JP6164160B2 - Optical measuring device and optical measuring method - Google Patents

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Description

本発明は、光計測装置および光計測方法に関し、特に、被験者の頭部に所定間隔を隔てるように配置される計測プローブにより計測を行う光計測装置および光計測方法に関する。   The present invention relates to an optical measurement device and an optical measurement method, and more particularly, to an optical measurement device and an optical measurement method that perform measurement with a measurement probe arranged at a predetermined interval on a subject's head.

従来、被験者の頭部に所定間隔を隔てるように配置される計測プローブにより計測を行う光計測装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an optical measurement device that performs measurement using a measurement probe arranged at a predetermined interval on a subject's head (see, for example, Patent Document 1).

上記特許文献1には、被験者の頭部に装着されたホルダ(固定部材)に計測プローブを取り付け、近赤外分光法(NIRS)による光計測(脳機能計測)を行う光計測装置が開示されている。複数の計測プローブは、送光プローブおよび受光プローブにより構成される。光計測は、送光プローブから頭部に照射された計測光が頭部内で反射され、反射された計測光が受光プローブにより受光されることにより、行われる。この結果、送光プローブと受光プローブとの中間位置に、計測点(計測チャンネル)が配置される。この脳機能計測装置では、それぞれ複数の送光プローブおよび受光プローブがホルダによって被験者の頭部表面に所定間隔の正方格子状に配置される。この結果、複数の計測点が所定範囲に分布するようになっている。   Patent Document 1 discloses an optical measurement device in which a measurement probe is attached to a holder (fixed member) attached to a subject's head and optical measurement (brain function measurement) is performed by near infrared spectroscopy (NIRS). ing. The plurality of measurement probes are constituted by a light transmitting probe and a light receiving probe. Optical measurement is performed by measuring light irradiated on the head from the light transmitting probe being reflected in the head and receiving the reflected measurement light by the light receiving probe. As a result, a measurement point (measurement channel) is arranged at an intermediate position between the light transmitting probe and the light receiving probe. In this brain function measuring apparatus, a plurality of light transmitting probes and light receiving probes are arranged in a square lattice pattern at predetermined intervals on the surface of the head of a subject by a holder. As a result, a plurality of measurement points are distributed in a predetermined range.

光脳機能計測において、隣接する送光プローブと受光プローブとの間の距離(距離Dとする)は、頭表から計測部位となる脳表領域までの深さに応じて、一定に設定されている。すなわち、送光プローブから入射された計測光は、頭表から略D/2の深さの計測部位で反射され、受光プローブよって受光される。人(成人)の頭部表面から計測部位である脳表領域までの深さは略一定の範囲に収まるため、距離Dが一定に定められている。   In optical brain function measurement, the distance between adjacent light transmitting probes and light receiving probes (distance D) is set to be constant according to the depth from the head surface to the brain surface area as the measurement site. Yes. That is, the measurement light incident from the light transmission probe is reflected from the head surface by the measurement part having a depth of approximately D / 2 and received by the light reception probe. Since the depth from the surface of the head of a person (adult) to the brain surface area, which is the measurement site, falls within a substantially constant range, the distance D is set to be constant.

国際公開第2011/067833号International Publication No. 2011-067833

上記のように、計測プローブ間の距離が一定に定まるため、光脳機能計測において一度に計測可能な計測範囲の広さは、計測プローブ(計測点)の数によって決定される。そのため、装置の計測プローブ数ではカバーできない広い計測範囲の計測を行うためには、異なる計測範囲で複数回の計測を行う必要がある。その場合、計測データの解析もそれぞれの計測毎に別個に行う必要があることから、煩雑であるとともに統一的なデータ解析が困難となっていた。このように、従来、計測プローブ(計測点)の数によって計測範囲が制約されているため、計測プローブの数に応じた計測範囲よりも広い範囲の計測を行うことを可能にするという課題が存在する。このような課題は、十分な計測プローブ数を確保することが困難な、小型で携帯可能タイプの光計測装置において顕著である。   As described above, since the distance between the measurement probes is fixed, the width of the measurement range that can be measured at once in the optical brain function measurement is determined by the number of measurement probes (measurement points). Therefore, in order to perform measurement in a wide measurement range that cannot be covered by the number of measurement probes of the apparatus, it is necessary to perform multiple measurements in different measurement ranges. In that case, since it is necessary to perform analysis of measurement data separately for each measurement, it is complicated and difficult to perform unified data analysis. As described above, since the measurement range is conventionally limited by the number of measurement probes (measurement points), there is a problem that it is possible to perform measurement in a wider range than the measurement range according to the number of measurement probes. To do. Such a problem is conspicuous in a small and portable optical measuring device in which it is difficult to secure a sufficient number of measuring probes.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、計測プローブの数に応じた計測範囲よりも広い範囲の計測を行うことが可能な光計測装置および光計測方法を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to provide light capable of performing measurement in a wider range than the measurement range according to the number of measurement probes. It is to provide a measurement device and an optical measurement method.

上記目的を達成するために、この発明の第1の局面における光計測装置は、被験者の頭部に互いに所定間隔を隔てるように配置される複数の計測プローブによる複数の計測点での所定の計測範囲の計測に際して、重複部分を含むように計測範囲を分割した複数の部分領域毎に、同一の計測条件で個別に計測を行うための計測手段と、複数の部分領域のそれぞれの重複部分の計測データに基づいて複数の部分領域毎の計測データを統合し、計測範囲全体にわたる単一の統合データを生成するデータ統合手段とを備える。   In order to achieve the above object, the optical measurement apparatus according to the first aspect of the present invention provides a predetermined measurement at a plurality of measurement points by a plurality of measurement probes arranged at predetermined intervals on the subject's head. When measuring a range, a measurement means for performing measurement individually under the same measurement conditions for each of a plurality of partial areas obtained by dividing the measurement range so as to include an overlapping part, and measurement of each overlapping part of the plurality of partial areas Data integration means for integrating measurement data for each of a plurality of partial areas based on the data and generating a single integrated data over the entire measurement range.

この発明の第1の局面による光計測装置では、上記のように、重複部分を含むように計測範囲を分割した複数の部分領域毎に、同一の計測条件で個別に計測を行うための計測手段と、複数の部分領域のそれぞれの重複部分の計測データに基づいて複数の部分領域毎の計測データを統合し、計測範囲全体にわたる単一の統合データを生成するデータ統合手段とを設ける。これにより、部分領域のそれぞれにおいて、同じ計測点について同一の計測条件で計測した重複部分の計測データに基づいて、個別に計測した部分領域毎の計測データを統合することができる。その結果、光計測装置で計測可能な広さの部分領域毎の計測データから、より広い計測範囲全体にわたる単一の統合データを得ることができる。これにより、計測プローブの数に応じた計測範囲よりも広い範囲の計測を行うことができる。この効果は、十分な計測プローブ数を確保することが困難な、小型で携帯可能なタイプの光計測装置に本発明を適用する場合に特に有効である。また、単純に複数回の計測を行う場合には計測データ解析も別個に行う必要があるのに対して、本発明によれば、広い計測範囲全体にわたる単一の統合データによって、計測データ解析を、容易に、かつ、計測範囲全体にわたって統一的に行うことが可能となる。   In the optical measurement device according to the first aspect of the present invention, as described above, the measurement means for performing measurement individually under the same measurement condition for each of the plurality of partial regions obtained by dividing the measurement range so as to include the overlapping portion. And data integration means for integrating the measurement data for each of the plurality of partial areas based on the measurement data of the overlapping portions of the plurality of partial areas and generating a single integrated data over the entire measurement range. Thereby, in each of the partial areas, it is possible to integrate the measurement data for each partial area measured individually based on the measurement data of the overlapped part measured under the same measurement condition at the same measurement point. As a result, single integrated data over a wider measurement range can be obtained from the measurement data for each partial region having a width that can be measured by the optical measurement device. Thereby, the measurement of the range wider than the measurement range according to the number of measurement probes can be performed. This effect is particularly effective when the present invention is applied to a small and portable type optical measurement device in which it is difficult to secure a sufficient number of measurement probes. In addition, when simply performing multiple measurements, it is necessary to perform measurement data analysis separately, whereas according to the present invention, measurement data analysis is performed using a single integrated data over a wide measurement range. It can be performed easily and uniformly over the entire measurement range.

上記第1の局面による光計測装置において、好ましくは、データ統合手段は、重複部分の計測データ同士が互いに略一致するように部分領域の計測データを補正することにより、複数の部分領域毎の計測データを統合するように構成されている。このように構成すれば、別個に計測した部分領域毎の計測データの相互の重複部分の計測データを略一致させることによって、それぞれの部分領域の計測データを、同時に計測した場合と同等のデータとみなすことが可能となる。この結果、複数の部分領域の計測データを統合する場合でも、計測範囲全体を一度に計測した場合と同等の信頼性の高い統合データを得ることができる。   In the optical measurement device according to the first aspect, preferably, the data integration unit corrects the measurement data of the partial regions so that the measurement data of the overlapping portions substantially coincide with each other, thereby measuring each of the plurality of partial regions. Configured to consolidate data. If comprised in this way, the measurement data of each overlapped part of the measurement data of each partial area measured separately will be made to correspond substantially, and the measurement data of each partial area will be equivalent to the data measured simultaneously. Can be considered. As a result, even when measuring data of a plurality of partial areas is integrated, highly reliable integrated data equivalent to the case where the entire measuring range is measured at once can be obtained.

この場合、好ましくは、重複部分の計測データに基づいて、重複部分で互いに重複する複数の部分領域を相互に対応付ける補正係数を算出する係数算出手段をさらに備え、データ統合手段は、補正係数を用いて重複部分の計測データ同士が互いに略一致するように部分領域の計測データを補正するように構成されている。このように構成すれば、重複部分の計測データから得られた補正係数を用いることにより、部分領域全体の計測データの補正を容易に行うことができる。   In this case, preferably, the apparatus further includes coefficient calculation means for calculating a correction coefficient that correlates a plurality of partial areas that overlap each other in the overlapping portion based on the measurement data of the overlapping portion, and the data integration means uses the correction coefficient. Thus, the measurement data of the partial area is corrected so that the measurement data of the overlapping portions substantially coincide with each other. If comprised in this way, the correction of the measurement data of the whole partial area can be easily performed by using the correction coefficient obtained from the measurement data of the overlapping part.

上記係数算出手段を備える構成において、好ましくは、係数算出手段は、互いに重複する複数の部分領域のうち、一方の重複部分の計測データと、他方の重複部分の計測データに補正係数を乗じたデータとの誤差が最小となる値を、補正係数として算出するように構成されている。このように構成すれば、重複部分の計測同士を精度よく近似する(略一致させる)ことができる。   In the configuration including the coefficient calculation means, preferably, the coefficient calculation means is data obtained by multiplying the measurement data of one overlapping portion and the measurement data of the other overlapping portion by a correction coefficient among a plurality of partial regions overlapping each other. A value that minimizes the error is calculated as a correction coefficient. If comprised in this way, the measurement of an overlap part can be approximated accurately (substantially match).

上記第1の局面による光計測装置において、好ましくは、重複部分は、部分領域の重複部分以外の非重複部分に含まれる計測点数よりも少ない数の、複数の計測点を含む。このように構成すれば、重複部分に比べて非重複部分の計測点数を多くすることができるので、その分、少ない分割数でより多くの計測点(より広い計測範囲)の計測データを得ることができる。すなわち、重複部分では、同じ位置で複数回の計測を行うことになるため、同じ分割数では非重複部分の計測点数が多いほど計測範囲が広くなる。そのため、非重複部分の計測点数が多い分、より広い計測範囲の統合データを得ることが可能となる。   In the optical measurement device according to the first aspect described above, preferably, the overlapping portion includes a plurality of measurement points that are smaller than the number of measurement points included in the non-overlapping portion other than the overlapping portion of the partial region. By configuring in this way, the number of measurement points in the non-overlapping part can be increased compared to the overlapping part, and accordingly, measurement data of more measurement points (wider measurement range) can be obtained with a smaller number of divisions. Can do. That is, since the measurement is performed a plurality of times at the same position in the overlapping portion, the measurement range becomes wider as the number of measurement points in the non-overlapping portion increases with the same number of divisions. Therefore, it is possible to obtain integrated data in a wider measurement range as the number of measurement points in the non-overlapping portion is larger.

この場合、好ましくは、重複部分は、重複部分の計測点数が非重複部分の計測点数に対して所定割合の数となるように設定される。このように構成すれば、非重複部分の広さ(すなわち、計測点数の多さ)に応じた広さ(計測点数)の重複部分を設定することができる。ここで、重複部分の計測データを多くするほど、計測範囲全体を一度に計測した場合のデータに統合データを近似させることができる。一方、上記の通り、重複部分が狭いほど、少ない分割数で広い計測範囲の統合データを得ることが可能となる。そのため、非重複部分の広さに応じた適切な広さ(適切な所定割合)の重複部分を設定することによって、統合データの信頼性と、計測範囲の広さとのバランスのとれた良好な統合データを得ることが可能となる。   In this case, preferably, the overlapping portion is set so that the number of measurement points of the overlapping portion is a predetermined ratio with respect to the number of measurement points of the non-overlapping portion. If comprised in this way, the duplication part of the width (measurement point number) according to the width (namely, the number of measurement points) of a non-overlapping part can be set. Here, as the measurement data of the overlapping portion is increased, the integrated data can be approximated to data when the entire measurement range is measured at once. On the other hand, as described above, it is possible to obtain integrated data in a wide measurement range with a smaller number of divisions as the overlapping portion is narrower. Therefore, by setting the overlapping part of the appropriate width (appropriate predetermined ratio) according to the width of the non-overlapping part, good integration that balances the reliability of the integrated data and the width of the measurement range Data can be obtained.

上記第1の局面による光計測装置において、好ましくは、複数の部分領域毎の計測プローブの配置情報の入力を受け付ける領域設定手段をさらに備え、領域設定手段は、受け付けたそれぞれの部分領域の配置情報に基づいて、部分領域同士の重複部分における計測点を抽出するように構成されている。このように構成すれば、計測プローブの配置によって計測点の位置が決まるので、計測プローブの配置情報を入力するだけで、計測データを統合するための重複部分における計測点を決定することができる。この結果、単一の統合データによって計測データ解析を容易化するのに加えて、単一の統合データを得るための作業を簡略化することができる。   In the optical measurement device according to the first aspect, preferably, the optical measurement device further includes an area setting unit that receives an input of measurement probe arrangement information for each of the plurality of partial areas, and the area setting unit receives the arrangement information of each received partial area. Based on the above, it is configured to extract the measurement points in the overlapping part of the partial areas. If comprised in this way, since the position of a measurement point is decided by arrangement | positioning of a measurement probe, the measurement point in the duplication part for integrating measurement data can be determined only by inputting the arrangement information of a measurement probe. As a result, in addition to facilitating measurement data analysis with a single integrated data, the work for obtaining a single integrated data can be simplified.

上記第1の局面による光計測装置において、好ましくは、計測手段は、少なくとも、計測データのサンプリング間隔と、タスク期間およびレスト期間を含む計測プロトコルとが同一の計測条件で、複数の部分領域毎の計測を行うように構成されている。このように構成すれば、それぞれの部分領域の重複部分の計測データを等価なデータと見なすことができるので、統合データの信頼性を向上させることができる。また、サンプリング間隔が一致することから、計測データ同士の統合を容易に行うことができる。   In the optical measurement apparatus according to the first aspect described above, preferably, the measurement unit has at least the measurement data sampling interval and the measurement protocol including the task period and the rest period under the same measurement condition for each of the plurality of partial regions. It is configured to take measurements. With this configuration, the measurement data of the overlapping portions of the respective partial areas can be regarded as equivalent data, so that the reliability of the integrated data can be improved. In addition, since the sampling intervals match, measurement data can be easily integrated.

この発明の第2の局面における光計測方法は、被験者の頭部に互いに所定間隔を隔てるように配置される複数の計測プローブによる複数の計測点での所定の計測範囲の計測に際して、重複部分を含むように計測範囲を分割した複数の部分領域毎に、同一の計測条件で個別に計測を行うステップと、複数の部分領域のそれぞれの重複部分の計測データに基づいて複数の部分領域毎の計測データを統合し、計測範囲全体にわたる単一の統合データを生成するステップとを備える。   In the optical measurement method according to the second aspect of the present invention, when measuring a predetermined measurement range at a plurality of measurement points by a plurality of measurement probes arranged to be spaced apart from each other on the subject's head, overlapping portions are measured. For each of a plurality of partial areas that are divided so that the measurement range is included, a step of performing measurement individually under the same measurement condition, and a measurement for each of the plurality of partial areas based on measurement data of each overlapping part of the plurality of partial areas Integrating the data and generating a single integrated data over the entire measurement range.

この発明の第2の局面による光計測方法では、上記のように、重複部分を含むように計測範囲を分割した複数の部分領域毎に、同一の計測条件で個別に計測を行うステップと、複数の部分領域のそれぞれの重複部分の計測データに基づいて複数の部分領域毎の計測データを統合し、計測範囲全体にわたる単一の統合データを生成するステップとを設ける。これにより、部分領域のそれぞれにおいて、同じ計測点について同一の計測条件で計測した重複部分の計測データに基づいて、個別に計測した部分領域毎の計測データを統合することができる。その結果、計測プローブの数に応じた計測範囲よりも広い範囲の計測を行うことができる。また、広い計測範囲全体にわたる単一の統合データによって、計測データ解析を容易に、かつ、計測範囲全体にわたって統一的に行うことが可能となる。   In the optical measurement method according to the second aspect of the present invention, as described above, for each of a plurality of partial areas obtained by dividing the measurement range so as to include overlapping portions, a step of individually measuring under the same measurement condition, And integrating the measurement data for each of the plurality of partial areas based on the measurement data of the overlapping portions of the partial areas, and generating a single integrated data over the entire measurement range. Thereby, in each of the partial areas, it is possible to integrate the measurement data for each partial area measured individually based on the measurement data of the overlapped part measured under the same measurement condition at the same measurement point. As a result, it is possible to perform measurement in a wider range than the measurement range according to the number of measurement probes. Moreover, measurement data analysis can be performed easily and uniformly over the entire measurement range by a single integrated data over the entire measurement range.

本発明によれば、上記のように、計測プローブの数に応じた計測範囲よりも広い範囲の計測を行うことができる。   According to the present invention, as described above, it is possible to perform measurement in a wider range than the measurement range corresponding to the number of measurement probes.

本発明の一実施形態による光計測装置の全体構成を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the whole structure of the optical measuring device by one Embodiment of this invention. 光計測装置に用いるホルダを示した模式的な斜視図である。It is the typical perspective view which showed the holder used for an optical measuring device. 本発明の一実施形態による光計測装置の光計測ユニットおよび制御ユニットの構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure of the optical measurement unit of the optical measurement apparatus by one Embodiment of this invention, and a control unit. 光計測装置の制御部を説明するための機能ブロック図である。It is a functional block diagram for demonstrating the control part of an optical measuring device. 計測範囲、計測プローブ配置および計測チャンネル配置の一例を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed an example of the measurement range, measurement probe arrangement | positioning, and measurement channel arrangement | positioning. 図5の計測範囲の一方の部分領域の配置情報の例を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the example of the arrangement | positioning information of one partial area | region of the measurement range of FIG. 図5の計測範囲の他方の部分領域の配置情報の例を示した模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an example of arrangement information of the other partial region in the measurement range of FIG. 5. 補正係数の算出方法を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating the calculation method of a correction coefficient. 補正係数を一定値とした場合の、補正前後の重複チャンネルデータの例を示したグラフである。It is the graph which showed the example of the duplication channel data before and behind correction when a correction coefficient is made into a fixed value. 補正係数を時間変化値とした場合の、補正係数の例を示したグラフである。It is the graph which showed the example of the correction coefficient at the time of making a correction coefficient into a time change value. 図10に示した補正係数による、補正前後の重複チャンネルデータの例を示したグラフである。It is the graph which showed the example of the duplication channel data before and behind correction | amendment by the correction coefficient shown in FIG. 本発明の一実施形態による光計測装置の統合データの生成処理を説明するためのフロー図。The flowchart for demonstrating the production | generation process of the integrated data of the optical measuring device by one Embodiment of this invention.

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments embodying the present invention will be described below with reference to the drawings.

まず、図1〜図11を参照して、本発明の一実施形態による光計測装置100の全体構成について説明する。本実施形態では、光計測装置100は、近赤外分光法(NIRS)による光計測(脳機能計測)を行う脳機能計測装置である。   First, with reference to FIGS. 1-11, the whole structure of the optical measuring device 100 by one Embodiment of this invention is demonstrated. In the present embodiment, the optical measurement device 100 is a brain function measurement device that performs optical measurement (brain function measurement) by near infrared spectroscopy (NIRS).

図1に示すように、光計測装置100は、光計測ユニット1と、制御ユニット2とから構成されている。光計測装置100は、光ファイバを介して接続された計測プローブ3(送光プローブ3aおよび受光プローブ3b)を用いて、被験者の脳活動を計測する機能を有する。   As shown in FIG. 1, the optical measurement device 100 includes an optical measurement unit 1 and a control unit 2. The optical measurement device 100 has a function of measuring the brain activity of a subject using the measurement probe 3 (light transmission probe 3a and light reception probe 3b) connected via an optical fiber.

光計測装置100の送光プローブ3aおよび受光プローブ3bは、それぞれ、被験者の頭部に装着されたプローブ固定用のホルダ4に取り付けられることにより、被験者の頭部表面上の所定位置に配置される。そして、光計測装置100は、送光プローブ3aから近赤外光の波長領域の計測光を照射し、被験者の頭内で反射した計測光を受光プローブ3bに入射させて検出することにより、計測光の強度(受光量)を取得する。取得した計測光の強度に基づいて、脳活動に伴うヘモグロビン量(酸素化ヘモグロビン、脱酸素化へグロビンおよび総ヘモグロビン)の変化を取得することができる。これにより、光計測装置100は、脳活動に伴うヘモグロビン量の変化、すなわち血流量の変化や酸素代謝の活性化状態を非侵襲で取得することが可能である。光計測では、送光プローブ3aおよび受光プローブ3bのペアによって構成される計測点毎に、脳活動が計測される。計測データは、脳機能計測におけるレスト期間に対するタスク期間の相対的なヘモグロビン変化量として取得される。なお、計測チャンネル6は、本発明の「計測点」の一例である。   The light transmitting probe 3a and the light receiving probe 3b of the optical measuring device 100 are each placed at a predetermined position on the surface of the subject's head by being attached to the probe fixing holder 4 attached to the subject's head. . Then, the optical measurement device 100 irradiates the measurement light in the near infrared wavelength region from the light transmission probe 3a, and makes the measurement light reflected in the head of the subject incident on the light receiving probe 3b to detect the measurement light. Obtains the light intensity (amount of received light). Based on the intensity of the acquired measurement light, it is possible to acquire a change in the amount of hemoglobin (oxygenated hemoglobin, deoxygenated globin and total hemoglobin) associated with brain activity. Thereby, the optical measuring device 100 can acquire the change of the hemoglobin amount accompanying brain activity, ie, the change of a blood flow rate, and the activation state of oxygen metabolism non-invasively. In the optical measurement, the brain activity is measured for each measurement point constituted by the pair of the light transmitting probe 3a and the light receiving probe 3b. The measurement data is acquired as the amount of hemoglobin change relative to the rest period in the brain function measurement. The measurement channel 6 is an example of the “measurement point” in the present invention.

図2に示すように、ホルダ4は、等間隔D(たとえば3cm)で行列状に配列された多数の取付穴4aを有しており、それぞれの取付穴4aに1つずつ計測プローブ3を挿入して固定することが可能となっている。このため、隣接する送光プローブ3aと受光プローブ3bとは、所定間隔Dを隔てるように配置される。送光プローブ3aおよび受光プローブ3bは、各取付穴4aに対して、行および列の各方向に交互に並ぶように配置される。これにより、隣接する送光プローブ3aと受光プローブ3bとの間に計測点(計測チャンネル6、図5参照)が形成される。使用者は、計測したい部位(前頭部、頭頂部、側頭部、後頭部など)に応じて取付穴4aへのプローブ配置を決定し、計測プローブ3をホルダ4に取り付ける。   As shown in FIG. 2, the holder 4 has a large number of mounting holes 4a arranged in a matrix at equal intervals D (for example, 3 cm), and one measuring probe 3 is inserted into each mounting hole 4a. And can be fixed. For this reason, the adjacent light transmitting probe 3a and light receiving probe 3b are arranged so as to be separated by a predetermined distance D. The light transmitting probe 3a and the light receiving probe 3b are arranged so as to be alternately arranged in the row and column directions with respect to the mounting holes 4a. Thereby, a measurement point (measurement channel 6, see FIG. 5) is formed between the adjacent light transmission probe 3a and light reception probe 3b. The user determines the probe arrangement in the attachment hole 4 a according to the part (frontal head, top of head, temporal region, occipital region, etc.) to be measured, and attaches the measurement probe 3 to the holder 4.

次に、光計測装置100の装置構成について詳細に説明する。   Next, the device configuration of the optical measurement device 100 will be described in detail.

図3に示すように、光計測ユニット1は、被験者によって携行可能に構成された小型の携帯型ユニットとして構成されている。また、複数の光計測ユニット1と制御ユニット2とは、相互通信が可能なように無線接続されている。これにより、光計測装置100では、脳機能計測中も被験者が制御ユニット2の近傍位置に拘束されることなく、被験者が光計測ユニット1を携行して自由に移動可能であり、日常生活に近い環境で脳機能計測を行うことが可能である。   As shown in FIG. 3, the optical measurement unit 1 is configured as a small portable unit configured to be carried by a subject. The plurality of optical measurement units 1 and the control unit 2 are wirelessly connected so that mutual communication is possible. Thereby, in the optical measurement device 100, the subject can freely move by carrying the optical measurement unit 1 without being constrained to the vicinity of the control unit 2 even during brain function measurement, and is close to everyday life. It is possible to measure brain function in the environment.

光計測ユニット1は、光ファイバ5を介して接続された送光プローブ3aおよび受光プローブ3bを備えている。光計測ユニット1には、それぞれ複数の送光プローブ3aおよび受光プローブ3bが接続可能である。光計測ユニット1は、たとえば、8本の送光プローブ3aおよび8本の受光プローブ3bの、合計16本の計測プローブ3を備えている。各8本の送光プローブ3aおよび受光プローブ3bでは、最大の計測チャンネル数(計測点数)は、23(図6および図7参照)である。   The optical measurement unit 1 includes a light transmission probe 3 a and a light reception probe 3 b connected via an optical fiber 5. A plurality of light transmitting probes 3a and light receiving probes 3b can be connected to the optical measuring unit 1, respectively. The optical measurement unit 1 includes, for example, a total of 16 measurement probes 3 including 8 light transmission probes 3a and 8 light reception probes 3b. In each of the eight light transmitting probes 3a and the light receiving probes 3b, the maximum number of measurement channels (number of measurement points) is 23 (see FIGS. 6 and 7).

光計測ユニット1は、携行可能なサイズの筐体10内に、光源11と、光検出部12と、光源駆動部13と、A/D変換器14と、本体制御部15と、通信部16と、記憶部17とを備えている。   The optical measurement unit 1 includes a light source 11, a light detection unit 12, a light source drive unit 13, an A / D converter 14, a main body control unit 15, and a communication unit 16 in a portable housing 10. And a storage unit 17.

光源11は、光ファイバ5を介して送光プローブ3aに計測光を出力するように構成されている。光源11は、半導体レーザーやLEDなどからなり、近赤外光の波長領域で複数波長の計測光を出力可能に構成されている。光検出部12は、APD(アバランシェフォトダイオード)や光電子増倍管などからなり、受光プローブ3bに入射した計測光を、光ファイバ5を介して検出するように構成されている。その結果、光検出部12は、検出した計測光に応じた受光量信号を出力する。光源駆動部13は、本体制御部15からの制御信号に従って光源11を点灯および消灯させるように構成されている。A/D変換器14は、光検出部12の受光量信号を所定のデジタル信号に変換して、本体制御部15へ出力するように構成されている。本体制御部15は、設定されたサンプリング期間や計測チャンネル数などの計測条件と、計測光の出力強度および光検出部12の検出感度などに関する計測パラメータとに従って、光源11(光源駆動部13)および光検出部12の動作制御を行う。   The light source 11 is configured to output measurement light to the light transmission probe 3 a via the optical fiber 5. The light source 11 includes a semiconductor laser, an LED, and the like, and is configured to output measurement light having a plurality of wavelengths in the near infrared wavelength region. The light detection unit 12 includes an APD (avalanche photodiode), a photomultiplier tube, and the like, and is configured to detect the measurement light incident on the light receiving probe 3b via the optical fiber 5. As a result, the light detection unit 12 outputs a received light amount signal corresponding to the detected measurement light. The light source driving unit 13 is configured to turn on and off the light source 11 in accordance with a control signal from the main body control unit 15. The A / D converter 14 is configured to convert the received light amount signal of the light detection unit 12 into a predetermined digital signal and output it to the main body control unit 15. The main body control unit 15 determines the light source 11 (light source driving unit 13) and the light source 11 according to the measurement conditions such as the set sampling period and the number of measurement channels and the measurement parameters regarding the output intensity of the measurement light and the detection sensitivity of the light detection unit 12. Operation control of the light detection unit 12 is performed.

本体制御部15は、CPUやメモリなどから構成されるコンピュータであり、計測用プログラムを実行することにより、上記した光計測ユニット1の各部を制御するように構成されている。これにより、本体制御部15は、計測動作の実行、得られた受光量信号に基づく計測データの制御ユニット2へのなどの制御を行う。   The main body control unit 15 is a computer composed of a CPU, a memory, and the like, and is configured to control each unit of the optical measurement unit 1 described above by executing a measurement program. Thereby, the main body control unit 15 performs control such as execution of the measurement operation and measurement data to the control unit 2 based on the obtained light reception amount signal.

通信部16は、無線の通信モジュールからなり、通信部16は、制御ユニット2の後述する通信部24との間で相互に無線通信可能に構成されている。記憶部17は、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリからなる。記憶部17には、脳機能計測の計測データなどが格納される。光計測ユニット1は、通信部16により計測データを制御ユニット2にリアルタイムで送信するほか、計測データを記憶部17に記録しておくことが可能である。   The communication unit 16 includes a wireless communication module, and the communication unit 16 is configured to be capable of wireless communication with a communication unit 24 described later of the control unit 2. The storage unit 17 includes a nonvolatile memory such as a flash memory. The storage unit 17 stores brain function measurement measurement data and the like. The optical measurement unit 1 can transmit measurement data to the control unit 2 in real time by the communication unit 16 and can record measurement data in the storage unit 17.

次に、制御ユニット2は、CPUなどから構成される制御部21および解析部22と、HDDなどからなる記憶部23と、無線の通信モジュール(または外部接続の無線通信ユニット)からなる通信部24とを備えたコンピュータ(PC)である。制御部21および解析部22は、それぞれ、記憶部23に格納された制御プログラムをCPUが実行することによって実現される機能ブロックとして構成されている。なお、制御部21および解析部22は、機能ブロックとしてではなく、専用のハードウェア(専用CPU)により構成されてもよい。また、制御ユニット2は、液晶ディスプレイなどからなる表示部25と、キーボードやマウスなどからなる操作入力部26とを備えている。   Next, the control unit 2 includes a control unit 21 and an analysis unit 22 including a CPU, a storage unit 23 including an HDD, and a communication unit 24 including a wireless communication module (or an externally connected wireless communication unit). And a computer (PC). The control unit 21 and the analysis unit 22 are each configured as a functional block realized by the CPU executing a control program stored in the storage unit 23. Note that the control unit 21 and the analysis unit 22 may be configured by dedicated hardware (dedicated CPU) instead of as functional blocks. Further, the control unit 2 includes a display unit 25 including a liquid crystal display and an operation input unit 26 including a keyboard and a mouse.

制御ユニット2の各部は、制御部21により制御される。制御部21は、通信部24を介して光計測ユニット1の計測データを取得するように構成されている。解析部22は、記憶部23に記録された計測データ(後述する統合データ23b)に対する画像化(グラフ化)処理や、統計処理等を施すための演算処理を行う。   Each part of the control unit 2 is controlled by the control unit 21. The control unit 21 is configured to acquire measurement data of the optical measurement unit 1 via the communication unit 24. The analysis unit 22 performs an imaging (graphing) process on the measurement data (integrated data 23b described later) recorded in the storage unit 23, an arithmetic process for performing a statistical process, and the like.

記憶部23は、制御プログラム23aや、計測条件およびパラメータなどの各種情報を記憶する。また、記憶部23は、計測結果としての統合データ23bを記憶するように構成されている。また、通信部24は、光計測ユニット1の通信部16との相互通信により、計測条件および計測パラメータや計測データなどの情報伝送を行うように構成されている。   The storage unit 23 stores various information such as a control program 23a and measurement conditions and parameters. The storage unit 23 is configured to store integrated data 23b as a measurement result. The communication unit 24 is configured to transmit information such as measurement conditions, measurement parameters, and measurement data by mutual communication with the communication unit 16 of the optical measurement unit 1.

ここで、計測チャンネル(計測点)と、計測範囲との関係について説明する。たとえば図5に示すように、14本の送光プローブ3aと、13本の受光プローブ3bとを用いる場合、最大で42点の計測チャンネル6での計測を一度に行うことが可能となる。送光プローブ3aおよび受光プローブ3bの間隔(距離Dとする)は一定となっているため、送光プローブ3aおよび受光プローブ3bの数が決まると、被験者の頭部において一度に計測可能な計測範囲MAの広さ(面積)も決まることになる。すなわち、図5の場合、計測範囲MAは、横8D×縦2Dに相当する広さとなる。図5では、3行9列のプローブ配置であるが、行列の数を変更しても計測範囲MAの広さに大きな違いは生じない。   Here, the relationship between the measurement channel (measurement point) and the measurement range will be described. For example, as shown in FIG. 5, when 14 light transmitting probes 3a and 13 light receiving probes 3b are used, it is possible to perform measurement in a maximum of 42 measurement channels 6 at a time. Since the distance (referred to as distance D) between the light transmitting probe 3a and the light receiving probe 3b is constant, once the number of the light transmitting probes 3a and the light receiving probes 3b is determined, the measurement range that can be measured at once on the subject's head The area (area) of the MA is also determined. That is, in the case of FIG. 5, the measurement range MA has a width corresponding to 8D horizontal × 2D vertical. In FIG. 5, the probe arrangement has 3 rows and 9 columns. However, even if the number of matrices is changed, there is no significant difference in the width of the measurement range MA.

したがって、たとえば図6および図7に示すように、各8本の送光プローブ3aおよび受光プローブ3bでは、最大23点の計測チャンネル6しか構成することができないため、図5の計測範囲MA(42ch)を一度に計測することはできない。また、計測データは、図8に示すようにレスト期間Rに対するタスク期間Tの相対的なヘモグロビン変化量として取得されるため、別個に行った計測データを単純に結合することはできない。被験者の状態が時々刻々と変化し、たとえ計測データ(ヘモグロビン変化量)が同値でも、ベースライン(レスト期間Rのヘモグロビン量に相当)が変化している場合には同じデータとして扱うことはできないためである。   Therefore, for example, as shown in FIGS. 6 and 7, each of the eight light-transmitting probes 3a and the light-receiving probes 3b can constitute only 23 measurement channels 6 at the maximum. ) Cannot be measured at once. Moreover, since the measurement data is acquired as a relative hemoglobin change amount of the task period T with respect to the rest period R as shown in FIG. 8, the measurement data separately performed cannot be simply combined. Because the subject's condition changes from moment to moment, even if the measurement data (hemoglobin change amount) is the same, if the baseline (corresponding to the amount of hemoglobin in the rest period R) is changing, it cannot be treated as the same data It is.

そこで、本実施形態では、光計測装置100は、計測範囲MAを分割した複数の部分領域A毎に、同一の計測条件で個別に計測を行うように構成されている。そして、光計測装置100は、部分領域A毎に得られた計測データを統合して、一度に計測可能な計測チャンネル数よりも多い計測チャンネル数の計測データを含んだ統合データ23bを生成するように構成されている。以下では、分割の一例として、図5の計測範囲MAを、図6の部分領域A1と図7の部分領域A2とに2分割する場合について説明する。   Therefore, in the present embodiment, the optical measuring device 100 is configured to individually perform measurement under the same measurement condition for each of a plurality of partial areas A obtained by dividing the measurement range MA. Then, the optical measurement device 100 integrates the measurement data obtained for each partial region A, and generates integrated data 23b including measurement data having a number of measurement channels larger than the number of measurement channels that can be measured at one time. It is configured. In the following, as an example of division, a case where the measurement range MA in FIG. 5 is divided into two parts, that is, the partial area A1 in FIG. 6 and the partial area A2 in FIG. 7 will be described.

具体的に、図4に示すように、本実施形態では、制御部21は、CPUが記憶部23に記憶された制御プログラム23aを実行することによって、領域設定部31、計測部32、係数算出部33、および、データ統合部34として機能するように構成されている。これらの各部の処理によって、統合データ23bの生成が行われる。なお、領域設定部31、計測部32、係数算出部33、および、データ統合部34は、機能ブロックとしてではなく、それぞれ専用のハードウェア(専用CPU)により構成されてもよい。領域設定部31、計測部32、係数算出部33、および、データ統合部34は、それぞれ、本発明の「領域設定手段」、「計測手段」、「係数算出手段」、および、「データ統合手段」の一例である。   Specifically, as shown in FIG. 4, in the present embodiment, the control unit 21 causes the CPU to execute the control program 23 a stored in the storage unit 23, thereby causing the region setting unit 31, the measurement unit 32, and the coefficient calculation. The unit 33 and the data integration unit 34 are configured to function. The integrated data 23b is generated by the processing of these units. Note that the area setting unit 31, the measurement unit 32, the coefficient calculation unit 33, and the data integration unit 34 may each be configured by dedicated hardware (dedicated CPU) instead of function blocks. The region setting unit 31, the measurement unit 32, the coefficient calculation unit 33, and the data integration unit 34 are respectively “area setting unit”, “measurement unit”, “coefficient calculation unit”, and “data integration unit” of the present invention. Is an example.

領域設定部31は、図6および図7に示すように、複数の部分領域A毎の計測プローブ3の配置情報41の入力を受け付けるように構成されている。領域設定部31は、操作入力部26(図3参照)を介したユーザの入力操作や記憶部23からの情報読み込みにより、配置情報41の入力を受け付ける。具体的には、領域設定部31は、計測範囲MAを分割した部分領域A1における各計測プローブ3の配置情報41と、部分領域A2における各計測プローブ3の配置情報41とを、それぞれ取得するように構成されている。なお、最終的な計測範囲MA(図5参照)の配置情報自体は、計測条件として制御部21に設定される。これにより、領域設定部31は、設定された計測範囲MAに対して、どのようなプローブ配置の部分領域A1および部分領域A2に分割するかの配置情報41を取得する。   As shown in FIGS. 6 and 7, the region setting unit 31 is configured to accept input of the arrangement information 41 of the measurement probes 3 for each of the plurality of partial regions A. The region setting unit 31 accepts input of the arrangement information 41 by a user input operation via the operation input unit 26 (see FIG. 3) or reading information from the storage unit 23. Specifically, the area setting unit 31 acquires the arrangement information 41 of each measurement probe 3 in the partial area A1 obtained by dividing the measurement range MA and the arrangement information 41 of each measurement probe 3 in the partial area A2. It is configured. The arrangement information itself of the final measurement range MA (see FIG. 5) is set in the control unit 21 as a measurement condition. Thereby, the area setting unit 31 acquires the arrangement information 41 indicating what kind of probe arrangement the partial area A1 and the partial area A2 are divided in the set measurement range MA.

個々の部分領域Aは、ユーザによって、隣接する部分領域Aとの重複部分B1と、他の部分領域Aとは重複しない非重複部分B2とを含むように設定される。図6の部分領域A1では、1ch〜19chの計測チャンネル6が非重複部分B2に含まれ、20ch〜23chの計測チャンネル6が重複部分B1に含まれる。図7の部分領域A2では、5ch〜23chの計測チャンネル6が非重複部分B2に含まれ、1ch〜4chの計測チャンネル6が重複部分B1に含まれる。   Each partial region A is set by the user so as to include an overlapping portion B1 with an adjacent partial region A and a non-overlapping portion B2 that does not overlap with another partial region A. In the partial region A1 of FIG. 6, the measurement channels 6 of 1ch to 19ch are included in the non-overlapping portion B2, and the measurement channels 6 of 20ch to 23ch are included in the overlapping portion B1. In the partial region A2 of FIG. 7, the measurement channels 6 of 5ch to 23ch are included in the non-overlapping portion B2, and the measurement channels 6 of 1ch to 4ch are included in the overlapping portion B1.

部分領域A(A1、A2)は、光計測ユニット1で一度に計測可能な広さ(計測チャンネル数)に設定される。重複部分B1は、非重複部分B2に含まれる計測チャンネル数よりも少ない数の、複数の計測チャンネル6(重複チャンネルCとする)を含むように設定される。また、重複部分B1は、重複部分B1の計測チャンネル数が非重複部分B2の計測チャンネル数に対して所定割合の数となるように設定される。すなわち、重複部分B1の広さ(計測チャンネル数)は、非重複部分B2の広さ(計測チャンネル数)に応じた広さとなるように設定される。なお、図5〜図7では、重複チャンネルCの番号を囲み文字で示している。図6および図7に示した例では、重複部分B1の計測チャンネル数が4、非重複部分B2の計測チャンネル数が19の、合計23チャンネルである。   The partial area A (A1, A2) is set to a size (number of measurement channels) that can be measured at once by the optical measurement unit 1. The overlapping part B1 is set so as to include a plurality of measurement channels 6 (referred to as overlapping channels C) which is smaller than the number of measurement channels included in the non-overlapping part B2. The overlapping portion B1 is set so that the number of measurement channels of the overlapping portion B1 is a predetermined ratio with respect to the number of measurement channels of the non-overlapping portion B2. That is, the width (number of measurement channels) of the overlapping portion B1 is set to be a width corresponding to the width (number of measurement channels) of the non-overlapping portion B2. 5 to 7, the number of the overlapping channel C is shown by surrounding characters. In the example shown in FIGS. 6 and 7, the number of measurement channels in the overlapping portion B1 is 4, and the number of measurement channels in the non-overlapping portion B2 is 19, for a total of 23 channels.

計測チャンネル数の割合については、非重複部分B2の計測チャンネル数に対する重複部分B1の計測チャンネル数の割合を、1/9以上とすることが好ましい。後述するように、重複部分B1の計測チャンネル数が多い程、計測データの補正の精度を向上させることが可能である一方、個々の部分領域Aがカバーする範囲としては狭くなって同じ分割数での計測範囲MAが狭くなる。したがって、計測データの補正の精度と計測範囲MAの広さとの両立を図るため、重複部分B1の計測チャンネル数の割合は、1/9以上を確保しつつ、1/9に近づけることが好ましい。なお、計測範囲MAの分割数は、最小で2である。そのため、光計測ユニット1の計測プローブ3の数(部分領域Aの最大計測チャンネル数)を考慮して、所望の計測範囲MAを2分割した場合でも重複部分B1の計測チャンネル数を十分に確保できる場合には、この割合を1/9よりも大きくすればよい。この結果、図6および図7に示した例における重複部分B1の計測チャンネル数の割合は、4/19=1/4.75である。計測範囲MAを2分割した場合に重複部分B1の計測チャンネル数の割合が1/9を下回る場合や、2分割では計測範囲MAをカバーできない場合には、重複部分B1の計測チャンネル数の割合を1/9以上にすることが可能な分割数を検討すればよい。   Regarding the ratio of the number of measurement channels, it is preferable that the ratio of the number of measurement channels of the overlapping portion B1 to the number of measurement channels of the non-overlapping portion B2 is 1/9 or more. As will be described later, as the number of measurement channels of the overlapping portion B1 increases, the accuracy of correction of measurement data can be improved. On the other hand, the range covered by each partial region A becomes narrower and has the same number of divisions. The measurement range MA becomes narrower. Therefore, in order to achieve both the correction accuracy of the measurement data and the wide measurement range MA, it is preferable that the ratio of the number of measurement channels of the overlapping portion B1 is close to 1/9 while ensuring 1/9 or more. Note that the minimum number of divisions of the measurement range MA is two. Therefore, considering the number of measurement probes 3 of the optical measurement unit 1 (the maximum number of measurement channels in the partial area A), it is possible to sufficiently secure the number of measurement channels in the overlapping portion B1 even when the desired measurement range MA is divided into two. In this case, this ratio may be larger than 1/9. As a result, the ratio of the number of measurement channels of the overlapping portion B1 in the example shown in FIGS. 6 and 7 is 4/19 = 1 / 4.75. When the measurement range MA is divided into two and the ratio of the number of measurement channels of the overlapping portion B1 is less than 1/9, or when the measurement range MA cannot be covered by the two divisions, the ratio of the number of measurement channels of the overlapping portion B1 is calculated. What is necessary is just to examine the division | segmentation number which can be 1/9 or more.

領域設定部31は、受け付けたそれぞれの部分領域Aの配置情報41に基づいて、部分領域A同士の重複部分B1における計測チャンネル6を抽出するように構成されている。すなわち、領域設定部31は、隣接する部分領域A1の計測プローブ3の配置と部分領域A2の計測プローブ3の配置とを比較して、互いに重複している計測チャンネル6を、重複チャンネルCとして抽出する。   The region setting unit 31 is configured to extract the measurement channel 6 in the overlapping portion B1 between the partial regions A based on the received arrangement information 41 of each partial region A. That is, the area setting unit 31 compares the arrangement of the measurement probes 3 in the adjacent partial area A1 and the arrangement of the measurement probes 3 in the partial area A2, and extracts the measurement channels 6 that overlap each other as the overlapping channel C. To do.

図4に示すように、計測部32は、計測範囲MA全体の計測に際して、重複部分B1を含むように計測範囲MAを分割した複数の部分領域A毎に、同一の計測条件で個別に計測を行うように構成されている。具体的には、計測部32は、少なくとも、計測データのサンプリング間隔と、タスク期間およびレスト期間を含む計測プロトコルとが同一の計測条件で、複数の部分領域A毎の計測を行うように構成されている。   As shown in FIG. 4, when measuring the entire measurement range MA, the measurement unit 32 individually performs measurement under the same measurement condition for each of a plurality of partial areas A obtained by dividing the measurement range MA so as to include the overlapping portion B1. Configured to do. Specifically, the measurement unit 32 is configured to perform measurement for each of the plurality of partial areas A under the same measurement conditions as at least the measurement data sampling interval and the measurement protocol including the task period and the rest period. ing.

計測プロトコルは、タスク期間Tの長さ(秒)、レスト期間Rの長さ(秒)、タスクとレストとの反復回数や、タスク内容などを含む。これらの計測条件を同一にすることにより、各部分領域Aで得られる計測データを、実質的に等価なデータと見なせるようになる。計測部32は、計測条件に従って光源11(光源駆動部13)および光検出部12の動作制御を行うことにより、部分領域Aに含まれる各計測チャンネル6(重複チャンネルCを含む)の計測データを取得する。計測部32は、部分領域Aの数(計測範囲MAの分割数)に応じた回数の計測を実施することにより、計測範囲MA全体にわたる個々の部分領域Aの計測データを取得する。   The measurement protocol includes the length of the task period T (seconds), the length of the rest period R (seconds), the number of iterations between the task and rest, the task content, and the like. By making these measurement conditions the same, the measurement data obtained in each partial area A can be regarded as substantially equivalent data. The measurement unit 32 controls the operation of the light source 11 (light source driving unit 13) and the light detection unit 12 according to the measurement conditions, thereby measuring the measurement data of each measurement channel 6 (including the overlapping channel C) included in the partial region A. get. The measurement unit 32 obtains measurement data of individual partial areas A over the entire measurement range MA by performing the number of times corresponding to the number of partial areas A (the number of divisions of the measurement range MA).

図4に示すように、係数算出部33は、重複部分B1に含まれる重複チャンネルCの計測データに基づいて、重複部分B1で互いに重複する複数の部分領域Aを相互に対応付ける補正係数Kを算出するように構成されている。補正係数Kは、重複(隣接)する部分領域A同士を統合する際の、一方の部分領域A(A1)の計測データに対する他方の部分領域A(A2)の計測データの補正乗数である。係数算出部33は、互いに重複する複数の部分領域Aのうち、一方の重複部分B1の計測データと、他方の重複部分B1の計測データに補正係数Kを乗じたデータとの誤差が最小となる値を、補正係数Kとして算出するように構成されている。   As shown in FIG. 4, the coefficient calculation unit 33 calculates a correction coefficient K that correlates a plurality of partial areas A that overlap each other in the overlapping part B1, based on the measurement data of the overlapping channel C included in the overlapping part B1. Is configured to do. The correction coefficient K is a correction multiplier of the measurement data of the other partial area A (A2) with respect to the measurement data of one partial area A (A1) when overlapping (adjacent) partial areas A are integrated. The coefficient calculation unit 33 minimizes the error between the measurement data of one overlapping portion B1 and the data obtained by multiplying the measurement data of the other overlapping portion B1 by the correction coefficient K among the plurality of partial regions A overlapping each other. The value is configured to be calculated as the correction coefficient K.

たとえば、図6および図7の例では、係数算出部33は、一方の部分領域A1の重複チャンネルC(20ch〜24ch)の計測データと、他方の部分領域A2の重複チャンネルC(1ch〜4ch)の計測データとに基づいて、補正係数Kを算出する。まず、係数算出部33は、図8に示すように、部分領域A1の4つの重複チャンネルC(20ch〜24ch)の計測データを加算平均して、部分領域A1の重複チャンネルデータ42aを算出する。また、係数算出部33は、部分領域A2の4つの重複チャンネルC(1ch〜4ch)の計測データを加算平均して、部分領域A2の重複チャンネルデータ42bを算出する。係数算出部33は、これらの部分領域A1の重複チャンネルデータ42a(関数Fとする)と部分領域A2の重複チャンネルデータ42b(関数Gとする)とに基づいて、補正係数Kを算出する。   For example, in the example of FIGS. 6 and 7, the coefficient calculation unit 33 measures the measurement data of the overlapping channel C (20 ch to 24 ch) of one partial region A1 and the overlapping channel C (1 ch to 4 ch) of the other partial region A2. The correction coefficient K is calculated based on the measured data. First, as shown in FIG. 8, the coefficient calculation unit 33 calculates and averages the measurement data of the four overlapping channels C (20ch to 24ch) in the partial area A1 and calculates the overlapping channel data 42a in the partial area A1. In addition, the coefficient calculation unit 33 calculates and averages the measurement data of the four overlapping channels C (1ch to 4ch) in the partial area A2 to calculate the overlapping channel data 42b in the partial area A2. The coefficient calculation unit 33 calculates the correction coefficient K based on the overlapping channel data 42a (referred to as function F) of the partial area A1 and the overlapping channel data 42b (referred to as function G) of the partial area A2.

補正係数Kとしては、計測データの全区間(全計測時間)で一定の値を補正係数Kとして採用することができる。また、補正係数Kは、計測時間に応じて変化する値(時間の関数)であってもよい。   As the correction coefficient K, a constant value can be adopted as the correction coefficient K in all sections (total measurement time) of measurement data. Further, the correction coefficient K may be a value (a function of time) that changes according to the measurement time.

補正係数Kを一定値とする場合、係数算出部33は、所定の区間(所定の時間間隔)において、重複チャンネルデータ42bに補正係数Kを乗じたデータ(K×G)と、重複チャンネルデータ42a(F)との誤差(差分)が最小となるような補正係数K(K≒F/G)の値を決定する。所定の区間は、具体的には、タスク期間Tである。補正係数Kの算出は、最小二乗法などの統計的手法による。図9に、重複チャンネルデータ42a(F)と、補正前の重複チャンネルデータ42b(G)および補正後の重複チャンネルデータ42b(K×G)との一例を示す。   When the correction coefficient K is set to a constant value, the coefficient calculation unit 33, in a predetermined section (predetermined time interval), data (K × G) obtained by multiplying the overlapping channel data 42b by the correction coefficient K and the overlapping channel data 42a. The value of the correction coefficient K (K≈F / G) is determined so that the error (difference) from (F) is minimized. Specifically, the predetermined section is a task period T. The correction coefficient K is calculated by a statistical method such as a least square method. FIG. 9 shows an example of overlapping channel data 42a (F), overlapping channel data 42b (G) before correction, and overlapping channel data 42b (K × G) after correction.

補正係数Kを時間関数とする場合、係数算出部33は、重複チャンネルデータ42aの任意の時間ウィンドウ(全波形から所定時間分の一部を切り取ったもの)の移動平均Fm(t)と、重複チャンネルデータ42bの任意の時間ウィンドウの移動平均Gm(t)とを求める。そして、係数算出部33は、K(t)≒Fm(t)/Gm(t)となるような補正係数K(t)を求める。なお、時間ウィンドウの範囲は、所定の時間値(sec)またはデータ点数(2048点など)である。図10に、算出した補正係数K(t)の一例を示す。また、図11に重複チャンネルデータ42a(F)と、補正前の重複チャンネルデータ42b(G)および補正後の重複チャンネルデータ42b(K(t)×G)との一例を示す。   When the correction coefficient K is a time function, the coefficient calculation unit 33 overlaps with a moving average Fm (t) of an arbitrary time window (a part of a predetermined time portion is cut from all waveforms) of the overlapping channel data 42a. A moving average Gm (t) of an arbitrary time window of the channel data 42b is obtained. Then, the coefficient calculation unit 33 obtains a correction coefficient K (t) such that K (t) ≈Fm (t) / Gm (t). The range of the time window is a predetermined time value (sec) or the number of data points (2048 points, etc.). FIG. 10 shows an example of the calculated correction coefficient K (t). FIG. 11 shows an example of overlapping channel data 42a (F), overlapping channel data 42b (G) before correction, and overlapping channel data 42b (K (t) × G) after correction.

図4に示すように、データ統合部34は、複数の部分領域Aのそれぞれの重複部分B1(重複チャンネルC)の計測データに基づいて複数の部分領域A毎の計測データを統合し、計測範囲MA全体にわたる単一の統合データ23bを生成するように構成されている。また、データ統合部34は、重複部分B1(重複チャンネルC)の計測データ同士が互いに略一致(近似)するように部分領域Aの計測データを補正することにより、複数の部分領域A毎の計測データを統合するように構成されている。   As shown in FIG. 4, the data integration unit 34 integrates the measurement data for each of the plurality of partial areas A based on the measurement data of the overlapping portions B1 (overlapping channels C) of the plurality of partial areas A, and determines the measurement range. It is configured to generate a single integrated data 23b over the entire MA. In addition, the data integration unit 34 corrects the measurement data of the partial area A so that the measurement data of the overlapping part B1 (overlapping channel C) are substantially identical (approximated) to each other, thereby measuring each of the plurality of partial areas A. Configured to consolidate data.

データ統合部34は、最初に計測された部分領域A(A1)の計測データに合わせるように、後に計測された部分領域A(A2)の計測データに補正係数Kを乗じて補正していくことにより、統合データ23bを生成する。また、データ統合部34は、重複部分B1(重複チャンネルC)については、相互の部分領域Aの計測データの加算平均を重複チャンネルCの計測データとして統合するように構成されている。   The data integration unit 34 multiplies the measurement data of the partial area A (A2) measured later by the correction coefficient K so as to match the measurement data of the partial area A (A1) measured first. Thus, the integrated data 23b is generated. The data integration unit 34 is configured to integrate the addition average of the measurement data of the partial areas A as the measurement data of the overlap channel C for the overlap portion B1 (overlap channel C).

図6の部分領域A1および図7の部分領域A2の計測データを統合して、図5の計測範囲MAの統合データ23bを生成する場合、データ統合部34は、以下のようにして統合データ23bを生成する。以下では、統合データ23bのXch(X=1〜42)のデータをPs(X)、部分領域A1のYch(Y=1〜23)の計測データをP1(Y)、部分領域A2のZch(Z=1〜23)の計測データをP2(Z)として表す。
1:統合データ23bの1ch〜19chでは、Ps(X)=P1(Y)とする。ここで、X=Y=1〜19である。
2:統合データ23bの20ch〜23chでは、Ps(X)=(P1(Y)+K×P2(Z))/2とする。ここで、Y=20〜23、Z=1〜4である。
3:統合データ23bの24ch〜42chでは、Ps(X))=K×P2(Z)とする。ここで、Z=5〜23である。
When integrating the measurement data of the partial area A1 of FIG. 6 and the partial area A2 of FIG. 7 to generate the integrated data 23b of the measurement range MA of FIG. 5, the data integration unit 34 performs the integrated data 23b as follows. Is generated. In the following, the data of Xch (X = 1 to 42) of the integrated data 23b is Ps (X), the measurement data of Ych (Y = 1 to 23) of the partial area A1 is P1 (Y), and Zch ( The measurement data of Z = 1 to 23) is expressed as P2 (Z).
1: For 1ch to 19ch of the integrated data 23b, Ps (X) = P1 (Y). Here, X = Y = 1-19.
2: In the integrated data 23b 20ch to 23ch, Ps (X) = (P1 (Y) + K × P2 (Z)) / 2. Here, Y = 20-23 and Z = 1-4.
3: For 24ch to 42ch of the integrated data 23b, Ps (X)) = K × P2 (Z). Here, Z = 5-23.

たとえば、統合データ23bの22chのデータPs(22)は、(P1(22)+K×P2(3))/2となる。以上のようにして、データ統合部34は、計測範囲MAの全体にわたる各計測データ(1ch〜42ch)をまとめて、単一の統合データ23bとして生成する。データ統合部34は、生成した統合データ23bを単一の計測データファイルとして記憶部23に記憶させる。   For example, the 22ch data Ps (22) of the integrated data 23b is (P1 (22) + K × P2 (3)) / 2. As described above, the data integration unit 34 collects each measurement data (1ch to 42ch) over the entire measurement range MA and generates a single integrated data 23b. The data integration unit 34 stores the generated integration data 23b in the storage unit 23 as a single measurement data file.

ここで、部分領域A1の計測データと部分領域A2の計測データとは、個別に取得されることから、それぞれの計測データの間には必ず変動要因が存在する。しかし、同一の被験者に対して、同一の計測条件でそれぞれの計測を行う場合には、1回目の部分領域A1の計測と、2回目の部分領域A2の計測との間の時間間隔も、計測プローブ3の配置を変更するだけの比較的短時間とすることができる。そのため、重複チャンネルデータ42bを補正係数Kにより補正して、重複チャンネルデータ42aと略一致させることにより、これらの計測データを等価なデータと見なすことが可能である。この結果得られた補正係数Kによって部分領域A2の計測データP2(Z)を補正することによって、統合データ23bに含まれる部分領域A1の計測データP1(Y)と、部分領域A2の計測データP2(Z)とを、実際上要求される精度範囲で同等のデータとして取り扱う(統合する)ことが可能となる。これにより、光計測ユニット1に備えられた計測プローブ3では一度に計測することができない広い計測範囲MAの計測データを、統合データ23bとして統一的に取り扱い解析することが可能となる。   Here, since the measurement data of the partial area A1 and the measurement data of the partial area A2 are acquired separately, there is always a variation factor between the respective measurement data. However, when each measurement is performed on the same subject under the same measurement conditions, the time interval between the measurement of the first partial area A1 and the measurement of the second partial area A2 is also measured. It can be a relatively short time to change the arrangement of the probes 3. Therefore, by correcting the overlapping channel data 42b with the correction coefficient K and substantially matching the overlapping channel data 42a, it is possible to regard these measurement data as equivalent data. By correcting the measurement data P2 (Z) of the partial area A2 with the correction coefficient K obtained as a result, the measurement data P1 (Y) of the partial area A1 and the measurement data P2 of the partial area A2 included in the integrated data 23b. (Z) can be handled (integrated) as equivalent data within the accuracy range required in practice. As a result, measurement data of a wide measurement range MA that cannot be measured at once by the measurement probe 3 provided in the optical measurement unit 1 can be handled and analyzed in a unified manner as the integrated data 23b.

次に、図4、図6〜図8および図12を参照して、本実施形態の光計測装置100による統合データ23bの生成処理について説明する。以下の制御処理は、光計測装置100の制御部21(領域設定部31、計測部32、係数算出部33、および、データ統合部34)(図4参照)によって実行される。   Next, with reference to FIG. 4, FIG. 6 to FIG. 8, and FIG. 12, the generation processing of the integrated data 23b by the optical measurement device 100 of the present embodiment will be described. The following control processing is executed by the control unit 21 (region setting unit 31, measurement unit 32, coefficient calculation unit 33, and data integration unit 34) of the optical measurement device 100 (see FIG. 4).

まず、図12のステップS1において、制御部21の計測プログラムが起動される。ステップS2において、制御部21は、計測条件および計測パラメータを設定する。制御部21は、操作入力部26を介したユーザの入力操作や記憶部23からの情報読み込みにより、計測条件および計測パラメータを取得する。制御部21は、サンプリング期間および計測プロトコルと、計測チャンネル数(計測範囲MA)などの計測条件と、計測光の出力強度および光検出部12の検出感度などに関する計測パラメータを、通信部24を介して光計測ユニット1に送信する。   First, in step S1 of FIG. 12, the measurement program of the control unit 21 is activated. In step S2, the control unit 21 sets measurement conditions and measurement parameters. The control unit 21 acquires measurement conditions and measurement parameters by a user input operation via the operation input unit 26 or reading information from the storage unit 23. The control unit 21 sends measurement parameters related to the sampling period and measurement protocol, the measurement conditions such as the number of measurement channels (measurement range MA), the output intensity of the measurement light and the detection sensitivity of the light detection unit 12 via the communication unit 24. To the optical measurement unit 1.

ステップS3において、領域設定部31は、計測プローブ3の分割配置条件を設定する。すなわち、領域設定部31は、操作入力部26(図4参照)を介したユーザの入力操作や記憶部23からの情報読み込みにより、部分領域A毎の計測プローブ3の配置情報41(図6および図7参照)の入力を受け付ける。この結果、計測範囲MAの分割回数(部分領域Aの数)と、部分領域A毎の計測チャンネル6の数および配置が決定する。   In step S <b> 3, the region setting unit 31 sets divisional arrangement conditions for the measurement probe 3. In other words, the region setting unit 31 receives the user's input operation via the operation input unit 26 (see FIG. 4) or reads information from the storage unit 23, and the arrangement information 41 of the measurement probe 3 for each partial region A (see FIG. 6 and FIG. 6). (See FIG. 7). As a result, the number of divisions of the measurement range MA (number of partial areas A) and the number and arrangement of measurement channels 6 for each partial area A are determined.

ステップS4において、領域設定部31は、部分領域A毎の配置情報41を比較して、重複部分B1(重複チャンネルC)を抽出する。図6および図7の例では、領域設定部31は、部分領域A1の20ch〜24chと、部分領域A2の1ch〜4chとを、重複チャンネルCとして自動抽出する。   In step S4, the region setting unit 31 compares the arrangement information 41 for each partial region A, and extracts an overlapping portion B1 (overlapping channel C). In the example of FIGS. 6 and 7, the region setting unit 31 automatically extracts 20 ch to 24 ch of the partial region A1 and 1 ch to 4 ch of the partial region A2 as overlapping channels C.

ステップS5において、計測部32は、計測開始指示を受け付けたか否かを判断する。操作入力部26を介したユーザの入力操作により、計測開始指示を受け付けた場合、ステップS6に進む。計測開始指示を受け付けていないと判断した場合、計測部32は、ステップS5の判断を繰り返すことにより待機する。この際、ユーザは、ホルダ4に計測プローブ3を取り付けて、部分領域A1の配置情報として設定した配置を実現してから、計測開始指示を入力する。   In step S5, the measurement unit 32 determines whether a measurement start instruction has been accepted. When a measurement start instruction is received by a user input operation via the operation input unit 26, the process proceeds to step S6. When it is determined that the measurement start instruction has not been received, the measurement unit 32 stands by by repeating the determination in step S5. At this time, the user inputs the measurement start instruction after attaching the measurement probe 3 to the holder 4 and realizing the arrangement set as the arrangement information of the partial area A1.

計測開始指示を受け付けると、ステップS6において、計測部32は、光計測ユニット1に計測開始指示を送信する。これにより、光計測ユニット1は、ステップS2において設定された計測条件に従って計測を実施するとともに、得られた計測データを制御ユニット2に送信する。計測部32は、通信部24を介して取得した計測データを部分領域A1の計測データとして記憶部23に記憶させる。   When the measurement start instruction is accepted, the measurement unit 32 transmits a measurement start instruction to the optical measurement unit 1 in step S6. Thereby, the optical measurement unit 1 performs measurement according to the measurement conditions set in step S <b> 2 and transmits the obtained measurement data to the control unit 2. The measurement unit 32 stores the measurement data acquired via the communication unit 24 in the storage unit 23 as the measurement data of the partial area A1.

ステップS7において、計測部32は、計測を終了するか否かを判断する。計測部32は、操作入力部26を介したユーザの入力操作(計測終了の操作)、または、予め設定された所定時間経過などに基づいて、計測終了の判断を行う。計測を終了すると判断するまでは、計測が続行されるとともにステップS7の判断が繰り返される。計測を終了すると判断した場合、計測部32は、ステップS8において、計測終了の指示を光計測ユニット1に送信する。この結果、1回目の(部分領域A1の)計測が終了する。   In step S7, the measurement unit 32 determines whether or not to end the measurement. The measurement unit 32 determines the end of measurement based on a user input operation (operation for ending measurement) via the operation input unit 26 or a predetermined time elapsed in advance. Until it is determined to end the measurement, the measurement is continued and the determination in step S7 is repeated. If it is determined that the measurement is to be terminated, the measurement unit 32 transmits a measurement termination instruction to the optical measurement unit 1 in step S8. As a result, the first measurement (partial area A1) is completed.

ステップS9において、計測部32は、分割回数分の計測が完了したか否かを判断する。すなわち、計測部32は、全ての部分領域Aについての計測が完了したか否かを判断する。計測が完了していない場合、処理がステップS5に戻り、計測部32は、次(2回目)の部分領域A2の計測を開始する。ユーザは、ステップS5において、ホルダ4の計測プローブ3の配置を変更し、部分領域A2の配置情報として設定した配置を実現してから、計測開始指示を入力する。ステップS5〜S9の処理を繰り返すことにより、計測部32は、部分領域A毎の同一の計測条件での計測データを、個別に取得する。ステップS9において計測部32が分割回数分の計測が完了したと判断した場合、処理がステップS10に進む。   In step S9, the measurement unit 32 determines whether or not the measurement for the number of divisions has been completed. That is, the measuring unit 32 determines whether or not the measurement for all the partial areas A has been completed. If the measurement has not been completed, the process returns to step S5, and the measurement unit 32 starts measuring the next (second) partial area A2. In step S5, the user changes the arrangement of the measurement probe 3 in the holder 4 and realizes the arrangement set as the arrangement information of the partial area A2, and then inputs a measurement start instruction. By repeating the processes of steps S5 to S9, the measurement unit 32 individually acquires measurement data under the same measurement condition for each partial region A. When the measurement unit 32 determines in step S9 that the measurement for the number of divisions has been completed, the process proceeds to step S10.

ステップS10では、係数算出部33が、重複部分B1(重複チャンネルC)の計測データに基づいて補正係数Kを算出する。すなわち、係数算出部33は、図8に示すように、部分領域A1の重複チャンネルデータ42aと部分領域A2の重複チャンネルデータ42bとを算出する。そして、係数算出部33は、重複チャンネルデータ42aと重複チャンネルデータ42bとに基づいて、補正係数Kの値を決定する。   In step S10, the coefficient calculation unit 33 calculates the correction coefficient K based on the measurement data of the overlapping portion B1 (overlapping channel C). That is, as shown in FIG. 8, the coefficient calculation unit 33 calculates the overlapping channel data 42a of the partial area A1 and the overlapping channel data 42b of the partial area A2. Then, the coefficient calculator 33 determines the value of the correction coefficient K based on the overlapping channel data 42a and the overlapping channel data 42b.

図12のステップS11において、データ統合部34は、補正係数Kを用いて部分領域Aの計測データを補正し、複数の部分領域A毎の計測データを統合する。データ統合部34は、2回目以降に計測された部分領域Aの計測データに補正係数Kを乗じて補正する。また、データ統合部34は、重複部分B1(重複チャンネルC)については、相互の部分領域Aの計測データの加算平均を重複チャンネルCの計測データとして統合する。これにより、部分領域A毎の計測データ(各23ch)から、計測範囲MA(42ch)の全体にわたる単一の統合データ23bが生成される。そして、ステップS12において、データ統合部34は、生成した統合データ23bを記憶部23に記憶させる。   In step S <b> 11 of FIG. 12, the data integration unit 34 corrects the measurement data of the partial area A using the correction coefficient K, and integrates the measurement data for each of the partial areas A. The data integration unit 34 corrects the measurement data of the partial area A measured after the second time by multiplying by the correction coefficient K. Further, the data integration unit 34 integrates the addition average of the measurement data of the partial areas A as the measurement data of the overlap channel C for the overlap portion B1 (overlap channel C). Thereby, the single integrated data 23b over the whole measurement range MA (42ch) is produced | generated from the measurement data (each 23ch) for every partial area A. FIG. In step S <b> 12, the data integration unit 34 stores the generated integrated data 23 b in the storage unit 23.

以上により、光計測装置100による統合データ23bの生成処理が完了する。この結果、ユーザは、制御ユニット2の解析部22によるデータ解析の際に、単一の統合データ23bに対して統一的な解析処理を行うことが可能となる。   Thus, the generation process of the integrated data 23b by the optical measurement device 100 is completed. As a result, the user can perform a unified analysis process on the single integrated data 23b when the analysis unit 22 of the control unit 2 analyzes the data.

本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。   In the present embodiment, the following effects can be obtained.

本実施形態では、上記のように、重複部分B1を含むように計測範囲MAを分割した複数の部分領域A毎に、同一の計測条件で個別に計測を行うための計測部32と、複数の部分領域Aのそれぞれの重複部分B1の計測データに基づいて複数の部分領域A毎の計測データを統合し、計測範囲MA全体にわたる単一の統合データ23bを生成するデータ統合部34とを設ける。これにより、部分領域Aのそれぞれにおいて、同じ計測チャンネル6について同一の計測条件で計測した重複部分B1の計測データに基づいて、個別に計測した部分領域A毎の計測データを統合することができる。その結果、光計測装置で計測可能な広さの部分領域A毎の計測データから、より広い計測範囲MA全体にわたる単一の統合データ23bを得ることができる。これにより、計測プローブ3の数に応じた計測範囲MAよりも広い範囲の計測を行うことができる。この効果は、十分な計測プローブ3の数を確保することが困難な、小型で携帯型の光計測ユニット1を備えた光計測装置100において特に有効である。また、単純に複数回の計測を行う場合には計測データ解析も別個に行う必要があるのに対して、本実施形態の光計測装置100によれば、広い計測範囲MA全体にわたる単一の統合データ23bによって、計測データ解析を、容易に、かつ、計測範囲MA全体にわたって統一的に行うことが可能となる。   In the present embodiment, as described above, for each of the plurality of partial areas A obtained by dividing the measurement range MA so as to include the overlapping portion B1, the measurement unit 32 for performing measurement individually under the same measurement condition, A data integration unit 34 is provided that integrates the measurement data for each of the plurality of partial areas A based on the measurement data of the overlapping portions B1 of the partial areas A, and generates a single integrated data 23b over the entire measurement range MA. Thereby, in each partial area A, based on the measurement data of the overlapping part B1 measured under the same measurement condition for the same measurement channel 6, the measurement data for each partial area A can be integrated. As a result, single integrated data 23b over the wider measurement range MA can be obtained from the measurement data for each partial area A having a size that can be measured by the optical measurement device. Thereby, the measurement of the range wider than measurement range MA according to the number of measurement probes 3 can be performed. This effect is particularly effective in the optical measurement device 100 including the small and portable optical measurement unit 1 in which it is difficult to secure a sufficient number of measurement probes 3. In addition, when simply performing a plurality of measurements, it is necessary to perform measurement data analysis separately, whereas according to the optical measurement device 100 of the present embodiment, a single integration over the entire wide measurement range MA. The data 23b makes it possible to perform measurement data analysis easily and uniformly over the entire measurement range MA.

また、本実施形態では、上記のように、重複部分B1の計測データ同士が互いに略一致するように部分領域Aの計測データを補正することにより、複数の部分領域A毎の計測データを統合するようにデータ統合部34を構成する。これにより、それぞれの部分領域Aの計測データを、同時に計測した場合と同等のデータとみなすことが可能となる。この結果、複数の部分領域Aの計測データを統合する場合でも、計測範囲MA全体を一度に計測した場合と同等の信頼性の高い統合データ23bを得ることができる。   In the present embodiment, as described above, the measurement data for each of the plurality of partial areas A is integrated by correcting the measurement data for the partial area A so that the measurement data of the overlapping portion B1 substantially match each other. Thus, the data integration unit 34 is configured. Thereby, it becomes possible to regard the measurement data of each partial area A as the same data as when measured simultaneously. As a result, even when measuring data of a plurality of partial areas A are integrated, it is possible to obtain highly reliable integrated data 23b equivalent to the case where the entire measuring range MA is measured at once.

また、本実施形態では、上記のように、重複部分B1の計測データに基づいて、重複部分B1で互いに重複する複数の部分領域Aを相互に対応付ける補正係数Kを算出する係数算出部33を設けるそして、補正係数Kを用いて重複部分B1の計測データ同士が互いに略一致するように部分領域Aの計測データを補正するようにデータ統合部34を構成する。これにより、重複部分B1の計測データから得られた補正係数Kを用いることによって、部分領域A全体の計測データの補正を容易に行うことができる。   In the present embodiment, as described above, the coefficient calculation unit 33 that calculates the correction coefficient K that associates the plurality of partial areas A that overlap each other in the overlapping part B1 is provided based on the measurement data of the overlapping part B1. Then, the data integration unit 34 is configured to correct the measurement data of the partial region A using the correction coefficient K so that the measurement data of the overlapping portion B1 substantially match each other. Accordingly, the measurement data of the entire partial area A can be easily corrected by using the correction coefficient K obtained from the measurement data of the overlapping portion B1.

また、本実施形態では、上記のように、互いに重複する複数の部分領域Aのうち、一方の重複部分B1の計測データと、他方の重複部分B1の計測データに補正係数Kを乗じたデータとの誤差が最小となる値を、補正係数Kとして算出するように係数算出部33を構成する。これにより、重複部分B1の計測同士を精度よく近似する(略一致させる)ことができる。   In the present embodiment, as described above, among the plurality of partial areas A that overlap each other, the measurement data of one overlapping portion B1, and the data obtained by multiplying the measurement data of the other overlapping portion B1 by the correction coefficient K The coefficient calculation unit 33 is configured to calculate a value that minimizes the error as the correction coefficient K. Thereby, the measurement of the overlapping part B1 can be approximated (substantially matched) with high accuracy.

また、本実施形態では、上記のように、部分領域Aの重複部分B1以外の非重複部分B2に含まれる計測チャンネル数よりも少ない数の、複数の計測チャンネル6(重複チャンネルC)を重複部分B1に含める。これにより、非重複部分B2の計測チャンネル数が多くなる分、少ない分割数でより多くの計測チャンネル6(より広い計測範囲MA)の計測データを得ることができる。   Further, in the present embodiment, as described above, a plurality of measurement channels 6 (overlap channel C) having a smaller number than the number of measurement channels included in the non-overlap portion B2 other than the overlap portion B1 of the partial region A are overlapped portions. Include in B1. Thereby, as the number of measurement channels of the non-overlapping portion B2 increases, measurement data of more measurement channels 6 (wider measurement range MA) can be obtained with a smaller number of divisions.

また、本実施形態では、上記のように、重複部分B1の計測チャンネル数が非重複部分B2の計測チャンネル数に対して所定割合の数となるように重複部分B1を設定する。これにより、非重複部分B2の広さ(すなわち、計測チャンネル数の多さ)に応じた広さ(計測チャンネル数)の重複部分B1を設定することができる。ここで、重複部分B1の計測データを多くするほど、計測範囲MA全体を一度に計測した場合のデータに統合データ23bを近似させることができる。そのため、非重複部分B2の広さに応じた適切な広さ(適切な所定割合)の重複部分B1を設定することによって、統合データ23bの信頼性と、計測範囲MAの広さとのバランスのとれた良好な統合データ23bを得ることが可能となる。   Further, in the present embodiment, as described above, the overlapping portion B1 is set so that the number of measurement channels of the overlapping portion B1 is a predetermined ratio with respect to the number of measurement channels of the non-overlapping portion B2. Thereby, the overlapping part B1 having a width (number of measurement channels) corresponding to the width of the non-overlapping part B2 (that is, the number of measurement channels) can be set. Here, as the measurement data of the overlapping portion B1 is increased, the integrated data 23b can be approximated to data when the entire measurement range MA is measured at once. Therefore, by setting the overlapping portion B1 having an appropriate width (appropriate predetermined ratio) according to the width of the non-overlapping portion B2, it is possible to balance the reliability of the integrated data 23b and the width of the measurement range MA. It is possible to obtain excellent integrated data 23b.

また、本実施形態では、上記のように、複数の部分領域A毎の計測プローブ3の配置情報41の入力を受け付ける領域設定部31を設ける。そして、領域設定部31を、受け付けたそれぞれの部分領域Aの配置情報41に基づいて、部分領域A同士の重複部分B1における計測チャンネル6を抽出するように構成する。これにより、計測プローブ3の配置情報41を入力するだけで、重複部分B1における計測チャンネル6(重複チャンネルC)を決定することができる。この結果、単一の統合データ23bを得るための作業を簡略化することができる。   Moreover, in this embodiment, the area | region setting part 31 which receives the input of the arrangement | positioning information 41 of the measurement probe 3 for every some partial area | region A is provided as mentioned above. Then, the region setting unit 31 is configured to extract the measurement channel 6 in the overlapping portion B1 between the partial regions A based on the received arrangement information 41 of each partial region A. Thereby, the measurement channel 6 (overlapping channel C) in the overlapping part B1 can be determined only by inputting the arrangement information 41 of the measuring probe 3. As a result, the work for obtaining the single integrated data 23b can be simplified.

また、本実施形態では、上記のように、計測データのサンプリング間隔と、タスク期間Tおよびレスト期間Rを含む計測プロトコルとが同一の計測条件で、複数の部分領域A毎の計測を行うように計測部32を構成する。これにより、それぞれの部分領域Aの重複部分B1の計測データを等価なデータと見なすことができるので、統合データ23bの信頼性を向上させることができる。また、サンプリング間隔が一致することから、計測データ同士の統合を容易に行うことができる。   In the present embodiment, as described above, the measurement data sampling interval and the measurement protocol including the task period T and the rest period R are measured under the same measurement condition so that the measurement is performed for each of the plurality of partial areas A. The measuring unit 32 is configured. Thereby, since the measurement data of the overlapping part B1 of each partial area A can be regarded as equivalent data, the reliability of the integrated data 23b can be improved. In addition, since the sampling intervals match, measurement data can be easily integrated.

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiment but by the scope of claims for patent, and further includes all modifications (modifications) within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.

たとえば、上記実施形態では、携帯型の光計測ユニット1と、制御ユニット2とを備えた光計測装置の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、筐体内に光計測ユニットと制御ユニットとを内蔵した大型の光計測装置に本発明を適用してもよい。   For example, in the above-described embodiment, an example of the optical measurement device including the portable optical measurement unit 1 and the control unit 2 has been described, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the present invention may be applied to a large-sized optical measurement device in which an optical measurement unit and a control unit are built in a housing.

また、上記実施形態において示した計測範囲MA、計測プローブ3の配置、計測チャンネル6の数および重複チャンネルCの数は、あくまでも一例である。これらの計測範囲MA、計測プローブ3の配置、計測チャンネル6の数および重複チャンネルCの数は、上記した以外の構成であってもよい。   In addition, the measurement range MA, the arrangement of the measurement probes 3, the number of measurement channels 6, and the number of overlapping channels C shown in the above embodiment are merely examples. The measurement ranges MA, the arrangement of the measurement probes 3, the number of measurement channels 6, and the number of overlapping channels C may be configurations other than those described above.

また、上記実施形態では、計測範囲MAを部分領域A1と部分領域A2とに2分割する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、計測範囲を何分割してもよい。   In the above embodiment, an example in which the measurement range MA is divided into two parts, that is, the partial area A1 and the partial area A2, is shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, any number of measurement ranges may be divided.

また、上記実施形態では、係数算出部により補正係数Kを算出する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、補正係数を算出せずに部分領域毎のデータを補正してもよい。本発明では、部分領域毎の重複チャンネルの計測データに基づいて、互いの重複チャンネルの計測データ同士を略一致させるように、部分領域の各計測データを補正するものであれば、どのような補正方法を用いてもよい。たとえば、独立成分分析ICAや、主成分分析PCAなどと呼ばれる統計的手法を用いて計測データを補正してもよい。   Moreover, although the example of the structure which calculates the correction coefficient K by the coefficient calculation part was shown in the said embodiment, this invention is not limited to this. In the present invention, the data for each partial region may be corrected without calculating the correction coefficient. In the present invention, based on the measurement data of the overlapping channels for each partial area, any correction is possible as long as each measurement data of the partial area is corrected so as to substantially match the measurement data of the overlapping channels. A method may be used. For example, the measurement data may be corrected using a statistical method called independent component analysis ICA or principal component analysis PCA.

また、上記実施形態では、統合データ23bのうち、重複部分B1(重複チャンネルC)のデータについては、相互の部分領域A1およびA2の計測データ(部分領域A2については、補正係数Kを乗じた値)の加算平均を採用する例について示したが、本発明はこれに限られない。重複部分については、部分領域A1の計測データをそのまま用いてもよいし、部分領域A2の計測データに補正係数を乗じた値を用いてもよい。   Moreover, in the said embodiment, about the data of the overlapping part B1 (overlapping channel C) among the integrated data 23b, the value which multiplied the correction coefficient K about the measurement data (partial area A2) of mutual partial area A1 and A2. )), The present invention is not limited to this. For the overlapping portion, the measurement data of the partial area A1 may be used as it is, or a value obtained by multiplying the measurement data of the partial area A2 by a correction coefficient may be used.

また、上記実施形態では、説明の便宜上、制御処理フローに沿って順番に処理を行うフロー駆動型のフローチャートを用いて説明したが、本発明はこれに限られない。本発明では、イベント単位で処理を実行するイベント駆動型(イベントドリブン型)の処理により行ってもよい。この場合、完全なイベント駆動型で行ってもよいし、イベント駆動およびフロー駆動を組み合わせて行ってもよい。   Further, in the above-described embodiment, for the sake of convenience of explanation, the description has been given using the flow-driven flowchart in which processing is performed in order along the control processing flow, but the present invention is not limited to this. In the present invention, event-driven (event-driven) processing that executes processing in units of events may be performed. In this case, it may be performed by a complete event drive type or a combination of event drive and flow drive.

3 計測プローブ
6 計測チャンネル(計測点)
23b 統合データ
31 領域設定部(領域設定手段)
32 計測部(計測手段)
33 係数算出部(係数算出手段)
34 データ統合部(データ統合手段)
41 配置情報
100 光計測装置
A、A1、A2 部分領域
B1 非重複部分
B2 重複部分
C 重複チャンネル(重複部分における計測点)
K 補正係数
MA 計測範囲
R レスト期間
T タスク期間
3 Measurement probe 6 Measurement channel (measurement point)
23b Integrated data 31 area setting part (area setting means)
32 Measuring unit (measuring means)
33 Coefficient calculation unit (coefficient calculation means)
34 Data Integration Department (Data Integration Method)
41 Arrangement information 100 Optical measuring devices A, A1, A2 Partial area B1 Non-overlapping part B2 Overlapping part C Overlapping channel (measurement point in overlapping part)
K Correction factor MA Measurement range R Rest period T Task period

Claims (9)

被験者の頭部に互いに所定間隔を隔てるように配置される複数の計測プローブによる複数の計測点での所定の計測範囲の計測に際して、重複部分を含むように前記計測範囲を分割した複数の部分領域毎に、同一の計測条件で個別に計測を行うための計測手段と、
前記複数の部分領域のそれぞれの前記重複部分の計測データに基づいて複数の前記部分領域毎の計測データを統合し、前記計測範囲全体にわたる単一の統合データを生成するデータ統合手段とを備える、光計測装置。
When measuring a predetermined measurement range at a plurality of measurement points by a plurality of measurement probes arranged so as to be spaced apart from each other on the subject's head, a plurality of partial regions obtained by dividing the measurement range so as to include overlapping portions A measuring means for individually measuring under the same measuring conditions,
Data integration means for integrating the measurement data for each of the plurality of partial areas based on the measurement data of the overlapping portions of the plurality of partial areas, and generating single integrated data over the entire measurement range, Optical measuring device.
前記データ統合手段は、前記重複部分の計測データ同士が互いに略一致するように前記部分領域の計測データを補正することにより、複数の前記部分領域毎の計測データを統合するように構成されている、請求項1に記載の光計測装置。   The data integration unit is configured to integrate the measurement data for each of the plurality of partial areas by correcting the measurement data of the partial areas so that the measurement data of the overlapping portions substantially match each other. The optical measuring device according to claim 1. 前記重複部分の計測データに基づいて、前記重複部分で互いに重複する複数の前記部分領域を相互に対応付ける補正係数を算出する係数算出手段をさらに備え、
前記データ統合手段は、前記補正係数を用いて前記重複部分の計測データ同士が互いに略一致するように前記部分領域の計測データを補正するように構成されている、請求項2に記載の光計測装置。
Based on the measurement data of the overlapping part, further comprising a coefficient calculating means for calculating a correction coefficient for associating a plurality of the partial areas that overlap each other in the overlapping part,
3. The optical measurement according to claim 2, wherein the data integration unit is configured to correct the measurement data of the partial region using the correction coefficient so that the measurement data of the overlapping portion substantially match each other. apparatus.
前記係数算出手段は、互いに重複する複数の前記部分領域のうち、一方の前記重複部分の計測データと、他方の前記重複部分の計測データに前記補正係数を乗じたデータとの誤差が最小となる値を、前記補正係数として算出するように構成されている、請求項3に記載の光計測装置。   The coefficient calculating means minimizes an error between the measurement data of one of the overlapping portions of the plurality of partial regions overlapping each other and the data obtained by multiplying the measurement data of the other overlapping portion by the correction coefficient. The optical measurement device according to claim 3, wherein a value is calculated as the correction coefficient. 前記重複部分は、前記部分領域の前記重複部分以外の非重複部分に含まれる前記計測点数よりも少ない数の、複数の計測点を含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の光計測装置。   The light according to any one of claims 1 to 4, wherein the overlapping portion includes a plurality of measurement points that are smaller in number than the number of measurement points included in a non-overlapping portion other than the overlapping portion of the partial region. Measuring device. 前記重複部分は、前記重複部分の計測点数が前記非重複部分の計測点数に対して所定割合の数となるように設定される、請求項5に記載の光計測装置。   The optical measurement device according to claim 5, wherein the overlapping portion is set such that the number of measurement points of the overlapping portion is a predetermined ratio with respect to the number of measurement points of the non-overlapping portion. 前記複数の部分領域毎の前記計測プローブの配置情報の入力を受け付ける領域設定手段をさらに備え、
前記領域設定手段は、受け付けたそれぞれの前記部分領域の前記配置情報に基づいて、前記部分領域同士の前記重複部分における前記計測点を抽出するように構成されている、請求項1〜6のいずれか1項に記載の光計測装置。
A region setting means for receiving input of arrangement information of the measurement probe for each of the plurality of partial regions;
The said area | region setting means is comprised so that the said measurement point in the said overlapping part of the said partial areas may be extracted based on the said arrangement | positioning information of each said partial area received. The optical measuring device according to claim 1.
前記計測手段は、少なくとも、計測データのサンプリング間隔と、タスク期間およびレスト期間を含む計測プロトコルとが同一の計測条件で、前記複数の部分領域毎の計測を行うように構成されている、請求項1〜7のいずれか1項に記載の光計測装置。   The measurement unit is configured to perform measurement for each of the plurality of partial regions under the same measurement condition as at least a measurement data sampling interval and a measurement protocol including a task period and a rest period. The optical measurement device according to any one of 1 to 7. 被験者の頭部に互いに所定間隔を隔てるように配置される複数の計測プローブによる複数の計測点での所定の計測範囲の計測に際して、重複部分を含むように前記計測範囲を分割した複数の部分領域毎に、同一の計測条件で個別に計測を行うステップと、
前記複数の部分領域のそれぞれの前記重複部分の計測データに基づいて複数の前記部分領域毎の計測データを統合し、前記計測範囲全体にわたる単一の統合データを生成するステップとを備える、光計測方法。
When measuring a predetermined measurement range at a plurality of measurement points by a plurality of measurement probes arranged so as to be spaced apart from each other on the subject's head, a plurality of partial regions obtained by dividing the measurement range so as to include overlapping portions Each step of measuring individually under the same measurement conditions;
Integrating the measurement data for each of the plurality of partial regions based on the measurement data of the overlapping portions of each of the plurality of partial regions, and generating a single integrated data over the entire measurement range. Method.
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