(57)【要約】【課題】安定して経穴の位置が特定可能かつ／または経穴近傍で得られる生体情報の有効活用が可能となる。【解決手段】光源１０２と、光プローブ１０４と、受光素子１０６と、処理装置１０７と、を備え、生体Ｂｉの抹消血流中のヘモグロビンによる散乱光波長特性を利用する生体情報計測処理装置１００であって、光源１０２は、波長５００ｎｍから波長５８６ｎｍまでの間の特定の波長の出射光Ｌｅを出射し、処理装置１０７は、受光信号Ｓｐの信号強度ＩＳを求める演算部１２２と、演算部１２２から出力される信号強度ＩＳを出力する出力部１３２と、を備え、光プローブ１０４の生体Ｂｉの表面上の移動により生じる信号強度ＩＳの変動に基づき、生体Ｂｉの経穴Ａｐの位置の特定を可能にする。【選択図】図１
2020199225.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、該光源から出射される出射光を生体の表面まで導き、かつ該生体の内部において該出射光が後方散乱された散乱光を受光する移動可能な光プローブと、該散乱光を受光信号に変換する受光素子と、該受光信号を処理する処理装置と、を備え、前記生体の抹消血流中のヘモグロビンによる散乱光波長特性を利用する生体情報計測処理装置であって、
前記光源は、波長５００ｎｍから波長５８６ｎｍまでの間の特定の波長の前記出射光を出射し、
前記処理装置は、前記受光信号の信号強度を求める演算部と、該演算部から出力される該信号強度を出力する出力部と、を備え、
前記光プローブの前記生体の表面上の移動により生じる該信号強度の変動に基づき、前記生体の経穴の位置の特定を可能にする
ことを特徴とする生体情報計測処理装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記光源は、前記特定の波長である波長５４１ｎｍの前記出射光を出射可能な第１光源部、該特定の波長である波長５５９ｎｍの該出射光を出射可能な第２光源部、該特定の波長である波長５６９ｎｍの該出射光を出射可能な第３光源部、および該特定の波長である波長５７７ｎｍの該出射光を出射可能な第６光源部のうちの２つ以上を有する
ことを特徴とする生体情報計測処理装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記処理装置は前記第１光源部、前記第２光源部、前記第３光源部および前記第６光源部のうちの２つ以上を同時に駆動し、前記受光信号は同一の前記散乱光に対応して同一とされる
ことを特徴とする生体情報計測処理装置。
【請求項４】
光源と、該光源から出射される出射光を生体の表面まで導き、かつ該生体の内部において該出射光が後方散乱された散乱光を受光する移動可能な光プローブと、該散乱光を受光信号に変換する受光素子と、該受光信号を処理する処理装置と、を備え、前記生体の抹消血流中のヘモグロビンによる散乱光波長特性を利用する生体情報計測処理装置であって、
前記光源は、波長５００ｎｍから波長６５０ｎｍまでの間で前記ヘモグロビンのうちの酸素化ヘモグロビンの散乱光の信号強度が極大値を示す波長を含む３以上の前記出射光を出射し、
前記処理装置は、３以上の該出射光によって得られた信号強度に基づき、前記ヘモグロビンのうちの脱酸素化ヘモグロビンに対する前記酸素化ヘモグロビンの比率を示す自律神経活性度指数を演算する演算部と、該演算部から出力される該自律神経活性度指数を出力する出力部と、を備え、
前記自律神経活性度指数の変化により、前記生体の自律神経の活性状態を判断可能とする
ことを特徴とする生体情報計測処理装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記光源は、少なくとも前記酸素化ヘモグロビンの前記散乱光の信号強度が極大値を示す波長５５９ｎｍの前記出射光を出射可能な第２光源部と、波長６５０ｎｍの該出射光を出射可能な第５光源部と、波長５４１ｎｍの該出射光を出射可能な第１光源部および／または波長５６９ｎｍの該出射光を出射可能な第３光源部と、を有する
ことを特徴とする生体情報計測処理装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記光源が、前記第１光源部、前記第２光源部および前記第５光源部を有する際には、前記演算部は、波長５４１ｎｍ、波長５５９ｎｍおよび波長６５０ｎｍの前記散乱光をそれぞれ含む異なる３つの前記受光信号を用いて前記自律神経活性度指数を演算する、
前記光源が、前記第１光源部、前記第２光源部、前記第３光源部および前記第５光源部を有する際には、前記光源は更に波長５８６ｎｍの前記出射光を出射可能な第４光源部を有し、前記演算部は、波長５４１ｎｍ、波長５５９ｎｍ、波長５６９ｎｍ、波長５８６ｎｍおよび波長６５０ｎｍの前記散乱光をそれぞれ含む異なる５つの前記受光信号を用いて前記自律神経活性度指数を演算する、もしくは、
前記光源が、前記第２光源部、前記第３光源部、および前記第５光源部を有する際には、前記光源は更に前記第４光源部を有し、前記演算部は、波長５５９ｎｍ、波長５６９ｎｍ、波長５８６ｎｍおよび波長６５０ｎｍの前記散乱光をそれぞれ含む異なる４つの前記受光信号を用いて前記自律神経活性度指数を演算する
ことを特徴とする生体情報計測処理装置。
【請求項７】
請求項６において、更に、
前記光源は、波長８１０ｎｍの前記出射光を出射可能な第７光源部を有し、
前記演算部は、５つの前記受光信号に対してそれぞれ信号強度を求める際に、波長８１０ｎｍの該出射光による該受光信号の信号強度を基準にして５つの該受光信号の波長領域に応じた係数を乗じる前段補正部を備え、該信号強度それぞれに対して前記生体の内部のメラニンの影響を補正する
ことを特徴とする生体情報計測処理装置。
【請求項８】
請求項６または７において、更に、
前記光源は、波長５００ｎｍの前記出射光を出射可能な第８光源部を有し、
前記処理装置は、前記第７光源部の該出射光によって得られた信号強度に対する該第８光源部の該出射光によって得られたビリルビン濃度指数を求める付随演算部を備え、
該ビリルビン濃度指数を求めることで、前記自律神経の活性状態の判断精度を向上させる
ことを特徴とする生体情報計測処理装置。
【請求項９】
請求項６乃至８のいずれかにおいて、
前記処理装置は、前記第１光源部、前記第２光源部、前記第３光源部、前記第４光源部および前記第５光源部を時間分割して個別に駆動し、前記受光信号はそれぞれの前記散乱光に対応して異なる
ことを特徴とする生体情報計測処理装置。
【請求項１０】
請求項９において、
前記処理装置は、前記生体の経穴の位置の特定を可能とする際には、前記第１光源部、前記第２光源部、前記第３光源部、および波長５７７ｎｍの前記出射光を出射可能な第６光源部のうちの少なくとも２つ以上を同時に駆動し、前記受光信号は同一の前記散乱光に対応して同一とされる
ことを特徴とする生体情報計測処理装置。
【請求項１１】
請求項４乃至１０のいずれかにおいて、
前記処理装置は、前記生体の自律神経の活性状態から交感神経の活性状態が確認された際には、その際に得られる前記生体の情報データ及び前記自律神経活性度指数を逐次記憶する神経特定データ記憶部と、該神経特定データ記憶部に存在する全ての該情報データと該自律神経活性度指数とから、新たに前記演算部から出力される該自律神経活性度指数に対して前記交感神経の活性状態の判断を行う交感神経判定部と、を備え、前記出力部に該交感神経判定部の結果を出力する
ことを特徴とする生体情報測定処理装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれかにおいて、
前記処理装置は、前記生体の経穴の位置が特定された際には、その際に得られる前記生体の情報データ及び前記信号強度を逐次記憶する経穴特定データ記憶部と、該経穴特定データ記憶部に存在する全ての該情報データと該信号強度とから、新たに前記演算部から出力される前記信号強度に対して前記経穴の判断を行う経穴判定部と、を備え、前記出力部に該経穴判定部の結果を出力する
ことを特徴とする生体情報測定処理装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれかにおいて、
前記光プローブは、前記散乱光を受光し前記受光素子に導く受光光学部と、該受光光学部の外周にリング状に配置され、前記光源からの光を透過させ出射する出射光学部と、を備え、
前記受光光学部の生体側端部の直径は、１０ｍｍ未満とされている
ことを特徴とする生体情報測定処理装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれかにおいて、更に、
前記光プローブの生体側端部には、集光レンズが設けられている
ことを特徴とする生体情報測定処理装置。
【請求項１５】
光源と、該光源から出射される出射光を生体の表面まで導き、かつ該生体の内部において該出射光が後方散乱された散乱光を受光する移動可能な光プローブと、該散乱光を受光信号に変換する受光素子と、該受光信号を処理する処理装置と、を備え、前記生体の抹消血流中のヘモグロビンによる散乱光波長特性を利用する生体情報計測処理装置を用いる生体情報の処理方法であって、
前記光プローブの前記生体の表面上の移動により生じる前記信号強度の変動に基づき、該生体の経穴の位置の特定をする前段工程と、前記ヘモグロビンのうちの脱酸素化ヘモグロビンに対する酸素化ヘモグロビンの比率を示す自律神経活性度指数の変化により、前記生体の自律神経の活性状態を判断する後段工程と、を含み、
前記前段工程は、前記光源が、波長５００ｎｍから波長５８６ｎｍまでの間の特定の波長の前記出射光を出射する工程と、前記受光信号の信号強度を求める工程と、該信号強度を出力する工程と、を含み、
前記後段工程は、前記光プローブを前記経穴の位置に配置する工程と、前記光源が、波長５００ｎｍから波長６５０ｎｍまでの間で前記ヘモグロビンのうちの酸素化ヘモグロビンの散乱光の信号強度が極大値を示す波長を含む３以上の前記出射光を出射する工程と、３以上の該出射光によって得られた信号強度に基づき、前記自律神経活性度指数を演算する工程と、該自律神経活性度指数を出力する工程と、を含む
ことを特徴とする生体情報の処理方法。
【請求項１６】
請求項１５において、
前記光プローブの前記生体の表面上の移動により生じる前記信号強度の変動に基づき、該生体の経穴の位置の特定をする工程では、前記光源が、波長５００ｎｍから波長５８６ｎｍまでの間で異なる特定の波長を出射する２以上の光源部を有し、２以上の該光源部が同時に駆動され、
前記自律神経活性度指数の変化により、前記生体の自律神経の活性状態を判断する工程では、前記光源が、波長５００ｎｍから波長６５０ｎｍまでの間で異なる特定の波長を出射する３以上の光源部を有し、３以上の該光源部が時間分割され個別に駆動される
ことを特徴とする生体情報の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、経穴に係る生体情報計測処理装置および生体情報の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
東洋医学では、「治療対象としての生体（人間または動物の身体）」を総合的に判断しようとする視点から、直感や五感から得た複雑かつ膨大な情報と顔や舌、脈、経穴（ツボ）の反応など多くの所見を捉えて病の判断をしている。
【０００３】
例えば、そのうちの経穴を特定する方法としては、近年、様々な手法が提案されている。例えば、特許文献１に記載された方法では、生体に印加する電圧と生体に供給される電流とを測定して、その電圧と電流との関係が負性抵抗特性を示した際の位置を経穴の位置と特定することを提案している。
【０００４】
なお、経穴を刺激させることで血行がよくなると言われ、健康増進に活用されているが、経穴とはどのようなものであるかは解剖学的にも生理学的にも未だに解明されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１４２５４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、経穴は例えば、特許文献１によれば直径が２〜３ｍｍ程度とされている。しかし、特許文献１で示す方法では、生体の測定部位の表面に電圧を印可するプローブを接触させた際に、必ず生体の一部をグランド電極に接触させる必要があった。つまり、プローブの位置とグランド電極との位置関係で電圧と電流との関係と電流刺激による経穴の電気的特性が変化するおそれがある。そして、プローブとグランド電極との位置関係から特定される経穴の位置が制限されるおそれもあった。よって、結果的に正しく精度よく安定して経穴の位置の特定をすることが困難となるおそれがあった。
【０００７】
このため、経穴を近傍で得られる生体情報を有効に活用するための処理手法も見出すことは困難であった。
【０００８】
そこで、本発明は、前記問題点を解決するべくなされたもので、安定して経穴の位置を特定可能かつ／または経穴近傍で得られる生体情報の有効活用が可能な生体情報計測処理装置および生体情報の処理方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、経穴に関する研究を重ね、経穴が直径２〜３ｍｍ程度で、体表（生体の表面）から深さ５ｍｍ程度の間にあることを実験的に見出すことができた。同時に、経穴では、経穴でない部位に比べて末梢神経細胞の密度が高く、微小循環血流量（つまり末梢血流量）の増加も実験的に見出すことができた。
【００１０】
このため、本発明は、光源と、該光源から出射される出射光を生体の表面まで導き、かつ該生体の内部において該出射光が後方散乱された散乱光を受光する移動可能な光プローブと、該散乱光を受光信号に変換する受光素子と、該受光信号を処理する処理装置と、を備え、前記生体の抹消血流中のヘモグロビンによる散乱光波長特性を利用する生体情報計測処理装置であって、前記光源が、波長５００ｎｍから波長５８６ｎｍまでの間の特定の波長の前記出射光を出射し、前記処理装置が、前記受光信号の信号強度を求める演算部と、該演算部から出力される該信号強度を出力する出力部と、を備え、前記光プローブの前記生体の表面上の移動により生じる該信号強度の変動に基づき、前記生体の経穴の位置の特定を可能にすることにより、前記課題を解決したものである。
【００１１】
本発明においては、光源から出射される出射光を生体の表面まで導き、かつ生体の内部において出射光が後方散乱された散乱光を受光する移動可能な光プローブを用い、光源が波長５００ｎｍから波長５８６ｎｍまでの間の特定の波長の出射光を出射する構成である。このため、光プローブで受光できるのは、その特定の波長の光の侵達度（体表から内部へ光の侵入する深さの度合い）と透過率と反射率とから、主に生体の表面から深さ１０ｍｍ未満の生体の内部からの散乱光に限定することができる。
【００１２】
更には、光源は、上記特定の波長の出射光を出射する構成である。このため、抹消血流中に含まれるヘモグロビンのその波長領域における散乱光の信号強度の変化を利用でき、経穴であるか否かを信号強度の変動で判断することが可能となる。
【００１３】
なお、本発明者は、同時に、自律神経の活性状態の変化が、酸素化ヘモグロビンと脱酸素化ヘモグロビンのバランスとに関与していることを実験的に見出すことができた。つまり、本発明者は、自律神経を司る交感神経と副交感神経において、酸素化ヘモグロビンの散乱光の相対的な信号強度が交感神経の活性状態に関連していることを実験的に見出したものである。
【００１４】
このため、本発明は、光源と、該光源から出射される出射光を生体の表面まで導き、かつ該生体の内部において該出射光が後方散乱された散乱光を受光する移動可能な光プローブと、該散乱光を受光信号に変換する受光素子と、該受光信号を処理する処理装置と、を備え、前記生体の抹消血流中のヘモグロビンによる散乱光波長特性を利用する生体情報計測処理装置であって、前記光源が、波長５００ｎｍから波長６５０ｎｍまでの間で前記ヘモグロビンのうちの酸素化ヘモグロビンの散乱光の信号強度が極大値を示す波長を含む３以上の前記出射光を出射し、前記処理装置が、３以上の該出射光によって得られた信号強度に基づき、前記ヘモグロビンのうちの脱酸素化ヘモグロビンに対する前記酸素化ヘモグロビンの比率を示す自律神経活性度指数を演算する演算部と、該演算部から出力される該自律神経活性度指数を出力する出力部と、を備え、前記自律神経活性度指数の変化により、前記生体の自律神経の活性状態を判断可能とすることにより、前記課題を解決したものである。
【００１５】
本発明においても、光プローブで受光できるのは、主に生体の表面から深さ１０ｍｍ未満の生体の内部からの散乱光に限定することができる。
【００１６】
更には、処理装置は、３以上の出射光によって得られた信号強度に基づき、ヘモグロビンのうちの脱酸素化ヘモグロビンに対する酸素化ヘモグロビンの比率を示す自律神経活性度指数を演算する。即ち、本発明では、波長５００ｎｍから波長６５０ｎｍまでの間で、酸素化ヘモグロビンの散乱光の信号強度の極大値を示す波長について評価してその結果を出力し、その変化を観察することができるので、交感神経の活性状態を数値化でき自律神経の活性状態が判断可能となる。
【００１７】
また、本発明は、光源と、該光源から出射される出射光を生体の表面まで導き、かつ該生体の内部において該出射光が後方散乱された散乱光を受光する移動可能な光プローブと、該散乱光を受光信号に変換する受光素子と、該受光信号を処理する処理装置と、を備え、前記生体の抹消血流中のヘモグロビンによる散乱光波長特性を利用する生体情報計測処理装置を用いる生体情報の処理方法であって、前記光プローブの前記生体の表面上の移動により生じる前記信号強度の変動に基づき、該生体の経穴の位置の特定をする前段工程と、前記ヘモグロビンのうちの脱酸素化ヘモグロビンに対する酸素化ヘモグロビンの比率を示す自律神経活性度指数の変化により、前記生体の自律神経の活性状態を判断する後段工程と、を含み、前記前段工程は、前記光源が、波長５００ｎｍから波長５８６ｎｍまでの間の特定の波長の前記出射光を出射する工程と、前記受光信号の信号強度を求める工程と、該信号強度を出力する工程と、を含み、前記後段工程は、前記光プローブを前記経穴の位置に配置する工程と、前記光源が、波長５００ｎｍから波長６５０ｎｍまでの間で前記ヘモグロビンのうちの酸素化ヘモグロビンの散乱光の信号強度が極大値を示す波長を含む３以上の前記出射光を出射する工程と、３以上の該出射光によって得られた信号強度に基づき、前記自律神経活性度指数を演算する工程と、該自律神経活性度指数を出力する工程と、を含むことを特徴とする生体情報の処理方法と捉えることもできる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、安定して経穴の位置が特定可能かつ／または経穴近傍で得られる生体情報の有効活用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る生体情報計測処理装置の一例を示すブロック図
【図２】図１の生体情報計測処理装置の光プローブを示す図（正面図（Ａ）、側面の断面図（Ｂ））
【図３】図１の生体情報計測処理装置で、光源を発光させ散乱光を受光する際に行うタイミングチャートを示す図（自律神経の活性状態を判断する際に適用するタイミングチャート（Ａ）、（Ａ）における各パルスの時間関係を示すタイミングチャート（Ｂ）、経穴の位置を特定する際に適用するタイミングチャート（Ｃ））
【図４】生体構成物質による散乱光波長特性を示すグラフ（ヘモグロビン（Ｈｂ）、ビリルビン、およびメラニンによる図（Ａ）、ヘモグロビン（Ｈｂ）による図（Ｂ））
【図５】図１の生体情報計測処理装置による生体情報の処理手順を示すフロー図
【図６】本発明の第２実施形態に係る生体情報計測処理装置の光プローブを示す側面の断面図
【図７】本発明の第３実施形態に係る生体情報計測処理装置の一例を示すブロック図
【図８】本発明の第４実施形態に係る生体情報計測処理装置の一例を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態の一例を詳細に説明する。
【００２１】
最初に、本実施形態に係る生体情報計測処理装置１００の目的について、前提の部分から説明する。
【００２２】
まず、現在の医療では、血液検査、細胞診、ＣＴ検査、超音波検査、ＭＲＩ検査、内視鏡検査、遺伝子検査など最新の科学的手法で、器質的な疾病を主に臓器別、局部的、症状別に分析し判断している。これに対して東洋医学は、「人（生体Ｂｉ）」を総合的に判断しようとするホメオスタシスの視点が主であり、科学的エビデンスに基づいたものではないが、直観や五感から得た複雑かつ膨大な情報と、顔や舌、脈、経穴Ａｐの反応など多くの主観的所見とで、病の診断と治療をしている。
【００２３】
そこで、本実施形態では、超高齢化社会の健康寿命延伸に貢献するために、これまでの東洋医学の主観的情報の１つである経穴Ａｐに関連した生体情報を活用すべく、科学的（医用工学）の視点から生体情報計測処理装置１００を発明するに至ったものである。
【００２４】
次に、本発明者が見出した経穴Ａｐの特性や本実施形態の原理について説明する。
【００２５】
まず、経穴Ａｐは、生体の恒常性保持機能の乱れや臓腑の機能変化や異常の反応点として働くと考えられる。また、経穴Ａｐを刺激することで、自律神経（副交感神経）が活性化され免疫力が高まることが経験的に知られている。このため、東洋医学においての経穴Ａｐは鍼灸療法の診断・治療における重要なポイントとなっている。
【００２６】
つまり、経穴Ａｐの部位には自律神経に関係する末梢神経が比較的集中している。この末梢神経が、外的・内的刺激によって活動（発火、興奮、刺激伝導）することで、毛細血管の血流（酸素化ヘモグロビン）から酸素が供給されて、酸素が消費される。そこで、経穴Ａｐの部位における末梢神経の活動状態の変化を、抹消血流中の各種ヘモグロビン（酸素化ヘモグロビンＨｂ−Ｏ2またはｏｘｙＨｂ、脱酸素化ヘモグロビンＲＨｂまたはｄｅｏｘｙＨｂ）の吸光スペクトルを測定し分析を行った結果、交感神経と副交感神経とのバランスおよび自律神経の活性状態の変化と、スペクトル分布の変化とに相関があることを確認した。
【００２７】
このことから、経穴Ａｐの部位の血流からの散乱光を効率よく捕捉することが、自律神経の活性状態の判断に有効と考えるに至った。更には、ホメオスタシスの状態の評価、未病の診断情報を得るのにも有効と考えられる。
【００２８】
本実施形態に係る生体情報計測処理装置１００の原理は、経穴Ａｐの血流状態を観察するため、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すヘモグロビン（酸素化ヘモグロビン（Ｈｂ−Ｏ2またはｏｘｙＨｂ）の散乱光強度曲線を符号Ｇｏｘ、脱酸素化ヘモグロビン（ＲＨｂまたはｄｅｏｘｙＨｂ）の散乱光強度曲線を符号Ｇｄｏで示す）とメラニン（散乱光強度曲線を符号Ｇｍｅで示す）とビリルビン（散乱光強度曲線を符号Ｇｂｉで示す）の散乱光波長特性から、分析に適した波長（λ８＝５００ｎｍ、λ１＝５４１ｎｍ、λ２＝５５９ｎｍ、λ３＝５６９ｎｍ、λ６＝５７７ｎｍ、λ４＝５８６ｎｍ、λ５＝６５０ｎｍ、λ７＝８１０ｎｍ）を選ぶ。そして、生体情報計測処理装置１００は、特に波長５００ｎｍから波長６５０ｎｍまでの間の各波長における生体Ｂｉからの散乱光Ｌｓの信号強度ＩＳから、経穴Ａｐの位置の特定を可能とし、さらには自律神経の活性状態を判断可能とするものである。
【００２９】
次に、本実施形態に係る生体情報計測処理装置１００の概略構成について説明する。
【００３０】
生体情報計測処理装置１００は、図１に示す如く、光源１０２と、移動可能な光プローブ１０４と、受光素子１０６と、処理装置１０７と、を備える。光プローブ１０４は、光源１０２から出射される出射光Ｌｅを生体Ｂｉの表面まで導き、かつ生体Ｂｉの内部において出射光Ｌｅが後方散乱された散乱光Ｌｓを受光する。受光素子１０６は、散乱光Ｌｓを受光信号Ｓｐに変換する。処理装置１０７は、受光素子１０６の受光信号Ｓｐを処理する。なお、経穴Ａｐの位置の特定をする際には、光源１０２は、波長５００ｎｍから波長５８６ｎｍまでの間の特定の波長の出射光Ｌｅを出射するようになっている。そして、処理装置１０７は、受光信号Ｓｐの信号強度ＩＳを求める演算部１２２と、演算部１２２から出力される信号強度ＩＳを出力する出力部１３２と、を備える。このため、生体情報計測処理装置１００は、光プローブ１０４の生体Ｂｉの表面上の移動により生じる信号強度ＩＳの変動に基づき、生体Ｂｉの経穴Ａｐの位置の特定を可能にしている。
【００３１】
以下に、各構成要素について詳細に説明する。
【００３２】
光源１０２は、図１に示す如く、第１光源部１０２Ａ〜第５光源部１０２Ｅを有する。第１光源部１０２Ａは、波長５４１ｎｍ（λ１）の出射光Ｌｅを出射可能なＬＥＤであり、例えば中心波長５４５ｎｍの市販ＬＥＤとされている。第２光源部１０２Ｂは、波長５５９ｎｍ（λ２）の出射光Ｌｅを出射可能なＬＥＤであり、例えば中心波長５５５ｎｍの市販ＬＥＤとされている。第３光源部１０２Ｃは、波長５６９ｎｍ（λ３）の出射光Ｌｅを出射可能なＬＥＤであり、例えば中心波長５７０ｎｍの市販ＬＥＤとされている。第４光源部１０２Ｄは、波長５８６ｎｍ（λ４）の出射光Ｌｅを出射可能なＬＥＤであり、例えば中心波長５８８ｎｍの市販ＬＥＤとされている。第５光源部１０２Ｅは、波長６５０ｎｍ（λ５）の出射光Ｌｅを出射可能なＬＥＤであり、例えば中心波長６３０ｎｍの市販ＬＥＤとされている。なお、波長５５９ｎｍは、図４（Ａ）、（Ｂ）に示す如く、波長５００ｎｍから波長６５０ｎｍまでの間で生体Ｂｉの抹消血流中のヘモグロビンのうちの酸素化ヘモグロビンの散乱光Ｌｓの信号強度ＩＳが極大値（波長５４０ｎｍから波長５７０ｎｍの間での最大値）を示す波長とされている。入手可能な市販ＬＥＤを使用する場合において、波長λ１、λ２、λ３の光源部については±４ｎｍ以内の誤差範囲のＬＥＤを使用することができる。
【００３３】
光プローブ１０４は、図２（Ａ）、（Ｂ）に示す如く、散乱光Ｌｓを受光し受光素子１０６に導く受光光学部１０４Ａと、受光光学部１０４Ａの外周にリング状に配置され、光源１０２からの出射光Ｌｅを透過させ出射する出射光学部１０４Ｂと、を備えている。受光光学部１０４Ａと出射光学部１０４Ｂとはそれぞれ、光源１０２と受光素子１０６から延在された複数の光ファイバーケーブルから構成されている。なお、受光光学部１０４Ａと出射光学部１０４Ｂとは、図示せぬ金属管の内側に固定されている。そして、受光光学部１０４Ａと出射光学部１０４Ｂとは、光源１０２と受光素子１０６とにそれぞれ接続されている。光プローブ１０４を構成しない光ファイバーケーブルの部分は、屈曲可能な金属チューブで保護されている。基本的に、第１光源部１０２Ａ〜第５光源部１０２Ｅの出射光学部１０４Ｂはそれぞれ、図２（Ａ）に示す如く、光プローブ１０４の生体側端部で、受光光学部１０４Ａに対して、互いに反対側（つまり、点対称）に分岐されている（具体的には、２つの波長λ１の部分が点対称の位置に配置されている）。これにより、受光光学部１０４Ａの中心位置の直下に経穴Ａｐが位置するときに、経穴Ａｐの有無で散乱光Ｌｓの信号強度ＩＳを大きく変動させることができる。なお、経穴Ａｐの位置は生体Ｂｉの表面から５ｍｍ程度を想定していることから、受光光学部１０４Ａの生体側端部の直径Ｄは、１０ｍｍ未満とされている（経穴Ａｐのより正確な位置を特定するのであれば、好ましくは、直径５ｍｍ程度が望ましい）。
【００３４】
受光素子１０６は、図１に示す如く、光プローブ１０４に接続され、受光光学部１０４Ａで導かれた散乱光Ｌｓをアナログの受光信号Ｓｐに変換する。受光素子１０６は、散乱光Ｌｓ全てに対して共通に用いられ、その受光タイミングは、全てのゲート信号Ｇｃ(後述）から合成されたＨレベルで定められる。
【００３５】
処理装置１０７は、図１に示す如く、クロック発生部１０８と、発光信号生成部１１０と、ＬＥＤ駆動部１１２と、光調整部１１４と、ゲート信号生成部１１６と、アナログ処理部１１８と、ＣＰＵ部１２０と、記憶部１２８と、入力部１３０と、出力部１３２と、を備える。クロック発生部１０８は、発光信号生成部１１０とゲート信号生成部１１６とＣＰＵ部１２０に接続され、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すクロック信号Ｃｌｋを出力する。クロック信号Ｃｌｋは、例えば１ｋＨｚとすることができる（これに限らず、クロック信号Ｃｌｋはもっと速くても、遅くてもよい）。
【００３６】
発光信号生成部１１０は、図１に示す如く、クロック発生部１０８と、ＬＥＤ駆動部１１２と、ＣＰＵ部１２０とに接続され、図３（Ａ）、（Ｂ）に示す発光信号Ｅｃ（Ｅｃ１〜Ｅｃ５）を出力する。発光信号Ｅｃ（Ｅｃ１〜Ｅｃ５）は、第１光源部１０２Ａ〜第５光源部１０２Ｅを個別に駆動する信号である。本実施形態では、クロック信号Ｃｌｋが１ｋＨｚのとき、発光信号Ｅｃ（Ｅｃ１〜Ｅｃ５）の発光時間Ｔｅは３ｍｓｅｃ、繰り返し時間Ｔｓは１５ｍｓｅｃである。なお、図３（Ａ）、（Ｂ）に示す如く、発光信号Ｅｃ（Ｅｃ１〜Ｅｃ５）は、クロック信号Ｃｌｋの立下り時に立ち上がるようにされている。
【００３７】
ＬＥＤ駆動部１１２は、図１に示す如く、発光信号生成部１１０と、光調整部１１４と、光源１０２とに接続されている。ＬＥＤ駆動部１１２は、第１光源部１０２Ａ〜第５光源部１０２Ｅに対応した数が設けられ、駆動電流Ｄｃを発光信号Ｅｃと同じタイミングで、第１光源部１０２Ａ〜第５光源部１０２Ｅに供給する。
【００３８】
光調整部１１４は、図１に示す如く、ＬＥＤ駆動部１１２に接続され、調整信号Ａｓにより第１光源部１０２Ａ〜第５光源部１０２Ｅに供給される駆動電流Ｄｃを調整する。光調整部１１４による調整は、実際に光プローブ１０４から出射光Ｌｅを出射させて、その光量および波長を検出し、手動でそれらの調整を行う（これに限らず、光プローブ内に光センサを内蔵させ自動で調整するようにしてもよい）。
【００３９】
ゲート信号生成部１１６は、図１に示す如く、クロック発生部１０８と、アナログ処理部１１８と、ＣＰＵ部１２０とに接続されている。そして、ゲート信号生成部１１６は、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すゲート信号Ｇｃ（Ｇｃ１〜Ｇｃ５）を出力する。ゲート信号Ｇｃ（Ｇｃ１〜Ｇｃ５）は受光信号Ｓｐを第１光源部１０２Ａ〜第５光源部１０２Ｅの波長領域毎に処理させるための信号である。クロック信号Ｃｌｋが１ｋＨｚのとき、ゲート信号Ｇｃ（Ｇｃ１〜Ｇｃ５）のゲート時間Ｔｇは２ｍｓｅｃ、繰り返し時間Ｔｓは１５ｍｓｅｃである。１つの信号強度ＩＳを得るのに、本実施形態では第１光源部１０２Ａであれば、５回駆動し、加算（もしくは平均）する。即ち、第１光源部１０２Ａ〜第５光源部１０２Ｅに対する測定周期は７５ｍｓｅｃとされている。図３（Ａ）、（Ｂ）に示す如く、ゲート信号Ｇｃ（Ｇｃ１〜Ｇｃ５）は、発光信号Ｅｃ（Ｅｃ１〜Ｅｃ５）が立ち上がってから０．５ｍｓｅｃ後に立ち上がり、発光信号Ｅｃ（Ｅｃ１〜Ｅｃ５）が立ち下がる０．５ｍｓｅｃ前に立ち下がる。このため、第１光源部１０２Ａ〜第５光源部１０２Ｅによるそれぞれの散乱光Ｌｓのスペクトルは、混同することなく、安定してそれぞれの信号強度ＩＳに演算される。なお、ゲート信号Ｇｃ（Ｇｃ１〜Ｇｃ５）は、クロック信号Ｃｌｋの立上がり時に立ち上がるようにされている。
【００４０】
アナログ処理部１１８は、図１に示す如く、受光素子１０６と、ゲート信号生成部１１６と、ＣＰＵ部１２０とに接続されている。アナログ処理部１１８は、アナログの受光信号Ｓｐをゲート信号Ｇｃ（Ｇｃ１〜Ｇｃ５）に対応させて、デジタル信号に変換して、デジタル受光信号Ｓｓをシリアルデータとして、ＣＰＵ部１２０に入力させる（なお、これに限らず、ラッチ回路を用いて、デジタル受光信号ＳｓをパラレルデータとしてＣＰＵ部に入力させてもよい）。
【００４１】
ＣＰＵ部１２０は、図１に示す如く、演算部１２２と制御部１２４とを備える。
【００４２】
演算部１２２は、経穴Ａｐの位置の特定をする際には、単純に受光信号Ｓｐの信号強度ＩＳを求める。即ち、一定期間（例えば、７５ｍｓｅｃ）毎に、演算部１２２に入力される全てのデジタル受光信号Ｓｓを加算して、信号強度ＩＳを求める（平均を求めてもよい）。本実施形態では、第１光源部１０２Ａ〜第３光源部１０２Ｃで得られるそれぞれの信号強度ＩＳを、符号Ｉｅ、Ｉｄ、Ｉｃで表すと、式（１）で示される信号強度ＩＳが演算部１２２の出力として得られる。
ＩＳ＝Ｉｅ＋Ｉｄ＋Ｉｃ                                     （１）
【００４３】
また、演算部１２２は、自律神経の活性状態を判断する際には、第１光源部１０２Ａ〜第５光源部１０２Ｅの５つの出射光Ｌｅによって得られた信号強度ＩＳに基づき、ヘモグロビンのうちの脱酸素化ヘモグロビンに対する酸素化ヘモグロビンの比率を示す自律神経活性度指数ＮＡを演算する。具体的には、波長５４１ｎｍ、波長５５９ｎｍ、波長５６９ｎｍ、波長５８６ｎｍおよび波長６５０ｎｍの散乱光Ｌｓをそれぞれ含む異なる５つの受光信号Ｓｐを用いて自律神経活性度指数ＮＡを演算する。なお、信号強度Ｉａ、Ｉｃ、Ｉｄ、Ｉｅ、Ｉ０は、各々２ｍｓｅｃの信号強度ＩＳを５回加算（平均でもよい）して求めている（５回でなくてもよい）。このため、７５ｍｓｅｃの周期で信号強度Ｉａ、Ｉｃ、Ｉｄ、Ｉｅ、Ｉ０および自律神経活性度指数ＮＡは更新される（なお、信号強度Ｉｅ、Ｉ０はそれぞれ第４光源部１０２Ｄ、第５光源部１０２Ｅを駆動することによって得られる）。
【００４４】
まず、係数Ａ、Ｂ、Ｃと信号強度Ｉａ、Ｉｃ、Ｉｄ、Ｉｅ、Ｉ０との関係を式（２）〜（４）で示す。
A=ln(I0/Ia)-(ln(I0/Ic)+ln(I0/Id))                          （２）
B=ln(I0/Id)-ln(I0/Ie)                                      （３）
C=ln(I0/I0)-(ln(I0/Ie)+ln(I0/Id))/2                        （４）
【００４５】
よって、自律神経活性度指数ＮＡは式（５）で求めることができる。
NA=(B/A)/C
=(ln(I0/Id)-ln(I0/Ie))/(ln(I0/Ia)-(ln(I0/Ic)+ln(I0/Id)))
/(ln(I0/I0)-(ln(I0/Ie)+ln(I0/Id))/2)                   （５）
【００４６】
経穴Ａｐが生体Ｂｉの異なる部位にそれぞれ存在することから、自律神経活性度指数ＮＡは部位それぞれの経穴Ａｐに対して演算される。
【００４７】
制御部１２４は、クロック発生部１０８と、発光信号生成部１１０と、ゲート信号生成部１１６とに接続されている。制御部１２４は、クロック制御信号Ｓｃにより、クロック発生部１０８の動作を制御する。また、制御部１２４は、ドライバ制御信号Ｓｅにより、発光信号生成部１１０から出力される発光信号Ｅｃを、クロック信号Ｃｌｋの状態に関わらず（ＨレベルあるいはＬレベルに）変更することができる。さらに、制御部１２４は、ゲート制御信号Ｓｇにより、ゲート信号生成部１１６から出力されるゲート信号Ｇｃを、クロック信号Ｃｌｋの状態に関わらず（ＨレベルあるいはＬレベルに）変更することができる。例えば、生体Ｂｉの自律神経の活性状態を判断する際には、制御部１２４は、クロック信号Ｃｌｋに従い、図３（Ａ）に示す発光信号Ｅｃとゲート信号Ｇｃを発生させる。つまり、処理装置１０７は、第１光源部１０２Ａ、第２光源部１０２Ｂ、第３光源部１０２Ｃ、第４光源部１０２Ｄおよび第５光源部１０２Ｅを時間分割して個別に駆動する。したがって、本実施形態の場合には、受光信号Ｓｐはそれぞれ散乱光Ｌｓに対応して異なることとなる。
【００４８】
しかし、経穴Ａｐの位置の特定をする際には、制御部１２４は、クロック信号Ｃｌｋとは無関係に、図３（Ｃ）に示す発光信号Ｅｃ１〜Ｅｃ３とゲート信号Ｇｃ１〜Ｇｃ３をＨレベルにし、発光信号Ｅｃ４、Ｅｃ５とゲート信号Ｇｃ４、Ｇｃ５をＬレベルにする。つまり、制御部１２４は、波長５４１ｎｍの出射光Ｌｅを出射可能な第１光源部１０２Ａ、波長５５９ｎｍの出射光Ｌｅを出射可能な第２光源部１０２Ｂおよび波長５６９ｎｍの出射光Ｌｅを出射可能な第３光源部１０２Ｃを同時に駆動する。ここで、受光素子１０６は、全ての散乱光Ｌｓに対して共通とされている。このため、受光素子１０６から出力される受光信号Ｓｐは同一の散乱光Ｌｓに対して同一とされている。そして、制御部１２４は、演算部１２２の動作をゲート信号Ｇｃ、クロック信号Ｃｌｋ、発光信号Ｅｃのタイミングに基づいて制御することができる。
【００４９】
記憶部１２８は、図１に示す如く、ＣＰＵ部１２０に接続されている。記憶部１２８は、ＲＯＭやＲＡＭであり、処理装置１０７で処理するための、各種初期値、処理プログラム、演算部１２２で得られた結果、入力部１３０から入力された値などが記憶される。
【００５０】
入力部１３０は、図１に示す如く、ＣＰＵ部１２０に接続されている。入力部１３０は、例えばマウス、タッチパネル、キーボード等である。入力部１３０は、制御部１２４による各種制御をする際のパラメータの入力、記憶部１２８に記憶される初期値の入力、記憶部１２８に記憶されたパラメータの更新やプログラムの呼び出し、演算部１２２で必要なパラメータの入力などを行うことができる。
【００５１】
出力部１３２は、図１に示す如く、ＣＰＵ部１２０に接続されている。出力部１３２は、例えば液晶ディスプレイやＥＬディスプレイやプリンタ、スピーカなどである。出力部１３２は、各部位の該当する経穴Ａｐに対応して演算部１２２から出力される信号強度ＩＳや自律神経活性度指数ＮＡを表示（出力）させる（即ち、生体Ｂｉには、３００程度の経穴Ａｐがあり、各経穴Ａｐにはすでに名前が付けられている。つまり、自律神経活性度指数ＮＡを求めた段階において、経穴名と自律神経活性度指数ＮＡとが紐付けられ、記憶部１２８に記憶される）。また、入力部１３０から入力されるパラメータなども表示する。
【００５２】
なお、図１には図示していないが、処理装置１０７は、インターネット等に接続されていてもよい。処理装置１０７の処理状態によっては、インターネット上に記憶要素を設けたり、インターネットから処理装置１０７に指令を入力したり、インターネット上に処理結果を出力したりしてもよい。もちろん、インターネット上で、演算や処理等を補助するようにしてもよい。
【００５３】
次に、生体情報計測処理装置１００を用いた生体情報の処理方法を、図５に基づいて以下に説明する。生体情報の処理方法は、光プローブ１０４の生体Ｂｉの表面上の移動により生じる信号強度ＩＳの変動に基づき、生体Ｂｉの経穴Ａｐの位置の特定をする前段工程と、自律神経活性度指数ＮＡの変化により、生体Ｂｉの自律神経の活性状態を判断する後段工程と、を含む。なお、以下の手順において、各受光信号Ｓｐに対して例えば５回加算もしくは平均する工程は省略する。
【００５４】
前段工程において、まず、光源１０２が、波長５００ｎｍから波長５８６ｎｍまでの間の特定の波長の出射光Ｌｅを出射する。つまり、出射光Ｌｅの波長領域を制限するために、光源１０２を選択する（図５でステップＳ２）。本実施形態では、図３（Ｃ）に示す如く、第１光源部１０２Ａ、第２光源部１０２Ｂおよび第３光源部１０２Ｃが駆動されるように制御部１２４で選択する。
【００５５】
次に、光源１０２から出射光Ｌｅを出射する（図５でステップＳ４）。即ち、第１光源部１０２Ａ、第２光源部１０２Ｂおよび第３光源部１０２Ｃを同時に駆動する。そして、受光信号Ｓｐが同一の散乱光Ｌｓに対応して同一となるようにする（即ち、光源１０２が、波長５００ｎｍから波長５８６ｎｍまでの間で異なる特定の波長を出射する２以上の光源部を有し、２以上の光源部が同時に駆動される状態である）。
【００５６】
次に、散乱光Ｌｓを受光素子１０６で受光する（図５でステップＳ６）。
【００５７】
次に、受光信号Ｓｐの信号強度ＩＳの演算を演算部１２２で行う（図５でステップＳ８）。なお、演算の内容は、式（１）となる。
【００５８】
次に、出力部１３２より、信号強度ＩＳを出力する（図５のステップＳ１０）。
【００５９】
次に、前回の光プローブ１０４の位置における信号強度ＩＳに対する、今回の光プローブ１０４における信号強度ＩＳの変動を確認する（図５のステップＳ１２）。
【００６０】
信号強度ＩＳの変化が大きくなければ（図５のステップＳ１２でＮｏ）、光プローブ１０４を移動させる（図５のステップＳ１４）。そして、ステップＳ６から再び行う。
【００６１】
信号強度ＩＳの変化が大きければ（図５のステップＳ１２でＹｅｓ）、経穴Ａｐの位置の特定を行う（図５のステップＳ１６）。ここまでで、前段工程は終了する。
【００６２】
次に、後段工程において、まず、光プローブ１０４を経穴Ａｐの位置へ配置させる（図５のステップＳ１８）。
【００６３】
次に、光源１０２が、波長５００ｎｍから波長６５０ｎｍの間で血流中のヘモグロビンのうちの酸素化ヘモグロビンの散乱光Ｌｓの信号強度ＩＳが極大値を示す波長を含む３以上の出射光Ｌｅを出射する。そして３以上の出射光Ｌｅによって得られた信号強度ＩＳに基づき、ヘモグロビンのうちの脱酸素化ヘモグロビンに対する酸素化ヘモグロビンの比率を示す自律神経活性度指数ＮＡを演算する。
【００６４】
具体的には、まず、第１光源部１０２Ａを選択する（図５のステップＳ２０）。そして、第１光源部１０２Ａから出射光Ｌｅを出射させる（図５のステップＳ２２）。
【００６５】
次に、散乱光Ｌｓの受光素子１０６による受光をする（図５でステップＳ２４）。そして、第１光源部１０２Ａによる信号強度Ｉｅを演算部１２２で演算し、その値を保持する。
【００６６】
次に、今度は第２光源部１０２Ｂを選択し（図５のステップＳ２６でＮｏ、図５のステップＳ２８）、第１光源部１０２Ａの場合と同様に散乱光Ｌｓの受光をする。そして、第２光源部１０２Ｂによる信号強度Ｉｄを演算部１２２で演算し、その値を保持する。これを、第５光源部１０２Ｅまで繰り返す（即ち、光源１０２が、波長５００ｎｍから波長６５０ｎｍの間で異なる特定の波長を出射する３以上の光源部を有し、３以上の光源部が時間分割され個別に駆動される状態である）。
【００６７】
そして、第５光源部１０２Ｅによる信号強度Ｉ０を演算部１２２で演算し、その値を保持した段階で（図５のステップＳ２６でＹｅｓ）、演算部１２２で、自律神経活性度指数ＮＡを演算する（図５のステップＳ３０）。
【００６８】
次に、出力部１３２より、経穴名と自律神経活性度指数ＮＡを出力する（図５のステップＳ３２）。
【００６９】
最後に、自律神経活性度指数ＮＡより、自律神経の活性状態を判断する（図５のステップＳ３４）。
【００７０】
このように、本実施形態では、光源１０２から出射される出射光Ｌｅを生体Ｂｉの表面まで導き、かつ生体Ｂｉの内部において出射光Ｌｅが後方散乱された散乱光Ｌｓを受光する移動可能な光プローブ１０４を用い、光源１０２が波長５００ｎｍから波長５８６ｎｍまでの間の特定の波長の出射光Ｌｅを出射する構成である。このため、光プローブ１０４で受光できるのは、その特定の波長の光の侵達度と透過率と反射率とから、主に生体Ｂｉの表面から深さ１０ｍｍ未満の生体Ｂｉの内部からの散乱光Ｌｓに限定される。
【００７１】
更には、光源１０２は、上記特定の波長の出射光Ｌｅを出射する構成である。このため、抹消血流中に含まれるヘモグロビンのその波長領域における散乱光Ｌｓの信号強度ＩＳの変化を利用でき、経穴Ａｐであるか否かを信号強度ＩＳの変動で判断することが可能である。
【００７２】
また、本実施形態では、光源１０２が、特定の波長である波長５４１ｎｍの出射光Ｌｅを出射可能な第１光源部１０２Ａ、特定の波長である波長５５９ｎｍの出射光Ｌｅを出射可能な第２光源部１０２Ｂおよび特定の波長である波長５６９ｎｍの出射光Ｌｅを出射可能な第３光源部１０２Ｃの３つを有し、処理装置１０７はそれら全てを同時に駆動し、受光信号Ｓｐは同一の散乱光Ｌｓに対応して同一とされている。このため、演算部１２２では、図４（Ｂ）に示す波長５００ｎｍから波長５８６ｎｍまでの間でヘモグロビンによる散乱光Ｌｓの反射光が局所的に減少する波長領域の受光信号Ｓｐを合成することができ、信号強度ＩＳの変動を大きくすることができる。
【００７３】
なお、これに限らず、光源は、特定の波長である波長５７７ｎｍの出射光Ｌｅを出射可能な第６光源部を更に有してもよい。いずれにしても、光源部は２つ以上が好ましいが、１つだけであってもよい。あるいは、処理装置は、いずれかの光源部だけを駆動してもよいが、第１光源部、第２光源部、第３光源部、第４光源部および第６光源部のうちの２つ以上を同時に駆動するようになっているのが好ましい。勿論、自律神経活性度指数ＮＡを演算する際と同様にして、光源部を個別に駆動して、それぞれの散乱光Ｌｓに基づいて信号強度ＩＳを観察して、経穴Ａｐの位置の特定をしてもよい。
【００７４】
また、本実施形態では、自律神経活性度指数ＮＡの変化により、生体Ｂｉの自律神経の活性状態を判断する際は、光源１０２は、波長５００ｎｍから波長６５０ｎｍまでの間で血流中の酸素化ヘモグロビンの散乱光Ｌｓの信号強度ＩＳが極大値を示す波長を含む５つの出射光Ｌｅを出射する。この場合であっても、光プローブ１０４で受光できるのは、主に生体Ｂｉの表面から深さ１０ｍｍ未満の生体Ｂｉの内部からの散乱光Ｌｓに限定することができる。
【００７５】
更には、処理装置１０７は、５つの出射光Ｌｅによって得られた信号強度ＩＳに基づき、ヘモグロビンのうちの脱酸素化ヘモグロビンに対する酸素化ヘモグロビンの比率を示す自律神経活性度指数ＮＡを演算する。即ち、本実施形態では、波長５００ｎｍから波長６５０ｎｍまでの間で、酸素化ヘモグロビンの散乱光Ｌｓの信号強度ＩＳの極大値を示す波長について評価してその結果を出力し、その変化を判断することができるので、交感神経の活性状態を数値化でき自律神経の活性状態が判断可能である。
【００７６】
なお、本実施形態では、生体情報計測処理装置１００が自律神経の活性状態を判断するのに、必ず、経穴Ａｐの位置を特定していた。しかし、必ずしもこれに限定されるものではなく、他の手法で経穴Ａｐの位置を特定した後に、生体情報計測処理装置１００で自律神経の活性状態を判断してもよい。あるいは、生体情報計測処理装置１００で経穴Ａｐの位置の特定だけ行ってもよい。
【００７７】
また、本実施形態では、第１光源部１０２Ａと、酸素化ヘモグロビンの散乱光Ｌｓの信号強度ＩＳが極大値を示す波長５５９ｎｍの出射光を出射可能な第２光源部１０２Ｂと、第３光源部１０２Ｃと、第４光源部１０２Ｄと、第５光源部１０２Ｅとを有する。このため、演算部１２２は、波長５４１ｎｍ、波長５５９ｎｍ、波長５６９ｎｍ、波長５８６ｎｍおよび波長６５０ｎｍの散乱光Ｌｓをそれぞれ含む異なる５つの受光信号Ｓｐを用いて、式（６）に示すように、自律神経活性度指数ＮＡを演算することができる。この場合には、５つの受光信号Ｓｐを用い、互いの波長の間隔を広く取っているので、異なる波長とのクロストークによる測定誤差が軽減され、自律神経活性度指数ＮＡを高精度に求めることができる。
【００７８】
また、本実施形態では、処理装置１０７は、第１光源部１０２Ａ、第２光源部１０２Ｂ、第３光源部１０２Ｃ、第４光源部１０２Ｄおよび第５光源部１０２Ｅを時間分割して個別に駆動し、受光信号Ｓｐはそれぞれの散乱光Ｌｓに対応して異なる。このため、第１光源部１０２Ａ、第２光源部１０２Ｂ、第３光源部１０２Ｃ、第４光源部１０２Ｄおよび第５光源部１０２Ｅによる散乱光Ｌｓのそれぞれのスペクトルの測定値が混合することなく、安定して自律神経活性度指数ＮＡを精度よく求めることができる。なお、これに限らず、全ての光源部が同時に出射し、あるいは光源が１つのハロゲンランプとされて、受光素子に波長分光機能を持たせるようにしてもよい。あるいは、ＬＥＤを使用するのではなく、レーザーダイオードを使用してもよい。
【００７９】
また、本実施形態では、光プローブ１０４が、受光光学部１０４Ａと、リング状の出射光学部１０４Ｂと、を備え、受光光学部１０４Ａの生体側端部の直径は、１０ｍｍ未満とされている。このため、経穴Ａｐが受光光学部１０４Ａの直下に位置するときに、散乱光Ｌｓの減衰分を明確化するように増幅した状態で受光素子１０６は受光信号Ｓｐとして変換することができる。そして、受光光学部１０４Ａの生体側端部の直径Ｄは、経穴Ａｐの大きさの２倍程度である。このため、相応に、精度よく経穴Ａｐの位置を特定しながら、散乱光Ｌｓを効率的に受光素子１０６で受光することができる。なお、これに限らず、受光光学部と出射光学部とは、生体側端部で単に並んで配置されているだけでもよい。
【００８０】
従って、本実施形態によれば、安定して経穴Ａｐの位置が特定可能かつ／または経穴Ａｐ近傍で得られる生体情報の有効活用が可能である。
【００８１】
本発明について第１実施形態を挙げて説明したが、本発明は第１実施形態に限定されるものではない。即ち本発明の要旨を逸脱しない範囲においての改良並びに設計の変更が可能なことは言うまでもない。
【００８２】
例えば、第１実施形態では、光プローブ１０４の生体側端部では光ファイバーの端部が並んでいる状態であったが、本発明はこれに限定されない。例えば、図６に示す第２実施形態の如くであってもよい。第２実施形態では、光プローブ２０４が異なるだけなので、光プローブ２０４に係る部分以外の説明を省略する。第２実施形態では、光プローブ２０４の生体側端部には集光レンズ２０４Ｃが設けられている。このため、出射光Ｌｅを効果的に受光光学部２０４Ａの直下に集光でき、生体Ｂｉの内部で生じる散乱光Ｌｓを効果的に受光光学部２０４Ａに集光することができる。つまり、本実施形態では、第１実施形態に比べて、より高速かつ高精度に経穴Ａｐの位置の特定および／または自律神経の活性状態を判断することができる。なお、これに限らず、集光レンズで経穴Ａｐの像を結ばせ、その像をエリア型の受光素子で観察するようにしてもよい。
【００８３】
また、第１実施形態ではクロック発生部１０８がＣＰＵ部１２０の外側に設けられていた、本発明はこれに限定されない。例えば、図７に示す第３実施形態の如くであってもよい。第３実施形態では、クロック発生部がＣＰＵ部３２０の内部に取り込まれている。さらに、ＣＰＵ部３２０と記憶部３２８とは、第１実施形態のＣＰＵ部１２０と記憶部１２８とは異なる機能を備えている。なお、第３実施形態では、処理装置３０７以外は、第１実施形態とほぼ同様なので、符号の上１桁を変更して、処理装置３０７以外の構成については説明を省略する。
【００８４】
本実施形態では、処理装置３０７は、図７に示す如く、ＬＥＤ駆動部３１２と、光調整部３１４と、アナログ処理部３１８と、ＣＰＵ部３２０と、記憶部３２８と、入力部３３０と、出力部３３２と、を備える。第１実施形態のクロック発生部１０８で発生していたクロック信号Ｃｌｋは、ＣＰＵ部３２０の内部で発生するようにされている。そして、そのクロック信号Ｃｌｋに基づいてＣＰＵ部３２０の内部でゲート信号Ｇｃと発光信号Ｅｃとが生成される。そして、ＣＰＵ部３２０は、第１実施形態の処理装置１０７と同様に、発光信号ＥｃでＬＥＤ駆動部３１２を制御し、ゲート信号Ｇｃでアナログ処理部３１８を制御する。
【００８５】
ＣＰＵ部３２０は、図７に示す如く、演算部３２２と制御部３２４と判定部３２６とを備える。
【００８６】
演算部３２２は、経穴Ａｐの位置の特定をする際には、式（１）で示したように、単純に受光信号Ｓｐの信号強度ＩＳを求める。また、演算部３２２は、自律神経の活性状態を判断する際には、第１光源部３０２Ａ〜第５光源部３０２Ｅの５つの出射光Ｌｅによって得られた信号強度ＩＳに基づき、ヘモグロビンのうちの脱酸素化ヘモグロビンに対する酸素化ヘモグロビンの比率を示す自律神経活性度指数ＮＡを演算する。
【００８７】
制御部３２４は、前述したように、発光信号ＥｃでＬＥＤ駆動部３１２を制御し、ゲート信号Ｇｃでアナログ処理部３１８を制御する。そして、制御部３２４は、演算部３２２の動作をゲート信号Ｇｃと発光信号Ｅｃのタイミングに基づいて制御することができる。
【００８８】
判定部３２６は、経穴判定部３２６Ａと交感神経判定部３２６Ｂとを備える。経穴判定部３２６Ａは、後述する経穴特定データ記憶部３２８Ａに存在する全ての情報データと信号強度ＩＳとから、新たに演算部３２２から出力される信号強度ＩＳに対して経穴Ａｐの判断を行う。交感神経判定部３２６Ｂは、後述する神経特定データ記憶部３２８Ｂに存在する全ての情報データと自律神経活性度指数ＮＡとから、新たに演算部３２２から出力される自律神経活性度指数ＮＡに対して交感神経の活性状態の判断を行う。なお、情報データは、日時、気温、性別、年齢、体重、体温、血圧、心電図（Ｒ−Ｒ心拍変動解析データ）、生体Ｂｉにおける各経穴Ａｐの特徴情報（世界保健機関（ＷＨＯ）が認定しているだけで３００以上あるが、そのうちの３０か所以上の位置情報、鍼灸療法などによる各経穴Ａｐの反応、臓器との関係・反応など）などである。これらは、後述する入力部３３０から入力される。あるいは、適宜インターネット等から自動あるいは手動で入力される。判定部３２６での判定は、例えば、それまで経穴Ａｐ（あるいは交感神経が活性状態である）と判定された情報データと信号強度ＩＳ（あるいは自律神経活性度指数ＮＡ）と、今回の情報データと信号強度ＩＳ（あるいは自律神経活性度指数ＮＡ）との一致度を演算し、過去に求められた一致度と比較することでなされる（この場合には、一致度も記憶部３２８に記憶される）。
【００８９】
記憶部３２８は、図７に示す如く、ＣＰＵ部３２０に接続されている。記憶部３２８は、ＲＯＭやＲＡＭであり、処理装置３０７で処理するための、各種初期値、処理プログラム、演算部３２２で得られた結果、入力部３３０から入力された値などが記憶される。また、記憶部３２８は、経穴特定データ記憶部３２８Ａと、神経特定データ記憶部３２８Ｂとを備える。経穴特定データ記憶部３２８Ａは、生体Ｂｉの経穴Ａｐの位置が特定された際には、その際に得られる生体Ｂｉの情報データ及び信号強度ＩＳを逐次記憶する。神経特定データ記憶部３２８Ｂは、生体Ｂｉの交感神経の活性状態が確認された際には、その際に得られる生体Ｂｉの情報データ及び自律神経活性度指数ＮＡを逐次記憶する。
【００９０】
出力部３３２は、経穴判定部３２６Ａと交感神経判定部３２６Ｂの結果を出力する。
【００９１】
なお、経穴Ａｐの位置の特定と交感神経の活性状態についての記憶部３２８への記憶は、経穴Ａｐの位置の特定と、交感神経の活性状態の確認ができた際に、生体情報測定処理装置３００を操作する操作者が入力部３３０より、毎回指示する。これにより、経穴Ａｐの位置の特定と、交感神経の活性状態の確認をした際の全てのデータが、記憶部３２８に記憶されることとなる。この記憶ルーチンによって、判定部３２６は、経穴Ａｐの位置の特定の際には、信号強度ＩＳとともに、経穴Ａｐの位置の特定有無を判定し、出力部３３２に出力させることができる。また、自律神経の活性状態の判断の際には、自律神経活性度指数ＮＡとともに、交感神経の活性状態について出力させることができる。つまり、本実施形態では、このような自律的判定機能（ＡＩ判定機能とも称する）を補助的に備えているので、経穴Ａｐの位置の特定と、交感神経の活性状態の確認を極めて容易に行うことができる。
【００９２】
また、上記実施形態では、ヘモグロビンの散乱波長特性のうちの特徴的な波長領域だけを利用して、自律神経の活性状態の判断を可能としていたが、例えば、図８に示す第４実施形態の如くであってもよい。第４実施形態では、上記実施形態で使用していた波長領域から更に外側にある波長領域を使用して、生体Ｂｉの内部の散乱光Ｌｓに対してメラニンとビリルビンの影響を考慮した処理と出力を行う。なお、第４実施形態では、光源４０２とＣＰＵ部４２０以外は、第１実施形態あるいは第３実施形態とほぼ同様なので、符号の上１桁を変更して、処理装置４０７以外の構成については説明を省略する。
【００９３】
本実施形態では、光源４０２は、第１光源部４０２Ａ〜第５光源部４０２Ｅだけでなく、第７光源部４０２Ｇと第８光源部４０２Ｈとを有する。第７光源部４０２Ｇは、波長８１０ｎｍ（λ７）の出射光Ｌｅを出射可能なＬＥＤであり、例えば中心波長８１０ｎｍの市販ＬＥＤとされている。第８光源部４０２Ｈは、波長５００ｎｍ（λ８）の出射光Ｌｅを出射可能なＬＥＤであり、例えば中心波長５０５ｎｍの市販ＬＥＤとされている。なお、光源４０２は、処理装置４０７によって時間分割され個別にＬＥＤ駆動部４１２で駆動され、受光信号Ｓｐはそれぞれの散乱光Ｌｓに対して異なるようにされている。
【００９４】
ＣＰＵ部４２０は、図８に示す如く、演算部４２２と、付随演算部４２３と、制御部４２４と、を備える。
【００９５】
演算部４２２は、前段補正部４２２Ａを備えることが第１実施形態とは異なる。前段補正部４２２Ａは、第１光源部４０２Ａ〜第５光源部４０２Ｅによる５つの受光信号Ｓｐに対してそれぞれ信号強度ＩＳを求める際に、図４（Ａ）に基づき、波長８１０ｎｍの出射光Ｌｅによる受光信号Ｓｐの信号強度ＩＳを基準にして５つの受光信号Ｓｐの波長領域に応じた係数を乗じる。そして、信号強度ＩＳそれぞれに対して生体Ｂｉの内部のメラニン色素の影響を補正する。メラニンは、図４（Ａ）で示す波長領域で、波長が大きくなるにつれ信号強度Ｉがなだらかに大きくなる特徴を有する。
【００９６】
具体的な係数を、式（６）〜（１２）で示す。なお、本実施形態においては、受光信号Ｓｐから得られた信号強度ＩＳの実測値に符号rをそれぞれ付す（なお、信号強度Ｉｇ、Ｉｆはそれぞれ第７光源部４０２Ｇ、第８光源部４０２Ｈを駆動することによって得られる）。
Ｉｇ＝Ｉｇｒ＊（１＋０）                                   （６）
Ｉ０＝Ｉ０ｒ＊（１＋０．３２）                             （７）
Ｉａ＝Ｉａｒ＊（１＋０．４５）                             （８）
Ｉｃ＝Ｉｃｒ＊（１＋０．４８）                             （９）
Ｉｄ＝Ｉｄｒ＊（１＋０．５０）                             （１０）
Ｉｅ＝Ｉｅｒ＊（１＋０．５４）                             （１１）
Ｉｆ＝Ｉｆｒ＊（１＋０．６２）                             （１２）
【００９７】
これらの値を式（５）に代入することで、演算部４２２は自律神経活性度指数ＮＡを求める。
【００９８】
付随演算部４２３は、第７光源部４０２Ｇの出射光Ｌｅによって得られた信号強度ＩＳに対する第８光源部４０２Ｈの出射光Ｌｅによって得られたビリルビン濃度指数ＢＣを求める。ビリルビンは、図４（Ａ）に示す如く、波長４５５ｎｍで信号強度Ｉが最小値を取り、それ以降はなだらかに信号強度Ｉが大きくなる特徴を有する。ビリルビン濃度指数ＢＣは、生体Ｂｉが健康な状態にあるのか、肝機能や腎機能に何らかの異常があるかを判定するのに役立つ。即ち、本実施形態では、ビリルビン濃度指数ＢＣの値を参照することで、自律神経活性度指数ＮＡによる自律神経の活性状態の判断の際に、誤った判断を下すことを防止することができる。つまり、ビリルビン濃度指数ＢＣを求めることで、自律神経活性度指数ＮＡがビリルビン濃度指数ＢＣに影響されているか否かを判定でき、自律神経の活性状態の判断精度を向上させることができる。具体的に、ビリルビン濃度指数ＢＣは、式（１３）で求めることができる。
ＢＣ=(ln(I0/I0)-ln(I0/If))-(ln(I0/I0)-ln(I0/Ia))
-(ln(I0/I0)-ln(I0/Ib))-(ln(I0/I0)-ln(I0/Ia))         （１３）
【００９９】
なお、入力部４３０からは、メラニンの影響の補正有無、ビリルビン濃度指数ＢＣの表示有無を、選択指示可能となっている。そして、出力部４３２では、メラニンの補正有無と、ビリルビン濃度指数ＢＣの表示有無が行われる。
【０１００】
従って、本実施形態では、自律神経活性度指数ＮＡに対してメラニンの影響の補正を行い、かつビリルビン濃度指数ＢＣを参照するので、自律神経の活性状態をより正確に判断することができる。なお、本実施形態では、メラニンの影響の補正とビリルビン濃度指数ＢＣの算出をセットにしていたが、必ずしもセットで行う必要はない。また、メラニンの影響の補正を行わず、かつビリルビン濃度指数ＢＣを求めなければ、第７光源部によって得られる信号強度Ｉｇを第５光源部によって得られる信号強度Ｉ０として流用してもよい。
【０１０１】
また、上記実施形態では、自律神経活性度指数ＮＡを求めるために、第１光源部〜第５光源部までを使用していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、光源が、第２光源部、第３光源部、第４光源部および第５光源部を有する際に、演算部は、波長５５９ｎｍ、波長５６９ｎｍ、波長５８６ｎｍおよび波長６５０ｎｍの散乱光Ｌｓをそれぞれ含む異なる４つの受光信号Ｓｐを用いて自律神経活性度指数ＮＡを演算してもよい。その際の係数Ａ、Ｂ、Ｃと信号強度Ｉａ、Ｉｃ、Ｉｄ、Ｉｅ、Ｉ０との関係を式（１４）〜（１６）で示す。
A=ln(I0/Ia)-ln(I0/Ic)                                      （１４）
B=ln(I0/Id)-ln(I0/Ic)                                      （１５）
C=ln(I0/I0)-ln(I0/Ic)                                      （１６）
【０１０２】
よって、自律神経活性度指数ＮＡは式（１７）で、求めることができる。
NA=(B/A)/C
=(ln(I0/Id)-ln(I0/Ic))/(ln(I0/Ia)-ln(I0/Ic))
/(ln(I0/I0)-ln(I0/Ic))                                 （１７）
【０１０３】
この場合には、使用する光源部を少なくでき、かつ測定時間を短縮でき、上記実施形態よりも生体情報計測処理装置を低コスト化することが可能である。
【０１０４】
あるいは、光源が第１光源部、第２光源部および第５光源部を有する際に、演算部は、波長５４１ｎｍ、５５９ｎｍおよび波長６５０ｎｍの散乱光Ｌｓをそれぞれ含む異なる３つの受光信号Ｓｐを用いて自律神経活性度指数ＮＡを求めてもよい。その際の自律神経活性度指数ＮＡは式（１８）で、求めることができる。
NA=(ln(I0/Id)-ln(I0/Ie))/(ln(I0/I0)-(ln(I0/Ie)+ln(I0/Id))/2)      （１８）
【０１０５】
この場合には、使用する光源部をさらに少なくでき、かつさらに測定時間を短縮でき、上記実施形態よりも生体情報計測処理装置を更に低コスト化することが可能である。
【０１０６】
なお、上記実施形態において、波長５４１ｎｍの出射光Ｌｅを出射可能な第１光源部の代わりに、波長５７７ｎｍの出射光Ｌｅを出射可能な第６光源部を使用してもよい。
【０１０７】
また、上記実施形態においては、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、発光時間Ｔｅは３ｍｓｅｃであったが、本発明の適用はこれに限られない。例えば、発光時間Ｔｅが１ｍｓｅｃであってもよい。その際には、発光時間Ｔｅとゲート時間Ｔｇとを１ｍｓで同一とし、第１光源部〜第５光源部の発光時間Ｔｅそれぞれで１ｍｓの時間を空け、繰り返し時間Ｔｓを１０ｍｓ、そして第１光源部〜第５光源部それぞれを１０回駆動し、信号強度ＩＳを求めるようにしてもよい。あるいは、発光時間Ｔｅとゲート時間Ｔｇとを２ｍｓで同一とし、第１光源部〜第５光源部の発光時間Ｔｅそれぞれで時間を空けずに、繰り返し時間Ｔｓを１０ｍｓ、そして第１光源部〜第５光源部それぞれを１０回駆動し、信号強度ＩＳを求めるようにしてもよい。もちろん、クロック信号Ｃｌｋは１ｋＨｚでなくてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明は、経穴を利用した未病の診断やホメオスタシスの状態を観察するのに好適である。そして、本発明は、鍼灸療法における効果についての科学的エビデンスを明らかにできる可能性があり、今後の鍼灸療法技術の発展と普及に寄与できる。
【符号の説明】
【０１０９】
１００、３００、４００…生体情報計測処理装置
１０２、３０２、４０２…光源
１０２Ａ〜１０２Ｅ、３０２Ａ〜３０２Ｅ、４０２Ａ〜４０２Ｅ、４０２Ｇ、４０２Ｈ…光源部
１０４、２０４、３０４、４０４…光プローブ
１０４Ａ、２０４Ａ…受光光学部
１０４Ｂ、２０４Ｂ…出射光学部
１０６、３０６、４０６…受光素子
１０７、３０７、４０７…処理装置
１０８…クロック発生部
１１０…発光信号生成部
１１２、３１２、４１２…ＬＥＤ駆動部
１１４、３１４、４１４…光調整部
１１６…ゲート信号生成部
１１８、３１８、４１８…アナログ処理部
１２０、３２０、４２０…ＣＰＵ部
１２２、３２２、４２２…演算部
１２４、３２４、４２４…制御部
１２８、３２８、４２８…記憶部
１３０、３３０、４３０…入力部
１３２、３３２、４３２…出力部
２０４Ｃ…集光レンズ
３２６…判定部
３２６Ａ…経穴判定部
３２６Ｂ…交感神経判定部
３２８Ａ…経穴特定データ記憶部
３２８Ｂ…神経特定データ記憶部
４２２Ａ…前段補正部
４２３…付随演算部
Ａｐ…経穴
Ａｓ…調整信号
ＢＣ…ビリルビン濃度指数
Ｂｉ…生体
Ｃｌｋ…クロック信号
Ｄｃ…駆動電流
Ｅｃ、Ｅｃ１〜Ｅｃ５…発光信号
Ｇｃ、Ｇｃ１〜Ｇｃ５…ゲート信号
Ｇｂｉ…ビリルビンの散乱光強度曲線
Ｇｄｏ…脱酸素化ヘモグロビンの散乱光強度曲線
Ｇｍｅ…メラニンの散乱光強度曲線
Ｇｏｘ…酸素化ヘモグロビンの散乱光強度曲線
Ｉ、Ｉ０、Ｉａ〜Ｉｆ、ＩＳ…信号強度
Ｌｅ…出射光
Ｌｓ…散乱光
ＮＡ…自律神経活性度指数
Ｓｃ…クロック制御信号
Ｓｅ…ドライバ制御信号
Ｓｇ…ゲート制御信号
Ｓｐ…受光信号
Ｓｓ…デジタル受光信号
Ｔｅ…発光時間
Ｔｇ…ゲート時間
Ｔｓ…繰り返し時間
λ、λ１〜λ７…波長
【図１】
2020199225.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2020199225.tif 000008
【図７】
2020199225.tif 000009
【図８】
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