(57)【要約】  【課題】  従来のホルダの頭皮または頭髪との密着度を向上させ、測定前に梳き分けによってプローブ取り付け孔の位置から除去した頭髪が測定までに再びプローブ取り付け孔の位置に自然に再移動し、光経路上の障害物となり生体情報信号の伝達を阻害することによって生じる、測定の信頼性の低下を改善する。  【解決手段】  ホルダ本体２Ａの頭皮・頭髪側の面に弾性体１１を固着し、弾性体１１の弾性力によってホルダ１Ａと頭皮または頭髪との密着度を向上させ頭髪の固定力を高めることによって、測定前にプローブ取り付け孔３の位置から梳き分けによって除去した頭髪が測定までに自然にプローブ取り付け孔３の位置に戻ることを防止し、生体情報信号の測定感度の低下を改善する。【選択図】          図１
2006122458.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送光プローブおよび受光プローブを被試験体に密着固定するためのプローブ保持ホルダを備えた近赤外光イメージング装置において、前記プローブ保持ホルダには頭皮または頭髪と接触する面に弾性体が配設されていることを特徴とする近赤外光イメージング装置。
【請求項２】
前記弾性体は頭皮または頭髪と接触する面の送光プローブおよび受光プローブ周辺領域のみに配設されていることを特徴とする請求項１記載の近赤外光イメージング装置。
【請求項３】
前記弾性体としてシリコンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、天然ゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、ポリエチレンゴム、フッ素ゴムによるスポンジ状素材を使用したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の近赤外光イメージング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号を使用し無侵襲で生体情報を測定する、たとえばマルチチャンネル酸素モニタなどの近赤外光イメージング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近赤外光イメージング装置は、人体頭部などの被試験体へ照射する光を発生・供給する送光光源と、送光光源の光を伝送する光ファイバと、光ファイバの終端を主要構成要素とする複数の送光プローブと、光ファイバの終端を主要構成要素とし被試験体から散乱・反射する光を受光する複数の受光プローブと、送光プローブおよび受光プローブを被試験体に密着固定するためのプローブ保持ホルダ（以下、ホルダと略称する）と、受光プローブで受光した光を伝送する光ファイバと、受光した光を検出・解析する受光信号解析回路を備えている。
【０００３】
ホルダには規定の位置にプローブ取り付け孔が設けられており、送光プローブおよび受光プローブは１個ずつ交互にホルダのプローブ取り付け孔に固定される。以下、個々のプローブを特に区別する必要がない場合は、前記プローブを各プローブと略称し、また、送光プローブと受光プローブは区別するがその中での個々のプローブを特に区別する必要がない場合は各送光プローブ、各受光プローブと略称する。また以下、被試験体は人体頭部として説明する。
【０００４】
ホルダには、事前または測定現場において人体頭部表面の形状に沿い且つ厚さ方向に曲げ変形の可能な薄板、たとえば熱可塑性プラスチック薄板などが使用され、また各プローブ取り付け用の円孔が設けられている（たとえば特許文献１参照）。前記円孔の位置は通常国際規格に準拠して、ホルダ中央部の座標軸原点および、人体頭部表面の形状に沿った面内の直交座標軸（以下、ＸＹ座標軸と呼称する）上の国際規格が定める基準間隔毎の点および、前記基準間隔毎の点から立てた垂線上の交点に設けられる。
【０００５】
図５は人体頭部にホルダおよび各プローブを取り付けた状態を示している。Ｈは人体頭部である。１はホルダである。３はホルダ１に穿設されたプローブ取り付け孔である。ＦＰは送光光源（図示せず）からの光を送光プローブＰに伝送する光ファイバである。送光プローブＰおよび受光プローブＣはホルダ１に交互に隣接して取り付けられている。受光プローブＣは光ファイバＦＣを介して受光信号解析回路（図示せず）に接続されている。
【０００６】
人体頭部Ｈの正しい位置にホルダ１を装着するためには、ホルダ１の円孔と人体頭部Ｈの表面位置との位置関係を決定する必要がある。このためにはまず人体頭部Ｈの表面に沿って、鼻根（Ｎａｓｉｏｎ）と後頭結節（Ｉｎｉｏｎ）を結ぶ方向（以下Ｙ方向と略称する）およびその中央線、ならびに前記中央線を通りＹ方向と直交する左右耳介前点を結ぶ方向（以下、Ｘ方向と略称する）とその中点を巻き尺などの測距測定具を使用して測定し、前記中点にホルダ１のＸＹ座標軸原点に対応する位置（以下、中央点と略称する）として頭皮に中央点マークを印する。次にＸまたはＹ方向上にあり、中央点から前記基準間隔の倍数上にある１個以上の点にも同じく頭皮上に軸上マークを印し、中央点マークおよび軸上マークを結ぶ方向をホルダ１のＸＹ座標軸原点および座標軸方向と一致させホルダ１を固定する。
【０００７】
これらの準備の後、各送光プローブＰから人体頭部Ｈに光を供給し、各受光プローブＣからの光を検出・解析して人体頭部Ｈ内部の生体情報を得る。受光信号解析により、隣接する２個の送光プローブＰと２個の受光プローブＣで囲まれる正方形の領域の中央部付近の生体情報が得られる。すなわち、ある任意の送光プローブＰとそれに隣接する受光プローブＣを結ぶ線を一辺とし、前記任意の送光プローブＰと前記結ぶ線と直角方向に隣接する他の受光プローブＣとを結ぶ線をもう一辺とする正方形を考えると、その正方形の領域毎に、その中央部近傍且つ深さ数ｃｍ近傍の生体情報が得られることが知られている。前記正方形はチャンネルと呼ばれ、その一辺、すなわちある送光プローブＰとそれに隣接する受光プローブＣの一対の距離はチャンネル長さと呼ばれている。チャンネル長さが３ｃｍの場合、深さ１．５〜２ｃｍ付近の生体情報が得られる。この情報はその位置での脳活動に対応した情報である。なお上記チャンネル長さは前記の基準間隔と同義である。
【０００８】
図６によって従来のホルダ１の構成および作動を説明する。以下ホルダ１は平面に展開した形状を示す。図６はホルダ１を上面、すなわち図５の送光プローブＰおよび受光プローブＣを装着する面から見た形状を示している。図６において、１は以下の各要素の組立体であるホルダ、２はホルダ本体、３は送光プローブＰおよび受光プローブＣを取り付けるためにホルダ本体２に穿設されたプローブ取り付け孔である。各プローブ取り付け孔３には、必ず送光プローブＰと受光プローブＣが隣接するように、送光プローブＰおよび受光プローブＣを交互に取り付ける。
【０００９】
すなわち、たとえばＸＹ座標軸の原点（ホルダ本体２の中央を指す）に送光プローブＰを取り付けた場合、Ｘ軸の正方向のプローブ取り付け孔３毎に受光プローブＣ、送光プローブＰ、受光プローブＣの順に各プローブが取り付けられる。またＸ軸の負方向、Ｙ軸の正負方向にも同様に送光プローブＰまたは受光プローブＣが取り付けられる。さらにＸＹ軸の基準間隔毎に立てた垂線方向にも送光プローブＰまたは受光プローブＣが交互に取り付けられる。Ｍはその直近の２個の送光プローブＰおよび２個の受光プローブＣを頂点とする正方形の中央位置を示す計測位置指標でホルダ本体２に穿設されている。あるプローブ取り付け孔３およびそれに隣接するプローブ取り付け孔３の一対は前記のようにチャンネルと呼ばれる。バンド４および５はホルダ本体２の補強ならびにＸＹ軸の視認のためにホルダ本体２に固着されている帯状の部品である。
【００１０】
測定時はまず準備として、図５に示す人体頭部Ｈの正しい位置にホルダ１を装着するために、前記のように、人体頭部Ｈ表面に沿って、鼻根と後頭結節を結ぶＹ方向の中央線、ならびに前記中央線を通りＹ方向と直交する左右耳介前点を結ぶＸ方向の中点を測定し、頭皮上のＸＹ方向の中央点に中央点マークを印する。次にＸまたはＹ方向上にあり、中央点から前記基準間隔の倍数上にある１個以上の点にも同じく頭皮上に軸上マークを印し、中央点マークおよび軸上マークを結ぶ方向をホルダ１のＸＹ座標軸原点および座標軸方向と合致させホルダ１を半固定する。この後被検者の頭髪を梳いてプローブ取り付け孔３の位置から除去するように移動させ、ホルダ１を固定する。
【００１１】
以上の準備が完了した後、各送光プローブＰに送光光源（図示せず）から光を伝送し人体頭部Ｈに照射するとともに、その時各受光プローブＣから取り出された光を受光信号解析回路（図示せず）で信号解析することにより、各計測位置指標Ｍの近傍の生体情報が得られる。前記のようにチャンネル長さが３ｃｍの場合は深さ１．５ｃｍ〜２ｃｍ近傍の脳活動に対応した情報が得られる。なお図６においてはホルダ１のプローブ取り付け孔３の数はＸまたはＹ方向に各７個示されているが、この数は必要に応じて増減される。
【００１２】
【特許文献１】特開２００２−１４３１６９号公報（第１−１５頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従来の近赤外光イメージング装置のホルダ１の構造は以上のとおりであるが、この構造では人体頭部Ｈからの正しい生体情報信号を得るのに困難がある。すなわち近赤外光イメージングによって脳の賦活を捕捉するためには、光ファイバＦＰを介して送光プローブＰから照射される近赤外光が可能な限り減衰なく脳表に到達すること、さらに近赤外光によって発生する生体情報信号を脳から可能な限り捕捉することが必要であり、近赤外光信号の経路（以下光経路）に頭髪などの障害物がある場合は計測が困難になる。
【００１４】
このためホルダ１の装着時には、送光プローブＰからの光信号を人体頭部Ｈに効率よく照射し、また人体頭部Ｈからの生体情報信号を受光プローブＣに効率よく捕捉するため、あらかじめプローブ取り付け孔３部分の頭髪を梳き分けてプローブ取り付け孔３の周辺に移動させ、各プローブを頭皮に密着させるよう準備が行われる。しかし従来のホルダ１では頭皮または頭髪とホルダ１の密着度が弱く、せっかく梳き分けた頭髪が測定時までに再移動して、しばしばプローブ取り付け孔３の位置に戻っており、生体情報信号の測定の信頼性を低下させていた。本発明はこのような問題点を解決する手段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】
【００１５】
本発明が提供する近赤外光イメージング装置のホルダは、前記課題を解決するためにホルダには頭皮または頭髪と接触する面に弾性体が配設され、弾性体の弾性力によってホルダと頭皮または頭髪との密着度を向上させ頭髪の固定力を高める。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の効果として、測定準備段階で梳き分けにより光経路から除去した頭髪がその位置で固定され、光経路に戻ってこないので、近赤外光が効率よく脳表に到達し、また脳表からの生体情報信号が効率よく検出され、測定精度が改善される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
近赤外光イメージング装置のホルダにおいて、頭皮または頭髪と接触する面に弾性体を配設する。
【実施例１】
【００１８】
図１は本発明の第１の実施例である。図１（Ａ）はホルダ１Ａを頭皮側、すなわち図６とは逆側から見た形状を示している。図１（Ａ）において図５または図６と同じ符号の部品は図５または図６と同一である。１Ａはホルダ、２Ａはホルダ本体、３はホルダ本体２Ａに穿設されたプローブ取り付け孔である。１１は、接着などの方法でホルダ本体２Ａの頭皮または頭髪と接触する面に固着された中空円筒形の弾性体であり、プローブ取り付け孔３と中心を合致させてプローブ取り付け孔３と同数が取り付けられている。弾性体１１としては、たとえばシリコンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、天然ゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、ポリエチレンゴム、フッ素ゴムによるスポンジ状素材などを使用することができる。図１（Ｂ）はホルダ１Ａをプローブ取り付け孔３の中心を結ぶ線で仮想切断した場合のホルダ１Ａの断面図である。図１（Ｃ）は弾性体１１と頭皮１２の接触の例を示している。また図１（Ｄ）は弾性体１１と頭髪１３の接触の例を示している。なお、図１（Ｃ）および（Ｄ）においては、図１（Ｂ）に示したプローブ取り付け孔３に図５に示す送光プローブＰを嵌着した場合が示されているが、送光プローブＰの代わりに図５に示す受光プローブＣが嵌着されている場合も弾性体１１と頭皮１２または弾性体１１と頭髪１３の接触状況は類似である。
【００１９】
測定時はまず準備として、ホルダ１Ａを図５に示す人体頭部Ｈ表面に沿わせ鼻根と後頭結節位置を測定し、また左右耳介前点位置を測定してホルダ１Ａの位置を半固定する。この後被検者の頭髪１３を梳いて頭髪１３をプローブ取り付け孔３の位置から移動させ、ホルダ１Ａの位置を固定する。上記準備の完了後、各送光プローブＰから人体頭部Ｈに光を照射し、各受光プローブＣからの光を検出・解析して人体頭部Ｈ内部の生体情報を得る。なお図１においてはホルダ本体２Ａのプローブ取り付け孔３の数はＸまたはＹ方向に各７個示されているが、この数は必要に応じて増減される。
【実施例２】
【００２０】
図２は本発明の第２の実施例である。本実施例では平面状の弾性体１１Ｐがホルダ本体２Ａに貼付されており、弾性体１１Ｐが実施例１の弾性体１１と同様の効果を示す。本実施例の測定時の作動は実施例１の作動に類似であるので、詳細説明は省略する。
【実施例３】
【００２１】
図３は本発明の第３の実施例である。本実施例ではブッシング形状の弾性体１１Ｂがホルダ本体２Ａに嵌着されており、弾性体１１Ｂが実施例１の弾性体１１と同様の作動に供せられる。本実施例の測定時の作動は実施例１の作動に類似であるので、詳細説明は省略する。
【実施例４】
【００２２】
図４は本発明の第４の実施例である。本実施例では図４（Ａ）のホルダ１Ｍはプローブ取り付け円環３Ｃと可撓支持板６と弾性体１１Ｍとナット３Ｄの各要素部品で構成されている。プローブ取り付け円環３Ｃは実施例１のプローブ取り付け孔３と同等の機能を、弾性体１１Ｍは実施例１の弾性体１１と同等の機能を有し同等の作動に供せられる。図４（Ｂ）は各要素部品の組立順序を示す図で、プローブ取り付け円環３にまず必要枚数の可撓支持板６を挿入し、次に弾性体１１Ｍを挿入し、図５の人体頭部Ｈの頭皮形状に沿ってホルダ１Ｍの形状を定めた後、ナット３Ｄにより全体を固定する。図４（Ｃ）は弾性体１１Ｍの断面図である。本実施例の測定時の作動は実施例１の作動に類似であるので、詳細説明は省略する。
【００２３】
本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、さらに種々の変形実施例を挙げることができる。たとえばホルダの構造は図１（Ａ）のホルダ１Ａのようなシート構造のみではなく、図４（Ａ）のホルダ１Ｍのような網状構造も使用でき、本発明はホルダの構造には限定されない。また弾性体の構造・形状は実施例１ないし実施例４に記載のもの以外にも、各弾性体の表面に凹凸を形成したものや、リング状の弾性体たとえば弾性体１１や弾性体１１Ｍにおいて、頭皮１２または頭髪１３に接触する面にリング状の突起または点状の多数の突起を付加したものなど種々の構造・形状のものが使用可能であり、またホルダへの固着方法も接着、嵌着などのほか、種々の方法が使用可能である。さらに同一のホルダに対して種々の形状の弾性体を選択して種々の数量使用することも可能である。また実施例１において弾性体１１の材料の例を示したが、これらの材料は実施例２〜実施例４の弾性体１１Ｐ、１１Ｂ、１１Ｍにも使用できることは明白である。本発明はこれらをすべて包含する。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は光信号を使用し無侵襲で生体内部の情報を測定する、たとえばマルチチャンネル酸素モニタなどの近赤外光イメージング装置に適用される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】は本発明の第１の実施例を示す図である。
【図２】は本発明の第２の実施例を示す図である。
【図３】は本発明の第３の実施例を示す図である。
【図４】は本発明の第４の実施例を示す図である。
【図５】は人体頭部へのホルダの装着状態を示す図である。
【図６】は従来の実施例である。
【符号の説明】
【００２６】
１  ホルダ
１Ａ  ホルダ
１Ｍ  ホルダ
２  ホルダ本体
２Ａ  ホルダ本体
３  プローブ取り付け孔
３Ｃ  プローブ取り付け円環
３Ｄ  ナット
４  バンド
５  バンド
６  可撓支持板
１１  弾性体
１１Ｂ  弾性体
１１Ｐ  弾性体
１１Ｍ  弾性体
１２  頭皮
１３  頭髪
Ｃ  受光プローブ
ＦＣ  光ファイバ
ＦＰ  光ファイバ
Ｈ  人体頭部
Ｍ  計測位置指標
Ｐ  送光プローブ
【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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