JP5610065B2 - ホルダセット及びそれを用いた脳機能計測装置 - Google Patents
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Description
本発明は、ホルダセット及びそれを用いた脳機能計測装置に関する。特に光生体測定装置による測定と脳波計による測定とを同時に実行することができるホルダセット及びそれを用いた脳機能計測装置に関する。
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（光計測装置）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７（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７（ｂ）は、図７（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８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。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２０１は、直方体形状の筐体１１を有する。
筐体１１の内部には、光を出射する光源２と、光源２を駆動する光源駆動機構４と、光を検出する光検出器３と、Ａ／Ｄ（Ａ／Ｄコンバータ）５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。また、筐体１１の外部には、６４個の送光プローブ１２と、６４個の受光プローブ１３と、６４本の送光用光ファイバ１４と、６４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８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。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２０１は、直方体形状の筐体１１を有する。
筐体１１の内部には、光を出射する光源２と、光源２を駆動する光源駆動機構４と、光を検出する光検出器３と、Ａ／Ｄ（Ａ／Ｄコンバータ）５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。また、筐体１１の外部には、６４個の送光プローブ１２と、６４個の受光プローブ１３と、６４本の送光用光ファイバ１４と、６４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。
光源駆動機構４は、送受光用制御部２１から入力された駆動信号により光源２を駆動する。光源２は、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、近赤外光をそれぞれ検出することにより、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、近赤外光をそれぞれ検出することにより、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２０１においては、６４個の送光プローブ１２と６４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３０が使用される。図９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ホルダ３０の一例を示す平面図である。
送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ６４と受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ６４とは、縦方向に１６個と横方向に１６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、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１２Ｔ１〜１２Ｔ６４と受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ６４とは、縦方向に１６個と横方向に１６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、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。
ところで、このような６４個の送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ６４と６４個の受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ６４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せず、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駆動機構４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９に示すように平面視すると、合計２３２個（Ｓ１〜Ｓ２３２）の受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）の収集が行なわれる。
そして、解析用制御部２２は、合計２３２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駆動機構４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９に示すように平面視すると、合計２３２個（Ｓ１〜Ｓ２３２）の受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）の収集が行なわれる。
そして、解析用制御部２２は、合計２３２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。
しかしながら、上述したようなホルダ３０を被検者の頭部表面に装着するには、医師等にとっては非常に手間がかかり、被検者にとっては長い時間拘束されるため非常にストレスがかかるものであった。また、リハビリ等の運動を被検者は毎日行うこともあり、非常に大変であった。
そこで、本出願人は、リハビリ等の運動を行う被検者がホルダを頭部に装着する際に、短時間で装着することができるように、ホルダ自体が毛髪を掻き分けるようにした櫛型形状のホルダを以前に着想し出願した（例えば、特許文献２や特許文献３参照）。図３は、櫛型形状のホルダの一例を示す平面図である。ホルダ６０は、１本の直線状の基幹部６２と、５本の直線状の枝部６１、６３とを備える。このようなホルダ６０によれば、短時間で頭部にホルダ６０を装着することができる。
そこで、本出願人は、リハビリ等の運動を行う被検者がホルダを頭部に装着する際に、短時間で装着することができるように、ホルダ自体が毛髪を掻き分けるようにした櫛型形状のホルダを以前に着想し出願した（例えば、特許文献２や特許文献３参照）。図３は、櫛型形状のホルダの一例を示す平面図である。ホルダ６０は、１本の直線状の基幹部６２と、５本の直線状の枝部６１、６３とを備える。このようなホルダ６０によれば、短時間で頭部にホルダ６０を装着することができる。
一方、被検者の頭部表面の電位が神経細胞やシナプスの電気活動の集積・総和に対応することを利用して、生体内部を簡便に非侵襲で計測する脳波計測方法も知られている。そこで、複数の脳波測定電極と１個の基準電極とを有するホルダを備える脳波計が開発されている。脳波計では、被検者の頭部表面上に配置した脳波測定電極と、被検者の耳等に配置した基準電極とにより、電位差（電位情報）を検出する。
そこで、本出願人は、光生体測定装置による測定と脳波計による測定とを同時に実行することができる網状のホルダを以前に着想し出願した（例えば、特許文献４参照）。
そこで、本出願人は、光生体測定装置による測定と脳波計による測定とを同時に実行することができる網状のホルダを以前に着想し出願した（例えば、特許文献４参照）。
Factors affecting the accuracy of near-infrared spectroscopy concentration calculations for focal changes in oxygenation parameters, NeuroImage 18, 865-879, 2003
しかしながら、光生体測定装置による測定と脳波計による測定とを同時に実行することができる網状のホルダを被検者の頭部表面に装着するには、ホルダ３０と同様に医師等にとっては非常に手間がかかり、被検者にとっては長い時間拘束されるため非常にストレスがかかるものであった。
よって、リハビリ等の運動を行うための櫛型形状のホルダ６０に脳波測定電極が取り付けられるようにすることも考えられるが、櫛型形状のホルダ６０に脳波測定電極を取り付けると、櫛型形状のホルダ６０の枝部６１が大きくなったり枝部６１の数が多くなったりして、ホルダ６０自体が毛髪を掻き分けることができず、その結果、短時間で頭部に装着することができなくなった。
そこで、本発明は、光生体測定装置による測定と脳波計による測定とを同時に実行することができ、かつ、短時間で頭部に装着することができるホルダセット及びそれを用いた脳機能計測装置を提供することを目的とする。
よって、リハビリ等の運動を行うための櫛型形状のホルダ６０に脳波測定電極が取り付けられるようにすることも考えられるが、櫛型形状のホルダ６０に脳波測定電極を取り付けると、櫛型形状のホルダ６０の枝部６１が大きくなったり枝部６１の数が多くなったりして、ホルダ６０自体が毛髪を掻き分けることができず、その結果、短時間で頭部に装着することができなくなった。
そこで、本発明は、光生体測定装置による測定と脳波計による測定とを同時に実行することができ、かつ、短時間で頭部に装着することができるホルダセット及びそれを用いた脳機能計測装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するためになされた本発明のホルダセットは、少なくとも２個のプローブ装着部を有し、当該プローブ装着部に先端から光を照射する送光プローブ、又は、先端から光を受光する受光プローブが挿入されて、被検者の頭部に装着される光生体測定ホルダと、少なくとも１個の電極装着部を有し、当該電極装着部に基準電極との電位差を検出する脳波測定電極が挿入されて、前記被検者の頭部に装着される脳波計ホルダとを備えるホルダセットであって、前記光生体測定ホルダは、第一方向に伸びた直線状の基幹部と、前記第一方向と異なる第二方向に伸びた少なくとも２本の直線状の枝部とを備え、前記脳波計ホルダは、前記第一方向に伸びた直線状の基幹部と、前記第二方向と逆方向に伸びた少なくとも１本の直線状の枝部とを備え、前記脳波計ホルダの枝部は、前記光生体測定ホルダの枝部と枝部との間に配置されるように形成されている。
ここで、「第一方向」や「第二方向」とは、ホルダの設計者等によって予め決められた任意の方向であり、第一方向や第二方向は上方と垂直となることが好ましく、さらに第一方向と第二方向とはお互いに垂直となることが好ましく、例えば、第二方向は毛髪を掻き分けながらホルダを挿入しやすくなる前後方向等となる。
本発明のホルダセットに係る光生体測定ホルダは、第一方向に伸びた直線状の基幹部と、第二方向に伸びた少なくとも２個の直線状の枝部とを備える。つまり、光生体測定ホルダは櫛型形状となっている。これにより、被検者は、頭部に光生体測定ホルダを装着する際に、第二方向から枝部の先端で毛髪を掻き分けながら光生体測定ホルダを挿入していくことができる。また、本発明のホルダセットに係る脳波計ホルダは、第一方向に伸びた直線状の基幹部と、第二方向と逆方向に伸びた少なくとも２個の直線状の枝部とを備える。つまり、脳波計ホルダも櫛型形状となっている。このとき、脳波計ホルダは、電位差を検出するためのものであるので、毛髪上に配置されてもよい。よって、被検者は、頭部に脳波計ホルダを装着する際に、光生体測定ホルダの枝部と枝部との間に脳波計ホルダの枝部を配置するように、脳波計ホルダを上方や後方から配置することになる。
以上のように、本発明のホルダセットによれば、被検者の頭部に短時間で容易に光生体測定ホルダと脳波計ホルダとを装着することができる。
（その他の課題を解決するための手段及び効果）
そして、本発明の脳機能計測装置は、上述したようなホルダセットと、前記被検者に光を照射する送光プローブと、前記被検者から放出される光を受光する受光プローブと、基準電極と、前記基準電極との電位差を検出する脳波測定電極と、前記送光プローブが頭部表面に光を照射するとともに、前記受光プローブが頭部表面から放出される光を検出するように制御することで、前記被検者の脳活動に関する受光量情報を得る送受光用制御部と、前記脳波測定電極と基準電極との電位差を検出するように制御することで、前記被検者の脳活動に関する電位情報を得る電極制御部とを備えるようにしている。
そして、本発明の脳機能計測装置は、上述したようなホルダセットと、前記被検者に光を照射する送光プローブと、前記被検者から放出される光を受光する受光プローブと、基準電極と、前記基準電極との電位差を検出する脳波測定電極と、前記送光プローブが頭部表面に光を照射するとともに、前記受光プローブが頭部表面から放出される光を検出するように制御することで、前記被検者の脳活動に関する受光量情報を得る送受光用制御部と、前記脳波測定電極と基準電極との電位差を検出するように制御することで、前記被検者の脳活動に関する電位情報を得る電極制御部とを備えるようにしている。
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。
図１は、本発明の一実施形態である脳機能計測装置の概略構成を示すブロック図である。また、図２は、ホルダセットの一例を示す図である。なお、近赤外分光分析計２０１と同様のものについては、同じ符号を付している。
脳機能計測装置１は、直方体形状の筐体１１と、被検者の頭部表面上に配置される光生体測定ホルダ６０及び脳波計ホルダ１６０とを有するホルダセットとを有する。
筐体１１の内部には、光を出射する光源２と、光源２を駆動する光源駆動機構４と、光を検出する光検出器３と、Ａ／Ｄ５、３６と、送受光用制御部２１と、電極制御部３１と、解析用制御部２２と、メモリ２３とを備える。また、筐体１１の外部には、６４個の送光プローブ１２と、６４個の受光プローブ１３と、６４本の送光用光ファイバ１４と、６４本の受光用光ファイバ１５と、１個の基準電極３２と、８個の脳波測定電極３３と、９本の電線３４、３５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。
脳機能計測装置１は、直方体形状の筐体１１と、被検者の頭部表面上に配置される光生体測定ホルダ６０及び脳波計ホルダ１６０とを有するホルダセットとを有する。
筐体１１の内部には、光を出射する光源２と、光源２を駆動する光源駆動機構４と、光を検出する光検出器３と、Ａ／Ｄ５、３６と、送受光用制御部２１と、電極制御部３１と、解析用制御部２２と、メモリ２３とを備える。また、筐体１１の外部には、６４個の送光プローブ１２と、６４個の受光プローブ１３と、６４本の送光用光ファイバ１４と、６４本の受光用光ファイバ１５と、１個の基準電極３２と、８個の脳波測定電極３３と、９本の電線３４、３５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。
ここで、光生体測定ホルダ６０について説明する。図３（ａ）は、光生体測定ホルダの平面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す光生体測定ホルダの斜視図である。
光生体測定ホルダ６０は、１本の直線状の基幹部６２と、４本の直線状の第一枝部６１と、１本の直線状の第二枝部６３と、右耳にかけられる右端部６４と、左耳にかけられる左端部６５と、光生体測定ホルダ６０自体を頭部に固定するためのバンド６６とを備える。
光生体測定ホルダ６０は、１本の直線状の基幹部６２と、４本の直線状の第一枝部６１と、１本の直線状の第二枝部６３と、右耳にかけられる右端部６４と、左耳にかけられる左端部６５と、光生体測定ホルダ６０自体を頭部に固定するためのバンド６６とを備える。
基幹部６２は、平面視でＸ方向（第一方向）に伸びており、前方から見ると円弧状となっている。基幹部６２は、例えば、幅１５ｍｍ、厚さ０．１ｍｍ、長さ１２０ｍｍとなっている。
第二枝部６３は、Ｘ方向と垂直なＹ方向（第二方向）に伸びており、例えば、幅１５ｍｍ、厚さ０．１ｍｍ、長さ６０ｍｍとなっている。そして、第二枝部６３の一端部が基幹部６２の中央部に接続されている。また、第二枝部６３の他端部は、毛髪を掻き分けるために先細り形状となっている。
さらに、第二枝部６３の一端部から他端部に向かって４５ｍｍの位置に、円形状（例えば、直径７ｍｍ）の貫通孔である配置基準点６３ａが形成されている。
なお、光生体測定ホルダ６０には、第一特定点は頭頂であることが予め設定されており、これにより、光生体測定ホルダ６０を頭部に装着する際には、頭頂と配置基準点６３ａとを一致するようにして配置することになる。また、光生体測定ホルダ６０を頭部に装着する際には、頭頂と鼻根とを結んだ線上に第二枝部６３がくるようにして配置することになる。
第二枝部６３は、Ｘ方向と垂直なＹ方向（第二方向）に伸びており、例えば、幅１５ｍｍ、厚さ０．１ｍｍ、長さ６０ｍｍとなっている。そして、第二枝部６３の一端部が基幹部６２の中央部に接続されている。また、第二枝部６３の他端部は、毛髪を掻き分けるために先細り形状となっている。
さらに、第二枝部６３の一端部から他端部に向かって４５ｍｍの位置に、円形状（例えば、直径７ｍｍ）の貫通孔である配置基準点６３ａが形成されている。
なお、光生体測定ホルダ６０には、第一特定点は頭頂であることが予め設定されており、これにより、光生体測定ホルダ６０を頭部に装着する際には、頭頂と配置基準点６３ａとを一致するようにして配置することになる。また、光生体測定ホルダ６０を頭部に装着する際には、頭頂と鼻根とを結んだ線上に第二枝部６３がくるようにして配置することになる。
第一枝部６１は、Ｘ方向と垂直なＹ方向（第二方向）に伸びており、例えば、幅１５ｍｍ、厚さ０．１ｍｍ、長さ９０ｍｍとなっている。そして、基幹部６２の中央部から右方向に３０ｍｍの位置と６１．５ｍｍの位置とに、第一枝部６１の一端部が接続されるとともに、基幹部６２の中央部から左方向に３０ｍｍの位置と６１．５ｍｍの位置とに、第一枝部６１の一端部が接続されている。また、第一枝部６１の他端部は、毛髪を掻き分けるために先細り形状となっている。
さらに、各第一枝部６１の一端部から他端部に向かって３０ｍｍの位置と６１．５ｍｍの位置とに、円形状（直径７ｍｍ）の貫通孔（プローブ装着部）６１ａが形成されている。これにより、配置基準点６３ａの右方と左方とに、貫通孔６１ａで一辺が３１．５ｍｍとなる正方形が形成されることになる。
貫通孔６１ａの内側には、送光プローブ１２や受光プローブ１３が挿入可能となっている。これにより、対応する番号の貫通孔６１ａに送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ４と受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ４とを挿入すれば、図３（ａ）に示すように平面視すると、合計８個（Ｓ１〜Ｓ８）の受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）の収集を行うことができる。
さらに、各第一枝部６１の一端部から他端部に向かって３０ｍｍの位置と６１．５ｍｍの位置とに、円形状（直径７ｍｍ）の貫通孔（プローブ装着部）６１ａが形成されている。これにより、配置基準点６３ａの右方と左方とに、貫通孔６１ａで一辺が３１．５ｍｍとなる正方形が形成されることになる。
貫通孔６１ａの内側には、送光プローブ１２や受光プローブ１３が挿入可能となっている。これにより、対応する番号の貫通孔６１ａに送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ４と受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ４とを挿入すれば、図３（ａ）に示すように平面視すると、合計８個（Ｓ１〜Ｓ８）の受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）の収集を行うことができる。
右端部６４は、基幹部６２の左端部に接続されており、右耳にかけることが可能となっている。また、左端部６５は、基幹部６２の右端部に接続されており、左耳にかけることが可能となっている。
このような基幹部６２と第一枝部６１と第二枝部６３と右端部６４と左端部６５とを構成する材質としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリアセタール、金属等が挙げられる。
バンド６６は、基幹部６２の右端部と左端部とを結ぶように形成されている。
このようなバンド６６を構成する材質としては、特に限定されるものではないが、例えば、伸縮性を有するゴム等が挙げられる。
このような基幹部６２と第一枝部６１と第二枝部６３と右端部６４と左端部６５とを構成する材質としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリアセタール、金属等が挙げられる。
バンド６６は、基幹部６２の右端部と左端部とを結ぶように形成されている。
このようなバンド６６を構成する材質としては、特に限定されるものではないが、例えば、伸縮性を有するゴム等が挙げられる。
送光プローブ１２は、貫通孔６１ａと固定することが可能となっている円柱形状（例えば、直径５ｍｍ）をしている。そして、送光プローブ１２の内部には、光源２と接続された送光用光ファイバ１４（例えば、直径２ｍｍ）がバネ等を介して固定されており、送光用光ファイバ１４の先端から光が照射されるようになっている。
また、受光プローブ１３も、送光プローブ１２と同様な構造となっており、貫通孔６１ａと固定することが可能となっている円柱形状（例えば、直径５ｍｍ）をしている。そして、受光プローブ１３の内部には、光検出器３と接続された受光用光ファイバ１５（例えば、直径２ｍｍ）がバネ等を介して固定されており、受光用光ファイバ１５の先端から光を受光するようになっている。
図４（ａ）は、送光プローブ１２と受光プローブ１３とが取り付けられた光生体測定ホルダ６０の第一枝部６１の一部の断面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す光生体測定ホルダ６０の第一枝部６１の裏面図であり、図４（ｃ）は、送光プローブ１２と受光プローブ１３とが外された光生体測定ホルダ６０の第一枝部６１の一部の断面図である。
また、受光プローブ１３も、送光プローブ１２と同様な構造となっており、貫通孔６１ａと固定することが可能となっている円柱形状（例えば、直径５ｍｍ）をしている。そして、受光プローブ１３の内部には、光検出器３と接続された受光用光ファイバ１５（例えば、直径２ｍｍ）がバネ等を介して固定されており、受光用光ファイバ１５の先端から光を受光するようになっている。
図４（ａ）は、送光プローブ１２と受光プローブ１３とが取り付けられた光生体測定ホルダ６０の第一枝部６１の一部の断面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す光生体測定ホルダ６０の第一枝部６１の裏面図であり、図４（ｃ）は、送光プローブ１２と受光プローブ１３とが外された光生体測定ホルダ６０の第一枝部６１の一部の断面図である。
次に、脳波計ホルダ１６０について説明する。図５は、脳波計ホルダの平面図である。
ホルダ１６０は、１本の直線状の基幹部１６２と、４本の直線状の枝部１６１とを備える。
基幹部１６２は、平面視でＸ方向（第一方向）に伸びており、前方から見ると円弧状となっている。基幹部１６２は、例えば、幅１５ｍｍ、厚さ０．１ｍｍ、長さ１２０ｍｍとなっている。
ホルダ１６０は、１本の直線状の基幹部１６２と、４本の直線状の枝部１６１とを備える。
基幹部１６２は、平面視でＸ方向（第一方向）に伸びており、前方から見ると円弧状となっている。基幹部１６２は、例えば、幅１５ｍｍ、厚さ０．１ｍｍ、長さ１２０ｍｍとなっている。
枝部１６１は、−Ｙ方向（第二方向と逆方向）に伸びており、例えば、幅１５ｍｍ、厚さ０．１ｍｍ、長さ９０ｍｍとなっている。そして、基幹部１６２の中央部から右方向に１５ｍｍの位置と４５ｍｍの位置とに、枝部１６１の一端部が接続されるとともに、基幹部１６２の中央部から左方向に１５ｍｍの位置と４５ｍｍの位置とに、枝部１６１の一端部が接続されている。
さらに、各枝部１６１の一端部から他端部に向かって３０ｍｍの位置と６１．５ｍｍの位置とに、円形状（直径７ｍｍ）の貫通孔（電極装着部）１６１ａが形成されている。これにより、図２に示すように貫通孔（プローブ装着部）６１ａと貫通孔（プローブ装着部）６１ａとの間に、貫通孔（電極装着部）１６１ａを配置することができるようになっている。
さらに、各枝部１６１の一端部から他端部に向かって３０ｍｍの位置と６１．５ｍｍの位置とに、円形状（直径７ｍｍ）の貫通孔（電極装着部）１６１ａが形成されている。これにより、図２に示すように貫通孔（プローブ装着部）６１ａと貫通孔（プローブ装着部）６１ａとの間に、貫通孔（電極装着部）１６１ａを配置することができるようになっている。
貫通孔（電極装着部）１６１ａの内側には、脳波測定電極３３が挿入可能となっている。これにより、対応する番号の貫通孔１６１ａに脳波測定電極３３Ｅ１〜３３Ｅ８を挿入すれば、図５に示すように平面視すると、合計８個（Ｅ１〜Ｅ８）の電位情報Ｂの収集を行うことができる。
このような基幹部１６２と枝部１６１とを構成する材質としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリアセタール、金属等が挙げられる。
このような基幹部１６２と枝部１６１とを構成する材質としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリアセタール、金属等が挙げられる。
１個の基準電極３２は、被検者の耳等に固定されるようになっている。
脳波測定電極３３は、貫通孔１６１ａと固定することが可能となっている円柱形状（例えば、直径５ｍｍ）をしており、基準電極３２との電位差を検出するものである。そして、脳波測定電極３３の端部には、電線３５（例えば、直径１ｍｍ）が固定されており、電線３５はＡ／Ｄ３６を介して電極制御部３１と接続されている。このとき、１本の電線３５は、１個の脳波測定電極３３とＡ／Ｄ３６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。これにより、８個の脳波測定電極３３は、電極制御部３１に検出信号（電位情報）をそれぞれ出力するようになっている。
図６（ａ）は、脳波測定電極３３が取り付けられた脳波計ホルダ１６０の枝部１６１の一部の断面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す脳波計ホルダ１６０の枝部１６１の裏面図であり、図６（ｃ）は、脳波測定電極３３が外された脳波計ホルダ１６０の枝部１６１の一部の断面図である。
脳波測定電極３３は、貫通孔１６１ａと固定することが可能となっている円柱形状（例えば、直径５ｍｍ）をしており、基準電極３２との電位差を検出するものである。そして、脳波測定電極３３の端部には、電線３５（例えば、直径１ｍｍ）が固定されており、電線３５はＡ／Ｄ３６を介して電極制御部３１と接続されている。このとき、１本の電線３５は、１個の脳波測定電極３３とＡ／Ｄ３６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。これにより、８個の脳波測定電極３３は、電極制御部３１に検出信号（電位情報）をそれぞれ出力するようになっている。
図６（ａ）は、脳波測定電極３３が取り付けられた脳波計ホルダ１６０の枝部１６１の一部の断面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す脳波計ホルダ１６０の枝部１６１の裏面図であり、図６（ｃ）は、脳波測定電極３３が外された脳波計ホルダ１６０の枝部１６１の一部の断面図である。
このような脳機能計測装置１によれば、まず、被検者や医師等は、送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ４と受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ４とを光生体測定ホルダ６０の貫通孔６１ａに所定の配列で挿入する。次に、被検者や医師等は、光生体測定ホルダ６０を頭部の前方から頭部の後方へ向かって、毛髪を掻き分けながら挿入するように頭部に配置していく。そして、被検者や医師等は、頭頂と配置基準点６３ａとを一致するようにして配置するとともに、頭頂と鼻根とを結んだ線上に第二枝部６３がくるようにして配置する。さらに、右端部６４と左端部６５とバンド６６とで頭部にホルダ６０を固定する。
次に、医師等は、脳波計ホルダ１６０を頭部の上方や後方から頭部に配置する。このとき、医師等は、図２に示すように貫通孔（プローブ装着部）６１ａと貫通孔（プローブ装着部）６１ａとの間に、貫通孔（電極装着部）１６１ａを配置する。次に、医師等は、脳波計ホルダ１６０の貫通孔１６１ａに、ジェルＪを濡った後、脳波測定電極３３を所定の配列で挿入する。
以上のように、本発明の脳機能計測装置１によれば、被検者の頭部に短時間で容易に光生体測定ホルダ６０と脳波計ホルダ１６０とを装着することができる。
＜他の実施形態＞
（１）上述した脳機能計測装置１では、光生体測定ホルダ６０を頭部の前方から頭部の後方に向かって頭部に装着していくような構成としたが、光生体測定ホルダを頭部の右方から頭部の左方に向かって頭部に装着していくような構成としてもよい。
（１）上述した脳機能計測装置１では、光生体測定ホルダ６０を頭部の前方から頭部の後方に向かって頭部に装着していくような構成としたが、光生体測定ホルダを頭部の右方から頭部の左方に向かって頭部に装着していくような構成としてもよい。
（２）上述した脳機能計測装置１では、光生体測定ホルダ６０に４個の送光プローブ１２Ｔ１〜１２Ｔ４と４個の受光プローブ１３Ｒ１〜１３Ｒ４とを取り付けるような構成としたが、光生体測定ホルダに８個の送光プローブと８個の受光プローブとを取り付けるような構成としてもよく、光生体測定ホルダに２個の送光プローブと２個の受光プローブとを取り付けるような構成としてもよい。また、脳波計ホルダ１６０に８個の脳波測定電極３３Ｅ１〜１３Ｅ８を取り付けるような構成としたが、脳波計ホルダに４個の脳波測定電極を取り付けるような構成としてもよく、脳波計ホルダに２個の脳波測定電極とを取り付けるような構成としてもよい。
（３）上述した脳機能計測装置１では、光生体測定装置と脳波計とを一体的に備えるような構成としたが、光生体測定装置と脳波計とが分離されたような構成としてもよい。
（３）上述した脳機能計測装置１では、光生体測定装置と脳波計とを一体的に備えるような構成としたが、光生体測定装置と脳波計とが分離されたような構成としてもよい。
本発明は、光生体測定装置による測定と脳波計による測定とを同時に実行することができる脳機能計測装置等に利用することができる。
１：脳機能計測装置
１１：筐体
１２：送光プローブ
１３：受光プローブ
１４：送光用光ファイバ
３２：基準電極
３３：脳波測定電極
６０：光生体測定ホルダ
６１：枝部
６１ａ：プローブ装着部
６２：基幹部
１６０：脳波計ホルダ
１６１：枝部
１６１ａ：電極装着部
１６２：基幹部
１１：筐体
１２：送光プローブ
１３：受光プローブ
１４：送光用光ファイバ
３２：基準電極
３３：脳波測定電極
６０：光生体測定ホルダ
６１：枝部
６１ａ：プローブ装着部
６２：基幹部
１６０：脳波計ホルダ
１６１：枝部
１６１ａ：電極装着部
１６２：基幹部
Claims (2)
- 少なくとも２個のプローブ装着部を有し、当該プローブ装着部に先端から光を照射する送光プローブ、又は、先端から光を受光する受光プローブが挿入されて、被検者の頭部に装着される光生体測定ホルダと、
少なくとも１個の電極装着部を有し、当該電極装着部に基準電極との電位差を検出する脳波測定電極が挿入されて、前記被検者の頭部に装着される脳波計ホルダとを備えるホルダセットであって、
前記光生体測定ホルダは、第一方向に伸びた直線状の基幹部と、前記第一方向と異なる第二方向に伸びた少なくとも２本の直線状の枝部とを備え、
前記脳波計ホルダは、前記第一方向に伸びた直線状の基幹部と、前記第二方向と逆方向に伸びた少なくとも１本の直線状の枝部とを備え、前記脳波計ホルダの枝部は、前記光生体測定ホルダの枝部と枝部との間に配置されるように形成されていることを特徴とするホルダセット。 - 請求項１に記載のホルダセットと、
前記被検者に光を照射する送光プローブと、
前記被検者から放出される光を受光する受光プローブと、
基準電極と、
前記基準電極との電位差を検出する脳波測定電極と、
前記送光プローブが頭部表面に光を照射するとともに、前記受光プローブが頭部表面から放出される光を検出するように制御することで、前記被検者の脳活動に関する受光量情報を得る送受光用制御部と、
前記脳波測定電極と基準電極との電位差を検出するように制御することで、前記被検者の脳活動に関する電位情報を得る電極制御部とを備えることを特徴とする脳機能計測装置。
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