JP5171447B2 - Biometric probe holding device and biometric device using the same - Google Patents

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Description

本発明は、生体内の物質について光学的な測定に用いられる照射用プローブ及び検出用プローブを保持する生体測定プローブ保持装置、及びそれを用いた生体測定装置に関するものである。   The present invention relates to a biometric probe holding apparatus that holds an irradiation probe and a detection probe used for optical measurement of a substance in a living body, and a biometric apparatus using the same.

従来、このような分野の技術として、例えば特開昭64−11528号公報に記載されているように、一方の耳穴に挿入された照射用光ファイバから照射された検査光を、他方の耳穴に挿入された検出用光ファイバを介して検出することによって、脳内の生体物質を測定する装置が知られている。そして、この装置によれば、脳に比較的に近接した位置で脳内の生体物質の測定を行うことができるので、診断結果の正確性の向上が図られている。
特開昭64−11528号公報
Conventionally, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-11528, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-11528, inspection light emitted from an irradiation optical fiber inserted into one ear hole is applied to the other ear hole. There is known an apparatus for measuring a biological material in the brain by detecting through an inserted optical fiber for detection. According to this apparatus, since the biological substance in the brain can be measured at a position relatively close to the brain, the accuracy of the diagnosis result is improved.
JP-A 64-11528

しかしながら、上述した生体内の物質測定装置では、単に耳穴に照射用光ファイバと検出用光ファイバとを挿入し、照射用光ファイバと照射目標との位置調整等を行わずに測定を実施しているので、照射用光ファイバから照射された検査光が耳穴内周部の生体組織によって散乱吸収され、検出側に測定に十分な量の検査光が到達しない。このため、生体内の物質の測定を確実に行えないという問題点があった。そして、検出側に測定に十分な量の検査光を得るため、検査光の照射パワーを強くする方法が挙げられるが、照射パワーを強くすると生体組織を損傷させるおそれがある。   However, the above-described in-vivo substance measuring device simply inserts the irradiation optical fiber and the detection optical fiber into the ear hole, and performs the measurement without adjusting the position of the irradiation optical fiber and the irradiation target. Therefore, the inspection light irradiated from the irradiation optical fiber is scattered and absorbed by the living tissue in the inner periphery of the ear hole, and a sufficient amount of inspection light does not reach the detection side. For this reason, there was a problem that the measurement of the substance in the living body could not be performed reliably. In order to obtain a sufficient amount of inspection light for measurement on the detection side, there is a method of increasing the irradiation power of the inspection light. However, if the irradiation power is increased, there is a risk of damaging the living tissue.

本発明は、以上の問題点を解決するためになされたものであり、生体組織に安全な照射パワーの光で生体内の物質の測定を確実に行える生体測定プローブ保持装置及び生体測定装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and provides a biological measurement probe holding device and a biological measurement device that can reliably measure a substance in a living body with light having irradiation power that is safe for living tissue. The purpose is to do.

本発明に係る生体測定プローブ保持装置は、生体測定に用いられるプローブを保持するための生体測定プローブ保持装置において、一方の耳に装着される第1の本体部と、第1の本体部に可動に取り付けられると共に、耳穴に挿入され、内部にその一方の耳の鼓膜に光を照射する照射用プローブが差し込まれる第1の管状部材と、他方の耳に装着される第2の本体部と、第2の本体部に可動に取り付けられると共に、耳穴に挿入され、内部にその他方の耳の鼓膜から出射される光を検出する検出用プローブが差し込まれる第2の管状部材と、を備えるとともに、第1の管状部材と第2の管状部材とは、ボールジョイントを介し第1の本体部と第2の本体部に可動に取り付けられていることを特徴とする。あるいは、生体測定プローブ保持装置は、生体測定に用いられるプローブを保持するための生体測定プローブ保持装置において、一方の耳に装着される第1の本体部と、第1の本体部に可動に取り付けられると共に、耳穴に挿入され、内部にその一方の耳の鼓膜に光を照射する照射用プローブが差し込まれる第1の管状部材と、他方の耳に装着される第2の本体部と、第2の本体部に可動に取り付けられると共に、耳穴に挿入され、内部にその他方の耳の鼓膜から出射される光を検出する検出用プローブが差し込まれる第2の管状部材と、第1の本体部と第2の本体部とを連結すると共に、頭部に装着される長尺状の連結部材と、を備えるとともに、第1の本体部と第2の本体部とは、連結部材の長手方向を軸とし回転自在、且つ長手方向に直交する方向を軸とし回転自在に連結部材に連結されていることを特徴とする。 A biometric probe holding device according to the present invention is a biometric probe holding device for holding a probe used for biometric measurement, and is movable to a first main body portion attached to one ear and the first main body portion. A first tubular member that is inserted into the ear hole and into which an irradiation probe that irradiates light to the eardrum of one ear is inserted, and a second main body portion that is attached to the other ear, A second tubular member that is movably attached to the second body portion and is inserted into the ear hole and into which a detection probe for detecting light emitted from the eardrum of the other ear is inserted . The first tubular member and the second tubular member are movably attached to the first main body portion and the second main body portion via a ball joint . Alternatively, the biological measurement probe holding device is a biological measurement probe holding device for holding a probe used for biological measurement, and is movably attached to a first main body portion attached to one ear and the first main body portion. A first tubular member that is inserted into the ear hole and into which an irradiation probe for irradiating light to the eardrum of one ear is inserted, a second main body portion attached to the other ear, and a second A second tubular member, which is movably attached to the main body portion, inserted into the ear hole, and into which a detection probe for detecting light emitted from the eardrum of the other ear is inserted, and a first main body portion A long connecting member that is attached to the head and connects the second main body portion, and the first main body portion and the second main body portion are configured so that the longitudinal direction of the connecting member is an axis. Freely rotatable and longitudinally Characterized in that the direction orthogonal coupled to rotatably coupling member to the shaft.

この発明によれば、第1の管状部材と第2の管状部材とが第1の本体部と第2の本体部に可動に取り付けられているので、第1の管状部材を一方の耳穴に挿入し、第2の管状部材を他方の耳穴に挿入した後、これらの管状部材の向きと角度とを調節することで、第1の管状部材と第2の管状部材を確実に鼓膜に向けることができる。このため、第1の管状部材に差し込まれる照射用プローブと鼓膜との相対位置関係、及び第2の管状部材に差し込まれる検出用プローブと鼓膜との相対位置関係を最適化することが可能となる。従って、照射用プローブから出射される検査光を確実に鼓膜に直接照射することができ、検出用プローブを介して鼓膜から出射される光を確実に検出することができる。その結果、生体組織に安全な照射パワーの光で生体内の物質の測定を確実に行える。   According to this invention, since the first tubular member and the second tubular member are movably attached to the first main body portion and the second main body portion, the first tubular member is inserted into one ear hole. Then, after inserting the second tubular member into the other ear hole, by adjusting the direction and angle of these tubular members, the first tubular member and the second tubular member can be reliably directed to the eardrum. it can. For this reason, it becomes possible to optimize the relative positional relationship between the probe for irradiation inserted into the first tubular member and the eardrum, and the relative positional relationship between the probe for detection inserted into the second tubular member and the eardrum. . Therefore, it is possible to reliably irradiate the eardrum directly with the inspection light emitted from the irradiation probe, and it is possible to reliably detect the light emitted from the eardrum through the detection probe. As a result, the substance in the living body can be reliably measured with light having irradiation power that is safe for the living tissue.

本発明に係る生体測定プローブ保持装置において、第1の本体部と第2の本体部とを連結すると共に、頭部に装着される長尺状の連結部材を備えることが好適である。   In the biometric probe holding device according to the present invention, it is preferable that the first main body portion and the second main body portion are connected to each other, and a long connecting member attached to the head is provided.

この場合には、第1の本体部と第2の本体部とが連結部材に支持されるので、耳に装着される際に、これらの本体部が耳からずり下がるのを防止することができ、安定した測定を行うことができる。   In this case, since the first main body portion and the second main body portion are supported by the connecting member, it is possible to prevent the main body portions from falling down from the ears when being attached to the ears. Stable measurement can be performed.

本発明に係る生体測定プローブ保持装置において、第1の本体部と第2の本体部とは、連結部材の長手方向を軸とし回転自在、且つ長手方向に直交する方向を軸とし回転自在に連結部材に連結されていることが好適である。   In the biometric probe holding device according to the present invention, the first main body and the second main body are connected to be rotatable about the longitudinal direction of the connecting member as an axis and to be rotatable about the direction orthogonal to the longitudinal direction as an axis. It is preferable that it is connected to the member.

この場合には、第1の本体部と第2の本体部とが連結部材の長手方向を軸とし回転自在、且つ長手方向に直交する方向を軸とし回転自在に連結部材に連結されているので、これらの本体部は連結部材に対して向きや角度を調節することが可能となる。従って、第1の本体部に取り付けられた第1の管状部材と、第2の本体部に取り付けられた第2の管状部材とは、これらの向きや角度を自由に調節することができる。その結果、第1の管状部材に差し込まれる照射用プローブと鼓膜との相対位置関係、及び第2の管状部材に差し込まれる検出用プローブと鼓膜との相対位置関係を容易に最適化することができる。   In this case, the first main body and the second main body are connected to the connecting member so as to be rotatable about the longitudinal direction of the connecting member and rotatable about the direction orthogonal to the longitudinal direction. These body portions can be adjusted in direction and angle with respect to the connecting member. Therefore, the direction and angle of the first tubular member attached to the first main body part and the second tubular member attached to the second main body part can be freely adjusted. As a result, the relative positional relationship between the irradiation probe inserted into the first tubular member and the eardrum and the relative positional relationship between the detection probe inserted into the second tubular member and the eardrum can be easily optimized. .

本発明に係る生体測定プローブ保持装置において、第1の管状部材と第2の管状部材とは、ボールジョイントを介し第1の本体部と第2の本体部に可動に取り付けられていることが好適である。   In the biological measurement probe holding device according to the present invention, it is preferable that the first tubular member and the second tubular member are movably attached to the first main body portion and the second main body portion via a ball joint. It is.

この場合には、第1の管状部材と第2の管状部材とがボールジョイントを介し第1の本体部と第2の本体部に可動に取り付けられているので、第1、第2の本体部に対して第1、第2の管状部材が回転又は回動可能となる。従って、これらの管状部材と鼓膜との相対位置を容易に調節することができる。   In this case, since the first tubular member and the second tubular member are movably attached to the first main body portion and the second main body portion via the ball joint, the first and second main body portions are provided. In contrast, the first and second tubular members can be rotated or rotated. Therefore, the relative positions of these tubular members and the eardrum can be easily adjusted.

本発明に係る生体測定プローブ保持装置において、第1の管状部材の第1の本体部に対する動きをロックするための第1のロック部材と、第2の管状部材の第2の本体部に対する動きをロックするための第2のロック部材とを備えることが好適である。   In the biometric probe holding device according to the present invention, the first locking member for locking the movement of the first tubular member relative to the first main body portion and the movement of the second tubular member relative to the second main body portion. It is preferable to include a second locking member for locking.

この場合には、第1、第2の管状部材と鼓膜との相対位置を調節した後、第1、第2の管状部材の動きをロックし、これらの管状部材と鼓膜との相対位置を固定させることにより、調節した両者の相対位置を維持することができる。このため、例えば第1の管状部材に照射用プローブを差し込む際に、プローブの挿入による第1の管状部材と鼓膜との位置ズレの発生を確実に防止することができる。   In this case, after adjusting the relative positions of the first and second tubular members and the eardrum, the movements of the first and second tubular members are locked, and the relative positions of these tubular members and the eardrum are fixed. By doing so, the adjusted relative positions of the two can be maintained. For this reason, for example, when the irradiation probe is inserted into the first tubular member, it is possible to reliably prevent the positional deviation between the first tubular member and the eardrum due to the insertion of the probe.

本発明に係る生体測定プローブ保持装置において、第1の管状部材を保持すると共に、第1の管状部材の耳穴への挿入方向に沿って移動可能な第1のホルダと、第1のホルダを付勢して第1の管状部材を耳穴への挿入方向に押圧する第1のバネ部材と、第2の管状部材を保持すると共に、第2の管状部材の耳穴への挿入方向に沿って移動可能な第2のホルダと、第2のホルダを付勢して第2の管状部材を耳穴への挿入方向に押圧する第2のバネ部材と、を更に備えることが好適である。   In the biological measurement probe holding device according to the present invention, a first holder that holds the first tubular member and is movable along the insertion direction of the first tubular member into the ear hole, and the first holder are attached. The first spring member that presses the first tubular member in the direction of insertion into the ear canal and the second tubular member are held and movable along the insertion direction of the second tubular member into the ear canal It is preferable to further include a second holder and a second spring member that biases the second holder and presses the second tubular member in the insertion direction into the ear hole.

この場合には、第1、第2のホルダにより保持された第1、第2の管状部材はバネ部材の付勢力によって耳穴に接近したり、又は耳からの押し付け力を受けバネ部材の付勢力を抗して耳穴から離れたりすることができる。このため、これらの管状部材の耳穴への挿入方向において、第1、第2の管状部材に差し込まれる照射用プローブ又は検出用プローブの位置を調整することが可能となり、更に安定した計測を行うことができる。   In this case, the first and second tubular members held by the first and second holders approach the ear hole by the biasing force of the spring member, or the biasing force of the spring member receives the pressing force from the ear. Can be separated from the ear canal. For this reason, it becomes possible to adjust the position of the irradiation probe or the detection probe inserted into the first and second tubular members in the insertion direction of these tubular members into the ear hole, and to perform more stable measurement. Can do.

本発明に係る生体測定プローブ保持装置において、第1の本体部と第2の本体部とは、遮光材料から形成されると共に、耳を収容する耳収容部を形成する遮光部をそれぞれ有することが好適である。   In the biometric probe holding device according to the present invention, the first main body portion and the second main body portion are each formed of a light shielding material and each have a light shielding portion that forms an ear housing portion that houses an ear. Is preferred.

この場合には、外来光の耳穴への入射を防止することができ、外来光による測定結果への影響を抑制し、測定精度の向上を図ることができる。   In this case, it is possible to prevent the external light from entering the ear hole, to suppress the influence of the external light on the measurement result, and to improve the measurement accuracy.

本発明に係る生体測定装置は、上述の生体測定プローブ保持装置と、一方の耳の鼓膜に光を照射する照射用プローブと、他方の耳の鼓膜から出射される光を検出する検出用プローブと、照射用プローブと検出用プローブと接続される生体光学特性計測装置と、を備えることを特徴とする。あるいは、生体測定装置は、生体測定に用いられるプローブを保持するための生体測定プローブ保持装置において、一方の耳に装着される第1の本体部と、第1の本体部に可動に取り付けられると共に、耳穴に挿入され、内部にその一方の耳の鼓膜に光を照射する照射用プローブが差し込まれる第1の管状部材と、他方の耳に装着される第2の本体部と、第2の本体部に可動に取り付けられると共に、耳穴に挿入され、内部にその他方の耳の鼓膜から出射される光を検出する検出用プローブが差し込まれる第2の管状部材と、を備える生体測定プローブ保持装置と、一方の耳の鼓膜に光を照射する照射用プローブと、他方の耳の鼓膜から出射される光を検出する検出用プローブと、照射用プローブと検出用プローブと接続される生体光学特性計測装置と、を備えることを特徴とする。 The biometric apparatus according to the present invention includes the above-described biometric probe holding apparatus, an irradiation probe that irradiates light to the eardrum of one ear, and a detection probe that detects light emitted from the eardrum of the other ear And a bio-optical property measuring device connected to the irradiation probe and the detection probe. Alternatively, the biometric device is a biometric probe holding device for holding a probe used for biometric measurement, and is movably attached to the first main body portion attached to one ear and the first main body portion. A first tubular member which is inserted into the ear hole and into which an irradiation probe for irradiating light to the eardrum of one ear is inserted, a second main body portion mounted on the other ear, and a second main body A biometric probe holding device comprising: a second tubular member that is movably attached to the portion and is inserted into the ear hole and into which a detection probe for detecting light emitted from the eardrum of the other ear is inserted. , An irradiation probe for irradiating light to the eardrum of one ear, a detection probe for detecting light emitted from the eardrum of the other ear, and bio-optical characteristics connected to the irradiation probe and the detection probe Characterized in that it comprises a measuring device.

この発明によれば、生体測定プローブ保持装置により保持された照射用プローブと鼓膜との相対位置関係、及び検出用プローブと鼓膜との相対位置関係を最適化することが可能となるので、照射用プローブから出射される検査光を確実に鼓膜に直接照射することができ、検出用プローブを介して鼓膜から出射される光を確実に検出することができる。その結果、生体組織に安全な照射パワーの光で生体内の物質の測定を確実に行える。   According to the present invention, it is possible to optimize the relative positional relationship between the irradiation probe and the eardrum held by the biometric probe holding device, and the relative positional relationship between the detection probe and the eardrum. The test light emitted from the probe can be reliably irradiated directly onto the eardrum, and the light emitted from the eardrum can be reliably detected via the detection probe. As a result, the substance in the living body can be reliably measured with light having irradiation power that is safe for the living tissue.

本発明によれば、生体組織に安全な照射パワーの光で生体物質量の測定を確実に行える生体測定プローブ保持装置及び生体測定装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the biological measurement probe holding | maintenance apparatus and biological measurement apparatus which can measure the amount of biological material reliably with the light of safe irradiation power to a biological tissue can be provided.

以下、図面を参照しつつ本発明に係る生体測定プローブ保持装置及び生体測定装置の好適な実施形態について詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of a biometric probe holding device and a biometric device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施形態に係る生体測定プローブ保持具を用いた生体測定装置の概略構成図である。生体測定装置1は、近赤外分光法を用いて生体内の物質を非侵襲的に測定するものであって、被験者の一方の耳の鼓膜ELに脳深部(例えば脳幹部)に向けて検査光を照射し、他方の耳の鼓膜ERから出射される光を検出することにより、脳深部の光学特性(例えば吸光特性)を測定する。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a biometric apparatus using a biometric probe holder according to an embodiment of the present invention. The living body measuring apparatus 1 is a non-invasive measurement of a substance in a living body using near infrared spectroscopy, and examines the eardrum EL of one ear of a subject toward the deep brain (for example, the brain stem). By irradiating light and detecting light emitted from the eardrum ER of the other ear, the optical characteristics (for example, light absorption characteristics) of the deep brain are measured.

この生体測定装置1は、一方の鼓膜ELに検査光を照射する照射用光ファイバプローブ2と、他方の鼓膜ERから出射される光を検出する検出用光ファイバプローブ3と、照射用光ファイバプローブ2及び検出用光ファイバプローブ3を保持するための生体測定プローブ保持具(生体測定プローブ保持装置)4と、照射用光ファイバプローブ2及び検出用光ファイバプローブ3に接続された生体光学特性計測装置5とから主として構成されている。   The biometric apparatus 1 includes an irradiation optical fiber probe 2 that irradiates one eardrum EL with inspection light, a detection optical fiber probe 3 that detects light emitted from the other eardrum ER, and an irradiation optical fiber probe. 2 and a biological measurement probe holder (biological measurement probe holding device) 4 for holding the detection optical fiber probe 3, and a biological optical characteristic measurement device connected to the irradiation optical fiber probe 2 and the detection optical fiber probe 3. 5 mainly.

図2は被験者に生体測定プローブ保持具を装着した状態を示す正面図であり、図3は被験者に生体測定プローブ保持具を装着した状態を示す平面図であり、図4は被験者に生体測定プローブ保持具を装着した状態を示す側面図である。生体測定プローブ保持具4は、左右の耳に装着される第1の本体部10Lと第2の本体部10R、第1の本体部10Lと第2の本体部10Rとを連結すると共に被験者の頭部に装着される長尺状のヘッドバンド(連結部材)11、及び被験者の額を当接するための額当接部12を備えている。   FIG. 2 is a front view showing a state in which the biometric probe holder is attached to the subject, FIG. 3 is a plan view showing a state in which the biometric probe holder is attached to the subject, and FIG. It is a side view which shows the state which mounted | wore the holder. The biometric probe holder 4 connects the first main body portion 10L and the second main body portion 10R, and the first main body portion 10L and the second main body portion 10R, which are attached to the left and right ears, and the head of the subject. A long headband (connecting member) 11 to be attached to the head and a forehead contact portion 12 for contacting the subject's forehead are provided.

第1の本体部10Lは、耳にフィットするように上下方向に長軸を有する楕円状に形成され、枠体13を介してヘッドバンド11に連結されている。第1の本体部10Lは、ヘッドバンド11の長手方向に直交する方向を軸として回転自在に設置されている。具体的には、図5に示すように、この第1の本体部10Lは、枠体13の横枠13a,13bに軸支され、矢印F1方向に沿って回転するように形成されている。   The first main body portion 10 </ b> L is formed in an elliptical shape having a long axis in the vertical direction so as to fit the ear, and is connected to the headband 11 via the frame body 13. The first main body 10 </ b> L is installed so as to be rotatable about a direction orthogonal to the longitudinal direction of the headband 11. Specifically, as shown in FIG. 5, the first main body portion 10L is pivotally supported by the horizontal frames 13a and 13b of the frame body 13 and is formed so as to rotate along the arrow F1 direction.

枠体13は、連結部28を介しヘッドバンド11に連結され、ヘッドバンド11の長手方向を軸とし回転するように形成されている(図5に示す矢印F2参照)。このため、第1の本体部10Lもヘッドバンド11の長手方向を軸とし回転自在になっている。また、連結部28は、上下方向に(矢印F3参照)伸縮自在にヘッドバンド11に取り付けられている。   The frame 13 is connected to the headband 11 via the connecting portion 28, and is formed so as to rotate about the longitudinal direction of the headband 11 (see arrow F2 shown in FIG. 5). For this reason, the first main body portion 10L is also rotatable about the longitudinal direction of the headband 11 as an axis. Moreover, the connection part 28 is attached to the headband 11 so that it can expand-contract vertically (refer arrow F3).

額当接部12は、ヘッドバンド11と共に第1の本体部10L、及び第2の本体部10Rを保持するものである。この額当接部12は、特に被験者が仰向けの状態で測定する場合に、被験者の額を当接することで、生体測定プローブ保持具4が被験者の後頭部方向にずり落ちることを防止することができる。そして、額当接部12は、生体に接触しても無害なシリコーンゴム、若しくはポリ塩化ビニールなどから形成されるのが望ましい。   The forehead abutting portion 12 holds the first main body portion 10L and the second main body portion 10R together with the headband 11. The forehead abutting portion 12 can prevent the biometric probe holder 4 from slipping in the direction of the back of the subject by abutting the subject's forehead, particularly when the subject is measuring in the supine state. The forehead contact portion 12 is preferably formed from silicone rubber or polyvinyl chloride that is harmless even when it comes into contact with the living body.

第1の本体部10Lは、中央に貫通孔14aが形成されたベース部14と、ベース部14の内側(すなわち耳寄り側)に設けられた遮光部15とを有する。遮光部15は、遮光材料によって環状に形成されている。そして、遮光部15により囲まれた空間は、被験者の耳を収容する耳収容部16を形成する。このように遮光部15を設けることにより、外来光の耳穴への入射を防止することができ、外来光による測定結果への影響を抑制し、測定精度の向上を図ることができる。遮光材料として、例えば光を通さない黒色で被験者の頭部にフィットするような弾力のある素材が望ましい。   The first main body portion 10L includes a base portion 14 having a through hole 14a formed at the center, and a light shielding portion 15 provided inside the base portion 14 (that is, near the ear). The light shielding part 15 is formed in an annular shape from a light shielding material. And the space enclosed by the light-shielding part 15 forms the ear accommodating part 16 which accommodates a test subject's ear. By providing the light shielding portion 15 in this way, it is possible to prevent the external light from entering the ear hole, to suppress the influence of the external light on the measurement result, and to improve the measurement accuracy. As the light shielding material, for example, a material that is black and does not transmit light and is elastic so as to fit the head of the subject is desirable.

図6に示すように、ベース部14の貫通孔14aと耳収容部16とは連通され、その内部には耳鏡(第1の管状部材)17Lが配置されている。耳鏡17Lは、略ラッパ形状に形成され、貫通孔14aの深さ方向に延在すると共に、耳鏡ホルダ(第1のホルダ)18Lを介しベース部14に取り付けられている。   As shown in FIG. 6, the through-hole 14a of the base part 14 and the ear | edge accommodation part 16 are connected, and the otoscope (1st tubular member) 17L is arrange | positioned in the inside. The otoscope 17L is formed in a substantially trumpet shape, extends in the depth direction of the through hole 14a, and is attached to the base portion 14 via an otoscope holder (first holder) 18L.

耳鏡ホルダ18Lは、図示しないネジにより第1の本体部10Lに固定されている。耳鏡17Lは、耳穴に挿入する中空の小径部19、外部に向けて末広がり状に形成された中空の拡径部20、小径部19と拡径部20との間に設けられた球状の可動部21から構成されている。可動部21の内部は、小径部19の中空空間と拡径部20の中空空間を連通するように貫通されている。また、耳鏡17Lの拡径部20の末端(後端)には、拡径部20と一体化されると共に、拡径部20の外周から突出する鍔部26が設けられている。   The otoscope holder 18L is fixed to the first main body 10L with screws (not shown). The otoscope 17L includes a hollow small-diameter portion 19 inserted into the ear hole, a hollow large-diameter portion 20 formed in a divergent shape toward the outside, and a spherical movable portion provided between the small-diameter portion 19 and the large-diameter portion 20. The unit 21 is configured. The inside of the movable part 21 is penetrated so as to communicate the hollow space of the small diameter part 19 and the hollow space of the enlarged diameter part 20. Further, at the end (rear end) of the enlarged diameter portion 20 of the otoscope 17L, a flange portion 26 that is integrated with the enlarged diameter portion 20 and protrudes from the outer periphery of the enlarged diameter portion 20 is provided.

図7は耳鏡と耳鏡ホルダとの位置関係を示す分解斜視図である。図7に示すように、耳鏡ホルダ18Lは、溝部22a,23aを有する平板状の第1の支持部材22と第2の支持部材23とからなる。溝部22a,23aの壁面は、それぞれ凹球面状に形成されている。この第1の支持部材22と第2の支持部材23とは、溝部22a,23aが形成された端面同士を突き合わせてボルト29,30により連結されている。このように連結された耳鏡ホルダ18Lでは、溝部22a,23aにより中央に貫通穴18aが形成される。   FIG. 7 is an exploded perspective view showing the positional relationship between the otoscope and the otoscope holder. As shown in FIG. 7, the otoscope holder 18 </ b> L includes a flat plate-like first support member 22 and second support member 23 having groove portions 22 a and 23 a. The wall surfaces of the grooves 22a and 23a are each formed in a concave spherical shape. The first support member 22 and the second support member 23 are connected to each other by bolts 29 and 30 such that end surfaces where the groove portions 22a and 23a are formed face each other. In the otoscope holder 18L thus connected, a through hole 18a is formed at the center by the grooves 22a, 23a.

そして、耳鏡17Lの球状の可動部21は、この貫通穴18aの周壁面と摺動可能に貫通穴18aに嵌め込まれている。すなわち、可動部21と貫通穴18aとは、ボールジョイントの構造となる。このようなボールジョイントの構造を用いることにより、耳鏡17Lは耳鏡ホルダ18Lに回動又は回転自在に保持されている。   The spherical movable portion 21 of the otoscope 17L is fitted in the through hole 18a so as to be slidable with the peripheral wall surface of the through hole 18a. That is, the movable part 21 and the through hole 18a have a ball joint structure. By using such a ball joint structure, the otoscope 17L is rotatably held by the otoscope holder 18L.

第1の本体部10Lには、耳鏡17Lの第1の本体部10Lに対する動きをロックするためのボルト(第1のロック部材)24Lが設けられている。このボルト24Lは、第1の支持部材22の幅方向に延びる貫通孔25に挿入され、耳鏡17Lの可動部21と当接することにより、耳鏡17Lの動きを固定させる。   The first main body 10L is provided with a bolt (first lock member) 24L for locking the movement of the otoscope 17L with respect to the first main body 10L. The bolt 24L is inserted into the through hole 25 extending in the width direction of the first support member 22, and abuts against the movable portion 21 of the otoscope 17L, thereby fixing the movement of the otoscope 17L.

図8に示すように、耳鏡17Lの内部には、照射用光ファイバプローブ2が差し込まれている。そして、小径部19の先端の内径は、差し込まれる照射用光ファイバプローブ2の外径よりも小さく形成されている。このようにすれば、照射用光ファイバプローブ2が耳鏡17Lの先端から突き出し、被験者の外耳道・鼓膜を傷つけることを確実に防止することができる。   As shown in FIG. 8, the irradiation optical fiber probe 2 is inserted into the otoscope 17L. And the internal diameter of the front-end | tip of the small diameter part 19 is formed smaller than the outer diameter of the optical fiber probe 2 for irradiation inserted. In this way, it is possible to reliably prevent the irradiation optical fiber probe 2 from protruding from the tip of the otoscope 17L and damaging the ear canal and eardrum of the subject.

耳鏡17Lの後端には、耳鏡17Lの内部に差し込まれる照射用光ファイバプローブ2を、耳鏡17Lに取り付けるためのファイバ取り付け具27が設けられている。このファイバ取り付け具27は、円板状に形成され、耳鏡17Lの後端の開口に蓋をするように鍔部26に密着に取り付けられている。ファイバ取り付け具27は、耳鏡17Lに取り付けることによって耳鏡17Lの開口を塞ぐため、外来光を遮断する役割を持っている。このため、ファイバ取り付け具27は、光を通さないような黒色の材料から形成されることが望ましい。   At the rear end of the otoscope 17L, a fiber attachment 27 is provided for attaching the irradiation optical fiber probe 2 to be inserted into the otoscope 17L to the otoscope 17L. The fiber attachment 27 is formed in a disc shape, and is closely attached to the collar portion 26 so as to cover the opening at the rear end of the otoscope 17L. Since the fiber attachment 27 is attached to the otoscope 17L to close the opening of the otoscope 17L, it has a role of blocking extraneous light. For this reason, it is desirable that the fiber attachment 27 is formed of a black material that does not transmit light.

図9はファイバ取り付け具を示す平面図及び側面図である。図9に示すように、ファイバ取り付け具27の中央には、照射用光ファイバプローブ2が挿通される貫通穴27aが設けられている。ファイバ取り付け具27の直径方向の両端には、耳鏡17Lの鍔部26に係止するための係止爪27b、27cが設けられている。係止爪27b、27cは、貫通穴27aを挟んで左右対称に配置され、同一方向に突出している。そして、ファイバ取り付け具27は、この係止爪27b、27cによって耳鏡17Lに固定されている。   FIG. 9 is a plan view and a side view showing the fiber mounting tool. As shown in FIG. 9, a through hole 27 a through which the irradiation optical fiber probe 2 is inserted is provided at the center of the fiber attachment 27. Locking claws 27b and 27c for locking to the flange portion 26 of the otoscope 17L are provided at both ends of the fiber attachment 27 in the diameter direction. The locking claws 27b and 27c are arranged symmetrically with respect to the through hole 27a and protrude in the same direction. The fiber attachment 27 is fixed to the otoscope 17L by the locking claws 27b and 27c.

ファイバ取り付け具27の内部には、直径方向に沿ってファイバ取り付け具27を貫通するネジ穴27dが設けられている。貫通穴27aに挿通された照射用光ファイバプローブ2は、ネジ穴27dを挿入するネジによりファイバ取り付け具27に固定されている。   Inside the fiber attachment 27, a screw hole 27d penetrating the fiber attachment 27 along the diameter direction is provided. The irradiating optical fiber probe 2 inserted into the through hole 27a is fixed to the fiber attachment 27 with a screw for inserting the screw hole 27d.

第2の本体部10Rは、第1の本体部10Lと同じ構造を有するため、重複説明を省略する。また、耳鏡(第2の管状部材)17R、ボルト(第2のロック部材)24R、耳鏡ホルダ(第2のホルダ)18Rは、それぞれ耳鏡17L、ボルト24L、耳鏡ホルダ18Lと同じ構造を有するため、これらの説明を省略する。   Since the second main body 10R has the same structure as the first main body 10L, a duplicate description is omitted. The otoscope (second tubular member) 17R, bolt (second lock member) 24R, and otoscope holder (second holder) 18R have the same structure as the otoscope 17L, bolt 24L, and otoscope holder 18L, respectively. These descriptions are omitted.

図1に示すように、照射用光ファイバプローブ2は、その入力端が生体光学特性計測装置5の光源部31に接続され、出力端が生体測定プローブ保持具4の一方の耳鏡17Lに差し込まれている。照射用光ファイバプローブ2の出力端は、耳鏡17Lが耳穴に挿入されることにより、耳の鼓膜ELの付近まで配置されている。これによって、生体光学特性計測装置5から供給された検査光が、この照射用光ファイバプローブ2を経由し、被験者の鼓膜ELに照射される。   As shown in FIG. 1, the input end of the irradiation optical fiber probe 2 is connected to the light source unit 31 of the biological optical property measuring device 5, and the output end is inserted into one otoscope 17 </ b> L of the biological measurement probe holder 4. It is. The output end of the irradiating optical fiber probe 2 is arranged up to the vicinity of the ear drum EL by inserting the otoscope 17L into the ear hole. As a result, the inspection light supplied from the bio-optical property measuring device 5 is irradiated onto the eardrum EL of the subject via the irradiation optical fiber probe 2.

一方、検出用光ファイバプローブ3は、その入力端が生体測定プローブ保持具4の他方の耳鏡17Rに差し込まれ、出力端が生体光学特性計測装置5の光検出部32に接続されている。検出用光ファイバプローブ3の入力端は、耳鏡17Rが耳穴に挿入されることにより、耳の鼓膜ERの付近まで配置されている。この検出用光ファイバプローブ3は、鼓膜ERから出射される光を検出し、その検出した光を光検出部32に出力する。ここで、鼓膜ERから出射される光には、検査光の照射により脳深部を透過してきた拡散光のみならず、脳内から発生られる蛍光も含まれている。   On the other hand, the input end of the detection optical fiber probe 3 is inserted into the other otoscope 17 </ b> R of the biological measurement probe holder 4, and the output end is connected to the light detection unit 32 of the biological optical characteristic measurement device 5. The input end of the detection optical fiber probe 3 is arranged up to the vicinity of the ear tympanic membrane ER by inserting the otoscope 17R into the ear hole. The detection optical fiber probe 3 detects the light emitted from the eardrum ER and outputs the detected light to the light detection unit 32. Here, the light emitted from the eardrum ER includes not only diffused light that has passed through the deep brain due to the irradiation of the inspection light, but also fluorescence generated from within the brain.

照射用光ファイバプローブ2の出力端を有する出力部、及び検出用光ファイバプローブ3の入力端を有する入力部は、それぞれL字型に折り曲げられている。このようにすれば、照射用光ファイバプローブ2又は検出用光ファイバプローブ3の自重によるたわみの影響を小さくすることができ、測定精度の向上を図ることができる。なお、この場合には、L字型に折り曲げるタイプに代えて、ストレートタイプを用いてもよい。   The output portion having the output end of the irradiation optical fiber probe 2 and the input portion having the input end of the detection optical fiber probe 3 are each bent into an L shape. In this way, the influence of deflection due to the weight of the irradiation optical fiber probe 2 or the detection optical fiber probe 3 can be reduced, and the measurement accuracy can be improved. In this case, a straight type may be used instead of the L-shaped type.

図10は生体光学特性計測装置の構成を示すブロック図である。この生体光学特性計測装置5は、例えば時間分解計測法、位相差計測法、あるいはCW法に基づき、生体の光学特性、すなわち生体組織の吸光特性を計測するものである。この生体光学特性計測装置5は、光源部31、光検出部32、生体光学特性計測部33、演算処理部34、及び制御部35を備えて構成されている。   FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the bio-optical property measuring apparatus. This biological optical characteristic measuring device 5 measures the optical characteristics of a living body, that is, the light absorption characteristics of living tissue based on, for example, a time-resolved measuring method, a phase difference measuring method, or a CW method. The biological optical characteristic measurement device 5 includes a light source unit 31, a light detection unit 32, a biological optical characteristic measurement unit 33, an arithmetic processing unit 34, and a control unit 35.

光源部31は、計測法によって発生する光が異なり、例えば、時間分解計測法の場合はパルス光を発生し、位相差計測法の場合はサイン波に変調された光を発生し、CW法の場合は連続光を発生し、複数の波長にて行う場合もある。光源部31としては、発光ダイオード、レーザダイオード、及び各種パルスダイオードなど、様々なものが挙げられる。そして、光源部31から出力された光は、光源部31に接続される照射用光ファイバプローブ2に入力され、被験者へと照射される。   The light source unit 31 generates different light depending on the measurement method. For example, in the case of the time-resolved measurement method, the light source unit 31 generates pulsed light. In the case of the phase difference measurement method, the light source unit 31 generates light modulated into a sine wave. In some cases, continuous light is generated and performed at a plurality of wavelengths. As the light source part 31, various things, such as a light emitting diode, a laser diode, and various pulse diodes, are mentioned. And the light output from the light source part 31 is input into the optical fiber probe 2 for irradiation connected to the light source part 31, and is irradiated to a test subject.

光検出部32は、検出用光ファイバプローブ3に接続され、検出用光ファイバプローブ3から出力された光を検出するためのものである。この光検出部32は、生体光学特性計測部33に接続され、検出した光の光強度などを示す光検出信号を生体光学特性計測部33に出力する。光検出部32には、光電子増倍管(PMT:Photomultiplier Tube)のほか、フォトダイオード、アバランシェフォトダイオード、PINフォトダイオード、MPPC(Multi-PixelPhoton Counter)など、様々なものを使用することができる。   The light detection unit 32 is connected to the detection optical fiber probe 3 and detects light output from the detection optical fiber probe 3. The light detection unit 32 is connected to the biological optical characteristic measurement unit 33 and outputs a light detection signal indicating the light intensity of the detected light to the biological optical characteristic measurement unit 33. As the light detection unit 32, various devices such as a photomultiplier tube (PMT), a photodiode, an avalanche photodiode, a PIN photodiode, and an MPPC (Multi-Pixel Photon Counter) can be used.

また、光検出部32は、光源部31から照射される光の波長を十分に検出できる分光感度特性を有するのが望ましい。特に、被験者の脳深部を透過してきた散乱光、若しくは脳内から発せられる蛍光は微弱である場合、高感度、あるいは高利得の光検出部を使用することが望ましい。   Further, it is desirable that the light detection unit 32 has a spectral sensitivity characteristic that can sufficiently detect the wavelength of light emitted from the light source unit 31. In particular, when the scattered light transmitted through the deep part of the subject's brain or the fluorescence emitted from within the brain is weak, it is desirable to use a light detection unit with high sensitivity or high gain.

生体光学特性計測部33においては、被験者の中でのプローブ光の強度変化、または波形変化などから生体組織の吸光特性を決定する。決定された吸光特性データは、演算処理部34に送信される。演算処理部34では、光源部31の波長毎にたてられた式(1)の連立方程式を解くことによって、被験者脳内部のオキシヘモグロビン濃度CHb及びデオキシヘモグロビン濃度CHbO2を決定する。式(1)において、μは吸収係数であり、εは吸光係数であり、Cは濃度である。 In the biological optical characteristic measuring unit 33, the light absorption characteristic of the biological tissue is determined from the change in the intensity of the probe light in the subject or the change in the waveform. The determined light absorption characteristic data is transmitted to the arithmetic processing unit 34. The arithmetic processing unit 34 determines the oxyhemoglobin concentration C Hb and the deoxyhemoglobin concentration C HbO 2 in the subject brain by solving the simultaneous equations of the formula (1) established for each wavelength of the light source unit 31. In Equation (1), μ a is an absorption coefficient, ε is an absorption coefficient, and C is a concentration.

Figure 0005171447
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更に、演算処理部34では、決定されたヘモグロビン濃度から組織酸素飽和度SO2を導出する。一方、制御部35では、光源部31、光検出部32、生体光学特性計測部33及び演算処理部34の制御を行っている。   Further, the arithmetic processing unit 34 derives the tissue oxygen saturation SO2 from the determined hemoglobin concentration. On the other hand, the control unit 35 controls the light source unit 31, the light detection unit 32, the biological optical characteristic measurement unit 33, and the arithmetic processing unit 34.

図11は、生体測定装置1を用いた脳幹部計測のフローチャートを示す図である。以下、図11を参照して脳幹部計測処理について説明する。   FIG. 11 is a diagram showing a flowchart of brainstem measurement using the biometric apparatus 1. Hereinafter, the brainstem measurement process will be described with reference to FIG.

初めに、S10の処理では、生体光学特性計測装置5の暖機運転が実施される。これによって、生体光学特性計測装置5の各構成部分の働きを確実にさせることができる。暖機運転終了後、被験者の耳穴に適する耳鏡17L,17Rサイズの選択が行われ(S11)、選択された耳鏡17L,17Rが生体測定プローブ保持具4に取り付けられる(S12)。   First, in the process of S10, the warm-up operation of the bio-optical property measuring apparatus 5 is performed. Thereby, the function of each component of the bio-optical property measuring apparatus 5 can be ensured. After completion of the warm-up operation, the size of the otoscopes 17L and 17R suitable for the ear hole of the subject is selected (S11), and the selected otoscopes 17L and 17R are attached to the biometric probe holder 4 (S12).

S12に続くS13の処理では、生体測定プローブ保持具4の装着が実施される。具体的には、生体測定プローブ保持具4を被験者の頭部に装着し、生体測定プローブ保持具4に取り付けられた耳鏡17L,17Rを被験者の耳穴に挿入する。   In the process of S13 following S12, the biometric probe holder 4 is mounted. Specifically, the biometric probe holder 4 is attached to the head of the subject, and the otoscopes 17L and 17R attached to the biometric probe holder 4 are inserted into the ear hole of the subject.

S13に続くS14の処理では、被験者Aの耳穴に挿入された耳鏡17L,17Rから鼓膜を確認し、耳鏡17L,17Rの先端を鼓膜に向けるように、ボールジョイントを利用して耳鏡17L,17Rの向きや角度を調節する。そして、耳鏡17L,17Rの向きや角度の調節が終了したら、ボルト24L,24Rを締めることによって、耳鏡17L,17Rの動きをロックさせる。   In the process of S14 following S13, the eardrum is confirmed from the otoscopes 17L and 17R inserted into the ear hole of the subject A, and the otoscope 17L is utilized using a ball joint so that the tips of the otoscopes 17L and 17R face the eardrum. , Adjust the direction and angle of 17R. When the adjustment of the direction and angle of the otoscopes 17L and 17R is completed, the movements of the otoscopes 17L and 17R are locked by tightening the bolts 24L and 24R.

S14に続くS15の処理では、照射用光ファイバプローブ2と検出用光ファイバプローブ3とをそれぞれ生体測定プローブ保持具4に装着する。具体的には、照射用光ファイバプローブ2と検出用光ファイバプローブ3とをそれぞれファイバ取り付け具29の貫通穴29aに挿入し、ネジで固定した後に、ファイバ取り付け具29に固定された照射用光ファイバプローブ2と検出用光ファイバプローブ3とを生体測定プローブ保持具4に装着する。   In the process of S15 following S14, the irradiation optical fiber probe 2 and the detection optical fiber probe 3 are mounted on the biometric probe holder 4, respectively. Specifically, the irradiation optical fiber probe 2 and the detection optical fiber probe 3 are respectively inserted into the through holes 29a of the fiber attachment 29, fixed with screws, and then the irradiation light fixed to the fiber attachment 29 The fiber probe 2 and the detection optical fiber probe 3 are attached to the biological measurement probe holder 4.

S15に続くS16の処理では、生体光学特性計測装置5を用いて計測データの光量確認が実施される。具体的には、生体光学特性計測装置5の光源部31と光検出部32を利用し、実際の脳幹部計測データをモニターすることによって光量の確認を行う。このとき、適切な光量を確保するか否かの判定が行われる(S17)。そして、光検出部32によって検出された光量が不足と判定された場合、生体測定プローブ保持具4の向きや角度の再調整が実施される。例えば、検出用光ファイバプローブ3により検出された検出光量が最大になるように、耳鏡17L,17Rの向きや角度を微調整する(S18)。この場合には、処理はS16に戻り、生体光学特性計測装置5により計測データの光量確認が再度実施される。   In the process of S16 subsequent to S15, the light amount of the measurement data is checked using the biological optical characteristic measurement device 5. Specifically, the light amount is confirmed by monitoring the actual brainstem measurement data using the light source unit 31 and the light detection unit 32 of the bio-optical characteristic measurement device 5. At this time, it is determined whether or not an appropriate amount of light is secured (S17). And when it determines with the light quantity detected by the photon detection part 32 being insufficient, readjustment of direction and angle of the biometric probe holder 4 is implemented. For example, the direction and angle of the otoscopes 17L and 17R are finely adjusted so that the amount of light detected by the detection optical fiber probe 3 is maximized (S18). In this case, the process returns to S16, and the biological optical characteristic measurement device 5 performs the light amount confirmation of the measurement data again.

一方、計測に適切な光量が確保できたと判定された場合、本測定が開始され、データ取得が実施される(S19)。S19に続くS20の処理では、取得されたデータより各波長に対する吸光特性が決定される(S20)。更に、吸光特性データよりオキシヘモグロビン濃度CHb、デオキシヘモグロビン濃度CHbO2、及び組織酸素飽和度SO2が導出され(S21)、これらのデータが保存される(S22)。これによって、一連の処理が終了となる。 On the other hand, when it is determined that the light amount appropriate for the measurement has been secured, the main measurement is started and data acquisition is performed (S19). In the process of S20 following S19, the light absorption characteristic for each wavelength is determined from the acquired data (S20). Further, oxyhemoglobin concentration C Hb , deoxyhemoglobin concentration C HbO 2 , and tissue oxygen saturation SO 2 are derived from the light absorption characteristic data (S 21), and these data are stored (S 22). As a result, a series of processing ends.

このように構成された生体測定プローブ保持具4にあっては、耳鏡17L,17Rがボールジョイントを介し第1、第2の本体部10L、10Rに取り付けられているので、第1、第2の本体部10L、10Rに対して耳鏡17L,17Rが回転又は回動可能となる。そして、耳鏡17L,17Rを耳穴に挿入した後に、これらの耳鏡17L,17Rの向きと角度とを調節することによって、耳鏡17L,17Rを確実に鼓膜に向けることができる。   In the biometric probe holder 4 configured in this way, the otoscopes 17L and 17R are attached to the first and second main body portions 10L and 10R via the ball joints, so the first and second The otoscopes 17L and 17R can be rotated or rotated with respect to the main body portions 10L and 10R. Then, after inserting the otoscopes 17L and 17R into the ear holes, the otoscopes 17L and 17R can be reliably directed to the eardrum by adjusting the direction and angle of the otoscopes 17L and 17R.

このため、耳鏡17Lに差し込まれる照射用光ファイバプローブ2と鼓膜との相対位置関係、及び耳鏡17Rに差し込まれる検出用光ファイバプローブ3と鼓膜との相対位置関係を最適化することが可能となる。従って、照射用光ファイバプローブ2から出射される検査光を確実に鼓膜に直接照射することができ、検出用光ファイバプローブ3を介して鼓膜から出射される光を確実に検出することができる。その結果、生体組織に安全な照射パワーの光で生体内の物質の測定を確実に行える。   For this reason, it is possible to optimize the relative positional relationship between the irradiation optical fiber probe 2 inserted into the otoscope 17L and the eardrum and the relative positional relationship between the detection optical fiber probe 3 inserted into the otoscope 17R and the eardrum. It becomes. Accordingly, it is possible to reliably irradiate the eardrum directly with the inspection light emitted from the irradiation optical fiber probe 2, and to reliably detect the light emitted from the eardrum via the detection optical fiber probe 3. As a result, the substance in the living body can be reliably measured with light having irradiation power that is safe for the living tissue.

また、耳鏡17L,17Rの動きをロックするためのボルト24L,24Rが設けられているので、耳鏡17L,17Rと鼓膜との相対位置を調節した後に、この耳鏡17L,17Rの動きをロックすることによって耳鏡17L,17Rと鼓膜との相対位置を固定させることにより、調節した両者の相対位置を維持することができる。このため、例えば耳鏡17Lに照射用光ファイバプローブ2を差し込む際に、照射用光ファイバプローブ2の挿入によって耳鏡17Lと鼓膜との位置ズレの発生を確実に防止することができる。   Further, since bolts 24L and 24R for locking the movement of the otoscopes 17L and 17R are provided, the movement of the otoscopes 17L and 17R is adjusted after adjusting the relative positions of the otoscopes 17L and 17R and the eardrum. By fixing the relative positions of the otoscopes 17L and 17R and the eardrum by locking, the adjusted relative positions of both can be maintained. For this reason, for example, when inserting the irradiation optical fiber probe 2 into the otoscope 17L, the insertion of the irradiation optical fiber probe 2 can reliably prevent the positional deviation between the otoscope 17L and the eardrum.

また、第1の本体部10Lと、第2の本体部10Rとはヘッドバンド11により連結されているので、第1、第2の本体部10L、10Rがヘッドバンド11によって支持される。このため、耳に装着される際に、これらの本体部10L、10Rが耳からずり下がるのを防止することができ、安定した測定を行うことができる。   Further, since the first main body 10L and the second main body 10R are connected by the headband 11, the first and second main bodies 10L and 10R are supported by the headband 11. For this reason, when it mounts | wears with an ear | edge, it can prevent that these main-body parts 10L and 10R slip down from an ear | edge, and can perform the stable measurement.

更に、第1、第2の本体部10L、10Rがヘッドバンド11の長手方向を軸とし回転自在、且つ長手方向に直交する方向を軸とし回転自在にヘッドバンド11に連結されているので、第1、第2の本体部10L、10Rはヘッドバンド11に対して向きや角度を調節することが可能となる。従って、第1の本体部10Lに取り付けられた耳鏡17Lと、第2の本体部10Rに取り付けられた耳鏡17Rとは、これらの向きや角度を自由に調節することができる。その結果、耳鏡17Lに差し込まれる照射用光ファイバプローブ2と鼓膜との相対位置関係、及び耳鏡17Rに差し込まれる検出用光ファイバプローブ3と鼓膜との相対位置関係を容易に最適化することができる。   Furthermore, the first and second main body portions 10L and 10R are connected to the headband 11 so as to be rotatable about the longitudinal direction of the headband 11 and rotatable about the direction orthogonal to the longitudinal direction. The first and second main body portions 10L and 10R can be adjusted in orientation and angle with respect to the headband 11. Therefore, the direction and angle of the otoscope 17L attached to the first main body 10L and the otoscope 17R attached to the second main body 10R can be freely adjusted. As a result, the relative positional relationship between the irradiation optical fiber probe 2 inserted into the otoscope 17L and the eardrum and the relative positional relationship between the detection optical fiber probe 3 inserted into the otoscope 17R and the eardrum are easily optimized. Can do.

(実施例)
以下に実施例に基づいて本発明を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
(Example)
EXAMPLES The present invention will be described below based on examples, but the present invention is not limited to the following examples.

この実施例では、光源部31にパルス光を使用し、検出光の時間分解波形を利用する時間分解計測法に基づき、解析演算を行った。そして、光量増加を目的に半値幅(FWHM)が数nsのパルス光を使用した。また、吸光特性を解析するために。脳深部での吸収が少ない700nm〜900nm範囲内の3波長を使用して計測を行った。   In this embodiment, pulsed light is used for the light source unit 31 and the analysis calculation is performed based on the time-resolved measurement method using the time-resolved waveform of the detection light. For the purpose of increasing the amount of light, pulsed light having a half width (FWHM) of several ns was used. Also, to analyze the light absorption characteristics. Measurement was performed using three wavelengths within a range of 700 nm to 900 nm with little absorption in the deep brain.

図12(a)は波長760nmにおける計測結果を示す図であり、(b)は波長800nmにおける計測結果を示す図であり、(c)は波長830nmにおける計測結果を示すである。図12において、黒塗り丸印で表されたのは被験者に照射を行わず、光源部31、光検出部32のようにシステムのみに依存する装置関数データであり、白抜き丸印で表されたのは被験者の脳深部(脳幹部)を通過してきた拡散光の計測データである。また、図12の横軸はChannelを、縦軸はCountを示し、1Channelは約10psである。   12A is a diagram showing a measurement result at a wavelength of 760 nm, FIG. 12B is a diagram showing a measurement result at a wavelength of 800 nm, and FIG. 12C shows a measurement result at a wavelength of 830 nm. In FIG. 12, what is represented by a black circle is device function data that does not irradiate the subject and depends only on the system, such as the light source unit 31 and the light detection unit 32, and is represented by a white circle. What is measured data of diffused light that has passed through the subject's deep brain (brain stem). In FIG. 12, the horizontal axis indicates Channel, the vertical axis indicates Count, and 1 Channel is approximately 10 ps.

このように特定波長に対する計測データから、装置関数データの影響を取り除くことによって、その特定波長に対する吸光特性を決定することができる。また、多波長使用することにより、脳深部のヘモグロビン濃度(オキシヘモグロビン濃度CHb、デオキシヘモグロビン濃度CHbO2)や組織酸素飽和度SO2を導出することが可能となる。 Thus, by removing the influence of the device function data from the measurement data for a specific wavelength, the light absorption characteristic for the specific wavelength can be determined. Also, by using multiple wavelengths, it becomes possible to derive the hemoglobin concentration (oxyhemoglobin concentration C Hb , deoxyhemoglobin concentration C HbO2 ) and tissue oxygen saturation SO 2 in the deep brain.

このように本発明の実施例より、脳幹部のような生体深部の光学特性(吸光特性)計測を行う場合、生体の鼓膜部と照射用・検出用光ファイバプローブ位置の相対関係を最適化することが簡便に行えるようになった。その結果、一方の耳穴に照射用光ファイバプローブ2、他方の耳穴に検出用光ファイバプローブ3を差し込み、角度や向きを調整・保持することによって、透過してきた拡散光の検出が可能であることが確認された。更に、多波長に応用することによって、得られた吸光特性の結果からヘモグロビン濃度や組織酸素飽和度を導出することが可能であった。また、生体測定プローブ保持具4を用いて被験者10名中9名に対して、安定した計測ができた。   Thus, according to the embodiment of the present invention, when measuring optical characteristics (absorption characteristics) of the deep part of the living body such as the brainstem, the relative relationship between the eardrum part of the living body and the position of the optical fiber probe for irradiation / detection is optimized. Can be done easily. As a result, it is possible to detect transmitted diffused light by inserting the irradiation optical fiber probe 2 into one ear hole and the detection optical fiber probe 3 into the other ear hole, and adjusting and holding the angle and orientation. Was confirmed. Furthermore, by applying to multiple wavelengths, it was possible to derive the hemoglobin concentration and tissue oxygen saturation from the results of the obtained light absorption characteristics. Moreover, stable measurement could be performed on 9 out of 10 subjects using the biometric probe holder 4.

(変形例)
図13は、生体測定プローブ保持具の変形例を示す概略図である。図13に示すように、この変形例に係る生体測定プローブ保持具36と上記の生体測定プローブ保持具4との相違点は、耳鏡ホルダ18Lを耳鏡17Lの耳穴への挿入方向に付勢するスプリング(第1のバネ部材)37Lが設けられることである。このスプリング37Lは、耳鏡17Lの耳穴への挿入方向に沿って延在し、ベース部14の壁面と耳鏡ホルダ18Lとの間に配置されている。スプリング37Lは、耳鏡ホルダ18Lを介して耳鏡17Lをその耳穴への挿入方向に押圧する。
(Modification)
FIG. 13 is a schematic diagram illustrating a modification of the biometric probe holder. As shown in FIG. 13, the difference between the biometric probe holder 36 according to this modification and the above-described biometric probe holder 4 is that the otoscope holder 18L is biased in the insertion direction of the otoscope 17L into the ear hole. A spring (first spring member) 37L is provided. The spring 37L extends along the insertion direction of the otoscope 17L into the ear hole, and is disposed between the wall surface of the base portion 14 and the otoscope holder 18L. The spring 37L presses the otoscope 17L in the insertion direction into the ear hole via the otoscope holder 18L.

スプリング37Lの内部には、ボルト38が挿入されている。ボルト38は、耳鏡ホルダ18Lの幅方向に設けられた貫通孔を挿通し、その軸部の先端がベース部14にねじ込まれている。耳鏡ホルダ18Lは、このボルト38にガイドされ、耳鏡17Lの耳穴への挿入方向に沿って前後移動可能となっている。   Bolts 38 are inserted into the spring 37L. The bolt 38 is inserted through a through hole provided in the width direction of the otoscope holder 18 </ b> L, and the tip of the shaft portion is screwed into the base portion 14. The otoscope holder 18L is guided by the bolt 38 and can be moved back and forth along the insertion direction of the otoscope 17L into the ear hole.

図13(a)に示すように、外力を受けない場合には、耳鏡ホルダ18Lは、スプリング37Lの付勢力によってボルト38の頭部まで押し付けられている。これに従い、耳鏡ホルダ18Lにより保持された耳鏡17Lは、耳穴に接近する。そして、生体測定プローブ保持具4が頭部に装着される際、この耳鏡ホルダ18Lは、耳からの押し付け力を受け、スプリング37Lの付勢力を抗してボルト38の長手方向に沿って外側にスライドする。これに従い、耳鏡ホルダ18Lにより保持された耳鏡17Lは、耳穴に離れる(図13(b)参照)。   As shown in FIG. 13A, when no external force is received, the otoscope holder 18L is pressed to the head of the bolt 38 by the urging force of the spring 37L. Accordingly, the otoscope 17L held by the otoscope holder 18L approaches the ear hole. When the biometric probe holder 4 is mounted on the head, the otoscope holder 18L receives a pressing force from the ear and resists the biasing force of the spring 37L along the longitudinal direction of the bolt 38. Slide to. Accordingly, the otoscope 17L held by the otoscope holder 18L is separated from the ear hole (see FIG. 13B).

このように構成された生体測定プローブ保持具36は、上述した生体測定プローブ保持具4と同様な効果が得られるほか、耳鏡ホルダ18Lを付勢して耳鏡17Lを耳穴への挿入方向に押圧するスプリング37Lが設けられているので、耳鏡ホルダ18Lにより保持された耳鏡17Lはスプリング37Lの付勢力によって耳穴に接近したり、又は耳からの押し付け力を受けスプリング37Lの付勢力を抗して耳穴から離れたりすることができる。従って、耳鏡17Lの耳穴への挿入方向において、耳鏡17Lに差し込まれる照射用光ファイバプローブ2の位置を調整することが可能となり、更に安定した計測を行うことができる。スプリング(第2のバネ部材)37Rの取り付けなどはスプリング37Lと同じであるので、重複説明を省略する。   The biometric probe holder 36 configured as described above can obtain the same effect as the above-described biometric probe holder 4 and also urges the otoscope holder 18L in the insertion direction of the otoscope 17L into the ear hole. Since the spring 37L to be pressed is provided, the otoscope 17L held by the otoscope holder 18L approaches the ear hole by the urging force of the spring 37L or receives the pressing force from the ear to resist the urging force of the spring 37L. And away from the ear canal. Therefore, in the insertion direction of the otoscope 17L into the ear hole, the position of the irradiation optical fiber probe 2 inserted into the otoscope 17L can be adjusted, and more stable measurement can be performed. Since the attachment of the spring (second spring member) 37R and the like is the same as that of the spring 37L, duplicate description is omitted.

本発明の実施形態に係る生体測定プローブ保持具を用いた生体測定装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the biometric apparatus using the biometric probe holder which concerns on embodiment of this invention. 被験者に生体測定プローブ保持具を装着した状態を示す正面図である。It is a front view which shows the state which mounted | wore the test subject with the biometric probe holder. 被験者に生体測定プローブ保持具を装着した状態を示す平面図である。It is a top view which shows the state which mounted | wore the test subject with the biometric probe holder. 被験者に生体測定プローブ保持具を装着した状態を示す側面図である。It is a side view which shows the state which mounted | wore the test subject with the biometric probe holder. 生体測定プローブ保持具を示す正面図及び側面図である。It is the front view and side view which show a biometric probe holder. 本体部を示す正面図と断面図である。It is the front view and sectional drawing which show a main-body part. 耳鏡と耳鏡ホルダとの位置関係を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the positional relationship of an otoscope and an otoscope holder. (a)はファイバ取り付け具を耳鏡に取り付ける前の状態を示す概略図であり、(b)はファイバ取り付け具を耳鏡に取り付ける後の状態を示す概略図である。(A) is the schematic which shows the state before attaching a fiber attachment tool to an otoscope, (b) is the schematic diagram which shows the state after attaching a fiber attachment tool to an otoscope. ファイバ取り付け具を示す平面図及び側面図である。It is the top view and side view which show a fiber attachment tool. 生体光学特性計測装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a bio-optical characteristic measuring apparatus. 生体測定装置を用いた脳幹部計測のフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart of a brainstem part measurement using a biometric apparatus. (a)は波長760nmにおける計測結果を示す図であり、(b)は波長800nmにおける計測結果を示す図であり、(c)は波長830nmにおける計測結果を示すである。(A) is a figure which shows the measurement result in wavelength 760nm, (b) is a figure which shows the measurement result in wavelength 800nm, (c) is a figure which shows the measurement result in wavelength 830nm. 生体測定プローブ保持具の変形例を示す概略図である。It is the schematic which shows the modification of a biometric probe holder.

符号の説明Explanation of symbols

1…生体測定装置、2…照射用光ファイバプローブ、3…検出用光ファイバプローブ、4,36…生体測定プローブ保持具(生体測定プローブ保持装置)、5…生体光学特性計測装置、10L…第1の本体部、10R…第2の本体部、11…ヘッドバンド(連結部材)、15…遮光部、16…耳収容部、17L…耳鏡(第1の管状部材)、17R…耳鏡(第2の管状部材)、18L…耳鏡ホルダ(第1のホルダ)、18R…耳鏡ホルダ(第2のホルダ)、24L…ボルト(第1のロック部材)、24R…ボルト(第2のロック部材)、37L…スプリング(第1のバネ部材)、37R…スプリング(第2のバネ部材)。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Biological measuring device, 2 ... Optical fiber probe for irradiation, 3 ... Optical fiber probe for detection, 4,36 ... Biometric probe holder (biological measuring probe holding device), 5 ... Biooptical property measuring device, 10L ... DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 main-body part, 10R ... 2nd main-body part, 11 ... Headband (connection member), 15 ... Light-shielding part, 16 ... Ear accommodation part, 17L ... Otoscope (1st tubular member), 17R ... Otoscope ( Second tubular member), 18L ... Otoscope holder (first holder), 18R ... Otoscope holder (second holder), 24L ... Bolt (first lock member), 24R ... Bolt (second lock) Member), 37L ... spring (first spring member), 37R ... spring (second spring member).

Claims (9)

生体測定に用いられるプローブを保持するための生体測定プローブ保持装置において、
一方の耳に装着される第1の本体部と、
前記第1の本体部に可動に取り付けられると共に、耳穴に挿入され、内部にその一方の耳の鼓膜に光を照射する照射用プローブが差し込まれる第1の管状部材と、
他方の耳に装着される第2の本体部と、
前記第2の本体部に可動に取り付けられると共に、耳穴に挿入され、内部にその他方の耳の鼓膜から出射される光を検出する検出用プローブが差し込まれる第2の管状部材と、
を備えるとともに、
前記第1の管状部材と前記第2の管状部材とは、ボールジョイントを介し前記第1の本体部と前記第2の本体部に可動に取り付けられていることを特徴とする生体測定プローブ保持装置。
In a biological measurement probe holding device for holding a probe used for biological measurement,
A first main body mounted on one ear;
A first tubular member that is movably attached to the first main body and is inserted into an ear hole and into which an irradiation probe for irradiating light to the eardrum of one ear is inserted;
A second body part to be worn on the other ear;
A second tubular member that is movably attached to the second main body, inserted into the ear hole, and into which a detection probe for detecting light emitted from the eardrum of the other ear is inserted;
Provided with a,
The biometric probe holding device, wherein the first tubular member and the second tubular member are movably attached to the first main body and the second main body via a ball joint. .
前記第1の本体部と前記第2の本体部とを連結すると共に、頭部に装着される長尺状の連結部材を備えることを特徴とする請求項1に記載の生体測定プローブ保持装置。   The biometric probe holding device according to claim 1, further comprising an elongated connecting member that connects the first main body and the second main body and is attached to the head. 前記第1の本体部と前記第2の本体部とは、前記連結部材の長手方向を軸とし回転自在、且つ長手方向に直交する方向を軸とし回転自在に前記連結部材に連結されていることを特徴とする請求項2に記載の生体測定プローブ保持装置。   The first main body and the second main body are connected to the connecting member so as to be rotatable about the longitudinal direction of the connecting member and rotatable about the direction orthogonal to the longitudinal direction. The biometric probe holding device according to claim 2. 生体測定に用いられるプローブを保持するための生体測定プローブ保持装置において、
一方の耳に装着される第1の本体部と、
前記第1の本体部に可動に取り付けられると共に、耳穴に挿入され、内部にその一方の耳の鼓膜に光を照射する照射用プローブが差し込まれる第1の管状部材と、
他方の耳に装着される第2の本体部と、
前記第2の本体部に可動に取り付けられると共に、耳穴に挿入され、内部にその他方の耳の鼓膜から出射される光を検出する検出用プローブが差し込まれる第2の管状部材と、
前記第1の本体部と前記第2の本体部とを連結すると共に、頭部に装着される長尺状の連結部材と、
を備えるとともに、
前記第1の本体部と前記第2の本体部とは、前記連結部材の長手方向を軸とし回転自在、且つ長手方向に直交する方向を軸とし回転自在に前記連結部材に連結されていることを特徴とする生体測定プローブ保持装置。
In a biological measurement probe holding device for holding a probe used for biological measurement,
A first main body mounted on one ear;
A first tubular member that is movably attached to the first main body and is inserted into an ear hole and into which an irradiation probe for irradiating light to the eardrum of one ear is inserted;
A second body part to be worn on the other ear;
A second tubular member that is movably attached to the second main body, inserted into the ear hole, and into which a detection probe for detecting light emitted from the eardrum of the other ear is inserted;
While connecting the first body part and the second body part, a long connecting member to be mounted on the head,
Provided with a,
The first main body and the second main body are connected to the connecting member so as to be rotatable about the longitudinal direction of the connecting member and rotatable about the direction orthogonal to the longitudinal direction. A biometric probe holding device.
前記第1の管状部材の前記第1の本体部に対する動きをロックするための第1のロック部材と、
前記第2の管状部材の前記第2の本体部に対する動きをロックするための第2のロック部材とを備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の生体測定プローブ保持装置。
A first locking member for locking movement of the first tubular member relative to the first body portion;
The biometric probe holding device according to claim 1, further comprising a second lock member for locking movement of the second tubular member with respect to the second main body portion. apparatus.
前記第1の管状部材を保持すると共に、前記第1の管状部材の耳穴への挿入方向に沿って移動可能な第1のホルダと、
前記第1のホルダを付勢して前記第1の管状部材を耳穴への挿入方向に押圧する第1のバネ部材と、
前記第2の管状部材を保持すると共に、前記第2の管状部材の耳穴への挿入方向に沿って移動可能な第2のホルダと、
前記第2のホルダを付勢して前記第2の管状部材を耳穴への挿入方向に押圧する第2のバネ部材と、を更に備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の生体測定プローブ保持装置。
A first holder that holds the first tubular member and is movable along an insertion direction of the first tubular member into an ear hole;
A first spring member that urges the first holder to press the first tubular member in the insertion direction into the ear hole;
A second holder that holds the second tubular member and is movable along the insertion direction of the second tubular member into the ear hole;
A second spring member that urges the second holder to press the second tubular member in a direction of insertion into the ear hole, further comprising: The biological measurement probe holding device according to 1.
前記第1の本体部と前記第2の本体部とは、遮光材料から形成されると共に、耳を収容する耳収容部を形成する遮光部をそれぞれ有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の生体測定プローブ保持装置。   The said 1st main-body part and the said 2nd main-body part have a light-shielding part which forms the ear | edge accommodating part which accommodates an ear | edge, respectively while being formed from a light-shielding material. The biological measurement probe holding device according to any one of the above. 請求項1〜7のいずれか一項に記載の生体測定プローブ保持装置と、
一方の耳の鼓膜に光を照射する照射用プローブと、
他方の耳の鼓膜から出射される光を検出する検出用プローブと、
前記照射用プローブと前記検出用プローブと接続される生体光学特性計測装置と、
を備えることを特徴とする生体測定装置。
The biometric probe holding device according to any one of claims 1 to 7,
A probe for irradiating light to the eardrum of one ear,
A detection probe for detecting light emitted from the eardrum of the other ear;
A bio-optical property measuring device connected to the irradiation probe and the detection probe;
A biometric apparatus comprising:
生体測定に用いられるプローブを保持するための生体測定プローブ保持装置において、
一方の耳に装着される第1の本体部と、
前記第1の本体部に可動に取り付けられると共に、耳穴に挿入され、内部にその一方の耳の鼓膜に光を照射する照射用プローブが差し込まれる第1の管状部材と、
他方の耳に装着される第2の本体部と、
前記第2の本体部に可動に取り付けられると共に、耳穴に挿入され、内部にその他方の耳の鼓膜から出射される光を検出する検出用プローブが差し込まれる第2の管状部材と、
を備える生体測定プローブ保持装置と、
一方の耳の鼓膜に光を照射する照射用プローブと、
他方の耳の鼓膜から出射される光を検出する検出用プローブと、
前記照射用プローブと前記検出用プローブと接続される生体光学特性計測装置と、
を備えることを特徴とする生体測定装置。
In a biological measurement probe holding device for holding a probe used for biological measurement,
A first main body mounted on one ear;
A first tubular member that is movably attached to the first main body and is inserted into an ear hole and into which an irradiation probe for irradiating light to the eardrum of one ear is inserted;
A second body part to be worn on the other ear;
A second tubular member that is movably attached to the second main body, inserted into the ear hole, and into which a detection probe for detecting light emitted from the eardrum of the other ear is inserted;
A biometric probe holding device comprising:
A probe for irradiating light to the eardrum of one ear,
A detection probe for detecting light emitted from the eardrum of the other ear;
A bio-optical property measuring device connected to the irradiation probe and the detection probe;
A biometric apparatus comprising:
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