(57)【要約】  観測信号から不必要成分に対応する信号を除去することができる光生体計測装置の提供。  観測信号から、不必要成分に対応する信号を除去して不必要成分除去観測信号を作成する演算部５を備える光生体計測装置１であって、演算部５は、独立成分分析によって複数の観測信号を、混合行列と、複数の独立成分信号との積に分離する混合行列作成部５１と、時間と強度との関数である複数の独立成分信号をフーリエ変換して周波数と強度との関数である複数の変換独立成分信号を作成し、各変換独立成分信号における所定の周波数帯域のパワースペクトルを各々算出するパワースペクトル算出部５２と、各変換独立成分信号における所定の周波数帯域のパワースペクトルと閾値とを各々比較することで、複数の独立成分信号の内から、不必要成分に対応する独立成分信号を見つけ出す不必要成分信号決定部５３とを備えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の皮膚表面上に配置される複数の送光プローブと、当該皮膚表面上に配置される複数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経時変化を示す観測信号を取得する送受光部制御部と、
前記観測信号から、不必要成分に対応する信号を除去することにより、不必要成分除去観測信号を作成する演算部とを備える光生体計測装置であって、
前記演算部は、独立成分分析によって複数の観測信号を、混合行列と、複数の独立成分信号との積に分離する混合行列作成部と、
時間と強度との関数である複数の独立成分信号をフーリエ変換することで、周波数と強度との関数である複数の変換独立成分信号を作成することにより、各変換独立成分信号における所定の周波数帯域のパワースペクトルをそれぞれ算出するパワースペクトル算出部と、
各変換独立成分信号における所定の周波数帯域のパワースペクトルと閾値とをそれぞれ比較することで、複数の独立成分信号の内から、不必要成分に対応する独立成分信号を見つけ出す不必要成分信号決定部とを備えることを特徴とする光生体計測装置。
【請求項２】
前記演算部は、前記不必要成分信号決定部で見つけ出された不必要成分に対応する独立成分信号に基づいて、前記混合行列における不必要成分に対応する列ベクトルに０を代入した不必要成分除去混合行列を作成する不必要成分除去混合行列作成部と、
不必要成分除去混合行列と、複数の独立成分信号とを積算することにより、複数の不必要成分除去観測信号を作成する不必要成分除去観測信号作成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。
【請求項３】
前記所定の周波数帯域は、皮膚血流を示す周波数帯域、心拍変動を示す周波数帯域、及び、脈動・呼吸を示す周波数帯域からなる群から選択される少なくとも１つの周波数帯域であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光生体計測装置。
【請求項４】
被検体の皮膚表面上に配置される複数の送光プローブと、当該皮膚表面上に配置される複数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経時変化を示す観測信号を取得する送受光部制御部とを備える光生体計測装置を用いて、前記観測信号から、不必要成分に対応する信号を除去することにより、不必要成分除去観測信号を作成する解析方法であって、
独立成分分析によって複数の観測信号を、混合行列と、複数の独立成分信号との積に分離する混合行列作成工程と、
各変換独立成分信号における所定の周波数帯域のパワースペクトルと閾値とをそれぞれ比較することで、複数の独立成分信号の内から、不必要成分に対応する独立成分信号を見つけ出す不必要成分信号決定工程と含むことを特徴とする解析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を用いて測定部位に関する経時変化を示す観測信号を取得する光生体計測装置及び解析方法に関する。特に本発明は、近赤外光を用いて非侵襲で、脳の測定部位の活動状況を計測する光脳機能イメージング装置や、生体中の測定部位の酸素消費量をモニタリングする酸素モニタとして用いられる。
【背景技術】
【０００２】
ヘモグロビン濃度が生体内部の酸素代謝機能に対応することを利用することにより、生体内部を簡便に非侵襲で計測する光生体計測方法が知られている。このような光生体計測方法では、ヘモグロビン濃度は、可視光から近赤外領域までの波長の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の量から求められる。さらに、ヘモグロビンは、酸素と結合してオキシヘモグロビンとなり、一方、酸素と離れてデオキシヘモグロビンとなる。脳内では、血流再配分作用によって活性化している部位には酸素供給が行われ、酸素と結合したオキシヘモグロビン濃度が増加することも知られている。よって、オキシヘモグロビン濃度を計測することにより、脳活動の観察に応用することができる。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、異なる２波長（例えば、７８０ｎｍと８５０ｎｍ）の近赤外光を用いてオキシヘモグロビン濃度とデオキシヘモグロビン濃度とをそれぞれ求めることができる。【０００３】
そこで、複数の送光プローブと複数の受光プローブとを有するホルダ（送受光部）を備える光計測装置が開発されている（例えば、特許文献１参照）。光計測装置では、被検体の頭皮表面上に配置した送光プローブにより、脳に近赤外光を照射するとともに、頭皮表面上に配置した受光プローブにより、脳から放出された近赤外光の光量を検出する。また、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、送光プローブと受光プローブとの間の距離（チャンネル）が一定となり、頭皮表面から特定の深度となる複数箇所の脳部位から光量（光検出信号）が得られるようになっている。【０００４】
図２は、ホルダにおける１６個の送光プローブと１６個の受光プローブとの位置関係を示す平面図である。ホルダ１１において送光プローブ１２と受光プローブ１３とが行方向及び列方向に交互となるように正方格子状に配置されている。ホルダ１１は、頭皮から脳までの距離が考慮されて設計されているため、被検体が成人であれば、送光プローブ１２と受光プローブ１３との間の距離（チャンネル）を３０ｍｍとしたものが用いられている。チャンネルが３０ｍｍである場合には、チャンネルの中点からの深度１５ｍｍ〜２０ｍｍの位置からの光検出信号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、５２箇所の脳表部位（＃１〜＃５２）に関する経時変化を示す５２個の光検出信号が得られる。なお、送光プローブ１２から照射された光は、隣接する受光プローブ１３以外の離れた受光プローブ１３でも検出されるが、ここでは説明を簡単にするため、隣接する受光プローブ１３のみで検出されることとする。【０００５】
そして、このようにして得られた５２個の光検出信号に基づいて、５２箇所の脳表部位（＃１〜＃５２）のオキシヘモグロビン濃度（観測信号）Ｘｎ（ｔ）（ｎ＝１、２、・・・５２）、デオキシヘモグロビン濃度（観測信号）、さらにはこれらから算出される全ヘモグロビン濃度（観測信号）が求められる。図３は、光生体計測装置により５２個（＃１〜＃５２）のオキシヘモグロビン濃度Ｘｎ（ｔ）が表示されたモニタ画面を示す図である。なお、１個の観測信号Ｘｎ（ｔ）における縦軸はオキシヘモグロビン濃度を示し、横軸は時間ｔを示す。【０００６】
ところで、図３に示すように表示された５２個の観測信号Ｘｎ（ｔ）は、脳賦活に伴う血流に基づく信号の他、皮膚血流や心拍変動や脈動・呼吸等の変化に基づく信号も重畳されている。
そこで、医師等の観察者は、脳虚血等の病状が生じているか否かを容易に診察することができるように、観測信号Ｘｎ（ｔ）において脳賦活に伴う血流に基づく信号と、それ以外の信号とを峻別することを視覚的評価で行っている。例えば、タスクに同期している信号のみを脳賦活信号として扱ったり、脳内の生理学的変化と考えにくい信号をアーチファクトとして処理したりする。さらに、ランダムノイズに関しては、測定の繰返し回数を多くし、積算処理によって除去している。
また、脳虚血等の病状が生じているか否かを容易に診察する他の方法として、観測信号Ｘｎ（ｔ）を一次線形モデル（ＧＬＭ）で統計解析して、基準観測信号と比較することにより、基準観測信号と観測信号Ｘｎ（ｔ）との類似性、及び、統計的有意性の評価量（Ｐ値）を統計結果として算出するようにしている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１０９９６４号公報
【特許文献２】特開２００３−２６５４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述したような視覚的評価では、歩行等の運動をタスクとして与えた場合に被検体の脳活動を測定したときに、心拍数が変化し、皮膚血流の変化に基づく信号もタスクに同期するので、タスクに同期している信号のみを脳賦活信号として扱うと、脳虚血等の病状が生じているか否かを正確に診察することができないことがあった。
また、上述したような統計解析では、観測信号Ｘｎ（ｔ）について類似性及び評価量（Ｐ値）がわかるが、観測信号Ｘｎ（ｔ）には脳賦活に伴う血流に基づく信号の他、皮膚血流や心拍変動や脈動・呼吸等の変化に基づく信号も重畳されたままであるので、脳虚血等の病状が生じているか否かを正確に診察することができないことがあった。
そこで、本発明は、観測信号から不必要成分に対応する信号を除去することができる光生体計測装置及び解析方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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、被検体の皮膚表面上に配置される複数の送光プローブと、当該皮膚表面上に配置される複数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経時変化を示す観測信号を取得する送受光部制御部と、前記観測信号から、不必要成分に対応する信号を除去することにより、不必要成分除去観測信号を作成する演算部とを備える光生体計測装置であって、前記演算部は、独立成分分析によって複数の観測信号を、混合行列と、複数の独立成分信号との積に分離する混合行列作成部と、時間と強度との関数である複数の独立成分信号をフーリエ変換することで、周波数と強度との関数である複数の変換独立成分信号を作成することにより、各変換独立成分信号における所定の周波数帯域のパワースペクトルをそれぞれ算出するパワースペクトル算出部と、各変換独立成分信号における所定の周波数帯域のパワースペクトルと閾値とをそれぞれ比較することで、複数の独立成分信号の内から、不必要成分に対応する独立成分信号を見つけ出す不必要成分信号決定部とを備えるようにしている。【００１０】
ここで、「観測信号」とは、受光プローブで検出された光検出信号であってもよく、光検出信号から算出されたオキシヘモグロビン濃度やデオキシヘモグロビン濃度や全ヘモグロビン濃度であってもよい。
また、「不必要成分に対応する信号」とは、脳賦活に伴う血流に基づく信号以外の信号のことをいい、例えば、皮膚血流に基づく信号や、心拍変動に基づく信号や、脈動・呼吸に基づく信号等のことをいう。
さらに、「所定の周波数帯域」とは、予め設定される任意の周波数帯域のことをいい、例えば、「所定の周波数帯域」として、皮膚血流を示す周波数帯域（０．０３〜０．１５Ｈｚ）や、心拍変動を示す周波数帯域（０．１５〜０．５Ｈｚ）や、脈動・呼吸を示す周波数帯域（０．８〜２．０Ｈｚ）等が設定されることになる。【００１１】
本発明の光生体計測装置によれば、送受光部制御部は、送光プローブが皮膚表面に光を照射するとともに、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、Ｎ個の測定部位に関するＮ個の観測信号Ｘｎ（ｔ）を取得する。なお、観測信号Ｘｎ（ｔ）は、脳賦活に伴う血流に基づく信号の他、皮膚血流や心拍変動や脈動・呼吸等の変化に基づく信号も重畳されている。【００１２】
そこで、演算部は、観測信号Ｘｎ（ｔ）から、不必要成分に対応する信号を除去することになる。まず、混合行列作成部は、下記式（１）で示すように、独立成分分析（ＩＣＡ）によってＮ個の観測信号Ｘｎ（ｔ）を、Ｎ×Ｎの混合行列と、Ｎ個の独立成分信号Ｓｎ（ｔ）との積に分離する。【００１３】
【数１】
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【００１４】
なお、混合行列における列ベクトルは、測定部位における特定の独立成分信号Ｓｎ（ｔ）の重みを表わしている。すなわち、観測信号Ｘｎ（ｔ）は、それぞれ独立な信号発生源からのＮ個の独立成分信号Ｓｎ（ｔ）が、混合行列の各要素を重み係数として、線形的に結合されたものとなる。【００１５】
ここで、脳賦活に伴う血流に基づく信号とは無関係である皮膚血流に基づく信号の信号発生源が存在すれば、Ｎ個の独立成分信号Ｓｎ（ｔ）の内のいずれかが、その信号発生源からの皮膚血流に基づく信号であると考えられる。
一般に皮膚血流に基づく信号は、所定の周波数帯域λ１に現れることがわかっている。よって、Ｎ個の独立成分信号Ｓｎ（ｔ）の内から、不必要成分に対応する独立成分信号Ｓｎ（ｔ）を見つけ出すために、パワースペクトル算出部は、Ｎ個の独立成分信号Ｓｎ（ｔ）をフーリエ変換することで、Ｎ個の変換独立成分信号Ｓｎ（λ）を作成する。そして、Ｎ個の変換独立成分信号Ｓｎ（λ）における所定の周波数帯域λ１のパワースペクトルＳｎ（λ１）を算出する。
次に、不必要成分信号決定部は、Ｎ個のパワースペクトルＳｎ（λ１）と閾値Ｔとをそれぞれ比較することで、Ｎ個の独立成分信号Ｓｎ（ｔ）の内から、不必要成分に対応する独立成分信号Ｓｎ（ｔ）を見つけ出す。例えば、パワースペクトルＳ１（λ１）が閾値Ｔ以上であるときには、独立成分信号Ｓ１（ｔ）を、不必要成分に対応する信号であると判定し、一方、パワースペクトルＳ１（λ１）が閾値Ｔ未満であるときには、独立成分信号Ｓ１（ｔ）を、脳賦活に伴う血流に基づく信号であると判定する。なお、不必要成分に対応する信号であると判定する数は、１つに限らず、複数になることもありうる。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明の光生体計測装置によれば、観測信号Ｘｎ（ｔ）から不必要成分に対応する信号を除去することができる。【００１７】
（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は、前記演算部は、前記不必要成分信号決定部で見つけ出された不必要成分に対応する独立成分信号に基づいて、前記混合行列における不必要成分に対応する列ベクトルに０を代入した不必要成分除去混合行列を作成する不必要成分除去混合行列作成部と、不必要成分除去混合行列と、複数の独立成分信号とを積算することにより、複数の不必要成分除去観測信号を作成する不必要成分除去観測信号作成部とを備えるようにしてもよい。【００１８】
本発明の光生体計測装置によれば、まず、不必要成分除去混合行列作成部は、不必要成分信号決定部で見つけ出された不必要成分に対応する独立成分信号Ｓｎ（ｔ）に基づいて、Ｎ×Ｎの混合行列における不必要成分に対応する列ベクトルに０を代入したＮ×Ｎの不必要成分除去混合行列を作成する。例えば、パワースペクトルＳ１（λ１）が閾値Ｔ以上であるときには、第１列ベクトルに０を代入した不必要成分除去混合行列を作成する。
次に、不必要成分除去観測信号作成部は、下記式（２）で示すように、Ｎ×Ｎの不必要成分除去混合行列と、Ｎ個の独立成分信号Ｓｎ（ｔ）とを積算することにより、Ｎ個の不必要成分除去観測信号Ｘｎ'（ｔ）を作成する。【００１９】
【数２】
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【００２０】
以上のように、本発明の光生体計測装置によれば、観測信号Ｘｎ（ｔ）から不必要成分に対応する信号を除去した不必要成分除去観測信号Ｘｎ'（ｔ）を作成することができる。【００２１】
また、本発明の光生体計測装置は、前記所定の周波数帯域は、皮膚血流を示す周波数帯域、心拍変動を示す周波数帯域、及び、脈動・呼吸を示す周波数帯域からなる群から選択される少なくとも１つの周波数帯域であるようにしてもよい。
そして、本発明の解析方法は、被検体の皮膚表面上に配置される複数の送光プローブと、当該皮膚表面上に配置される複数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経時変化を示す観測信号を取得する送受光部制御部とを備える光生体計測装置を用いて、前記観測信号から、不必要成分に対応する信号を除去することにより、不必要成分除去観測信号を作成する解析方法であって、独立成分分析によって複数の観測信号を、混合行列と、複数の独立成分信号との積に分離する混合行列作成工程と、各変換独立成分信号における所定の周波数帯域のパワースペクトルと閾値とをそれぞれ比較することで、複数の独立成分信号の内から、不必要成分に対応する独立成分信号を見つけ出す不必要成分信号決定工程と含むようにしている。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】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。
【図２】ホルダにおける１６個の送光プローブと、１６個の受光プローブとの位置関係を示す平面図である。
【図３】本発明に係る光生体計測装置により表示されたモニタ画面を示す図である。
【図４】本発明に係る光生体計測装置により表示されたモニタ画面を示す図である。
【図５】本発明に係る光生体計測装置により表示されたモニタ画面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下の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ことはいうまでもない。
【００２４】
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。また、図２は、ホルダ（送受光部）における１６個の送光プローブと、１６個の受光プローブとの位置関係を示す平面図である。
さらに、図３〜図５は、本発明に係る光生体計測装置により表示されたモニタ画面を示す図である。図３は、光生体計測装置により５２個の観測信号Ｘｎ（ｔ）が表示されたモニタ画面であり、図４は、光生体計測装置により５２個の独立成分信号Ｓｎ（ｔ）と変換独立成分信号Ｓｎ（λ）とが表示されたモニタ画面であり、図５は、光生体計測装置により５２個の不必要成分除去観測信号Ｘｎ'（ｔ）が表示されたモニタ画面である。
【００２５】
光生体計測装置１は、ホルダ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。
ホルダ１１は、図２に示すように、１６個の送光プローブ１２と１６個の受光プローブ１３とを有し、送光プローブ１２と受光プローブ１３とが縦方向と横方向とに交互となるように配置されたものである。なお、送光プローブ１２と受光プローブ１３との間の距離は、３０ｍｍである。また、１６個の送光プローブ１２は、光を出射するものであり、一方、１６個の受光プローブ１３は、光量（光検出信号）を検出するものである。
発光部２は、コンピュータ２０から入力された駆動信号により１６個の送光プローブ１２の内から選択される１個の送光プローブ１２に光を送光する。上記光としては、近赤外光（例えば、７８０ｎｍと８５０ｎｍ）が用いられる。
光検出部３は、１６個の受光プローブ１３で受光した近赤外光（例えば、７８０ｎｍと８５０ｎｍ）を個別に検出することにより、１６個の光検出信号をコンピュータ２０に出力する。
【００２６】
コンピュータ２０においては、ＣＰＵ２１を備え、さらにメモリ２５と、モニタ画面２３ａ等を有する表示装置２３と、入力装置２２であるキーボード２２ａやマウス２２ｂとが連結されている。
また、ＣＰＵ２１が処理する機能をブロック化して説明すると、発光部２及び光検出部３を制御することで観測信号Ｘｎ（ｔ）を取得する送受光部制御部４と、不必要成分除去観測信号Ｘｎ'（ｔ）を作成する演算部５とを備える。さらに、演算部５は、混合行列作成部５１と、パワースペクトル算出部５２と、不必要成分信号決定部５３と、不必要成分除去混合行列作成部５４と、不必要成分除去観測信号作成部５５とを有する。
さらに、メモリ２５は、光検出信号を記憶する光検出信号記憶領域６１と、所定の周波数帯域λ１と閾値Ｔとを記憶する閾値記憶領域６２とを有する。
【００２７】
送受光部制御部４は、発光部２に駆動信号を出力する発光制御部４２と、光検出部３からの光検出信号が入力されることにより光検出信号を光検出信号記憶領域６１に記憶させる光検出制御部４３と、酸素化ヘモグロビン濃度の経時変化を示す観測信号Ｘｎ（ｔ）を作成する観測信号作成部４４とを有する。
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。
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、１６個の受光プローブ１３から検出された１６個の光検出信号を光検出信号記憶領域６１に記憶させる制御を行う。つまり、１個の送光プローブ１２から光が送光されるごとに、１６個の光検出信号が光検出信号記憶領域６１に記憶されることになる。
【００２８】
観測信号作成部４４は、光検出信号記憶領域６１に記憶された光検出信号において、送光プローブ１２と隣接した受光プローブ１３への５２個の光検出信号を取得して、取得した５２個の光検出信号に基づいて、酸素化ヘモグロビン濃度の経時変化を示す観測信号Ｘｎ（ｔ）を作成する制御を行う。
つまり、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＃１〜＃５２から得られる光検出信号とするので、全ての送光プローブ１２から光が送光された後に、２５６個の光検出信号から選択される５２個の光検出信号を得る。そして、このようにして得られた５２個の光検出信号に基づいて、５２箇所の脳表部位（＃１〜＃５２）におけるオキシヘモグロビン濃度（観測信号）Ｘｎ（ｔ）（ｎ＝１、２、・・・、５２）を求める。これにより、図３に示すような５２個（＃１〜＃５２）の観測信号Ｘｎ（ｔ）が得られる。
【００２９】
混合行列作成部５１は、式（１）で示すように、独立成分分析によって５２個の観測信号Ｘｎ（ｔ）を、５２×５２の混合行列と、５２個の独立成分信号Ｓｎ（ｔ）との積に分離する制御を行う（混合行列作成工程）。
パワースペクトル算出部５２は、５２個の時間と強度との関数である独立成分信号Ｓｎ（ｔ）をフーリエ変換することで、５２個の周波数と強度との関数である変換独立成分信号Ｓｎ（λ）を作成することにより、各変換独立成分信号Ｓｎ（λ）における所定の周波数帯域λ１のパワースペクトルをそれぞれ算出する制御を行う。これにより、図４に示すような５２個（＃１〜＃５２）の独立成分信号Ｓｎ（ｔ）と変換独立成分信号Ｓｎ（λ）とが得られる。
【００３０】
不必要成分信号決定部５３は、各変換独立成分信号Ｓｎ（λ）における所定の周波数帯域λ１のパワースペクトルと閾値Ｔとをそれぞれ比較することで、５２個の独立成分信号Ｓｎ（ｔ）の内から、不必要成分に対応する独立成分信号Ｓｎ（ｔ）を見つけ出す制御を行う（不必要成分信号決定工程）。例えば、パワースペクトルＳ１（λ１）が閾値Ｔ以上であるときには、独立成分信号Ｓ１（ｔ）を、不必要成分に対応する信号であると判定し、一方、パワースペクトルＳ１（λ１）が閾値Ｔ未満であるときには、独立成分信号Ｓ１（ｔ）を、脳賦活に伴う血流に基づく信号であると判定する。また、パワースペクトルＳ２（λ１）が閾値Ｔ以上であるときには、独立成分信号Ｓ２（ｔ）を、不必要成分に対応する信号であると判定し、一方、パワースペクトルＳ２（λ２）が閾値Ｔ未満であるときには、独立成分信号Ｓ２（ｔ）を、脳賦活に伴う血流に基づく信号であると判定する。このようにして５２個の独立成分信号Ｓｎ（ｔ）の内から、不必要成分に対応する独立成分信号Ｓｎ（ｔ）を見つけ出す。
【００３１】
不必要成分除去混合行列作成部５４は、不必要成分信号決定部５３で見つけ出された不必要成分に対応する独立成分信号Ｓｎ（ｔ）に基づいて、混合行列における不必要成分に対応する列ベクトルに０を代入した不必要成分除去混合行列を作成する制御を行う。例えば、パワースペクトルＳ１（λ１）が閾値Ｔ以上であるときには、第１列ベクトルに０を代入した不必要成分除去混合行列を作成する。また、パワースペクトルＳ２（λ１）が閾値Ｔ以上であるときには、第２列ベクトルに０を代入した不必要成分除去混合行列を作成する。このようにして不必要成分除去混合行列を作成する。
不必要成分除去観測信号作成部５５は、式（２）で示すように、不必要成分除去混合行列と、５２個の独立成分信号Ｓｎ（ｔ）とを積算することにより、５２個の不必要成分除去観測信号Ｘｎ'（ｔ）を作成する制御を行う。これにより、図５に示すような５２個（＃１〜＃５２）の不必要成分除去観測信号Ｘｎ'（ｔ）が得られる。
【００３２】
以上のように、光生体計測装置１によれば、観測信号Ｘｎ（ｔ）から不必要成分に対応する信号を除去した不必要成分除去観測信号Ｘｎ'（ｔ）を作成することができる。したがって、医師等の観察者は、不必要成分除去観測信号Ｘｎ'（ｔ）を観察することで、脳虚血等の病状が生じているか否かを容易に診察することができる。
【００３３】
（他の実施形態）
上述した光生体計測装置１では、１６個の送光プローブ１２と１６個の受光プローブ１３とを有するホルダ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ホルダとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、近赤外光を用いて非侵襲で、脳の測定部位の活動状況を計測する光脳機能イメージング装置や、生体中の測定部位の酸素消費量をモニタリングする酸素モニタ等として使用することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１：光生体計測装置
４：送受光部制御部
５：演算部
１１：ホルダ（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
５１：混合行列作成部
５２：パワースペクトル算出部
５３：不必要成分信号決定部
【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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【国際調査報告】
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2010106826.tif 000011
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