WO2014076774A1 - 光生体計測装置及びそれに用いられる位置計測装置 - Google Patents

光生体計測装置及びそれに用いられる位置計測装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2014076774A1
WO2014076774A1 PCT/JP2012/079450 JP2012079450W WO2014076774A1 WO 2014076774 A1 WO2014076774 A1 WO 2014076774A1 JP 2012079450 W JP2012079450 W JP 2012079450W WO 2014076774 A1 WO2014076774 A1 WO 2014076774A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light
probe
probes
scalp
arrangement
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/079450
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
石川　亮宏
俊平 山口
Original Assignee
株式会社島津製作所
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 株式会社島津製作所 filed Critical 株式会社島津製作所
Priority to US14/442,690 priority Critical patent/US20150342461A1/en
Priority to JP2014546766A priority patent/JP6273207B2/ja
Priority to PCT/JP2012/079450 priority patent/WO2014076774A1/ja
Priority to CN201280077093.7A priority patent/CN104780847B/zh
Publication of WO2014076774A1 publication Critical patent/WO2014076774A1/ja

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
    • A61B5/0033—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
    • A61B5/0059—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
    • A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0073—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence by tomography, i.e. reconstruction of 3D images from 2D projections
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/74—Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means
    • A61B5/742—Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means using visual displays
    • A61B5/7425—Displaying combinations of multiple images regardless of image source, e.g. displaying a reference anatomical image with a live image
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/74—Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means
    • A61B5/742—Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means using visual displays
    • A61B5/7445—Display arrangements, e.g. multiple display units
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2560/00—Constructional details of operational features of apparatus; Accessories for medical measuring apparatus
    • A61B2560/04—Constructional details of apparatus
    • A61B2560/0475—Special features of memory means, e.g. removable memory cards
    • 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
    • A61B2562/0223—Magnetic field sensors
    • 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
    • A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/0233—Special features of optical sensors or probes classified in A61B5/00
    • A61B2562/0238—Optical sensor arrangements for performing transmission measurements on body tissue
    • 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
    • A61B5/0035—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 acquisition of images from more than one imaging mode, e.g. combining MRI and optical tomography
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/055—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves  involving electronic [EMR] or nuclear [NMR] magnetic resonance, e.g. magnetic resonance imaging
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to an optical biological measurement apparatus and a position measurement apparatus used therefor, and more particularly to an optical biological measurement apparatus that measures brain activity non-invasively.
  • an optical brain functional imaging apparatus that performs noninvasive measurement using light.
  • a near-red light having three different wavelengths ⁇ 1 , ⁇ 2 , and ⁇ 3 (for example, 780 nm, 805 nm, and 830 nm) is obtained by a light transmission probe arranged on the scalp surface of the subject.
  • the light-receiving probe arranged on the scalp surface changes the intensity of the near-infrared light of each wavelength ⁇ 1 , ⁇ 2 , ⁇ 3 (received light amount information) ⁇ A ( ⁇ 1 ), ⁇ A ( ⁇ 2 ), and ⁇ A ( ⁇ 3 ) are detected.
  • concentration change / optical path length product ([oxyHb] + [deoxyHb]) of total hemoglobin is calculated from the concentration change / optical path length product [oxyHb] of oxyhemoglobin and the concentration change / optical path length product [deoxyHb] of deoxyhemoglobin. Calculated.
  • ⁇ A ( ⁇ 1 ) E O ( ⁇ 1 ) ⁇ [oxyHb] + E d ( ⁇ 1 ) ⁇ [deoxyHb] (1)
  • ⁇ A ( ⁇ 2 ) E O ( ⁇ 2 ) ⁇ [oxyHb] + E d ( ⁇ 2 ) ⁇ [deoxyHb] (2)
  • ⁇ A ( ⁇ 3 ) E O ( ⁇ 3 ) ⁇ [oxyHb] + E d ( ⁇ 3 ) ⁇ [deoxyHb] (3)
  • E O ( ⁇ m) is an absorbance coefficient of oxyhemoglobin in light having a wavelength ⁇ m
  • E d ( ⁇ m) is an absorbance coefficient of deoxyhemoglobin in light having a wavelength ⁇ m.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between a pair of light transmitting probe and light receiving probe and a measurement site.
  • the light transmitting probe 12 is pressed against the light transmitting point T on the surface of the subject's scalp, and the light receiving probe 13 is pressed against the light receiving point R on the surface of the subject's scalp. Then, light is emitted from the light transmitting probe 12 and light emitted from the scalp surface is incident on the light receiving probe 13. At this time, among the light irradiated from the light transmission point T on the scalp surface, the light passing through the banana shape (measurement region) reaches the light receiving point R on the scalp surface.
  • the light transmitting point T and the light receiving point R are particularly determined from the midpoint M of the line connecting the light transmitting point T and the light receiving point R at the shortest distance along the surface of the subject's scalp.
  • Received light amount information A ( ⁇ 1 ), A ( ⁇ 2 ), A ( ⁇ ) about the measurement site S of the subject that is half the distance of the line connected at the shortest distance along the surface of the subject's scalp 3 ) is obtained.
  • oxyhemoglobin concentration change / optical path length product [oxyHb] oxyhemoglobin concentration change / optical path length product [oxyHb]
  • deoxyhemoglobin concentration change / optical path length product [deoxyHb] total hemoglobin concentration change / optical path for multiple measurement sites in the brain
  • Each long product [oxyHb] + [deoxyHb] is measured.
  • the light transmitting probes 12 T1 to 12 T8 are arranged in a lattice pattern on the head surface, the holding parts are connected to each other by a connecting part showing flexibility, and further, the holding parts are within a predetermined angle.
  • a holder (transmission / reception unit) having rotation variability of the connecting portion with the rotation axis as the rotation axis is used (see, for example, Patent Document 1).
  • FIG. 2 is a plan view showing an example of a holder into which eight light transmitting probes and eight light receiving probes are inserted.
  • the light transmitting probes 12 T1 to 12 T8 and the light receiving probes 13 R1 to 13 R8 are arranged by being alternately inserted into four in the vertical direction and four in the horizontal direction. At this time, the distance between the light transmitting probes 12 T1 to 12 T8 and the light receiving probes 13 R1 to 13 R8 is 30 mm.
  • the light transmitting probes 12 T1 to 12 T8 are different from each other so that it can be recognized which light transmitting probes 12 T1 to 12 T8 or the light receiving probes 13 R1 to 13 R8 are inserted in which through holes of the holder 30.
  • the change in concentration of oxyhemoglobin and the change over time (measurement data) X n (t) of the optical path length product [oxyHb] and the like are displayed on the display device as an image for a doctor to observe.
  • the change in oxyhemoglobin concentration and optical path length product [oxyHb] over time (measurement data) X n (t 1 ) from a total of 24 brain surface sites at a certain time t 1 the correspondence between the numerical value and the color Based on the color table indicating the color, the color mapping is displayed.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a display screen on which 24 pieces of measurement data X n (t 1 ) are displayed by color mapping.
  • FIG. 3 and FIG. 4 are diagrams for explaining a method for designating the arrangement positions of the light transmitting probes 12 T1 to 12 T8 and the light receiving probes 13 R1 to 13 R8 .
  • FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a three-dimensional image displayed on the display screen.
  • FIG. 4 illustrates a holder 30 disposed on a subject, a magnetic field source 14 fixed at a set position (subject's jaw), It is a figure which shows the relationship with the pencil 15 operated by a doctor, a laboratory technician, etc.
  • a magnetic field source 14 that generates a magnetic field is fixed to the subject's chin or the like in a surrounding space including the head of the subject.
  • three reference positions for example, nasal root B1, left auricle B2, right side
  • three reference position images for example, nasal root image, left auricle
  • the image, the right auricle image B3G is designated using the pointer 43.
  • the scalp surface and brain surface of the subject are collated with the three-dimensional scalp surface image 41 and the three-dimensional brain surface image 42.
  • the arrangement positions of the light transmitting probes 12 T1 to 12 T8 and the light receiving probes 13 R1 to 13 R8 on the surface of the subject's scalp are sequentially designated in ascending order or descending order.
  • the positions of the light transmitting probes 12 T1 to 12 T8 and the light receiving probes 13 R1 to 13 R8 are compared with the three-dimensional brain surface image 42.
  • FIG. 8 is an example of a display screen for confirming the input contents of the arrangement positions of the light transmitting probes 12 T1 to 12 T8 and the light receiving probes 13 R1 to 13 R8 .
  • the arrangement position of the light transmission probe 12 T1 is displayed as a light transmission probe arrangement point T1 on the XYZ coordinates as the first red sphere
  • the arrangement position of the light transmission probe 12 T2 is the light transmission probe.
  • the arrangement positions of the light transmitting probes 12 T1 to 12 T8 are displayed by the red spheres of the respective numbers so that the arrangement point T2 is displayed by the second red sphere.
  • the arrangement position of the light receiving probe 13 R1 is displayed as the first blue sphere as the light receiving probe arrangement point R1
  • the arrangement position of the light receiving probe 13 R2 is displayed as the second blue sphere as the light receiving probe arrangement point R2.
  • the arrangement positions of the light receiving probes 13 R1 to 13 R8 are displayed as blue spheres with respective numbers.
  • coordinates (X, Y, Z) of the arrangement positions of the light receiving probes 13 R1 to 13 R8 are displayed.
  • a display screen as shown in FIG. 8 is displayed in order to confirm the input contents of the arrangement positions of the light transmitting probes 12 T1 to 12 T8 and the light receiving probes 13 R1 to 13 R8 , doctors, laboratory technicians, etc.
  • the display screen shown in FIG. 8 is observed and it can be understood that the arrangement positions of all the light transmitting probes 12 T1 to 12 T8 and the light receiving probes 13 R1 to 13 R8 are input, the light transmitting probes 12 T1 to 12 T1 It was difficult to determine whether the arrangement positions of 12 T8 and the light receiving probes 13 R1 to 13 R8 were input in the correct order.
  • the present invention provides an optical biological measurement apparatus that can easily determine whether or not the arrangement positions of the light transmitting probes 12 T1 to 12 T8 and the light receiving probes 13 R1 to 13 R8 are correctly input, and the position measurement used therefor.
  • An object is to provide an apparatus.
  • the optical biometric device of the present invention made to solve the above problems includes a plurality of light transmitting probes arranged on the surface of the subject's scalp and a plurality of light receiving probes arranged on the surface of the scalp.
  • a plurality of measurement sites by controlling the light-receiving probe to irradiate the scalp surface with light and the light-receiving probe to detect light emitted from the scalp surface.
  • a transmission / reception control unit that acquires individual received light amount information, a calculation unit that acquires a plurality of measurement data based on a plurality of received light amount information, a three-dimensional scalp surface image, and a three-dimensional brain surface image
  • a three-dimensional image display control unit for displaying on the display device, and a measurement data display control unit for displaying a plurality of measurement data on the three-dimensional scalp surface image or the three-dimensional brain surface image displayed on the display device.
  • Optical biometric measurement A storage unit for storing channel information indicating a combination of a light-transmitting probe and a light-receiving probe for acquiring received light amount information relating to a measurement site, and a plurality of coordinates on a three-dimensional coordinate displayed on the display device
  • a channel information display control unit for displaying a line segment indicating a combination of the light transmitting probe and the light receiving probe so as to connect the arrangement point and the light receiving probe arrangement point is provided.
  • the “measurement data” may be the temporal change of the received light amount information detected by the light receiving probe itself, the temporal change of the oxyhemoglobin concentration calculated from the received light amount information, the temporal change of the deoxyhemoglobin concentration, It may be a change with time in the total hemoglobin concentration.
  • the “three-dimensional scalp surface image” is, for example, a three-dimensional image created by extracting video data representing the scalp surface from the subject's video data created by MRI or CT images, This refers to a three-dimensional scalp surface template or the like showing a standard three-dimensional scalp surface.
  • the “three-dimensional brain surface image” is, for example, a three-dimensional image created by extracting video data representing the brain surface from the video data of a subject created by MRI or CT images, This refers to a three-dimensional brain surface template or the like showing a standard three-dimensional brain surface.
  • the optical biological measurement apparatus of the present invention since the line segment connecting the light transmission probe arrangement point and the light reception probe arrangement point is displayed on the three-dimensional coordinates on the display device, the doctor, the laboratory technician, etc. Since it can be confirmed on the screen whether or not it has the same grid shape as the light transmission / reception unit, it is easy to determine whether the arrangement position of the light transmission probe and the arrangement position of the light reception probe are correctly input. be able to.
  • a magnetic field source that is fixed at a set position of the subject's head and generates a magnetic field in a surrounding space including the subject's head, and the subject
  • a designation magnetic sensor for detecting the magnetic field for designating a position on the surface of the person's scalp, and at least three reference positions on the scalp surface of the subject are designated by the designation magnetic sensor.
  • the arrangement position of the plurality of light transmitting probes and the arrangement position of the plurality of light receiving probes on the skin surface are designated by the designation magnetic sensor, thereby obtaining a detection signal from the designation magnetic sensor, thereby obtaining the magnetic field.
  • the “designated magnetic sensor” refers to a reference position (for example, nasal root, left pinna, right pinna) on the surface of the subject's scalp, an arrangement position of a light transmitting probe, and an arrangement position of a light receiving probe.
  • a rod-shaped pencil having a magnetic sensor for designation at the tip portion may be used.
  • the “set position of the subject's head” is an arbitrary position at which the magnetic field source can generate a magnetic field in the surrounding space including the subject's head, for example, the jaw or the like. It is done.
  • the position measuring device of the present invention includes a plurality of light transmitting probes disposed on the surface of the subject's scalp, and a light transmitting / receiving unit having a plurality of light receiving probes disposed on the scalp surface,
  • the light-transmitting probe irradiates light on the scalp surface, and the light-receiving probe is controlled so as to detect light emitted from the scalp surface, thereby acquiring a plurality of received light amount information regarding a plurality of measurement sites.
  • a position measurement device used in an optical biological measurement device including a light transmission / reception control unit, and stores channel information indicating a combination of a light transmission probe and a light reception probe for acquiring received light amount information regarding a measurement site
  • Channel information display that displays probe arrangement points and a line segment indicating a combination of a light transmission probe and a light reception probe so as to connect the light transmission probe arrangement point and the light reception probe arrangement point based on the channel information And a control unit.
  • the block diagram which shows the structure of the optical biological measuring device which is one Embodiment of this invention.
  • the top view which shows an example of the holder in which eight light transmission probes and eight light reception probes are inserted.
  • the figure which shows an example of the display screen on which the three-dimensional image was displayed.
  • Figure 24 measurement data X n (t 1) is an example of a display screen displayed in color mapping.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an optical biological measurement apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the optical biological measurement apparatus 1 includes a light source 2 that emits light, a light source driving mechanism 4 that drives the light source 2, a light detector 3 that detects light, an A / D (A / D converter) 5, and a light transmission / reception unit.
  • Control unit 21, calculation unit 22, 3D image display control unit 32, pointer display control unit 33, reference position relationship acquisition unit 35, correspondence relationship data generation unit 36, and arrangement position relationship acquisition unit 37 2 includes a channel information storage control unit 38, a channel information display control unit 39, a measurement data display control unit 40, and a memory 25, and includes eight light transmission probes 12 T1 to 12 T8 and eight shown in FIG.
  • Light receiving probes 13 R 1 to 13 R 8 a display device 26, an input device 27, a holder (transmission / reception unit) 30, and a magnetic field source 14 that generates an alternating magnetic field in the surrounding space including the head of the subject.
  • the AC magnetic field shown in FIG. The designation for a magnetic sensor 15a for and a pencil 15 of rod shape having the tip.
  • the light source drive mechanism 4 drives the light source 2 by a drive signal input from the light transmission / reception controller 21.
  • the light source 2 is, for example, a semiconductor laser LD1, LD2, or LD3 that can emit near-infrared light of three different wavelengths ⁇ 1 , ⁇ 2 , and ⁇ 3 .
  • the photodetector 3 is, for example, a photomultiplier tube or the like, and detects eight pieces of received light amount information ⁇ A ( ⁇ 1 ) by individually detecting near infrared light received by the eight light receiving probes 13 R1 to 13 R8. ), ⁇ A ( ⁇ 2 ), ⁇ A ( ⁇ 3 ) are output to the light transmission / reception controller 21 via A / D 5.
  • the 3D image display control unit 32 includes a 3D image acquisition unit 32d, a scalp surface image display control unit 32a, a brain surface image display control unit 32b, and an image switching unit 32c.
  • the three-dimensional image acquisition unit 32d acquires video data created by the MRI 100 before measurement, thereby extracting video data indicating the scalp surface to acquire three-dimensional scalp surface image data and showing the brain surface.
  • 3D brain surface image data is acquired, and control is performed to store the 3D scalp surface image data and 3D brain surface image data in the memory 25.
  • the MRI 100 creates video data indicating a two-dimensional image in three directions. Note that the displayed video data indicates a subject including the scalp surface and the brain surface as shown in FIG.
  • the video data is composed of a plurality of pixels having numerical values such as intensity information and phase information of the MRI signal.
  • an image region dividing method such as a region expansion method, a region merging method, a heuristic method, For example, a method of extracting a region by connecting boundary elements or a method of extracting a region by deforming a closed curve may be used.
  • the scalp surface image display control unit 32a performs control to display the scalp surface image 41 on the display device 26 based on the three-dimensional scalp surface image data stored in the memory 25 (see FIG. 3). Note that a doctor, a laboratory technician, or the like can use the input device 27 to change the direction so as to obtain a three-dimensional scalp surface image 41 viewed from a desired direction. Further, the three-dimensional scalp surface image 41 can be displayed in a semi-transparent or colored manner.
  • the brain surface image display control unit 32 b performs control to display the three-dimensional brain surface image 42 on the display device 26 based on the three-dimensional brain surface image data stored in the memory 25. Note that a doctor, a laboratory technician, or the like can use the input device 27 to change the direction so that the three-dimensional brain surface image 42 is viewed from a desired direction.
  • the image switching unit 32c determines that the three-dimensional scalp surface image 41 is displayed on the scalp surface image display control unit 32a when a doctor, a laboratory technician, or the like inputs an operation signal using the input device 27.
  • the three-dimensional brain surface image 42 is determined to be displayed on the brain surface image display control unit 32b, or the three-dimensional scalp surface image 41 is displayed on the scalp surface image display control unit 32a. Control for determining to display on the image display control unit 32b is performed.
  • the 3D scalp surface image 41 is displayed on the scalp surface image display control unit 32a and the 3D brain surface image 42 is displayed on the brain surface image display control unit 32b, the 3D scalp surface images 41 and 3 are displayed.
  • the two-dimensional brain surface image 42 is displayed in an overlapped state.
  • the pointer display control unit 33 displays the pointer 43 on the display device 26, moves the pointer 43 displayed on the display device 26 based on the operation signal output from the input device 27, or moves the pointer 43 on the image with the pointer 43. Control to specify the position of.
  • the magnetic field source 14 shown in FIG. 4 is composed of, for example, a solenoidal coil in which a conductive wire covered with an insulating hard cylindrical core is wound, and generates an alternating magnetic field.
  • the magnetic field source 14 is fixed to a set position (in this embodiment, the subject's jaw) so as to generate an alternating magnetic field in the surrounding space including the subject's head.
  • the pencil 15 has a bar shape and has a designation magnetic sensor 15a at the tip. In the designation magnetic sensor 15a, conductive wires are wound in three directions so that the coil surfaces are orthogonal to each other, and each coil detects a detection signal proportional to the intensity of the magnetic field of the axial component orthogonal to the coil surface. .
  • three reference positions on the scalp surface of a subject in pencil 15 such as a doctor or a laboratory technician (e.g., root of the nose B1, the left auricle B2, the right auricle), and eight light transmitting probe 12 T1
  • a doctor or a laboratory technician e.g., root of the nose B1, the left auricle B2, the right auricle
  • eight light transmitting probe 12 T1 It is possible to output detection signals to the reference position relationship acquisition unit 35 and the arrangement position relationship acquisition unit 37 by designating the placement positions of ⁇ 12 T8 and the placement positions of the eight light receiving probes 13 R1 to 13 R8. It has become.
  • the correspondence relationship data creation unit 36 includes three reference positions (for example, nasal root B1, left auricle B2, and right ear) in the three-dimensional scalp surface image 41 and the three-dimensional brain surface image 42 displayed on the display device 26.
  • 3 reference position images (for example, a nasal root image, a left pinna image, and a right pinna image B3G) are designated by the pointer 43, so that three reference positions and three reference positions Control to create correspondence data indicating the correspondence with the image is performed. That is, in the optical biological measurement apparatus 1, the scalp surface and the brain surface of the subject are collated with the three-dimensional scalp surface image 41 and the three-dimensional brain surface image 42.
  • the arrangement position relationship acquisition unit 37 is configured so that the arrangement positions of the light transmitting probes 12 T1 to 12 T8 and the light receiving probes 13 R1 to 13 R8 on the scalp surface of the subject are designated by the pencil 15 by a doctor, a laboratory technician, or the like. Then, by obtaining a detection signal from the pencil 15, control is performed to acquire the positional relationship between the magnetic field source 14 and the eight light transmitting probes 12 T1 to 12 T8 and the eight light receiving probes 13 R1 to 13 R8 . Specifically, a doctor, an inspection engineer, or the like places the holder 30 on the surface of the subject's scalp, and then designates one through hole of the holder 30 as the placement position of the light transmission probe 12 T1 using the pencil 15.
  • the light transmission probe 12 T1 is inserted into the through hole
  • the other through hole of the holder 30 is designated as the arrangement position of the light transmission probe 12 T2 using the pencil 15, and the light transmission probe 12 is inserted into the through hole.
  • the insertion positions of the light transmitting probes 12 T1 to 12 T8 on the scalp surface of the subject are sequentially specified and inserted so as to insert T2 .
  • one through hole of the holder 30 is designated as the arrangement position of the light receiving probe 13 R 1 using the pencil 15, the light receiving probe 13 R 1 is inserted into the through hole, and the other one of the holder 30 is used using the pencil 15.
  • the through holes are designated as the arrangement positions of the light receiving probes 13 R2, and the arrangement positions of the light receiving probes 13 R1 to 13 R8 on the scalp surface of the subject are sequentially arranged so that the light receiving probes 13 R2 are inserted into the through holes. Specify one after another and insert it.
  • the correspondence data creation unit 36 collates the scalp surface and brain surface of the subject with the three-dimensional scalp surface image 41 and the three-dimensional brain surface image 42. Arrangement position information indicating where the light transmitting probes 12 T1 to 12 T8 and the light receiving probes 13 R1 to 13 R8 are arranged is created with respect to the three-dimensional scalp surface image 41 and the three-dimensional brain surface image 42.
  • the received light amount information ⁇ A 1 ( ⁇ 1 ), ⁇ A 1 ( ⁇ 2 ), ⁇ A 1 ( ⁇ 3 ) obtained by causing the light receiving probe 13 R1 to detect the light from the light transmitting probe 12 T1 as the first set of channels.
  • the channel information display control unit 39 is an operation signal for a doctor, a laboratory technician, or the like to check the input contents of the arrangement positions of the light transmitting probes 12 T1 to 12 T8 and the light receiving probes 13 R1 to 13 R8 using the input device 27.
  • the three-dimensional coordinates (XYZ coordinates) are displayed on the display device 26, and the eight light transmitting probes 12 are displayed on the XYZ coordinates based on the arrangement position information created by the arrangement position relationship acquisition unit 37.
  • FIG. 5 is an example of a display screen for confirming the input contents of the arrangement positions of the light transmitting probes 12 T1 to 12 T8 and the light receiving probes 13 R1 to 13 R8 .
  • the arrangement position of the light transmission probe 12 T1 is displayed as a light transmission probe arrangement point T1 on the XYZ coordinates as the first red sphere
  • the arrangement position of the light transmission probe 12 T2 is the light transmission probe.
  • the arrangement positions of the light transmitting probes 12 T1 to 12 T8 are displayed by the red spheres of the respective numbers so that the arrangement point T2 is displayed by the second red sphere.
  • the arrangement position of the light receiving probe 13 R1 is displayed as the first blue sphere as the light receiving probe arrangement point R1
  • the arrangement position of the light receiving probe 13 R2 is displayed as the second blue sphere as the light receiving probe arrangement point R2.
  • the arrangement positions of the light receiving probes 13 R1 to 13 R8 are displayed as blue spheres with respective numbers.
  • a straight line indicating a first set of channels connecting the light transmission probe arrangement point T1 and the light reception probe arrangement point R1 is displayed, and a second set of channels connecting the light transmission probe arrangement point T2 and the light reception probe arrangement point R1 is displayed.
  • 24 straight lines indicating a total of 24 sets of channels are displayed such that the straight lines shown are displayed.
  • the coordinates (X, Y, Z) of the arrangement positions of the light receiving probes 13 R1 to 13 R8 are displayed.
  • the XYZ coordinates displayed on the display device 26 are displayed. Since a straight line connecting the light transmitting probe arrangement points T1 to T8 and the light receiving probe arrangement points R1 to R8 is displayed, it can be confirmed on the screen whether or not the straight line has the same grid shape as the holder 30. .
  • the light transmission / reception control unit 21 outputs a drive signal for transmitting light to one light transmission probe 12 T1 to 12 T8 at a predetermined time to the light source drive mechanism 4 and receives light with the light reception probes 13 R1 to 13 R8 .
  • first 5 milliseconds, to the light-sending probe 12 T1 is sending a wavelength 780nm light, the next 5 milliseconds, then sending the light of wavelength 805nm to the light-sending probe 12 T1, the next 5 millimeters
  • One light transmission probe is transmitted at a predetermined timing so that light having a wavelength of 830 nm is transmitted to the light transmission probe 12 T1 for a second and light having a wavelength of 780 nm is transmitted to the light transmission probe 12 T2 for the next 5 milliseconds.
  • Light is transmitted sequentially from 12 T1 to 12 T8 .
  • Control is performed to display (t), measurement data Y n (t), and measurement data Z n (t).
  • the image switching unit 32c displays the three-dimensional scalp surface image 41 and the three-dimensional brain surface image 42, and a doctor, a laboratory technician, or the like inputs so as to display the measurement data X n (t 1 ) at a certain time t 1 .
  • the color of the measurement data X n (t 1 ) at a certain time t 1 is determined based on a color table indicating the correspondence between the numerical value and the color, and the three-dimensional scalp surface
  • measurement-related point M 1 is a light transmitting probe placement points T1 and straight midpoint connecting the light receiving probe placement points R1
  • measurement-related point M 2 is receiving a sending probe placement point T2 probe
  • Twenty-four measurement related points Mn are calculated so as to be the midpoints of the straight line connecting the arrangement points R1.
  • the doctor or laboratory technician instructs the input device 27 to display the three-dimensional brain surface image 42 by the image switching unit 32c and display the measurement data Y n (t 2 ) at a certain time t 2
  • the measurement related point S on the three-dimensional brain surface image 42 is determined by determining the color of the measurement data Y n (t 2 ) at a certain time t 2 based on the color table indicating the correspondence between the numerical value and the color.
  • measurement-related point S 1 is from the midpoint M 1 of a straight line between the light transmitting probe placement point T1 connecting the light receiving probe placement point R1, the light-sending probe placement point T1 and the light-receiving probe placement points R1 half the depth Satoshi distance connecting it straight
  • measurement-related point S 2 is received and sending probe placement point T2 from the straight line of the midpoint M 2 that connects a light receiving probe positioned point R1, a light transmitting probe placement point T2
  • Twenty-four measurement related points Sn are calculated so that the depth is half the distance of the straight line connecting the probe arrangement point R1.
  • the channel information display control unit 39 is configured to display a display screen as shown in FIG. 5 after the arrangement position information is created by the arrangement position relationship acquisition unit 37.
  • the present invention can be used for an optical biometric device that measures brain activity non-invasively.
  • Optical biological measurement device 12 Light transmission probe 13: Light reception probe 21: Light transmission / reception control unit 22: Calculation unit 25: Memory (storage unit) 26: Display device 30: Holder (transmission / reception unit) 32: 3D image display control unit 39: Channel information display control unit 40: Measurement data display control unit 41: 3D scalp surface image 42: 3D brain surface image

Landscapes

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

Abstract

　表示装置２６に表示させた３次元頭皮表面画像４１又は３次元脳表面画像４２上に、複数個の測定データを表示する測定データ表示制御部４０を備える光生体計測装置１であって、測定部位に関する受光量情報を取得するための送光プローブ１２と受光プローブ１３との組み合わせを示すチャンネル情報を記憶する記憶部２５と、表示装置２６に表示させた３次元座標上に、複数個の送光プローブ１２が配置された複数個の送光プローブ配置点と、複数個の受光プローブ１３が配置された複数個の受光プローブ配置点とを表示するとともに、チャンネル情報に基づいて、送光プローブ配置点と受光プローブ配置点とを結ぶように送光プローブ１２と受光プローブ１３との組み合わせを示す線分を表示するチャンネル情報表示制御部３９とを備えるように構成する。

Description

光生体計測装置及びそれに用いられる位置計測装置
　本発明は、光生体計測装置及びそれに用いられる位置計測装置に関し、さらに詳細には非侵襲で脳活動を測定する光生体計測装置に関する。
　近年、脳の活動状況を観察するために、光を用いて簡便に非侵襲で測定する光脳機能イメージング装置が開発されている。このような光脳機能イメージング装置では、被検者の頭皮表面上に配置した送光プローブにより、異なる３種類の波長λ１、λ２、λ３（例えば、７８０ｎｍと８０５ｎｍと８３０ｎｍ）の近赤外光を脳に照射するとともに、頭皮表面上に配置した受光プローブにより、脳から放出された各波長λ１、λ２、λ３の近赤外光の強度変化（受光量情報）ΔＡ（λ１）、ΔＡ（λ２）、ΔＡ（λ３）をそれぞれ検出する。
　そして、このようにして得られた受光量情報ΔＡ（λ１）、ΔＡ（λ２）、ΔＡ（λ３）から、脳血流中のオキシヘモグロビンの濃度変化・光路長積[oxyHb]と、デオキシヘモグロビンの濃度変化・光路長積[deoxyHb]とを求めるために、例えば、Modified Beer Lambert則を用いて関係式（１）（２）（３）に示す連立方程式を作成して、この連立方程式を解いている。さらには、オキシヘモグロビンの濃度変化・光路長積[oxyHb]と、デオキシヘモグロビンの濃度変化・光路長積[deoxyHb]とから総ヘモグロビンの濃度変化・光路長積（[oxyHb]＋[deoxyHb]）を算出している。
　ΔＡ（λ１）＝ＥＯ（λ１）×[oxyHb]＋Ｅｄ（λ１）×[deoxyHb]・・・（１）
　ΔＡ（λ２）＝ＥＯ（λ２）×[oxyHb]＋Ｅｄ（λ２）×[deoxyHb]・・・（２）
　ΔＡ（λ３）＝ＥＯ（λ３）×[oxyHb]＋Ｅｄ（λ３）×[deoxyHb]・・・（３）
　なお、ＥＯ（λｍ）は、波長λｍの光におけるオキシヘモグロビンの吸光度係数であり、Ｅｄ（λｍ）は、波長λｍの光におけるデオキシヘモグロビンの吸光度係数である。
　ここで、送光プローブと受光プローブとの間の距離と、測定部位との関係について説明する。図７は、一対の送光プローブ及び受光プローブと、測定部位との関係を示す図である。送光プローブ１２が被検者の頭皮表面の送光点Ｔに押し当てられるとともに、受光プローブ１３が被検者の頭皮表面の受光点Ｒに押し当てられる。そして、送光プローブ１２から光を照射させるとともに、受光プローブ１３に頭皮表面から放出される光を入射させる。このとき、頭皮表面の送光点Ｔから照射された光のうちで、バナナ形状（測定領域）を通過した光が頭皮表面の受光点Ｒに到達する。これにより、測定領域の中でも、特に送光点Ｔと受光点Ｒとを被検者の頭皮表面に沿って最短距離で結んだ線の中点Ｍから、送光点Ｔと受光点Ｒとを被検者の頭皮表面に沿って最短距離で結んだ線の距離の半分の深さである被検者の測定部位Ｓに関する受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）が得られるとしている。
　また、光脳機能イメージング装置では、脳の複数箇所の測定部位に関するオキシヘモグロビンの濃度変化・光路長積[oxyHb]、デオキシヘモグロビンの濃度変化・光路長積[deoxyHb]及び総ヘモグロビンの濃度変化・光路長積（[oxyHb]＋[deoxyHb]）をそれぞれ測定することが行われている。
　このような光脳機能イメージング装置においては、８個の送光プローブと８個の受光プローブとを所定の配列で被検者の頭皮表面に接触させるために、送光プローブ１２Ｔ１～１２Ｔ８と受光プローブ１３Ｒ１～１３Ｒ８とが保持される保持部を頭部表面に格子状に配置するとともに、保持部を互いに可撓性を示す連結部で連結し、さらに、所定の角度内で保持部を回転軸として連結部の回転可変性を有するホルダ（送受光部）が使用されている（例えば、特許文献１参照）。
　図２は、８個の送光プローブと８個の受光プローブとが挿入されるホルダの一例を示す平面図である。送光プローブ１２Ｔ１～１２Ｔ８と受光プローブ１３Ｒ１～１３Ｒ８とは、縦方向に４個と横方向に４個とに交互となるように挿入されることで配置される。このとき、送光プローブ１２Ｔ１～１２Ｔ８と受光プローブ１３Ｒ１～１３Ｒ８との間の間隔は３０ｍｍとなる。なお、ホルダ３０のどの貫通孔に、どの送光プローブ１２Ｔ１～１２Ｔ８又は受光プローブ１３Ｒ１～１３Ｒ８が挿入されたかが認識されるように、各送光プローブ１２Ｔ１～１２Ｔ８には、異なる番号（Ｔ１、Ｔ２、・・・）がそれぞれ振り当てられ、各受光プローブ１３Ｒ１～１３Ｒ８にも、異なる番号（Ｒ１、Ｒ２、・・・）がそれぞれ振り当てられている。これにより、脳の２４箇所の測定部位に関する受光量情報ΔＡｎ（λ１）、ΔＡｎ（λ２）、ΔＡｎ（λ３）（ｎ＝１、２、・・・、２４）を得ている。
　そして、２４個の受光量情報ΔＡｎ（λ１）、ΔＡｎ（λ２）、ΔＡｎ（λ３）を所定時間間隔Δｔで得ていくことで、関係式（１）（２）（３）を用いて、オキシヘモグロビンの濃度変化・光路長積[oxyHb]の経時変化（測定データ）Ｘｎ（ｔ）、デオキシヘモグロビンの濃度変化・光路長積[deoxyHb]の経時変化（測定データ）Ｙｎ（ｔ）、及び、総ヘモグロビンの濃度変化・光路長積（[oxyHb]＋[deoxyHb]）の経時変化（測定データ）Ｚｎ（ｔ）（ｎ＝１、２、・・・、２４）を求めている。
　また、オキシヘモグロビンの濃度変化・光路長積[oxyHb]の経時変化（測定データ）Ｘｎ（ｔ）等は、医師等が観察するための画像として表示装置に表示される。例えば、ある時間ｔ１における合計２４箇所の脳表部位からのオキシヘモグロビンの濃度変化・光路長積[oxyHb]の経時変化（測定データ）Ｘｎ（ｔ１）を、数値とカラーとの対応関係を示すカラーテーブルに基づいて、カラーマッピングで表示している。このとき、脳の解剖学的構造には個人差があり、脳の形状も各人で異なるので、医師等は、脳のどの部位からオキシヘモグロビンの濃度変化・光路長積[oxyHb] の経時変化（測定データ）Ｘｎ（ｔ１）を得たかを認識するために、核磁気共鳴画像診断装置（以下、ＭＲＩと略す）等から被検者の脳表面を示す３次元画像データを得ることにより、３次元脳表面画像を表示して、３次元脳表面画像上にオキシヘモグロビンの濃度変化・光路長積[oxyHb] の経時変化（測定データ）Ｘｎ（ｔ１）をカラーマッピングで重畳して表示することも行われている（例えば、特許文献２参照）。図６は、２４個の測定データＸｎ（ｔ１）がカラーマッピングで表示された表示画面の一例を示す図である。
　ところで、３次元脳表面画像４２上にオキシヘモグロビンの濃度変化・光路長積[oxyHb] の経時変化（測定データ）Ｘｎ（ｔ１）を重畳して表示するためには、３次元脳表面画像４２に対して送光プローブ１２Ｔ１～１２Ｔ８と受光プローブ１３Ｒ１～１３Ｒ８とがどの位置に配置されたかを指定する必要がある。ここで、図３及び図４は、送光プローブ１２Ｔ１～１２Ｔ８と受光プローブ１３Ｒ１～１３Ｒ８との配置位置の指定方法を説明する図であって、図３は、光生体計測装置の表示画面に表示された３次元画像の一例を示す図であり、図４は、被検者に配置されたホルダ３０と、設定位置（被検者の顎）に固定された磁場ソース１４と、医師や検査技師等によって操作されるペンシル１５との関係を示す図である。
　図４に示すように、被検者の顎等に、被検者の頭部を含む周囲の空間に磁界を発生する磁場ソース１４を固定し、医師や検査技師等は、磁場ソース１４との位置関係を検出することができる指定用磁気センサを先端部１５ａに有するペンシル１５を用いて、被検者の頭皮表面上の３個の基準位置（例えば、鼻根Ｂ１、左耳介Ｂ２、右耳介）を指定する。また、図３に示すように、表示装置に表示させた３次元頭皮表面画像４１上で３個の基準位置Ｂ１、Ｂ２に対応する３個の基準位置画像（例えば、鼻根画像、左耳介画像、右耳介画像Ｂ３Ｇ）を、ポインタ４３を用いて指定する。これにより、被検者の頭皮表面及び脳表面と３次元頭皮表面画像４１及び３次元脳表面画像４２とを照合している。その後、ペンシル１５を用いて、被検者の頭皮表面上の送光プローブ１２Ｔ１～１２Ｔ８及び受光プローブ１３Ｒ１～１３Ｒ８の配置位置を順番（昇順又は降順）に次々と指定していくことで、３次元脳表面画像４２に対して送光プローブ１２Ｔ１～１２Ｔ８と受光プローブ１３Ｒ１～１３Ｒ８とがどの位置に配置されたかを照合している。
　また、送光プローブ１２Ｔ１～１２Ｔ８及び受光プローブ１３Ｒ１～１３Ｒ８の配置位置の入力内容を確認するために、表示画面に磁場ソース１４を原点とした３次元座標（ＸＹＺ座標）を表示させ、そのＸＹＺ座標上に送光プローブ１２Ｔ１～１２Ｔ８及び受光プローブ１３Ｒ１～１３Ｒ８の配置点を表示することも行われている。図８は、送光プローブ１２Ｔ１～１２Ｔ８及び受光プローブ１３Ｒ１～１３Ｒ８の配置位置の入力内容を確認するための表示画面の一例である。表示画面の右側領域には、ＸＹＺ座標上に、送光プローブ１２Ｔ１の配置位置が送光プローブ配置点Ｔ１として１番の赤色球体で表示され、送光プローブ１２Ｔ２の配置位置が送光プローブ配置点Ｔ２として２番の赤色球体で表示されるように、各送光プローブ１２Ｔ１～１２Ｔ８の配置位置が各番号の赤色球体で表示されている。また、ＸＹＺ座標上に、受光プローブ１３Ｒ１の配置位置が受光プローブ配置点Ｒ１として１番の青色球体で表示され、受光プローブ１３Ｒ２の配置位置が受光プローブ配置点Ｒ２として２番の青色球体で表示されるように、各受光プローブ１３Ｒ１～１３Ｒ８の配置位置が各番号の青色球体で表示されている。
　なお、表示画面の左下領域には、各受光プローブ１３Ｒ１～１３Ｒ８の配置位置の座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）が表示されている。
特開２００２－１４３１６９号公報 特開２００９－１７２１７７号公報
　しかしながら、送光プローブ１２Ｔ１～１２Ｔ８及び受光プローブ１３Ｒ１～１３Ｒ８の配置位置の入力内容を確認するために、図８に示すような表示画面を表示した場合に、医師や検査技師等は、図８に示す表示画面を観察して、全ての送光プローブ１２Ｔ１～１２Ｔ８及び受光プローブ１３Ｒ１～１３Ｒ８の配置位置が入力されたことは理解できても、送光プローブ１２Ｔ１～１２Ｔ８及び受光プローブ１３Ｒ１～１３Ｒ８の配置位置が、正しい順番で入力されたか否かを判断することは困難であった。
　そこで、本発明は、送光プローブ１２Ｔ１～１２Ｔ８及び受光プローブ１３Ｒ１～１３Ｒ８の配置位置が正しく入力されたか否かを容易に判断することができる光生体計測装置及びそれに用いられる位置計測装置を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するためになされた本発明の光生体計測装置は、被検者の頭皮表面上に配置される複数個の送光プローブと、当該頭皮表面上に配置される複数個の受光プローブとを有する送受光部と、前記送光プローブが頭皮表面に光を照射するとともに、前記受光プローブが頭皮表面から放出される光を検出するように制御することで、複数個の測定部位に関する複数個の受光量情報を取得する送受光用制御部と、複数個の受光量情報に基づいて、複数個の測定データを取得する演算部と、３次元頭皮表面画像及び３次元脳表面画像を取得して表示装置に表示する３次元画像表示制御部と、表示装置に表示させた３次元頭皮表面画像又は３次元脳表面画像上に、複数個の測定データを表示する測定データ表示制御部とを備える光生体計測装置であって、測定部位に関する受光量情報を取得するための送光プローブと受光プローブとの組み合わせを示すチャンネル情報を記憶する記憶部と、表示装置に表示させた３次元座標上に、複数個の送光プローブが配置された複数個の送光プローブ配置点と、複数個の受光プローブが配置された複数個の受光プローブ配置点とを表示するとともに、前記チャンネル情報に基づいて、送光プローブ配置点と受光プローブ配置点とを結ぶように送光プローブと受光プローブとの組み合わせを示す線分を表示するチャンネル情報表示制御部とを備えることを特徴としている。
　ここで、「測定データ」とは、受光プローブで検出された受光量情報の経時変化自体であってもよく、受光量情報から算出されたオキシヘモグロビン濃度の経時変化やデオキシヘモグロビン濃度の経時変化や全ヘモグロビン濃度の経時変化であってもよい。
　また、「３次元頭皮表面画像」とは、例えば、ＭＲＩやＣＴ画像等により作成された被検者の映像データから、頭皮表面を示す映像データを抽出することにより作成された３次元画像や、標準的な３次元の頭皮表面を示す３次元頭皮表面テンプレート等のことをいう。また、「３次元脳表面画像」とは、例えば、ＭＲＩやＣＴ画像等により作成された被検者の映像データから、脳表面を示す映像データを抽出することにより作成された３次元画像や、標準的な３次元の脳表面を示す３次元脳表面テンプレート等のことをいう。
　本発明の光生体計測装置によれば、表示装置に３次元座標上に送光プローブ配置点と受光プローブ配置点とを結ぶ線分が表示されるので、医師や検査技師等は、線分が送受光部と同様の格子状になっているか否かを画面上で確認することができるため、送光プローブの配置位置と受光プローブの配置位置とが正しく入力されたか否かを容易に判断することができる。
（その他の課題を解決するための手段及び効果）
　また、本発明の光生体計測装置においては、前記被検者の頭部の設定位置に固定され、前記被検者の頭部を含む周囲の空間に磁界を発生する磁場ソースと、前記被検者の頭皮表面上の位置を指定するための、前記磁界を検出する指定用磁気センサと、前記被検者の頭皮表面上の少なくとも３個の基準位置が指定用磁気センサで指定されることにより、前記指定用磁気センサからの検出信号を得ることで、前記磁場ソースと少なくとも３個の基準位置との位置関係を取得する基準位置関係取得部と、前記３次元頭皮表面画像中で少なくとも３個の基準位置画像が入力装置で指定されることにより、少なくとも３個の基準位置と少なくとも３個の基準位置画像との対応関係を示す対応関係データを作成する対応関係データ作成部と、前記被検者の頭皮表面上の複数個の送光プローブの配置位置と複数個の受光プローブの配置位置が指定用磁気センサで指定されることにより、前記指定用磁気センサからの検出信号を得ることで、前記磁場ソースと送光プローブ及び受光プローブの配置位置との位置関係を取得する配置位置関係取得部とを備えるようにしてもよい。
　ここで、「指定用磁気センサ」とは、被検者の頭皮表面上の基準位置（例えば、鼻根、左耳介、右耳介）や、送光プローブの配置位置や受光プローブの配置位置を指定するためのものであり、例えば、先端部に指定用磁気センサを有する棒状のペンシル等が挙げられる。
　また、「被検者の頭部の設定位置」とは、磁場ソースが被検者の頭部を含む周囲の空間に磁界を発生することができる任意の位置であり、例えば、顎等が挙げられる。
　さらに、本発明の位置計測装置は、被検者の頭皮表面上に配置される複数個の送光プローブと、当該頭皮表面上に配置される複数個の受光プローブとを有する送受光部と、前記送光プローブが頭皮表面に光を照射するとともに、前記受光プローブが頭皮表面から放出される光を検出するように制御することで、複数個の測定部位に関する複数個の受光量情報を取得する送受光用制御部とを備える光生体計測装置に用いられる位置計測装置であって、測定部位に関する受光量情報を取得するための送光プローブと受光プローブとの組み合わせを示すチャンネル情報を記憶する記憶部と、表示装置に表示させた３次元座標上に、複数個の送光プローブが配置された複数個の送光プローブ配置点と、複数個の受光プローブが配置された複数個の受光プローブ配置点とを表示するとともに、前記チャンネル情報に基づいて、送光プローブ配置点と受光プローブ配置点とを結ぶように送光プローブと受光プローブとの組み合わせを示す線分を表示するチャンネル情報表示制御部とを備えることを特徴としている。
本発明の一実施形態である光生体計測装置の構成を示すブロック図。 ８個の送光プローブと８個の受光プローブとが挿入されるホルダの一例を示す平面図。 ３次元画像が表示された表示画面の一例を示す図。 被検者に装着されたホルダと、設定位置に固定された磁場ソースと、医師等が操作するペンシルとの関係を示す図。 送光プローブ及び受光プローブの配置位置の入力内容を確認するための表示画面の他の一例を示す図。 ２４個の測定データＸｎ（ｔ１）がカラーマッピングで表示された表示画面の一例を示す図。 一対の送光プローブ及び受光プローブと、測定部位との関係を示す図。 送光プローブ及び受光プローブの配置位置の入力内容を確認するための表示画面の一例を示す図。
　以下、本発明の実施形態について図１～６を用いて説明する。なお、本発明は、以下に説明するような実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれる。
　図１は、本発明の一実施形態である光生体計測装置の構成を示すブロック図である。
　光生体計測装置１は、光を出射する光源２と、光源２を駆動する光源駆動機構４と、光を検出する光検出器３と、Ａ／Ｄ（Ａ／Ｄコンバータ）５と、送受光用制御部２１と、演算部２２と、３次元画像表示制御部３２と、ポインタ表示制御部３３と、基準位置関係取得部３５と、対応関係データ作成部３６と、配置位置関係取得部３７と、チャンネル情報記憶制御部３８と、チャンネル情報表示制御部３９と、測定データ表示制御部４０と、メモリ２５とを備えるとともに、図２に示す８個の送光プローブ１２Ｔ１～１２Ｔ８及び８個の受光プローブ１３Ｒ１～１３Ｒ８と、表示装置２６と、入力装置２７と、ホルダ（送受光部）３０と、被検者の頭部を含む周囲の空間に交流磁界を発生する磁場ソース１４と、図４に示す交流磁界を検出する指定用磁気センサ１５ａを先端部に有する棒形状のペンシル１５とを備える。
　光源駆動機構４は、送受光用制御部２１から入力された駆動信号により光源２を駆動する。光源２は、例えば異なる３種類の波長λ１、λ２、λ３の近赤外光を出射することができる半導体レーザＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３等である。
　光検出器３は、例えば光電子増倍管等であり、８個の受光プローブ１３Ｒ１～１３Ｒ８で受光した近赤外光を個別に検出することにより、８個の受光量情報ΔＡ（λ１）、ΔＡ（λ２）、ΔＡ（λ３）をＡ／Ｄ５を介して送受光用制御部２１に出力する。
　３次元画像表示制御部３２は、３次元画像取得部３２ｄと、頭皮表面画像表示制御部３２ａと、脳表面画像表示制御部３２ｂと、画像切替部３２ｃとを有する。
　３次元画像取得部３２ｄは、計測前にＭＲＩ１００により作成された映像データを取得することにより、頭皮表面を示す映像データを抽出することで３次元頭皮表面画像データを取得するとともに、脳表面を示す映像データを抽出することで３次元脳表面画像データを取得して、３次元頭皮表面画像データと３次元脳表面画像データとをメモリ２５に記憶させる制御を行う。ここで、ＭＲＩ１００は、３方向の２次元画像を示す映像データを作成するものである。なお、表示される映像データは、図３のように、頭皮表面と脳表面とを含む被検者を示すものである。また、映像データは、ＭＲＩ信号の強度情報や位相情報等の数値を有する複数のピクセルから構成される。そして、上述した抽出する方法としては、例えば、ＭＲＩ信号の強度情報や位相情報等の数値を有する複数のピクセルを用いることにより、領域拡張法、領域併合法、ヒューリスティック法等の画像領域分割方法、境界要素を連結して領域を抽出する方法、閉曲線を変形させて領域を抽出する方法等を利用することが挙げられる。
　頭皮表面画像表示制御部３２ａは、メモリ２５に記憶された３次元頭皮表面画像データに基づいて、頭皮表面画像４１を表示装置２６に表示する制御を行う（図３参照）。なお、医師や検査技師等が入力装置２７を用いて、所望の方向から見た３次元頭皮表面画像４１となるように、方向を変更して表示することができるようになっている。また、３次元頭皮表面画像４１は、半透明で表示されたり、着色して表示されたりすることができるようになっている。
　脳表面画像表示制御部３２ｂは、メモリ２５に記憶された３次元脳表面画像データに基づいて、３次元脳表面画像４２を表示装置２６に表示する制御を行う。なお、医師や検査技師等が入力装置２７を用いて、所望の方向から見た３次元脳表面画像４２となるように、方向を変更して表示することができるようになっている。
　画像切替部３２ｃは、医師や検査技師等が入力装置２７を用いて操作信号を入力することにより、３次元頭皮表面画像４１を頭皮表面画像表示制御部３２ａに表示させるように決定したり、３次元脳表面画像４２を脳表面画像表示制御部３２ｂに表示させるように決定したり、３次元頭皮表面画像４１を頭皮表面画像表示制御部３２ａに表示させると同時に３次元脳表面画像４２を脳表面画像表示制御部３２ｂに表示させるように決定したりする制御を行う。なお、３次元頭皮表面画像４１を頭皮表面画像表示制御部３２ａに表示させると同時に３次元脳表面画像４２を脳表面画像表示制御部３２ｂに表示させる場合には、３次元頭皮表面画像４１と３次元脳表面画像４２とは位置を合わせた状態で重ねて表示されることになる。
　ポインタ表示制御部３３は、表示装置２６にポインタ４３を表示するとともに、入力装置２７から出力された操作信号に基づいて、表示装置２６に表示されたポインタ４３を移動したり、ポインタ４３で画像上の位置を指定したりする制御を行う。
　図４に示す磁場ソース１４は、例えば、絶縁性で硬質の円柱状のコアに絶縁被覆された導線が巻回されたソレノイド状コイル等で構成されており、交流磁界を発生する。そして、磁場ソース１４は、被検者の頭部を含む周囲の空間に交流磁界を発生するように、設定位置（本実施例では被検者の顎）に固定されるようになっている。
　また、ペンシル１５は、棒形状であり、その先端部に指定用磁気センサ１５ａを有している。指定用磁気センサ１５ａは、それぞれのコイル面が直交するように３方向にそれぞれ導線が巻回され、各コイルはそのコイル面に直交する軸方向成分の磁界の強度に比例した検出信号を検出する。そして、医師や検査技師等がペンシル１５で被検者の頭皮表面上の３個の基準位置（例えば、鼻根Ｂ１、左耳介Ｂ２、右耳介）や、８個の送光プローブ１２Ｔ１～１２Ｔ８の配置位置や、８個の受光プローブ１３Ｒ１～１３Ｒ８の配置位置を指定することで、基準位置関係取得部３５や配置位置関係取得部３７に検出信号を出力することができるようになっている。
　基準位置関係取得部３５は、医師や検査技師等によって被検者の頭皮表面上の３個の基準位置（例えば、鼻根Ｂ１、左耳介Ｂ２、右耳介）がペンシル１５で指定されることにより、ペンシル１５からの検出信号を得ることで、磁場ソース１４と３個の基準位置との位置関係を取得する制御を行う。
　対応関係データ作成部３６は、表示装置２６に表示させた３次元頭皮表面画像４１及び３次元脳表面画像４２中で、３個の基準位置（例えば、鼻根Ｂ１、左耳介Ｂ２、右耳介）に対応する３個の基準位置画像（例えば、鼻根画像、左耳介画像、右耳介画像Ｂ３Ｇ）がポインタ４３で指定されることにより、３個の基準位置と３個の基準位置画像との対応関係を示す対応関係データを作成する制御を行う。つまり、光生体計測装置１において、被検者の頭皮表面及び脳表面と、３次元頭皮表面画像４１及び３次元脳表面画像４２とが照合される。
　配置位置関係取得部３７は、医師や検査技師等によって被検者の頭皮表面上の送光プローブ１２Ｔ１～１２Ｔ８及び受光プローブ１３Ｒ１～１３Ｒ８の配置位置がペンシル１５で指定されることにより、ペンシル１５からの検出信号を得ることで、磁場ソース１４と８個の送光プローブ１２Ｔ１～１２Ｔ８及び８個の受光プローブ１３Ｒ１～１３Ｒ８との位置関係を取得する制御を行う。
　具体的には、医師や検査技師等は、ホルダ３０を被検者の頭皮表面上に配置した後、ペンシル１５を用いてホルダ３０の一の貫通孔を送光プローブ１２Ｔ１の配置位置として指定し、その貫通孔に送光プローブ１２Ｔ１を挿入し、ペンシル１５を用いてホルダ３０の他の一の貫通孔を送光プローブ１２Ｔ２の配置位置として指定し、その貫通孔に送光プローブ１２Ｔ２を挿入していくように、被検者の頭皮表面上の送光プローブ１２Ｔ１～１２Ｔ８の配置位置を順番に次々と指定して挿入していく。また、ペンシル１５を用いてホルダ３０の一の貫通孔を受光プローブ１３Ｒ１の配置位置として指定し、その貫通孔に受光プローブ１３Ｒ１を挿入し、ペンシル１５を用いてホルダ３０の他の一の貫通孔を受光プローブ１３Ｒ２の配置位置として指定し、その貫通孔に受光プローブ１３Ｒ２を挿入していくように、被検者の頭皮表面上の受光プローブ１３Ｒ１～１３Ｒ８の配置位置を順番に次々と指定して挿入していく。
　これにより、光生体計測装置１において、対応関係データ作成部３６で被検者の頭皮表面及び脳表面と、３次元頭皮表面画像４１及び３次元脳表面画像４２とが照合されているので、３次元頭皮表面画像４１及び３次元脳表面画像４２に対して送光プローブ１２Ｔ１～１２Ｔ８と受光プローブ１３Ｒ１～１３Ｒ８とがどの位置に配置されたかを示す配置位置情報が作成される。
　チャンネル情報記憶制御部３８は、計測前に合計２４個の測定部位に関する受光量情報ΔＡｎ（λ１）、ΔＡｎ（λ２）、ΔＡｎ（λ３）（ｎ＝１，２，・・・，２４）を取得するための送光プローブ１２Ｔ１～１２Ｔ８と受光プローブ１３Ｒ１～１３Ｒ８との組み合わせを示すチャンネル情報をメモリ２５に記憶させる制御を行う。具体的には、第１組のチャンネルとして送光プローブ１２Ｔ１からの光を受光プローブ１３Ｒ１で検出させた受光量情報ΔＡ１（λ１）、ΔＡ１（λ２）、ΔＡ１（λ３）を取得し、第２組のチャンネルとして送光プローブ１２Ｔ２からの光を受光プローブ１３Ｒ１で検出させた受光量情報ΔＡ２（λ１）、ΔＡ２（λ２）、ΔＡ２（λ３）を取得するように、所定の送光プローブ１２Ｔ２からの光を所定の受光プローブ１３Ｒ１で検出させた合計２４個の受光量情報ΔＡｎ（λ１）、ΔＡｎ（λ２）、ΔＡｎ（λ３）（ｎ＝１，２，・・・，２４）を取得するための合計２４組のチャンネルを示すチャンネル情報をメモリ２５に記憶させる。
　チャンネル情報表示制御部３９は、医師や検査技師等が入力装置２７を用いて、送光プローブ１２Ｔ１～１２Ｔ８及び受光プローブ１３Ｒ１～１３Ｒ８の配置位置の入力内容を確認するための操作信号を入力することにより、表示装置２６に３次元座標（ＸＹＺ座標）を表示し、配置位置関係取得部３７で作成された配置位置情報に基づいて、ＸＹＺ座標上に、８個の送光プローブ１２Ｔ１～１２Ｔ８が配置された８個の送光プローブ配置点Ｔ１～Ｔ８と、８個の受光プローブ１３Ｒ１～１３Ｒ８が配置された８個の受光プローブ配置点Ｒ１～Ｒ８とを表示するとともに、メモリ２５に記憶されたチャンネル情報に基づいて、送光プローブ配置点Ｔ１～Ｔ８と受光プローブ配置点Ｒ１～Ｒ８とを結ぶ直線を表示する制御を行う。
　図５は、送光プローブ１２Ｔ１～１２Ｔ８及び受光プローブ１３Ｒ１～１３Ｒ８の配置位置の入力内容を確認するための表示画面の一例である。表示画面の右側領域には、ＸＹＺ座標上に、送光プローブ１２Ｔ１の配置位置が送光プローブ配置点Ｔ１として１番の赤色球体で表示され、送光プローブ１２Ｔ２の配置位置が送光プローブ配置点Ｔ２として２番の赤色球体で表示されるように、各送光プローブ１２Ｔ１～１２Ｔ８の配置位置が各番号の赤色球体で表示されている。また、ＸＹＺ座標上に、受光プローブ１３Ｒ１の配置位置が受光プローブ配置点Ｒ１として１番の青色球体で表示され、受光プローブ１３Ｒ２の配置位置が受光プローブ配置点Ｒ２として２番の青色球体で表示されるように、各受光プローブ１３Ｒ１～１３Ｒ８の配置位置が各番号の青色球体で表示されている。そして、送光プローブ配置点Ｔ１と受光プローブ配置点Ｒ１とを結ぶ第１組のチャンネルを示す直線が表示され、送光プローブ配置点Ｔ２と受光プローブ配置点Ｒ１とを結ぶ第２組のチャンネルを示す直線が表示されるように、合計２４組のチャンネルを示す２４本の直線が表示されている。
　なお、図５に示す表示画面の左下領域には、各受光プローブ１３Ｒ１～１３Ｒ８の配置位置の座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）が表示されている。
　これにより、医師や検査技師等は、送光プローブ１２Ｔ１～１２Ｔ８及び受光プローブ１３Ｒ１～１３Ｒ８の配置位置の入力内容を確認する際には、表示装置２６に表示されたＸＹＺ座標上に送光プローブ配置点Ｔ１～Ｔ８と受光プローブ配置点Ｒ１～Ｒ８とを結ぶ直線が表示されるので、直線がホルダ３０と同様の格子状になっているか否かを画面上で確認することができる。
　このとき、医師や検査技師等が、ペンシル１５を用いて被検者の頭皮表面上の送光プローブ１２Ｔ１～１２Ｔ８及び受光プローブ１３Ｒ１～１３Ｒ８の配置位置を指定する際に、位置指定を誤った場合には、表示装置に表示される直線がホルダ３０と同様の格子状にはならない。
　このように、医師や検査技師等は、送光プローブ１２Ｔ１～１２Ｔ８の配置位置と受光プローブ１３Ｒ１～１３Ｒ８の配置位置とが正しく入力されたか否かを容易に判断することができる。その結果、２４個の測定データＸｎ（ｔ）、Ｙｎ（ｔ）、Ｚｎ（ｔ）（ｎ＝１，２，・・・，２４）を正しい測定部位から取得することができる。
　送受光用制御部２１は、所定の時間に１個の送光プローブ１２Ｔ１～１２Ｔ８に光を送光する駆動信号を光源駆動機構４に出力するとともに、受光プローブ１３Ｒ１～１３Ｒ８で受光された受光量情報ΔＡｎ（λ１）、ΔＡｎ（λ２）、ΔＡｎ（λ３）（ｎ＝１，２，・・・，２４）を光検出器３で検出する制御を行う。具体的には、まず５ミリ秒間、送光プローブ１２Ｔ１に波長７８０ｎｍの光を送光させ、次の５ミリ秒間、送光プローブ１２Ｔ１に波長８０５ｎｍの光を送光させ、次の５ミリ秒間、送光プローブ１２Ｔ１に波長８３０ｎｍの光を送光させ、次の５ミリ秒間、送光プローブ１２Ｔ２に波長７８０ｎｍの光を送光させるように、所定のタイミングで１個の送光プローブ１２Ｔ１～１２Ｔ８に光を順番に送光させていく。このとき、いずれか１個の送光プローブ１２Ｔ１～１２Ｔ８に光を送光させるごとに、８個の受光プローブ１３Ｒ１～１３Ｒ８で受光量情報を検出することになるが、メモリ２５に記憶されたチャンネル情報に基づいて、所定のタイミングで検出した所定の受光プローブ１３Ｒ１～１３Ｒ８の受光量情報をメモリ２５に記憶させる。これにより、合計２４個の受光量情報ΔＡｎ（λ１）、ΔＡｎ（λ２）、ΔＡｎ（λ３）（ｎ＝１，２，・・・，２４）の収集が行われる。
　演算部２２は、メモリ２５に記憶された２４個の受光量情報ΔＡｎ（λ１）、ΔＡｎ（λ２）、ΔＡｎ（λ３）に基づいて、関係式（１）（２）（３）を用いて、オキシヘモグロビンの濃度変化・光路長積[oxyHb]の経時変化（測定データ）Ｘｎ（ｔ）、デオキシヘモグロビンの濃度変化・光路長積[deoxyHb]の経時変化（測定データ）Ｙｎ（ｔ）及び総ヘモグロビンの濃度変化・光路長積（[oxyHb]＋[deoxyHb]）の経時変化（測定データ）Ｚｎ（ｔ）（ｎ＝１，２，・・・，２４）を求める制御を行う。
　測定データ表示制御部４０は、医師や検査技師等が入力装置２７を用いて、測定データＸｎ（ｔ）、Ｙｎ（ｔ）、Ｚｎ（ｔ）（ｎ＝１，２，・・・，２４）を表示するための操作信号を入力することにより、演算部２２で算出された測定データＸｎ（ｔ）、Ｙｎ（ｔ）、Ｚｎ（ｔ）と、メモリ２５に記憶されたチャンネル情報と、配置位置関係取得部３７で作成された配置位置情報とに基づいて、３次元頭皮表面画像４１や３次元脳表面画像４２の測定関連点Ｍｎ、Ｓｎ上に測定データＸｎ（ｔ）や測定データＹｎ（ｔ）や測定データＺｎ（ｔ）を表示する制御を行う。
　例えば、画像切替部３２ｃで３次元頭皮表面画像４１と３次元脳表面画像４２とを表示させ、ある時間ｔ１における測定データＸｎ（ｔ１）を表示させるように医師や検査技師等が入力装置２７を用いて指示した場合には、ある時間ｔ１における測定データＸｎ（ｔ１）を、数値とカラーとの対応関係を示すカラーテーブルに基づいて、カラーを決定し、３次元頭皮表面画像４１上の測定関連点Ｍｎ（ｎ＝１，２，・・・，２４）を算出することで、３次元頭皮表面画像４１上にカラーマッピングを作成して表示する（図６参照）。
　このとき、例えば、測定関連点Ｍ１は、送光プローブ配置点Ｔ１と受光プローブ配置点Ｒ１とを結んだ直線の中点とし、測定関連点Ｍ２は、送光プローブ配置点Ｔ２と受光プローブ配置点Ｒ１とを結んだ直線の中点とするように、２４個の測定関連点Ｍｎが算出される。
　また、画像切替部３２ｃで３次元脳表面画像４２を表示させ、ある時間ｔ２における測定データＹｎ（ｔ２）を表示させるように医師や検査技師等が入力装置２７を用いて指示した場合には、ある時間ｔ２における測定データＹｎ（ｔ２）を、数値とカラーとの対応関係を示すカラーテーブルに基づいて、カラーを決定し、３次元脳表面画像４２上の測定関連点Ｓｎ（ｎ＝１，２，・・・，２４）を算出することで、３次元脳表面画像４２上にカラーマッピングを作成して表示する。
　このとき、例えば、測定関連点Ｓ１は、送光プローブ配置点Ｔ１と受光プローブ配置点Ｒ１とを結んだ直線の中点Ｍ１から、送光プローブ配置点Ｔ１と受光プローブ配置点Ｒ１とを結んだ直線の距離の半分の深さとし、測定関連点Ｓ２は、送光プローブ配置点Ｔ２と受光プローブ配置点Ｒ１とを結んだ直線の中点Ｍ２から、送光プローブ配置点Ｔ２と受光プローブ配置点Ｒ１とを結んだ直線の距離の半分の深さとするように、２４個の測定関連点Ｓｎが算出される。
＜他の実施形態＞
（１）上述した光生体計測装置１では、送光プローブ配置点Ｔ１～Ｔ８として赤色球体で表示されるとともに、受光プローブ配置点Ｒ１～Ｒ８として青色球体で表示される構成を示したが、多角体や文字等で表示される構成としてもよい。
（２）上述した光生体計測装置１では、チャンネル情報表示制御部３９は、配置位置関係取得部３７で配置位置情報が作成された後、図５に示すような表示画面を表示する構成としたが、配置位置関係取得部３７で配置位置の情報が取得されるごとに、表示画面を表示する構成としてもよい。これにより、ペンシル１５を用いて指定されるたびに、配置点や直線が表示されていくことになる。
　本発明は、非侵襲で脳活動を測定する光生体計測装置等に利用することができる。
　１：　光生体計測装置
１２：　送光プローブ
１３：　受光プローブ
２１：　送受光用制御部
２２：　演算部
２５：　メモリ（記憶部）
２６：　表示装置
３０：　ホルダ（送受光部）
３２：　３次元画像表示制御部
３９：　チャンネル情報表示制御部
４０：　測定データ表示制御部
４１：　３次元頭皮表面画像
４２：　３次元脳表面画像

Claims (3)

  1. 　被検者の頭皮表面上に配置される複数個の送光プローブと、当該頭皮表面上に配置される複数個の受光プローブとを有する送受光部と、
    　前記送光プローブが頭皮表面に光を照射するとともに、前記受光プローブが頭皮表面から放出される光を検出するように制御することで、複数個の測定部位に関する複数個の受光量情報を取得する送受光用制御部と、
    　複数個の受光量情報に基づいて、複数個の測定データを取得する演算部と、
    　３次元頭皮表面画像及び３次元脳表面画像を取得して表示装置に表示する３次元画像表示制御部と、
    　表示装置に表示させた３次元頭皮表面画像又は３次元脳表面画像上に、複数個の測定データを表示する測定データ表示制御部とを備える光生体計測装置であって、
    　測定部位に関する受光量情報を取得するための送光プローブと受光プローブとの組み合わせを示すチャンネル情報を記憶する記憶部と、
    　表示装置に表示させた３次元座標上に、複数個の送光プローブが配置された複数個の送光プローブ配置点と、複数個の受光プローブが配置された複数個の受光プローブ配置点とを表示するとともに、前記チャンネル情報に基づいて、送光プローブ配置点と受光プローブ配置点とを結ぶように送光プローブと受光プローブとの組み合わせを示す線分を表示するチャンネル情報表示制御部とを備えることを特徴とする光生体計測装置。
  2. 　前記被検者の頭部の設定位置に固定され、前記被検者の頭部を含む周囲の空間に磁界を発生する磁場ソースと、
    　前記被検者の頭皮表面上の位置を指定するための、前記磁界を検出する指定用磁気センサと、
    　前記被検者の頭皮表面上の少なくとも３個の基準位置が指定用磁気センサで指定されることにより、前記指定用磁気センサからの検出信号を得ることで、前記磁場ソースと少なくとも３個の基準位置との位置関係を取得する基準位置関係取得部と、
    　前記３次元頭皮表面画像中で少なくとも３個の基準位置画像が入力装置で指定されることにより、少なくとも３個の基準位置と少なくとも３個の基準位置画像との対応関係を示す対応関係データを作成する対応関係データ作成部と、
    　前記被検者の頭皮表面上の複数個の送光プローブの配置位置と複数個の受光プローブの配置位置が指定用磁気センサで指定されることにより、前記指定用磁気センサからの検出信号を得ることで、前記磁場ソースと送光プローブ及び受光プローブの配置位置との位置関係を取得する配置位置関係取得部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の光生体計測装置。
  3. 　被検者の頭皮表面上に配置される複数個の送光プローブと、当該頭皮表面上に配置される複数個の受光プローブとを有する送受光部と、
    　前記送光プローブが頭皮表面に光を照射するとともに、前記受光プローブが頭皮表面から放出される光を検出するように制御することで、複数個の測定部位に関する複数個の受光量情報を取得する送受光用制御部とを備える光生体計測装置に用いられる位置計測装置であって、
    　測定部位に関する受光量情報を取得するための送光プローブと受光プローブとの組み合わせを示すチャンネル情報を記憶する記憶部と、
    　表示装置に表示させた３次元座標上に、複数個の送光プローブが配置された複数個の送光プローブ配置点と、複数個の受光プローブが配置された複数個の受光プローブ配置点とを表示するとともに、前記チャンネル情報に基づいて、送光プローブ配置点と受光プローブ配置点とを結ぶように送光プローブと受光プローブとの組み合わせを示す線分を表示するチャンネル情報表示制御部とを備えることを特徴とする位置計測装置。
PCT/JP2012/079450 2012-11-14 2012-11-14 光生体計測装置及びそれに用いられる位置計測装置 WO2014076774A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/442,690 US20150342461A1 (en) 2012-11-14 2012-11-14 Optical biometric device and position measuring device used therein
JP2014546766A JP6273207B2 (ja) 2012-11-14 2012-11-14 光生体計測装置及びそれに用いられる位置計測装置
PCT/JP2012/079450 WO2014076774A1 (ja) 2012-11-14 2012-11-14 光生体計測装置及びそれに用いられる位置計測装置
CN201280077093.7A CN104780847B (zh) 2012-11-14 2012-11-14 光生物体测量装置以及用于该光生物体测量装置的位置测量装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2012/079450 WO2014076774A1 (ja) 2012-11-14 2012-11-14 光生体計測装置及びそれに用いられる位置計測装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014076774A1 true WO2014076774A1 (ja) 2014-05-22

Family

ID=50730716

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2012/079450 WO2014076774A1 (ja) 2012-11-14 2012-11-14 光生体計測装置及びそれに用いられる位置計測装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20150342461A1 (ja)
JP (1) JP6273207B2 (ja)
CN (1) CN104780847B (ja)
WO (1) WO2014076774A1 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10258237B2 (en) * 2012-01-10 2019-04-16 Shimadzu Corporation Photobiomedical measurement apparatus
JP7178614B2 (ja) * 2017-06-23 2022-11-28 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 情報処理方法、情報処理装置、および情報処理システム
US11612345B2 (en) * 2018-03-15 2023-03-28 Ricoh Company, Ltd. Input device, measurement system, and computer-readable medium
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
CN114569076A (zh) * 2022-03-01 2022-06-03 丹阳慧创医疗设备有限公司 用于近红外脑功能成像装置的定位方法、设备及存储介质
CN114246556B (zh) * 2022-03-01 2022-05-24 慧创科仪(北京)科技有限公司 用于近红外脑功能成像装置的定位方法、设备和存储介质
WO2023165527A1 (zh) * 2022-03-01 2023-09-07 丹阳慧创医疗设备有限公司 用于近红外脑功能成像装置的定位方法、设备及存储介质

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006122086A (ja) * 2004-10-26 2006-05-18 Hitachi Ltd 生体光計測装置
JP2007185491A (ja) * 2005-12-16 2007-07-26 National Agriculture & Food Research Organization 経頭蓋的脳機能測定・刺激点の空間解析方法
JP2008067904A (ja) * 2006-09-14 2008-03-27 Shimadzu Corp 脳機能データ制御装置
JP2009172177A (ja) * 2008-01-25 2009-08-06 Shimadzu Corp 光生体測定装置
JP2009261588A (ja) * 2008-04-24 2009-11-12 Shimadzu Corp 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
WO2010038774A1 (ja) * 2008-10-01 2010-04-08 株式会社 日立メディコ 生体光計測装置及び、光照射位置及び光検出位置又は測定チャンネルの位置表示方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3839202B2 (ja) * 1999-10-28 2006-11-01 株式会社日立製作所 生体光計測装置及びこの装置を機能させるためのプログラム
JP2004121702A (ja) * 2002-10-07 2004-04-22 Hitachi Ltd 生体光計測装置
JP4136859B2 (ja) * 2003-01-10 2008-08-20 キヤノン株式会社 位置姿勢計測方法
JP4490303B2 (ja) * 2005-02-14 2010-06-23 株式会社日立メディコ 生体光計測装置
US7535411B2 (en) * 2005-08-01 2009-05-19 Resonant Medical, Inc. System and method for detecting drifts in calibrated tracking systems
JP4835454B2 (ja) * 2007-02-08 2011-12-14 株式会社島津製作所 ホルダー及び光計測装置
US20120010484A1 (en) * 2009-03-19 2012-01-12 Shimadzu Corporation Photobiological measuring device and analyzing method
US10299710B2 (en) * 2009-07-21 2019-05-28 Shimadzu Corporation Organism optical measurement device
CN103153198B (zh) * 2010-07-06 2015-11-25 株式会社日立医疗器械 生物体光测量装置和使用它的生物体光测量方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006122086A (ja) * 2004-10-26 2006-05-18 Hitachi Ltd 生体光計測装置
JP2007185491A (ja) * 2005-12-16 2007-07-26 National Agriculture & Food Research Organization 経頭蓋的脳機能測定・刺激点の空間解析方法
JP2008067904A (ja) * 2006-09-14 2008-03-27 Shimadzu Corp 脳機能データ制御装置
JP2009172177A (ja) * 2008-01-25 2009-08-06 Shimadzu Corp 光生体測定装置
JP2009261588A (ja) * 2008-04-24 2009-11-12 Shimadzu Corp 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
WO2010038774A1 (ja) * 2008-10-01 2010-04-08 株式会社 日立メディコ 生体光計測装置及び、光照射位置及び光検出位置又は測定チャンネルの位置表示方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20150342461A1 (en) 2015-12-03
CN104780847A (zh) 2015-07-15
JP6273207B2 (ja) 2018-01-31
CN104780847B (zh) 2017-06-23
JPWO2014076774A1 (ja) 2016-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
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
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
JP5347448B2 (ja) 生体測定装置
US10052040B2 (en) Photobiological measurement apparatus
EP2489305B1 (en) Biophotometer
JP5159893B2 (ja) 生体光計測装置及び、光照射位置及び光検出位置又は測定チャンネルの位置表示方法
JP5790877B2 (ja) 光生体測定システム及びその使用方法
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
JP4978485B2 (ja) 光生体測定装置
JP6011636B2 (ja) 光生体計測装置
JP5946028B2 (ja) 光生体計測装置
Ishikawa et al. Development of double density whole brain fNIRS with EEG system for brain machine interface
JP2014110844A (ja) 生体計測装置及びそれに用いられる位置計測装置
JP5729490B2 (ja) 光生体計測装置
JP5853777B2 (ja) 光生体計測装置
JP2007181566A (ja) 生体計測装置および生体計測方法
JP2013059437A (ja) 光生体測定装置
JP2015150186A5 (ja)
JP2013236721A (ja) 光計測システム及びその使用方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12888477

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2014546766

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14442690

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12888477

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1