JP5573845B2 - 光計測システム、それに用いられる携帯型光計測装置及びその使用方法 - Google Patents
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Description
本発明は、光を用いて非侵襲で生体内部情報（測定データ）を測定する光計測システム、それに用いられる携帯型光計測装置及びその使用方法に関し、さらに詳細には、生体に光を照射するための送光点、生体から出射する光を受光するための受光点をそれぞれ複数個有し、１つの送光点と１つの受光点との組ごとに定まる複数のチャンネルについての生体内部情報を測定するマルチチャンネル方式の光計測システム、それに用いられる携帯型光計測装置及びその使用方法に関する。
本発明は、例えば、脳内各部の血流の経時変化や、生体内部の酸素供給の変化を測定することで、脳機能計測や循環器系障害診断を行う医用機器等に適用される。
本発明は、例えば、脳内各部の血流の経時変化や、生体内部の酸素供給の変化を測定することで、脳機能計測や循環器系障害診断を行う医用機器等に適用される。
近年、脳の活動状況を観察するために、光を用いて簡便に非侵襲で測定する光脳機能イメージング装置が開発されている。このような光脳機能イメージング装置では、被検者の頭部表面上に配置した送光プローブにより、異なる３種類の波長λ１、λ２、λ３（例えば、７８０ｎｍと８０５ｎｍと８３０ｎｍ）の近赤外光を脳に照射するとともに、頭部表面上に配置した受光プローブにより、脳から放出された各波長λ１、λ２、λ３の近赤外光の強度（受光量情報）Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）をそれぞれ検出する。
そして、このようにして得られた受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）から、脳血流中のオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb]と、デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]とを求めるために、例えば、Modified Beer Lambert則を用いて関係式（１）（２）（３）に示す連立方程式を作成して、この連立方程式を解いている（例えば、非特許文献１参照）。さらには、オキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb]と、デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]とから総ヘモグロビンの濃度・光路長積（[oxyHb]＋[deoxyHb]）を算出している。
Ａ（λ１）＝ＥＯ（λ１）×[oxyHb]＋Ｅｄ（λ１）×[deoxyHb]・・・（１）
Ａ（λ２）＝ＥＯ（λ２）×[oxyHb]＋Ｅｄ（λ２）×[deoxyHb]・・・（２）
Ａ（λ３）＝ＥＯ（λ３）×[oxyHb]＋Ｅｄ（λ３）×[deoxyHb]・・・（３）
なお、ＥＯ（λｍ）は、波長λｍの光におけるオキシヘモグロビンの吸光度係数であり、Ｅｄ（λｍ）は、波長λｍの光におけるデオキシヘモグロビンの吸光度係数である。
そして、このようにして得られた受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）から、脳血流中のオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb]と、デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]とを求めるために、例えば、Modified Beer Lambert則を用いて関係式（１）（２）（３）に示す連立方程式を作成して、この連立方程式を解いている（例えば、非特許文献１参照）。さらには、オキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb]と、デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]とから総ヘモグロビンの濃度・光路長積（[oxyHb]＋[deoxyHb]）を算出している。
Ａ（λ１）＝ＥＯ（λ１）×[oxyHb]＋Ｅｄ（λ１）×[deoxyHb]・・・（１）
Ａ（λ２）＝ＥＯ（λ２）×[oxyHb]＋Ｅｄ（λ２）×[deoxyHb]・・・（２）
Ａ（λ３）＝ＥＯ（λ３）×[oxyHb]＋Ｅｄ（λ３）×[deoxyHb]・・・（３）
なお、ＥＯ（λｍ）は、波長λｍの光におけるオキシヘモグロビンの吸光度係数であり、Ｅｄ（λｍ）は、波長λｍの光におけるデオキシヘモグロビンの吸光度係数である。
ここで、送光プローブと受光プローブとの間の距離（チャンネル）と、測定部位との関係について説明する。図１２（ａ）は、一対の送光プローブ及び受光プローブと、測定部位との関係を示す断面図であり、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の平面図である。
送光プローブ１２が被検者の頭部表面の送光点Ｔに押し当てられるとともに、受光プローブ１３が被検者の頭部表面の受光点Ｒに押し当てられる。そして、送光プローブ１２から光を照射させるとともに、受光プローブ１３に頭部表面から放出される光を入射させる。このとき、光は、頭部表面の送光点Ｔから照射された光のうちで、バナナ形状（測定領域）を通過した光が、頭部表面の受光点Ｒに到達する。これにより、測定領域の中でも、特に送光点Ｔと受光点Ｒとを被検者の頭部表面に沿って最短距離で結んだ線Ｌの中点Ｍから、送光点Ｔと受光点Ｒとを被検者の頭部表面に沿って最短距離で結んだ線の距離の半分の深さＬ／２である被検者の測定部位Ｓに関する受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）が得られるとしている。
送光プローブ１２が被検者の頭部表面の送光点Ｔに押し当てられるとともに、受光プローブ１３が被検者の頭部表面の受光点Ｒに押し当てられる。そして、送光プローブ１２から光を照射させるとともに、受光プローブ１３に頭部表面から放出される光を入射させる。このとき、光は、頭部表面の送光点Ｔから照射された光のうちで、バナナ形状（測定領域）を通過した光が、頭部表面の受光点Ｒに到達する。これにより、測定領域の中でも、特に送光点Ｔと受光点Ｒとを被検者の頭部表面に沿って最短距離で結んだ線Ｌの中点Ｍから、送光点Ｔと受光点Ｒとを被検者の頭部表面に沿って最短距離で結んだ線の距離の半分の深さＬ／２である被検者の測定部位Ｓに関する受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）が得られるとしている。
また、光脳機能イメージング装置では、脳の複数箇所の測定部位に関するオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb]、デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]及び総ヘモグロビンの濃度・光路長積（[oxyHb]＋[deoxyHb]）をそれぞれ測定するために、例えば、近赤外分光分析計等が利用されている（例えば、特許文献１参照）。
図１３は、従来の近赤外分光分析計の概略構成の一例を示すブロック図である。また、図１４は、図１３に示す近赤外分光分析計の外観の一例を示す斜視図である。なお、見やすくするために、数本の送光用光ファイバや数本の受光用光ファイバ等を省略している。
近赤外分光分析計１０１は、直方体形状（例えば、７０ｃｍ×１００ｃｍ×１２０ｃｍ）の筐体１１を有する。
筐体１１の内部には、光を出射する光源ドライバ（発光部）２と、光を検出する光検出器３と、Ａ／Ｄ５と、送受光用制御部２１と、解析用制御部２２と、メモリ２３とを備えるとともに、筐体１１の外部には、１６個の送光プローブ（送光手段）１２と、１６個の受光プローブ（受光手段）１３と、１６本の送光用光ファイバ１４と、１６本の受光用光ファイバ１５と、モニタ画面２６ａ等を有する表示装置２６と、キーボード（入力装置）２７とを備える。
図１３は、従来の近赤外分光分析計の概略構成の一例を示すブロック図である。また、図１４は、図１３に示す近赤外分光分析計の外観の一例を示す斜視図である。なお、見やすくするために、数本の送光用光ファイバや数本の受光用光ファイバ等を省略している。
近赤外分光分析計１０１は、直方体形状（例えば、７０ｃｍ×１００ｃｍ×１２０ｃｍ）の筐体１１を有する。
筐体１１の内部には、光を出射する光源ドライバ（発光部）２と、光を検出する光検出器３と、Ａ／Ｄ５と、送受光用制御部２１と、解析用制御部２２と、メモリ２３とを備えるとともに、筐体１１の外部には、１６個の送光プローブ（送光手段）１２と、１６個の受光プローブ（受光手段）１３と、１６本の送光用光ファイバ１４と、１６本の受光用光ファイバ１５と、モニタ画面２６ａ等を有する表示装置２６と、キーボード（入力装置）２７とを備える。
光源ドライバ２は、送受光用制御部２１から入力された駆動信号により各送光プローブ１２に光をそれぞれ送光する光源であり、例えば、異なる３種類の波長λ１、λ２、λ３の近赤外光を出射することができる半導体レーザＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３等である。
光検出器３は、各受光プローブ１３で受光した近赤外光をそれぞれ検出することにより、１６個の受光信号（受光量情報）Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）をＡ／Ｄ５を介して送受光用制御部２１に出力する検出器であり、例えば、光電子増倍管等である。
光検出器３は、各受光プローブ１３で受光した近赤外光をそれぞれ検出することにより、１６個の受光信号（受光量情報）Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）をＡ／Ｄ５を介して送受光用制御部２１に出力する検出器であり、例えば、光電子増倍管等である。
送光用光ファイバ１４と受光用光ファイバ１５とは、直径２ｍｍ、長さ２ｍ〜１０ｍの管状であり、近赤外光を軸方向に伝達することができ、一端部から入射した近赤外光が、内部を通過して他端部から出射したり、他端部から入射した近赤外光が、内部を通過して一端部から出射したりするようになっている。
１本の送光用光ファイバ１４は、１個の送光用プローブ１２と、光源ドライバ２の１個の半導体レーザＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３とを設定長さ（２ｍ〜１０ｍ）で離れるように両端部に接続している。
１本の受光用光ファイバ１５は、１個の受光用プローブ１３と、光検出器３の１個の光電子増倍管とを設定長さ（２ｍ〜１０ｍ）で離れるように両端部に接続している。
１本の送光用光ファイバ１４は、１個の送光用プローブ１２と、光源ドライバ２の１個の半導体レーザＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３とを設定長さ（２ｍ〜１０ｍ）で離れるように両端部に接続している。
１本の受光用光ファイバ１５は、１個の受光用プローブ１３と、光検出器３の１個の光電子増倍管とを設定長さ（２ｍ〜１０ｍ）で離れるように両端部に接続している。
このような近赤外分光分析計１０１においては、１６個の送光プローブ１２と１６個の受光プローブ１３とを所定の配列で被検者の頭部表面に接触させるために、ホルダ１３０が使用される。図１５は、１６個の送光プローブと１６個の受光プローブとが挿入されるホルダ１３０の一例を示す平面図である。
送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ１６と受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ１６とは、縦方向に４個と横方向に８個とに交互となるように配置されることになる。これにより、送光プローブ１２と受光プローブ１３とのプローブ間隔が一定となり、頭部表面から特定の深度となる受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）を得ている。なお、プローブ間隔は、チャンネルと呼ばれ、一般的にチャンネルを３０ｍｍとしたものが用いられ、チャンネルが３０ｍｍである場合には、チャンネルの中点からの深度１５ｍｍ〜２０ｍｍの受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）が得られると考えられている。すなわち、頭部表面から深度１５ｍｍ〜２０ｍｍの位置は脳表部位にほぼ対応し、脳活動に関係した受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）を得ている。
送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ１６と受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ１６とは、縦方向に４個と横方向に８個とに交互となるように配置されることになる。これにより、送光プローブ１２と受光プローブ１３とのプローブ間隔が一定となり、頭部表面から特定の深度となる受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）を得ている。なお、プローブ間隔は、チャンネルと呼ばれ、一般的にチャンネルを３０ｍｍとしたものが用いられ、チャンネルが３０ｍｍである場合には、チャンネルの中点からの深度１５ｍｍ〜２０ｍｍの受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）が得られると考えられている。すなわち、頭部表面から深度１５ｍｍ〜２０ｍｍの位置は脳表部位にほぼ対応し、脳活動に関係した受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）を得ている。
なお、ホルダ１３０のどの貫通孔に、どの送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ１６又は受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ１６が挿入されたかが認識されるように、各貫通孔には、異なる番号（Ｔ１、Ｔ２、・・・、Ｒ１、Ｒ２、・・・）がそれぞれ振り当てられているとともに、各送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ１６にも、異なる番号（Ｔ１、Ｔ２、・・・）がそれぞれ振り当てられ、各受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ１６にも、異なる番号（Ｒ１、Ｒ２、・・・）がそれぞれ振り当てられている。これにより、各送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ１６と各受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ１６とは、対応する番号の各貫通孔にそれぞれ挿入されることになる。
また、被検者の頭部表面の曲率は、男女差、年齢差、個人差によって異なるために、頭部表面の曲率の差異があっても容易に対応可能にするものとして、送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ１６と受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ１６とが保持される保持部を頭部表面に格子状に配置するとともに、保持部を互いに可撓性を示す連結部で連結し、さらに、所定の角度内で保持部を回転軸として連結部の回転可変性を有するホルダ１３０が使用されている（例えば、特許文献２参照）。
また、被検者の頭部表面の曲率は、男女差、年齢差、個人差によって異なるために、頭部表面の曲率の差異があっても容易に対応可能にするものとして、送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ１６と受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ１６とが保持される保持部を頭部表面に格子状に配置するとともに、保持部を互いに可撓性を示す連結部で連結し、さらに、所定の角度内で保持部を回転軸として連結部の回転可変性を有するホルダ１３０が使用されている（例えば、特許文献２参照）。
そして、このような１６個の送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ１６と１６個の受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ１６との位置関係では、１個の受光プローブ１３で、複数個の送光プローブ１２から照射された光を同時に受光しないで、１個の送光プローブ１２から照射された光のみを受光するように、送光プローブ１２から光を照射するタイミングと、受光プローブ１３で光を受光するタイミングとを調整する必要がある。このため、メモリ２３には、光源ドライバ２で光を出射するタイミングと光検出器３で光を検出するタイミングとを示す制御テーブルが記憶されている。
このような制御テーブルがメモリ２３に記憶された送受光用制御部２１は、所定の時間に、１個の送光プローブ１２に光を送光する駆動信号を光源ドライバ２に出力するとともに、受光プローブ１３で受光された受光信号（受光量情報）を光検出器３で検出する。
その結果、図１５に示すように平面視すると、合計５２個（Ｓ１〜Ｓ５２）の受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）の収集が行われる。
そして、解析用制御部２２は、合計５２個の受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）に基づいて、関係式（１）（２）（３）を用いて、各波長（オキシヘモグロビンの吸収波長及びデオキシヘモグロビンの吸収波長）の通過光強度から、オキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb]、デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]及び総ヘモグロビンの濃度・光路長積（[oxyHb]＋[deoxyHb]）を求めている。
このような制御テーブルがメモリ２３に記憶された送受光用制御部２１は、所定の時間に、１個の送光プローブ１２に光を送光する駆動信号を光源ドライバ２に出力するとともに、受光プローブ１３で受光された受光信号（受光量情報）を光検出器３で検出する。
その結果、図１５に示すように平面視すると、合計５２個（Ｓ１〜Ｓ５２）の受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）の収集が行われる。
そして、解析用制御部２２は、合計５２個の受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）に基づいて、関係式（１）（２）（３）を用いて、各波長（オキシヘモグロビンの吸収波長及びデオキシヘモグロビンの吸収波長）の通過光強度から、オキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb]、デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]及び総ヘモグロビンの濃度・光路長積（[oxyHb]＋[deoxyHb]）を求めている。
Factors affecting the accuracy of near-infrared spectroscopy concentration calculations for focal changes in oxygenation parameters, NeuroImage 18, 865-879, 2003
ところで、上述したような近赤外分光分析計１０１で、被検者がリハビリ等の運動を行っている際の被検者の脳内各部の血流の経時変化を測定しようとすると、大きさが７０ｃｍ×１００ｃｍ×１２０ｃｍである筐体１１は室内のどこかに固定されることになるので、送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ１６や受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ１６がホルダ１３０の貫通孔から外れてしまうことがあった。つまり、被検者が激しく動いている際には、測定することができなかった。
また、被検者がリハビリ等の運動を行う時間は、１時間程度であるのに、医師等が被検者の頭部にホルダ１３０を取り付け、そして、送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ１６や受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ８をホルダ１３０の貫通孔に取り付ける時間も、１時間程度かかった。つまり、被検者がリハビリ等の運動を行う時間に対して、被検者の頭部にホルダ１３０や送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ１６や受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ１６を装着する準備時間が非常に長かった。
また、被検者がリハビリ等の運動を行う時間は、１時間程度であるのに、医師等が被検者の頭部にホルダ１３０を取り付け、そして、送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ１６や受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ８をホルダ１３０の貫通孔に取り付ける時間も、１時間程度かかった。つまり、被検者がリハビリ等の運動を行う時間に対して、被検者の頭部にホルダ１３０や送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ１６や受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ１６を装着する準備時間が非常に長かった。
さらに、被検者はリハビリ等の運動を毎日行うこともあり、その場合、被検者はリハビリ等の運動を行う場所は、被検者の家等であることもあり、近赤外分光分析計１０１が各家庭に配置されることは、配置スペースやコスト面等から不可能に近い。
また、家族等が被検者の頭部にホルダ１３０や送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ１６や受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ１６を取り付けるには非常に手間がかかるし、被検者一人では自分自身の頭部にホルダ１３０や送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ１６や受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ１６を取り付けることはできなかった。
また、家族等が被検者の頭部にホルダ１３０や送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ１６や受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ１６を取り付けるには非常に手間がかかるし、被検者一人では自分自身の頭部にホルダ１３０や送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ１６や受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ１６を取り付けることはできなかった。
本件発明者らは、上記課題を解決するために、被検者が激しく動いている際にも測定することができる光計測装置について検討を行った。そこで、被検者の脳内各部の血流の経時変化を精密に測定（診断）する場合には、多数の送光プローブと多数の受光プローブとを備える光計測装置が必要となるが、被検者がリハビリ等の運動を行っている際の被検者の脳内各部の血流の経時変化を測定する場合には、その運動を行うための特定部分の脳内各部の血流の経時変化を測定すれば充分であるため、少数の送光プローブと少数の受光プローブとを備える光計測装置を用いることができることがわかった。その結果、多数の送光プローブと多数の受光プローブと筐体（例えば、７０ｃｍ×１００ｃｍ×１２０ｃｍ）とを備える主光計測装置と、少数の送光プローブと少数の受光プローブと筐体（例えば、１０ｃｍ×１０ｃｍ×５ｃｍ）とを備える携帯型光計測装置との２種類の光計測装置を用いて使い分けることを見出した。これにより、携帯型光計測装置は、プローブ数が少ないため、筐体の大きさを小さくすることができるので、被検者が携帯型光計測装置を携帯することができ、その結果、被検者が激しく動いている際にも測定することができようになる。
さらに、被検者がリハビリ等の運動を行う場所は、被検者の家等である場合もあるため、被検者一人でも自分自身の頭部にホルダや送光プローブや受光プローブを取り付けることができる携帯型光計測装置について検討を行った。一般的に上述したような近赤外分光分析計に用いられるホルダは、頭部表面の曲率の差異があっても容易に対応可能にするため、連結部が可撓性を示したり、所定の角度内で保持部を回転軸として連結部の回転可変性を有したりするので、変形することが可能となっている。よって、ホルダ自体が変形するため、被検者一人で自分自身の頭部にホルダや送光プローブや受光プローブを取り付けることが困難であった。そこで、携帯型光計測装置で用いられるホルダを、測定を行う被検者本人のみにしか用いることができなくなるが、ホルダが変形せずに被検者の頭部の形のみにあうように、変形しない様々な種類のホルダから特定のホルダを選択したり、被検者本人専用のホルダを製造したりすることを見出した。そして、被検者の特定部分の脳内各部の血流の経時変化を確実に測定することができるように、主光計測装置で診断した際に得られた測定データに基づいて、様々な種類のホルダから特定のホルダを選択したり、被検者本人専用のホルダを製造したりすることも見出した。これにより、被検者一人でも自分自身の頭部にホルダや送光プローブや受光プローブを取り付けることができるし、装着する準備時間も非常に短くなる。
すなわち、本発明の光計測システムは、主光計測装置と携帯型光計測装置とを備える光計測システムであって、前記主光計測装置は、第一筐体と、被検者に光を照射するＡ個の第１送光手段と、前記被検者から放出される光を受光するＢ個の第１受光手段と、表示装置と、前記被検者の頭部に装着され、少なくとも（Ａ＋Ｂ）個の第１送光手段及び第１受光手段を保持する第一ホルダと、前記第一筐体の内部に配置され、前記第１送光手段及び第１受光手段を制御することで、脳活動に関する測定データを得て、当該測定データを表示装置に表示させる制御部とを備え、前記携帯型光計測装置は、前記被検者に携帯可能となる第二筐体と、被検者に光を照射するＣ個の第２送光手段と、前記被検者から放出される光を受光するＤ個の第２受光手段と、前記被検者の頭部に装着され、少なくとも（Ｃ＋Ｄ）個の第２送光手段及び第２受光手段を保持する第二ホルダと、前記第二筐体の内部に配置され、前記第２送光手段及び第２受光手段を制御することで、脳活動に関する測定データを得る制御部と、前記主光計測装置と通信することが可能である通信部とを備え、（Ｃ＋Ｄ）＜（Ａ＋Ｂ）を満足し、前記携帯型光計測装置の通信部は、前記携帯型光計測装置の制御部で得られた測定データを主光計測装置に送信するようにしている。
ここで、「携帯可能」とは、被検者が身に付けることができることをいい、例えば、ポケットに入れたり、ランドセルのように背負ったり、ウエストポーチの中に入れたりすることになる。そのため、第二筐体の大きさは、１０ｃｍ３以上２０ｃｍ３以下であることが好ましい。
また、「通信部」は、携帯型光計測装置の制御部で得られた測定データを主光計測装置に送信することができればよく、例えば、無線や有線でリアルタイムに通信を行ったり、可搬メモリ等を用いて携帯型光計測装置から主光計測装置にデータを受け渡したりしてもよい。
また、「通信部」は、携帯型光計測装置の制御部で得られた測定データを主光計測装置に送信することができればよく、例えば、無線や有線でリアルタイムに通信を行ったり、可搬メモリ等を用いて携帯型光計測装置から主光計測装置にデータを受け渡したりしてもよい。
以上のように、本発明の光計測システムによれば、携帯型光計測装置は、（Ｃ＋Ｄ）は、（Ａ＋Ｂ）より小さくなり、表示装置も備える必要がなくなるので、第二筐体の大きさを小さくすることができるため、被検者が携帯することができ、その結果、被検者が激しく動いている際にも測定することができる。
（その他の課題を解決するための手段及び効果）
また、本発明の光計測システムは、前記主光計測装置の制御部で得られた測定データに基づいて、前記携帯型光計測装置で用いられる第二ホルダが選択或いは作製されているようにしてもよい。
本発明の光計測システムによれば、第二ホルダは、（Ｃ＋Ｄ）個の貫通孔しか設けられていないが、被検者の特定部分の脳内各部の血流の経時変化を確実に測定することができる第二ホルダを選択或いは作製することができる。これにより、被検者一人でも自分自身の頭部に第二ホルダや第２送光手段や第２受光手段を取り付けることができるし、装着する準備時間も非常に短くなる。よって、被検者がリハビリ等の運動を行っている際の被検者の脳内各部の血流の経時変化を容易に測定することができるようになる。
また、本発明の光計測システムは、前記主光計測装置の制御部で得られた測定データに基づいて、前記携帯型光計測装置で用いられる第二ホルダが選択或いは作製されているようにしてもよい。
本発明の光計測システムによれば、第二ホルダは、（Ｃ＋Ｄ）個の貫通孔しか設けられていないが、被検者の特定部分の脳内各部の血流の経時変化を確実に測定することができる第二ホルダを選択或いは作製することができる。これにより、被検者一人でも自分自身の頭部に第二ホルダや第２送光手段や第２受光手段を取り付けることができるし、装着する準備時間も非常に短くなる。よって、被検者がリハビリ等の運動を行っている際の被検者の脳内各部の血流の経時変化を容易に測定することができるようになる。
また、本発明の光計測システムは、前記携帯型光計測装置の制御部で得られる測定データは、前記被検者が運動を行っている際のデータであり、前記主光計測装置の制御部で得られる測定データは、前記被検者が静止している際のデータであるようにしてもよい。
本発明の光計測システムによれば、被検者の脳内各部の血流の経時変化を精密に測定（診断）する場合には、主光計測装置を用い、一方、被検者がリハビリ等の運動を行っている際の被検者の脳内各部の血流の経時変化を測定する場合には、携帯型光計測装置を用いることができる。
本発明の光計測システムによれば、被検者の脳内各部の血流の経時変化を精密に測定（診断）する場合には、主光計測装置を用い、一方、被検者がリハビリ等の運動を行っている際の被検者の脳内各部の血流の経時変化を測定する場合には、携帯型光計測装置を用いることができる。
また、本発明の光計測システムは、表示装置と、前記測定データを表示装置に表示させる制御部とを備える解析装置を備え、前記携帯型光計測装置は、前記解析装置と通信することが可能である通信部を備え、前記携帯型光計測装置の通信部は、前記携帯型光計測装置の制御部で得られた測定データを解析装置に送信するようにしてもよい。
本発明の光計測システムによれば、主光計測装置がない場所でも、解析装置さえあれば、携帯型光計測装置を使用することができる。よって、被検者がリハビリ等の運動を行う場所が、被検者の家等であっても、測定することができるようになる。
本発明の光計測システムによれば、主光計測装置がない場所でも、解析装置さえあれば、携帯型光計測装置を使用することができる。よって、被検者がリハビリ等の運動を行う場所が、被検者の家等であっても、測定することができるようになる。
そして、本発明は、上述したような光計測システムに用いられる携帯型光計測装置であって、脳活動に関する測定データを得る制御部と、前記主光計測装置と通信することが可能である通信部とを備え、前記通信部は、前記制御部で得られた測定データを主光計測装置に送信するようにしている。
さらに、本発明の携帯型光計測装置は、前記通信部は、前記被検者が運動を行っている際の測定データを主光計測装置に送信するようにしてもよい。
さらに、本発明の携帯型光計測装置は、前記通信部は、前記被検者が運動を行っている際の測定データを主光計測装置に送信するようにしてもよい。
そして、本発明は、上述したような光計測システムの使用方法であって、主光計測装置の制御部で、被検者が静止している際の測定データを得る主光計測装置使用ステップと、携帯型光計測装置の制御部で、被検者が運動を行っている際の測定データを得る携帯型光計測装置使用ステップと、主光計測装置使用ステップ又は携帯型光計測装置使用ステップのどちらかを実行するステップとを含むようにしている。
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下に説明するような実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれることはいうまでもない。
＜第一の実施形態＞
図１は、本発明の一実施形態である光計測システムの概略構成を示すブロック図である。なお、図２は、図１に示す主光計測装置の概略構成を示す詳細ブロック図であり、図３は、図１に示す携帯型光計測装置の概略構成を示す詳細ブロック図である。また、図４は、携帯型光計測装置の外観の一例を示す斜視図である。
そして、図５は、６４個の送光プローブと６４個の受光プローブとが挿入される第一ホルダの一例を示す平面図であり、図６は、４個の送光プローブと４個の受光プローブとが挿入される第二ホルダの一例を示す平面図である。
光計測システム１は、第一ホルダ３０を有する１台の主光計測装置１０と、第二ホルダ６０を有する１台の携帯型光計測装置４０とを備える。なお、近赤外分光分析計１０１と同様のものについては、同じ符号を付している。
第一の実施形態では、主光計測装置１０と携帯型光計測装置４０とは、病院に配置されることになる。
図１は、本発明の一実施形態である光計測システムの概略構成を示すブロック図である。なお、図２は、図１に示す主光計測装置の概略構成を示す詳細ブロック図であり、図３は、図１に示す携帯型光計測装置の概略構成を示す詳細ブロック図である。また、図４は、携帯型光計測装置の外観の一例を示す斜視図である。
そして、図５は、６４個の送光プローブと６４個の受光プローブとが挿入される第一ホルダの一例を示す平面図であり、図６は、４個の送光プローブと４個の受光プローブとが挿入される第二ホルダの一例を示す平面図である。
光計測システム１は、第一ホルダ３０を有する１台の主光計測装置１０と、第二ホルダ６０を有する１台の携帯型光計測装置４０とを備える。なお、近赤外分光分析計１０１と同様のものについては、同じ符号を付している。
第一の実施形態では、主光計測装置１０と携帯型光計測装置４０とは、病院に配置されることになる。
まず、第一ホルダ３０について説明する。図７は、送光プローブ１２とナット部品３２と２個の接続部品３１とソケット部品３３とを示す分解斜視図であり、図８は、組み立てた後の送光プローブ１２とナット部品３２と２個の接続部品３１とソケット部品３３とを示す図である。
第一ホルダ３０は、送光プローブ１２や受光プローブ１３を固定する１２８個のソケット部品３３と、２３２個の接続部品３１と、１２８個のナット部品３２とを備える。
第一ホルダ３０は、送光プローブ１２や受光プローブ１３を固定する１２８個のソケット部品３３と、２３２個の接続部品３１と、１２８個のナット部品３２とを備える。
接続部品３１は、一の字形状の板状体である。そして、接続部品３１は、両端に円環形状の挿入部３１ａと、両端の挿入部３１ａをチャンネル長さＸで連結する連結部３１ｂとを有する。各挿入部３１ａの中央には、ソケット部品３３が挿入されるための円形状の貫通孔がそれぞれ開けられている。また、連結部３１ｂは、幅１０ｍｍ、厚さ０．１ｍｍであり、かつ、貫通孔の中心と貫通孔の中心との間の距離がチャンネル長さ３０ｍｍとなるように形成されており、厚さ方向にだけ可撓性を有する。つまり、両端の挿入部３１ａは、常にチャンネル長さＸで保持されるようになっている。
ソケット部品３３は、円筒形状の本体部３３ａと、円環形状の顎部３３ｂと、円環形状の底部３３ｃとを有し、その内側に送光プローブ１２や受光プローブ１３を挿入可能とするとともに、本体部３３ａの外周面にナット部品３２が螺合されるネジが形成されている。
ナット部品３２は、円形状の貫通孔を有する円環形状であり、その内周面にソケット部品３３の本体部３３ａに螺合されるメスネジが形成されている。なお、貫通孔の大きさは、上方から見ると、ソケット部品３３の本体部３３ａの大きさよりも大きく、ソケット部品３３の顎部３３ｂよりも小さくなっている。
ナット部品３２は、円形状の貫通孔を有する円環形状であり、その内周面にソケット部品３３の本体部３３ａに螺合されるメスネジが形成されている。なお、貫通孔の大きさは、上方から見ると、ソケット部品３３の本体部３３ａの大きさよりも大きく、ソケット部品３３の顎部３３ｂよりも小さくなっている。
これにより、ナット部品３２の内側にソケット部品３３の本体部３３ａをネジ機構を用いて挿入することにより、ソケット部品３３の顎部３３ｂとナット部品３２との間に接続部品３１の挿入部３１ａを挟み込んで固定することができる。このとき、１個の接続部品３１を固定するときには、ソケット部品３３の顎部３３ｂとナット部品３２との間に１個の接続部品３１の挿入部３１ａを挟み込むことになる。一方、４個の接続部品３１を固定するときには、ソケット部品３３の顎部３３ｂとナット部品３２との間に４個の接続部品３１の挿入部３１ａを挟み込むことになる。すなわち、任意の数の接続部品３１を固定することができるようになっている。
そして、例えば、１２８個のソケット部品３３と２３２個の接続部品３１と１２８個のナット部品３２とを用いて、図５に示す第一ホルダ３０を作製する。このような第一ホルダ３０によれば、頭部表面に密着するように装着するために、図８（ａ）に示すように一の接続部品３１と他の接続部品３１とは、上方から見てソケット部品３３を軸として所望角度を形成するように固定するとともに、図８（ｂ）に示すように接続部品３１の連結部３１ｂは可撓性を有するので、頭部表面と一致するような曲率を有する面となるように変形することができる。このとき、変形が加えられた状態で、一の接続部品３１と他の接続部品３１との間の角度で形成される角度が固定されると、その曲率が保持される結果となる。
なお、測定を行う際には、各送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ６４と各受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ６４とが、対応する番号のソケット部品３３の内側にそれぞれ挿入されることになる。
なお、測定を行う際には、各送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ６４と各受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ６４とが、対応する番号のソケット部品３３の内側にそれぞれ挿入されることになる。
主光計測装置１０は、直方体形状（例えば、７０ｃｍ×１００ｃｍ×１２０ｃｍ）の第一筐体１１を有する。
第一筐体１１の内部には、光を出射する光源ドライバ（第一発光部）２と、光を検出する光検出器（第一光検出部）３と、Ａ／Ｄ５と、携帯型光計測装置４０の送受光用制御部５１と無線で通信を行う無線装置（通信部）６と、送受光用制御部２１と、解析用制御部２２と、メモリ２３とを備えるとともに、第一筐体１１の外部には、６４（Ａ）個の送光プローブ（第１送光手段）１２Ｔ１〜１２Ｔ６４と、６４個（Ｂ）の受光プローブ（第１受光手段）１３Ｒ１〜１３Ｒ６４と、６４（Ａ）本の送光用光ファイバ１４と、６４（Ｂ）本の受光用光ファイバ１５と、モニタ画面２６ａ等を有する表示装置２６と、キーボード（入力装置）２７とを備える。
よって、主光計測装置１０は、６４個の送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ６４と、６４個の受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ６４とを備えるので、被検者の脳内各部の血流の経時変化を精密に測定（診断）することができるようになっている。
第一筐体１１の内部には、光を出射する光源ドライバ（第一発光部）２と、光を検出する光検出器（第一光検出部）３と、Ａ／Ｄ５と、携帯型光計測装置４０の送受光用制御部５１と無線で通信を行う無線装置（通信部）６と、送受光用制御部２１と、解析用制御部２２と、メモリ２３とを備えるとともに、第一筐体１１の外部には、６４（Ａ）個の送光プローブ（第１送光手段）１２Ｔ１〜１２Ｔ６４と、６４個（Ｂ）の受光プローブ（第１受光手段）１３Ｒ１〜１３Ｒ６４と、６４（Ａ）本の送光用光ファイバ１４と、６４（Ｂ）本の受光用光ファイバ１５と、モニタ画面２６ａ等を有する表示装置２６と、キーボード（入力装置）２７とを備える。
よって、主光計測装置１０は、６４個の送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ６４と、６４個の受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ６４とを備えるので、被検者の脳内各部の血流の経時変化を精密に測定（診断）することができるようになっている。
送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ６４は、ソケット部品３３と固定するために上端部が少し大きくなった細長い円柱形状をしている。そして、送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ６４の上端部は、送光用光ファイバ１４を介して光源ドライバ２と接続され、下端部から光を照射するようになっている。
受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ６４も、送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ６４と同様な上端部が少し大きくなった細長い円柱形状をしている。そして、受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ６４の上端部は、受光用光ファイバ１５を介して光検出器３と接続され、その下端部で光を受光するようになっている。
受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ６４も、送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ６４と同様な上端部が少し大きくなった細長い円柱形状をしている。そして、受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ６４の上端部は、受光用光ファイバ１５を介して光検出器３と接続され、その下端部で光を受光するようになっている。
送受光用制御部２１が処理する機能をブロック化して説明すると、光源ドライバ２に駆動信号を出力する発光制御部２１ａと、光検出器３からの受光信号を受けることにより受光信号（受光量情報）Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）をメモリ２３に記憶させる光検出制御部２１ｂと、無線装置６を制御する通信制御部２１ｃとを有する。
発光制御部２１ａは、キーボード２７からスタート信号「診断」を受信すると、メモリ２３に記憶された制御テーブルに基づいて、送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ６４に光を送光する駆動信号を光源ドライバ２に出力する制御を行う。
光検出制御部２１ｂは、キーボード２７からスタート信号「診断」を受信すると、メモリ２３に記憶された制御テーブルに基づいて、光検出器３からの受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）をメモリ２３に記憶させる制御を行う。
通信制御部２１ｃは、キーボード２７からスタート信号「リハビリ」を受信すると、無線装置６を介して、後述する携帯型光計測装置４０の送受光用制御部５１で得られた受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）を受信して、受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）をメモリ２３に記憶させる制御を行う。
発光制御部２１ａは、キーボード２７からスタート信号「診断」を受信すると、メモリ２３に記憶された制御テーブルに基づいて、送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ６４に光を送光する駆動信号を光源ドライバ２に出力する制御を行う。
光検出制御部２１ｂは、キーボード２７からスタート信号「診断」を受信すると、メモリ２３に記憶された制御テーブルに基づいて、光検出器３からの受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）をメモリ２３に記憶させる制御を行う。
通信制御部２１ｃは、キーボード２７からスタート信号「リハビリ」を受信すると、無線装置６を介して、後述する携帯型光計測装置４０の送受光用制御部５１で得られた受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）を受信して、受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）をメモリ２３に記憶させる制御を行う。
解析用制御部２２が処理する機能をブロック化して説明すると、演算部２２ａと、被検者の脳画像データを取得する脳画像データ取得部２２ｂと、脳活動画像表示制御部２２ｃとを有する。
脳画像データ取得部２２ｂは、被検者の脳画像データを取得して、メモリ２３に記憶させる制御を行う。例えば、測定を行う前に、核磁気共鳴画像診断装置（以下、ＭＲＩと略す）等で被検者を撮影することにより、脳画像データを作成しておく。そして、ＭＲＩから脳画像データをメモリ２３に記憶させることになる。
脳画像データ取得部２２ｂは、被検者の脳画像データを取得して、メモリ２３に記憶させる制御を行う。例えば、測定を行う前に、核磁気共鳴画像診断装置（以下、ＭＲＩと略す）等で被検者を撮影することにより、脳画像データを作成しておく。そして、ＭＲＩから脳画像データをメモリ２３に記憶させることになる。
演算部２２ａは、メモリ２３に記憶されていく受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）に基づいて、関係式（１）（２）（３）を用いて、各波長（オキシヘモグロビンの吸収波長及びデオキシヘモグロビンの吸収波長）の通過光強度から、オキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb]、デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]及び総ヘモグロビンの濃度・光路長積（[oxyHb]＋[deoxyHb]）を求める制御を行う。
脳活動画像表示制御部２４ｃは、モニタ画面２６ａに、情報の表示を行う制御を行う。例えば、脳平面でのオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb]、デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]及び総ヘモグロビンの濃度・光路長積（[oxyHb]＋[deoxyHb]）の等高線グラフを脳画像データ上に表示する。このとき、送受光用制御部２１で得られた測定データを表示している際には、脳全面上に等高線グラフが表示され、一方、送受光用制御部５１で得られた測定データを表示している際には、脳の一部上に等高線グラフが表示されることになる。
脳活動画像表示制御部２４ｃは、モニタ画面２６ａに、情報の表示を行う制御を行う。例えば、脳平面でのオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb]、デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]及び総ヘモグロビンの濃度・光路長積（[oxyHb]＋[deoxyHb]）の等高線グラフを脳画像データ上に表示する。このとき、送受光用制御部２１で得られた測定データを表示している際には、脳全面上に等高線グラフが表示され、一方、送受光用制御部５１で得られた測定データを表示している際には、脳の一部上に等高線グラフが表示されることになる。
第二ホルダ６０は、櫛形形状の板状体であり、所定の幅（例えば、１０ｍｍ）の直線状の４本の枝部６１が間隔（例えば、３０ｍｍ）を空けて平行に並べられるとともに、これらの枝部６１の片側端どうしを接続する直線状の１本の基幹部６２が設けられている。
そして、各枝部６１の先端部に円環形状の貫通孔が形成されるとともに、その貫通孔とチャンネル長さＸ（例えば、３０ｍｍ）で離れる基幹部６２の位置に円環形状の貫通孔が形成されている。このとき、基幹部６２に形成された貫通孔どうしも、チャンネル長さＸ（例えば、３０ｍｍ）で離れるようになっている。
このような第二ホルダ６０は、測定を行う被検者本人のみに用いられるように作製されており、被検者一人で自分自身の頭部に取り付けられるようになっている。
なお、測定を行う際には、携帯型光計測装置４０の各送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ４と各受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ４とが、対応する番号の貫通孔の内側にそれぞれ挿入されることになる。
そして、各枝部６１の先端部に円環形状の貫通孔が形成されるとともに、その貫通孔とチャンネル長さＸ（例えば、３０ｍｍ）で離れる基幹部６２の位置に円環形状の貫通孔が形成されている。このとき、基幹部６２に形成された貫通孔どうしも、チャンネル長さＸ（例えば、３０ｍｍ）で離れるようになっている。
このような第二ホルダ６０は、測定を行う被検者本人のみに用いられるように作製されており、被検者一人で自分自身の頭部に取り付けられるようになっている。
なお、測定を行う際には、携帯型光計測装置４０の各送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ４と各受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ４とが、対応する番号の貫通孔の内側にそれぞれ挿入されることになる。
携帯型光計測装置４０は、直方体形状（例えば、１０ｃｍ×１０ｃｍ×５ｃｍ）の第二筐体４１を有する。よって、被検者は、携帯型光計測装置４０をポケット等に入れて携帯することができるようになっている。
第二筐体４１の内部には、光を出射する光源ドライバ（第二発光部）４２と、光を検出する光検出器（第二光検出部）４３と、Ａ／Ｄ４５と、主光計測装置１０の送受光用制御部２１と無線で通信を行う無線装置（通信部）４６と、送受光用制御部５１と、メモリ５３とを備えるとともに、第二筐体４１の外部には、４（Ｃ）個の送光プローブ（第２送光手段）１２Ｔ１〜１２Ｔ４と、４（Ｄ）個の受光プローブ（第２受光手段）１３Ｒ１〜１３Ｒ４と、４（Ｃ）本の送光用光ファイバ１４と、４（Ｄ）本の受光用光ファイバ１５と、携帯型光計測装置４０の電源をＯＮ／ＯＦＦするためのスイッチ（入力装置）５７とを備える。
第二筐体４１の内部には、光を出射する光源ドライバ（第二発光部）４２と、光を検出する光検出器（第二光検出部）４３と、Ａ／Ｄ４５と、主光計測装置１０の送受光用制御部２１と無線で通信を行う無線装置（通信部）４６と、送受光用制御部５１と、メモリ５３とを備えるとともに、第二筐体４１の外部には、４（Ｃ）個の送光プローブ（第２送光手段）１２Ｔ１〜１２Ｔ４と、４（Ｄ）個の受光プローブ（第２受光手段）１３Ｒ１〜１３Ｒ４と、４（Ｃ）本の送光用光ファイバ１４と、４（Ｄ）本の受光用光ファイバ１５と、携帯型光計測装置４０の電源をＯＮ／ＯＦＦするためのスイッチ（入力装置）５７とを備える。
光源ドライバ４２は、送受光用制御部５１から入力された駆動信号により各送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ４に光をそれぞれ送光する光源であり、例えば、異なる３種類の波長λ１、λ２、λ３の近赤外光を出射することができる発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３等である。よって、発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３であるため、第二筐体４１を小さくすることができる。
光検出器４３は、各受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ４で受光した近赤外光をそれぞれ検出することにより、４個の受光信号（受光量情報）Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）をＡ／Ｄ４５を介して送受光用制御部５１に出力する検出器であり、例えば、フォトダイオード等である。よって、フォトダイオードであるため、第二筐体４１を小さくすることができる。
光検出器４３は、各受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ４で受光した近赤外光をそれぞれ検出することにより、４個の受光信号（受光量情報）Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）をＡ／Ｄ４５を介して送受光用制御部５１に出力する検出器であり、例えば、フォトダイオード等である。よって、フォトダイオードであるため、第二筐体４１を小さくすることができる。
送受光用制御部５１が処理する機能をブロック化して説明すると、光源ドライバ４２に駆動信号を出力する発光制御部５１ａと、光検出器４３からの受光信号を受けることにより受光信号（受光量情報）Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）を無線装置４６を介して送信する光検出制御部５１ｂとを有する。
発光制御部５１ａは、スイッチ５７からスタート信号を受信すると、メモリ５３に記憶された制御テーブルに基づいて、送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ４に光を送光する駆動信号を光源ドライバ４２に出力する制御を行う。
光検出制御部５１ｂは、スイッチ５７からスタート信号を受信すると、メモリ５３に記憶された制御テーブルに基づいて、光検出器４３からの受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）を無線装置４６を介して送信する制御を行う。
発光制御部５１ａは、スイッチ５７からスタート信号を受信すると、メモリ５３に記憶された制御テーブルに基づいて、送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ４に光を送光する駆動信号を光源ドライバ４２に出力する制御を行う。
光検出制御部５１ｂは、スイッチ５７からスタート信号を受信すると、メモリ５３に記憶された制御テーブルに基づいて、光検出器４３からの受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）を無線装置４６を介して送信する制御を行う。
次に、光計測システム１により、測定を行う被検者本人のみに用いられる第二ホルダ６０を選択或いは作製する選択方法について説明する。光計測システム１では、第二ホルダ６０は、８個の貫通孔しか設けられないが、被検者の特定部分の脳内各部の血流の経時変化を確実に測定することができるように、第二ホルダ６０を選択或いは作製することになる。
図９は、光計測システム１による第二ホルダ６０の選択方法の一例について説明するためのフローチャートである。
まず、ステップＳ１０１の処理において、医師等がＭＲＩで被検者の脳画像データを撮影して、脳画像データ取得部２２ｄは、ＭＲＩから被検者の脳画像データを取得して、メモリ２３に記憶させる。
次に、ステップＳ１０２の処理において、医師等は、被検者の頭部表面に、第一ホルダ３０と送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ６４と受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ６４とを配置する。このとき、１時間程度の時間がかかる。
図９は、光計測システム１による第二ホルダ６０の選択方法の一例について説明するためのフローチャートである。
まず、ステップＳ１０１の処理において、医師等がＭＲＩで被検者の脳画像データを撮影して、脳画像データ取得部２２ｄは、ＭＲＩから被検者の脳画像データを取得して、メモリ２３に記憶させる。
次に、ステップＳ１０２の処理において、医師等は、被検者の頭部表面に、第一ホルダ３０と送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ６４と受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ６４とを配置する。このとき、１時間程度の時間がかかる。
次に、ステップＳ１０３の処理において、医師等がキーボード２７でスタート信号「診断」を入力して、送受光用制御部２１は、光源ドライバ２に駆動信号を出力するとともに、光検出器３からの受光信号を受けることにより受光信号（受光量情報）Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）をメモリ２３に記憶させる（主光計測装置使用ステップ）。つまり、２３２箇所の受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）がメモリ２３に記憶される。
次に、ステップＳ１０４の処理において、演算部２４ｂは、メモリ２３に記憶されていく受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）に基づいて、関係式（１）（２）（３）を用いて、各波長の通過光強度から、オキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb]、デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]及び総ヘモグロビンの濃度・光路長積（[oxyHb]＋[deoxyHb]）を求める。
次に、ステップＳ１０５の処理において、脳活動画像表示制御部２４ｃは、モニタ画面２６ａに、情報の表示を行う。このとき、脳全面上に等高線グラフが表示されることになる。
次に、ステップＳ１０４の処理において、演算部２４ｂは、メモリ２３に記憶されていく受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）に基づいて、関係式（１）（２）（３）を用いて、各波長の通過光強度から、オキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb]、デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]及び総ヘモグロビンの濃度・光路長積（[oxyHb]＋[deoxyHb]）を求める。
次に、ステップＳ１０５の処理において、脳活動画像表示制御部２４ｃは、モニタ画面２６ａに、情報の表示を行う。このとき、脳全面上に等高線グラフが表示されることになる。
次に、ステップＳ１０６の処理において、医師等は、モニタ画面２６ａに表示された情報を観察しながら、被検者がリハビリ等の運動を行っている際に測定したい被検者の脳内各部のうちの特定部分やホルダの形状やプローブ位置や使用するプローブ数やリハビリ期間等を示す測定方針を決定する（診断ステップ）。
次に、ステップＳ１０７の処理において、第二ホルダ６０を選択或いは作製する設計者等は、医師等が決定した測定方針に基づいて、様々な種類のホルダから第二ホルダ６０を選択したり、新たに第二ホルダ６０を作製したりする。
最後に、ステップＳ１０７の処理が終了した場合には、本フローチャートを終了させることになる。
次に、ステップＳ１０７の処理において、第二ホルダ６０を選択或いは作製する設計者等は、医師等が決定した測定方針に基づいて、様々な種類のホルダから第二ホルダ６０を選択したり、新たに第二ホルダ６０を作製したりする。
最後に、ステップＳ１０７の処理が終了した場合には、本フローチャートを終了させることになる。
次に、光計測システム１により、被検者がリハビリ等の運動を行っている際の被検者の脳内各部の血流の経時変化を測定する検査方法について説明する。図１０は、主として被検者（患者）が病院へ通いながらリハビリを行う場合において、光計測システム１による検査方法の一例について説明するためのフローチャートである。
まず、ステップＳ２０１の処理において、被検者は、被検者自身の頭部表面に、第二ホルダ６０と送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ４と受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ４とを配置する。このとき、被検者一人でも自分自身の頭部に第二ホルダ６０や送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ４や受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ４を取り付けることができ、装着する準備時間（例えば、５分）も非常に短くなる。
次に、ステップＳ２０２の処理において、被検者がキーボード２７でスタート信号「リハビリ」を入力する。つまり、主光計測装置１０の電源をＯＮにすることになる。
まず、ステップＳ２０１の処理において、被検者は、被検者自身の頭部表面に、第二ホルダ６０と送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ４と受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ４とを配置する。このとき、被検者一人でも自分自身の頭部に第二ホルダ６０や送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ４や受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ４を取り付けることができ、装着する準備時間（例えば、５分）も非常に短くなる。
次に、ステップＳ２０２の処理において、被検者がキーボード２７でスタート信号「リハビリ」を入力する。つまり、主光計測装置１０の電源をＯＮにすることになる。
次に、ステップＳ２０３の処理において、被検者がスイッチ５７でスタート信号を入力して、送受光用制御部５１は、光源ドライバ４２に駆動信号を出力するとともに、光検出器４３からの受光信号を受けることにより受光信号（受光量情報）Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）を無線装置４６を介して送信する（携帯型光計測装置使用ステップ）。このとき、被検者は、リハビリ等の運動を行っている。そして、１０箇所の受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）が送信される。
次に、ステップＳ２０４の処理において、通信制御部２１ｃは、無線装置６を介して、受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）を受信して、受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）をメモリ２３に記憶させる。つまり、１０箇所の受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）がメモリ２３に記憶される。
次に、ステップＳ２０５の処理において、演算部２４ｂは、メモリ２３に記憶されていく受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）に基づいて、関係式（１）（２）（３）を用いて、各波長の通過光強度から、オキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb]、デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]及び総ヘモグロビンの濃度・光路長積（[oxyHb]＋[deoxyHb]）を求める。
次に、ステップＳ２０４の処理において、通信制御部２１ｃは、無線装置６を介して、受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）を受信して、受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）をメモリ２３に記憶させる。つまり、１０箇所の受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）がメモリ２３に記憶される。
次に、ステップＳ２０５の処理において、演算部２４ｂは、メモリ２３に記憶されていく受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）に基づいて、関係式（１）（２）（３）を用いて、各波長の通過光強度から、オキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb]、デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]及び総ヘモグロビンの濃度・光路長積（[oxyHb]＋[deoxyHb]）を求める。
次に、ステップＳ２０６の処理において、脳活動画像表示制御部２４ｃは、モニタ画面２６ａに、情報の表示を行う。このとき、脳の一部上に等高線グラフが表示されることになる。
次に、ステップＳ２０７の処理において、医師と被検者とは、モニタ画面２６ａに表示された情報を観察する。このとき、医師は、測定方針を変更したり変更しないと決定したりすることができ、一方、被検者は、リハビリが順調に進んでいるかを確認することができる。つまり、被検者も観察することで、リハビリのインセンティブになる。
次に、ステップＳ２０８の処理において、被検者は、被検者自身の頭部表面から、第二ホルダ６０と送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ４と受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ４とを取り外す。
次に、ステップＳ２０７の処理において、医師と被検者とは、モニタ画面２６ａに表示された情報を観察する。このとき、医師は、測定方針を変更したり変更しないと決定したりすることができ、一方、被検者は、リハビリが順調に進んでいるかを確認することができる。つまり、被検者も観察することで、リハビリのインセンティブになる。
次に、ステップＳ２０８の処理において、被検者は、被検者自身の頭部表面から、第二ホルダ６０と送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ４と受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ４とを取り外す。
次に、ステップＳ２０９の処理において、医師は、測定方針に基づいて、診断時期であるか否かを判断する（判断ステップ）。診断時期でないと判断したときには、ステップＳ２０１の処理に戻る。つまり、次回のリハビリ時（例えば翌日）にステップＳ２０１の処理からステップＳ２０９の処理までの処理を繰り返すことになるが、ステップＳ２０１の処理からステップＳ２０９の処理までの処理は、短い準備時間で行うことができる。一方、診断時期であると判断したときには、ステップＳ２１０の処理において、医師等は、被検者の頭部表面に、第一ホルダ３０と送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ６４と受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ６４とを配置する。このとき、１時間程度の時間がかかる。
次に、ステップＳ２１１の処理において、医師等がキーボード２７でスタート信号「診断」を入力して、送受光用制御部２１は、光源ドライバ２に駆動信号を出力するとともに、光検出器３からの受光信号を受けることにより受光信号（受光量情報）Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）をメモリ２３に記憶させる（主光計測装置使用ステップ）。つまり、２３２箇所の受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）がメモリ２３に記憶される。
次に、ステップＳ２１２の処理において、演算部２４ｂは、メモリ２３に記憶されていく受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）に基づいて、関係式（１）（２）（３）を用いて、各波長の通過光強度から、オキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb]、デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]及び総ヘモグロビンの濃度・光路長積（[oxyHb]＋[deoxyHb]）を求める。
次に、ステップＳ２１３の処理において、脳活動画像表示制御部２４ｃは、モニタ画面２６ａに、情報の表示を行う。このとき、脳全面上に等高線グラフが表示されることになる。
次に、ステップＳ２１２の処理において、演算部２４ｂは、メモリ２３に記憶されていく受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）に基づいて、関係式（１）（２）（３）を用いて、各波長の通過光強度から、オキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb]、デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]及び総ヘモグロビンの濃度・光路長積（[oxyHb]＋[deoxyHb]）を求める。
次に、ステップＳ２１３の処理において、脳活動画像表示制御部２４ｃは、モニタ画面２６ａに、情報の表示を行う。このとき、脳全面上に等高線グラフが表示されることになる。
次に、ステップＳ２１４の処理において、医師等は、モニタ画面２６ａに表示された情報を観察しながら、被検者にリハビリをまだ行わせるか、もう行わせないかを判断する（診察ステップ）。このとき、医師は、測定方針を変更したり変更しないと決定したりすることができる。その結果、リハビリをまだ行わせると判断したときには、ステップＳ２０１の処理に戻る。つまり、ステップＳ２０１の処理からステップＳ２０９の処理までの処理を繰り返すことになるが、ステップＳ２０１の処理からステップＳ２０９の処理までの処理は、短い準備時間で行うことができる。
一方、リハビリをもう行わせないと判断したときには、本フローチャートを終了させることになる。
一方、リハビリをもう行わせないと判断したときには、本フローチャートを終了させることになる。
以上のように、本発明の光計測システム１によれば、携帯型光計測装置４０は、４個の送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ４と、４個の受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ４とを備え、表示装置を備える必要がなくなるので、第二筐体４１の大きさを小さくすることができるため、被検者が携帯することができ、その結果、被検者が激しく動いている際にも測定することができる。
また、被検者一人でも自分自身の頭部に第二ホルダ６０や送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ４や受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ４を取り付けることができるし、装着する準備時間も非常に短くなる。よって、被検者がリハビリ等の運動を行っている際の被検者の脳内各部の血流の経時変化を容易に測定することができるようになる。
さらに、本発明の光計測システム１によれば、第二ホルダ６０は、８個の貫通孔しか設けられていないが、被検者の特定部分の脳内各部の血流の経時変化を確実に測定することができる第二ホルダ６０を選択或いは作製することができる。
また、被検者一人でも自分自身の頭部に第二ホルダ６０や送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ４や受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ４を取り付けることができるし、装着する準備時間も非常に短くなる。よって、被検者がリハビリ等の運動を行っている際の被検者の脳内各部の血流の経時変化を容易に測定することができるようになる。
さらに、本発明の光計測システム１によれば、第二ホルダ６０は、８個の貫通孔しか設けられていないが、被検者の特定部分の脳内各部の血流の経時変化を確実に測定することができる第二ホルダ６０を選択或いは作製することができる。
＜第二の実施形態＞
図１６は、本発明の一実施形態である光計測システムの概略構成を示すブロック図である。なお、光計測システム１と同様のものについては、同じ符号を付している。
光計測システム９０は、第一ホルダ３０を有する１台の主光計測装置１０と、第二ホルダ６０を有する１台の携帯型光計測装置４０と、１台の解析装置８０とを備える。
第二の実施形態では、主光計測装置１０は、病院に配置され、一方、携帯型光計測装置４０と解析装置８０とは、被検者の家に配置される。そして、主光計測装置１０と解析装置８０とは、インターネット８８等で通信が可能となっている。
図１６は、本発明の一実施形態である光計測システムの概略構成を示すブロック図である。なお、光計測システム１と同様のものについては、同じ符号を付している。
光計測システム９０は、第一ホルダ３０を有する１台の主光計測装置１０と、第二ホルダ６０を有する１台の携帯型光計測装置４０と、１台の解析装置８０とを備える。
第二の実施形態では、主光計測装置１０は、病院に配置され、一方、携帯型光計測装置４０と解析装置８０とは、被検者の家に配置される。そして、主光計測装置１０と解析装置８０とは、インターネット８８等で通信が可能となっている。
解析装置８０は、直方体形状（例えば、５０ｃｍ×５０ｃｍ×５０ｃｍ）の第三筐体８１を有する。
第三筐体８１の内部には、携帯型光計測装置４０の送受光用制御部５１と無線で通信を行う無線装置（通信部）８５と、解析用制御部８２と、メモリ８３とを備えるとともに、第三筐体８１の外部には、モニタ画面８６ａ等を有する表示装置８６と、キーボード（入力装置）８７とを備える。
第三筐体８１の内部には、携帯型光計測装置４０の送受光用制御部５１と無線で通信を行う無線装置（通信部）８５と、解析用制御部８２と、メモリ８３とを備えるとともに、第三筐体８１の外部には、モニタ画面８６ａ等を有する表示装置８６と、キーボード（入力装置）８７とを備える。
解析用制御部８２が処理する機能をブロック化して説明すると、演算部８２ａと、脳活動画像表示制御部８２ｃと、無線装置８５を制御する通信制御部８２ｂとを有する。
通信制御部８２ｂは、キーボード８７からスタート信号「リハビリ」を受信すると、無線装置８５を介して、携帯型光計測装置４０の送受光用制御部５１で得られた受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）を受信して、受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）をメモリ８３に記憶させる制御を行う。
通信制御部８２ｂは、キーボード８７からスタート信号「リハビリ」を受信すると、無線装置８５を介して、携帯型光計測装置４０の送受光用制御部５１で得られた受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）を受信して、受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）をメモリ８３に記憶させる制御を行う。
演算部８２ａは、メモリ８３に記憶されていく受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）に基づいて、関係式（１）（２）（３）を用いて、各波長（オキシヘモグロビンの吸収波長及びデオキシヘモグロビンの吸収波長）の通過光強度から、オキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb]、デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]及び総ヘモグロビンの濃度・光路長積（[oxyHb]＋[deoxyHb]）を求める制御を行う。
脳活動画像表示制御部８２ｃは、モニタ画面８６ａに、情報の表示を行う制御を行う。例えば、脳平面でのオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb]、デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]及び総ヘモグロビンの濃度・光路長積（[oxyHb]＋[deoxyHb]）の等高線グラフを表示する。このとき、脳の一部の等高線グラフが表示されることになる。
脳活動画像表示制御部８２ｃは、モニタ画面８６ａに、情報の表示を行う制御を行う。例えば、脳平面でのオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb]、デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]及び総ヘモグロビンの濃度・光路長積（[oxyHb]＋[deoxyHb]）の等高線グラフを表示する。このとき、脳の一部の等高線グラフが表示されることになる。
次に、主として被検者（患者）が自宅など病院外にてリハビリを行う場合において、光計測システム９０により、被検者がリハビリ等の運動を行っている際の被検者の脳内各部の血流の経時変化を測定する検査方法について説明する。図１７は、光計測システム９０による検査方法の一例について説明するためのフローチャートである。
まず、ステップＳ３０１の処理において、被検者は、被検者自身の頭部表面に、第二ホルダ６０と送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ４と受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ４とを配置する。このとき、被検者一人でも自分自身の頭部に第二ホルダ６０や送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ４や受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ４を取り付けることができ、装着する準備時間（例えば、５分）も非常に短くなる。
次に、ステップＳ３０２の処理において、被検者がキーボード８７でスタート信号「リハビリ」を入力する。つまり、解析装置８０の電源をＯＮにすることになる。
まず、ステップＳ３０１の処理において、被検者は、被検者自身の頭部表面に、第二ホルダ６０と送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ４と受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ４とを配置する。このとき、被検者一人でも自分自身の頭部に第二ホルダ６０や送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ４や受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ４を取り付けることができ、装着する準備時間（例えば、５分）も非常に短くなる。
次に、ステップＳ３０２の処理において、被検者がキーボード８７でスタート信号「リハビリ」を入力する。つまり、解析装置８０の電源をＯＮにすることになる。
次に、ステップＳ３０３の処理において、被検者がスイッチ５７でスタート信号を入力して、送受光用制御部５１は、光源ドライバ４２に駆動信号を出力するとともに、光検出器４３からの受光信号を受けることにより受光信号（受光量情報）Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）を無線装置４６を介して送信する（携帯型光計測装置使用ステップ）。このとき、被検者は、リハビリ等の運動を行っている。そして、１０箇所の受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）が送信される。
次に、ステップＳ３０４の処理において、通信制御部８２ｂは、無線装置８５を介して、受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）を受信して、受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）をメモリ８３に記憶させる。つまり、１０箇所の受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）がメモリ８３に記憶される。
次に、ステップＳ３０５の処理において、演算部８２ａは、メモリ８３に記憶されていく受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）に基づいて、関係式（１）（２）（３）を用いて、各波長の通過光強度から、オキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb]、デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]及び総ヘモグロビンの濃度・光路長積（[oxyHb]＋[deoxyHb]）を求める。
次に、ステップＳ３０４の処理において、通信制御部８２ｂは、無線装置８５を介して、受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）を受信して、受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）をメモリ８３に記憶させる。つまり、１０箇所の受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）がメモリ８３に記憶される。
次に、ステップＳ３０５の処理において、演算部８２ａは、メモリ８３に記憶されていく受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）に基づいて、関係式（１）（２）（３）を用いて、各波長の通過光強度から、オキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb]、デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]及び総ヘモグロビンの濃度・光路長積（[oxyHb]＋[deoxyHb]）を求める。
次に、ステップＳ３０６の処理において、脳活動画像表示制御部８２ｃは、モニタ画面８６ａに、情報の表示を行う。このとき、脳の一部の等高線グラフが表示されることになる。
次に、ステップＳ３０７の処理において、被検者は、モニタ画面８６ａに表示された情報を観察する。このとき、被検者は、リハビリが順調に進んでいるかを確認することができる。なお、主光計測装置１０と解析装置８０とは、インターネット８８等で通信が可能となっているので、通信を行うことで、病院にいる医師に観察してもらってもよい。
次に、ステップＳ３０８の処理において、被検者は、被検者自身の頭部表面から、第二ホルダ６０と送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ４と受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ４とを取り外す。
次に、ステップＳ３０７の処理において、被検者は、モニタ画面８６ａに表示された情報を観察する。このとき、被検者は、リハビリが順調に進んでいるかを確認することができる。なお、主光計測装置１０と解析装置８０とは、インターネット８８等で通信が可能となっているので、通信を行うことで、病院にいる医師に観察してもらってもよい。
次に、ステップＳ３０８の処理において、被検者は、被検者自身の頭部表面から、第二ホルダ６０と送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ４と受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ４とを取り外す。
次に、ステップＳ３０９の処理において、被検者は、脳の一部の等高線グラフに変化があったか否かを判断する（判断ステップ）。変化がないと判断したときには、ステップＳ３０１の処理に戻る。つまり、ステップＳ３０１の処理からステップＳ３０９の処理までの処理を繰り返すことになるが、ステップＳ３０１の処理からステップＳ３０９の処理までの処理は、被検者の家で行え、被検者一人でもできるし、短い準備時間で行うことができる。
一方、変化があったと判断したときには、被検者は病院に出かけて、ステップＳ３１０の処理において、医師等は、被検者の頭部表面に、第一ホルダ３０と送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ６４と受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ６４とを配置する。このとき、１時間程度の時間がかかる。
一方、変化があったと判断したときには、被検者は病院に出かけて、ステップＳ３１０の処理において、医師等は、被検者の頭部表面に、第一ホルダ３０と送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ６４と受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ６４とを配置する。このとき、１時間程度の時間がかかる。
次に、ステップＳ３１１の処理において、医師等がキーボード２７でスタート信号「診断」を入力して、送受光用制御部２１は、光源ドライバ２に駆動信号を出力するとともに、光検出器３からの受光信号を受けることにより受光信号（受光量情報）Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）をメモリ２３に記憶させる（主光計測装置使用ステップ）。つまり、２３２箇所の受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）がメモリ２３に記憶される。
次に、ステップＳ３１２の処理において、演算部２４ｂは、メモリ２３に記憶されていく受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）に基づいて、関係式（１）（２）（３）を用いて、各波長の通過光強度から、オキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb]、デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]及び総ヘモグロビンの濃度・光路長積（[oxyHb]＋[deoxyHb]）を求める。
次に、ステップＳ３１３の処理において、脳活動画像表示制御部２４ｃは、モニタ画面２６ａに、情報の表示を行う。このとき、脳全面上に等高線グラフが表示されることになる。
次に、ステップＳ３１２の処理において、演算部２４ｂは、メモリ２３に記憶されていく受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）に基づいて、関係式（１）（２）（３）を用いて、各波長の通過光強度から、オキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb]、デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]及び総ヘモグロビンの濃度・光路長積（[oxyHb]＋[deoxyHb]）を求める。
次に、ステップＳ３１３の処理において、脳活動画像表示制御部２４ｃは、モニタ画面２６ａに、情報の表示を行う。このとき、脳全面上に等高線グラフが表示されることになる。
次に、ステップＳ３１４の処理において、医師等は、モニタ画面２６ａに表示された情報を観察しながら、被検者にリハビリをまだ行わせるか、もう行わせないかを判断する（診断ステップ）。このとき、医師は、測定方針を変更したり変更しないと決定したりすることができる。その結果、リハビリをまだ行わせると判断したときには、ステップＳ３０１の処理に戻る。つまり、ステップＳ３０１の処理からステップＳ３０９の処理までの処理を繰り返すことになるが、ステップＳ３０１の処理からステップＳ３０９の処理までの処理は、被検者の家で行え、被検者一人でもできるし、短い準備時間で行うことができる。
一方、リハビリをもう行わせないと判断したときには、本フローチャートを終了させることになる。
一方、リハビリをもう行わせないと判断したときには、本フローチャートを終了させることになる。
以上のように、本発明の光計測システム９０によれば、主光計測装置１０がない場所でも、解析装置８０さえあれば、携帯型光計測装置４０を使用することができる。よって、被検者がリハビリ等の運動を行う場所が、被検者の家等であっても、測定することができるようになる。
（他の実施形態）
（１）上述した光計測システム１では、携帯型光計測装置４０は、４個の送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ４と４個の受光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ４とを備えるような構成を示したが、例えば、８個の送光プローブと８個の受光プローブとを備えたり、８個の送光プローブと４個の受光プローブとを備えたりするような構成としてもよい。また、主光計測装置１０は、６４個の送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ６４と６４個の受光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ６４とを備えるような構成を示したが、例えば、３２個の送光プローブと３２個の受光プローブとを備えたり、３２個の送光プローブと６４個の受光プローブとを備えたりするような構成としてもよい。
（２）上述した光計測システム１では、１台の主光計測装置１０は、１台の携帯型光計測装置４０と通信を行うような構成を示したが、例えば、３台の携帯型光計測装置と通信を行うような構成としてもよい。
（３）上述した光計測システム１では、第一ホルダ３０を用いるような構成を示したが、１２８個の貫通孔が設けられている別のホルダが用いられてもよい。
（４）上述した光計測システム１では、主光計測装置１０と携帯型光計測装置４０とは、無線装置６、４６を用いて無線で通信を行うような構成を示したが、例えば、可搬メモリを用いて携帯型光計測装置から主光計測装置に受け渡すことにより通信を行うような構成としてもよい。
（１）上述した光計測システム１では、携帯型光計測装置４０は、４個の送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ４と４個の受光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ４とを備えるような構成を示したが、例えば、８個の送光プローブと８個の受光プローブとを備えたり、８個の送光プローブと４個の受光プローブとを備えたりするような構成としてもよい。また、主光計測装置１０は、６４個の送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ６４と６４個の受光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ６４とを備えるような構成を示したが、例えば、３２個の送光プローブと３２個の受光プローブとを備えたり、３２個の送光プローブと６４個の受光プローブとを備えたりするような構成としてもよい。
（２）上述した光計測システム１では、１台の主光計測装置１０は、１台の携帯型光計測装置４０と通信を行うような構成を示したが、例えば、３台の携帯型光計測装置と通信を行うような構成としてもよい。
（３）上述した光計測システム１では、第一ホルダ３０を用いるような構成を示したが、１２８個の貫通孔が設けられている別のホルダが用いられてもよい。
（４）上述した光計測システム１では、主光計測装置１０と携帯型光計測装置４０とは、無線装置６、４６を用いて無線で通信を行うような構成を示したが、例えば、可搬メモリを用いて携帯型光計測装置から主光計測装置に受け渡すことにより通信を行うような構成としてもよい。
本発明は、生体内部に光を照射して生体内部情報を取得する光計測システム等に利用することができる。
１：光計測システム
２：光源ドライバ（第一発光部）
３：光検出器（第一光検出部）
１０：主光計測装置
１１：第一筐体
１２：送光プローブ（送光手段）
１３：受光プローブ（受光手段）
１４：送光用光ファイバ
１５：受光用光ファイバ
２２：解析用制御部
２６：表示装置
２７：キーボード（入力装置）
３０：第一ホルダ
４０：携帯型光計測装置
４１：第二筐体
４２：光源ドライバ（第二発光部）
４３：光検出器（第二光検出部）
４６：無線装置（通信部）
５１：送受光用制御部
６０：第二ホルダ
２：光源ドライバ（第一発光部）
３：光検出器（第一光検出部）
１０：主光計測装置
１１：第一筐体
１２：送光プローブ（送光手段）
１３：受光プローブ（受光手段）
１４：送光用光ファイバ
１５：受光用光ファイバ
２２：解析用制御部
２６：表示装置
２７：キーボード（入力装置）
３０：第一ホルダ
４０：携帯型光計測装置
４１：第二筐体
４２：光源ドライバ（第二発光部）
４３：光検出器（第二光検出部）
４６：無線装置（通信部）
５１：送受光用制御部
６０：第二ホルダ
Claims (7)
- 主光計測装置と携帯型光計測装置とを備える光計測システムであって、
前記主光計測装置は、第一筐体と、
被検者に光を照射するＡ個の第１送光手段と、
前記被検者から放出される光を受光するＢ個の第１受光手段と、
表示装置と、
前記被検者の頭部に装着され、少なくとも（Ａ＋Ｂ）個の第１送光手段及び第１受光手段を保持する第一ホルダと、
前記第一筐体の内部に配置され、前記第１送光手段及び第１受光手段を制御することで、脳活動に関する測定データを得て、当該測定データを表示装置に表示させる制御部とを備え、
前記携帯型光計測装置は、前記被検者に携帯可能となる第二筐体と、
被検者に光を照射するＣ個の第２送光手段と、
前記被検者から放出される光を受光するＤ個の第２受光手段と、
前記被検者の頭部に装着され、少なくとも（Ｃ＋Ｄ）個の第２送光手段及び第２受光手段を保持する第二ホルダと、
前記第二筐体の内部に配置され、前記第２送光手段及び第２受光手段を制御することで、脳活動に関する測定データを得る制御部と、
前記主光計測装置と通信することが可能である通信部とを備え、
（Ｃ＋Ｄ）＜（Ａ＋Ｂ）を満足し、
前記携帯型光計測装置の通信部は、前記携帯型光計測装置の制御部で得られた測定データを主光計測装置に送信することを特徴とする光計測システム。 - 前記主光計測装置の制御部で得られた測定データに基づいて、前記携帯型光計測装置で用いられる第二ホルダが選択或いは作製されていることを特徴とする請求項１に記載の光計測システム。
- 前記携帯型光計測装置の制御部で得られる測定データは、前記被検者が運動を行っている際のデータであり、
前記主光計測装置の制御部で得られる測定データは、前記被検者が静止している際のデータであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光計測システム。 - 表示装置と、前記測定データを表示装置に表示させる制御部とを備える解析装置を備え、
前記携帯型光計測装置は、前記解析装置と通信することが可能である通信部を備え、
前記携帯型光計測装置の通信部は、前記携帯型光計測装置の制御部で得られた測定データを解析装置に送信することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の光計測システム。 - 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の光計測システムに用いられる携帯型光計測装置であって、
脳活動に関する測定データを得る制御部と、
前記主光計測装置と通信することが可能である通信部とを備え、
前記通信部は、前記制御部で得られた測定データを主光計測装置に送信することを特徴とする携帯型光計測装置。 - 前記通信部は、前記被検者が運動を行っている際の測定データを主光計測装置に送信することを特徴とする請求項５に記載の携帯型光計測装置。
- 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の光計測システムの使用方法であって、
主光計測装置の制御部で、被検者が静止している際の測定データを得る主光計測装置使用ステップと、
携帯型光計測装置の制御部で、被検者が運動を行っている際の測定データを得る携帯型光計測装置使用ステップと、
主光計測装置使用ステップ又は携帯型光計測装置使用ステップのどちらかを実行するステップとを含むことを特徴とする光計測システムの使用方法。
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