(57)【要約】  被検者の頭部表面に装着されるホルダ１１であって、ホルダ１１には、五角形の周りには六角形が形成されるとともに、六角形の周りには五角形と六角形とが交互に形成され、五角形の頂点及び重心と六角形の頂点及び重心となる位置に、送光プローブ１２又は受光プローブ１３が挿入される貫通孔が設けられており、重心となる位置には、送光プローブ１２が挿入されるとともに、頂点となる位置には、受光プローブ１３が挿入されるか、或いは、重心となる位置には、受光プローブ１３が挿入されるとともに、頂点となる位置には、送光プローブ１２が挿入されることを特徴とする。
2011007409.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端から光を照射する複数の送光プローブと、先端から光を受光する複数の受光プローブとを保持して、被検者の頭部表面に装着されるホルダであって、
前記ホルダには、五角形の周りには六角形が形成されるとともに、当該六角形の周りには五角形と六角形とが交互に形成され、当該五角形の頂点及び重心と六角形の頂点及び重心となる位置に、前記送光プローブ又は受光プローブが挿入される貫通孔が設けられており、
前記重心となる位置には、前記送光プローブが挿入されるとともに、前記頂点となる位置には、前記受光プローブが挿入されるか、或いは、
前記重心となる位置には、前記受光プローブが挿入されるとともに、前記頂点となる位置には、前記送光プローブが挿入されることを特徴とするホルダ。
【請求項２】
前記ホルダは、一の字形状の複数のホルダ部品からなり、
前記ホルダ部品は、両端に送光プローブ又は受光プローブを１個ずつ保持するソケット部と、当該ソケット部を一定の間隔で連結する連結部とを有し、
前記ホルダ部品は、前記頭部表面の当接面内でソケット部を回転軸として他のホルダ部品と回動可能とされるとともに、前記頭部表面の法線方向で連結部により可撓性を有することを特徴とする請求項１に記載のホルダ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のホルダと、
先端から光を照射する複数の送光プローブと、
先端から光を受光する複数の受光プローブと、
前記送光プローブ及び受光プローブに対して光の送受光を制御する制御部とを備えることを特徴とする光生体測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非侵襲で脳活動を測定するためのホルダ及びこれを用いた光生体測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、脳の活動状況を観察するために、光を用いて簡便に非侵襲で測定する光脳機能イメージング装置（光生体測定装置）が開発されている。このような光脳機能イメージング装置では、被検者の頭部表面上に配置した送光プローブにより、異なる２種類の波長λ１、λ２（例えば、７８０ｎｍと８３０ｎｍ）の近赤外光を脳に照射するとともに、頭部表面上に配置した受光プローブにより、脳から放出された各波長の近赤外光の強度（受光量情報）Ａ（λ１）、Ａ（λ２）をそれぞれ検出する。
そして、このようにして得られた受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）から、脳血流中のオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb]と、デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]とを求めるために、例えば、Modified Beer Lambert則を用いて関係式（１）（２）に示す連立方程式を作成して、この連立方程式を解いている（例えば、非特許文献１参照）。さらには、オキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb]と、デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]とから総ヘモグロビンの濃度・光路長積（[oxyHb]＋[deoxyHb]）を算出している。
Ａ（λ１）＝ＥＯ（λ１）×[oxyHb]＋Ｅｄ（λ１）×[deoxyHb]・・・（１）
Ａ（λ２）＝ＥＯ（λ２）×[oxyHb]＋Ｅｄ（λ２）×[deoxyHb]・・・（２）
なお、ＥＯ（λｍ）は、波長λｍの光におけるオキシヘモグロビンの吸光度係数であり、Ｅｄ（λｍ）は、波長λｍの光におけるデオキシヘモグロビンの吸光度係数である。【０００３】
ここで、送光プローブと受光プローブとの間の距離（チャンネル）と、測定部位との関係について説明する。図６（ａ）は、一対の送光プローブ及び受光プローブと、測定部位との関係を示す断面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）の平面図である。
送光プローブ１２が被検者の頭部表面の送光点Ｔに押し当てられるとともに、受光プローブ１３が被検者の頭部表面の受光点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に頭部表面から放出される光を入射させる。このとき、光は、頭部表面の送光点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、頭部表面の受光点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とを被検者の頭部表面に沿って最短距離で結んだ線Ｌの中点Ｍから、送光点Ｔと受光点Ｒとを被検者の頭部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である被検者の測定部位Ｓに関する受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）が得られるとしている。【０００４】
また、光脳機能イメージング装置では、脳の複数箇所の測定部位に関するオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb]、デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]及び総ヘモグロビンの濃度・光路長積（[oxyHb]＋[deoxyHb]）をそれぞれ測定するために、例えば、近赤外分光分析計等が利用されている。
近赤外分光分析計においては、送光プローブと受光プローブとを所定の配列で被検者の頭部表面に接触させるために、ホルダが使用される。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プローブ間隔が一定となり、頭部表面から特定の深度となる受光量情報を得ている。なお、プローブ間隔は、チャンネルと呼ばれ、一般的にチャンネルを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、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、頭部表面から深度１５ｍｍ〜２０ｍｍの位置は脳表部位にほぼ対応し、脳活動に関係した受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）を得ている。【０００５】
ここで、図７は、複数の送光プローブ及び複数の受光プローブの従来の配置を示す平面図である。１５個の送光プローブ（黒丸）１２と１５個の受光プローブ（白丸）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。そして、送光プローブ１２から光を出射させるとともに、光を出射した送光プローブ１２に隣接した受光プローブ１３に頭部表面から放出される光を検出させることにより、受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）を取得している。これにより、図７に示すように平面視すると、測定部位（×印）Ｓは、送光プローブ１２と、送光プローブ１２からの光を受光する受光プローブ１３との中点となり、計４９個の受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）の収集が行なわれる。【０００６】
ところで、頭部表面の曲率は、男女差、年齢差、個人差によって異なるので、頭部表面の曲率の差異があっても容易に対応可能にするものとして、送光プローブ１２及び受光プローブ１３が保持される保持部を頭部表面に正方格子状に配置するとともに、保持部を所定の範囲内で伸縮性を示す連結部で連結し、さらに、所定の角度内で連結部の回転可変性を有するホルダが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、伸縮性を示さない連結部で保持部を連結するホルダ部品からなるホルダも提案されている（例えば、特許文献２参照）。図４及び図５は、ホルダ部品について説明するための図である。図４は、送光プローブ１２とナット部品３２と２個の接続部品３１とソケット部品３３とを示す分解斜視図である。図５は、組み立てた後の送光プローブ１２とナット部品３２と２個の接続部品３１とソケット部品３３とを示す図である。
ホルダは、１５個の送光プローブ１２と、１５個の受光プローブ１３と、送光プローブ１２や受光プローブ１３を固定する３０個のソケット部品３３と、４９個の接続部品３１と、３０個のナット部品３２とを備える。
接続部品３１は、一の字形状の板状体である。そして、接続部品３１は、両端に円環形状の挿入部３１ａと、両端の挿入部３１ａをチャンネル長さＸで連結する連結部３１ｂとを有する。各挿入部３１ａの中央には、ソケット部品３３が挿入されるための円形状の貫通孔がそれぞれ開けられている。また、連結部３１ｂは、幅１０ｍｍ、厚さ０．１ｍｍであり、かつ、貫通孔の中心と貫通孔の中心との間の距離がチャンネル長さ３０ｍｍとなるように形成されており、厚さ方向にだけ可撓性を有する。つまり、両端の挿入部３１ａは、常にチャンネル長さＸで保持されるようになっている。このような接続部品３１を構成する材質としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリアセタール等が挙げられる。【０００７】
そして、１５個の送光プローブ１２と１５個の受光プローブ１３と３０個のソケット部品３３と４９個の接続部品３１と３０個のナット部品３２とを用いて、図７に示す網形状体を作製する。このようなホルダによれば、頭部表面に密着するように装着するために、図５（ａ）に示すように一の接続部品３１と他の接続部品３１とは、上方から見てソケット部品３３を軸として所望角度を形成するように固定するとともに、図５（ｂ）に示すように接続部品３１の連結部３１ｂは可撓性を有するので、頭部表面と一致するような曲率を有する面となるように変形することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１４３１６９号公報
【特許文献２】特開２００９−７７８４１号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Factors affecting the accuracy of near-infrared spectroscopy concentration calculations for focal changes in oxygenation parameters, NeuroImage 18, 865-879, 2003
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述したような伸縮性を示す連結部を用いたホルダを使用した場合には、様々な曲率の頭部表面に密着させる際に、連結部の伸縮によって送光プローブ１２と受光プローブ１３との間隔（チャンネル）も変化してしまい、その結果、脳表部位に対応する深度の受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）を得ることができなくなることがあった。
また、伸縮性を示さない連結部を用いたホルダを使用した場合には、送光プローブ１２と受光プローブ１３との間隔（チャンネル）は変化しなくなるが、様々な曲率の頭部表面に密着させる際に、正方格子が菱形に変形してしまい、その結果、各測定部位（×印）Ｓの間隔が不均一となることがあった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本件発明者らは、上記課題を解決するために、複数の送光プローブ１２及び複数の受光プローブ１３の配置について検討を行った。その結果、図７に示すような複数の送光プローブ１２と複数の受光プローブ１３とを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したものを、様々な曲率の頭部表面に密着させることは無理であることがわかった。そこで、五角形の周りに六角形を形成するとともに、六角形の周りに五角形と六角形とを交互に形成し、五角形の頂点及び重心と六角形の頂点及び重心となる位置に、送光プローブ１２又は受光プローブ１３を配置することを見出した。【００１２】
すなわち、本発明のホルダは、先端から光を照射する複数の送光プローブと、先端から光を受光する複数の受光プローブとを保持して、被検者の頭部表面に装着されるホルダであって、前記ホルダには、五角形の周りには六角形が形成されるとともに、当該六角形の周りには五角形と六角形とが交互に形成され、当該五角形の頂点及び重心と六角形の頂点及び重心となる位置に、前記送光プローブ又は受光プローブが挿入される貫通孔が設けられており、前記重心となる位置には、前記送光プローブが挿入されるとともに、前記頂点となる位置には、前記受光プローブが挿入されるか、或いは、前記重心となる位置には、前記受光プローブが挿入されるとともに、前記頂点となる位置には、前記送光プローブが挿入されるようにしている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のホルダによれば、送光プローブと受光プローブとの間隔を変化させたり、各測定部位の間隔が不均一となったりすることもなく、様々な曲率を有する面に対して密着することができる。【００１４】
（その他の課題を解決するための手段及び効果）
また、本発明のホルダは、一の字形状の複数のホルダ部品からなり、前記ホルダ部品は、両端に送光プローブ又は受光プローブを１個ずつ保持するソケット部と、当該ソケット部を一定の間隔で連結する連結部とを有し、前記ホルダ部品は、前記頭部表面の当接面内でソケット部を回転軸として他のホルダ部品と回動可能とされるとともに、前記頭部表面の法線方向で連結部により可撓性を有するようにしてもよい。【００１５】
そして、本発明の光生体測定装置は、上述したようなホルダと、先端から光を照射する複数の送光プローブと、先端から光を受光する複数の受光プローブと、前記送光プローブ及び受光プローブに対して光の送受光を制御する制御部とを備えるようにしている。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態である光生体測定装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】マネキンの頭部に装着した網形状体を示す斜視図である。
【図３】ホルダの概略構成を示す斜視図である。
【図４】送光プローブとナット部品と２個の接続部品とソケット部品とを示す分解斜視図である。
【図５】組み立てた後の送光プローブとナット部品と２個の接続部品とソケット部品とを示す図である。
【図６】一対の送光プローブ及び受光プローブと、測定部位との関係を示す図である。
【図７】複数の送光プローブ及び複数の受光プローブの従来の配置を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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、以下に説明するような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。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態である光生体測定装置の概略構成を示すブロック図である。また、図２は、マネキンの頭部に装着した網形状体を示す斜視図であり、図３は、ホルダの概略構成を示す斜視図である。なお、図１及び図３中では、送光プローブを黒丸で示し、受光プローブを白丸で示している。また、上述した従来のホルダと同様のものについては、同じ符号を付している。
光生体測定装置１は、被検者の頭部表面上に装着するためのホルダ１１と、送光プローブ１２と導光路（図示せず）により接続される発光部２と、受光プローブ１３と導光路（図示せず）により接続される光検出部３と、光生体測定装置１全体の制御を実行する制御部（コンピュータ）２０とにより構成される。
【００１９】
まず、ホルダ１１を構成する部品について説明する。図４は、送光プローブ１２とナット部品３２と２個の接続部品３１とソケット部品３３とを示す分解斜視図である。
ホルダ１１は、１１個の送光プローブ１２と、２０個の受光プローブ１３と、送光プローブ１２や受光プローブ１３を固定する３１個のソケット部品３３と、５０個の接続部品３１と、３１個のナット部品３２とを備える。
【００２０】
送光プローブ１２は、ソケット部品３３と固定するために上端部が少し大きくなった細長い円柱形状をしている。そして、送光プローブ１２の上端部は、光ファイバ等の導光路を介して発光部２と接続され、下端部から光を照射するようになっている。
受光プローブ１３も、送光プローブ１２と同様な上端部が少し大きくなった細長い円柱形状をしている。そして、受光プローブ１３の上端部は、光ファイバ等の導光路を介して光検出部３と接続され、その下端部で光を受光するようになっている。
【００２１】
ソケット部品３３は、円筒形状の本体部３３ａと、円環形状の顎部３３ｂと、円環形状の底部（密着機構）３３ｃとを有し、その内側に送光プローブ１２や受光プローブ１３を挿入可能とするとともに、本体部３３ａの外周面にナット部品３２が螺合されるネジ（固定機構）が形成されている。
なお、上記ソケット部品の本体部及び顎部を構成する材質としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリアセタール等が挙げられる。
また、上記ソケット部品の底部を構成する材質としては、頭部表面と密着できるものであれば、特に限定されるものではないが、例えば、スポンジ等が挙げられる。
これにより、ソケット部品３３の内側に送光プローブ１２を挿入することにより、ソケット部品３３と送光プローブ１２とを固定することになる。このとき、底部３３ｃの底面と、送光プローブ１２の下端面とが同一平面となるように固定する。よって、送光プローブ１２とともに底部３３ｃも頭部表面と接触させることになるので、底部３３ｃにより頭部表面と密着させるようになっている。さらに、底部３３ｃが毛髪等を押さえる役割を果たすので、送光プローブ１２をソケット部品３３の内側に単純に挿入することで、送光プローブ１２を頭部表面に接触させることができる。
なお、送光プローブ１２と同様に受光プローブ１３もソケット部品３３の内側に挿入することにより、ソケット部品３３と受光プローブ１３とを固定することになる。
【００２２】
ナット部品３２は、円形状の貫通孔を有する円環形状であり、その内周面にソケット部品３３の本体部３３ａに螺合されるメスネジが形成されている。なお、貫通孔の大きさは、上方から見ると、ソケット部品３３の本体部３３ａの大きさよりも大きく、ソケット部品３３の顎部３３ｂよりも小さくなっている。
上記ナット部品を構成する材質としては、特に限定されるものではないが、ソケット部品の本体部及び顎部を構成する材質と同様に、例えば、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリアセタール等が挙げられる。
これにより、ナット部品３２の内側にソケット部品３３の本体部３３ａをネジ機構を用いて挿入することにより、ソケット部品３３の顎部３３ｂとナット部品３２との間に接続部品３１の挿入部３１ａを挟み込んで固定することができる。このとき、１個の接続部品３１を固定するときには、ソケット部品３３の顎部３３ｂとナット部品３２との間に１個の接続部品３１の挿入部３１ａを挟み込むことになる。一方、５個の接続部品３１を固定するときには、ソケット部品３３の顎部３３ｂとナット部品３２との間に５個の接続部品３１の挿入部３１ａを挟み込むことになる。すなわち、任意の数の接続部品３１を固定することができるようになっている。
【００２３】
次に、１１個の送光プローブ１２と２０個の受光プローブ１３と３１個のソケット部品３３と５０個の接続部品３１と３１個のナット部品３２とをホルダ１１に組み立てる組立方法について説明する（図３参照）。
まず、五角形を形成する。５個の接続部品３１の挿入部３１ａの貫通孔を重ね合わせ、５個の貫通孔に下方向からソケット部品３３の本体部３３ａを挿入して、さらにナット部品３２の貫通孔に下方向からネジ機構を用いて挿入する。このとき、ソケット部品３３の顎部３３ｂとナット部品３２とで５個の接続部品３１を挟み込むようにネジ機構で締付けることによって、一の接続部品３１と他の接続部品３１とが上方から見てソケット部品３３を軸として所望角度を形成するように固定することができるが、一の接続部品３１と他の接続部品３１とが上方から見てソケット部品３３を軸として７２°を形成するように固定する。つまり、ソケット部品３３が挿入されていない５個の挿入部３１ａを結ぶと正五角形が形成されることになる。また、正五角形の重心には、ソケット部品３３が挿入された５個の挿入部３１ａが配置されることになる。
【００２４】
次に、六角形を形成する。６個の接続部品３１の挿入部３１ａの貫通孔を重ね合わせ、６個の貫通孔に下方向からソケット部品３３の本体部３３ａを挿入して、さらにナット部品３２の貫通孔に下方向からネジ機構を用いて挿入する。このとき、ソケット部品３３の顎部３３ｂとナット部品３２とで６個の接続部品３１を挟み込むようにネジ機構で締付けることによって、一の接続部品３１と他の接続部品３１とが上方から見てソケット部品３３を軸として所望角度を形成するように固定することができるが、一の接続部品３１と他の接続部品３１とが上方から見てソケット部品３３を軸として６０°を形成するように固定する。つまり、ソケット部品３３が挿入されていない６個の挿入部３１ａを結ぶと正六角形が形成されることになる。また、正六角形の重心には、ソケット部品３３が挿入された６個の挿入部３１ａが配置されることになる。そして、このような六角形を、５個作製する。
【００２５】
次に、一部分の五角形を形成する。３個の接続部品３１の挿入部３１ａの貫通孔を重ね合わせ、３個の貫通孔に下方向からソケット部品３３の本体部３３ａを挿入して、さらにナット部品３２の貫通孔に下方向からネジ機構を用いて挿入する。このとき、ソケット部品３３の顎部３３ｂとナット部品３２とで３個の接続部品３１を挟み込むようにネジ機構で締付けることによって、一の接続部品３１と他の接続部品３１とが上方から見てソケット部品３３を軸として所望角度を形成するように固定することができるが、一の接続部品３１と他の接続部品３１とが上方から見てソケット部品３３を軸として７２°を形成するように固定する。つまり、ソケット部品３３が挿入されていない３個の挿入部３１ａを結ぶと一部分の正五角形が形成されることになる。また、正五角形の重心には、ソケット部品３３が挿入された３個の挿入部３１ａが配置されることになる。そして、このような一部分の正五角形を、５個作製する。
【００２６】
次に、１個の五角形の周りに、５個の六角形を形成する。五角形の一辺の頂点に配置される２個の挿入部３１ａと、六角形の一辺の頂点に配置される２個の挿入部３１ａとが重なるようにするとともに、六角形の他の一辺の頂点に配置される２個の挿入部３１ａと、他の六角形の一辺の頂点に配置される２個の挿入部３１ａとが重なるようにして、一のソケット部品３３の顎部３３ｂとナット部品３２との間に３個の接続部品３１の挿入部３１ａを挟み込むとともに、他のソケット部品３３の顎部３３ｂとナット部品３２との間に３個の接続部品３１の挿入部３１ａを挟み込む。そして、このようにして１個の五角形の周りに５個の六角形を形成する。
次に、１個の六角形の周りに、五角形と六角形と一部分の五角形と一部分の五角形と六角形とがこの順に並ぶように形成する。一部分の五角形の一辺の頂点に配置される２個の挿入部３１ａと、六角形の一辺の頂点に配置される２個の挿入部３１ａとが重なるようにするとともに、一部分の五角形の他の一辺の頂点に配置される２個の挿入部３１ａと、他の六角形の一辺の頂点に配置される２個の挿入部３１ａとが重なるようにして、一のソケット部品３３の顎部３３ｂとナット部品３２との間に２個の接続部品３１の挿入部３１ａを挟み込むとともに、他のソケット部品３３の顎部３３ｂとナット部品３２との間に２個の接続部品３１の挿入部３１ａを挟み込む。
その結果、図２に示す網形状体を作製する。なお、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す網形状体を別の角度から見たものである。
【００２７】
そして、作製した網形状体を被検者の頭部表面上に装着する。このとき、被検者の頭部表面は曲面形状であるので、頭部表面に密着するように装着するために、図５（ａ）に示すように一の接続部品３１と他の接続部品３１とは、上方から見てソケット部品３３を軸として所望角度を形成するように固定するとともに、図５（ｂ）に示すように接続部品３１の連結部３１ｂは可撓性を有するので、頭部表面と一致するような曲率を有する面となるように変形する。
このとき、変形が加えられた状態で、一の接続部品３１と他の接続部品３１との間の角度で形成される角度が固定されると、その曲率が保持される結果となる。
最後に、五角形の重心と六角形の重心となる位置に配置されたソケット部品３３の内側に、送光プローブ１２を挿入するとともに、五角形の頂点と六角形の頂点となる位置に配置されたソケット部品３３の内側に、受光プローブ１３を挿入することによって、ホルダ１１を作製する。
【００２８】
次に、上述したホルダ１１以外の構成について説明する。
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１１個の送光プローブ１２のうちから選択される１個の送光プローブ１２に光を送光する光源であり、例えば、ＬＥＤ（発光ダイオード）やＬＤ（レーザーダイオード）等の発光素子等である。
上記光としては、近赤外光（例えば、７８０ｎｍと８３０ｎｍ）が用いられる。
光検出部３は、２０個の受光プローブ１３で受光した近赤外光を個別に検出することにより、２０個の受光信号をコンピュータ２０に出力する検出器であり、例えば、フォトダイオードやフォトトランジスタ等の受光素子、光電子増倍管等である。
【００２９】
コンピュータ２０においては、ＣＰＵ２１を備え、さらに、メモリ５０と、モニタ画面２３ａ等を有する表示装置２３と、入力装置であるキーボード２２ａやマウス２２ｂとが連結されている。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を制御する送受光部制御部４０と、演算部４１と、脳活動画像表示部４４とを有する。
送受光部制御部４０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からの受光信号を受けることにより受光信号（受光量情報）をメモリ５０に記憶させる光検出制御部４３とを有する。
発光制御部４２は、送光プローブ１２に光を順次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からの受光信号を受けることにより、２０個の受光プローブ１３から検出された２０個の測定データＡ（λ１）、Ａ（λ２）をメモリ５０に記憶させる制御を行う。
【００３０】
演算部４１は、メモリ５０に記憶された測定データＡ（λ１）、Ａ（λ２）において、送光プローブ１２から、送光プローブ１２と隣接した受光プローブ１３への測定データＡ（λ１）、Ａ（λ２）を取得して、取得した測定データＡ（λ１）、Ａ（λ２）に基づいて、各波長（オキシヘモグロビンの吸収波長及びデオキシヘモグロビンの吸収波長）の通過光強度から、オキシヘモグロビン濃度、デオキシヘモグロビン濃度及び全ヘモグロビン濃度を求める制御を行う。
脳活動画像表示部４４は、モニタ画面２３ａに、情報の表示を行う制御を行う。例えば、脳平面でのオキシヘモグロビン濃度、デオキシヘモグロビン濃度及び全ヘモグロビン濃度の等高線グラフを表示する。
【００３１】
以上のように、本発明の光生体測定装置１に用いるホルダ１１によれば、送光プローブ１２と受光プローブ１３との間隔を変化させたり、各測定部位Ｓの間隔が不均一となったりすることもなく、様々な曲率を有する面に対して密着することができる。
【００３２】
（他の実施形態）
上述した光生体測定装置１では、１１個の送光プローブ１２と２０個の受光プローブ１３とを有するホルダ１１を示したが、異なる数の送光プローブと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】
【００３３】
本発明は、非侵襲で脳活動を測定するためのホルダ及びそれを用いた光生体測定装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１：光生体測定装置
１１：ホルダ
１２：送光プローブ
１３：受光プローブ
２０：コンピュータ（制御部）
３１：接続部品
３１ａ：挿入部
３１ｂ：連結部
３２：ナット部品
３３：ソケット部品
４１：演算部
Ｔ：送光点
Ｒ：受光点
Ｍ：中点
Ｓ：測定部位
【図１】
2011007409.tif 000003
【図２】
2011007409.tif 000004
【図３】
2011007409.tif 000005
【図４】
2011007409.tif 000006
【図５】
2011007409.tif 000007
【図６】
2011007409.tif 000008
【図７】
2011007409.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成24年1月6日(2012.1.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非侵襲で脳活動を測定するためのホルダ及びこれを用いた光生体測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、脳の活動状況を観察するために、光を用いて簡便に非侵襲で測定する光脳機能イメージング装置（光生体測定装置）が開発されている。このような光脳機能イメージング装置では、被検者の頭部表面上に配置した送光プローブにより、異なる２種類の波長λ１、λ２（例えば、７８０ｎｍと８３０ｎｍ）の近赤外光を脳に照射するとともに、頭部表面上に配置した受光プローブにより、脳から放出された各波長の近赤外光の強度（受光量情報）Ａ（λ１）、Ａ（λ２）をそれぞれ検出する。
そして、このようにして得られた受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）から、脳血流中のオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb]と、デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]とを求めるために、例えば、Modified Beer Lambert則を用いて関係式（１）（２）に示す連立方程式を作成して、この連立方程式を解いている（例えば、非特許文献１参照）。さらには、オキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb]と、デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]とから総ヘモグロビンの濃度・光路長積（[oxyHb]＋[deoxyHb]）を算出している。
Ａ（λ１）＝ＥＯ（λ１）×[oxyHb]＋Ｅｄ（λ１）×[deoxyHb]・・・（１）
Ａ（λ２）＝ＥＯ（λ２）×[oxyHb]＋Ｅｄ（λ２）×[deoxyHb]・・・（２）
なお、ＥＯ（λｍ）は、波長λｍの光におけるオキシヘモグロビンの吸光度係数であり、Ｅｄ（λｍ）は、波長λｍの光におけるデオキシヘモグロビンの吸光度係数である。
【０００３】
ここで、送光プローブと受光プローブとの間の距離（チャンネル）と、測定部位との関係について説明する。図６（ａ）は、一対の送光プローブ及び受光プローブと、測定部位との関係を示す断面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）の平面図である。
送光プローブ１２が被検者の頭部表面の送光点Ｔに押し当てられるとともに、受光プローブ１３が被検者の頭部表面の受光点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に頭部表面から放出される光を入射させる。このとき、光は、頭部表面の送光点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、頭部表面の受光点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とを被検者の頭部表面に沿って最短距離で結んだ線Ｌの中点Ｍから、送光点Ｔと受光点Ｒとを被検者の頭部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である被検者の測定部位Ｓに関する受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）が得られるとしている。
【０００４】
また、光脳機能イメージング装置では、脳の複数箇所の測定部位に関するオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb]、デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]及び総ヘモグロビンの濃度・光路長積（[oxyHb]＋[deoxyHb]）をそれぞれ測定するために、例えば、近赤外分光分析計等が利用されている。
近赤外分光分析計においては、送光プローブと受光プローブとを所定の配列で被検者の頭部表面に接触させるために、ホルダが使用される。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プローブ間隔が一定となり、頭部表面から特定の深度となる受光量情報を得ている。なお、プローブ間隔は、チャンネルと呼ばれ、一般的にチャンネルを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、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、頭部表面から深度１５ｍｍ〜２０ｍｍの位置は脳表部位にほぼ対応し、脳活動に関係した受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）を得ている。
【０００５】
ここで、図７は、複数の送光プローブ及び複数の受光プローブの従来の配置を示す平面図である。１５個の送光プローブ（黒丸）１２と１５個の受光プローブ（白丸）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。そして、送光プローブ１２から光を出射させるとともに、光を出射した送光プローブ１２に隣接した受光プローブ１３に頭部表面から放出される光を検出させることにより、受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）を取得している。これにより、図７に示すように平面視すると、測定部位（×印）Ｓは、送光プローブ１２と、送光プローブ１２からの光を受光する受光プローブ１３との中点となり、計４９個の受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）の収集が行なわれる。
【０００６】
ところで、頭部表面の曲率は、男女差、年齢差、個人差によって異なるので、頭部表面の曲率の差異があっても容易に対応可能にするものとして、送光プローブ１２及び受光プローブ１３が保持される保持部を頭部表面に正方格子状に配置するとともに、保持部を所定の範囲内で伸縮性を示す連結部で連結し、さらに、所定の角度内で連結部の回転可変性を有するホルダが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、伸縮性を示さない連結部で保持部を連結するホルダ部品からなるホルダも提案されている（例えば、特許文献２参照）。図４及び図５は、ホルダ部品について説明するための図である。図４は、送光プローブ１２とナット部品３２と２個の接続部品３１とソケット部品３３とを示す分解斜視図である。図５は、組み立てた後の送光プローブ１２とナット部品３２と２個の接続部品３１とソケット部品３３とを示す図である。
ホルダは、１５個の送光プローブ１２と、１５個の受光プローブ１３と、送光プローブ１２や受光プローブ１３を固定する３０個のソケット部品３３と、４９個の接続部品３１と、３０個のナット部品３２とを備える。
接続部品３１は、一の字形状の板状体である。そして、接続部品３１は、両端に円環形状の挿入部３１ａと、両端の挿入部３１ａをチャンネル長さＸで連結する連結部３１ｂとを有する。各挿入部３１ａの中央には、ソケット部品３３が挿入されるための円形状の貫通孔がそれぞれ開けられている。また、連結部３１ｂは、幅１０ｍｍ、厚さ０．１ｍｍであり、かつ、貫通孔の中心と貫通孔の中心との間の距離がチャンネル長さ３０ｍｍとなるように形成されており、厚さ方向にだけ可撓性を有する。つまり、両端の挿入部３１ａは、常にチャンネル長さＸで保持されるようになっている。このような接続部品３１を構成する材質としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリアセタール等が挙げられる。
【０００７】
そして、１５個の送光プローブ１２と１５個の受光プローブ１３と３０個のソケット部品３３と４９個の接続部品３１と３０個のナット部品３２とを用いて、図７に示す網形状体を作製する。このようなホルダによれば、頭部表面に密着するように装着するために、図５（ａ）に示すように一の接続部品３１と他の接続部品３１とは、上方から見てソケット部品３３を軸として所望角度を形成するように固定するとともに、図５（ｂ）に示すように接続部品３１の連結部３１ｂは可撓性を有するので、頭部表面と一致するような曲率を有する面となるように変形することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１４３１６９号公報
【特許文献２】特開２００９−７７８４１号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Factors affecting the accuracy of near-infrared spectroscopy concentration calculations for focal changes in oxygenation parameters, NeuroImage 18, 865-879, 2003
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述したような伸縮性を示す連結部を用いたホルダを使用した場合には、様々な曲率の頭部表面に密着させる際に、連結部の伸縮によって送光プローブ１２と受光プローブ１３との間隔（チャンネル）も変化してしまい、その結果、脳表部位に対応する深度の受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）を得ることができなくなることがあった。
また、伸縮性を示さない連結部を用いたホルダを使用した場合には、送光プローブ１２と受光プローブ１３との間隔（チャンネル）は変化しなくなるが、様々な曲率の頭部表面に密着させる際に、正方格子が菱形に変形してしまい、その結果、各測定部位（×印）Ｓの間隔が不均一となることがあった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本件発明者らは、上記課題を解決するために、複数の送光プローブ１２及び複数の受光プローブ１３の配置について検討を行った。その結果、図７に示すような複数の送光プローブ１２と複数の受光プローブ１３とを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したものを、様々な曲率の頭部表面に密着させることは無理であることがわかった。そこで、五角形の周りに六角形を形成するとともに、六角形の周りに五角形と六角形とを交互に形成し、五角形の頂点及び重心と六角形の頂点及び重心となる位置に、送光プローブ１２又は受光プローブ１３を配置することを見出した。
【００１２】
すなわち、本発明のホルダは、先端から光を照射する複数の送光プローブと、先端から光を受光する複数の受光プローブとを保持して、被検者の頭部表面に装着されるホルダであって、前記ホルダには、五角形の周りには六角形が形成されるとともに、当該六角形の周りには五角形と六角形とが交互に形成され、当該五角形の頂点及び重心と六角形の頂点及び重心となる位置に、前記送光プローブ又は受光プローブが挿入される貫通孔が設けられており、前記重心となる位置には、前記送光プローブが挿入されるとともに、前記頂点となる位置には、前記受光プローブが挿入されるか、或いは、前記重心となる位置には、前記受光プローブが挿入されるとともに、前記頂点となる位置には、前記送光プローブが挿入され、また、前記ホルダは、一の字形状の複数のホルダ部品からなり、前記ホルダ部品は、両端に送光プローブ又は受光プローブを保持するソケット部と、当該ソケット部を一定の間隔で連結する連結部とを有し、前記ホルダ部品は、前記頭部表面の当接面内でソケット部を回転軸として他のホルダ部品と回動可能とされるとともに、前記頭部表面の法線方向で連結部により可撓性を有し、前記ホルダ部品は、五角形の頂点と重心とを結ぶように配置されるとともに、六角形の頂点と重心とを結ぶように配置され、かつ、五角形の頂点と頂点とを結ぶように配置されないとともに、六角形の頂点と頂点とを結ぶように配置されないようにしている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のホルダによれば、送光プローブと受光プローブとの間隔を変化させたり、各測定部位の間隔が不均一となったりすることもなく、様々な曲率を有する面に対して密着することができる。
【００１４】
（その他の課題を解決するための手段及び効果）
そして、本発明の光生体測定装置は、上述したようなホルダと、先端から光を照射する複数の送光プローブと、先端から光を受光する複数の受光プローブと、前記送光プローブ及び受光プローブに対して光の送受光を制御する制御部とを備えるようにしている。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態である光生体測定装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】マネキンの頭部に装着した網形状体を示す斜視図。
【図３】ホルダの概略構成を示す斜視図。
【図４】送光プローブとナット部品と２個の接続部品とソケット部品とを示す分解斜視図。
【図５】組み立てた後の送光プローブとナット部品と２個の接続部品とソケット部品とを示す図。
【図６】一対の送光プローブ及び受光プローブと、測定部位との関係を示す図。
【図７】複数の送光プローブ及び複数の受光プローブの従来の配置を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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、以下に説明するような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。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態である光生体測定装置の概略構成を示すブロック図である。また、図２は、マネキンの頭部に装着した網形状体を示す斜視図であり、図３は、ホルダの概略構成を示す斜視図である。なお、図１及び図３中では、送光プローブを黒丸で示し、受光プローブを白丸で示している。また、上述した従来のホルダと同様のものについては、同じ符号を付している。
光生体測定装置１は、被検者の頭部表面上に装着するためのホルダ１１と、送光プローブ１２と導光路（図示せず）により接続される発光部２と、受光プローブ１３と導光路（図示せず）により接続される光検出部３と、光生体測定装置１全体の制御を実行する制御部（コンピュータ）２０とにより構成される。
【００１８】
まず、ホルダ１１を構成する部品について説明する。図４は、送光プローブ１２とナット部品３２と２個の接続部品３１とソケット部品３３とを示す分解斜視図である。
ホルダ１１は、１１個の送光プローブ１２と、２０個の受光プローブ１３と、送光プローブ１２や受光プローブ１３を固定する３１個のソケット部品３３と、５０個の接続部品３１と、３１個のナット部品３２とを備える。
【００１９】
送光プローブ１２は、ソケット部品３３と固定するために上端部が少し大きくなった細長い円柱形状をしている。そして、送光プローブ１２の上端部は、光ファイバ等の導光路を介して発光部２と接続され、下端部から光を照射するようになっている。
受光プローブ１３も、送光プローブ１２と同様な上端部が少し大きくなった細長い円柱形状をしている。そして、受光プローブ１３の上端部は、光ファイバ等の導光路を介して光検出部３と接続され、その下端部で光を受光するようになっている。
【００２０】
ソケット部品３３は、円筒形状の本体部３３ａと、円環形状の顎部３３ｂと、円環形状の底部（密着機構）３３ｃとを有し、その内側に送光プローブ１２や受光プローブ１３を挿入可能とするとともに、本体部３３ａの外周面にナット部品３２が螺合されるネジ（固定機構）が形成されている。
なお、上記ソケット部品の本体部及び顎部を構成する材質としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリアセタール等が挙げられる。
また、上記ソケット部品の底部を構成する材質としては、頭部表面と密着できるものであれば、特に限定されるものではないが、例えば、スポンジ等が挙げられる。
これにより、ソケット部品３３の内側に送光プローブ１２を挿入することにより、ソケット部品３３と送光プローブ１２とを固定することになる。このとき、底部３３ｃの底面と、送光プローブ１２の下端面とが同一平面となるように固定する。よって、送光プローブ１２とともに底部３３ｃも頭部表面と接触させることになるので、底部３３ｃにより頭部表面と密着させるようになっている。さらに、底部３３ｃが毛髪等を押さえる役割を果たすので、送光プローブ１２をソケット部品３３の内側に単純に挿入することで、送光プローブ１２を頭部表面に接触させることができる。
なお、送光プローブ１２と同様に受光プローブ１３もソケット部品３３の内側に挿入することにより、ソケット部品３３と受光プローブ１３とを固定することになる。
【００２１】
ナット部品３２は、円形状の貫通孔を有する円環形状であり、その内周面にソケット部品３３の本体部３３ａに螺合されるメスネジが形成されている。なお、貫通孔の大きさは、上方から見ると、ソケット部品３３の本体部３３ａの大きさよりも大きく、ソケット部品３３の顎部３３ｂよりも小さくなっている。
上記ナット部品を構成する材質としては、特に限定されるものではないが、ソケット部品の本体部及び顎部を構成する材質と同様に、例えば、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリアセタール等が挙げられる。
これにより、ナット部品３２の内側にソケット部品３３の本体部３３ａをネジ機構を用いて挿入することにより、ソケット部品３３の顎部３３ｂとナット部品３２との間に接続部品３１の挿入部３１ａを挟み込んで固定することができる。このとき、１個の接続部品３１を固定するときには、ソケット部品３３の顎部３３ｂとナット部品３２との間に１個の接続部品３１の挿入部３１ａを挟み込むことになる。一方、５個の接続部品３１を固定するときには、ソケット部品３３の顎部３３ｂとナット部品３２との間に５個の接続部品３１の挿入部３１ａを挟み込むことになる。すなわち、任意の数の接続部品３１を固定することができるようになっている。
【００２２】
次に、１１個の送光プローブ１２と２０個の受光プローブ１３と３１個のソケット部品３３と５０個の接続部品３１と３１個のナット部品３２とをホルダ１１に組み立てる組立方法について説明する（図３参照）。
まず、五角形を形成する。５個の接続部品３１の挿入部３１ａの貫通孔を重ね合わせ、５個の貫通孔に下方向からソケット部品３３の本体部３３ａを挿入して、さらにナット部品３２の貫通孔に下方向からネジ機構を用いて挿入する。このとき、ソケット部品３３の顎部３３ｂとナット部品３２とで５個の接続部品３１を挟み込むようにネジ機構で締付けることによって、一の接続部品３１と他の接続部品３１とが上方から見てソケット部品３３を軸として所望角度を形成するように固定することができるが、一の接続部品３１と他の接続部品３１とが上方から見てソケット部品３３を軸として７２°を形成するように固定する。つまり、ソケット部品３３が挿入されていない５個の挿入部３１ａを結ぶと正五角形が形成されることになる。また、正五角形の重心には、ソケット部品３３が挿入された５個の挿入部３１ａが配置されることになる。
【００２３】
次に、六角形を形成する。６個の接続部品３１の挿入部３１ａの貫通孔を重ね合わせ、６個の貫通孔に下方向からソケット部品３３の本体部３３ａを挿入して、さらにナット部品３２の貫通孔に下方向からネジ機構を用いて挿入する。このとき、ソケット部品３３の顎部３３ｂとナット部品３２とで６個の接続部品３１を挟み込むようにネジ機構で締付けることによって、一の接続部品３１と他の接続部品３１とが上方から見てソケット部品３３を軸として所望角度を形成するように固定することができるが、一の接続部品３１と他の接続部品３１とが上方から見てソケット部品３３を軸として６０°を形成するように固定する。つまり、ソケット部品３３が挿入されていない６個の挿入部３１ａを結ぶと正六角形が形成されることになる。また、正六角形の重心には、ソケット部品３３が挿入された６個の挿入部３１ａが配置されることになる。そして、このような六角形を、５個作製する。
【００２４】
次に、一部分の五角形を形成する。３個の接続部品３１の挿入部３１ａの貫通孔を重ね合わせ、３個の貫通孔に下方向からソケット部品３３の本体部３３ａを挿入して、さらにナット部品３２の貫通孔に下方向からネジ機構を用いて挿入する。このとき、ソケット部品３３の顎部３３ｂとナット部品３２とで３個の接続部品３１を挟み込むようにネジ機構で締付けることによって、一の接続部品３１と他の接続部品３１とが上方から見てソケット部品３３を軸として所望角度を形成するように固定することができるが、一の接続部品３１と他の接続部品３１とが上方から見てソケット部品３３を軸として７２°を形成するように固定する。つまり、ソケット部品３３が挿入されていない３個の挿入部３１ａを結ぶと一部分の正五角形が形成されることになる。また、正五角形の重心には、ソケット部品３３が挿入された３個の挿入部３１ａが配置されることになる。そして、このような一部分の正五角形を、５個作製する。
【００２５】
次に、１個の五角形の周りに、５個の六角形を形成する。五角形の一辺の頂点に配置される２個の挿入部３１ａと、六角形の一辺の頂点に配置される２個の挿入部３１ａとが重なるようにするとともに、六角形の他の一辺の頂点に配置される２個の挿入部３１ａと、他の六角形の一辺の頂点に配置される２個の挿入部３１ａとが重なるようにして、一のソケット部品３３の顎部３３ｂとナット部品３２との間に３個の接続部品３１の挿入部３１ａを挟み込むとともに、他のソケット部品３３の顎部３３ｂとナット部品３２との間に３個の接続部品３１の挿入部３１ａを挟み込む。そして、このようにして１個の五角形の周りに５個の六角形を形成する。
次に、１個の六角形の周りに、五角形と六角形と一部分の五角形と一部分の五角形と六角形とがこの順に並ぶように形成する。一部分の五角形の一辺の頂点に配置される２個の挿入部３１ａと、六角形の一辺の頂点に配置される２個の挿入部３１ａとが重なるようにするとともに、一部分の五角形の他の一辺の頂点に配置される２個の挿入部３１ａと、他の六角形の一辺の頂点に配置される２個の挿入部３１ａとが重なるようにして、一のソケット部品３３の顎部３３ｂとナット部品３２との間に２個の接続部品３１の挿入部３１ａを挟み込むとともに、他のソケット部品３３の顎部３３ｂとナット部品３２との間に２個の接続部品３１の挿入部３１ａを挟み込む。
その結果、図２に示す網形状体を作製する。なお、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す網形状体を別の角度から見たものである。
【００２６】
そして、作製した網形状体を被検者の頭部表面上に装着する。このとき、被検者の頭部表面は曲面形状であるので、頭部表面に密着するように装着するために、図５（ａ）に示すように一の接続部品３１と他の接続部品３１とは、上方から見てソケット部品３３を軸として所望角度を形成するように固定するとともに、図５（ｂ）に示すように接続部品３１の連結部３１ｂは可撓性を有するので、頭部表面と一致するような曲率を有する面となるように変形する。
このとき、変形が加えられた状態で、一の接続部品３１と他の接続部品３１との間の角度で形成される角度が固定されると、その曲率が保持される結果となる。
最後に、五角形の重心と六角形の重心となる位置に配置されたソケット部品３３の内側に、送光プローブ１２を挿入するとともに、五角形の頂点と六角形の頂点となる位置に配置されたソケット部品３３の内側に、受光プローブ１３を挿入することによって、ホルダ１１を作製する。
【００２７】
次に、上述したホルダ１１以外の構成について説明する。
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１１個の送光プローブ１２のうちから選択される１個の送光プローブ１２に光を送光する光源であり、例えば、ＬＥＤ（発光ダイオード）やＬＤ（レーザーダイオード）等の発光素子等である。
上記光としては、近赤外光（例えば、７８０ｎｍと８３０ｎｍ）が用いられる。
光検出部３は、２０個の受光プローブ１３で受光した近赤外光を個別に検出することにより、２０個の受光信号をコンピュータ２０に出力する検出器であり、例えば、フォトダイオードやフォトトランジスタ等の受光素子、光電子増倍管等である。
【００２８】
コンピュータ２０においては、ＣＰＵ２１を備え、さらに、メモリ５０と、モニタ画面２３ａ等を有する表示装置２３と、入力装置であるキーボード２２ａやマウス２２ｂとが連結されている。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を制御する送受光部制御部４０と、演算部４１と、脳活動画像表示部４４とを有する。
送受光部制御部４０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からの受光信号を受けることにより受光信号（受光量情報）をメモリ５０に記憶させる光検出制御部４３とを有する。
発光制御部４２は、送光プローブ１２に光を順次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からの受光信号を受けることにより、２０個の受光プローブ１３から検出された２０個の測定データＡ（λ１）、Ａ（λ２）をメモリ５０に記憶させる制御を行う。
【００２９】
演算部４１は、メモリ５０に記憶された測定データＡ（λ１）、Ａ（λ２）において、送光プローブ１２から、送光プローブ１２と隣接した受光プローブ１３への測定データＡ（λ１）、Ａ（λ２）を取得して、取得した測定データＡ（λ１）、Ａ（λ２）に基づいて、各波長（オキシヘモグロビンの吸収波長及びデオキシヘモグロビンの吸収波長）の通過光強度から、オキシヘモグロビン濃度、デオキシヘモグロビン濃度及び全ヘモグロビン濃度を求める制御を行う。
脳活動画像表示部４４は、モニタ画面２３ａに、情報の表示を行う制御を行う。例えば、脳平面でのオキシヘモグロビン濃度、デオキシヘモグロビン濃度及び全ヘモグロビン濃度の等高線グラフを表示する。
【００３０】
以上のように、本発明の光生体測定装置１に用いるホルダ１１によれば、送光プローブ１２と受光プローブ１３との間隔を変化させたり、各測定部位Ｓの間隔が不均一となったりすることもなく、様々な曲率を有する面に対して密着することができる。
【００３１】
（他の実施形態）
上述した光生体測定装置１では、１１個の送光プローブ１２と２０個の受光プローブ１３とを有するホルダ１１を示したが、異なる数の送光プローブと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】
【００３２】
本発明は、非侵襲で脳活動を測定するためのホルダ及びそれを用いた光生体測定装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１：光生体測定装置
１１：ホルダ
１２：送光プローブ
１３：受光プローブ
２０：コンピュータ（制御部）
３１：接続部品
３１ａ：挿入部
３１ｂ：連結部
３２：ナット部品
３３：ソケット部品
４１：演算部
Ｔ：送光点
Ｒ：受光点
Ｍ：中点
Ｓ：測定部位
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端から光を照射する複数の送光プローブと、先端から光を受光する複数の受光プローブとを保持して、被検者の頭部表面に装着されるホルダであって、
前記ホルダには、五角形の周りには六角形が形成されるとともに、当該六角形の周りには五角形と六角形とが交互に形成され、当該五角形の頂点及び重心と六角形の頂点及び重心となる位置に、前記送光プローブ又は受光プローブが挿入される貫通孔が設けられており、
前記重心となる位置には、前記送光プローブが挿入されるとともに、前記頂点となる位置には、前記受光プローブが挿入されるか、或いは、
前記重心となる位置には、前記受光プローブが挿入されるとともに、前記頂点となる位置には、前記送光プローブが挿入され、
また、前記ホルダは、一の字形状の複数のホルダ部品からなり、
前記ホルダ部品は、両端に送光プローブ又は受光プローブを保持するソケット部と、当該ソケット部を一定の間隔で連結する連結部とを有し、
前記ホルダ部品は、前記頭部表面の当接面内でソケット部を回転軸として他のホルダ部品と回動可能とされるとともに、前記頭部表面の法線方向で連結部により可撓性を有し、
前記ホルダ部品は、五角形の頂点と重心とを結ぶように配置されるとともに、六角形の頂点と重心とを結ぶように配置され、かつ、
五角形の頂点と頂点とを結ぶように配置されないとともに、六角形の頂点と頂点とを結ぶように配置されないことを特徴とするホルダ。
【請求項２】
請求項１に記載のホルダと、
先端から光を照射する複数の送光プローブと、
先端から光を受光する複数の受光プローブと、
前記送光プローブ及び受光プローブに対して光の送受光を制御する制御部とを備えることを特徴とする光生体測定装置。
【国際調査報告】
2011007409.tif 000010
2011007409.tif 000011
2011007409.tif 000012
2011007409.tif 000013