JP4651186B2 - Biological light measurement device - Google Patents

Biological light measurement device Download PDF

Info

Publication number
JP4651186B2
JP4651186B2 JP2000375678A JP2000375678A JP4651186B2 JP 4651186 B2 JP4651186 B2 JP 4651186B2 JP 2000375678 A JP2000375678 A JP 2000375678A JP 2000375678 A JP2000375678 A JP 2000375678A JP 4651186 B2 JP4651186 B2 JP 4651186B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
measurement
light
signal
data
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2000375678A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2002177281A (en
Inventor
真護 川崎
紀之 成田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Original Assignee
Hitachi Medical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Medical Corp filed Critical Hitachi Medical Corp
Priority to JP2000375678A priority Critical patent/JP4651186B2/en
Publication of JP2002177281A publication Critical patent/JP2002177281A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4651186B2 publication Critical patent/JP4651186B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Description

【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明は、光を用いて生体内情報を計測する生体光計測装置に関し、特に計測した生体内物質の濃度信号の解析機能を備えた生体光計測装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
生体光計測は、生体に可視から赤外領域の波長の光を照射し、生体から反射した光或いは生体を透過した光を検出することによって、生体内部の血液循環、血行動態、ヘモグロビン変化等の生体内情報を計測するものである。このような光計測は、簡便で、被験者に対して低拘束でかつ生体に害を与えずに計測できことから、種々の生体光計測装置が実用化され、また提案されている(例えば、特開昭57-115232号、特開昭63-275323号など)。
【0003】
特に所定の領域内の複数の計測位置についてヘモグロビン濃度の変化を計測し、等高線のようなグラフ(トポグラフ)で表示可能にした光トポグラフィは、例えば特定の作業を行わせた場合の脳活性部位の特定や、てんかん発作の局所焦点同定などへの臨床応用が期待されている。さらに脳内のヘモグロビン変化に関連して、運動、感覚、言語さらには思考に及ぶ高次脳機能等を計測することも可能である。
【0004】
例えば「近赤外線脳血流マッピング法(CLINICAL NUEROSCIENCE Vol.17, No.11 1999-11)」には、運動、言語課題遂行時の脳内ヘモグロビン変化について報告されており、ここではヘモグロビンの変化量や、最大変化量に達するまでの時間等を運動、言語課題遂行時の脳の活性状態を判定する指標として用いている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
このように計測されたヘモグロビン変化データから臨床的な診断を行うためには、変化量や経時的な要素が必要となる。具体的には、ヘモグロビン変化グラフの微分値は活性化領域に流れ込んでくるヘモグロビン変化率を表し、被検体の課題(刺激)への反応を知る上で重要な値である。またヘモグロビン量の変化が始まる位置或いは変化が終わる位置と、実際に刺激を開始した時点或いは刺激を終了した時点との差(潜時時間)も、課題への反応時間の指標である。さらにヘモグロビン変化グラフの積分値は、活性領域におけるヘモグロビン総変化量に対応し、脳がどれだけ反応したかの指標となる。
【0006】
しかしながら従来の生体光計測装置は、前述したような変化量をトポブラフとして表示する機能や、変化曲線を表示する機能しか備えていないため、さらに臨床的な応用を進めるためには、目視によって、計測位置ごとに変化率、変化量、潜時時間等を見分けなければならなかった。
そこで本発明は、単にヘモグロビン変化のみならず、生体機能計測や診断に重要な情報(定量データ)を生体光計測装置の出力として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。また本発明は、生体光計測で得られた複数人のデータを用いて統計処理をしたり、同一人について、例えばリハビリテーション治療の効果を確認するためにその前後のデータを比較する機能などのデータ解析機能を備えた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】
上記課題を解決する本発明の生体光計測装置は、所定の波長の光を被検体に照射するとともに前記被検体内部を通過した光を検出し、前記光を吸収する被検体内物質の濃度に対応する信号を発生する光計測部と、前記光計測部からの信号を入力し、前記信号の時間軸に沿った濃度変化曲線について数量解析を行い、定量データを作成する信号処理部と、前記信号処理部が作成した定量データを表示する表示部とを備えたことを特徴とする。
【0008】
このような生体光計測装置によれば、光計測部で得られる生の濃度データについて定量的な解析を行ない、その結果である定量データを表示することにより、診断や機能の判定に重要な情報を直接得ることができる。
【0009】
信号処理部が行う数量解析としては、例えば、濃度変化曲線について微分値及び/又は積分値を求める、被検体内物質の変化を生じせしめる被検体側の原因の開始時点或いは終了時点と、前記濃度信号の変化が所定の閾値以上となる時点或いは所定の閾値以下となる時点との差を、潜時時間として求める、がある。
【0010】
また本発明の生体光計測装置は、計測時或いは計測対象の異なる複数の計測において計測された濃度信号データを格納する記憶手段を備える。この場合、信号処理部は、前記記憶手段から読み出した複数の濃度信号データについて濃度変化量を求め、差分、加算平均等を算出する手段を備えたものとすることができる。
【0011】
この生体光計測装置によれば、例えば、複数の異なる計測対象から得たデータを加算平均することにより、濃度変化を生じせしめる原因(課題や刺激)に対する生体反応の平均値を得ることができ、また平均テンプレートグラフの作成が可能となる。或いは同一対象について異なる時間に行われた計測で得たデータの差分を取ることにより、リハビリテーション前後などにおける運動機能の回復度合いを診断する際の定量的な指標を与えることができる。
【0012】
本発明の生体光計測装置において、信号処理部および表示部は、光計測部と一体的に構成することも、独立した外部装置として構成することも可能である。独立した外部装置とした場合には、例えば遠隔地での計測結果を、集中的に格納、管理したり、診断・判定スキルのある場所での処理を行うことができる。その場合、信号処理部と光計測部は、例えばLANケーブル、通信ネットワーク、可搬記録媒体によってデータの送受を行うことができる。
【0013】
本発明の生体光計測装置において、光計測部は単一の発光素子と受光素子との組み合わせからなる光計測装置であっても、複数の計測チャンネルを有する光計測装置であってもよい。
【0014】
複数の計測チャンネルを有する光計測装置とは、被検体に対する光の照射位置と、その光を受光する受光位置とで決まる計測位置を複数有し、これら複数の計測位置に対応する数の濃度信号を出力するものであり、既存の光トポグラフィ装置を利用することができる。このような光トポグラフィ装置を利用することにより、所定の領域についての定量情報を得ることができる。
【0015】
光計測部として複数の計測チャンネルを有する光計測装置を用いる場合には、信号処理部は、好適には、複数の計測位置に対する濃度信号のうち、濃度の変化量の大きい濃度信号について、処理を行う。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の生体光計測装置の実施形態を図面を参照して説明する。
図1は、本発明の生体光計測装置の一実施形態を示す図である。この生体光計測装置は、被験者104の所望の部位(図示する実施例では頭部)に光の照射と受光を行うためのプローブ103と、位置情報を含む所定の波長の光を照射し、また被験者から反射した光を検出し、ヘモグロビン値に対応する信号(ヘモグロビン信号)を生成する光計測部101と、光計測部101で生成したヘモグロビン信号に周波数解析、微分等の演算を行い、種々の生体情報を生成し、表示するための生体情報演算部(信号処理部)105とを備えている。
【0017】
プローブ103と光計測部101は、光ケーブル102を介して接続されている。生体情報演算部105は、光計測部101に備えられる計算機が兼ねることも可能であるが、ここでは、例えばパーソナルコンピュータ等の、光計測部101からは独立したコンピュータシステムで構成されている。このような生体情報演算部105は、ローカルエリアネットワーク、インターネット等のネットワークを介して光計測部101と接続されていてもよいし、光磁気記録媒体(MO)、磁気記録媒体(FD)等の可搬型の記録媒体を介して光計測部101からのデータを受け取ることも可能である。
【0018】
プローブ103は、複数の光ケーブル102の末端部がそれぞれ所定の配列となるように配置し、被験者が装着できる形状に固定したもので、通常、照射用光ケーブル末端と受光用の光ケーブル末端とを2次元方向に交互に配置し、マトリクス状にしたものである。これにより照射用光ケーブル末端から照射され、被験者の皮膚を透過して組織内で反射された光は、その末端近傍(周囲)に配置された複数の受光用光ケーブル末端から光計測部に送られるようになっている。
【0019】
図2に、照射用光ケーブル末端と受光用光ケーブル末端の配置の一例を示す。図示する例では、4つの照射用光ケーブル末端R1〜R4と、それらと交互に配置された5つの受光用光ケーブル末端D1〜D5を示している。照射用光ケーブル末端と受光用光ケーブル末端との中点が計測位置となり、本例では12の計測位置が存在する。この計測位置が後述する光計測部220における検出部の計測チャンネルに対応する。
【0020】
光計測部101は、さらに図3に示すように、発光部210、検出部220および制御部230からなる。光計測部101としては、従来の光トポグラフィ装置をそのまま利用することが可能である。
【0021】
発光部210は、複数の、半導体レーザ等の発光素子およびその駆動回路からなる光モジュール211と、発振周波数の異なる複数の発振器212とを備える。半導体レーザは、目的とする生体情報に合わせた波長の光を発生する。例えばヘモグロビンの検出を目的とする場合には、酸素化ヘモグロビンおよび脱酸素化ヘモグロビンの最大吸収波長等、ヘモグロビン変化に対し受光量変化が大きくなる波長の光を発生する。各半導体レーザからの光は、発振器からの周波数によって変調される。これにより、プローブ103において、マトリクス上に配置された複数の照射用光ケーブル末端から、それぞれ異なる周波数に変調された光が被験者の皮膚に照射される。
【0022】
検出部220は、複数の受光用光ファイバ毎にそれぞれ接続されており、フォトダイオード等の光検出素子221と、検出した光信号成分を、その周波数毎に選択的に分離してロックイン検出するロックイン増幅器222と、ロックイン増幅器222から出力される信号をその各チャンネル毎に時間積算するサンプルホールド回路223と、時間積算後の信号をA/D変換するA/D変換器224とを備えている。ロックイン増幅器222のチャンネルは、前述した計測位置に対応する。
【0023】
制御部230は、発光部210および検出部220を制御するとともに、検出部220が検出しデジタル化した信号に演算を行い、例えば脳活動に伴う酸素化ヘモグロビン濃度変化、脱酸素化ヘモグロビン濃度変化、全ヘモグロビン濃度変化等を計算し、トポグラフを作成する計算機231と、計算機231の演算結果等を表示する表示部232と、計算機231における制御や計算のために必要な条件や計測に必要な情報(例えば患者IDや患者名)等を入力するための入力部233と、計算に必要なデータや計算結果を記憶するメモリ234とを備えている。
【0024】
計算機231が行う演算、即ちヘモグロビン濃度変化を求める計算や画像を作成する手法は、例えば特開平9-19408号公報やアツシ・マキ他による「無侵襲近赤外トモグラフィによるヒト脳活動の時空間解析(Spatial and temporal analysis of human motor activity using noninvasive NIR topography)」、1995年およびメディカルフィジックス第22巻、第1997-2005頁に記載されている。本発明の光計測部でも計測信号の計算には、これらの方法を採用することができるが、本発明においてトポグラフの作成は必須ではなく、演算前の信号、即ちロックイン増幅器222から出力されるヘモグロビン濃度(酸素化ヘモグロビン濃度、脱酸素化ヘモグロビン濃度)に対応する信号、或いは計算機231において算出した全ヘモグロビン濃度に対応する信号が生体情報演算部105に入力される。
【0025】
生体情報演算部105は、上述したようにコンピュータシステムからなり、そのハードウェアは、たとえばCPU108や、主記憶、ハードディスクなどの固定型の記憶媒体を用いる外部記憶装置107、可搬型の記憶媒体を用いる外部記憶装置110、ネットワークを介した通信を制御する通信制御装置、キーボードやポインティングデバイスなどの入力装置109、表示装置などの出力装置111を備えた一般的な電子計算機の構成を有する。そしてCPU108が主記憶にロードされたプログラムを実行することにより以下に説明する各処理が行われる。上述した光計測部101の制御部230で生成したヘモグロビン信号は、LANケーブル、通信ネットワーク、或いは可搬記憶媒体によって生体情報演算部105に入力され、例えば図示するようにハードディスク107上に記録される。
【0026】
次に生体情報演算部105が行う処理の一実施形態について説明する。
図4に具体的な処理の態様を示す。この実施形態では、図示するように、生体情報演算部105は基本的な処理としてフィルタ処理、ベースライン処理および周波数解析(ステップ402)を行う。
【0027】
まず、表示部111に表示された初期画面で、例えば患者ID或いは患者名、計測日時等の情報を入力することによって、所望のデータを検索し、読み込み、表示部111に表示する。表示された画面を図5に示す。上述した患者情報の入力、読み込みの指示は、患者IDや患者名を表示する患者情報表示ウィンド501、データ読み込みボタン507によって行う。光計測部101から読み込まれるデータは、例えばハンドグリッピング運動を行った際の、運動野領域におけるヘモグロビン濃度(変化量)を示すグラフ502であり、図中縦軸503はヘモグロビン変化量を、横軸506は時間を示している。縦線504,505はそれぞれ運動を開始した時点、終了した時点を示す。このような運動の開始、終了を認識させるために、光計測部からのデータには、上述したヘモグロビン変化量に対応するデータのほかに、例えば0-1の矩形信号データが記述されている。
【0028】
このグラフから、運動開始からヘモグロビンが増加し、運動終了後ヘモゴロビンが減少する様子が見られる。しかし、処理前の信号には体動、脈波、生体リズムなどのノイズ成分が重畳されているため、S/Nの悪い信号になっている。このようなノイズ成分を除去するため、フィルタ処理およびベースライン処理402を行う。
【0029】
図6に、フィルタ処理、ベースライン処理、周波数解析処理を行う画面を示す。
図示する例では、フィルタ処理として低周波ノイズを除去するハイパスフィルタHPF、高周波ノイズを除去するLPF等を用いており、表示画面の「フィルタ」607において、これらフィルタのカットオフ周波数、窓関数を設定することができる。カットオフ周波数については、デフォルトで適当な数値を設定しておき、さらにユーザーが任意に変更可能にしておいてもよい。窓関数は、方形窓、ハニング窓、ハミング窓等の公知のものを予め収納しておき、プルダウンによってそれらを表示、選択可能にすることができる。
【0030】
これらフィルタ処理に必要な条件を設定すると、図6に示す画面の上側のグラフには、フィルタ処理前のデータ602と、処理後のデータ604が表示される。図示する例では処理前のデータを0.1HzのLPF処理した場合を示している。
【0031】
フィルタ処理の結果は周波数解析によって確認することができる。表示画面の「FFT」608において、高速フーリエ変換処理の条件を設定することにより、フィルタ処理前データ602、処理後データ603の両者に対し周波数解析処理が行われ、その結果が図6の下側のグラフに示すように表示される。604が処理前データ、605が処理後データであり、ローパスフィルタ処理によって0.1Hzの帯域からの信号がカットされS/Nが向上していることがわかる。
尚、周波数解析は、このようなノイズ除去確認のみならず、信号成分の解析にも利用することができる。
【0032】
ベースライン処理では、表示画面の「BASE LINE」609に次数を設定することにより実行する。この設定された次数により、ヘモグロビンデータ602に対する近似曲線を算出し、この近似曲線をベースラインとするベースライン処理を行う。即ち、ベースライン処理結果(AfterPolyfitData)は、(フィルタ処理後の)ヘモグロビン変化グラフ(HbData)と近似曲線(Polyfit)から以下の式によって求める。
(AfterPolyfitData)=(HbData)/(Polyfit)
【0033】
ベースライン処理の次数は、デフォルトとして適当な数値、例えば5次に設定しておいてもよいし、例えば0次から10次の間の任意の次数をユーザーが設定、変更可能にしてもよい。
【0034】
光計測部101から入力した生データについて、このように前処理を行うことにより、次に行う数量解析の実効性を上げることができる。
【0035】
次に前処理したデータを用いて、指定区間の微分値、積分値、潜時時間(信号のONset位置、OFFset位置と実際の運動(刺激)開始或いは終了時点との差)を求める処理を行う。このような処理を行う画面を図7に示す。
【0036】
まず、「LOAD」ボタン710により、上述のように前処理後のヘモグロビンデータ705を読み込む。ここでも運動開始時点と終了時点が縦線706、708でそれぞれ示される。
【0037】
次に潜時時間計算、積分値計算、微分値計算の基礎となる閾値ライン702を設定する。閾値ライン702は、画面の「閾値」711に値を入力することにより設定される。この閾値ライン702以上となる変化ポイントが、ヘモグロビン値が変化し始めるOnset位置707、閾値ライン702以下となる変化ポイントがヘモグロビン値が変化前に戻るOFFset位置709である。
【0038】
ついで実際の運動開始時点706とOnset位置707との差(潜時時間)、運動終了時点708とOFFset位置709との差(潜時時間)をそれぞれ計算する。Onset、OFFsetのそれぞれについて、その時間および潜時時間が「Onset」ウィンド712、「OFFset」ウィンド713にそれぞれ表示される。
【0039】
また閾値ライン702が設定されると、この閾値ライン702とヘモグロビンデータ705曲線で囲まれる領域704について面積を計算し、画面の「面積」714に値を表示する。この場合、図示するように面積計算された領域704をカラー表示或いは諧調表示によってグラフ上に表示してもよい。
【0040】
さらに、例えばOnset位置707から所定の区間を指定すると、その区間における微分値、即ちヘモグロビン変化率を計算する。区間の指定および計算結果の表示は、「傾きΔt」715のウィンドで行う。この場合にも、実際の傾きを図中703で示すように直線でグラフ上に表示してもよい。
【0041】
潜時時間、ヘモグロビン変化率は、既に述べたように被験者の刺激に対する反応を示す指標であり、また面積は、刺激に対し脳がどれだけ反応したかを示す指標であり、ともに機能判定に重要な情報である。操作者は、これら情報を各表示ウィンドに表示された数値として、或いはグラフ上の表示された線分や着色等によって容易に把握することができる。
【0042】
なお、光計測部が複数の計測チャンネルのデータを作成し、これらデータを入力する場合には、上述した処理を各計測チャンネルのデータについて行ってもよいし、各計測チャンネルのデータのうち、有意なヘモグロビン変化のあるチャンネルのデータについてのみ数量解析を行ってもよい。その場合、生体情報演算部105において、データ読み込み401後、前処理402前或いは数量解析403〜405の前に、信号の最大値と最小値が所定の閾値以上となるデータを選択する処理を加えることができる。
【0043】
次に生体情報演算部105が行う処理の第二の実施形態について説明する。
図8は本実施形態の具体的な処理の態様を示したもので、図9は処理のための表示画面を例示したものである。この実施形態では、図8に示すように、生体情報演算部105は、複数のヘモグロビンデータの読み込み(ステップ801)を行ない、これに加算平均処理(ステップ802)または差分処理(ステップ803)を行う。加算平均処理或いは差分処理後の処理は、第一の実施形態と同様であり、前処理としてのフィルタ処理、ベースライン処理および周波数解析(ステップ804)、ヘモグロビン変化量(微分値)計算(ステップ805)、変化量面積(積分値)計算(ステップ806)、Onset・OFFset(潜時時間)計算(ステップ807)、計算結果の表示(ステップ808)を行う。
【0044】
加算平均処理802は、例えば、多数の人を対象として、ヘモグロビン量変化グラフの微分値、積分値、潜時時間の平均値を求めるために行う。このような統計処理を行うためには、生体情報演算部105の外部記憶装置内に、多数の人の計測データを格納したデータベースを構築しておくことが好ましい。データベースは、例えば多数のデータを所定のカテゴリー(例えば性別、年齢、計測時間、地域等)やツリー構造に分類し、カテゴリー毎に読み出し可能しておくことが好ましい。そして、例えばこのようなデータベースから一定のカテゴリーのデータを選択して読み出し、カテゴリー毎に処理を行う。もちろん全データについて処理を行ってもよい。
【0045】
このため、画面の患者情報901において所望のカテゴリーの選択と「LOAD」ボタン906を操作し、複数のヘモグロビンデータを読み込む。なお、患者情報として患者名、患者ID901の入力と「LOAD」ボタン906の操作を繰り返し、所望の複数の患者データを選択することも可能である。このようにしてデータの読み込みが完了したならば、「ADD」ボタン907を操作する。これにより、ヘモグロビンデータの加算平均処理が行われる。この加算平均処理の結果は、第一の実施例について示した図5の画面と同様に表示されるので、その後、第一の実施例と同様に、前処理およびそれに続く数量解析を行う。
【0046】
これによって、第一の実施例について示した図7の画面と同様の画面に、選択したカテゴリー或いは患者群について、微分値、積分値、潜時時間の平均データが表示される。このようなデータは、個々の患者の平均値からのずれを判断するのに利用できるほか、そのまま平均テンプレートグラフとして利用できる。
【0047】
差分処理803は、例えば、同一人を対象として、その患者の経過を観察するのに利用する。このため図9の画面の患者情報901を入力するとともに、「COMMENT」で計測時点を入力し、「LOAD」ボタン906を操作して、その患者の所定の計測時点におけるヘモグロビンデータを読み込む。患者名、患者IDはそのままにして、新たな計測時点を入力し、別な計測時点のヘモグロビンデータを読み込む。図9には、このようにして読み込まれた2つのグラフ902,903が表示された様子を示す。ついで「DIFF」ボタン908を操作することにより、これらグラフの差分を示すデータが表示される(図示せず)。
【0048】
ついで前処理804、数量解析805〜807を行ない、結果を表示する。この表示された結果によって、例えば治療の効果を定量的に確認することができる。
なお、上記では同一人からの計測データについて差分処理を行う場合を説明したが、例えば一方の読み込みデータとして、加算平均処理で作成された平均テンプレートグラフを読み込み、他方の読み込みデータとして個人の計測データを読み込み、これら読み込みデータを差分処理してもよい。この場合には、当該個人について平均値からのずれを定量的に把握することができる。
【0049】
また、図8に示す実施形態では、加算平均処理802および差分処理803を行った後に、フィルタ処理、ベースライン処理、数量解析を行った場合を示したが、これら処理の順序は図示する実施形態に限定されない。即ち、例えば2データ間の差分処理のように読み込みデータ数が少ない場合には、読み込んだデータのそれぞれについてフィルタ処理、ベースライン処理を施し、その後、加算、差分等の処理を行ってもよい。
【0050】
また図8に示す処理を全て行うのではなく、所望の処理のみを行ってもよい。
例えば差分のみ行ない、その後の処理を省略することも可能である。
以上、本発明の生体光計測装置の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、光計測部として光トポグラフィ装置を用いた場合を説明したが、単独の発光素子と受光素子からなる光計測装置であっても適用できる。
【0051】
また被検体内物質の濃度に対応する信号として、ヘモグロビン濃度信号を例に説明したが、ヘモグロビン濃度信号は酸素化ヘモグロビン、脱酸素化ヘモグロビン、全ヘモグロビンでもよいし、それ以外の生体内物質、例えばチトクロームa、a3やミオグロビン等についても、光の波長を適宜選択することにより同様に適用することが可能である。
【0052】
【発明の効果】
本発明によれば、生体光計測で得られる被検体内物質の濃度情報を用いて、診断等により重要な数値データを作成し、直接表示することができるので、光計測の有効な臨床応用を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の生体光計測装置の概要を示す図
【図2】生体光計測装置のプローブを示す図
【図3】生体光計測装置の光計測部を示す図
【図4】本発明の生体光計測装置の信号処理部が行う処理の一実施形態を示す図
【図5】データの読み込みを行うための画面の一例で、処理前のデータを示す図。
【図6】前処理を行うための画面の一例で、図5のデータを処理した状態を示す図
【図7】数量解析を行うための画面の一例で、図6のデータを処理した状態を示す図
【図8】本発明の生体光計測装置の信号処理部が行う処理の他の実施形態を示す図
【図9】図8の実施形態においてデータの読み込みを行うための画面の一例を示す図。
【符号の説明】
101・・・光計測部
103・・・プローブ
105・・・生体情報演算部(信号処理部)
111・・・表示装置
[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention relates to a biological light measurement device that measures in vivo information using light, and particularly relates to a biological light measurement device that has a function of analyzing a concentration signal of a measured in vivo substance.
[0002]
[Prior art]
Biological light measurement irradiates the living body with light having a wavelength in the visible to infrared region, and detects light reflected from the living body or transmitted through the living body, so that blood circulation, hemodynamics, hemoglobin change, etc. inside the living body are detected. In vivo information is measured. Since such optical measurement is simple, can be measured with low restraint on the subject and does not harm the living body, various biological optical measuring devices have been put into practical use and have been proposed (for example, special features (Kaisho 57-115232, JP-A 63-275323, etc.).
[0003]
In particular, optical topography that measures changes in hemoglobin concentration at a plurality of measurement positions within a predetermined region and makes it possible to display a graph (topograph) like a contour line is an example of a brain active site when a specific operation is performed. It is expected to be used for identification and local focus identification of epileptic seizures. Furthermore, in relation to hemoglobin changes in the brain, it is also possible to measure higher brain functions, such as movement, sensation, language, and thought.
[0004]
For example, “Near-infrared cerebral blood flow mapping method (CLINICAL NUEROSCIENCE Vol.17, No.11 1999-11)” reports on hemoglobin changes in the brain during exercise and language tasks. Here, the amount of hemoglobin change In addition, the time until the maximum amount of change is reached is used as an index for determining the active state of the brain when performing exercise or language task.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In order to make a clinical diagnosis from hemoglobin change data measured in this way, the amount of change and factors over time are required. Specifically, the differential value of the hemoglobin change graph represents the hemoglobin change rate flowing into the activation region, and is an important value for knowing the reaction of the subject to the task (stimulation). The difference (latency time) between the position at which the change in hemoglobin starts or the position at which the change ends and the time when the stimulation is actually started or the time when the stimulation is ended is also an indicator of the response time to the task. Furthermore, the integrated value of the hemoglobin change graph corresponds to the total amount of hemoglobin change in the active region and serves as an index of how much the brain has reacted.
[0006]
However, since the conventional biological light measurement device has only the function of displaying the amount of change as described above as a topobluff and the function of displaying a change curve, it is necessary to visually measure for further clinical application. We had to identify the rate of change, amount of change, latency, etc. for each position.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a living body light measurement device that can obtain not only hemoglobin change but also information (quantitative data) important for living body function measurement and diagnosis as an output of the living body light measurement device. The present invention also provides data such as a function for performing statistical processing using data of a plurality of persons obtained by biological light measurement, or comparing data before and after the same person in order to confirm the effect of rehabilitation treatment, for example. It is an object of the present invention to provide a biological light measurement device having an analysis function.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The biological light measurement apparatus of the present invention that solves the above-described problems irradiates a subject with light of a predetermined wavelength, detects light that has passed through the subject, and adjusts the concentration of the substance in the subject to absorb the light. An optical measurement unit that generates a corresponding signal; a signal processing unit that inputs a signal from the optical measurement unit, performs a quantity analysis on a concentration change curve along a time axis of the signal, and creates quantitative data; and And a display unit for displaying quantitative data created by the signal processing unit.
[0008]
According to such a biological optical measurement device, information that is important for diagnosis and function determination is obtained by performing quantitative analysis on the raw concentration data obtained by the optical measurement unit and displaying the quantitative data as a result of the analysis. Can be obtained directly.
[0009]
As the quantity analysis performed by the signal processing unit, for example, a differential value and / or an integral value is obtained for a concentration change curve, and the start time or end time of the cause on the subject side that causes a change in the substance in the subject, and the concentration There is a case where a difference between a time point at which a signal change becomes equal to or higher than a predetermined threshold value or a time point when the signal change becomes equal to or lower than a predetermined threshold value is obtained as a latency time.
[0010]
In addition, the biological light measurement device of the present invention includes storage means for storing concentration signal data measured during measurement or in a plurality of measurements with different measurement targets. In this case, the signal processing unit may include means for calculating a density change amount for a plurality of density signal data read from the storage means, and calculating a difference, an addition average, and the like.
[0011]
According to this biological light measurement device, for example, by averaging the data obtained from a plurality of different measurement objects, it is possible to obtain an average value of the biological reaction for the cause (task or stimulus) that causes the concentration change, In addition, an average template graph can be created. Or by taking the difference of the data obtained by the measurement performed at different times for the same object, it is possible to give a quantitative index when diagnosing the degree of recovery of motor function before and after rehabilitation.
[0012]
In the biological optical measurement device of the present invention, the signal processing unit and the display unit can be configured integrally with the optical measurement unit or can be configured as an independent external device. In the case of an independent external device, for example, measurement results at a remote location can be centrally stored and managed, or processing can be performed at a place with diagnosis / judgment skills. In that case, the signal processing unit and the optical measurement unit can transmit and receive data using, for example, a LAN cable, a communication network, and a portable recording medium.
[0013]
In the living body optical measurement device of the present invention, the optical measurement unit may be an optical measurement device including a combination of a single light emitting element and a light receiving element, or an optical measurement device having a plurality of measurement channels.
[0014]
The optical measurement device having a plurality of measurement channels has a plurality of measurement positions determined by the light irradiation position on the subject and the light receiving position for receiving the light, and the number of density signals corresponding to the plurality of measurement positions. And an existing optical topography apparatus can be used. By using such an optical topography device, quantitative information about a predetermined region can be obtained.
[0015]
When an optical measurement device having a plurality of measurement channels is used as the optical measurement unit, the signal processing unit preferably processes a concentration signal having a large amount of change in concentration among concentration signals for a plurality of measurement positions. Do.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the biological light measurement device of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the biological light measurement device of the present invention. This biological light measurement device irradiates a desired portion of the subject 104 (the head in the illustrated example) with light 103 and light with a predetermined wavelength including position information. A light measurement unit 101 that detects light reflected from the subject and generates a signal corresponding to the hemoglobin value (hemoglobin signal), and performs a calculation such as frequency analysis and differentiation on the hemoglobin signal generated by the light measurement unit 101. A biometric information calculation unit (signal processing unit) 105 for generating and displaying biometric information is provided.
[0017]
The probe 103 and the optical measurement unit 101 are connected via an optical cable 102. The biological information calculation unit 105 can also serve as a computer provided in the optical measurement unit 101. Here, the biological information calculation unit 105 is configured by a computer system independent of the optical measurement unit 101, such as a personal computer. The biological information calculation unit 105 may be connected to the optical measurement unit 101 via a network such as a local area network or the Internet, or may be a magneto-optical recording medium (MO), a magnetic recording medium (FD), or the like. It is also possible to receive data from the optical measurement unit 101 via a portable recording medium.
[0018]
The probe 103 is arranged such that the end portions of the plurality of optical cables 102 are arranged in a predetermined arrangement and fixed in a shape that can be worn by the subject. Usually, the optical fiber end for irradiation and the optical fiber end for receiving light are two-dimensionally arranged. Alternatingly arranged in the direction, it is a matrix. As a result, the light irradiated from the end of the irradiation optical cable, transmitted through the subject's skin and reflected in the tissue is sent to the optical measurement unit from the ends of the plurality of light receiving optical cables arranged in the vicinity (periphery) of the end. It has become.
[0019]
FIG. 2 shows an example of the arrangement of the ends of the irradiation optical cable and the light receiving optical cable. In the illustrated example, four irradiation optical cable ends R1 to R4 and five light receiving optical cable ends D1 to D5 arranged alternately are shown. The midpoint between the end of the irradiation optical cable and the end of the light receiving optical cable is the measurement position. In this example, there are 12 measurement positions. This measurement position corresponds to a measurement channel of the detection unit in the optical measurement unit 220 described later.
[0020]
The optical measurement unit 101 further includes a light emitting unit 210, a detection unit 220, and a control unit 230, as shown in FIG. As the optical measurement unit 101, a conventional optical topography apparatus can be used as it is.
[0021]
The light emitting unit 210 includes a plurality of light modules 211 including a light emitting element such as a semiconductor laser and a driving circuit thereof, and a plurality of oscillators 212 having different oscillation frequencies. The semiconductor laser generates light having a wavelength that matches the target biological information. For example, when the purpose is to detect hemoglobin, light having a wavelength at which the change in the amount of received light increases with respect to the change in hemoglobin, such as the maximum absorption wavelengths of oxygenated hemoglobin and deoxygenated hemoglobin, is generated. The light from each semiconductor laser is modulated by the frequency from the oscillator. As a result, the probe 103 irradiates the subject's skin with light modulated at different frequencies from the ends of the plurality of irradiation optical cables arranged on the matrix.
[0022]
The detection unit 220 is connected to each of a plurality of light receiving optical fibers, and selectively detects the photodetection element 221 such as a photodiode and the detected optical signal component for each frequency and lock-in detection. A lock-in amplifier 222; a sample-and-hold circuit 223 that time-integrates a signal output from the lock-in amplifier 222 for each channel; and an A / D converter 224 that A / D-converts the signal after time integration. ing. The channel of the lock-in amplifier 222 corresponds to the measurement position described above.
[0023]
The control unit 230 controls the light emitting unit 210 and the detection unit 220, and performs an operation on the signal detected and digitized by the detection unit 220, for example, oxygenated hemoglobin concentration change, deoxygenated hemoglobin concentration change associated with brain activity, A computer 231 that calculates changes in total hemoglobin concentration, etc., creates a topograph, a display unit 232 that displays the calculation results of the computer 231 and the necessary conditions for control and calculation in the computer 231 and information necessary for measurement ( For example, an input unit 233 for inputting a patient ID, a patient name, etc., and a memory 234 for storing data necessary for calculation and calculation results are provided.
[0024]
The calculation performed by the computer 231, that is, a method for calculating a change in hemoglobin concentration and a method for creating an image are disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-19408 and Atsushi Maki et al. Analysis (Spatial and temporal analysis of human motor activity using noninvasive NIR topography), 1995 and Medical Physics Vol. 22, pp. 1997-2005. In the optical measurement unit of the present invention, these methods can be adopted for calculation of the measurement signal. However, in the present invention, it is not essential to create a topograph, and the signal before calculation, that is, output from the lock-in amplifier 222. A signal corresponding to the hemoglobin concentration (oxygenated hemoglobin concentration, deoxygenated hemoglobin concentration) or a signal corresponding to the total hemoglobin concentration calculated by the computer 231 is input to the biological information calculation unit 105.
[0025]
The biological information calculation unit 105 is composed of a computer system as described above, and the hardware is, for example, the CPU 108, an external storage device 107 using a fixed storage medium such as a main memory or a hard disk, or a portable storage medium. It has a configuration of a general electronic computer including an external storage device 110, a communication control device that controls communication via a network, an input device 109 such as a keyboard and a pointing device, and an output device 111 such as a display device. Then, the CPU 108 executes a program loaded in the main memory, whereby each process described below is performed. The hemoglobin signal generated by the control unit 230 of the optical measurement unit 101 described above is input to the biological information calculation unit 105 via a LAN cable, a communication network, or a portable storage medium, and is recorded on the hard disk 107 as illustrated, for example. .
[0026]
Next, an embodiment of processing performed by the biological information calculation unit 105 will be described.
FIG. 4 shows a specific processing mode. In this embodiment, as illustrated, the biological information calculation unit 105 performs filter processing, baseline processing, and frequency analysis (step 402) as basic processing.
[0027]
First, on the initial screen displayed on the display unit 111, for example, by inputting information such as patient ID or patient name, measurement date and time, desired data is retrieved, read, and displayed on the display unit 111. The displayed screen is shown in FIG. The patient information input and reading instructions described above are performed by a patient information display window 501 for displaying a patient ID and a patient name and a data reading button 507. The data read from the optical measurement unit 101 is a graph 502 showing the hemoglobin concentration (change amount) in the motor cortex region when, for example, hand gripping exercise is performed, and the vertical axis 503 in the figure indicates the hemoglobin change amount, and the horizontal axis Reference numeral 506 denotes time. Vertical lines 504 and 505 indicate the time when the exercise starts and the time when the exercise ends, respectively. In order to recognize the start and end of such movement, for example, 0-1 rectangular signal data is described in the data from the optical measurement unit in addition to the data corresponding to the above-described hemoglobin change amount.
[0028]
From this graph, it can be seen that hemoglobin increases from the start of exercise and decreases after the end of exercise. However, since noise components such as body movement, pulse wave, and biological rhythm are superimposed on the signal before processing, the signal has a poor S / N. In order to remove such noise components, filter processing and baseline processing 402 are performed.
[0029]
FIG. 6 shows a screen for performing filter processing, baseline processing, and frequency analysis processing.
In the illustrated example, a high-pass filter HPF that removes low-frequency noise, an LPF that removes high-frequency noise, and the like are used as filter processing, and the cut-off frequency and window function of these filters are set in the “filter” 607 of the display screen. can do. For the cut-off frequency, an appropriate numerical value may be set as a default, and the user may arbitrarily change it. As the window function, known ones such as a rectangular window, a Hanning window, and a Hamming window are stored in advance, and they can be displayed and selected by pull-down.
[0030]
When the conditions necessary for the filter processing are set, data 602 before the filter processing and data 604 after the processing are displayed in the upper graph of the screen shown in FIG. In the example shown in the figure, a case where data before processing is subjected to LPF processing of 0.1 Hz is shown.
[0031]
The result of the filtering process can be confirmed by frequency analysis. In the “FFT” 608 on the display screen, by setting the conditions for the fast Fourier transform process, the frequency analysis process is performed on both the pre-filter data 602 and the post-process data 603, and the result is shown in the lower side of FIG. It is displayed as shown in the graph. 604 is pre-processing data and 605 is post-processing data, and it can be seen that the signal from the 0.1 Hz band is cut by the low-pass filter processing and the S / N is improved.
Note that frequency analysis can be used not only for such noise removal confirmation but also for analysis of signal components.
[0032]
In the baseline processing, the order is set in “BASE LINE” 609 on the display screen. Based on the set order, an approximate curve for the hemoglobin data 602 is calculated, and baseline processing is performed using the approximate curve as a baseline. In other words, the baseline processing result (AfterPolyfitData) is obtained from the hemoglobin change graph (after filtering) (HbData) and the approximate curve (Polyfit) by the following equation.
(AfterPolyfitData) = (HbData) / (Polyfit)
[0033]
The order of the baseline processing may be set as an appropriate default value, for example, 5th order, or may be set and changed by the user, for example, any order between 0th order and 10th order.
[0034]
By performing the preprocessing on the raw data input from the optical measurement unit 101 in this way, it is possible to increase the effectiveness of the next quantity analysis.
[0035]
Next, using the preprocessed data, the differential value, integral value, and latency time of the specified section (the difference between the ONset position of the signal and the OFFset position and the actual motion (stimulation) start or end time) are calculated. . A screen for performing such processing is shown in FIG.
[0036]
First, the pre-processed hemoglobin data 705 is read by the “LOAD” button 710 as described above. Again, the exercise start and end times are indicated by vertical lines 706 and 708, respectively.
[0037]
Next, a threshold line 702 serving as a basis for latency time calculation, integral value calculation, and differential value calculation is set. The threshold line 702 is set by inputting a value in the “threshold” 711 on the screen. The change point at which the threshold line 702 or more is the Onset position 707 at which the hemoglobin value starts to change, and the change point at which the threshold line 702 or less is the OFFset position 709 at which the hemoglobin value returns before the change.
[0038]
Next, the difference (latency time) between the actual movement start time 706 and the Onset position 707 and the difference (latency time) between the movement end time 708 and the OFFset position 709 are calculated. For each of Onset and OFFset, the time and latency are displayed in an “Onset” window 712 and an “OFFset” window 713, respectively.
[0039]
When the threshold line 702 is set, the area of the region 704 surrounded by the threshold line 702 and the hemoglobin data 705 curve is calculated, and the value is displayed in the “area” 714 on the screen. In this case, as shown in the drawing, the area 704 whose area is calculated may be displayed on the graph by color display or gradation display.
[0040]
Further, for example, when a predetermined section is designated from the Onset position 707, a differential value in that section, that is, a hemoglobin change rate is calculated. The designation of the section and the display of the calculation result are performed in the “slope Δt” 715 window. Also in this case, the actual inclination may be displayed on the graph as a straight line as indicated by reference numeral 703 in the figure.
[0041]
Latency time and hemoglobin change rate are indicators that indicate the response of the subject to the stimulus as described above, and area is an indicator that shows how much the brain responded to the stimulus, both of which are important for function determination Information. The operator can easily grasp this information as numerical values displayed in each display window, or by line segments or coloring displayed on the graph.
[0042]
In addition, when the optical measurement unit creates data of a plurality of measurement channels and inputs these data, the above-described processing may be performed on the data of each measurement channel, or significant among the data of each measurement channel. The quantity analysis may be performed only on the data of the channel having a slight hemoglobin change. In that case, in the biometric information calculation unit 105, after the data reading 401, before the preprocessing 402 or before the quantity analysis 403 to 405, a process of selecting data for which the maximum value and the minimum value of the signal are equal to or greater than a predetermined threshold is added. be able to.
[0043]
Next, a second embodiment of processing performed by the biological information calculation unit 105 will be described.
FIG. 8 shows a specific processing mode of this embodiment, and FIG. 9 shows an example of a display screen for processing. In this embodiment, as shown in FIG. 8, the biological information calculation unit 105 reads a plurality of hemoglobin data (step 801), and performs an addition averaging process (step 802) or a difference process (step 803). . The process after the addition averaging process or the difference process is the same as that of the first embodiment. The filtering process, the baseline process and the frequency analysis (step 804), and the hemoglobin change amount (differential value) calculation (step 805) are performed as preprocessing. ), Change area (integral value) calculation (step 806), Onset / OFFset (latency time) calculation (step 807), and calculation result display (step 808).
[0044]
The addition averaging process 802 is performed, for example, for obtaining an average value of a differential value, an integral value, and a latency time of a hemoglobin amount change graph for a large number of people. In order to perform such statistical processing, it is preferable to construct a database storing measurement data of a large number of people in the external storage device of the biological information calculation unit 105. The database preferably classifies a large number of data into predetermined categories (for example, sex, age, measurement time, region, etc.) and tree structure, and can be read out for each category. For example, data of a certain category is selected and read from such a database, and processing is performed for each category. Of course, all data may be processed.
[0045]
For this reason, the selection of a desired category in the patient information 901 on the screen and the “LOAD” button 906 are operated to read a plurality of hemoglobin data. It is also possible to select a plurality of desired patient data by repeatedly inputting the patient name and patient ID 901 as the patient information and the operation of the “LOAD” button 906. When the data reading is completed in this way, the “ADD” button 907 is operated. Thereby, the addition averaging process of hemoglobin data is performed. Since the result of this averaging process is displayed in the same manner as the screen of FIG. 5 shown for the first embodiment, after that, preprocessing and subsequent quantity analysis are performed as in the first embodiment.
[0046]
Thereby, the average data of the differential value, the integrated value, and the latency time is displayed for the selected category or patient group on the same screen as the screen of FIG. 7 shown for the first embodiment. Such data can be used to determine the deviation from the average value of individual patients and can be used as an average template graph as it is.
[0047]
The difference process 803 is used, for example, for observing the progress of the patient for the same person. For this reason, the patient information 901 on the screen of FIG. 9 is input, the measurement time is input with “COMMENT”, and the “LOAD” button 906 is operated to read hemoglobin data at the predetermined measurement time of the patient. With the patient name and patient ID as they are, a new measurement time point is input, and hemoglobin data at another measurement time point is read. FIG. 9 shows a state where two graphs 902 and 903 read in this way are displayed. Then, by operating the “DIFF” button 908, data indicating the difference between these graphs is displayed (not shown).
[0048]
Next, preprocessing 804 and quantity analysis 805 to 807 are performed, and the results are displayed. From the displayed result, for example, the effect of treatment can be quantitatively confirmed.
In the above description, the case where difference processing is performed on measurement data from the same person has been described. For example, as one read data, an average template graph created by the averaging process is read, and as the other read data, individual measurement data The read data may be differentially processed. In this case, it is possible to quantitatively grasp the deviation from the average value for the individual.
[0049]
Further, in the embodiment shown in FIG. 8, the case where the filtering process, the baseline process, and the quantity analysis are performed after performing the addition averaging process 802 and the difference process 803 is shown, but the order of these processes is shown in the illustrated embodiment. It is not limited to. That is, for example, when the number of read data is small, such as difference processing between two data, filter processing and baseline processing may be performed on each of the read data, and then processing such as addition and difference may be performed.
[0050]
Further, not all the processing shown in FIG. 8 may be performed, but only desired processing may be performed.
For example, it is possible to perform only the difference and omit the subsequent processing.
As mentioned above, although embodiment of the biological light measuring device of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various change is possible. For example, although the case where an optical topography apparatus is used as the optical measurement unit has been described, an optical measurement apparatus including a single light emitting element and a light receiving element can also be applied.
[0051]
Further, as a signal corresponding to the concentration of the substance in the subject, the hemoglobin concentration signal has been described as an example, but the hemoglobin concentration signal may be oxygenated hemoglobin, deoxygenated hemoglobin, total hemoglobin, or other in vivo substances such as, for example, Cytochrome a, a3, myoglobin, and the like can be similarly applied by appropriately selecting the wavelength of light.
[0052]
【The invention's effect】
According to the present invention, since it is possible to create and directly display important numerical data by diagnosis or the like using the concentration information of the substance in the subject obtained by biological optical measurement, effective clinical application of optical measurement can be achieved. Can be possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an outline of a biological light measurement device of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a probe of the biological light measurement device. FIG. 3 is a diagram showing an optical measurement unit of the biological light measurement device. The figure which shows one Embodiment of the process which the signal processing part of the biological light measuring device of FIG. 5 is an example of the screen for performing reading of data, The figure which shows the data before a process.
6 is an example of a screen for performing preprocessing, and shows a state in which the data in FIG. 5 is processed. FIG. 7 is an example of a screen for performing quantity analysis, and shows a state in which the data in FIG. 6 is processed. FIG. 8 is a diagram illustrating another embodiment of processing performed by the signal processing unit of the biological light measurement device of the present invention. FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a screen for reading data in the embodiment of FIG. Figure.
[Explanation of symbols]
101 ・ ・ ・ Optical measurement unit
103 ... Probe
105 ・ ・ ・ Biometric information calculation unit (signal processing unit)
111 ・ ・ ・ Display device

Claims (6)

所定の波長の光を被検体に照射するとともに前記被検体内部を通過した光を検出し、前記光を吸収する被検体内物質の濃度に対応する信号を発生する光計測部と、前記光計測部からの信号を入力し、前記信号の時間軸に沿った濃度変化曲線について数量解析を行い、定量データを作成する信号処理部と、前記信号処理部が作成した定量データを表示する表示部とを備えた生体光計測装置であって、
前記信号処理部は、前記被検体内物質の変化を生じせしめる被検体側の原因の開始時点或いは終了時点と、前記濃度変化が所定の閾値以上となる時点或いは所定の閾値以下となる時点との差を、潜時時間として求める手段を備え、前記定量データとして、前記潜時時間と、当該潜時時間によって規定される指定区間の微分値、および積分値を含む定量データを作成することを特徴とする生体光計測装置。
An optical measurement unit that irradiates a subject with light of a predetermined wavelength, detects light that has passed through the subject, and generates a signal corresponding to the concentration of the substance in the subject that absorbs the light; and the optical measurement A signal processing unit that inputs a signal from the unit, performs a quantity analysis on a concentration change curve along the time axis of the signal, creates a quantitative data, and a display unit displays the quantitative data created by the signal processing unit, A living body light measuring device comprising:
The signal processing unit includes a start time or an end time of a cause on the subject side that causes a change in the substance in the subject, and a time point when the concentration change becomes a predetermined threshold value or a predetermined threshold value or less. Means for obtaining a difference as a latency time, and generating quantitative data including the latency time, a differential value of a specified section defined by the latency time, and an integral value as the quantitative data A biological light measurement device.
請求項1に記載の生体光計測装置であって、計測時或いは計測対象の異なる複数の計測において計測された濃度信号データを格納する記憶手段を備え、
前記信号処理部は、前記記憶手段から読み出した複数の濃度信号データについて濃度変化量を求め、差分、加算平均等を算出する手段を備えたことを特徴とする生体光計測装置。
The biological light measurement apparatus according to claim 1, comprising storage means for storing concentration signal data measured during measurement or in a plurality of measurements with different measurement targets,
The biological light measurement apparatus, wherein the signal processing unit includes means for calculating a density change amount for a plurality of density signal data read from the storage means and calculating a difference, an addition average, and the like.
請求項1に記載の生体光計測装置であって、
前記信号処理部および表示部は、前記光計測部から独立した外部装置として構成されていることを特徴とする生体光計測装置。
The biological light measurement device according to claim 1,
The biological light measurement device, wherein the signal processing unit and the display unit are configured as an external device independent of the light measurement unit.
請求項3に記載の生体光計測装置であって、
前記信号処理部と前記光計測部は、LANケーブル、通信ネットワーク、可搬媒体のいずれかによってデータの送受を行うことを特徴とする生体光計測装置。
The biological light measurement device according to claim 3,
The biological light measurement device according to claim 1, wherein the signal processing unit and the optical measurement unit transmit and receive data through any one of a LAN cable, a communication network, and a portable medium.
請求項1に記載の生体光計測装置であって、
前記光計測部は、前記被検体に対する光の照射位置と、その光を受光する受光位置とで決まる計測位置を複数有し、これら複数の計測位置に対応する数の濃度信号を出力することを特徴とする生体光計測装置。
The biological light measurement device according to claim 1,
The optical measurement unit has a plurality of measurement positions determined by a light irradiation position on the subject and a light receiving position for receiving the light, and outputs a number of density signals corresponding to the plurality of measurement positions. A biological light measuring device as a feature.
請求項5に記載の生体光計測装置であって、
前記信号処理部は、前記複数の計測位置に対する濃度信号のうち、濃度の変化量の最も大きい濃度信号について、処理を行うことを特徴とする生体光計測装置。
The biological light measurement device according to claim 5,
The biological light measurement device, wherein the signal processing unit performs processing on a density signal having the largest density change amount among density signals for the plurality of measurement positions.
JP2000375678A 2000-12-11 2000-12-11 Biological light measurement device Expired - Fee Related JP4651186B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000375678A JP4651186B2 (en) 2000-12-11 2000-12-11 Biological light measurement device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000375678A JP4651186B2 (en) 2000-12-11 2000-12-11 Biological light measurement device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002177281A JP2002177281A (en) 2002-06-25
JP4651186B2 true JP4651186B2 (en) 2011-03-16

Family

ID=18844657

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000375678A Expired - Fee Related JP4651186B2 (en) 2000-12-11 2000-12-11 Biological light measurement device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4651186B2 (en)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3916985B2 (en) 2002-03-26 2007-05-23 株式会社日立メディコ Biological light measurement device
US7120482B2 (en) * 2002-11-18 2006-10-10 Honda Motor Co., Ltd. Optical measuring apparatus and method
EP1665988A4 (en) 2003-09-19 2011-06-22 Hitachi Medical Corp Organism information signal processing system comprising combination of organism light measuring device and brain wave measuring device, and probe used for same
JP4517613B2 (en) * 2003-09-19 2010-08-04 株式会社日立メディコ Biological signal processing device
JP4474145B2 (en) 2003-11-12 2010-06-02 株式会社日立メディコ Optical measuring device
JP2005198788A (en) 2004-01-14 2005-07-28 National Institute Of Information & Communication Technology Biological activity measuring device
WO2006009178A1 (en) 2004-07-20 2006-01-26 Toshinori Kato Biofunction diagnosis device, biofunction diagnosis method, bioprobe, bioprobe wearing tool, bioprobe support tool, and bioprobe wearing assisting tool
JP4663387B2 (en) 2005-04-22 2011-04-06 株式会社日立製作所 Biological light measurement device
JP4722627B2 (en) * 2005-09-01 2011-07-13 株式会社日立メディコ Biological light measurement device
WO2009148042A1 (en) * 2008-06-05 2009-12-10 株式会社 日立メディコ Living body optical measurement device and image display program
JP5168247B2 (en) * 2009-07-29 2013-03-21 株式会社島津製作所 Optical measurement system
JP6489018B2 (en) * 2013-10-10 2019-03-27 株式会社島津製作所 Rehabilitation support system and brain function measurement device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03146028A (en) * 1989-11-01 1991-06-21 Hirosane Harayama Measuring instrument for motor nerve conduction speed distribution
JPH0564637A (en) * 1991-05-08 1993-03-19 Omron Corp Vital function measuring apparatus
JP2000237194A (en) * 1999-02-19 2000-09-05 Hitachi Ltd Light measuring method and device

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3889883B2 (en) * 1998-07-21 2007-03-07 浜松ホトニクス株式会社 Method and apparatus for measuring internal information of scattering medium

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03146028A (en) * 1989-11-01 1991-06-21 Hirosane Harayama Measuring instrument for motor nerve conduction speed distribution
JPH0564637A (en) * 1991-05-08 1993-03-19 Omron Corp Vital function measuring apparatus
JP2000237194A (en) * 1999-02-19 2000-09-05 Hitachi Ltd Light measuring method and device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002177281A (en) 2002-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3916985B2 (en) Biological light measurement device
KR100490461B1 (en) Stethoscope
JP4031438B2 (en) Biological function diagnostic device
US9504394B2 (en) Electro-optical system, apparatus, and method for ambulatory monitoring
JP4991431B2 (en) External environment control device based on brain function measurement
US8521243B2 (en) Biological optical measurement instrument
JP5433772B2 (en) Biological light measurement device
JP4097522B2 (en) Biological light measurement device
JP4702107B2 (en) Biological light measurement device
JP2010508056A (en) System and method for in vivo measurement of biological parameters
JP4651186B2 (en) Biological light measurement device
JP2002527134A (en) Multi-channel non-invasive tissue oximeter
WO2005034761A1 (en) Organism information signal processing system comprising combination of organism light measuring device and brain wave measuring device, and probe used for same
EA013620B1 (en) Mobile diagnosis device
JP3797454B2 (en) Brain oxygen saturation measuring device
JP2006514570A (en) Anesthesia and sedation monitoring system and method
WO2003002004A1 (en) Biological optical measuring instrument
US7890270B2 (en) Optical system for measuring metabolism in a body, method and program
JP3732476B2 (en) Biological measuring device
JP2002010986A (en) Noninvasive measurement device for intracerebral blood amount
EP2281504A1 (en) Apparatus and method for determining a physiological parameter
JP5388511B2 (en) Biological light measurement device with evaluation function
EP3733058A1 (en) Device for recording the vascular response of the human spinal cord triggered by a suprasensible stimulus through the use of functional near-infrared spectroscopy
JP5450029B2 (en) Biological light measurement device
JP4272024B2 (en) Optical biological measurement device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20071022

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100622

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100804

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20101214

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20101214

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131224

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees