
Also published as: JP2002282253A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、生体光計測装置に関し、特に生体光計測装置の光ファイバを被検体に装着するための装着具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
生体光計測装置は、所定の波長の光を生体に照射し、生体を透過した光の光量の変化を計測することにより、生体内部の血液循環、血行動態、ヘモグロビン変化等の情報を得るものであり、特に、複数の光照射部と受光部とを配置して、比較的広い範囲の血流情報をトポグラフィとして得るようにした生体光計測装置は、例えばてんかん発作の局所焦点同定など脳の機能の研究や臨床への応用が期待されている。
【０００３】
このような生体光計測装置では、発光部と受光部に接続した光ファイバの先端を所定の配列となるように維持した状態で被検体に接触させるために、シェルと呼ばれる装着具が使用されている。このシェルは、図５に示すように、装着部位（一般には頭部）の形状に合わせて曲率を持たせて成型されたプラスチック板50から構成されている。このプラスチック板には例えば３×３の格子の格子点に穴が穿設されており、この穴に光ファイバの先端を固定するためのソケット51が取り付けられる。一方、光ファイバの先端は、このソケットの構造に対応するオス型ソケットにスプリング等を用いて弾発的に保持されており、オス型ソケットをシェルのソケットに嵌合したときに、光ファイバ先端がシェルを装着した被検体の計測部位に当接するように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、頭部の形状（曲率）は個人差が大きく、図６に示すように計測部位60とシェル50との間に無視できない大きさの隙間ができる場合がある。このような隙間が生じると、光ファイバがスプリング等の弾発力で最大限突出した状態となっても、計測部位に達しないことになり、正確な計測ができない。予めこのような隙間を予測して光ファイバ先端を長くしておいた場合には、光ファイバ固定時のシェルの重量が重くなる他、シェルに固定していないときに光ファイバ先端が不注意な扱い等によって損傷を受けやすくなるという問題もある。さらにファイバ先端を頭皮に当接させるためには髪の毛を避ける必要があるが、シェルから頭皮までの距離が長くなると、髪の毛を避ける作業に手間取り、作業性が悪くなるという問題もある。
【０００５】
このような剛性のあるプラスチック材料の代わりに、エラストマのような軟質材料を用いた場合には、頭皮とシェルとの密着性を高めることが可能であるが、髪の毛の弾力や頭皮の動きなどによって形状が維持できず、結果として正確な測定ができなくなる可能性がある。
【０００６】
そこで本発明は、計測部位に密着した装着が可能であり且つ装着後の形状変化がなく、正確な光計測を行うことが可能な生体光計測用装着具を提供することを目的とする。また本発明は、軽量であって装着感がよく、装着が容易である生体光計測用装着具を提供することを目的とする。さらに本発明は、このような装着具を採用することによって、信頼性の高い生体情報を得ることができる生体光計測装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の生体光計測用装着具は、複数の光ファイバの先端を所定の配列に支持し、生体の計測部位に接触させるための生体光計測用装着具であって、
前記光ファイバの先端を固定する複数のソケットと、前記ソケットを所定の配列で支持する支持部材とを備え、前記支持部材は可撓性材料と、前記可撓性材料内に埋め込まれた線材とからなることを特徴とする。
【０００８】
上記構造の装着具によれば、計測部位への密着度を高めることができ、また装着後の形状を維持することができる。その結果、光ファイバ先端と計測部位との位置関係がずれることなく維持することができるので、正確な計測を行うことができる。
【０００９】
本発明の生体光計測用装着具は、好適には支持部材が、網目状構造を有し、前記網目状構造の格子点に前記ソケットを有する。
【００１０】
網目状構造とすることにより、装着具の重量を軽くすることができ、また穴があいている部分を通して、光ファイバ先端と計測部位の接触状態を確認したり、髪の毛を避ける作業などを行うことができ、作業の確実性および容易性を高めることができる。
【００１１】
また本発明の生体光計測用装着具は、支持部材とソケットが一体的に成型されたものである。これにより支持部材にソケットを取り付ける作業が不要となり、また従来のソケットに比べ部品点数が少なくなるので装着具の重量を軽くすることができる。さらにソケットも支持部材と同じ可撓性材料からなるので、その可撓性を利用して、光ファイバ側のソケットを容易に嵌合することができる。
【００１２】
さらに本発明の生体光計測用装着具は、線材としてアルミニウム線を用いるものである。これにより装着具を軽量化でき、またアルミニウムは非磁性体であることから、この装着具を装着した状態でＭＲＩ計測を行うことができ、生体光計測とＭＲＩの同時計測を可能にできる。
【００１３】
本発明の生体光計測装置は、生体に照射する光を照射する光照射部と、生体を透過した光を検出する光検出部とにそれぞれ接続した光ファイバの先端を被検体に装着するための装着手段として、上述した装着具を採用したものである。
【００１４】
本発明の生体光計測装置によれば、光ファイバ先端と計測部位の接触が確実で且つ計測時の位置ずれ等を生じない装着具を用いたことにより、計測部位の信頼性の高い生体情報を得ることができる。また軽量で装着感がよいので、種々の状態や作業中の被検体について簡便に光計測を行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の生体光計測装置及びそれに用いる装着具の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は、本発明が適用される生体光計測装置の全体構成を示す図で、この生体光計測装置は、図示するように、被検体１に光を照射するための光照射部１０と、被検体１を透過した光を検出する光検出部２０と、光照射部１０および光検出部２０の駆動を制御すると共に光検出部２０が検出した光量に基づき被検体１の生体情報を表すトポグラフィを作成する信号処理部３０とを備えている。
【００１７】
光照射部１０は、複数の光モジュール１２からなる光源部１１と、光モジュール１２が発光する光を変調するための発振部１３と、各光モジュール１２に接続された照射用光ファイバ１４とを備えている。光源部１１からの所定波長の光に対し発振部１３により異なる周波数を印加して変調を加え、異なる変調が加えられた光を複数の照射用ファイバ１４を介して被検体１に照射する。
【００１８】
光検出部２０は、検出用光ファイバ２１と、光電変換素子等からなる光検出器２２と、ロックインアンプ、増幅器等から構成される光検出回路２３と、A/D変換器２４とを備え、被検体１を透過した光は、検出用光ファイバ２１を介して光検出器２２で検出され、光検出回路２３で計測位置毎の信号に変換される。この信号は、A/D変換器２４でデジタル信号に変換され、信号処理部３０において例えば計測部位のヘモグロビン量変化を表すトポグラフィが形成される。
【００１９】
さらに上記生体光計測装置は、上述した照射用光ファイバ１４の先端と検出用光ファイバ２１の先端を被検体に装着するためのプローブフォルダ（装着具）４０を有している。
【００２０】
図２に一例として頭部装着用のプローブフォルダ４０を示す。このプローブフォルダ４０は、ファイバ先端が係合するソケット４１が形成された支持部材４２と、フォルダ４０を頭部計測部位に固定するための固定ヒモ４３とを備えている。図では一つのフォルダ４０しか示していないが、左側頭部用フォルダおよび右側頭部用フォルダを一対として、固定用ヒモ４３で連結されている。固定用ヒモ４３は、図示しない調整手段でその長さがを調整できるようになっている。
【００２１】
支持部材４２は格子状または網目状の構造をしており、その格子点に各ソケット４１が設けられる。本実施形態では、一例として、格子点の数が９、計測チャンネルの個数すなわち計測位置の数が12の場合を示す。ここで、光検出位置と光照射位置の中点が計測位置となるので、必要となる照射用光ファイバと検出用光ファイバの数はそれぞれ5または4となる。但し、格子の大きさはこれに限定されない。
【００２２】
支持部材４２は、さらに図３に示すように、骨格をなす線材５１と、この線材５１を覆い且つ線材５１と一体的に成型された柔軟性部材５２とからなる。線材５１は、曲げ応力に追従して曲がり、且つ曲げた後にその形状を維持することができる、アルミニウム、銅、ステンレス等の金属材料からなる。これら金属材料のうち、軽量且つ非磁性である点でアルミニウムが特に好適である。柔軟性部材５２は、柔軟で可撓性のある材料、例えばプラスチック、エラストマ、ゲルなどからなる。
【００２３】
支持部材４２は正方格子を形成するとともにその９つの格子点において、リングを形成しており、光ファイバ先端が貫通する穴が形成されている。このリングの上部にソケット４１が形成される。ソケット４１は、剛性のあるプラスチックからなる従来のソケットと同様のものをリング部に取り付けてもよいが、柔軟性部材５２と同一材料で一体成型によって形成することが好ましい。支持部材４２と同一材料で構成した場合には、その可撓性を利用して光ファイバ先端を固定することが可能である。
【００２４】
また各ソケット４１は、対応する光ファイバとの対応関係が視覚的にわかるように、例えば、対応するソケットおよび光ファイバに同一番号を付す、同一の彩色を行うなどの識別情報が付されている。
【００２５】
このように構成されるプローブフォルダ４０は、被検体に応じて各フォルダ間の距離を調整した後、一対のフォルダを所定の部位に当てて、図４に示すように固定ヒモ４３を締結することにより頭部に固定する。その状態で、光計測装置の光ファイバ（１４，２１）先端をそれぞれ対応するソケット４０に嵌合する。この作業において、網状の穴の部分から、光ファイバ先端と頭皮との間に髪の毛がある場合にはそれを避けるように光ファイバ先端を位置させたり、光ファイバ先端が確実に頭部表皮に接触しているかを確認することができる。
【００２６】
このように光ファイバ先端が確実に頭皮に接触したことを確認の上、光生体計測装置を動作させて、光の照射と受光を行い、光計測を行う。
【００２７】
以上、本発明の生体光計測用装着具の一実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されることなく、種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、正方格子状に縦横それぞれ交互に照射用光ファイバ先端と検出用光ファイバ先端が配列する場合を示したが、それ以外の配列であってもよい。また本発明の生体光計測用装着具は、支持部材が網目状であることが好適であるが、線材と柔軟性部材との組み合わせで構成するものであれば、それ以外のものも含まれる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、生体光計測用装着具として、軟質材料に線材を埋め込んだフォルダを用いることにより、計測部位への密着が確実で計測中の位置ずれがなく、信頼性の高い計測を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される生体光計測装置の全体構成を示す図。
【図２】本発明の生体光計測用装着具の一実施形態を示す図。
【図３】図２の生体光計測用装着具の詳細を示す図。
【図４】図２の生体光計測用装着具を装着した状態を示す図。
【図５】従来の生体光計測用装着具を示す図。
【図６】従来の問題点を説明する図。
【符号の説明】
１０・・・光照射部
１４・・・照射用光ファイバ
２０・・・光検出部
２１・・・検出用光ファイバ
３０・・・信号処理部
４０・・・プローブフォルダ（装着具）
４１・・・ソケット
４２・・・支持部材
５１・・・線材
５２・・・柔軟性部材

Claims

複数の光ファイバの先端を所定の配列に支持し、生体の計測部位に接触させるための生体光計測用装着具であって、
前記光ファイバの先端を固定する複数のソケットと、前記ソケットを所定の配列で支持する支持部材とを備え、前記支持部材は可撓性材料と、前記可撓性材料内に埋め込まれた線材とからなることを特徴とする生体光計測用装着具。
前記支持部材は、網目状構造を有し、前記網目状構造の格子点に前記ソケットを有することを特徴とする請求項１記載の生体光計測用装着具。
前記支持部材と前記ソケットは一体的に成型されたことを特徴とする請求項１または２に記載の生体光計測用装着具。
前記線材は、アルミニウム線であることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記載の生体光計測用装着具。
生体に照射する光を照射する光照射部と、生体を透過した光を検出する光検出部と、前記光照射部および光検出部とを接続する複数の光ファイバと、前記複数の光ファイバの先端を所定の配列に支持し前記生体の計測部位に接触させるための装着手段とを備えた生体光計測装置において、
前記装着手段として、請求項１ないし４いずれか１項記載の装着具を備えたことを特徴とする生体光計測装置。