JP2002177281A

JP2002177281A - 生体光計測装置

Info

Publication number: JP2002177281A
Application number: JP2000375678A
Authority: JP
Inventors: Shingo Kawasaki; 真護川崎; Noriyuki Narita; 紀之成田
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2000-12-11
Filing date: 2000-12-11
Publication date: 2002-06-25
Anticipated expiration: 2020-12-11
Also published as: JP4651186B2

Abstract

(57)【要約】【課題】生体内物質の濃度変化のみならず、生体機能計
測や診断に重要な変化率や変化量、反応時間等の情報を
定量データとして得ることができる生体光計測装置を提
供する。【解決手段】生体光計測装置は、所定の波長の光を被検
体に照射するとともに前記被検体内部を通過した光を検
出し、前記光を吸収する被検体内物質の濃度に対応する
信号を発生する光計測部101と、前記光計測部からの信
号を入力し、前記信号の時間軸に沿った濃度変化曲線に
ついて数量解析を行い、定量データを作成する信号処理
部105と、前記信号処理部が作成した定量データを表示
する表示部111とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、光を用いて生体内
情報を計測する生体光計測装置に関し、特に計測した生
体内物質の濃度信号の解析機能を備えた生体光計測装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】生体光計測は、生体に可視から赤外領域
の波長の光を照射し、生体から反射した光或いは生体を
透過した光を検出することによって、生体内部の血液循
環、血行動態、ヘモグロビン変化等の生体内情報を計測
するものである。このような光計測は、簡便で、被験者
に対して低拘束でかつ生体に害を与えずに計測できこと
から、種々の生体光計測装置が実用化され、また提案さ
れている(例えば、特開昭57-115232号、特開昭63-27532
3号など)。

【０００３】特に所定の領域内の複数の計測位置につい
てヘモグロビン濃度の変化を計測し、等高線のようなグ
ラフ（トポグラフ）で表示可能にした光トポグラフィ
は、例えば特定の作業を行わせた場合の脳活性部位の特
定や、てんかん発作の局所焦点同定などへの臨床応用が
期待されている。さらに脳内のヘモグロビン変化に関連
して、運動、感覚、言語さらには思考に及ぶ高次脳機能
等を計測することも可能である。

【０００４】例えば「近赤外線脳血流マッピング法（CL
INICAL NUEROSCIENCE Vol.17, No.11 1999-11）」に
は、運動、言語課題遂行時の脳内ヘモグロビン変化につ
いて報告されており、ここではヘモグロビンの変化量
や、最大変化量に達するまでの時間等を運動、言語課題
遂行時の脳の活性状態を判定する指標として用いてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように計測された
ヘモグロビン変化データから臨床的な診断を行うために
は、変化量や経時的な要素が必要となる。具体的には、
ヘモグロビン変化グラフの微分値は活性化領域に流れ込
んでくるヘモグロビン変化率を表し、被検体の課題(刺
激)への反応を知る上で重要な値である。またヘモグロ
ビン量の変化が始まる位置或いは変化が終わる位置と、
実際に刺激を開始した時点或いは刺激を終了した時点と
の差（潜時時間）も、課題への反応時間の指標である。
さらにヘモグロビン変化グラフの積分値は、活性領域に
おけるヘモグロビン総変化量に対応し、脳がどれだけ反
応したかの指標となる。

【０００６】しかしながら従来の生体光計測装置は、前
述したような変化量をトポブラフとして表示する機能
や、変化曲線を表示する機能しか備えていないため、さ
らに臨床的な応用を進めるためには、目視によって、計
測位置ごとに変化率、変化量、潜時時間等を見分けなけ
ればならなかった。そこで本発明は、単にヘモグロビン
変化のみならず、生体機能計測や診断に重要な情報（定
量データ）を生体光計測装置の出力として得ることがで
きる生体光計測装置を提供することを目的とする。また
本発明は、生体光計測で得られた複数人のデータを用い
て統計処理をしたり、同一人について、例えばリハビリ
テーション治療の効果を確認するためにその前後のデー
タを比較する機能などのデータ解析機能を備えた生体光
計測装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の生体光計測装置は、所定の波長の光を被検体に照射
するとともに前記被検体内部を通過した光を検出し、前
記光を吸収する被検体内物質の濃度に対応する信号を発
生する光計測部と、前記光計測部からの信号を入力し、
前記信号の時間軸に沿った濃度変化曲線について数量解
析を行い、定量データを作成する信号処理部と、前記信
号処理部が作成した定量データを表示する表示部とを備
えたことを特徴とする。

【０００８】このような生体光計測装置によれば、光計
測部で得られる生の濃度データについて定量的な解析を
行ない、その結果である定量データを表示することによ
り、診断や機能の判定に重要な情報を直接得ることがで
きる。

【０００９】信号処理部が行う数量解析としては、例え
ば、濃度変化曲線について微分値及び／又は積分値を求
める、被検体内物質の変化を生じせしめる被検体側の原
因の開始時点或いは終了時点と、前記濃度信号の変化が
所定の閾値以上となる時点或いは所定の閾値以下となる
時点との差を、潜時時間として求める、がある。

【００１０】また本発明の生体光計測装置は、計測時或
いは計測対象の異なる複数の計測において計測された濃
度信号データを格納する記憶手段を備える。この場合、
信号処理部は、前記記憶手段から読み出した複数の濃度
信号データについて濃度変化量を求め、差分、加算平均
等を算出する手段を備えたものとすることができる。

【００１１】この生体光計測装置によれば、例えば、複
数の異なる計測対象から得たデータを加算平均すること
により、濃度変化を生じせしめる原因(課題や刺激)に対
する生体反応の平均値を得ることができ、また平均テン
プレートグラフの作成が可能となる。或いは同一対象に
ついて異なる時間に行われた計測で得たデータの差分を
取ることにより、リハビリテーション前後などにおける
運動機能の回復度合いを診断する際の定量的な指標を与
えることができる。

【００１２】本発明の生体光計測装置において、信号処
理部および表示部は、光計測部と一体的に構成すること
も、独立した外部装置として構成することも可能であ
る。独立した外部装置とした場合には、例えば遠隔地で
の計測結果を、集中的に格納、管理したり、診断・判定
スキルのある場所での処理を行うことができる。その場
合、信号処理部と光計測部は、例えばLANケーブル、通
信ネットワーク、可搬記録媒体によってデータの送受を
行うことができる。

【００１３】本発明の生体光計測装置において、光計測
部は単一の発光素子と受光素子との組み合わせからなる
光計測装置であっても、複数の計測チャンネルを有する
光計測装置であってもよい。

【００１４】複数の計測チャンネルを有する光計測装置
とは、被検体に対する光の照射位置と、その光を受光す
る受光位置とで決まる計測位置を複数有し、これら複数
の計測位置に対応する数の濃度信号を出力するものであ
り、既存の光トポグラフィ装置を利用することができ
る。このような光トポグラフィ装置を利用することによ
り、所定の領域についての定量情報を得ることができ
る。

【００１５】光計測部として複数の計測チャンネルを有
する光計測装置を用いる場合には、信号処理部は、好適
には、複数の計測位置に対する濃度信号のうち、濃度の
変化量の大きい濃度信号について、処理を行う。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の生体光計測装置の
実施形態を図面を参照して説明する。図1は、本発明の
生体光計測装置の一実施形態を示す図である。この生体
光計測装置は、被験者104の所望の部位(図示する実施例
では頭部)に光の照射と受光を行うためのプローブ103
と、位置情報を含む所定の波長の光を照射し、また被験
者から反射した光を検出し、ヘモグロビン値に対応する
信号（ヘモグロビン信号）を生成する光計測部101と、
光計測部101で生成したヘモグロビン信号に周波数解
析、微分等の演算を行い、種々の生体情報を生成し、表
示するための生体情報演算部(信号処理部)105とを備え
ている。

【００１７】プローブ103と光計測部101は、光ケーブル
102を介して接続されている。生体情報演算部105は、光
計測部101に備えられる計算機が兼ねることも可能であ
るが、ここでは、例えばパーソナルコンピュータ等の、
光計測部101からは独立したコンピュータシステムで構
成されている。このような生体情報演算部105は、ロー
カルエリアネットワーク、インターネット等のネットワ
ークを介して光計測部101と接続されていてもよいし、
光磁気記録媒体（ＭＯ）、磁気記録媒体（ＦＤ）等の可
搬型の記録媒体を介して光計測部101からのデータを受
け取ることも可能である。

【００１８】プローブ103は、複数の光ケーブル102の末
端部がそれぞれ所定の配列となるように配置し、被験者
が装着できる形状に固定したもので、通常、照射用光ケ
ーブル末端と受光用の光ケーブル末端とを２次元方向に
交互に配置し、マトリクス状にしたものである。これに
より照射用光ケーブル末端から照射され、被験者の皮膚
を透過して組織内で反射された光は、その末端近傍(周
囲)に配置された複数の受光用光ケーブル末端から光計
測部に送られるようになっている。

【００１９】図2に、照射用光ケーブル末端と受光用光
ケーブル末端の配置の一例を示す。図示する例では、４
つの照射用光ケーブル末端Ｒ1〜Ｒ4と、それらと交互に
配置された５つの受光用光ケーブル末端Ｄ1〜Ｄ5を示し
ている。照射用光ケーブル末端と受光用光ケーブル末端
との中点が計測位置となり、本例では12の計測位置が存
在する。この計測位置が後述する光計測部220における
検出部の計測チャンネルに対応する。

【００２０】光計測部101は、さらに図３に示すよう
に、発光部210、検出部220および制御部230からなる。
光計測部101としては、従来の光トポグラフィ装置をそ
のまま利用することが可能である。

【００２１】発光部210は、複数の、半導体レーザ等の
発光素子およびその駆動回路からなる光モジュール211
と、発振周波数の異なる複数の発振器212とを備える。
半導体レーザは、目的とする生体情報に合わせた波長の
光を発生する。例えばヘモグロビンの検出を目的とする
場合には、酸素化ヘモグロビンおよび脱酸素化ヘモグロ
ビンの最大吸収波長等、ヘモグロビン変化に対し受光量
変化が大きくなる波長の光を発生する。各半導体レーザ
からの光は、発振器からの周波数によって変調される。
これにより、プローブ103において、マトリクス上に配
置された複数の照射用光ケーブル末端から、それぞれ異
なる周波数に変調された光が被験者の皮膚に照射され
る。

【００２２】検出部220は、複数の受光用光ファイバ毎
にそれぞれ接続されており、フォトダイオード等の光検
出素子221と、検出した光信号成分を、その周波数毎に
選択的に分離してロックイン検出するロックイン増幅器
222と、ロックイン増幅器222から出力される信号をその
各チャンネル毎に時間積算するサンプルホールド回路22
3と、時間積算後の信号をＡ/Ｄ変換するＡ/Ｄ変換器224
とを備えている。ロックイン増幅器222のチャンネル
は、前述した計測位置に対応する。

【００２３】制御部230は、発光部210および検出部220
を制御するとともに、検出部220が検出しデジタル化し
た信号に演算を行い、例えば脳活動に伴う酸素化ヘモグ
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等を計算し、トポグラフを作成する
計算機231と、計算機231の演算結果等を表示する表示部
232と、計算機231における制御や計算のために必要な条
件や計測に必要な情報(例えば患者ＩＤや患者名)等を入
力するための入力部233と、計算に必要なデータや計算
結果を記憶するメモリ234とを備えている。

【００２４】計算機231が行う演算、即ちヘモグロビン
濃度変化を求める計算や画像を作成する手法は、例えば
特開平9-19408号公報やアツシ・マキ他による「無侵襲
近赤外トモグラフィによるヒト脳活動の時空間解析（Sp
atial and temporal analysis of human motor activit
y using noninvasive NIR topography）」、1995年およ
びメディカルフィジックス第22巻、第1997-2005頁に記
載されている。本発明の光計測部でも計測信号の計算に
は、これらの方法を採用することができるが、本発明に
おいてトポグラフの作成は必須ではなく、演算前の信
号、即ちロックイン増幅器222から出力されるヘモグロビ
ン濃度（酸素化ヘモグロビン濃度、脱酸素化ヘモグロビ
ン濃度）に対応する信号、或いは計算機231において算
出した全ヘモグロビン濃度に対応する信号が生体情報演
算部105に入力される。

【００２５】生体情報演算部105は、上述したようにコ
ンピュータシステムからなり、そのハードウェアは、た
とえばCPU108や、主記憶、ハードディスクなどの固定型
の記憶媒体を用いる外部記憶装置107、可搬型の記憶媒
体を用いる外部記憶装置110、ネットワークを介した通
信を制御する通信制御装置、キーボードやポインティン
グデバイスなどの入力装置109、表示装置などの出力装
置111を備えた一般的な電子計算機の構成を有する。そ
してCPU108が主記憶にロードされたプログラムを実行す
ることにより以下に説明する各処理が行われる。上述し
た光計測部101の制御部230で生成したヘモグロビン信号
は、LANケーブル、通信ネットワーク、或いは可搬記憶
媒体によって生体情報演算部105に入力され、例えば図
示するようにハードディスク107上に記録される。

【００２６】次に生体情報演算部105が行う処理の一実
施形態について説明する。図4に具体的な処理の態様を
示す。この実施形態では、図示するように、生体情報演
算部105は基本的な処理としてフィルタ処理、ベースラ
イン処理および周波数解析（ステップ402）を行う。

【００２７】まず、表示部111に表示された初期画面
で、例えば患者ＩＤ或いは患者名、計測日時等の情報を
入力することによって、所望のデータを検索し、読み込
み、表示部111に表示する。表示された画面を図5に示
す。上述した患者情報の入力、読み込みの指示は、患者
ＩＤや患者名を表示する患者情報表示ウィンド501、デ
ータ読み込みボタン507によって行う。光計測部101から
読み込まれるデータは、例えばハンドグリッピング運動
を行った際の、運動野領域におけるヘモグロビン濃度
(変化量)を示すグラフ502であり、図中縦軸503はヘモグ
ロビン変化量を、横軸506は時間を示している。縦線50
4,505はそれぞれ運動を開始した時点、終了した時点を
示す。このような運動の開始、終了を認識させるため
に、光計測部からのデータには、上述したヘモグロビン
変化量に対応するデータのほかに、例えば0-1の矩形信
号データが記述されている。

【００２８】このグラフから、運動開始からヘモグロビ
ンが増加し、運動終了後ヘモゴロビンが減少する様子が
見られる。しかし、処理前の信号には体動、脈波、生体
リズムなどのノイズ成分が重畳されているため、Ｓ/Ｎ
の悪い信号になっている。このようなノイズ成分を除去
するため、フィルタ処理およびベースライン処理402を
行う。

【００２９】図6に、フィルタ処理、ベースライン処
理、周波数解析処理を行う画面を示す。図示する例で
は、フィルタ処理として低周波ノイズを除去するハイパ
スフィルタＨＰＦ、高周波ノイズを除去するＬＰＦ等を
用いており、表示画面の「フィルタ」607において、こ
れらフィルタのカットオフ周波数、窓関数を設定するこ
とができる。カットオフ周波数については、デフォルト
で適当な数値を設定しておき、さらにユーザーが任意に
変更可能にしておいてもよい。窓関数は、方形窓、ハニ
ング窓、ハミング窓等の公知のものを予め収納してお
き、プルダウンによってそれらを表示、選択可能にする
ことができる。

【００３０】これらフィルタ処理に必要な条件を設定す
ると、図６に示す画面の上側のグラフには、フィルタ処
理前のデータ602と、処理後のデータ604が表示される。
図示する例では処理前のデータを0.1ＨｚのＬＰＦ処理
した場合を示している。

【００３１】フィルタ処理の結果は周波数解析によって
確認することができる。表示画面の「ＦＦＴ」608にお
いて、高速フーリエ変換処理の条件を設定することによ
り、フィルタ処理前データ602、処理後データ603の両者
に対し周波数解析処理が行われ、その結果が図6の下側
のグラフに示すように表示される。604が処理前デー
タ、605が処理後データであり、ローパスフィルタ処理
によって0.1Ｈｚの帯域からの信号がカットされＳ/Ｎが
向上していることがわかる。尚、周波数解析は、このよ
うなノイズ除去確認のみならず、信号成分の解析にも利
用することができる。

【００３２】ベースライン処理では、表示画面の「BASE
LINE」609に次数を設定することにより実行する。この
設定された次数により、ヘモグロビンデータ602に対す
る近似曲線を算出し、この近似曲線をベースラインとす
るベースライン処理を行う。即ち、ベースライン処理結
果（AfterPolyfitData）は、（フィルタ処理後の）ヘモ
グロビン変化グラフ(HbData)と近似曲線（Polyfit）か
ら以下の式によって求める。（AfterPolyfitData）＝（HbData）／（Polyfit）

【００３３】ベースライン処理の次数は、デフォルトと
して適当な数値、例えば5次に設定しておいてもよい
し、例えば0次から10次の間の任意の次数をユーザーが
設定、変更可能にしてもよい。

【００３４】光計測部101から入力した生データについ
て、このように前処理を行うことにより、次に行う数量
解析の実効性を上げることができる。

【００３５】次に前処理したデータを用いて、指定区間
の微分値、積分値、潜時時間（信号のONset位置、OFFse
t位置と実際の運動(刺激)開始或いは終了時点との差）
を求める処理を行う。このような処理を行う画面を図7
に示す。

【００３６】まず、「LOAD」ボタン710により、上述の
ように前処理後のヘモグロビンデータ705を読み込む。
ここでも運動開始時点と終了時点が縦線706、708でそれ
ぞれ示される。

【００３７】次に潜時時間計算、積分値計算、微分値計
算の基礎となる閾値ライン702を設定する。閾値ライン7
02は、画面の「閾値」711に値を入力することにより設
定される。この閾値ライン702以上となる変化ポイント
が、ヘモグロビン値が変化し始めるOnset位置707、閾値
ライン702以下となる変化ポイントがヘモグロビン値が
変化前に戻るOFFset位置709である。

【００３８】ついで実際の運動開始時点706とOnset位置
707との差（潜時時間）、運動終了時点708とOFFset位置
709との差（潜時時間）をそれぞれ計算する。Onset、OF
Fsetのそれぞれについて、その時間および潜時時間が
「Onset」ウィンド712、「OFFset」ウィンド713にそれ
ぞれ表示される。

【００３９】また閾値ライン702が設定されると、この
閾値ライン702とヘモグロビンデータ705曲線で囲まれる
領域704について面積を計算し、画面の「面積」714に値
を表示する。この場合、図示するように面積計算された
領域704をカラー表示或いは諧調表示によってグラフ上
に表示してもよい。

【００４０】さらに、例えばOnset位置707から所定の区
間を指定すると、その区間における微分値、即ちヘモグ
ロビン変化率を計算する。区間の指定および計算結果の
表示は、「傾きΔｔ」715のウィンドで行う。この場合
にも、実際の傾きを図中703で示すように直線でグラフ
上に表示してもよい。

【００４１】潜時時間、ヘモグロビン変化率は、既に述
べたように被験者の刺激に対する反応を示す指標であ
り、また面積は、刺激に対し脳がどれだけ反応したかを
示す指標であり、ともに機能判定に重要な情報である。
操作者は、これら情報を各表示ウィンドに表示された数
値として、或いはグラフ上の表示された線分や着色等に
よって容易に把握することができる。

【００４２】なお、光計測部が複数の計測チャンネルの
データを作成し、これらデータを入力する場合には、上
述した処理を各計測チャンネルのデータについて行って
もよいし、各計測チャンネルのデータのうち、有意なヘ
モグロビン変化のあるチャンネルのデータについてのみ
数量解析を行ってもよい。その場合、生体情報演算部10
5において、データ読み込み401後、前処理402前或いは
数量解析403〜405の前に、信号の最大値と最小値が所定
の閾値以上となるデータを選択する処理を加えることが
できる。

【００４３】次に生体情報演算部105が行う処理の第二
の実施形態について説明する。図８は本実施形態の具体
的な処理の態様を示したもので、図９は処理のための表
示画面を例示したものである。この実施形態では、図８
に示すように、生体情報演算部105は、複数のヘモグロ
ビンデータの読み込み（ステップ801）を行ない、これ
に加算平均処理（ステップ802）または差分処理（ステ
ップ803）を行う。加算平均処理或いは差分処理後の処
理は、第一の実施形態と同様であり、前処理としてのフ
ィルタ処理、ベースライン処理および周波数解析（ステ
ップ804）、ヘモグロビン変化量（微分値）計算（ステ
ップ805）、変化量面積(積分値)計算（ステップ806）、
Onset・OFFset（潜時時間）計算（ステップ807）、計算
結果の表示（ステップ808）を行う。

【００４４】加算平均処理802は、例えば、多数の人を
対象として、ヘモグロビン量変化グラフの微分値、積分
値、潜時時間の平均値を求めるために行う。このような
統計処理を行うためには、生体情報演算部105の外部記
憶装置内に、多数の人の計測データを格納したデータベ
ースを構築しておくことが好ましい。データベースは、
例えば多数のデータを所定のカテゴリー(例えば性別、
年齢、計測時間、地域等)やツリー構造に分類し、カテ
ゴリー毎に読み出し可能しておくことが好ましい。そし
て、例えばこのようなデータベースから一定のカテゴリ
ーのデータを選択して読み出し、カテゴリー毎に処理を
行う。もちろん全データについて処理を行ってもよい。

【００４５】このため、画面の患者情報901において所
望のカテゴリーの選択と「LOAD」ボタン906を操作し、
複数のヘモグロビンデータを読み込む。なお、患者情報
として患者名、患者ＩＤ901の入力と「LOAD」ボタン906
の操作を繰り返し、所望の複数の患者データを選択する
ことも可能である。このようにしてデータの読み込みが
完了したならば、「ＡＤＤ」ボタン907を操作する。こ
れにより、ヘモグロビンデータの加算平均処理が行われ
る。この加算平均処理の結果は、第一の実施例について
示した図５の画面と同様に表示されるので、その後、第
一の実施例と同様に、前処理およびそれに続く数量解析
を行う。

【００４６】これによって、第一の実施例について示し
た図7の画面と同様の画面に、選択したカテゴリー或い
は患者群について、微分値、積分値、潜時時間の平均デ
ータが表示される。このようなデータは、個々の患者の
平均値からのずれを判断するのに利用できるほか、その
まま平均テンプレートグラフとして利用できる。

【００４７】差分処理803は、例えば、同一人を対象と
して、その患者の経過を観察するのに利用する。このた
め図9の画面の患者情報901を入力するとともに、「ＣＯ
ＭＭＥＮＴ」で計測時点を入力し、「ＬＯＡＤ」ボタン
906を操作して、その患者の所定の計測時点におけるヘ
モグロビンデータを読み込む。患者名、患者ＩＤはその
ままにして、新たな計測時点を入力し、別な計測時点の
ヘモグロビンデータを読み込む。図９には、このように
して読み込まれた２つのグラフ902,903が表示された様
子を示す。ついで「ＤＩＦＦ」ボタン908を操作するこ
とにより、これらグラフの差分を示すデータが表示され
る(図示せず)。

【００４８】ついで前処理804、数量解析805〜807を行
ない、結果を表示する。この表示された結果によって、
例えば治療の効果を定量的に確認することができる。な
お、上記では同一人からの計測データについて差分処理
を行う場合を説明したが、例えば一方の読み込みデータ
として、加算平均処理で作成された平均テンプレートグ
ラフを読み込み、他方の読み込みデータとして個人の計
測データを読み込み、これら読み込みデータを差分処理
してもよい。この場合には、当該個人について平均値か
らのずれを定量的に把握することができる。

【００４９】また、図8に示す実施形態では、加算平均
処理802および差分処理803を行った後に、フィルタ処
理、ベースライン処理、数量解析を行った場合を示した
が、これら処理の順序は図示する実施形態に限定されな
い。即ち、例えば２データ間の差分処理のように読み込
みデータ数が少ない場合には、読み込んだデータのそれ
ぞれについてフィルタ処理、ベースライン処理を施し、
その後、加算、差分等の処理を行ってもよい。

【００５０】また図８に示す処理を全て行うのではな
く、所望の処理のみを行ってもよい。例えば差分のみ行
ない、その後の処理を省略することも可能である。以
上、本発明の生体光計測装置の実施形態を説明したが、
本発明はこれら実施形態に限定されることなく、種々の
変更が可能である。例えば、光計測部として光トポグラ
フィ装置を用いた場合を説明したが、単独の発光素子と
受光素子からなる光計測装置であっても適用できる。

【００５１】また被検体内物質の濃度に対応する信号と
して、ヘモグロビン濃度信号を例に説明したが、ヘモグ
ロビン濃度信号は酸素化ヘモグロビン、脱酸素化ヘモグ
ロビン、全ヘモグロビンでもよいし、それ以外の生体内
物質、例えばチトクロームa、a3やミオグロビン等につい
ても、光の波長を適宜選択することにより同様に適用す
ることが可能である。

【００５２】

【発明の効果】本発明によれば、生体光計測で得られる
被検体内物質の濃度情報を用いて、診断等により重要な
数値データを作成し、直接表示することができるので、
光計測の有効な臨床応用を可能にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の生体光計測装置の概要を示す図

【図２】生体光計測装置のプローブを示す図

【図３】生体光計測装置の光計測部を示す図

【図４】本発明の生体光計測装置の信号処理部が行う処
理の一実施形態を示す図

【図５】データの読み込みを行うための画面の一例で、
処理前のデータを示す図。

【図６】前処理を行うための画面の一例で、図5のデー
タを処理した状態を示す図

【図７】数量解析を行うための画面の一例で、図6のデ
ータを処理した状態を示す図

【図８】本発明の生体光計測装置の信号処理部が行う処
理の他の実施形態を示す図

【図９】図8の実施形態においてデータの読み込みを行
うための画面の一例を示す図。

【符号の説明】 101・・・光計測部 103・・・プローブ 105・・・生体情報演算部（信号処理部） 111・・・表示装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の波長の光を被検体に照射するととも
に前記被検体内部を通過した光を検出し、前記光を吸収
する被検体内物質の濃度に対応する信号を発生する光計
測部と、前記光計測部からの信号を入力し、前記信号の
時間軸に沿った濃度変化曲線について数量解析を行い、
定量データを作成する信号処理部と、前記信号処理部が
作成した定量データを表示する表示部とを備えたことを
特徴とする生体光計測装置。
【請求項２】前記信号処理部は、前記濃度変化曲線につ
いて微分値及び／又は積分値を求める手段を備えたこと
を特徴とする請求項１記載の生体光計測装置。
【請求項３】前記信号処理部は、前記被検体内物質の変
化を生じせしめる被検体側の原因の開始時点或いは終了
時点と、前記濃度変化が所定の閾値以上となる時点或い
は所定の閾値以下となる時点との差を、潜時時間として
求める手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の生
体光計測装置。
【請求項４】請求項１記載の生体光計測装置であって、
計測時或いは計測対象の異なる複数の計測において計測
された濃度信号データを格納する記憶手段を備え、前記
信号処理部は、前記記憶手段から読み出した複数の濃度
信号データについて濃度変化量を求め、差分、加算平均
等を算出する手段を備えたことを特徴とする生体光計測
装置。
【請求項５】前記信号処理部および表示部は、前記光計
測部から独立した外部装置として構成されていることを
特徴とする請求項１記載の生体光計測装置。
【請求項６】前記信号処理部と前記光計測部は、LANケ
ーブル、通信ネットワーク、可搬記録媒体のいずれかに
よってデータの送受を行うことを特徴とする請求項５記
載の生体光計測装置。
【請求項７】前記光計測部は、前記被検体に対する光の
照射位置と、その光を受光する受光位置とで決まる計測
位置を複数有し、これら複数の計測位置に対応する数の
濃度信号を出力することを特徴とする請求項１記載の生
体光計測装置。
【請求項８】前記信号処理部は、前記複数の計測位置に
対する濃度信号のうち、濃度の変化量の最も大きい濃度
信号について、処理を行うことを特徴とする請求項７記
載の生体光計測装置。