JPWO2011046072A1 - 生体光計測装置及び参照画像表示方法 - Google Patents

生体光計測装置及び参照画像表示方法 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2011046072A1
JPWO2011046072A1 JP2011536116A JP2011536116A JPWO2011046072A1 JP WO2011046072 A1 JPWO2011046072 A1 JP WO2011046072A1 JP 2011536116 A JP2011536116 A JP 2011536116A JP 2011536116 A JP2011536116 A JP 2011536116A JP WO2011046072 A1 JPWO2011046072 A1 JP WO2011046072A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
head surface
unit
point
image
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2011536116A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5686738B2 (ja
Inventor
通世 谷井
通世 谷井
川崎　真護
真護 川崎
倫行 藤原
倫行 藤原
シュナッケンベルク ヨーク
シュナッケンベルク ヨーク
明彦 戸田
明彦 戸田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Original Assignee
Hitachi Medical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Medical Corp filed Critical Hitachi Medical Corp
Priority to JP2011536116A priority Critical patent/JP5686738B2/ja
Publication of JPWO2011046072A1 publication Critical patent/JPWO2011046072A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5686738B2 publication Critical patent/JP5686738B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0033—Features or image-related aspects of imaging apparatus classified in A61B5/00, e.g. for MRI, optical tomography or impedance tomography apparatus; arrangements of imaging apparatus in a room
    • A61B5/004—Features or image-related aspects of imaging apparatus classified in A61B5/00, e.g. for MRI, optical tomography or impedance tomography apparatus; arrangements of imaging apparatus in a room adapted for image acquisition of a particular organ or body part
    • A61B5/0042—Features or image-related aspects of imaging apparatus classified in A61B5/00, e.g. for MRI, optical tomography or impedance tomography apparatus; arrangements of imaging apparatus in a room adapted for image acquisition of a particular organ or body part for the brain
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/02028—Determining haemodynamic parameters not otherwise provided for, e.g. cardiac contractility or left ventricular ejection fraction
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/14546—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue for measuring analytes not otherwise provided for, e.g. ions, cytochromes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6813—Specially adapted to be attached to a specific body part
    • A61B5/6814—Head
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/0233—Special features of optical sensors or probes classified in A61B5/00
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/04—Arrangements of multiple sensors of the same type
    • A61B2562/046—Arrangements of multiple sensors of the same type in a matrix array

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Neurology (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

プローブホルダにおける光ファイバ(光伝達部)設置位置をリアルタイムに確認することができる生体光計測装置及び参照画像表示方法を提供するために、複数の光ファイバ(光伝達部)20,26と、近赤外光を被検体22に照射する光源部10と、被検体22の複数の計測点における通過光強度を計測する光計測部12と、光ファイバ(光伝達部)20,26を固定するプローブホルダ23と、光計測部12からの計測データを処理して画像化する信号処理部34と、3次元空間内で移動可能であり、3次元空間における空間位置を検出する移動型位置センサ53と、被検体22の頭表画像を作成する頭表画像作成部44と、移動型位置センサ53の空間位置に対応する頭表ポイントを頭表画像上に作成する頭表ポイント作成部45とを備える。

Description

本発明は近赤外光を生体に照射し、生体内部を通過或いは生体内部で反射した光を計測し生体内部の血液循環、血行動態及びヘモグロビン濃度変化を計測する生体光計測装置及び参照画像表示方法に関するものである。
生体光計測装置は、複数の光ファイバ(光伝達部)を搭載したプローブを被検体に装着し、被検体内部の血液循環、血行動態及びヘモグロビン濃度変化を、被検体に対し低拘束で且つ害を与えずに計測できる装置である。計測した計測データを表示する方法としては、ヘモグロビン量変化をグラフ又は濃淡画像として表示する。
被検体にプローブホルダを装着する際、プローブホルダ装着の再現性を向上させるため、磁気センサによってプローブホルダの位置を検出することが特許文献1に記載されている。特許文献1は、まず、被検体の参照画像上で注目領域を決定し、該注目領域の位置に基づいて推奨プローブホルダ位置を決定する。そして、現在のプローブホルダの位置を検出し、推奨プローブホルダの位置および現在のプローブホルダの位置との距離を算出し、該距離が所定の範囲内に入った時に、アラーム音などで通知する。
特開2006-122086号公報
しかしながら、特許文献1では、検者は被検体に対してプローブホルダの位置を把握できるが、プローブホルダにおける光ファイバ設置位置をリアルタイムに確認することができなかった。よって、設置された光ファイバで計測する計測位置と検者が計測したい計測位置とに誤差が生じてしまう可能性があった。
本発明は、プローブホルダにおける光ファイバ(光伝達部)設置位置をリアルタイムに確認することができる生体光計測装置及び参照画像表示方法を提供することを目的とする。
本発明の目的を達成するため、本発明における生態光計測装置は、複数の光伝達部と、近赤外光を被検体に照射する光源部と、前記被検体の複数の計測点における通過光強度を計測する光計測部と、前記光伝達部を固定するプローブホルダと、前記光計測部からの計測データを処理して画像化する信号処理部と、前記信号処理部の処理結果を表示する表示部とを備えた生体光計測装置において、3次元空間内で移動可能であり、3次元空間における空間位置を検出する移動型位置センサと、前記被検体の頭表画像を作成する頭表画像作成部と、前記移動型位置センサの空間位置に対応する頭表ポイントを前記頭表画像上に作成する頭表ポイント作成部とを備える。
検者は、被検体に取り付けられたプローブホルダの光伝達部設置位置(穴部)にスタイラスペンと呼ばれるペン型の移動型磁気センサ(移動型位置センサ)を当接することにより、表示部は、移動型磁気センサの空間位置に対応する頭表ポイントを頭表画像上に表示することができる。よって、検者は、今回設置した光伝達部の設置位置が、過去に計測したときの光伝達部設置点に対応しているかどうかをリアルタイムに確認することができる。
また、プローブホルダに固定される複数の光伝達部を用いて、近赤外光を被検体に照射するステップと、前記被検体の複数の計測点における通過光強度を計測するステップと、前記計測点における計測データを処理して画像化するステップと、前記処理結果を表示するステップとを有した参照画像表示方法において、前記被検体の頭表画像を作成するステップと、空間位置を検出できる移動型位置センサの空間位置に対応する頭表ポイントを前記頭表画像上に作成するステップとを含む参照画像表示方法であっても本発明の目的を達成できる。
本発明によれば、プローブホルダにおける光ファイバ(光伝達部)設置位置をリアルタイムに確認することができる。
本発明の全体構成を示す図。 本発明の磁気ユニット50の構成を示す図。 本発明の磁気ユニット50の使用形態を示す図。 本発明の信号処理部34と参照画像作成部42の構成を示す図。 本発明の基準点60を算出する形態を示す図。 本発明の頭表画像70の表示形態を示す図。 本発明の実施例2を示す図。 本発明の実施例3を示す図。 本発明の実施例3を示す図。
以下、この発明の実施例を説明する。
生体光計測装置は、近赤外光を被検体22内に照射し、被検体22の表面近傍から反射或いは被検体22内を通過した光(以下、単に通過光という)を検出する装置である。この生体光計測装置は、図1に示すように、主に、近赤外光を照射する光源部10と、通過光を計測し、電気信号に変換する光計測部12と、光源部10及び光計測部12の駆動を制御する制御部14と、表示部36等を備えている。
光源部10は、所定の波長の光を放射する半導体レーザ16と、半導体レーザ16が発生する光を複数の異なる周波数で変調するための変調器を備えた複数の光モジュール18とを備え、各光モジュール18の出力光はそれぞれ照射用光ファイバ20を介して被検体22の所定の計測位置に照射される。なお、プローブホルダ23は被検体22に取り付けられており、複数の照射用光ファイバ20と検出用光ファイバ26はプローブホルダ23の各設置位置(穴部)に着脱可能に設置されている。なお、照射用光ファイバ20は照射用光伝達部と称し、検出用光ファイバ26は検出用光伝達部と称すこともできる。光ファイバを光伝達部と称すこともできる。
光源部10は、n個(nは自然数)の光モジュール18を備える。光の波長は被検体22内の注目物質の分光特性によるが、酸素化ヘモグロビンと脱酸素化ヘモグロビンの濃度から酸素飽和度や血液量を計測する場合には600nm〜1400nmの波長範囲の光の中から1あるいは複数の波長を選択して用いる。具体的には、光源部10は、2種類の波長、例えば780nm及び830nmの光を発生するように構成され、これら2波長の光は合成され1つの照射位置から照射される。
光計測部12は、被検体22の複数の計測位置から検出用光ファイバ26を介して誘導された通過光をそれぞれ光量に対応する電気量に変換するフォトダイオード等の光電変換素子28と、光電変換素子28からの電気信号を入力し、光照射位置に対応した変調信号を選択的に検出するロックインアンプ30と、ロックインアンプ30の出力信号をデジタル信号に変換するA/D変換器32とからなる。ロックインアンプ30は、光照射位置とこれら2波長に対応した変調信号を選択的に検出する。
また、生体光計測装置は、デジタル信号に変換されたヘモグロビン量変化信号を処理し、チャンネル毎にグラフや、それぞれのヘモグロビン量変化信号をチャンネル毎に補間した2次元画像若しくは3次元画像の濃淡画像を作成する信号処理部34と、被検体22の頭表画像、脳表画像、計測点などを作成する参照画像作成部42と、信号処理部34の処理結果や、頭表画像、脳表画像、計測点などを表示する表示部36と、信号処理部34や参照画像作成部42の処理に必要なデータや処理結果を記憶するための記憶部38と、装置の動作に必要な種々の指令を入力するための入出力部40を備えている。
さらに、生体光計測装置は、各光ファイバ20、26を設置するプローブホルダ23の光ファイバ設置位置を確認するための磁気ユニット50(位置センサユニット)を備えている。磁気ユニット50は、制御部14に接続されている。光ファイバ設置位置を光伝達部設置位置と称すこともできる。
図2は磁気ユニット50の構成を示し、図3は磁気ユニット50の使用形態を示す。磁気ユニット50は、磁気ソース51と基準磁気センサ52と移動型磁気センサ53(移動型位置センサ)とからなる。移動型磁気センサ53は、3次元空間内で移動可能であり、3次元空間における空間位置を検出する移動型位置センサである。磁気ソース51と基準磁気センサ52と移動型磁気センサ53は、それぞれ制御部14に接続されている。なお、プローブホルダ23には、光ファイバ設置位置となる穴部230が複数設置されている。図3では、プローブホルダ23には9つの穴部230が設置されている。
磁気ソース51は、磁場発生コイルからなり、3次元空間内に3軸直交系の磁場を発生させるものである。磁気ソース51は、例えば、生体光計測装置の近辺に固定される。生体光計測装置の近辺とは、磁気ソース51からの磁場を基準磁気センサ52と移動型磁気センサ53が受信できる位置である。
基準磁気センサ52は、磁気ソース51により発生した磁場空間内に設置するセンサであり、移動型磁気センサ53の基準位置となるセンサである。具体的には、図3に示すように、基準磁気センサ52は、被検体に22に取り付けられたプローブホルダ23に設置されている。
移動型磁気センサ53は、基準磁気センサ52の基準位置に対する相対位置(空間位置)を検出し、制御部14を介して、移動型磁気センサ53の空間位置を表示部36に表示させたり、移動型磁気センサ53の空間位置を記憶部38に記憶したりできる移動型位置センサである。
移動型磁気センサ53は、スタイラスペンと呼ばれるペン型のセンサであり、磁気ソース51により発生した磁場空間内(3次元空間内)を検者は手に持って自由に動かすことが可能なセンサである。そして、移動型磁気センサ53には、ペン先の空間位置を記憶部38に記憶させる記憶ボタン(図示しない。)が設置されている。検者が、移動型磁気センサ53の記憶ボタンを押すと、制御部14は、記憶ボタンを押した時の移動型磁気センサ53の空間位置を記憶部38に記憶させることができる。
図4は、信号処理部34と参照画像作成部42の構成を示す。
信号処理部34は、A/D変換器32でデジタル信号に変換されたヘモグロビン量変化信号を処理し、酸素化ヘモグロビン濃度変化、脱酸素化ヘモグロビン濃度変化、全ヘモグロビン濃度変化などをチャンネル毎にグラフを作成するグラフ作成部35と、ヘモグロビン量変化信号をチャンネル毎に補間した2次元画像若しくは3次元画像の濃淡画像を作成する画像作成部37とからなる。このチャンネルは計測位置に該当するものである。
また、被検体22の頭部に該当する3次元ワイヤーフレーム又は3次元形態画像の頭表画像と、MRI装置やX線CT装置などの3次元画像診断装置を用いて得られた被検体22の3次元画像である脳表画像と、過去に計測したときのプローブホルダ23の光ファイバ設置位置(穴部)の空間位置を記憶部38に予め記憶している。
参照画像作成部42は、記憶部38に記憶された頭表画像を読み出し、被検体22の頭表における空間位置に基づいて、被検体22の頭部の大きさや形に対応する頭表画像を作成する頭表画像作成部43と、記憶部38に記憶された被検体22に対応する脳表画像を読み出し、脳表画像を作成する脳表画像作成部44と、移動型磁気センサ53によって指定されたポイントに対応する被検体22の頭表の空間位置を頭表ポイントとして頭表画像上に作成する頭表ポイント作成部45と、移動型磁気センサ53によって指定されたポイントに対応する被検体22の脳表の空間位置を脳表ポイントとして脳表画像上に作成する脳表ポイント作成部46と、過去に計測したときの光ファイバ設置位置(穴部)に対応する光ファイバ設置点の空間位置を記憶部38から読み出し、光ファイバ設置点を頭表画像又は脳表画像上に作成する光ファイバ設置点作成部47と、光ファイバ設置点の中点に当たる計測位置に対応する計測点を頭表画像又は脳表画像上に作成する計測点作成部48とからなる。光ファイバ設置点を光ファイバ設置点を光伝達部設置点と称すこともできる。
ここで、過去に計測したときの光ファイバ設置位置(穴部)に対応する光ファイバ設置点又は計測点と、移動型磁気センサ53の空間位置に対応する頭表ポイントとを頭表画像上に表示する形態について説明する。
まず、初期設定として、移動型磁気センサ53を用いて被検体22の頭部を測定する。移動型磁気センサ53で記憶する第1点目、第2点目・・・は、基準磁気センサ52の基準位置の空間位置を基準にして、相対座標が計測され、第1点目、第2点目・・・の空間位置をそれぞれ得る。そして、記憶部38は、第1点目、第2点目・・・の空間位置を記憶する。
具体的には、図5に示すように、第1点目、第2点目、第3点目を、国際10-20法によるナジオン(鼻根)63、右耳の上端部61、左耳の上端部62として記憶部38に記憶する。
そして、参照画像作成部42は、ナジオン63から右耳上端部61と左耳上端部62間に引かれる直線上におろした垂線との交点を基準点60とする。基準点60は、被検体22の頭表から求められる基準点である。第4点目以降に記憶した計測点は、基準点60を原点とし、それぞれ空間位置が算出される。
なお、本実施例では、移動型磁気センサ53の基準位置となるセンサとして基準磁気センサ52を用いたが、磁気ソース51に対する移動型磁気センサ53の空間位置が正確に取得できれば、基準磁気センサ52は必ずしも必要ではない。また、磁気ユニット50を用いる例を説明したが、磁気ユニット50の代わりに、3次元空間内を自由に動かすことが可能な移動型光学センサの空間位置を検出できる光学ユニットなどを用いてもよい。つまり、移動型光学センサは、3次元空間内で移動可能であり、3次元空間における空間位置を検出する移動型位置センサである。
図6は、過去に計測したときの光ファイバ設置位置(穴部)に対応する光ファイバ設置点80又は計測点81と、算出された移動型磁気センサ53の空間位置に対応する頭表ポイント65とを頭表画像70上に表示した表示形態を示すものである。
頭表画像作成部43は、まず、被検体22の計測部位である頭部の大きさや形状を計測した空間位置に基づいて3次元ワイヤーフレーム又は3次元形態画像による頭表画像70を作成する。具体的には、図5にて記憶した3点(ナジオン(鼻根)63、右耳上端部61、左耳上端部62)の空間位置を用いて、放物線近似を行うことによって、被検体22の頭部の大きさや形状に対応した3次元ワイヤーフレーム画像又は3次元形態画像を頭表画像として作成する。
頭表ポイント作成部45は、頭表画像作成部43で作成された頭表画像70全体の空間位置を把握し、移動型磁気センサ53の空間位置を頭表画像70の空間位置に対応付ける。そして、頭表ポイント作成部45は、移動型磁気センサ53に対応する頭表ポイント65を頭表画像70上に作成する。
光ファイバ設置点作成部47は、頭表画像作成部43で作成された頭表画像70全体の空間位置を把握し、過去に計測したときの光ファイバ設置位置(穴部)に対応する光ファイバ設置点80を頭表画像70上に作成する。具体的には、光ファイバ設置点作成部47は、過去に計測したときの光ファイバ設置位置(穴部)の空間位置を記憶部38から読み出す。そして、光ファイバ設置点作成部47は、頭表画像作成部43で作成された頭表画像70全体の空間位置を把握し、読み出された光ファイバ設置位置(穴部)の空間位置に該当する光ファイバ設置点80を作成する。
また、計測点作成部48は、光ファイバ設置点作成部47によって作成された光ファイバ設置点80の中点の空間位置を算出し、算出された中点の空間位置、すなわち計測位置に対応する計測点81を頭表画像70上に作成する。
そして、表示部36は、頭表画像作成部43、頭表ポイント作成部45、光ファイバ設置点作成部47、計測点作成部48の出力に基づいて、頭表ポイント65と、光ファイバ設置点80又は計測点81とをそれぞれ頭表画像70上に表示する。
表示部36は、例えば、過去に計測したときの光ファイバ設置点80又は計測点81と、移動型磁気センサ53に対応する頭表ポイント65とを頭表画像70上に表示することができる。よって、検者は、被検体22に取り付けられたプローブホルダ23の光ファイバ設置位置(穴部)にスタイラスペンと呼ばれるペン型の移動型磁気センサ53を当接することにより、表示部36は、過去に計測したときの光ファイバ設置点80又は計測点81を移動型磁気センサ53の空間位置に対応する頭表ポイント65とともに頭表画像70上に表示することができる。
よって、検者は、今回設置した光ファイバの設置位置(穴部)をリアルタイムに確認することができる。また、今回設置した光ファイバの設置位置(穴部)が過去に計測したときの光ファイバ設置点80又は計測点81に対応しているかどうかをリアルタイムに確認することができる。
また、参照画像作成部42は、過去に計測したときの光ファイバ設置点80又は計測点81の空間位置からプローブホルダ23の外周に相当するホルダ枠82を作成し、表示部36にホルダ枠82を頭表画像70上に表示させることができる。過去に計測したときの複数の光ファイバ設置点80を全て覆うように、矩形状のホルダ枠82が形成される。検者は、頭表画像70に対するホルダ枠82の位置からプローブホルダ23全体の装着位置を確認することができる。
さらに、頭表ポイント作成部45は、頭表画像作成部43で作成された頭表画像70全体の空間位置を把握し、移動型磁気センサ53の空間位置に対応する頭表ポイント65の移動軌跡83を頭表画像70上に作成することができる。頭表ポイント65の移動軌跡83は、頭表ポイント65が移動したタイミングから所定時間(例えば1秒間)表示される。検者は、頭表ポイント65の移動軌跡から移動型磁気センサ53の移動軌跡を確認することができる。
以上、実施例1によれば、検者は各光ファイバを設置するプローブホルダ23の光ファイバ設置位置をリアルタイムに確認することができる。
なお、本実施例では、複数の照射用光ファイバ(照射用光伝達部)20と検出用光ファイバ(検出用光伝達部)26を用いて説明したが、照射用光ファイバ20は2波長の光を被検体22に照射することができる発光ダイオード(LED)に置き換えられ、検出用光ファイバ26は被検体22に照射された光を検出し電気信号を出力するフォトダイオードに置き換えられてもよい。このとき、光源部10は発光ダイオードに電気信号を送って光を発光させる動作を行い、光計測部12はフォトダイオードからの電気信号を処理して信号処理部34に送る。
ここで、実施例2について主に図7を用いて説明する。実施例1と異なる点は、過去に計測したときの光ファイバ設置点80の空間位置と、複数記憶された登録ポイント90の空間位置とを容易に比較することができる点である。
図7(a)は、プローブホルダ23の装着位置の調整前を示すものであり、図7(b)は、プローブホルダ23の装着位置の調整後を示すものである。
図7(a)には、実施例1で説明した手法により、過去に計測したときの光ファイバ設置点80が頭表画像70上に表示されている。プローブホルダ23の光ファイバ設置位置(穴部)少なくとも3箇所に移動型磁気センサ53を当接させ、移動型磁気センサ53の空間位置をそれぞれ記憶部38に3箇所記憶する。記憶部38は、例えば、プローブホルダ23の隅の光ファイバ設置位置(穴部)に該当する3箇所の点の空間位置を記憶する。記憶された3箇所の空間位置は、登録ポイント90として表示部36に表示される。
そして、参照画像作成部42は、記憶部38に記憶された、過去に計測したときの光ファイバ設置点80の空間位置と、記憶された登録ポイント90の空間位置を比較する。比較する対象は、登録ポイント90(3箇所)の空間位置と、登録ポイント90の位置に対応する光ファイバ設置点80(3箇所)の空間位置である。参照画像作成部42は、光ファイバ設置点80と登録ポイント90の空間位置に誤差がある場合、その誤差に相当する距離と方向を示すマーク(矢印91)を作成して、表示部36に表示させる。
検者は、表示されたマーク(矢印91)を参考にして、プローブホルダ23の装着位置を調整する。プローブホルダ23の装着位置の調整後は、図7(b)に示すように、光ファイバ設置点80と登録ポイント90が一致している。この時、誤差に相当する距離と方向を示すマーク(矢印91)は、表示部36に表示されない。
以上、実施例2によれば、検者は、登録ポイント90やマーク(矢印91)を認識することにより、過去に計測したときのプローブホルダ23の装着位置と、今回計測するプローブホルダ23の装着位置とが合っているかどうかを把握することができる。
ここで、実施例3について図8、9を用いて説明する。実施例1、2と異なる点は、頭表画像上に表示される頭表ポイントに対応する脳表ポイントを脳表画像上に表示する点である。
図8に示すように、脳表ポイント作成部46は、移動型磁気センサ53の頭表ポイント65に対応する被検体22の脳表の空間位置を脳表ポイント66として脳表画像71上に作成する。
具体的には、MRI装置やX線CT装置などの3次元画像診断装置を用いて得られた被検体22の3次元画像である脳表画像71を記憶部38に予め記憶しておき、脳表ポイント作成部46は、被検体22の脳表画像71を記憶部38から取り込む。そして、表示部36は、被検体22の脳表画像71を表示する。
頭表画像70と脳表画像71とを表示する際、表示部36は、記憶した3点(ナジオン(鼻根)63、右耳の上端部61、左耳の上端部62)で算出される基準点60の空間位置等を用いて、頭表画像70と脳表画像71のそれぞれの位置を合わせて表示する。そして、表示部36は、頭表画像70を半透明表示にして、脳表画像71が確認できるように表示する。
検者は、被検体22の頭表に移動型磁気センサ53のペン先を当接する。頭表ポイント作成部45は、移動型磁気センサ53の空間位置に対応する被検体22の頭表の空間位置を頭表ポイント65として頭表画像70上に作成する。
脳表ポイント作成部46は、図8に示すように、基準点(原点)60と、移動型磁気センサ53の空間位置として算出された頭表ポイント65の空間位置とから、基準点(原点)60と頭表ポイント65を通過する直線67を算出する。
そして、脳表ポイント作成部46は、算出された直線67と脳表画像71が交差する点を脳表ポイント66として算出する。脳表ポイント作成部46は、解剖学上、脳表は頭表から2cm程度の深さにあるため、例えば、頭表と脳表の間の距離を2cmと設定し、頭表ポイント65から2cm分だけ基準点60に近づいた直線67上の点を脳表ポイント66として算出する。表示部36は、算出した脳表ポイント66の空間位置に基づいて脳表画像71上に脳表ポイント66を表示する。なお、入出力部40を用いて、頭表と脳表の間の距離を任意に設定し、脳表ポイント作成部46は、頭表ポイント65から任意距離分だけ基準点60に近づいた直線67上の点を脳表ポイント66として算出してもよい。
さらに表示部36は、移動型磁気センサ53の動き(空間位置の変化)に合わせて、脳表ポイント66の空間位置を算出し、移動型磁気センサ53の動きに対応した脳表ポイント66を脳表画像71上にリアルタイムに表示することができる。
図8では、頭表ポイント65が付与された頭表画像70と脳表ポイント66が付与された脳表画像71を重ね合わせて表示したが、図9に示すように、表示部36は、頭表ポイント65が付与された頭表画像70と脳表ポイント66が付与された脳表画像71を別々に同一画面に表示させてもよい。
画像作成部37は、酸素化ヘモグロビン濃度変化、脱酸素化ヘモグロビン濃度変化、全ヘモグロビン濃度変化に基づく3次元画像を作成し、基準点60の空間位置を用いて、作成した3次元画像の空間位置と、頭表画像70及び脳表画像71の空間位置とを合わせる。表示部36は、3次元画像の濃淡画像100を頭表画像70上に表示させ、3次元画像の濃淡画像101を脳表画像71上に表示させる。ヘモグロビン濃度変化に基づく3次元画像の濃淡画像100を透過して脳表画像71上にマッピングすれば、検者は、脳のどの部位が活動しているというのをより具体的に把握することができる。
また、実施例1及び実施例2の手法を用いて、表示部36は、頭表ポイント65を頭表画像70上に表示させ、脳表ポイント66を脳表画像71上に表示させることができる。
以上、実施例3によれば、検者は、移動型磁気センサ53のペン先を被検体22の頭表に当接させることにより表示される頭表ポイント65と脳表ポイント66を別々の画像で確認することにより、各光ファイバ20,26を固定するプローブホルダ23の光ファイバ20,26の設置位置をリアルタイムに確認することができる。
10 光源部、12 光計測部、14 制御部、16 半導体レーザ、18 光モジュール、20 照射用光ファイバ(照射用光伝達部)、22 被検体、23 プローブホルダ、26 検出用光ファイバ(検出用光伝達部)、28 光電変換素子、30 ロックインアンプ、32 A/D変換器、34 信号処理部、36 表示部、38 記憶部、40 入出力部、42 参照画像作成部、50 磁気ユニット(位置センサユニット)

Claims (15)

  1. 複数の光伝達部と、近赤外光を被検体に照射する光源部と、前記被検体の複数の計測点における通過光強度を計測する光計測部と、前記光伝達部を固定するプローブホルダと、前記光計測部からの計測データを処理して画像化する信号処理部と、前記信号処理部の処理結果を表示する表示部とを備えた生体光計測装置において、
    3次元空間内で移動可能であり、3次元空間における空間位置を検出する移動型位置センサと、
    前記被検体の頭表画像を作成する頭表画像作成部と、
    前記移動型位置センサの空間位置に対応する頭表ポイントを前記頭表画像上に作成する頭表ポイント作成部とを備えることを特徴とする生体光計測装置。
  2. 過去に計測したときの前記プローブホルダの前記光伝達部の設置点の空間位置に基づいて、過去に計測したときの光伝達部設置点を前記頭表画像上に作成する光伝達部設置点作成部と備えることを特徴とする請求項1記載の生体光計測装置。
  3. 過去に計測したときの前記プローブホルダの光伝達部設置位置の空間位置を記憶する記憶部を備えることを特徴とする請求項2記載の生体光計測装置。
  4. 前記光伝達部設置点の中点に当たる計測位置に対応する計測点を前記頭表画像上に作成する計測点作成部を備えることを特徴とする請求項2記載の生体光計測装置。
  5. 前記記憶部は、前記頭表画像を記憶し、
    前記頭表画像作成部は、前記被検体の頭表における空間位置に基づいて、前記被検体の頭部の大きさや形に対応する頭表画像を作成することを特徴とする請求項2記載の生体光計測装置。
  6. 過去に計測したときの光伝達部設置点の空間位置から前記プローブホルダの外周に相当するホルダ枠を前記頭表画像上に作成する参照画像作成部を備えることを特徴とする請求項2記載の生体光計測装置。
  7. 前記3次元空間は、3軸直交系の磁場を発生させる磁気ソースによって与えられ、該3次元空間内の基準位置を基準磁気センサによって設定された3次元空間であることを特徴とする請求項1記載の生体光計測装置。
  8. 前記頭表ポイント作成部は、前記移動型位置センサの空間位置に対応する前記頭表ポイントの移動軌跡を前記頭表画像上に作成することを特徴とする請求項1記載の生体光計測装置。
  9. 前記信号処理部は、前記光計測部からの計測データに基づいて、ヘモグロビン量変化信号をチャンネル毎に補間した3次元画像を作成し、前記表示部は、前記3次元画像を前記頭表ポイントとともに前記頭表画像上に表示することを特徴とする請求項1記載の生体光計測装置。
  10. 前記プローブホルダの前記光伝達部設置位置の少なくとも3箇所に前記移動型位置センサを当接させ、前記移動型位置センサの空間位置をそれぞれ前記記憶部に記憶し、前記表示部は、記憶された少なくとも3箇所の空間位置を登録ポイントとして前記頭表画像上に表示することを特徴とする請求項2記載の生体光計測装置。
  11. 前記光伝達部設置点と前記登録ポイントの空間位置に誤差がある場合、その誤差に相当する距離と方向を示すマークを作成する参照画像作成部を備えることを特徴とする請求項10記載の生体光計測装置。
  12. 3次元画像診断装置を用いて得られた前記被検体の脳表画像を記憶する記憶部と、
    前記記憶手段から前記脳表画像を読み出し、前記脳表画像を作成する脳表画像作成部と、
    前記移動型位置センサの頭表ポイントに対応する前記被検体の脳表の空間位置を脳表ポイントとして前記脳表画像上に作成する脳表ポイント作成部を備えることを特徴とする請求項1記載の生体光計測装置。
  13. 前記脳表ポイント作成部は、前記被検体の頭表から求められる頭部の基準点の空間位置と、前記頭表ポイントの空間位置とから、前記基準点と前記頭表ポイントを通過する直線を算出し、算出された直線と前記脳表画像が交差する点を前記脳表ポイントとして算出することを特徴とする請求項12記載の生体光計測装置。
  14. 前記信号処理部は、前記光計測部からの計測データに基づいて、ヘモグロビン量変化信号をチャンネル毎に補間した3次元画像を作成し、前記表示部は、前記3次元画像を前記脳表ポイントとともに前記脳表画像上に表示することを特徴とする請求項12記載の生体光計測装置。
  15. プローブホルダに固定される複数の光伝達部を用いて、近赤外光を被検体に照射するステップと、前記被検体の複数の計測点における通過光強度を計測するステップと、前記計測点における計測データを処理して画像化するステップと、前記処理結果を表示するステップとを有した参照画像表示方法において、
    前記被検体の頭表画像を作成するステップと、
    空間位置を検出できる移動型位置センサの空間位置に対応する頭表ポイントを前記頭表画像上に作成するステップとを含む参照画像表示方法。
JP2011536116A 2009-10-14 2010-10-08 生体光計測装置 Active JP5686738B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011536116A JP5686738B2 (ja) 2009-10-14 2010-10-08 生体光計測装置

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009237224 2009-10-14
JP2009237224 2009-10-14
JP2011536116A JP5686738B2 (ja) 2009-10-14 2010-10-08 生体光計測装置
PCT/JP2010/067728 WO2011046072A1 (ja) 2009-10-14 2010-10-08 生体光計測装置及び参照画像表示方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2011046072A1 true JPWO2011046072A1 (ja) 2013-03-07
JP5686738B2 JP5686738B2 (ja) 2015-03-18

Family

ID=43876122

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011536116A Active JP5686738B2 (ja) 2009-10-14 2010-10-08 生体光計測装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9138146B2 (ja)
EP (1) EP2489305B1 (ja)
JP (1) JP5686738B2 (ja)
CN (1) CN102596032B (ja)
WO (1) WO2011046072A1 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013146725A1 (ja) * 2012-03-29 2013-10-03 株式会社 日立メディコ 生体光計測装置、生体光計測方法および移動型位置センサ用係合部材
JP6011636B2 (ja) * 2012-11-15 2016-10-19 株式会社島津製作所 光生体計測装置
CN103156620B (zh) * 2013-03-27 2015-01-07 中国科学院自动化研究所 一种多通道并行近红外光谱成像系统
WO2015198373A1 (ja) * 2014-06-23 2015-12-30 株式会社日立製作所 生体光計測装置、及び方法
CN107898431A (zh) * 2017-09-30 2018-04-13 武汉资联虹康科技股份有限公司 一种激光探头安装帽
CN108903915B (zh) * 2018-07-24 2021-01-05 丹阳慧创医疗设备有限公司 一种用于近红外光谱脑功能成像系统的定位装置和方法
GB2608808B (en) * 2021-07-12 2024-01-03 Comind Tech Limited Systems and Methods for Preparing a Neuroimaging System for Neuroimaging and Analysis of a Subject's Brain Tissue

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE59107344D1 (de) * 1990-11-26 1996-03-14 Truppe Michael Verfahren zur Darstellung beweglicher Körper
US7039454B1 (en) * 1999-03-29 2006-05-02 Hitachi Medical Corporation Biological optical measuring instrument
US7228166B1 (en) * 1999-09-14 2007-06-05 Hitachi Medical Corporation Biological light measuring instrument
JP4266453B2 (ja) 1999-09-14 2009-05-20 株式会社日立メディコ 生体光計測装置
JP4356954B2 (ja) 1999-11-16 2009-11-04 株式会社日立メディコ 生体光計測装置
JP2003088528A (ja) * 2001-09-18 2003-03-25 Hitachi Medical Corp 生体光計測装置
JP3648497B2 (ja) 2002-06-28 2005-05-18 株式会社日立製作所 生体光計測装置及びその装置における画像作成方法
JP2006122086A (ja) 2004-10-26 2006-05-18 Hitachi Ltd 生体光計測装置
JP4882087B2 (ja) 2005-12-16 2012-02-22 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構 経頭蓋的脳機能測定・刺激点の空間解析方法
US9084556B2 (en) * 2006-01-19 2015-07-21 Toshiba Medical Systems Corporation Apparatus for indicating locus of an ultrasonic probe, ultrasonic diagnostic apparatus
JP4968167B2 (ja) 2008-04-24 2012-07-04 株式会社島津製作所 光生体測定装置及びそれに用いられるホルダ配置支援システム
US8666474B2 (en) * 2009-10-27 2014-03-04 Hitachi Medical Corporation Magnetic-field measurement jig, magnetic-field measurement program, and inspection device provided with magnetic position detector

Also Published As

Publication number Publication date
EP2489305B1 (en) 2017-07-05
US9138146B2 (en) 2015-09-22
EP2489305A1 (en) 2012-08-22
JP5686738B2 (ja) 2015-03-18
WO2011046072A1 (ja) 2011-04-21
CN102596032A (zh) 2012-07-18
EP2489305A4 (en) 2016-06-01
US20120203088A1 (en) 2012-08-09
CN102596032B (zh) 2014-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5686738B2 (ja) 生体光計測装置
JP4968167B2 (ja) 光生体測定装置及びそれに用いられるホルダ配置支援システム
US10299710B2 (en) Organism optical measurement device
JP5935498B2 (ja) 情報処理装置、情報処理方法、プログラム及び情報処理システム
JP6273207B2 (ja) 光生体計測装置及びそれに用いられる位置計測装置
JP2007020735A (ja) 生体光計測装置
JP5652763B2 (ja) 電磁界分布測定装置
JP5686739B2 (ja) 磁気式位置検出部を備えた検査装置、磁場計測用冶具、磁場検出用プログラム
JP5137606B2 (ja) 非侵襲血液成分計測装置、非侵襲的に血液成分を計測するための方法及びコンピュータプログラム
CN105686800B (zh) 被检体信息获取装置及其控制方法
JP2021014988A (ja) 計測装置
JP5420163B2 (ja) 生体計測装置
KR102349959B1 (ko) 생체 신호 측정장치 및 방법
JP2015150186A5 (ja)
JP2015150186A (ja) 生体光計測装置
KR101801473B1 (ko) 다발형 광소자를 이용하는 휴대용 뇌 영상장치
JP5484786B2 (ja) 生体光計測装置
JP6100322B2 (ja) 音響波測定装置および音響波測定方法
JP5774159B2 (ja) 音響波測定装置および音響波測定方法
JP5597019B2 (ja) 生体光計測装置および生体光計測方法
JPH1119073A (ja) 代謝機能測定装置
JP2016106660A (ja) 生体情報取得装置および生体情報取得方法
JP2009061084A (ja) 生体光計測装置
JP2013192925A (ja) 生体内血流量検出装置

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131003

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20131003

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140630

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140821

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150105

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150120

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5686738

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350