JP5853777B2 - 光生体計測装置 - Google Patents
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Description
そこで、光を用いて生体内部を簡便に無侵襲で測定する生体測定方法が知られている。オキシヘモグロビンとデオキシヘモグロビンとは、可視光から近赤外領域にかけて異なる分光吸収スペクトル特性を有しているので、例えば、近赤外光を生体に照射することにより、生体を透過して得られる光量から、オキシヘモグロビンの濃度及びデオキシヘモグロビンの濃度をそれぞれ求めることができる。
送光プローブ12が被検体の頭皮表面上の送光点Tに押し当てられるとともに、受光プローブ13が被検体の頭皮面上の受光点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検出させる。このとき、頭皮表面上の送光点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、頭皮表面上の受光点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とを被検体の頭皮表面に沿って最短距離で結んだ線L(設定間隔)の中点Mから、送光点Tと受光点Rとを被検体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L/2である被検体の部位Sの受光量情報(オキシヘモグロビンの濃度、デオキシヘモグロビンの濃度、さらにはこれらから算出される総ヘモグロビンの濃度)が求まるとしている。
NIRSにおいては、複数個の送光プローブと、複数個の受光プローブとを所定の配列で被検体の頭皮表面に密着させるために、ホルダが使用される。このようなホルダとして、例えば、頭皮表面の形状に合わせて椀形状に成型された成型ホルダが使用されている。成型ホルダには貫通孔が複数個設けられ、送光プローブと受光プローブとがそれらの貫通孔に挿入されることによって、設定間隔(チャンネル)が一定となり、頭皮表面から特定の深度の受光量情報を得ている。
なお、ホルダは一般的に設定間隔(チャンネル)を30mmとしたものが用いられ、チャンネルが30mmである場合には、上述したようにチャンネルの中点からの深度15mm〜20mmの受光量情報が得られると考えられている。すなわち、頭皮表面から深度15mm〜20mmの位置は脳表部位にほぼ対応し、脳の活動状況に関した受光量情報が得られる。
図10は、従来の光生体計測装置により42個の測定データ(トレンドグラフ)が表示されたモニタ画面の一例を示す図である。
モニタ画面には、42個の測定データ#1〜#42の表示が行われている。このとき、図2に示した平面図において、送光プローブ12a〜12nと受光プローブ13a〜13nとを最短距離で結んだ線の各中点に、その送光プローブ12a〜12nから照射させた光を、その受光プローブ13a〜13mで検出させたときに得られた測定データが配置されるように整列して表示されている。具体的には、送光プローブ12aから照射させた光を受光プローブ13aで検出させたときの測定データ#1が、左上に配置され、送光プローブ12bから照射させた光を受光プローブ13aで検出させたときの測定データ#2が、測定データ#1の右に配置され、送光プローブ12eから照射させた光を受光プローブ13aで検出させたときの測定データ#9が、測定データ#1の左下に配置されるように、42個の測定データ#1〜#42が整列して配置されている。
これにより、医師等の観察者は、被検体がどの疾患群(Group1、Group2、Group3)に該当する可能性が高いかを一目で認識することができる。
ところで、従来の光生体計測装置において、図10に示す表示方法以外に、測定データ(トレンドグラフ)における特定の時間の酸素化ヘモグロビンの濃度の脳表面全体での等高線(カラーマップ)を表示させることが行われている。図12は、測定データにおける特定の時間の酸素化ヘモグロビンの濃度の脳表面全体での等高線(カラーマップ)が表示されたモニタ画面の一例を示す図である。モニタ画面には、3次元脳表面画像24bと3次元頭皮表面画像24aとの表示が行われている。そして、3次元脳表面画像24bに、特定の時間(t=100)での酸素化ヘモグロビンの濃度を示す等高線が重畳されて表示されている。このとき、等高線において、ベース値を基準として所定の幅で酸素化ヘモグロビンの濃度が上昇又は下降する毎に色調が変化するように表示される。
そこで、測定データ等から複数の特徴量を抽出するとともに、特徴量の種類数と同数の次元からなるカラーテーブルを作成して、このカラーテーブルを用いて3次元脳表面画像等の形態画像の測定部位上に色調を重畳表示することを見出した。
その後、医師等の観察者が被検体を診察する際に、表示制御部は、解析部で抽出された積分値と重心値との組み合わせを、テーブル記憶部に記憶されたカラーテーブルに当てはめることにより、色調を決定して、形態画像の測定部位上に色調を重畳表示する。これにより、医師等の観察者は、2次元のテーブルにおける各座標範囲の色調を把握することによって、どの部位に病状が生じているかを容易に診察することができる。
また、本発明の光生体計測装置においては、前記送光プローブ及び受光プローブは、前記被検体の頭皮表面上に配置され、前記送光プローブ及び受光プローブの配置位置の情報から光検出信号が得られる測定部位の位置を算出する位置算出部を備え、前記表示制御部は、前記形態画像である3次元脳表面画像又は3次元頭皮表面画像の測定部位上に色調を重畳表示するようにしてもよい。
光生体測定装置1は、送受光部11と、発光部2と、光検出部3と、光生体計測装置1全体の制御を行う制御部(コンピュータ)20とにより構成される。
発光制御部42は、送光プローブ12に光を送光する駆動信号を発光部2に出力する制御を行うものである。また、光検出制御部43は、光検出部3からの光検出信号が入力されることにより、13個の受光プローブ13から検出された13個の光検出信号を測定データ記憶部52に記憶させていく制御を行うものである。つまり、1個の送光プローブ12から光が送光される毎に、13個の光検出信号が測定データ記憶部52に記憶されることになる。なお、送光プローブ12と隣接した受光プローブ13への光の光検出信号を、脳の測定部位から得られる受光量情報とするので、全ての送光プローブ12から光が送光された後には、14個×13個=182個の光検出信号から選択される42個の光検出信号を得ることになる。
そして、解析部31は、42個の測定データ(トレンドグラフ)から積分値と重心値とをそれぞれ抽出する制御を行う。つまり、42個の測定部位#1〜#42での積分値と重心値との組み合わせがそれぞれ算出される。
(1)上述した光生体計測装置1では、14個の送光プローブ12と13個の受光プローブ13とを有する送受光部11を示したが、異なる数、例えば12個の送光プローブと12個の受光プローブとを有する送受光部としてもよい。
さらに、カラーテーブルにおいて、座標範囲に分類することなく徐々に色調が変化するものを用いるようにしてもよい。図5(a)、(b)は、カラーテーブルのさらに他の一例を示す図である。
4:送受光部制御部
11:送受光部
12:送光プローブ
13:受光プローブ
22:入力装置
23:表示装置
31:解析部
34:表示制御部
53:テーブル記憶部
54:形態画像記憶部
T:送光点
R:受光点
Claims (2)
- 被検体の皮膚表面上に配置される複数個の送光プローブと、当該皮膚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皮膚表面に光を照射するとともに、前記受光プローブが皮膚表面から放出される光を検出するように制御することで、前記被検体中の測定部位に関する光検出信号を取得する送受光部制御部と、
前記光検出信号から算出されたヘモグロビンの濃度の経時変化中のピークの面積値となる積分値と、前記ピークの開始時間と前記ピークの終点時間との中間の時間となる重心値とを抽出する解析部とを備える光生体計測装置であって、
前記積分値と前記重心値との2次元からなる各座標に異なる色調が割り当てられたカラーテーブルを記憶するテーブル記憶部と、
前記被検体を示す形態画像を記憶する形態画像記憶部と、
前記解析部で抽出された前記積分値と前記重心値との組み合わせをカラーテーブルに当てはめることにより、前記積分値と前記重心値との組み合わせに対応する色調を決定して、前記形態画像の測定部位上に色調を重畳表示する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。 - 前記送光プローブ及び受光プローブは、前記被検体の頭皮表面上に配置され、
前記送光プローブ及び受光プローブの配置位置の情報から光検出信号が得られる測定部位の位置を算出する位置算出部を備え、
前記表示制御部は、前記形態画像である3次元脳表面画像又は3次元頭皮表面画像の測定部位上に色調を重畳表示することを特徴とする請求項1に記載の光生体計測装置。
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JP2012055973A JP5853777B2 (ja) | 2012-03-13 | 2012-03-13 | 光生体計測装置 |
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JP2012055973A JP5853777B2 (ja) | 2012-03-13 | 2012-03-13 | 光生体計測装置 |
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ID=49389226
Family Applications (1)
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2012
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