(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体の習慣に伴う脳活動に関係する脳の所定部位に光を照射し、前記生体内からの光を受光する光照射受光手段と、前記光照射受光手段からの光情報を入力し、演算、制御又は記憶を行う装置本体とを有し、近赤外分光法を利用して、前記生体の習慣に伴う脳活動の状態である脳習慣を診断する脳習慣診断装置であって、
前記装置本体は、前記光照射受光手段からの光情報に基づいて、酸化型ヘモグロビンの濃度変化量Δ[HbO2］、脱酸化型ヘモグロビンの濃度変化量Δ[Hb]及び酸化型ヘモグロビンの濃度変化量Δ[HbO2］と脱酸化型ヘモグロビンΔ[Hb]の濃度変化量に基づいて導き出される各種パラメータを算出する算出手段と、前記算出手段によって算出された酸化型ヘモグロビンの濃度変化量Δ[HbO2］、脱酸化型ヘモグロビンの変化量Δ[Hb]及び各種パラメータに基づいて、脳習慣の有無や程度を判定する判定手段と、前記判定手段によって判定された脳習慣の有無や程度を表示する表示手段とを有し、
前記算出手段は、前記脳の所定部位における血液量の濃度変化量ΔCBVを式（１）で算出し、
前記脳の所定部位における酸素交換量の濃度変化量ΔCOEを式（２）で算出し、
前記血液量の濃度変化量ΔCBVと前記酸素交換量の濃度変化量ΔCOEとの関係を示す二次元ダイアグラムにおいて、課題に対して経時的にプロットして得られる計測開始の原点からの軌道ベクトルのスカラーＬ値と位相Ｋ角を算出し、
前記判定手段は、前記スカラーＬ値と位相Ｋ角に基づいて、脳習慣の有無や程度を判定し、
ΔCBV=Δ[Hb]＋Δ[HbO2］・・・・式（１）
ΔCOE=Δ[Hb]―Δ[HbO2］・・・・式（２）
前記算出手段は、第１の軸を前記血液量の濃度変化量ΔCBVとし、前記第１の軸に直交する第２の軸を前記酸素交換量の濃度変化量ΔCOEとし、前記第１の軸に対して−４５度に設定される第３の軸を前記酸化型ヘモグロビンの濃度変化量Δ[HbO2］とし、前記第１の軸に対して＋４５度に設定される第４の軸を前記脱酸化型ヘモグロビンの濃度変化量Δ[Hb]とした二次元ダイアグラム上で８つの位相域に区分し、課題に対して経時的にプロットして得られる軌道が存在する各位相域毎の頻度を算出し、
前記判定手段は、前記各位相域毎の頻度に応じて脳習慣の有無や程度を判定する、
ことを特徴とする脳習慣診断装置。
【請求項２】
前記算出手段は、各位相域毎の位相分布率、最高頻度位相及び平均位相分布率を算出することを特徴とする請求項１に記載の脳習慣診断装置。
【請求項３】
前記算出手段は、複数の課題毎に位相域の頻度及び比率を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の脳習慣診断装置。
【請求項４】
前記算出手段は、横軸を関心領域ＲＯＩ中の酸化型Hb量（O）、縦軸をＲＯＩ中の脱酸化型Hb量（D）とする二次元ダイアグラムから、酸素飽和度YをＯＤ平面上の傾きY角として、式（３）で算出する、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つの項に記載の脳習慣診断装置。
酸素飽和度Y＝1/（１+tan（Y角））・・・・式（３）
【請求項５】
前記算出手段は、横軸を関心領域ＲＯＩ中の酸化型Hb量（O）、縦軸をＲＯＩ中の脱酸化型Hb量（D）とし、酸化型Hbの変化量（△O）と脱酸化型Hbの変化量（△D）の関係を示す二次元ダイアグラムから、酸素飽和度Yの変化ΔＹをＯＤ平面上の傾きY角の変化△Y角を用いて、式（４）で算出する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つの項に記載の脳習慣診断装置。
酸素飽和度の変化ΔＹ＝-1/（1+sin2（ΔY角））・・・式（４）
【請求項６】
前記算出手段は、計測開始の原点からの軌道ベクトルのスカラーＬ値と位相Ｋ角から、酸素調節面積ＯＲＡを式（５）で算出する、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つの項に記載の脳習慣診断装置。
【数７】
0005916187.tif 000008
【請求項７】
前記判定手段は、前記生体の口腔を塞いだ場合と鼻腔を塞いだ場合とを比較して、口呼吸の習慣があるのか、鼻呼吸の習慣があるのかを判定する、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つの項に記載の脳習慣診断装置
【請求項８】
前記判定手段は、前記生体に言葉を聞かせることにより、言葉使用の習慣を判定する、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つの項に記載の脳習慣診断装置
【請求項９】
前記判定手段は、前記生体に物体を持たせることにより、運動習慣を判定する、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つの項に記載の脳習慣診断装置。
【請求項１０】
前記生体を異なる時期に診断して、前記判定手段による脳習慣の判定結果の変化に基づいて、脳習慣が改善しているか否かを判断する改善サポート手段とさらに有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１つの項に記載の脳習慣診断装置。
【請求項１１】
前記改善サポート手段は、前記判定手段による脳習慣の判定結果に基づいて、良好な脳習慣にするための指示を決定し、
前記表示手段は、前記指示の内容を表示する、
ことを請求項１０に記載の脳習慣診断装置。
【請求項１２】
前記光照射受光手段は、診断すべき脳習慣に関連する脳区分用番地に対応する部位に設置される、
ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１つの項に記載の脳習慣診断装置。
【請求項１３】
前記生体の脳以外の部位に光を照射し、前記生体の脳以外の部位からの光を受光する１以上の第２の光照射受光手段をさらに有し、前記生体の脳と脳以外の部位とを同時に計測して脳習慣を診断する、
ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１つの項に記載の脳習慣診断装置。
【請求項１４】
前記脳以外の部位は、前記生体の胸部であることを特徴とする請求項１３に記載の脳習慣診断装置。
【請求項１５】
前記請求項１乃至１４のいずれか１つの項に記載の脳習慣診断装置の装置本体の処理を実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体の習慣に伴う脳活動の状態である脳習慣を診断したり、改善するように指示するための脳習慣診断装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、生体には種々の習慣（身体的な振る舞い、精神的心理的な傾向や考え方等の行動様式）があることが知られている。
【０００３】
従来においては、各生体の習慣は何らかの課題に対する行動という形で表に現われて始めて認識されるものであった。
【０００４】
一方、脳活動は、脳の部位ごとの活動を課題の負荷によって誘発された反応によって検出されてきた。検出方法としては、例えば、脳波、ｆＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging：磁気共鳴画像法）、PET（ポジトロンCT）、NIRS（Near-infrared  Spectroscopy：近赤外分光法）等が知られている。
【０００５】
NIRSについては、局所の酸化型ヘモグロビン（OxyHb）,脱酸化型ヘモグロビン（DeoxyHb）, トータルヘモグロビン（TotalHb）等の濃度変化を用いて脳機能の非侵襲モニタリングを行う。NIRSは、PETやfMRIに比べて身体の拘束性が低く、体を動かしながら計測できる。そのため、体幹を動かす運動課題や歩行課題に伴う脳循環代謝の解析ができる利点がある。
【０００６】
NIRSから得られる指標の変動が局在化することを利用した脳機能画像法の研究は、日本の国立精神神経センターの研究グループによって1991年に初めて行われた。その成果はTakashima S, Kato T, Hirano S, Mito T （1992） Observation of activation in local brain blood flow by means of near-infrared spectroscopy in Comprehensive Research Report Concerning Medical Care for Children （People）with Disabilities. Japan Ministry of Health and Welfare 179-181 .とKato T, Kamei A, Takashima S, Ozaki T （1993） Human visual cortical function during photic stimulation monitoring by means of near-infrared spectroscopy. J Cereb Blood Flow Metab 13:516-520.によって報告された。
【０００７】
この研究において、ＮＩＲＳ装置を用いて、光刺激中と刺激後におけるヒトの視覚皮質機能の局在性を利用してlocal activation（局所的活性化）を初めて実証した。この研究で初めてヒトの脳で示されたHb（ヘモグロビン）のactivation（活性化）パターンは、光刺激の間、視覚野におけるOxyHbとTotalHb増加と、DeoxyHbのわずかな増加であった。
【０００８】
一方、前頭前野皮質では３つのHb指標には変動がなかった。
【０００９】
この実証から、計測対象となる皮質上の頭皮を、3.0cm前後のペアのプローブで挟むことで、安静時の頭皮信号の影響よりも、課題中に強い変化を起こす局所の脳活動を抽出する機能的NIRS画像を得る基本技術が確立された。
【００１０】
この研究は、刺激中の局所脳活動を安静時と区別することで、皮質の局所活動を機能的な画素として捉えるという本発明者の大胆なアイディアに基づいている（Kato T （2004） Principle and technique of NIRS imaging for human brain FORCE: fast-oxygen response in capillary event. Proceedings of ISBET 1270:88-99参照）。
【００１１】
このアイディアは、NIRSによって脳構造に対応した安静時の血流分布を画像化することを目指した光CT（computed tomography）（Jobsis FF （1977） Method and apparatus for monitoring metabolism in body organs. United States Patent 4281645. ）、DOT（diffusion optical tomography）（Barbour RL, Lubowsky J, Aronson R （1989） Method of imaging a random medium. US Patent no. 5137355. http://www.patents.com/us-5137355.html）による計測原理とは異なった機能的NIRS-imaging法であった。課題中の脳活動による時間変化を計測対象とすることで、安静時の計測で含まれる頭皮血液のコンタミネーションや動きのアーチファクトは著しく減衰されるので、光CT技術の最大の問題点をfunctional NIRS-imagingは、解決していた。
【００１２】
これらの脳活動を検出し、分布を表示することは、広く研究され脳機能マッピングするための技術の一つとなっている。
【００１３】
本発明者は、二次元ダイアグラムを用いて、OxyHbとDeoxyHbの変化の比率を定量値として脳機能評価の指標とする発明をし、特許を取得した（特許文献１参照）。
【００１４】
また、本発明者はＭＲＩ装置により撮影された脳のコントラスト画像に基づいて、白質を強調する画像法について発明し、特許出願を行った（特許文献２参照）。この白質強調画像を用いた発明により、個人の脳のそれまでの成長過程の結果を示すことが可能である。
【特許文献１】特許第４０３１４３８号公報
【特許文献２】国際公開第２００９／００５０１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記の従来例には、脳に対する見方に関する課題と脳計測に関する課題とがあった。
（脳に対する見方の課題）
（１）脳のそれまでの成長過程は、本発明者が出願した特許文献２で示した白質強調画像に示されるように個人個人で異なった形状をしている。しかし、異なった形状の結果、その脳を舞台にどのような脳活動の違いが起こるのかは、脳計測の対象になっていなかった。
【００１６】
（２）すなわち、広く行われてきた脳機能マッピングは、単に課題を負荷してその場の反応を抽出していたので、被験者がそれまでにどのような経験を重ね、どのような脳の状態にあるかを見極めるための、定性的または、定量的に判定は全くしていなかった。
【００１７】
（３）個人、個人の脳がそれまでにどのような経験を重ね、部位ごとに（脳番地ごとに）どのような脳の状態にあるかを「脳習慣」と考えると、脳に対する見方として「脳習慣」という概念と言葉もなかったので、脳習慣を診断することは、定性的にも定量的にもできていなかった。
【００１８】
（４）脳習慣とは、計測以前の被験者の脳の状態であるから、その場で行った脳機能反応を捉える計測技術が、その計測以前の被験者の脳の状態を反映しているとは到底、考えていなかった。
【００１９】
（５）脳習慣を判定していなかったので、習慣を変更したら実際に脳が変わるかの客観的指標がなかった。
【００２０】
（６）どのように習慣改善すれば良いか指示が出せず、脳習慣データに基づいて定量的、客観的に習慣を変更するための指示装置がなかった。
【００２１】
（７）脳習慣の程度をテーマごとに（呼吸習慣、聞く習慣、見る習慣、話す習慣、考える習慣など）判定する装置がなかったので、習慣を獲得しているか否か、どのような習慣が強く身についているのか、いないのか、悪しき脳習慣と良い脳習慣などを客観的に判定できなかった。
【００２２】
（８）例えば、脳の教育に関することでは、すでに、習ったことが身についているのか、いないのかを判定する方法がなかった。知っている言葉がどの程度、高頻度に日頃、使っているのか、言葉使用の習慣を、1単語1単語、判定することができなかった。
【００２３】
（９）例えば、脳の運動習慣に関しては、重い荷物を持つ習慣があるのか、日頃、ボールペンより重い物を持たない習慣なのかを判定する方法がなかった。
【００２４】
（１０）例えば、歯科医療の分野では、呼吸の仕方が脳に影響を及ぼす可能性が指摘されている。通常、鼻から息を吸う習慣である鼻呼吸に対して、口から息を吸う口呼吸習慣では、睡眠障害がおこったり、集中力が低下したり、口腔の感染症が増加したりするといわれてきたが、この口呼吸と鼻呼吸の習慣性の違いを脳から区別できていなかった。
（脳計測に関する課題）
（１）従来の脳機能マッピングに利用されてきた脳の機能を診断するための陽電子断層撮影法 （以後PET）は放射性被爆を伴うことで汎用されにくいだけでなく、脳活動に伴う二次的な血流変化を反映するために脳機能を正確に判定しているとは言えなかった。同様に機能的MRI（以下fMRI）も脳外の血流の変化を強く大きく反映するため脳機能の正確な測定は困難であった。脳機能NIRS計測上の問題には、脳機能画像の部位特性が、脳活動を反映する指標の選択に依存して変わることがあげられる。
【００２５】
（２）多くの脳機能NIRS研究で、OxyHb増加かつDeoxyHb減少が、神経活動による従来の脳活動のパターンとして用いられてきた。しかし、従来の脳活動のパターンがどのくらいの頻度で起こるか、活動の中心と周辺でどのような指標で区別できるのか、また、活動の中心と周辺をどのくらいの確率で分離できるのかなどは脳活動計測の対象にさえなっていなかった。
【００２６】
（３）従来の脳活動のパターンが起こったとしてもOxyHb増加かつDeoxyHb減少の比率はいつも一定ではないので、課題ごとに区別されるべきである。
【００２７】
（４）本発明者の特許文献１の発明においては、脳習慣の概念そのものがなかったので「脳習慣の計測」は全く対象になっていなかった。
【００２８】
（５）脳習慣を反映する脳計測指標を発見して、脳習慣を診断し、その脳習慣に対する脳習慣改善指示装置がなかった。
【００２９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、生体の習慣に伴う脳活動の状態である脳習慣を診断したり、改善するように指示するための脳習慣診断装置及びプログラム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】
【００３０】
本発明の脳習慣診断装置は、生体の習慣に伴う脳活動に関係する脳の所定部位に光を照射し、前記生体内からの光を受光する光照射受光手段と、前記光照射受光手段からの光情報を入力し、演算、制御又は記憶を行う装置本体とを有し、近赤外分光法を利用して、前記生体の習慣に伴う脳活動の状態である脳習慣を診断する脳習慣診断装置であって、
前記装置本体は、前記光照射受光手段からの光情報に基づいて、酸化型ヘモグロビンの濃度変化量Δ[HbO2]、脱酸化型ヘモグロビンの濃度変化量Δ[Hb]及び酸化型ヘモグロビンの濃度変化量Δ[HbO2]と脱酸化型ヘモグロビンΔ[Hb]の濃度変化量に基づいて導き出される各種パラメータを算出する算出手段と、前記算出手段によって算出された酸化型ヘモグロビンの濃度変化量Δ[HbO2]、脱酸化型ヘモグロビンの変化量Δ[Hb]及び各種パラメータに基づいて、脳習慣の有無や程度を判定する判定手段と、前記判定手段によって判定された脳習慣の有無や程度を表示する表示手段とを有する、
ことを特徴とするものである。
【００３１】
前記算出手段は、前記脳の所定部位における血液量の濃度変化量ΔCBVを式（１）で算出し、
前記脳の所定部位における酸素交換量の濃度変化量ΔCOEを式（２）で算出し、
前記血液量の濃度変化量ΔCBVと前記酸素交換量の濃度変化量ΔCOEとの関係を示す二次元ダイアグラムにおいて、課題に対して経時的にプロットして得られる計測開始の原点からの軌道ベクトルのスカラーＬ値と位相Ｋ角を算出し、
前記判定手段は、前記スカラーＬ値と位相Ｋ角に基づいて、脳習慣の有無や程度を判定するものでもよい。
ΔCBV=Δ[Hb]＋Δ[HbO2]・・・・式（１）
ΔCOE=Δ[Hb]―Δ[HbO2]・・・・式（２）
【００３２】
前記算出手段は、第１の軸を前記血液量の濃度変化量ΔCBVとし、前記第１の軸に直交する第２の軸を前記酸素交換量の濃度変化量ΔCOEとし、前記第１の軸に対して−４５度に設定される第３の軸を前記酸化型ヘモグロビンの濃度変化量Δ[HbO2]とし、前記第１の軸に対して＋４５度に設定される第４の軸を前記脱酸化型ヘモグロビンの濃度変化量Δ[Hb]とした二次元ダイアグラム上で８つの位相域に区分し、課題に対して経時的にプロットして得られる軌道が存在する各位相域毎の頻度を算出し、
前記判定手段は、前記各位相域毎の頻度に応じて脳習慣の有無や程度を判定するものでもよい。
【００３３】
前記算出手段は、各位相域毎の位相分布率、最高頻度位相及び平均位相分布率を算出するものでもよい。
【００３４】
前記算出手段は、複数の課題毎に位相域の頻度及び比率を算出することを特徴とするものでもよい。
【００３５】
前記算出手段は、横軸を関心領域ＲＯＩ中の酸化型Hb量（O）、縦軸をＲＯＩ中の脱酸化型Hb量（D）とする二次元ダイアグラムから、酸素飽和度YをＯＤ平面上の傾きY角として、式（３）で算出するものでもよい。
酸素飽和度Y＝1/（１+tan（Y角））・・・・式（３）
【００３６】
前記算出手段は、横軸を関心領域ＲＯＩ中の酸化型Hb量（O）、縦軸をＲＯＩ中の脱酸化型Hb量（D）とし、酸化型Hbの変化量（△O）と脱酸化型Hbの変化量（△D）の関係を示す二次元ダイアグラムから、酸素飽和度Yの変化ΔＹをＯＤ平面上の傾きY角の変化△Y角を用いて、式（４）で算出するものでもよい。
酸素飽和度の変化ΔＹ＝-1/（1+sin2（ΔY角））・・・式（４）
【００３７】
前記算出手段は、計測開始の原点からの軌道ベクトルのスカラーＬ値と位相Ｋ角から、酸素調節面積ＯＲＡを式（５）で算出するものでもよい。
【数１】
0005916187.tif 000002
【００３８】
前記判定手段は、前記生体の口腔を塞いだ場合と鼻腔を塞いだ場合とを比較して、口呼吸の習慣があるのか、鼻呼吸の習慣があるのかを判定するものでもよい。
【００３９】
前記判定手段は、前記生体に言葉を聞かせることにより、言葉使用の習慣を判定するものでもよい。
【００４０】
前記判定手段は、前記生体に物体を持たせることにより、運動習慣を判定するものでもよい。
【００４１】
前記生体を異なる時期に診断して、前記判定手段による脳習慣の判定結果の変化に基づいて、脳習慣が改善しているか否かを判断する改善サポート手段とさらに有してもよい。
【００４２】
前記改善サポート手段は、前記判定手段による脳習慣の判定結果に基づいて、良好な脳習慣にするための指示を決定してもよい。
【００４３】
前記光照射受光手段は、診断すべき脳習慣に関連する脳区分用番地に対応する部位に設置されるものでもよい。
前記生体の脳以外の部位に光を照射し、前記生体の脳以外の部位からの光を受光する１以上の第２の光照射受光手段をさらに有し、前記生体の脳と脳以外の部位とを同時に計測して脳習慣を診断するものでもよい。
前記脳以外の部位は、例えば前記生体の胸部である。
【００４４】
本発明のプログラムは、前記脳習慣診断装置の装置本体の処理を実行させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００４５】
本発明によれば、次のような優れた効果を奏する。
【００４６】
（１）生体である個人や個人の脳がそれまでにどのような経験を重ね、部位ごとに（脳区分用番地ごとに）どのような脳の状態にあるかを「脳習慣」と考え、脳に対する見方として「脳習慣」という概念と言葉を設定して、脳習慣を定性的にも定量的に診断できる。
【００４７】
（２）脳習慣を反映する脳計測指標から、脳習慣を診断し、脳習慣データに基づいて定量的、客観的に習慣を変更するための脳習慣改善指示を行うことができる。
【００４８】
（３）脳習慣の程度をテーマごとに（例えば呼吸習慣、聞く習慣、見る習慣、話す習慣、考える習慣等）判定するので、習慣を獲得しているか否か、どのような習慣が強く身についているのか、いないのか、悪しき脳習慣と良い脳習慣などを客観的判定できる。その結果、脳の悪しき習慣は良く習慣に変えることができる。また、テーマごとに、脳が成長している事を定量的に測定することができるので、習慣化できていないことは再び訓練することができる。
【００４９】
（４）学習した実感を本人が客観的に自覚でき、その現状を把握して対策を立てることできる。例えば、脳の教育に関することでは、すでに、習ったことが身についているのか、いないのかを判定する方法がなかった。知っている言葉がどの程度、高頻度に日頃、使っているのか、言葉使用の習慣を、1単語1単語、判定することができる。
【００５０】
（５）例えば、脳の運動習慣に関しては、重い荷物を持つ習慣があるのか、日頃、ボールペンより重い物を持たない習慣なのかを判定できる。体のゆがみによって、脳への刺激の習慣がかわるので、右で咬む、左で咬む習慣も判定できる。
【００５１】
（６）呼吸習慣を変えることで、脳の働きも良くすることができる。歯科治療によって、呼吸習慣が改善したかの判定や、治療後にも脳にその習慣が残っている事を判定できる。口呼吸と鼻呼吸の習慣性の違いを脳から区別できて矯正中、矯正後の状態を観察できる。
【００５２】
（７）脳習慣を判定して習慣を変更したら実際に脳が変わるかの客観的指標ができる。
【００５３】
（８）脳の中の生活習慣状態を数値化して、多角的に、総合的にとらえることで、呼吸習慣、聞く習慣、見る習慣、話す習慣、考える習慣など総合脳習慣スコアを算出できる。
【００５４】
（９）生活習慣は、老化や糖尿病などに関係しており、生活習慣が脳習慣に反映しており、脳習慣を計測することで脳が成長しやすい生活を送る判定と指示ができる。
【００５５】
（１０） 従来の脳機能イメージングにはなかった脳酸素調節反応COREを反映する新しい脳習慣指標とその活用法を提示できる。
【００５６】
（１１）課題中の位相Ｋ角の位相差イメージング、スカラーＬ値の強度差イメージング、さらに、Ｋの位相差とＬの強度差を両方反映した新しい脳機能イメージングを示すことができる。PETやfMRIでは脳活動指標は強度差を計測しているが、これらの指標はいずれも位相差を示していない。
【００５７】
（１２）従来の脳機能マッピングに利用されてきたPET、 fMRI、脳機能NIRSでは困難であった脳酸素調節反応をモニタして簡便にそれまでに脳習慣を計測できる。
【００５８】
（１３）脳の個人個人で異なった形状の脳でどのような脳活動の違いが起こるのかを別な見方で脳計測の対象にできる。
【００５９】
（１４）脳習慣とは、計測以前の被験者の脳の状態であるから、その場で行った脳機能反応を捉える計測技術から、計測以前の被験者の脳の状態を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施形態例に係る脳習慣診断装置の構成を示すブロック図である。
【図２】生体の脳の概略図に脳区分用番地を付した説明図である。
【図３】１２の機能系統別番地の位置を示す説明図である。
【図４】脳習慣を診断するための手順を説明するためのフローチャートである。
【図５】COREベクトル, Ｋ角 、Ｌ値を説明するための二次元ダイアグラムである。
【図６】二次元ダイアグラム上を軌道するCORE ベクトルの８つの位相区分を示す説明図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は毛細血管中のΔCBV とΔCOE の模式図である。
【図８】位相Ｋ角に依存したCOREベクトルの軌跡のモデルを説明するための説明図である。
【図９】位相Ｋ角に依存したCOREベクトルの軌跡のモデルを説明するための説明図である。
【図１０】位相Ｋ角に依存したCOREベクトルの軌跡のモデルを説明するための説明図である。
【図１１】位相Ｋ角に依存したCOREベクトルの軌跡のモデルを説明するための説明図である。
【図１２】COREベクトル平面上で定義する面積ORAを説明するための模式図である。
【図１３】運動習慣を診断する場合の生体用プローブの配置を説明するための説明図である。
【図１４】（Ａ）はＭ１（第１次運動野）におけるCOREの位相分布、（Ｂ）はＭ１の周辺部位におけるCOREの位相分布を示す。
【図１５】Ｍ１（第1次運動野）と周辺部位における、課題中の平均のCOREが示す平均位相K, 平均Lの値を示した表である。
【図１６】課題中のKの位相差画像、Lの強度差画像、 ORAの画像を示す説明図である。
【図１７】（Ａ）は鼻呼吸習慣を診断する場合の概略的な説明図、（Ｂ）は口呼吸習慣を診断する場合の概略的な説明図である。
【図１８】（Ａ）は口呼吸時の血液量の変動、酸素交換量の時系列的な変動を示すグラフ、（Ｂ）は鼻呼吸時の血液量の変動、酸素交換量の時系列的な変動を示すグラフ、（Ｃ）はCOREベクトル平面上にプロットした軌道を示すグラフである。
【図１９】被験者４人の鼻呼吸、口呼吸時のK角、Ｌ値を示す表である。
【図２０】被験者２人の鼻呼吸、口呼吸時の位相変化を示すグラフである。
【図２１】脳部位の違いによる口呼吸と鼻呼吸時の二次元ダイアグラム上の軌跡を示し、（Ａ）は前頭葉の内側BA10の部位の場合、（Ｂ）は前頭葉の外側BA10の場合である。
【図２２】呼吸習慣の違う者による口呼吸と鼻呼吸時の二次元ダイアグラム上の軌跡を示し、（Ａ）は鼻呼吸者（７名の平均）の場合、（Ｂ）は強い口呼吸習慣者の場合、（Ｃ）は口呼吸習慣者の場合である。
【図２３】（Ａ）は言語理解位相を示した場合の二次元ダイアグラム上の軌跡を示し、（Ｂ）は言語非理解位相を示した場合の二次元ダイアグラム上の軌跡を示す。
【図２４】（Ａ）は横軸をＲＯＩ中の酸化型Hb量（O）、縦軸をＲＯＩ中の脱酸化型Hb量（D）とし、酸素飽和度Yとの関係を示すグラフ、（Ｂ）は、ＲＯＩ中の酸化型Hbの変化量（ΔO）、ＲＯＩ中の脱酸化型Hbの変化量（ΔD）とＹ角の変化量（ΔＹ角）との関係を示すグラフ、（C）はＯＤ平面上の座標変化（ΔＯとΔＤ）によって酸素飽和度の変化が決まることを説明するためのグラフである。
【符号の説明】
【００６１】
Ｓ：脳習慣診断装置
１：生体用プローブ（光照射受光手段）
１ａ：発光素子
１ｂ：受光素子
２：装置本体
３：光量調節部
４：選択調節部
５：信号増幅部
６：Ａ／Ｄ変換部
７：制御部
８：記憶部
９：表示部
１０：算出部
１１：判定部
１２：改善サポート部
１３：プログラム
【発明を実施するための最良の形態】
【００６２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
（脳習慣診断装置の概略）
図１は本発明の実施形態例に係る脳習慣診断装置の構成を示すブロック図である。
【００６３】
図１に示すように、本発明の実施形態例に係る脳習慣診断装置Ｓは、生体の習慣に伴う脳活動に関係する脳の所定部位に光を照射し、生体内からの光を受光する生体用プローブ１（光照射受光手段）と、生体用プローブ１からの光情報を入力し、演算、制御又は記憶を行う装置本体２とを有し、近赤外分光法を利用して、生体の習慣に伴う脳活動の状態である脳習慣を診断するものである。
【００６４】
生体用プローブ１は、生体の習慣に伴う脳活動に関係する脳の所定の計測部位に光を照射する少なくとも２以上の発光素子（発光ダイオード）１ａ…と、計測部位からの透過光、反射光あるいは散乱光等、生体と相互作用した後の光を受光する少なくとも２以上の受光素子（フォトダイオード）１ｂ…とで構成されている。
【００６５】
発光素子１ａと受光素子１ｂとの間隔は、１．５ｃｍから３ｃｍ程度である。
【００６６】
また、生体用プローブ１は、その発光素子１ａと受光素子１ｂとの距離を等間隔に複数（マトリックス状に）配列するのが好ましいが、発光素子１ａと受光素子１ｂとの距離は、必ずしも等間隔である必要なく、ランダムの配置することも可能である。
【００６７】
装置本体２は、発光素子１ａ…の発光光量を調節する光量調節部３と、任意の受光素子１ｂ…を選択的に有効化又は無効化し、全部の計測感度を調節する選択調節部４と、受光素子１ｂ…からの信号を増幅するゲイン制御可能な信号増幅部５と、信号増幅部５の出力を数値化するＡ／Ｄ変換部６と、各部の制御処理やＡ／Ｄ変換部６の出力に基づいて所定の演算処理を実行する制御部７と、Ａ／Ｄ変換部６の出力、各部の制御用データあるいは演算結果等の記憶に使用される記憶部８と、Ａ／Ｄ変換部６の出力結果や演算結果等に基づく表示を行う表示部９とを有する。
【００６８】
なお、装置本体２には、各種データを印刷する印刷機能や通信ネットワークを介してデータを送受信する通信機能を有してもよい。
【００６９】
制御部７は、生体用プローブ１からの光情報に基づいて、酸化型ヘモグロビンの濃度変化量Δ[HbO2]、脱酸化型ヘモグロビンの濃度変化量Δ[Hb]及び酸化型ヘモグロビンの濃度変化量Δ[HbO2]と脱酸化型ヘモグロビンΔ[Hb]の濃度変化量に基づいて導き出される各種パラメータを算出する算出部１０と、算出部１０によって算出された酸化型ヘモグロビンの濃度変化量Δ[HbO2]、脱酸化型ヘモグロビンの変化量Δ[Hb]及び各種パラメータに基づいて、脳習慣の有無や程度を判定する判定部１１と、生体を異なる時期に診断して、判定部１１による脳習慣の判定結果の変化に基づいて、脳習慣が改善しているか否かを判断する改善サポート部１２とを有する。
【００７０】
また、改善サポート部１２は、判定部１１による脳習慣の判定結果に基づいて、良好な脳習慣にするための指示を決定し、表示部９は、その指示の内容を表示する。
【００７１】
生体用プローブ１の発光素子１ａ…は、波長７３０ｎｍの光を照射するものと、波長８５０ｎｍの光を照射するものの二種類が用意される（なお、この光の波長の数値は一例であり、これに限定されるものではなく、３波長以上組み合わせてもよい）。これらは、例えば列方向に交互に配置されるが、その他のパターンを検討するに当たっては、組織中での波長に依存する減衰を考慮して、受光光量をバランスよく計測できるような配置にすることが重要である。全ての発光素子１ａ…は、装置本体２の光量調節部３に接続されており、全体的にあるいはそれぞれ独立的に発光光量の調節が可能である。
【００７２】
一方、全ての受光素子１ｂ…は、装置本体２の選択調節部４を介して信号増幅部５に接続されており、それぞれの受光素子１ｂから出力される受光信号は、全部あるいは一部が選択調節部４で選択調節された状態で信号増幅部５に出力され、ここで増幅される。そして、増幅された受光信号は、Ａ／Ｄ変換部６で数値化されて制御部７に出力される。
【００７３】
制御部７は、Ａ／Ｄ変換部６から入力されたデジタルデータをローパスフィルタにかけてノイズ除去処理を実行した後、この処理データ（以下、「受光光量」という）をタイムテーブル的に記憶部８に記憶させる。
【００７４】
また、制御部７は、得られた受光光量に基づき、以下に説明する演算処理を実行する。まず、波長７３０ｎｍの吸光度（Ｏ.Ｄ.730）を式（６）により、そして、波長８５０ｎｍの吸光度（Ｏ.Ｄ.850）を式（７）により算出すると共に、該算出結果をタイムテーブル的に記憶部８に記憶させる。
【００７５】
Ｏ.Ｄ.730＝log10（Ｉ0 730/Ｉ730 ）・・・式（６）
Ｏ.Ｄ.850＝log10（Ｉ0 850/Ｉ850）・・・式（７）
Ｉ0 730 ：波長７３０ｎｍの発光光量
Ｉ730 ：波長７３０ｎｍの受光光量
Ｉ0 850 ：波長８５０ｎｍの発光光量
Ｉ850 ：波長８５０ｎｍの受光光量
ここで、酸化型ヘモグロビンの濃度変化量と脱酸化型ヘモグロビンの濃度変化量と吸光度変化量との間には、式（８），式（９）の関係があることが公知理論によりわかっている。
【００７６】
ΔＯ.Ｄ.730 ＝ａ1Δ[HbO2］＋ａ1’Δ［Hb］・・・式（８）
ΔＯ.Ｄ.850＝ａ2Δ[HbO2］＋ａ2’Δ［Hb］・・・式（９）
ΔＯ.Ｄ.730：波長７３０ｎｍの吸光度変化量
ΔＯ.Ｄ.850：波長８５０ｎｍの吸光度変化量
Δ[HbO2］：酸化型ヘモグロビンの濃度変化量
Δ［Hb］    ：脱酸化型ヘモグロビンの濃度変化量
ａ1，ａ1’，ａ2，ａ2’  ：吸光度係数
従って、この公知の連立方程式から、式（１０），式（１１）が求められる。
【００７７】
Δ[HbO2］＝ａ｛ΔＯ.Ｄ.730−（ａ1’/ａ2’）ΔＯ.Ｄ.850｝・・・式（１０）
Δ［Hb］ ＝ａ（ａ2  /ａ2’）｛（ａ1  /ａ2  ）ΔＯ.Ｄ.850−ΔＯ.Ｄ.730 ｝・・・式（１１）
ａ＝ａ2’/（ａ1ａ2’−ａ1’ａ2  ）≒１（１あるいはその近傍値）
そこで、波長７３０ｎｍの吸光度変化量（ΔＯ.Ｄ.730 ）及び波長８５０ｎｍの吸光度変化量（ΔＯ.Ｄ.850）を求めた上で、酸化型ヘモグロビンの濃度変化量（Δ［HbO2］）を式（１０）により、そして、脱酸化型ヘモグロビンの濃度変化量（Δ［Hb］）を式（１１）により算出すると共に、該算出結果をタイムテーブル的に記憶部８に記憶させる。なお、総ヘモグロビンの濃度変化量（Δ［total-Hb］）は、式（１２）で表される。
Δ［total-Hb］＝Δ[HbO2］＋Δ［Hb］・・・式（１２）
【００７８】
ところで、組織に対する刺激によって誘発される毛細血管中の酸化型ヘモグロビン及び脱酸化型ヘモグロビンの各濃度変化量の変化態様は、その増減の組み合わせによって以下の９パターンを示す。
【００７９】
（１）  Δ［HbO2］増加  Δ［Hb］増加
（２）  Δ［HbO2］増加  Δ［Hb］減少
（３）  Δ［HbO2］増加  Δ［Hb］ゼロ
（４）  Δ［HbO2］減少  Δ［Hb］増加
（５）  Δ［HbO2］減少  Δ［Hb］減少
（６）  Δ［HbO2］減少  Δ［Hb］ゼロ
（７）  Δ［HbO2］ゼロ  Δ［Hb］増加
（８）  Δ［HbO2］ゼロ  Δ［Hb］減少
（９）  Δ［HbO2］ゼロ  Δ［Hb］ゼロ
実際のところ、組織の代謝活動は、刺激の印加条件や安静状態の生理的状態の違いにより経時的に上記のパターンが変化している。毛細血管中の酸化型ヘモグロビンから組織中に酸素を取り込むための血流代謝活動として、毛細血管のΔ［Hb］とΔ［HbO2］が変動する。
【００８０】
そこで、本発明においては、生体の脳習慣を診断するために、酸化型ヘモグロビンの濃度変化量Δ［HbO2］と脱酸化型ヘモグロビンの濃度変化量Δ［Hb］に基づいて導き出される各種パラメータを制御部７の算出部１０により算出する。
（生体用プローブの設置部位と脳区分用番地）
生体用プローブ１は、診断すべき脳習慣に関連する脳区分用番地に対応する部位に設置されるのが好ましい。
【００８１】
ここで、脳区分用番地（本発明者かつ出願人は当該番地を脳番地（登録商標）と称している）とは、脳内において所定の機能及び役割に応じて、神経活動の変化に伴った酸素消費量の増加や賦活化と鎮静化による脳活性の調節機能が働くことを考慮した部位毎に区分して付与された番号である。
【００８２】
図２は生体の脳の概略図に脳区分用番地を付した説明図である。
【００８３】
脳区分用番地とは、脳の役割分担を示す脳マップの１つ１つの番地を表す言葉である。脳は細胞種類や溝の形状で細かく名前が付いている。その他、大まかな役割が付与されている場所もいくつかある。しかし、脳が形を変えながら成長するという時間の概念を含む脳の番地分類はなかった。
【００８４】
そこで、本発明者は脳が１２０の部位に分かれて成長とともに形と機能が変化することを発見し、一般の人でも分かるように「脳番地」と名付けた。
【００８５】
脳区分用番地は、大まかに分けて１２の系統に分けられている。
図３は１２の機能系統別番地の位置を示す説明図である。
・思考系脳番地 （脳番地１０，８，９）：考えたり発想する
・企画・実行系脳番地（左右の脳番地６）
：物事の企画や体を動かす計画を担当
・運動系脳番地 （脳番地の４，６）：体を動かすときに使う
・伝達系脳番地（脳番地４４，４５，４６）
：発話や言葉の操作、コミュニケーションを通じて意思疎通を行う
・感情系脳番地（脳番地１１、扁桃体） ：好き嫌いや感情に関係
・社会系脳番地（脳番地１１、１０） ：人の交流や立場に配慮する
・理解系脳番地（脳番地２２，３９，４０） :言葉を通して物事を理解
・感覚系脳番地 （脳番地３）:手や皮膚で触れて感触をえる
・記憶系脳番地 （海馬）:覚えたり思い出す
・知識系脳番地 （脳番地２０，３８）:理解した知識を格納
・聴覚系脳番地（脳番地４１，４２，２２，２１
）:耳を使って音を聞く
・視覚系脳番地（脳番地１７，１８，１９、７，８、９） :目を使ってものを見る
なお、この脳区分用番地の発明については、本発明者によって既に出願され、特許されている（詳細は特許第４８３８８４５号参照）。
【００８６】
（各脳習慣の主な計測部位について）
種々の脳習慣の計測部位すなわち生体用プローブ１の設置部位は、上述した脳区分用番地に基づいて以下の通りになる。
・運動習慣の場合では、左右の脳番地の４，６を含む
・思考習慣（考える習慣）やイメージ思考習慣の場合では、左右の脳番地１０，８，９を含む
・社会性習慣の場合では、左右の脳番地１１，１０を含む
・聴覚習慣（聞く習慣）の場合では、左右の脳番地４１，４２，２２，２１を含む
・感覚習慣（触れる習慣）の場合では、左右の脳番地３を含む
・聴覚習慣（聞く習慣）の場合では、左右の脳番地４１，４２，２２，２１を含む
・呼吸習慣の場合では、左右の脳番地１０，４４，４５，４６，６，４，を含む
・言語操作、言葉の想起や会話の習慣（話す習慣）の場合では、左右の脳番地４４，４５，４６を含む
・視覚習慣（見る習慣）の場合では、左右の脳番地１７，１８，１９、７，８、９を含む
・言語理解の習慣（言葉使用の習慣）やイメージ理解の習慣の場合では、左右の脳番地２２，３９，４０を含む
・ゲーム習慣の場合では左右の脳番地、１７，１８，１９，７、４，６を含む
・読書週間の場合では左右の脳番地、１７，１８，１９，２２，３９，４０を含む
・企画・実行習慣の場合では、左右の脳番地６を含む
・作業記憶習慣では、左右の脳番地４４，４５，４６，３９，４０を含む
【００８７】
（脳習慣について）
ここで、脳に対する新しい見方として、「脳習慣」という概念と言葉を定義する。
「脳習慣」とは、計測以前の被験者（生体）がそれまで経験したり、身につけてきた結果、あるいは、反対に未体験、未学習による脳の状態をいう。脳習慣とはプラスとマイナスではなく、その中間状態も存在するので、実際には、脳習慣の程度はスペクトラム上と見なすことができる。
【００８８】
脳習慣は、上述した脳番地ごとに脳番地の形がどこまで成長しているかという「脳番地の形」と、脳番地ごとに、ある課題において、どの程度、該当する脳番地を使ってきたかという「脳番地の経験」の２つの視点から捉えることができる。
【００８９】
「脳番地の形」は、白質強調画像を作成して脳番地ごとの枝振りを解析することで得られる（特許文献２参照）。脳の枝振りの成長の段階に応じて、数値化して、成熟度が高ければ、該当する脳番地で多くの経験と積んでいると判断できる。
【００９０】
「脳番地の形」を脳習慣のためにスコア化しても、その形がどんな情報をその番地に収集したり、どんな情報に暴露したのかは、脳番地の形では判定できないので脳反応を計測することで分かる。
【００９１】
「脳番地の経験」は、脳番地ごとに成長した枝振りが、実際にどのような経験、体験によって成長したのか、逆に、どのような経験、体験をしていないのかを判定して、さらに、脳番地をトレーニングする装置は従来なかった。
【００９２】
脳習慣は厳密には、約１２０の脳番地ごとに計測できるが、便宜的に１２の機能系統に分けたり、目的とする習慣性に対して脳番地を組み合わせることも可能である。
【００９３】
脳習慣として、「反対に未体験、未学習による脳の状態」の具体例としては、以下の通りである。
【００９４】
視覚系では、例えば、見たことがない人の顔写真や初めての絵画、置物を見ても何も感じない時の脳の状態と、何度の会っている人や好奇心のある絵画を見るときでは全く印象が異なる。これは脳習慣が人の顔や絵画でどの程度、できているかに依存している。
【００９５】
聴覚系、理解系では、例えば、見たこともない漢字や習ったことがない外国語（スワヒリ語、英語、フランス語、スペイン語）は、脳の中で聴覚系脳番地が母国語、日本語で育っていたとしても、全く未熟な言語を聞いても意味を理解できない。一方、母国語、日本語で同じ事を聞かされるとすらすら分かる。
【００９６】
運動系では、例えば、パソコンを左右２本の指で打つ人が、左右10本の指で打ち始めるとスピードがゆっくりするだけでなく、いらいらしてくる。これは、パソコンを10本指を使って脳習慣が出来ていない。一方、普段から、パソコンを10本指で仕事をしている人はキーボードを見ないでスラスラ打てる。これは、運動脳習慣がパソコンを使ってできている人といない人の差である。
【００９７】
感覚系では、例えば、目を閉じてスプーンにさわっても誰しもスプーンとわかる。しかし、さわったものが、スポンジでできているキリンなら、慣れない間は分からない。さわることによって形を見極める感覚習慣の違いである。
【００９８】
（脳習慣の診断手順）
脳の習慣に敏感な指標は、脳の成長にも敏感な指標でもあるので、脳活動の指標として、酸素が脳で消費されるときに、同時に脳血液量も変動して調節されることから、脳酸素調節（CORE：Cerebral oxygen regulation）ベクトルを計測対象に設定する。
すなわち、脳酸素調節Cerebral oxygen regulation （CORE）反応は、どのように変化するのか、また、定量指標による計測対象になっていなかったので、二次元ベクトル平面を使う ベクターNIRS法によって計測する。
【００９９】
広く行われてきた脳機能マッピングは、単に課題を負荷してその場の反応を抽出していたが、従来の見方は捨てて、課題に対する反応をすべて、被験者がそれまでにどのような経験を重ね、どのように脳を成長させて、脳の状態を作ってきたかという見方で捉える。すなわち、脳の活性化とは、良く活動しているか、否かではなく、脳習慣の結果、起こる反応パターンであると見なす。このために、２課題以上の頻度、確率を比較して解析する。
【０１００】
すなわち、「脳習慣が変われば、脳反応の確率分布、位相分布Ｋ角、強度分布（Ｌ，４つのHb変化を成分ベクトル）が変化する」と捉える。
【０１０１】
COREベクトルの軌道を脳習慣の結果と考えて、ベクトルCOREの軌跡の変化を脳習慣の変化として評価する。
【０１０２】
ＣＯＲＥを捉えるvector NIRS法は、Lの強度差、Ｋ角の位相差から課題に対する部位ごとに異なるCOREを位相差と強度差からリアルタイム・イメージングができる。
【０１０３】
課題に対して、どのくらいの頻度で、二次元平面上に頻度が起こるか、活動の中心と周辺でどのような指標で区別できるのか、また、活動の中心と周辺をどのくらいの確率で分離できるのかを調べる。
【０１０４】
2つの課題の比較、同じ課題でも負荷に差のある2つ以上の課題に対する位相分布確率、位相頻度、平均位相、最高頻度位相などの指標の動態から、脳習慣を診断し、指示を出す。
【０１０５】
図４は脳習慣を診断するための手順を説明するためのフローチャートである。
【０１０６】
まず、算出部１０により、酸化型ヘモグロビンの濃度変化量Δ［HbO2］と脱酸化型ヘモグロビンの濃度変化量Δ[Hb]を算出する（ステップＳ１）。
【０１０７】
次いで、脳の所定部位における血液量の濃度変化量ΔCBVを式（１）で算出し、
脳の所定部位における酸素交換量の濃度変化量ΔCOEを式（２）で算出する（ステップＳ２）。
ΔCBV=Δ[Hb]＋Δ［HbO2］・・・・式（１）
ΔCOE=Δ[Hb]―Δ［HbO2］・・・・式（２）
【０１０８】
次いで、血液量の濃度変化量ΔCBVと酸素交換量の濃度変化量ΔCOEとの関係を示す二次元ダイアグラムにおいて、課題に対して経時的にプロットして得られる計測開始の原点からの軌道ベクトルのスカラーＬ値と位相Ｋ角を算出する（ステップＳ３）。ここで、位相Ｋ角＝Arctan（ΔCOE/ΔCBV）となる。
次いで、判定部１１は、スカラーＬ値と位相Ｋ角の指標に基づいて、脳習慣の有無や程度を判定する（ステップＳ４）。
【０１０９】
その後、改善サポート部１２は、判定部１１による脳習慣の判定結果の変化に基づいて、脳習慣が改善しているか否かを判断したり、脳習慣の判定結果に基づいて、良好な脳習慣にするための指示を決定し（ステップＳ５）、表示部９は、判定部１１の判定結果や改善サポート部１２の指示の内容を表示する（ステップＳ６）。
【０１１０】
（COREベクトル, Ｋ角 、Ｌ値の定義について）
図５はCORE ベクトル, Ｋ角 、Ｌ値を説明するための二次元ダイアグラムである。
図５に示すように、△O軸（酸化型ヘモグロビンの濃度変化量）、△D軸（脱酸化型ヘモグロビンの濃度変化量）、△CBV軸（血液量の変化量）、△COE軸（酸素交換量の変化量）の４つの軸から成る極座標平面を、脳酸素調節ベクトル平面（CORE vector plane）と定義する。
【０１１１】
△CBV軸は横軸、△COE軸は横軸に直交する縦軸にそれぞれ設定され、△O軸は△CBV軸に対して−４５度に設定され、△D軸は△CBV軸に対して＋４５度に設定される。
【０１１２】
COREベクトルは振幅Ｌと位相を示すＫ角の性質をもつ。正の△CBV軸上を０度として、酸素代謝の強さをＬ値、位相を酸素交換度Ｋ角として定量する。
（二次元ダイアグラム上を軌道するCORE ベクトルの８つの位相区分）
図６は、二次元ダイアグラム上を軌道するCORE ベクトルの８つの位相区分を示す説明図である。
【０１１３】
図６に示すように、ベクトル平面上の八分円（octant）は、８つの定性的な位相域に区分される（-4から4）。各位相域は、COREのベクトル成分（△O、△D、△CBV、△COE）の増減比の違いを示す。
【０１１４】
酸素交換度をあらわすＫ角と８つの位相区分は、一定時間内の血管内の血液量と酸素調節の変化を検出する指標である。
【０１１５】
位相1〜4（0≦K≦180）は低酸素化方向（ΔCOE増加）を示す。位相-1〜3（-45≦K≦135）は脱酸素化（△D増加）を示す。位相-2〜2（-90≦K≦90）は血液量増加（ΔCBV増加）を示す。位相-3〜1（-135≦K≦45）は動脈血の流入増加（△O増加）を示す。位相-4〜-1（-180≦K≦0）は高酸素化（ΔCOE減少）を示す。位相3〜4及び-3〜-4（135≦K≦180, -180≦K≦-135）は血液量減少（ΔCBV減少）を示す。例えば位相1（0≦K≦45）は、動脈血の流入増加より脱酸素化増加が大きく、かつ低酸素化増加より血液量増加が大きい状態を示す。
【０１１６】
（毛細血管中のΔCBV とΔCOE の模式図）
図７（Ａ）〜（Ｃ）は毛細血管中のΔCBV とΔCOE の模式図である。
図７（Ａ）に示すように、△CBVが変化しない場合に、神経細胞が活性化し酸素需要が高まると、毛細血管内から酸素が移動し、△COEが増加するので、Ｋ角も増加する。一方、酸素需要がなければ、図７（Ｂ）に示すように△CBVが増加に対して△COEは減少し、Ｋ角は低下する。脳活動の中心ほど図７（Ｃ）の状態に近く、中心から離れるほど図７（Ｃ）の状態になりやすいと想定できる。実際には図７（Ａ）と図７（Ｂ）の混合によるCBVとCOEのあらゆる比率を反映するactivation （e）は、K比を使って定量評価できる。
（位相Ｋ角に依存したCOREベクトルの軌跡のモデル）
図８〜図１１は位相Ｋ角に依存したCOREベクトルの軌跡のモデルを説明するための説明図であり、図８（Ａ）は位相域１、図８（Ｂ）は位相域２、図９（Ａ）は位相域３、図９（Ｂ）は位相域４、図１０（Ａ）は位相域−１、図１０（Ｂ）は位相域−２、図１１（Ａ）は位相域−３、図１１（Ｂ）は位相域−４をそれぞれ示す。
【０１１７】
４つのベクトル成分の時系列モデルと、COREの二次元軌跡と対比して示した。すべて指標の1次元時系列データは、Ｋ角に依存して必ず二次元上の８つの位相に反映される。実計測では、△O（red）、△D（blue）の変化から△CBV（black）、△COE（green）を求めて、COREに変換することができる。各ベクトル成分とCORE上の各○印はそれぞれ同一時点を示す。各位相モデルのaはＫ角一定でLが変化する軌道（赤線）、bはＫ角一定でLピークが半分の軌道（太線）、cはKが変化しCOREの軌道が膨らむモデル（破線）をそれぞれ示す。
【０１１８】
aに比べてcのようにCOREが膨らんで軌道する際に、Ｌ値のピークが一定であっても、aではＫ角は一定であるが、cではＫ角は変化している。aではLの値の最大値を示す時点と、一次元モデルの最大変化値を示す時点が同じである。しかしcでは、Ｌ値の最大値を示す時点と、各指標の最大変化を示す時点は異なる。このCOREモデルは各位相内で時計回りに回転運動が生じる場合の1次元波形を示した。反時計回りの回転運動では、1次元波形の時間変化は逆に生じる。Ｋ角の違いは、位相差を示す。Ｌ値の違いは強度差を示す。
（COREベクトル平面上で定義する面積ORAの模式図）
図１２はCOREベクトル平面上で定義する面積ORAを説明するための模式図である。図１２に示すように、任意の動点の座標から求められるＬが、正の△CBV軸上からＫ角分掃いた面積を求める。Ｋ角の正負の符号によって、面積も正負をとる。ORA1に示す正の変化は酸素交換増加方向、ORA2に示す負の変化は酸素交換減少方向（すなわち酸素の素通り方向）と定義する。ORAはCOREの軌道が正負にどれだけ動いたかを反映する。
【０１１９】
位相Kと振幅Lを用いたイメージングでは、Ｋ角を用いて、位相の違いを示す画像を作成した。課題開始の原点を中心とした回転運動を観察する観点から、COREベクトル平面上の酸素調節面積（ORA）を、LtとＫ角のラジアンKradtを用いて以下の式（５）のように定義した。
【数２】
0005916187.tif 000003
【０１２０】
ORAは、計測開始点（原点）からt秒後のLtが、K=0°の△CBV軸からKt度分掃いた、COREの軌道の累積面積を示す。ORAが正の場合、酸素交換増加方向（0＜ K）に面積が膨らんだことを示し、ORAが負の場合、酸素の素通り方向（K＜0）に面積が膨らんだことを示すと定義し、課題中（t=0sからt=36s）のORAのイメージングを行った。ORAにもＫ角の成分が含まれるので位相差画像を示す。被験者のORAの変動を評価する為、活動の位相差と強度差の両方を反映したORAイメージングである。
【０１２１】
（COREの位相分布率、最高頻度位相、平均位相分布率）
課題中の各ベクトル成分の累積和の増加反応率とCOREが示す８位相区分の位相分布率は、課題中の各ベクトル成分の累積和を用いて算出した。増加反応率は、各課題の解析試行数に占める各ベクトル成分の累積和が正の値を示した試行数の割合から算出した。周辺部位での平均増加反応率は、各チャンネルの増加反応率の平均を求めて算出した。
【０１２２】
COREの位相分布率は、各課題の解析試行数に占める、単試行のCOREのＫ角の分類によって割り出された各位相の試行数の割合から算出した。８つの位相分布率を足すと100パーセントになる。周辺部位での平均位相分布率は、各チャンネルの位相分布率の平均を求めて算出した。Ｍ１と周辺部位の各位相分布率のうち、それぞれ最も高い位相分布率を示した位相を、その部位における「最高頻度位相」と定義した。
【０１２３】
運動野Ｍ１での各ベクトル成分の増加反応率と、周辺部位での各ベクトル成分の平均増加反応率の差異は、二次元配置分散分析と多重比較（Bonferroni）によって検定した。Ｍ１での位相分布率と、周辺部位での平均位相分布率の差異は、位相ごとに独立2群間T検定を用いて検定した。
【０１２４】
ここで、「COREの位相分布率」はCOREベクトル平面上の8象限を４つのベクトル成分の増減の組み合わせを示す定性的な8つの位相区分（位相-4〜4）として定義する。
【０１２５】
課題中の各ベクトル成分の累積和を用いて算出する。
【０１２６】
任意時間のベクトル成分の累積和（△Ocs 、△Dcs、△CBVcs、△COEcs）を以下のように求める。
【０１２７】
△Oの累積和（△Ocs）
【０１２８】
【数３】
0005916187.tif 000004
【０１２９】
△Dの累積和（△Dcs）
【数４】
0005916187.tif 000005
△CBVの累積和（△CBVcs）
【０１３０】
【数５】
0005916187.tif 000006
【０１３１】
△COEの累積和（△COEcs）
【数６】
0005916187.tif 000007
次に、単試行の任意時間帯でのCOREcsが示す位相ＫをArctan （△COEcs/△CBVcs）から求める。
【０１３２】
[COREの各位相分布率]=１００ｘ[ 単試行のCOREcsが示した各位相の試行数]/[全課題試行数]
そこで、COREの位相分布率は、各課題の解析試行数に占める、単試行のCOREcsが示した各位相の試行数の割合から算出した。８つの位相区分の分布率を足すと100パーセントになる。
【０１３３】
各チャンネルの位相分布率の平均を求めて算出できる。
【０１３４】
また、「平均位相」は単試行の任意時間帯でのCOREcsが示す位相ＫをArctan （△COEcs/△CBVcs）から求める。
【０１３５】
△CBVcsと△COEcsを使ってCOREベクトル平面上にプロットしたCOREベクトルは、COREcsとする。1試行ごとのCOREcsが示す位相の全平均を「平均位相」とした。
＝[単試行のCOREcsが示した各位相の試行数]ｘ[位相の数字]/[全課題試行数]
「平均位相」  ＝（1ｘ[位相１の頻度]＋２ｘ[位相２の頻度]＋ ３ｘ[位相３の頻度]＋４ｘ[位相４の頻度]＋（−１）ｘ[位相―１の頻度] ＋（−２）ｘ[位相−２の頻度] ＋（−３）ｘ[位相−３の頻度]＋ （−４）ｘ[位相−４の頻度]）/[全課題試行数]
また、「最高頻度位相」は計測した部位の各位相分布率のうち、全試行回数に対する各位相単試行のCOREcsが示した各位相の試行数
[COREの各位相分布率]=１００ｘ[ 単試行のCOREcsが示した各位相の試行数]/[全課題試行数]の中で最大頻度を示した位相を指す。
【０１３６】
COREcsの位相分布率は最高頻度位相が存在し、部位と課題に依存して特有の位相分布をしめす脳習慣の性質が明らかになる。
（脳習慣の判定について）
判定部１１により判定される脳習慣の有無や程度は、脳細胞が働く際に、効率良く酸素が消費され、効率良く供給されるか、否かで判定できる。
【０１３７】
Ａ）脳習慣がある場合には、酸素消費効率がよい脳の調節反応で、血液量を増加させずに酸素消費が起こる。
【０１３８】
Ｂ）脳習慣がない場合には、酸素消費効率がわるい脳の調節反応で、血液量を増加させているのに酸素消費が起こらない。
【０１３９】
Ｃ）脳習慣がおこることで脳番地では、B）からA）に向かう変化になる。
【０１４０】
つまり、図７（Ａ）は脳習慣が強い状態（高い状態）、図７（Ｂ）は脳習慣がない状態（低い状態）、図７（Ｃ）は脳習慣を獲得している最中（脳習慣がない状態からある状態への途中）と判定できる。
【０１４１】
脳習慣が強い（高い）部位では、ΔCBVが一定でもΔCOEが増加するためKが増加する（図７（Ａ）参照）。K角が90度に近づくほど血球量の変化量に対して酸素交換量が高く、課題に依存した酸素消費効率の上昇を反映していると考えられる。この場合、毛細血管内の酸素濃度が低下する反応が起こっている。
【０１４２】
反対に、図７（Ｂ）に示すように、OxyHbの素通り反応が強い脳習慣がない（低い）部位では、酸素飽和度の高い動脈血の流入でΔCBVが増加しても、ΔCOEは増加せず、血液量増加に対する酸素交換量が陰性化するほどK角は減少する。K角が-90度に近いほど血球量の変化量に対して酸素交換に用いられない酸素の供給量（素通り率）が高く、課題に依存した血管内への酸素供給効率増加し、酸素消費効率の低下を反映していると考えられる。この場合、血管内での酸素濃度が増加する反応が起こっている。
【０１４３】
図７（Ｃ）に示すように、脳習慣の強さによって変動するΔCBV変動に占めるΔCOE変動のあらゆる比率を定量的に示すことができるのが、酸素交換度としてのK角の生理的意義である。K角が0度に近いほど、ΔCOEの変化がなく、ΔCBVが増加している状態を示す。逆にK角が180度に近いほど、ΔCOEの変化がなく、ΔCBVが減少する反応を示す。
【０１４４】
したがって、△COE増加は0＜K角＜180、△CBV増加は-90＜K角＜90で定量的に評価されるので、脳習慣が低い状態のK＝−９０から、Kが90度に近くなれば、脳習慣が確立されていくことが観察される。
【０１４５】
L値あるいは、L値を構成する４つのベクトル指標は、L値が大きいほどへもグロン変化量が大きく、血液量を変化させることで非効率なエネルギーを使うのでL値が小さいほど脳習慣が高い状態で、大きいほど脳習慣が低い状態と判定できる。
【０１４６】
実際には、COREベクトル平面上の8象限を４つのベクトル成分の増減の組み合わせを示す定性的な8つの位相区分（位相-4〜4）として定義する。COREベクトル平面において、正の△CBVは△CBV増加（0＜△D+△O）、負の値は△CBV減少（△D+△O＜0）を指す。△COE軸では、低酸素化変化への進行を示す正の値（0＜△D-△O）は△COE増加、高酸素化変化への進行を示す負の値（△D-△O＜0）は△COE減少を意味する。
△Oは、大きいほど脳習慣が低い
△Dは、大きいほど脳習慣が高い
△CBVは、大きいほど脳習慣が低い
△COEは、大きいほど脳習慣が高い
したがって、LとKを組み合わせる場合には、脳習慣がない場合には、Lが増加して、Kが高酸素を示し、脳習慣がある場合には、Lが増加せず、Kが低酸素を示す。
【０１４７】
（複数の課題がある場合）
複数の課題に対して、その頻度から例えば、Ａ課題の頻度a、Ｂ課題の頻度bというように２つの課題がある場合には、算出部１０は、
Ａの脳習慣度＝a／（a＋b）ｘ１００（％）、Ｂの脳習慣度＝b／（a＋b）ｘ１００（％）として比率で算出する。
【０１４８】
判定部１１は、脳習慣度が１００％に近いと習慣性変位が強い、５０％に近いと習慣性差が乏しいと判定する。
【０１４９】
また、脳習慣側性化指数として、算出部１０は、
脳習慣側性化指数＝（a−b）/（a＋b）を算出し、判定部１１は、習慣側性化指数が１，−１に近いとどちらかにより強い習慣性があり、０に近いと習慣性差が乏しいと判定する。また、判定部１１は、５０％、０の場合は、低酸素位相が強ければ、どちらも習慣性が低く、低酸素にならなければ、どちらも習慣性が強いと判定する。
なお、判定部１１は、３つ以上の習慣性も同様に比較してもよい。
【０１５０】
（改善サポート部１２の指示内容について）
改善サポート部１２は、例えば課題Ａの脳習慣度が７５％以上の場合、課題Ｂを行うように指示を出し、２５％以下の場合、課題Ａを行うように指示を出し、２５−７５％の場合、課題Ａ，Ｂの半半の指示を出す。
【０１５１】
また、２度目以降の計測を行った場合、算出部１０は、脳習慣改善度＝（今回の脳習慣度）- （前回の脳習慣度）や脳習慣改善度率＝（今回の脳習慣度ー前回の脳習慣度）/（前回の脳習慣度）を算出し、改善サポート部１２はそれらの数値に基づいて指示を出す。
【０１５２】
次に、具体的な脳習慣の診断について説明する。
（運動習慣の場合）
図１３は運動習慣を診断する場合の生体用プローブの配置を説明するための説明図である。図１３において、発光素子１ａである照射プローブ（○）と受光素子１ｂである検出プローブ（●）の間に書かれた数字（1〜7）は、チャンネル番号を示す。1chが左半球Ｍ１ （precentral knob: *）に相当するようにプローブを設置した（Murakoshi et al., 2006）。1chを取り囲むように、周辺の2-7chを配列した。図中には、precentral sulcus（preCS）、central sulcus（CS）、postcentral sulcus（postCS）を示した。
【０１５３】
例えば、重い荷物を持つ習慣があるのか、日頃、ボールペンより重い物を持たない習慣なのかの運動習慣を判定する場合、２種類以上の重量のダンベル又は荷物を用意して、持ち上げる、
ボールペンより重い物を持たない習慣の者では、Ｌが強くなり、Ｋが酸素消費を示す。このような場合、判定部１１は運動習慣がないと判断され、改善サポート部１２は腕立て伏せ、腹筋等の運動トレーニングメニューを提示する。
重い物を持ち上げてもＬの増加が乏しく、位相Ｋ角が低酸素を示さなければ運動習慣性が強いと判断できる。
【０１５４】
（運動習慣計測での位相頻度）
脳習慣の判定は、１回の計測でも可能であるが、精度を向上させるため複数回計測を試行してもよい。
【０１５５】
ここで、位相頻度は、Ｎ回の試行のなかで、該当の位相区分を示した累積頻度をいう。すなわち、
位相頻度f=[該当の位相区分を示した累積頻度]/ [N回の試行]
例えば、ダンベルを0kg, 4.5kg, 9.5kg （0kg: 35試行、4.5kg: 35試行、9.5kg: 30試行）それぞれ、持ち上げている各位相変化の頻度を算出する。
【０１５６】
図１４（Ａ）はＭ１（第１次運動野）におけるCOREの位相分布、（Ｂ）はＭ１の周辺部位におけるCOREの位相分布を示す。
【０１５７】
図１４（Ａ）に示すように、Ｍ１ではΔCOE増加かつΔCBV増加を示す位相域2が最大高頻度位相で最も多く、4.5kg で54.3％、9.5 kg で46.7％で、周辺部位より有意に高かった（有意確率p＜0.01）。
【０１５８】
一方、図１４（Ｂ）に示すように、Ｍ１の周辺部位では、ΔCOE増加を伴わないΔCBV増加を示す位相域-1と-2が最大高頻度位相で多く分布し、計57.1%（4.5kg）、計67.7%（9.5kg）であり、それぞれの位相域でＭ１より有意に高かった（有意確率p＜0.05）。
【０１５９】
すなわち、周辺部位ではΔCBV増加に対して、ΔCOEが低下したので、ΔCBVとΔCOEが乖離する確率が高いことを示した。
【０１６０】
ここで、４．５ｋｇ、９．５ｋｇで位相がプラスでなく、マイナスの被験者は、酸素を使わず余裕でダンベルを持ち上げているので、判定部１１は被験者には運動習慣があると判定する。逆にプラスの頻度が大い被験者は運動習慣が乏しいと判定する。
【０１６１】
改善サポート部１２は、上記の位相分布に応じて、運動習慣を身につけさせるための指示を出す。
【０１６２】
図１５はＭ１（第1次運動野）と周辺部位における、課題中の平均のCOREが示す平均位相K, 平均Lの値を示した表である。ここで、ORAは、上述した式（５）から求めた課題中の変化の値を示す。
【０１６３】
図１５からわかるように、Ｍ１のＫは、ダンベル負荷量の増加に伴って、39.1度から56.6度まで増加した。一方周辺部位では、最大高頻度位相Kは-32.7度から-56.9度へ有意に減少した。このＭ１と周辺部位のＫ角の位相差は、4.5kgで105.7度、9.5kgで109.4度の有意差が認められた（p＜0.01）。
【０１６４】
Ｍ１と周辺部位のＬの有意な強度差は、0kgだけで認められ、4.5kgと9.5kgではなかった。Lは、Ｍ１でも周辺部位でも、ダンベル重量の増加の影響を受けて有意に増大した。Ｍ１の0kgのＬに比べて、9.5kg課題のＬの強度は33.3倍、4.5kgの3.5倍の値に有意に増加した。周辺部位の9.5kg課題のＬの強度は、0kgの8.4倍、4.5kgの2.4倍に有意に増加した。
【０１６５】
ORAは、4.kgと9.5kgで周辺部位よりＭ１で有意に増加した。加えて、ダンベル重量の増加はＭ１と周辺部位の両方で有意なORAの変化を引き起こした。ORAは、ＫとＬを両方含むので、周辺とＭ１の増減の差を強調して捉えることができた。
【０１６６】
図１６は課題中のKの位相差画像、Lの強度差画像、 ORAの画像を示す説明図である。
図１６に示すように、KとORAを用いて、第1次運動野で酸素代謝が最も高いことが画像化された。aはKの位相差画像で酸素交換度定量画像と言える。赤が濃いほどＫ角が大きい。KはＭ１に限局して増加した。反対に周辺部位では、Ｋ角は減少した。bはLの強度差画像で、赤が濃いほどL増加量が大きいことを示す。ダンベル重量の増加によって、Lは増加したが、Ｍ１が最大増加部位ではなく、Ｍ１に限局しなかった。cのORAは、周辺部位に比べて、Ｍ１に限局して増加し、酸素交換増加を示した。一方で、周辺部位では素通りを示す負の変化を示した。
【０１６７】
（呼吸習慣の場合）
本脳習慣診断装置Ｓを用いて、口呼吸習慣と鼻呼吸習慣の程度を区別するために、鼻腔テープまたは、口腔テープを使用して、5−10分、２つの異なった呼吸法を行い、二次元上に２群の軌跡を統計的に評価して、その差の有無、位相頻度から判定する。算出部１０は、上述した脳習慣度を算出し、判定部１２は算出された脳習慣度に基づいて判定する。例えば低酸素を示す場合は、苦しくなることを示し、習慣性が乏しいと判定する。
【０１６８】
（呼吸習慣の判定と指示）
呼吸習慣では、二つの呼吸法、口呼吸と鼻呼吸を課題として行い、計測結果を比較する。
口呼吸と鼻呼吸の判定基準及び指示は、例えば以下の通りである。
１）口呼吸の習慣性が強い場合、脳に対する負担が少なく、低酸素調節を示しにくい
指示：頻回の鼻呼吸訓練を指示する。同時に、鼻の噛み合わせなどチェックする指示を出す。
【０１６９】
２）口呼吸の習慣性低い場合、脳に対する負担が強く、低酸素調節を示す。
指示：この状態を継続
【０１７０】
３）2つの課題とも習慣性が高いと、両方で低酸素調節を示さない。
指示：呼吸状態を再度、別日計測
【０１７１】
４）2つの課題とも習慣性が低いと、両方で低酸素調節を示す。
指示：時々鼻呼吸訓練を指示する。呼吸状態を再度、別日計測
【０１７２】
５）2回の計測で、位相変化があるかないかを確認。位相が低酸素から高酸素に変化しているか、変わらないかを脳習慣の変化として観察する。強度が小さくなると習慣性がつよくなる。位相が時計回りに変化すると習慣性が強くなる。反時計回りに変化すると習慣性が低くなる。
【０１７３】
なお、一般に口呼吸習慣の悪影響として、口腔内への悪影響、不正咬合、歯肉炎、顎顔面の成長発育、免疫異常、睡眠障害、落ち着きのないＡＤＨＤ、情緒変動が起きやすいなどが報告されている。
【０１７４】
図１７（Ａ）は鼻呼吸習慣を診断する場合の概略的な説明図、（Ｂ）は口呼吸習慣を診断する場合の概略的な説明図である。
図１７（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、生体（被験者）の胸部と頭部に生体用プローブ１を設置して同時に、呼吸計測と脳計測を行う
【０１７５】
図１７（Ａ）に示すように、鼻呼吸習慣を診断する場合には、生体用プローブ１を脳の外側のＢＡ１０の位置に設置し、呼吸回数を計測するための生体用プローブを胸に設置して、口腔をテープ等で塞いで行われる。
【０１７６】
図１７（Ｂ）に示すように、口呼吸習慣を診断する場合には、生体用プローブ１を脳の内側のＢＡ１０の位置に設置し、呼吸回数を計測するための生体用プローブを胸に設置して、鼻腔をテープ等で塞いで行われる。
【０１７７】
図１８（Ａ）は口呼吸時の血液量の変動、酸素交換量の時系列的な変動を示すグラフ、（Ｂ）は鼻呼吸時の血液量の変動、酸素交換量の時系列的な変動を示すグラフ、（Ｃ）はCOREベクトル平面上にプロットした軌道を示すグラフである。
【０１７８】
図１８（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、１次元のグラフでは有意差がなかったが、図１８（Ｃ）に示すように、二次元のグラフでは、鼻呼吸と口呼吸とで明らかに有意差が認められた。すなわち、口呼吸では呼吸開始３０秒で位相域３を示したが、鼻呼吸では示していなかった。このことは、鼻呼吸では酸素を使わず。省エネで呼吸できていることを示している。
【０１７９】
図１９は、被験者４人の鼻呼吸、口呼吸時のK角、Ｌ値を示す表である。
【０１８０】
図１９に示すように、例えば、被験者６の鼻呼吸の平均位相１５９．３、口呼吸の平均位相−１６０．６で、鼻呼吸で、低酸素位相を示し、口呼吸で高酸素を示す。２つの課題の位相差は、１５９．３−（−１６０．６）＝３２９．９となり、口呼吸習慣者である事がわかる。
【０１８１】
一方、被験者１の鼻呼吸の平均位相−３０．５、口呼吸の平均位相１０２．９で、鼻呼吸で、低酸素位相を示し、口呼吸で高酸素をしめす。2つの課題の位相差は、-30.5−（102.9）＝-133.4となり、鼻呼吸習慣者である事がわかる。
【０１８２】
ここで、被験者６が、訓練後、被験者１のようになったなら、−３０．５−１５９．３＝−１８９．８の位相分、呼吸習慣が改善したことがわかる。
【０１８３】
図２０は被験者２人の鼻呼吸、口呼吸時の位相変化を示すグラフである。
【０１８４】
図２０に示すように、被験者Aは、口呼吸で位相２へシフトし、被験者Bは、口呼吸で位相−２へシフトしている。これによって判定部１１は、被験者Aは、鼻呼吸習慣が強く、被験者Bは、むしろ、口呼吸習慣があると判定する。
【０１８５】
図２１は脳部位の違いによる口呼吸と鼻呼吸時の二次元ダイアグラム上の軌跡を示し、（Ａ）は前頭葉の内側BA10の部位の場合、（Ｂ）は前頭葉の外側BA10の場合である。
【０１８６】
図２１に示すように、口呼吸では呼吸開始30秒で位相域３を示したが、鼻呼吸では示さなかった。２カ所で異なる反応をしたが、２つの部位で口呼吸は、位相域２，位相域３を示して、低酸素化を呈した。
【０１８７】
図２２は呼吸習慣の違う者による口呼吸と鼻呼吸時の二次元ダイアグラム上の軌跡を示し、（Ａ）は鼻呼吸者（７名の平均）の場合、（Ｂ）は強い口呼吸習慣者の場合、（Ｃ）は口呼吸習慣者の場合である。
【０１８８】
図２２に示すように、二次元上では明らかに有意差が認められ、口呼吸習慣者では呼吸開始30秒で位相域３を示したが、鼻呼吸習慣者では示さなかった、このことから。鼻呼吸習慣者では酸素を使わず省エネで呼吸できていることを示している。
【０１８９】
（言葉使用習慣の場合）
本脳習慣診断装置Ｓを用いれば、言葉使用の習慣を脳習慣から判定することが可能である。例えば、言葉のプールを100個用意して、1単語1単語、被験者に聞かせる。
聞いている最中のVector-NIRSからの指標によって、算出部１０によりＫ角，Ｌ値を算出して、低酸素位相とそれ以外とを区別する。
【０１９０】
これにより、低酸素を示す個数X個/100=理解単語の割合から、100個のプールの習慣性を判断する。
【０１９１】
改善サポート部１２は、低酸素示さなかった単語は、再学習して習慣性をアップする指示を出す。
【０１９２】
図２３（Ａ）は言語理解位相を示した場合の二次元ダイアグラム上の軌跡を示し、（Ｂ）は言語非理解位相を示した場合の二次元ダイアグラム上の軌跡を示す。
【０１９３】
判定部１１は、言語理解位相と非理解位相を示した頻度から、言語使用習慣の程度を判定する。
【０１９４】
図２３（Ｂ）に示すように位相域−２を示した場合、判定部１１は言語使用習慣が低いと判定し、改善サポート部１２は強い訓練を必要とするように指示を出す。
図２３（Ａ）に示すように、位相域２を示した場合、判定部１１は言語使用頻度が高いと判定し、改善サポート部１２は、さらに新しい単語を学習する指示を出す。
【０１９５】
（その他の脳習慣の場合）
判定部１１は、読書習慣の程度を脳習慣で判定することが可能である。例えば、同じ本を決められた時間読んで、本を読んだ事のある人とない人のデータとの比較から、その本に対して、読書習慣度を判定する。
【０１９６】
（その他のパラメータについて）
図２４（Ａ）は横軸をＲＯＩ中の酸化型Hb量（O）、縦軸をＲＯＩ中の脱酸化型Hb量（D）とし、酸素飽和度Yとの関係を示すグラフ、（Ｂ）は、ＲＯＩ中の酸化型Hbの変化量（ΔO）、ＲＯＩ中の脱酸化型Hbの変化量（ΔD）とＹ角の変化量（ΔＹ角）との関係を示すグラフ、（C）はＯＤ平面上の座標変化（ΔＯとΔＤ）によって酸素飽和度の変化が決まることを説明するためのグラフである。
図２４（Ａ）において、上の傾きY角とすると、
酸素飽和度Y＝1/（１+tan（Y角））・・・・式（３）
となる。
【０１９７】
また、図２４（Ｂ）において、酸素飽和度Yの変化は、ΔＹ角に依存しているので、
酸素飽和度の変化ΔＹ＝-1/（1+sin2（ΔY角））・・・式（４）
として得られる。
これより、酸素飽和度の変化は、酸化型Hbの変化量（ΔO）と脱酸化型Hbの変化量（ΔD）のいずれかが変化すれば起こりうる。
位相変化量＝脳習慣変位度とみなされ、ΔＹとして位相変化を計算できる。
【０１９８】
（脳習慣診断における左脳と右脳の区別について）
運動習慣、呼吸習慣その他の脳習慣において、脳番地の役割の区分を考慮して、右脳と左脳とが区別される。
【０１９９】
運動習慣は、右半身、左半身ではまったく使用する脳番地が異なる。利き手は、まさに、運動習慣ですので、右手歯磨き、左手歯磨きの運動習慣計測では、左右の第1次運動野（脳番地4番）を含めて計測することで、[右脳の活性化]、[左脳の活性化]の頻度、強度、位相から運動に関する[右脳運動習慣値]、[左脳運動習慣値]を算出できる。
【０２００】
さらに、[運動習慣右脳左脳差値]= （[右脳運動習慣値]-[左脳運動習慣値]）/ （[右脳運動習慣値]+[左脳運動習慣値]）、  ―1≦[運動習慣右脳左脳差値]≦１
から、運動習慣が右脳左脳、どちらの脳に依存しているか判定できる。
【０２０１】
言語中枢は左脳優位である人が多いが、人によって、左右の脳を使ったり、右脳を多く使う。
【０２０２】
また、ひらがなを使用は左脳優位で、漢字は左脳右脳共に使う事が多い。そこで、言語習慣計測では、右脳、左脳どちらに言語習慣性があるかを計測する。
【０２０３】
言語操作、言葉の想起や会話の習慣（話す習慣）では、左右の脳番地４４，４５，４６を含めて[右脳の活性化]、[左脳の活性化]の頻度、強度、位相から言語操作に関する[右脳言語操作習慣値]、[左脳言語操作習慣値]を算出できる。
【０２０４】
さらに、[言語操作習慣右脳左脳差値]= （[右脳言語操作習慣値]-[左脳言語操作習慣値]）/ （[右脳言語操作習慣値]+[左脳言語操作習慣値]）  ―1≦[言語操作習慣右脳左脳差値]≦１から、言語操作習慣が右脳左脳、どちらの脳に依存しているか判定できる。
【０２０５】
同様に、言語理解習慣では、言語理解の習慣（言葉使用の習慣）やイメージ理解の習慣では、左右の脳番地２２，３９，４０を含めて[右脳の活性化]、[左脳の活性化]の頻度、強度、位相から言語理解に関する[右脳言語理解習慣値]、[左脳言語理解習慣値]を算出できる。
【０２０６】
さらに、[言語理解習慣右脳左脳差値]= （[右脳言語理解習慣値]-[左脳言語理解習慣値]）/ （[右脳言語理解習慣値]+[左脳言語理解習慣値]）  ―1≦[言語理解習慣右脳左脳差値]≦１から、言語理解習慣やイメージ理解の習慣が右脳左脳、どちらの脳に依存しているか判定できる。
【０２０７】
理解習慣が出来ている場合、聞いたことが分かっている場合には、光や音の信号を出す仕組みにして、指示を変更しやすくする。
【０２０８】
視覚習慣（見る習慣）では、左右の脳番地１７，１８，１９、７，８、９を含めて左右同時に計測し、聴覚習慣（聞く習慣）では、左右の脳番地４１，４２，２２，２１を含めて左右同時に計測し、感覚習慣では、左右の脳番地３を含めて左右同時に計測し、思考習慣（考える習慣）では、左右の脳番地１０，８，９を含めて左右同時に計測し、社会性習慣では、左右の脳番地１１，１０を含めて左右同時に計測し、それぞれ番地ごとの左右の習慣性を比較することができる。
【０２０９】
呼吸習慣では、左右の脳番地１０，４４，４５，４６，６，４を含めて左右同時に計測してそれぞれ番地ごとの左右の習慣性を比較することができる。ただし、呼吸法を比べる場合には、左右脳を比較してもよいし、片側だけでも評価できる。
【０２１０】
（プログラム）
図１に示す本発明の実施形態例に係るプログラム１３は、上記脳習慣診断装置Ｓの制御部７の上記の処理を実行させることを特徴とするものである。
【０２１１】
このプログラム１３は、磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等の記録媒体に記録されていてもよく、通信ネットワークを介してダウンロードされるものでもよい。
【０２１２】
本発明は、上記実施の形態に限定されることはなく、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範囲内において、種々の変更が可能である。
【０２１３】
例えば、明細書及び図面に記載された各種生理的指標（変化量、パラメータ）の種類、組み合わせ等は例示であり、これに限定されるものではない。
また、診断すべき脳習慣に応じて、生体の脳以外の部位（上述した胸部やそれ以外の部位）に光を照射し、生体の脳以外の部位からの光を受光する１以上の他の生体用プローブ１をさらに有し、生体の脳と脳以外の部位とを同時に計測して脳習慣を診断してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０２１４】
本発明は、生体の習慣に伴う脳活動の状態である脳習慣を診断したり、改善するように指示するために用いられる。
【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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【図２３】
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【図２４】
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