(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に光を照射するための光照射器、
前記光照射器から照射され前記被検体内を伝播した光信号を検出する光検出器、
前記光検出器で得られた前記光信号を記憶する記憶部および
前記記憶部から得られた前記光信号の現在値表示し、事前に決定した前記光信号の目標値を表示し設定することが可能な入出力表示器を有し、
前記光信号の現在値が前記目標値に達するまで前記被検体の意思を誘導するため、前記現在値を前記入出力表示器によって前記被検体に帰還することで、前記現在値を更新させるように構成されたことを特徴とする生体光計測装置を用いた意志誘導装置。
【請求項２】
前記入出力表示器は前記目標値および前記現在値を同一画面上に表示することを特徴する請求項１記載の意志誘導装置。
【請求項３】
被検体に光を照射するための光照射器、
前記光照射器から照射され前記被検体内を伝播した光信号を検出する光検出器、
前記光検出器からの信号を処理する信号処理装置および
処理された前記信号を表示する表示装置を有する生体光計測装置において用いられるプログラムであって、
コンピュータに
前記光検出器で検出された光信号の強度を表す駒の像を送出する工程、
前記光信号の強度の度合いを目視的に確認するための前記駒の位置を表示する表示アレーを前記表示装置に出力する信号を送出する工程、
前記表示アレー中に目標位置を送出する工程、
前記光検出器からの信号レベルに応じて前記駒の現在地を表示する信号を送出する工程、
前記光強度に応じて駒の進める量を判定する判定信号を送出する工程、
前記判定信号に従い現在位置の駒を移動し表示する信号を送出する工程
を実行させるためのプログラム。
【請求項４】
駒の位置度合いを表わす表示アレー画面、
前記表示アレー画面中に駒の現在地を表示する画面、
前記駒の位置すべき目標位置を表示する画面、
検体に光を照射し受光した光強度に応じて駒の進める量を判定する判定器および
前記判定に基づき前記表示アレー中の現在地を変更する命令を出す制御部を有することを特徴する生体光計測装置を用いた入出力装置。
【請求項５】
被検体に光を照射するための光照射器、
前記光照射器から照射され前記被検体内を伝播した光信号を検出する光検出器、
前記光検出器からの信号を処理する信号処理装置および
処理された前記信号を表示する表示装置を有する生体光計測装置において用いられ、
前記光検出器で検出された前記光信号の強度を表す駒の像を送出する工程、
前記光信号の強度の度合いを目視的に確認するための駒の位置を表示する表示アレーを前記表示装置に出力する信号を送出する工程、
前記表示アレー中に目標位置を送出する工程、
前記光検出器からの信号レベルに応じて前記駒の現在地を表示する信号を送出する工程、
前記光強度に応じて駒の進める量を判定する判定信号を送出する工程、
前記判定信号に従い駒の現在位置を移動し表示する信号を送出する工程を有することを特徴とする生体光計測装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
光を用いて生体内代謝物質の濃度もしくは濃度変化を計測する装置を用いて生体のからの信号を制御する装置に関する。
背景技術
光計測装置を用いて、検体の特性の変化を測定する装置に付いては、特開平９−９８９７２号に開示がある。また、検体の状態を監視し、所定の値以上の変化が発生した場合に警報を発する装置についても、特開平９−１４９８９４号に開示がある。
従来の生体に関わる信号取得装置では、生体の測定対象となる組織に反応する波長のプローブ光を照射し、生体を通ったプローブ光の変化を検出しその変化が所定の値を超えた際に何等かの信号を送出する構成が示されていた。しかし、生体の意志を補助するための構成については何ら開示が無い。
この計測装置は、光照射手段および光検出手段として光ファイバー代表にされる光学素子を生体の皮膚上に装着する。しかし装着場所が頭部である場合、頭髪を掻き分けて頭皮上に装着する必要がある。頭皮上に素子を装着することが可能な構成が必要であった。
発明の開示
本発明では以下の２つの手段を設ける。
第一に、検体の意志を引き出すために、検体から得られる信号レベルと、得たい信号レベルを表示装置に表示しまたは、音により検体へ告知し、これに基づいて検体が変化した状態を検出し再度検体へ告知する。このように得られた信号を検体である生体へ帰還することにより、目標値へ達する如く生体の意志引き出しのための補助を行う構成を可能とする装置。
第二は、本装置において、簡単に光の照射と検出を実施することが可能な光照射装置および検出装置を本発明で提供する。本発明では、照射用の光源と検出用のセンサーを頭皮上に装着する必要がある。従来の脳機能計測法では、これらを総称したセンサーの取付は非常に煩雑であり、検査技師に代表される専門家が対応していた。しかし、本計測法を広く普及させるためには、より容易なセンサーの装着方法を開発する必要があった。本発明では、市販されているヘヤーバンド、カチューシャ、ヘヤピンに代表される頭髪の固定具に着目し、これら固定具の内部に生体へ光を照射する光源と生体を伝播した光を検出することが可能なセンサーを組み込み、取扱いが容易で、多くの人の頭部に装着することが可能な素子を提供する。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明に基づく光計測装置を用いた意志誘導装置及び入出力装置並びに記録媒体の基本的な構成図である。図２は、生体内の光の伝播経路である。図３は、脳の機能を賦活し、検出する光の強度を変化することが可能なタスクの一例である。図４は、脳内を伝播した信号光強度変化の時間依存性を評価した結果である。図５は、視覚的な目標値の設定方法である。図６は、圧力波を用いてヒトの聴覚を刺激することが可能な計測システム▲１▼である。図７は、圧力波を用いてヒトの聴覚を刺激することが可能な計測システム▲２▼である。図８は、バイブレータを用いて、脳内の血液量の変化を検体へ提示する方法である。図９は、図６、図７、図８に示した圧力波発生方式における、検出光強度に相当する圧力波の刺激方法と目標値に相当する圧力波の刺激方法である。図１０は、信号処理システム１４の内部構成図の実施例である。図１１は、検体へ光を照射する方法である。図１２は、図１１に示した固定具の内部構造の実施例である。図１３は、固定具として、「カチューシャ」を使用した場合の実施例である。図１４は、カチューシャ内部の電気・電子回路の構成図の実施例である。図１５は、遊戯器の実施例である。図１６は、すごろくの進め方である。図１７は、病室での利用例である。図１８は、訓練画面の実施例である。図１９は、図１８のアルゴリズムの例である。図２０は、光照射手段を２箇所設けた計測方法の実施例である。図２１は、図２０に示した計測方法の実施例である。図２２は、光計測装置を用いた意志誘導装置及び入出力装置並びに記録媒体の構成図である。
発明を実施するための最良の形態
実施例１
図１に本発明の一実施例である計測方法の基本的な構成図を示す。１１は、計測に使用する光照射手段である。この光照射手段は、１２に示した検体の皮膚上に接触している。１１に示した光照射手段は、半導体レーザ、ガスレーザ、自由電子レーザ、ランプ、蛍光灯、発光ダイオードに代表される光源と、光ファイバに代表される光導波路から構成されている。但し、半導体レーザ、ガスレーザ、自由電子レーザ、ランプ、発光ダイオードに代表される光源を用いた光照射手段は、検体上に接触している構造でも構わない。１３は、生体内を伝播した光を検出することが可能な、フォトダイオード、光電子増倍管に代表される素子を用いた光検出手段を示す。生体の皮膚上に、これらに代表される光検出手段を配置する構造でも構わないし、１１に示した光照射手段と同様に、光導波手段を用いて生体の皮膚上と光検出手段の間に光導波路を設けていても構わない。１１に示した光照射手段と１３に示した光検出手段は、信号処理装置１４に接続されている。信号処理装置１４の構成は後述する。検出される信号光強度は、１５に示した信号出力コネクタと１６に示した信号入力コネクタを介して、１７に示した表示装置へ伝送される。この表示装置は、検出光強度とその目標値を表示する機能を有する。この目標値は信号処理装置（１４）を用いて任意の値に設定することが可能である。また、図中に示した検出光強度および目標値は、同一の表示装置上に表示されている、異なる表示装置上に表示されていても良い。
図２に、頭の内部構造とその光伝搬経路を示す。脳の構造は、皮膚上から、頭皮（２１）、頭蓋骨（２２）、脳脊髄液層（２３）、大脳皮質（２４）などから構成されている。これらの厚みは個人差があるが、成人の場合、大脳皮質は頭蓋骨の内側に存在し、頭皮から深さは１５ｍｍ程度である。光照射手段２５から照射された光は生体組織により散乱される。ここで、計測に使用する光は、生体組織透過性が高い近赤外光である。光検出手段２６を光照射手段２５から約３０ｍｍ離れた場所に配置した場合、光検出手段２６に到達する光は、大脳皮質を経由する（光の伝播経路：２７）。この大脳皮質は、運動、感覚、言語に代表される高次脳機能が集中している組織であり、脳の活動に伴い血液量が増減する。計測に使用する近赤外光は血液中のヘモグロビンにより吸収されるため、光検出手段２６に到達した光の強度は脳の活動に伴い増減する。
図３に、脳の機能を賦活し、検出する光の強度を変化することが可能なタスクの一例を示す。図３では、右手をじゃんけんの「グー」（３１）の状態にした場合と「パー」にした場合（３２）の図を示している。これを交互に繰り返す。即ち、「グー」と「パー」の状態を交互に行う。このタスクを用いると、ヒトの指の機能を司るヒト運動野を賦活できる。
図４に、図１、図２、図３に示した方法を用いて脳内を伝播した検出光強度の時間依存性を示す。計測を開始した後、図３に示した「グー」と「パー」の指運動を実施した。また、図１に示した光照射手段（１１）と光検出手段（１３）は、検体上の頭皮上に３０ｍｍ間隔で設置した。表示装置（４１）上には、信号光強度の時刻依存性を表示することが可能な画面が表示されている。また、その画面上には、信号光強度変化の「目標値」（４２）が設定されている（図４では、破線で示している）。計測開始後検体者はこの目標値を到達することを意志として運動を実施し、この「目標値」へ到達するように指の運動を行う。本実施例では、脳内の血液量やその変化量の目標値が明示されているため、どのぐらいがんばって「グー」と「パー」の指の運動を繰り返せば、目標値に到達するのかが明確になる。即ち、脳内の血液量の変化をプローブとして光照射手段（１１）と光検出手段（１３）用い選られた信号強度を処理し表示装置に表示する検体者はこれを見て、目標に達していなければより意志を強めることにより脳内の血液量を上昇させて目標値に達するものである。このような意思を誘導することが可能な計測システムを用いると、脳の活動に伴う血液量変化に依存した検出光量の変化を検体が把握することが可能になるため、検体が意志を伝達することが容易になる。
実施例２
図５に、本発明の一実施例に基づく、視覚的な目標値の設定方法を示す。５１は、ディジタル方式である。計測値と目標値がそれぞれディジタル表示されている。計測値として表示される値（５１では「８８」という値）は、計測開始後逐次変化していく。一方、目標値は計測開始前に設定され、計測中同一値が表示されている。５１では、「９５」という目標値が表示されている（５２には、スピードメーターの形状を模擬した計測値と目標値の表示方法を示してい）。５３は、５１で示した計測値を表示することが可能な指示具を示す。一方、５４は、５１に示した目標値を指し示すことが可能な指示具である。これらの計測値と目標値は、針式メーター（モーターを用いて実際に機械的に針が動く形状）を用いて呈示する方法であっても良いし、コンピューターグラフィックスを用いて表示する方法であっても構わない。
図６に、圧力波を用いてヒトの聴覚を刺激することが可能な計測システムを示す。光照射手段６１および光検出手段６２を用いて生体へ光を照射し、生体内を伝播した光の強度を検出する。図１に示した実施例と同様に信号処理器６３を用いて検出した信号を処理する。図１に示した実施例と本実施例の差異は、検出光強度に依存した圧力波を発生することが可能な装置６４（本実施例では、スピーカー）を有することにある。本実施例を用いること、視覚に障害を有する検体または生体であっても、脳内の血液量の増減を検出することで意志の伝達が可能になる。
実施例３
図７は、図６に示した方法の変形の一例である。本実施例では、圧力波の発生手段として、ヘッドフォン７１を用いている。図６に示した実施例では、脳内の血液量の増減に応じた圧力液を検体が正しく聞き取ることが不可能な場合がある。例えば、周囲の雑音の音量が大きい場合である。本実施例では、ヘッドフォンを用いているため、周囲の雑音を遮蔽することが可能である。
図８に、圧力波の発生手段としてバイブレータを用いて、脳内の血液量の変化を検体へ提示する方法を示す。信号処理装置８１へ到達した検出光強度を用いて、バイブレータ８２を制御する。バイブレータは検体上の任意の場所に接触させてよい。本実施例を用いることで、生体の触覚を刺激することが可能になる。
図９に、図６、図７、図８に示した圧力波発生方式における、検出光強度に相当する圧力波の刺激方法と目標値に相当する圧力波の刺激方法を示す。９０は圧力波の周波数を変調して、圧力波を検体へ呈示する場合の刺激回数の時刻依存性を示している。９１に示したｆ１、ｆ２、ｆ３は検出した信号光強度に相当する周波数であり、一定の相関を有する。一方、ｆｘは、目標値に相当する周波数である。それぞれを一定の間隔で、検体へむけて圧力波を発生する。検体は、例えば、図３に示したタスクシーケンスに応じてｆ１、ｆ２、ｆ３をｆｘに近づくように、脳内の血液量を変化させる。一方、９２は、検出光強度に応じて圧力波の強度を変化させる方式を示す。計測値に相当する圧力波の強度と目標値に相当する圧力波の強度を交互に変化させることで、検体は目標値への到達度合いを把握できる。図１０に、図１に示した計測システムにおいて、信号処理システム１４の内部構成図の実施例を示す。１００は、中央制御装置（ＣＰＵ）である。１０１は光照射手段の光量を制御する装置である。一例として、パルスレーザの強度制御装置や、連続光（ＣＷ）の強度変調器が挙げられる。１０２は、光照射手段への接続コネクタである。１０３は、光検出手段とのコネクタであり、１０４はその電気的信号を処理するフィルター、ロックインアンプ、オペアンプ、アナログ・ディジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）に代表される電子回路から構成される。処理した信号は、１０５に示した画像処理装置で画像信号化され、端子１０６から出力される。また、１０７、１０８はそれぞれ、固定ディスク、メモリーであり、これらは１００に示した中央制御装置と有線もしくは無線の形態で接続されている。これら固定ディスク、メモリーを接続することで、例えば、以下の例に代表される情報を一時的、もしくは永久にストアすることが可能になる。光照射手段に関連する情報としては、光照射手段の光量、パルスレーザのパルス幅や発振間隔が挙げられる。次に、検出光強度に関連する情報としては、生体組織を透過した光の強度およびその時刻が挙げられる。次に、画像処理装置１０５を用いた画像信号に関しては、表示装置上に表示する信号光強度およびその時刻、また表示画面に設定する目標値が挙げられる。なお、１０７、１０８に示した固定ディスク、メモリーにストアされる情報は上述したパラメータの限りでは無い。
実施例４
図１１は眼鏡のフレームに似た形状をしている固定具（１１１）を使用した場合を示している。本実施例の場合、固定具は検体（１１２）の耳（１１３）により固定されている。固定具の表面には、一対以上の光照射装置（１１４）と光検出装置（１１５）が配置されている。光照射装置から照射され、光検出装置に到達する光の、生体内部の伝搬経路（１１６）を図中に示す。
図１２に、この固定具の内部構造の実施例を示す。生体の表面は一般に局面から構成されており、その形状は人によって千差万別である。そこで、できるだけ多くの人に装着可能な固定具の構造であることが必要である。本実施例で示した固定具は、全てフレキシブル（可とう性に富む）な材料から構成されている。固定具本体（１２１）は、ゴム、プラスチックに代表される樹脂材料から構成されている。この固定具の中に光照射装置（１２２）と光検出装置（１２３）が埋め込まれている。固定具本体、光照射装置、光検出装置は、血液量が変化する領域（１２４）に近接している。光照射装置を駆動させるために使用する電源（１２５）も、本固定具内に埋め込まれている。この電源の形態は任意である。例えば、乾電池やボタン電池の様に、使用して電力が枯渇したら取り替えるタイプの電源であっても構わないし、太陽電池に代表される、外部エネルギーを変換することで駆動される電源であっても構わない。この電源と光照射装置は、形状の変形がフレキシブルな電気素子（１２６）を用いて結合する。光検出装置（１２３）により検出された光は、光の強度は電気信号に変換される。この電気的な信号は図１に示した実施例の場合、光ファイバを用いて検出する。この実施例に示した方法以外に、図１２に示した電波を用いる方法が挙げられる。本実施例では、電波受送信装置（１２７）も固定具の内部に埋め込まれている。本方法を用いることで、図１に示した光ファイバが不要になり、検体は電波が届く範囲で動くことができる。このため、計測条件はより有利になる。本実施例に示した照射点と検出点の対の数は１である。本実施例以外にも、照射点と検出点の個数は任意の個数で良い。
実施例５
図１３に固定具として、「カチューシャ」（１３１）を使用した場合の実施例を示している。カチューシャは、一般に女性がヘアスタイルを整えるために使用するものである。カチューシャは、樹脂表面に突起物が存在する。このため、装着すると、突起物が検体（１３２）の頭皮に直接、接触する。光を生体組織に照射する場合、髪の毛により光が吸収され、光の照射効率や検出効率が低下することがしばしば発生する。本実施例に拠れば、髪の毛がある人でも、カチューシャを使用することで、光を効率良く照射したり検出することが可能になる。
図１４に、カチューシャ（図１３）内部の電気・電子回路の構成図の実施例を示す。光照射装置への電源や光検出装置からの電気的信号の伝送には、形状をフレキシブルに変化することが可能な伝送回路（１４１）を使用する。本実施例に示したカチューシャ内部の照射装置（１４２）と検出装置（１４３）は各々２つずつである。これらの個数は任意である。カチューシャの先端は頭皮に接触している。
実施例６
図１５に、上述した手段を用いた遊戯器（すごろく）の実施例を示す。光照射手段及び光検出手段（１５０）を装着したプレーヤ（１５１）は、表示装置（１５２）を注視している。１５０は、信号処理装置（１５３）を介して、表示装置（１５２）に接続している。表示装置上には、以下の項目が表示される。まず、駒の位置を表示する表示アレー（１５４）が存在する。本実施例の場合、スタートとゴールの間に、合計９つの表示場所が存在する。本実施例の図面上では、左から起算して４つ目の場所が黒く反転している。これは、この場所に駒が存在していることを示している。「現在値」（１５５）とは、その時刻毎の検出光強度を示している。また、「目標値」（１５６）は、制御装置が指令した検出光強度の範囲を規定するものである。また、判定値（１５７）（図中で、＋２、＋１、０、−１と表示されている）は、検出光強度に応じて、進めるコマ数を示すものである。
図１６を用いて、このゲームの進め方を説明する。まず、ゲームを開始する。まず、プレーヤーへリラックスするようにメッセージが呈示される。例えば、１０秒間、プレーヤーは安静な状態をとる。次に、目標値が設定される。目標値には、或る一定の幅が有る。この目標値の設定方法は、任意である。一例として、乱数を用いて設定する。次に、画面上に、計測の開始を示すメッセージが表示され、計測を開始する。プレーヤは、例えば図３に示した手の運動を行い、検出光速度を制御する。検出光強度は、図１５に示した「現在値」の値として、バー上に表示される。この「現在値」が或る範囲を有する「目標値」の間に、２０秒間あった場合、１０秒間あった場合は、それぞれコマを例えば、２コマ、１コマ進める。また、６０秒間計測しても、時間依存性を有する「現在値」が、「目標値」の値の間に５秒以下しか存在しなければ、２コマ戻す。最後に、ゴールにコマが到達していれば、ゲームを終了し、そうでない場合は、ゲームを継続する。以上の実施例で示した、時間（秒数）は一例であり、ゲームのプレーヤ毎に任意に設定しても構わない。このゲームの進め方を記述しているプログラムは、例えば、図１０に示した装置構成の場合、図１０中に示した
信号処理システムの場合、１０７、１０８に示した固定ディスク、メモリーにストアされており、１００に示した中央制御装置を用いて制御される。また、１０７、１０８に示した固定ディスク、メモリーには、「現在値」（１５５）、「目標値」（１５６）、判定値（１５７）に代表されるゲームを進行する上で必要な情報が保存されている。
実施例７
図１７に、図１に示した光計測装置の応用例として、病室での利用例を示す。本実施例では、図１に示した光計測装置を用いて、ナースコールと病室に有るテレビのスイッチのオンを一つの計測装置で実施することが可能な、光計測装置の実施例を示す。１７１は、表示画面である。表示画面上には、検出光強度の「現在値」を表示するバーと、「目標値設定バー」が存在する。目標値設定バーには、「看護婦さんが来ます」と表示された領域と、「ＴＶスイッチをＯＮにします」と表示された領域が、それぞれ独立して存在する。検体または検体者は、例えば、図３に示した「グー」と「パー」の状態を交互に示す手の運動を行い、脳機能を賦活させる。この結果、検出光強度が変化する。もし「看護婦さんが来ます」の領域にある一定時間（例えば、１０秒間）生体組織透過光強度が固定できれば、ナースコールを発生する。また、「ＴＶスイッチをＯＮにします」と表示されている領域に検出光強度を固定できれば、リレーを通じてＴＶスイッチをＯＮにする。
さて、図１に示した実施例を実施するにあたって、各検体または検体者毎に、また、賦活させる脳機能毎に、検出光強度の時間依存性は異なる。このため、図１５に示した実施例などを実施する前に、検体（プレーヤ）は、検出光強度変化の時間依存性を把握する必要がある。この目的を実現するための、訓練画面の実施例を図１８に示す。ディスプレー（１８１）の中に、練習画面であることを提示するメッセージ（１８２）が提示される。ここでいう「練習」とは、任意の手段により、脳機能を活性化させ、検出光強度を変化させることである。練習開始を伝達するメッセージ（１８３）が表示され、計測量表示画面に計測量（１８４）が表示される。また、目標値（１８５）が表示されている。表示されている計測量は、１秒ごとに更新される。
図１９は目標値の設定手順の実施例を示している。訓練画面開始で、訓練の開始を指示する。訓練課題提示では、訓練するタスクの内容が提示される。訓練課題開始指令か提示されると、検体は訓練課題提示に示された課題を実行する。課題の実行に伴い、透過光強度を検出する。検出した強度の情報および検出した信号の相対時刻もしくは絶対時刻は、メモリー上に記録される。ここでいうメモリーとは、記憶保持動作が必要な随時書き込み読み出しメモリー（ＤＲＡＭ）に代表されるメモリーでも良いし、固定ディスクを用いたスワップメモリーでも良い。設定強度に到達した場合、計測を終了する。また、一定時間が経過した場合（計測時間完了）も、計測を終了する。計測期間中に得られた信号光強度変化の時刻依存性を、各個人における信号光強度変化の固有特性を把握することが可能になる。即ち、個人差を把握することが可能になる。計測が完了したことを表示し（計測時間完了）、訓練画面を終了する（訓練画面終了）。
図１では、一つの光照射手段と一つの光検出手段を検体の上に配置した。この場合、体動（からだの動き）などにより、検出される生体組織透過光強度が脳の活動以外の原因によって変動することがありえる。そこで、図２０に、この問題点を改善することが可能な計測手段を示す。図２０に示した様に光照射手段を２箇所設ける。例えば、右手の「グー」と「パー」を繰り返して行う場合（右手の運動野を賦活させる場合）、一般的に左半球に存在する運動野が賦活する。そこで、この脳活動を検出することが可能な光照射手段と光検出手段（Ｓ１）を、左半球に存在する運動野上に配置する（２０１）。一方、この配置場所と中心対称の場所（右半球状の運動野上）にも、同様な光照射手段と光検出手段を配置する（Ｓ２）（２０２）。信号処理装置（２０３）では、Ｓ１とＳ２の差分を計算し、画像表示装置（２０４）へ転送する。表示装置（２０４）では、この差分値を表示する。
図２１に、左右の信号光強度の時刻依存性を評価した結果（２１１）と、その左右差分を評価した結果を示す（２１２）。２１１では、左半球の運動野上に配置したセンサーが検出した生体組織透過光強度と右半球上に配置したセンサーが検出した生体組織透過光強度とを比較すると、左半球での生体組織透過光強度の変動が大きく、脳の活動を反映していることは分かる。しかし、計測中に頭部が動くと、この動きによる検出光の変動も検出してしまう。そこで、検出光の変動を検出し、これを差引くことで、脳活動に伴う血液量の変動を独自に検出するために、左右の信号光強度を差分した。この結果が２１２である。体動に代表されるノイズを除去して、脳活動に伴う血液量の変化を抽出することが出来る。
図２２に、本発明に基づく光計測装置を用いた意志誘導装置及び入出力装置並びに記録媒体の実施例を示す。２２１は計測に使用する光照射手段であり、これは、２２２に示した検体の皮膚上に接触している。この２２１に示した光照射手段は、半導体レーザ、ガスレーザ、自由電子レーザ、ランプ、蛍光灯、発光ダイオードに代表される光源と、光ファイバに代表される光導波路から構成されている。但し、半導体レーザ、ガスレーザ、自由電子レーザ、ランプ、発光ダイオードに代表される光源を用いた光照射手段は、検体上に接触している構造でも構わない。２２３は、生体内を伝播した光を検出することが可能な、フォトダイオード、光電子増倍管に代表される素子を用いた光検出手段を示す。生体の皮膚上に、これらに代表される光検出手段を配置する構造でも構わないし、２２１に示した光照射手段と同様に、光導波手段を用いて生体の皮膚上と光検出手段の間に光導波路を設けていても構わない。２２１に示した光照射手段と２２３に示した光検出手段は、信号処理装置２２４に接続されている。検出される信号光強度は、２２５に示した信号出力コネクタと２２６に示した信号入力コネクタを介して、２２７に示したテレビへ伝送される。このテレビ上には、チャンネル（２２８）が表示されている（図上の表示は「ＣＨ１」）。検体は、例えば、手や足を動かしたり、物事を想起することで脳の活動を活性化する。脳が活性化されると、脳内の血液量が変化するので、２２３に示した光検出装置で検出される光の強度は変化する。例えば、脳活動前の検出光強度が１であり、脳活動に伴い血液量が増加し、結果として検出光強度が減少する場合を考える。検出光強度が、例えば０．７を下回った場合、信号処理装置２２４はテレビのチャンネルを「ＣＨ１」から「ＣＨ４」へ切りかえる。本方法を用いることで、検体は、物を想起したり手を動かしたりすることで脳内の血液量を変化させ、結果として、テレビのチャンネルを切りかえることが可能になる。
産業上の利用可能性
以上示した本発明により、以下に例として示すアプリケーションが生まれる。
第一は、「遊技機」に代表されるコンピューターの入力装置である。従来の遊技機では、ジョイスティック、マウスに代表される入力装置が使用されていた。これらの入力装置は、勿論脳からの司令により手や足を動かすものであった。例えば、手や足に障害を有する人たちは、これらの入力装置を利用することが出来ない。本発明で提供する装置を利用することで、意思伝達手段が確保され、コンピューターへの入力が可能になる。
第二に、身体に障害を有している人たちが利用する事が可能なる、制御装置である。例えば、手足の動作が不自由な人が存在すると仮定する。この人たちは、たとえ「手を動かしたい」と念じても手自体を動かすことが出来ない。仮に、この人の、手を動かす神経のみが機能を失われ、脳での運動野の機能が維持されている場合は、手を動かす行為を欲することで、運動野を賦活することが可能になる。この脳機能の賦活の状態を光で検出し、検出した光量に応じて手に代る義手を制御することが可能になる。
【図１】
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【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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