(57)【要約】      （修正有）【課題】近赤外線を用いた光学測定によって被検体の血流を測定した測定結果から当該被検体の頭の動きに応じたノイズを除去する。【解決手段】血流ノイズ除去装置１は、被検体ＳＴの傾きに伴う角度を示す角度情報と、近赤外線を用いた光学測定によって被検体の血流を測定した血流情報とに基づいて、角度に応じた被検体の血流変化に関する血流変化情報を算出する血流変化算出部と、血流変化算出部が算出した血流変化情報と、血流情報とに基づいて、血流情報に含まれる角度に伴うノイズを血流情報から除去するフィルタ部と、フィルタ部によって血流情報からノイズが除去されたノイズ除去後情報を出力する出力部と、を備える。【選択図】図１
2018023759.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の傾きに伴う角度を示す角度情報と、近赤外線を用いた光学測定によって前記被検体の血流を測定した血流情報とに基づいて、前記角度に応じた前記被検体の血流変化に関する血流変化情報を算出する血流変化算出部と、
前記血流変化算出部が算出した前記血流変化情報と、前記血流情報とに基づいて、前記血流情報に含まれる前記角度に伴うノイズを前記血流情報から除去するフィルタ部と、
前記フィルタ部によって前記血流情報から前記ノイズが除去されたノイズ除去後情報を出力する出力部と、
を備える血流ノイズ除去装置。
【請求項２】
前記血流変化算出部は、
被検体について測定された前記血流情報と、当該被検体について測定された前記角度情報とに基づいて、前記血流変化情報を算出する
請求項１に記載の血流ノイズ除去装置。
【請求項３】
前記フィルタ部は、
ＦＩＲフィルタを含み、前記ＦＩＲフィルタによって前記血流変化情報と、前記血流情報とに基づいて、前記ノイズを前記血流情報から除去する
請求項１又は請求項２に記載の血流ノイズ除去装置。
【請求項４】
前記角度を検出する角度検出部と、
前記被検体の血流を測定する血流測定部と、
を備え、
前記血流変化算出部は、
前記角度検出部が検出した前記角度情報と、前記血流測定部が測定した前記血流情報とに基づいて、前記血流変化情報を算出する
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の血流ノイズ除去装置。
【請求項５】
コンピュータに、
被検体の傾きに伴う角度を示す角度情報と、近赤外線を用いた光学測定によって前記被検体の血流を測定した血流情報とに基づいて、前記角度に応じた前記被検体の血流変化に関する血流変化情報を算出する血流変化算出ステップと、
前記血流変化算出ステップが算出した前記血流変化情報と、前記血流情報とに基づいて、前記血流情報に含まれる前記角度に伴うノイズを前記血流情報から除去するフィルタステップと、
前記フィルタステップによって前記血流情報から前記ノイズが除去されたノイズ除去後情報を出力する出力ステップと、
を実行させるための血流ノイズ除去プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血流ノイズ除去装置及び血流ノイズ除去プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近赤外線を用いた光学測定である近赤外分光分析法（以下、ＮＩＲＳ：Ｎｅａｒ−Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）によって被検体の血流を測定する技術が知られている。この技術による測定結果には、様々な要因によるノイズが含まれることがある。従来、当該測定結果に含まれるノイズを除去する技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１０−５０８０５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、ＮＩＲＳによって被検体の脳の血流を測定する場合、被検体の頭の動きが測定結果に表れる場合がある。
しかしながら、従来の技術では、ＮＩＲＳによって測定された測定結果に含まれるノイズのうち、被検体の頭の動きに応じたノイズを除去することまでは困難である場合があった。
本発明は、上記問題に鑑みて為されたものであり、近赤外線を用いた光学測定によって被検体の血流を測定した測定結果から当該被検体の頭の動きに応じたノイズを除去する血流ノイズ除去装置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】
【０００５】
本発明の一態様は、被検体の傾きに伴う角度を示す角度情報と、近赤外線を用いた光学測定によって前記被検体の血流を測定した血流情報とに基づいて、前記角度に応じた前記被検体の血流変化に関する血流変化情報を算出する血流変化算出部と、前記血流変化算出部が算出した前記血流変化情報と、前記血流情報とに基づいて、前記血流情報に含まれる前記角度に伴うノイズを前記血流情報から除去するフィルタ部と、前記フィルタ部によって前記血流情報から前記ノイズが除去されたノイズ除去後情報を出力する出力部と、を備える血流ノイズ除去装置である。
【０００６】
また、本発明の一態様の血流ノイズ除去装置において、前記血流変化算出部は、被検体について測定された前記血流情報と、当該被検体について測定された前記角度情報とに基づいて、前記血流変化情報を算出する。
【０００７】
また、本発明の一態様の血流ノイズ除去装置において、前記フィルタ部は、ＦＩＲフィルタを含み、前記ＦＩＲフィルタによって前記血流変化情報と、前記血流情報とに基づいて、前記ノイズを前記血流情報から除去する。
【０００８】
また、本発明の一態様の血流ノイズ除去装置において、前記角度を検出する角度検出部と、前記被検体の血流を測定する血流測定部と、を備え、前記血流変化算出部は、前記角度検出部が検出した前記角度情報と、前記血流測定部が測定した前記血流情報とに基づいて、前記血流変化情報を算出する。
【０００９】
また、本発明の一態様は、コンピュータに、被検体の傾きに伴う角度を示す角度情報と、近赤外線を用いた光学測定によって前記被検体の血流を測定した血流情報とに基づいて、前記角度に応じた前記被検体の血流変化に関する血流変化情報を算出する血流変化算出ステップと、前記血流変化算出ステップが算出した前記血流変化情報と、前記血流情報とに基づいて、前記血流情報に含まれる前記角度に伴うノイズを前記血流情報から除去するフィルタステップと、前記フィルタステップによって前記血流情報から前記ノイズが除去されたノイズ除去後情報を出力する出力ステップと、を実行させるための血流ノイズ除去プログラムである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、近赤外線を用いた光学測定によって被検体の血流を測定した測定結果から当該被検体の頭の動きに応じたノイズを除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態の血流ノイズ除去装置の概要を示す図である。
【図２】本実施形態の血流情報の一例を示すグラフである。
【図３】本実施形態の被検体のピッチ回転の一例を示す図である。
【図４】本実施形態の被検体の頭がピッチ回転する場合のピッチ角と血流情報との変化の一例を示すグラフである。
【図５】本実施形態の血流ノイズ除去装置の構成の一例を示す図である。
【図６】本実施形態の比例定数の一例を示す表である。
【図７】本実施形態のノイズ除去後情報の一例を示すグラフである。
【図８】本実施形態の血流ノイズ除去装置の動作の一例を示す流れ図である。
【図９】変形例の頭部のロール回転の一例を示す図である。
【図１０】変形例の頭部がロール回転する場合のロール角と血流情報との変化の一例を示すグラフである。
【図１１】変形例の比例定数の一例を示す表である。
【図１２】変形例のノイズ除去後情報の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［実施形態］
以下、図を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態の血流ノイズ除去装置１の概要を示す図である。
【００１３】
［血流測定器について］
被検体ＳＴは、血流測定器ＢＳによって脳の血流を測定される。血流測定器ＢＳとは、近赤外線を用いた光学測定によって被検体ＳＴの血流を測定する装置である。血流測定器ＢＳとは、例えば、近赤外分光分析法方式の酸素計（以下：脳ＮＩＲＳ計）である。血流測定器ＢＳとは、血流測定部の一例である。血流測定器ＢＳは、被検体ＳＴの頭の血流を測定する測定結果を血流情報ＢＣとして血流ノイズ除去装置１に供給する。
【００１４】
［血流測定器による血流測定の具体的な例について］
以下、図２を参照して血流測定器ＢＳによる血流測定の具体的な例について説明する。
図２は、本実施形態の血流情報ＢＣの一例を示すグラフである。
血流測定器ＢＳは、近赤外分光法を用いて脳組織中のヘモグロビン酸素代謝を測定することによって脳の血流を測定する。ここで、被検体ＳＴの体内物質は、光を透過させる性質と、光を吸収させる性質と、光を散乱させる性質とを有する。血液に含まれる成分のうち、ヘモグロビンは、近赤外光を吸収する性質を有する。また、ヘモグロビンは、ヘモグロビンと酸素とが結合する場合と、ヘモグロビンと酸素とが結合しない場合とでは、近赤外光を吸収する程度が異なる。以降の説明において、酸素と結合するヘモグロビンを酸素化ヘモグロビンと記載する。また、酸素と結合しないヘモグロビンを脱酸素化ヘモグロビンと記載する。
血流測定器ＢＳは、近赤外光を被検体ＳＴに照射し、被検体ＳＴ内部を透過した近赤外光を受光素子によって検出する。血流測定器ＢＳは、照射する近赤外光と、検出する近赤外光との差に基づいて、酸素化ヘモグロビン及び脱酸素化ヘモグロビンのうち、少なくとも１つの変化量を測定する。
【００１５】
図２は、酸素化ヘモグロビン及び脱酸素化ヘモグロビンの時間変化を示すグラフである。ここで、図２の横軸は、時間を示す。また、図２の縦軸は、血液中に存在する酸素化ヘモグロビン及び脱酸素化ヘモグロビンの相対的な濃度変化の指標となる単位を示す。
一般に、脳の活動が活発である脳の部位には、消費された酸素が補給されるため、血流が増加する。この場合、血流が増加することに伴い、血中のヘモグロビンのうちの酸素化ヘモグロビンの割合が増加する。また、酸素化ヘモグロビンの割合が増加することに応じて、血中のヘモグロビンのうちの脱酸素化ヘモグロビンの割合が減少する。
このように、血中の酸素化ヘモグロビンの割合の変化に応じて脱酸素化ヘモグロビンの割合が増減するため、血流測定器ＢＳは、酸素化ヘモグロビン及び脱酸素化ヘモグロビンのうち、少なくとも１つを測定する。
この一例では、血流測定器ＢＳは、酸素化ヘモグロビンの変化量を測定することによって被検体ＳＴの血流を測定し、測定結果を示す血流情報ＢＣを血流ノイズ除去装置１に供給する。
【００１６】
［角度検出器について］
図１に戻り、角度検出器ＡＣＳについて説明する。図１に示す通り、この一例では、血流測定器ＢＳは、被検体ＳＴが椅子に着座した状態における当該被検体ＳＴの頭の血流を測定する。頭部ＨＤの血流は、被検体ＳＴの姿勢に影響される場合がある。例えば、被検体ＳＴが着座した状態において血流が測定される間、被検体ＳＴは、頭を傾ける場合がある。
角度検出器ＡＣＳは、被検体ＳＴの頭の角度を検出する。角度検出器ＡＣＳとは、角度検出部の一例である。以降の説明において、被検体ＳＴの頭を頭部ＨＤと記載する。また、以降の説明において、頭部ＨＤの座標を示す必要がある場合には、ｘｙｚ直交座標系を用いて説明する。この一例では、ｘ軸は、頭部ＨＤの左耳から右耳を通る軸である。また、ｘ軸の正の方向は、頭部ＨＤの左耳から右耳の方向である。また、ｙ軸は、頭部ＨＤの後頭部から顔面を通る軸である。また、ｙ軸の正の方向は、後頭部から顔面の方向である。また、ｚ軸は頭部ＨＤの首の付け根から頭頂部を通る軸である。また、ｚ軸の正の方向は、首の付け根から頭頂部の方向である。
また、以降の説明において、被検体ＳＴの両肩を結ぶ直線を有する面であって、人体の横断面を横断面ＩＳＳと記載する。また、以降の説明において、頭部ＨＤのｚ軸を中心軸ＣＡとも記載する。
【００１７】
ここで、被検体ＳＴは、ｘｙｚ直交座標系のそれぞれの軸を中心に頭を回転させることができる。
例えば、被検体ＳＴは、ｘ軸を中心に頭を前後方向に回転させることができる。具体的には、被検体ＳＴは、中心軸ＣＡがｙｚ平面上を移動するように頭を前後方向に回転させることができる。以降の説明において、ｘ軸を中心にした前後方向の頭部ＨＤの回転をピッチ回転ｐと記載する。
また、例えば、被検体ＳＴは、ｙ軸を中心に頭を左右方向に回転させることができる。具体的には、被検体ＳＴは、中心軸ＣＡがｘｚ平面上を移動するように頭を左右方向に回転させることができる。以降の説明において、ｙ軸を中心にした左右方向の頭部ＨＤの回転をロール回転ｒと記載する。
また、例えば、被検体ＳＴは、ｚ軸を中心に頭を左右方向に回転させることができる。具体的には、被検体ＳＴは、中心軸ＣＡを有する平面であるｘｚ平面と直交するｙ軸がｘｙ平面上を移動するように頭を左右方向に回転させることができる。以降の説明において、ｚ軸を中心にした左右方向の頭部ＨＤの回転をヨー回転ｙと記載する。
【００１８】
以降の説明において、被検体ＳＴが血流測定器ＢＳによって血流の測定を受ける空間の座標を示す必要がある場合には、ＸＹＺ直交座標系を用いて説明する。この一例では、被検体ＳＴが着座する椅子が配置される平面は、ＸＹ平面である。ＸＹ平面とは、例えば、椅子が配置される床面である。また、Ｚ軸は、ＸＹ平面と直交する軸である。
【００１９】
角度検出器ＡＣＳは、２軸の回転角度をそれぞれ検出する。この一例では、角度検出器ＡＣＳは、角度センサＡＳ１と、角度センサＡＳ２との２つのセンサを備える。
角度センサＡＳ１は、頭部ＨＤ上に設置される。角度センサＡＳ１は、被検体ＳＴの中心軸ＣＡと、ＸＹ平面と直交する軸とのなす角度（角度検出結果ＡＧ１）を検出する。また、角度センサＡＳ２は、被検体ＳＴの肩上に設置される。角度センサＡＳ２は、被検体ＳＴの横断面ＩＳＳと、ＸＹ平面とのなす角度（角度検出結果ＡＧ２）を検出する。
【００２０】
角度検出器ＡＣＳは、角度情報ＡＣを血流ノイズ除去装置１に供給する。角度情報ＡＣとは、頭部ＨＤの傾きに伴う角度を示す情報である。この一例では、角度情報ＡＣとは、角度検出結果ＡＧ１と、角度検出結果ＡＧ２との差を示す情報である。角度検出器ＡＣＳは、角度検出結果ＡＧ１と、角度検出結果ＡＧ２との差を算出する。角度検出器ＡＣＳは、算出した被検体ＳＴの角度を示す情報を角度情報ＡＣとして血流ノイズ除去装置１に供給する。角度検出器ＡＣＳは、角度検出結果ＡＧ１と、角度検出結果ＡＧ２との差を算出することにより、横断面ＩＳＳに直交する軸と、中心軸ＣＡとのなす角度を検出することができる。角度情報ＡＣは、頭部ＨＤの傾きに伴う角度を示す情報であって、横断面ＩＳＳと、中心軸ＣＡとのなす角度を示す情報である。
【００２１】
ここで、頭部ＨＤの血流は、被検体ＳＴの姿勢の変化に影響を受ける。例えば、頭部ＨＤの血流は、当該頭部ＨＤの傾きの影響を受ける。具体的には、頭部ＨＤの血流は、横断面ＩＳＳと中心軸ＣＡとのなす角度である頭部ＨＤの傾きの影響を受ける。
例えば、頭部ＨＤがピッチ回転ｐ、ロール回転ｒ及びヨー回転ｙしない場合、横断面ＩＳＳと中心軸ＣＡとは、直交又は略直交する。この場合、横断面ＩＳＳに対して頭部ＨＤが傾いていないため、頭部ＨＤの血流は、当該頭部ＨＤの傾きによる影響が少ない。これに対し、頭部ＨＤがピッチ回転ｐ、ロール回転ｒ及びヨー回転ｙする場合、横断面ＩＳＳと中心軸ＣＡとは、直交又は略直交以外の角度をなす。この場合、横断面ＩＳＳに対して頭部ＨＤが傾くため、頭部ＨＤの血流は、当該頭部ＨＤの傾きによる影響を受ける。
【００２２】
なお、上述では、角度検出器ＡＣＳが角度センサＡＳ１と角度センサＡＳ２との２つのセンサを備える場合について説明したが、これに限られない。角度検出器ＡＣＳは、２軸の回転角度をそれぞれ検出することができれば、センサを１つ備えていてもよく、３つ以上のセンサを備えていてもよい。
【００２３】
［ピッチ回転について］
ここで、頭部ＨＤの回転のうち、ピッチ回転ｐは、他の回転と比較して頸動脈の血流に対する影響が大きい場合がある。以下、図３を参照してピッチ回転ｐの、より具体的な例について説明する。
図３は、本実施形態の頭部ＨＤのピッチ回転ｐの一例を示す図である。
図３に示す通り、この一例では、ＸＹ平面と、横断面ＩＳＳとは、水平な面である。以降の説明において、頭部ＨＤがピッチ回転ｐする場合、横断面ＩＳＳと直交する軸と中心軸ＣＡとのなす角をピッチ角φと記載する。また、図３に示す通り、頭部ＨＤがｙ軸の正の方向にピッチ回転ｐする場合、ピッチ角φは、正の値である。また、頭部ＨＤがｙ軸の負の方向にピッチ回転ｐする場合、ピッチ角φは、負の値である。
また、以降の説明において、横断面ＩＳＳと中心軸ＣＡとが直交又は略直交する位置に頭部ＨＤが位置する場合、頭部ＨＤが通常位置に位置するとも記載する。
【００２４】
［ピッチ回転に伴う血流の変化について］
以下、頭部ＨＤがピッチ回転ｐする場合の血流変化のより具体的な例について説明する。
図４は、本実施形態の頭部ＨＤがピッチ回転ｐする場合のピッチ角φと血流情報ＢＣとの変化の一例を示すグラフである。具体的には、図４（Ａ）は、ピッチ角φが正の値である方向に頭部ＨＤがピッチ回転ｐする場合の血流情報ＢＣの変化の一例を示すグラフである。また、図４（Ｂ）は、ピッチ角φが負の値である方向に頭部ＨＤがピッチ回転ｐする場合の血流情報ＢＣの変化の一例を示すグラフである。また、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）の血流情報ＢＣが測定される被検体ＳＴは、同一の被検体ＳＴである。
【００２５】
図４（Ａ）及び図４（Ｂ）の横軸は、時間を示す。また、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）の左縦軸は、血流測定器ＢＳが被検体ＳＴを測定した血流情報ＢＣであって、酸素化ヘモグロビンの割合を示す。また、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）の右縦軸は、被検体ＳＴが頭をピッチ回転ｐする際のピッチ角φを示す。
【００２６】
また、図４（Ａ）では、所定の時間である所定時間Δｔ毎に被検体ＳＴが頭を傾ける角度を変える場合について説明する。ここで、所定時間Δｔとは、３０秒程度の時間である。
具体的には、被検体ＳＴは、血流情報ＢＣの測定を開始してから所定時間Δｔが経過する時刻ｔｍ１までの間、頭部ＨＤを通常位置に位置させる。また、被検体ＳＴは、時刻ｔｍ１から所定時間Δｔが経過する時刻ｔｍ２までの間、頭部ＨＤをピッチ回転ｐさせる。具体的には、被検体ＳＴは、頭部ＨＤをピッチ角φが正の値である方向にピッチ回転ｐさせる。また、被検体ＳＴは、時刻ｔｍ２から所定時間Δｔが経過する時刻ｔｍ３までの間、頭部ＨＤを通常位置に位置させる。
【００２７】
また、図４（Ｂ）では、所定時間Δｔ毎に被検体ＳＴが頭部ＨＤを傾ける場合について説明する。被検体ＳＴは、血流情報ＢＣの測定を開始してから所定時間Δｔが経過する時刻ｔｍ４までの間、頭部ＨＤを通常位置に位置させる。また、被検体ＳＴは、時刻ｔｍ４から所定時間Δｔが経過する時刻ｔｍ５までの間、頭部ＨＤをピッチ回転ｐさせる。具体的には、被検体ＳＴは、頭部ＨＤをピッチ角φが負の値である方向にピッチ回転ｐさせる。また、被検体ＳＴは、時刻ｔｍ５から所定時間Δｔが経過する時刻ｔｍ６までの間、頭部ＨＤを通常位置に位置させる。
【００２８】
図４（Ａ）に示す通り、ピッチ角φが正の値である方向に頭部ＨＤがピッチ回転ｐする場合、血流情報ＢＣが示す酸素化ヘモグロビンの割合は、増加する。また、図４（Ｂ）に示す通り、ピッチ角φが負の値である方向に頭部ＨＤがピッチ回転ｐする場合、血流情報ＢＣが示す酸素化ヘモグロビンの割合は、減少する。
【００２９】
［血流ノイズ除去装置について］
図１に戻り、血流ノイズ除去装置１は、血流測定器ＢＳから血流情報ＢＣを取得する。また、血流ノイズ除去装置１は、角度検出器ＡＣＳから角度情報ＡＣを取得する。血流ノイズ除去装置１は、血流情報ＢＣと、角度情報ＡＣとに基づいて、頭部ＨＤの傾きに伴う血流情報ＢＣのノイズを除去する。
【００３０】
［血流ノイズ除去装置の構成について］
以下、図を参照して血流ノイズ除去装置１の構成について説明する。
図５は、本実施形態の血流ノイズ除去装置１の構成の一例を示す図である。
図５に示す通り、血流ノイズ除去装置１と、血流測定器ＢＳとは、接続されている。血流ノイズ除去装置１は、血流測定器ＢＳから血流情報ＢＣを取得する。また、血流ノイズ除去装置１と、角度検出器ＡＣＳとは、接続されている。血流ノイズ除去装置１は、角度検出器ＡＣＳから角度情報ＡＣを取得する。
【００３１】
なお、上述では、血流ノイズ除去装置１と、角度検出器ＡＣＳ及び血流測定器ＢＳとが接続される場合について説明したが、これに限られない。血流ノイズ除去装置１は、過去に被検体ＳＴの角度情報ＡＣを検出及び血流情報ＢＣを測定した当該角度情報ＡＣ及び当該血流情報ＢＣを記憶する記憶装置から角度情報ＡＣ及び血流情報ＢＣを取得してもよい。
【００３２】
血流ノイズ除去装置１は、制御部１００を備える。制御部１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）を備えており、血流情報取得部１１０と、角度情報取得部１２０と、血流変化算出部１３０と、フィルタ部１４０と、出力部１５０とをその機能部として備える。
血流情報取得部１１０は、血流測定器ＢＳから血流情報ＢＣを取得する。血流情報取得部１１０は、取得した血流情報ＢＣを血流変化算出部１３０と、フィルタ部１４０とに供給する。
角度情報取得部１２０は、角度検出器ＡＣＳから角度情報ＡＣを取得する。角度情報取得部１２０は、取得した角度情報ＡＣを血流変化算出部１３０に供給する。
【００３３】
血流変化算出部１３０は、血流情報取得部１１０から血流情報ＢＣを取得する。また、血流変化算出部１３０は、角度情報取得部１２０から角度情報ＡＣを取得する。
血流変化算出部１３０は、取得した角度情報ＡＣと、血流情報ＢＣとに基づいて、血流変化情報ＢＣＣを算出する。血流変化情報ＢＣＣとは、頭部ＨＤの角度に応じた当該被検体ＳＴの血流変化に関する情報である。血流ノイズ除去装置１は、角度情報ＡＣに含まれるノイズのうち、頭部ＨＤの角度に応じたノイズを、血流変化情報ＢＣＣに基づいて除去する。
ここで、角度情報ＡＣと血流変化情報ＢＣＣとは比例関係である場合がある。この場合、血流変化情報ＢＣＣとは、比例定数Ｃと、頭部ＨＤの傾きを示す角度情報ＡＣとを乗じた値を示す情報である。
以降の説明において、血流変化情報ＢＣＣを示す値をＢＣＣと記載する。また、角度情報ＡＣが示す横断面ＩＳＳに直交する軸と、中心軸ＣＡとのなす角の角度をＡＣと記載する。また、比例定数ＣをＣと記載する。この場合、ＢＣＣと、ＡＣと、Ｃとの関係式は、式（１）によって示される。
【００３４】
（ＢＣＣ）＝Ｃ・（ＡＣ）…（１）
【００３５】
［比例定数について］
以下、比例定数Ｃについて説明する。上述したように、角度情報ＡＣと、血流変化情報ＢＣＣとは、比例関係である場合がある。比例定数Ｃとは、角度情報ＡＣと、血流情報ＢＣとに基づいて算出される定数である。具体的には、比例定数Ｃとは、被検体ＳＴが頭をピッチ回転ｐする場合の角度情報ＡＣ及び血流情報ＢＣに基づいて算出される定数である。
以降の説明において、血流情報ＢＣが示す値をＢＣと記載する。この場合、ＢＣと、ＡＣと、Ｃとの関係は、式（２）によって示される。
【００３６】
Ｃ＝（ＢＣ）／（ＡＣ）…（２）
【００３７】
ここで、比例定数Ｃは、複数の被検体ＳＴが頭をピッチ回転ｐする場合の角度情報ＡＣと、血流情報ＢＣとに基づいて算出される定数の平均値であってもよい。また、比例定数Ｃは、被検体ＳＴの頭部ＨＤの血流情報ＢＣを測定する場合、被検体ＳＴ毎の頭部ＨＤの角度情報ＡＣを検出しつつ、血流情報ＢＣを測定した角度情報ＡＣ及び血流情報ＢＣに基づいて、算出する値であってもよい。
この一例では、比例定数Ｃは、被検体ＳＴ毎に頭部ＨＤの角度情報ＡＣと、血流情報ＢＣとを測定し、比例定数Ｃを算出する値である場合について説明する。具体的には、比例定数Ｃは、ある被検体ＳＴの血流情報ＢＣを測定する前に、当該被検体ＳＴのピッチ回転ｐした場合の角度情報ＡＣと、血流情報ＢＣとを測定し、予め算出される定数である。
【００３８】
なお、上述では、比例定数Ｃが被検体ＳＴの血流情報ＢＣを測定する前に、被検体ＳＴ毎に予め算出される定数である場合について説明したが、これに限られない。比例定数Ｃは、被検体ＳＴの血流情報ＢＣを測定した後に、被検体ＳＴ毎に算出される定数であってもよい。
【００３９】
図６は、本実施形態の比例定数Ｃの一例を示す表である。
図６に示す角度情報ＡＣと、血流情報ＢＣとは、図４に示す、ある被検体ＳＴに関する情報である。具体的には、図６に示す角度情報ＡＣは、図４に示す、ある被検体ＳＴの時刻ｔｍ１から時刻ｔｍ２までの角度情報ＡＣの平均値と、時刻ｔｍ４から時刻ｔｍ５までの角度情報ＡＣの平均値とである。また、図６に示す血流情報ＢＣは、図４に示す、ある被検体ＳＴの時刻ｔｍ１から時刻ｔｍ２までの血流情報ＢＣの平均値と、時刻ｔｍ４から時刻ｔｍ５までの血流情報ＢＣの平均値とである。
【００４０】
上述した式（２）に基づいて、ある被検体ＳＴに関する比例定数Ｃであって、かつピッチ角φが正の値である方向に頭部ＨＤがピッチ回転ｐした場合の比例定数Ｃである比例定数Ｃ１は、０．４７８×１０−３である。
また、ある被検体ＳＴに関する比例定数Ｃであって、かつピッチ回転ｐが負の値である方向に頭部ＨＤがピッチ回転ｐした場合の比例定数Ｃである比例定数Ｃ２は、０．１１５×１０−３である。
血流変化算出部１３０は、取得した角度情報ＡＣが示すピッチ角φが正の値である場合には、角度情報ＡＣに比例定数Ｃ１を乗じた値を血流変化情報ＢＣＣとしてフィルタ部１４０に供給する。また、血流変化算出部１３０は、取得した角度情報ＡＣが示すピッチ角φが負の値である場合には、角度情報ＡＣに比例定数Ｃ２を乗じた値を血流変化情報ＢＣＣとしてフィルタ部１４０に供給する。
【００４１】
図５に戻り、フィルタ部１４０は、血流情報取得部１１０から血流情報ＢＣを取得する。また、フィルタ部１４０は、血流変化算出部１３０から血流変化情報ＢＣＣを取得する。フィルタ部１４０は、血流変化算出部１３０が算出した血流変化情報ＢＣＣと、血流情報ＢＣとに基づいて、血流情報ＢＣに含まれる角度に伴うノイズを血流情報ＢＣから除去する。フィルタ部１４０は、適応フィルタを備える。この場合、適応フィルタの入力信号は、血流情報ＢＣである。また、所望信号は、血流変化情報ＢＣＣである。また、フィルタ部１４０は、適応フィルタによって、血流情報ＢＣから頭部ＨＤの傾きに伴うノイズが除去された出力信号であるノイズ除去後情報ＥＮを生成する。
ここで、適応フィルタとは、例えば、ＦＩＲフィルタである。この一例では、フィルタ部１４０は、ＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタを含み、ＦＩＲフィルタによって血流変化情報ＢＣＣと、血流情報ＢＣとに基づいて、ノイズを血流情報ＢＣから除去し、ノイズ除去後情報ＥＮを生成する。フィルタ部１４０は、ノイズ除去後情報ＥＮを出力部１５０に供給する。
出力部１５０は、フィルタ部１４０から取得したノイズ除去後情報ＥＮを出力する。出力部１５０は、例えば、ノイズ除去後情報ＥＮを表示装置等に出力する。表示装置は、血流ノイズ除去装置１から取得したノイズ除去後情報ＥＮを表示する。
【００４２】
以下、図７を参照してノイズ除去後情報ＥＮのより具体的な例について説明する。
図７は、本実施形態のノイズ除去後情報ＥＮの一例を示すグラフである。
図７の横軸は、時間を示し、縦軸は、血流情報ＢＣ、血流変化情報ＢＣＣ及びノイズ除去後情報ＥＮが示す酸素化ヘモグロビンの割合を示す。
図７に示す通り、頭部ＨＤの傾きに伴って血流情報ＢＣが急増及び急減する場合であっても、ノイズ除去後情報ＥＮは、安定した値を示す。
【００４３】
以下、図８を参照して血流ノイズ除去装置１の動作について説明する。
図８は、本実施形態の血流ノイズ除去装置１の動作の一例を示す流れ図である。
角度情報取得部１２０は、角度検出器ＡＣＳから角度情報ＡＣを取得する（ステップＳ１１０）。血流情報取得部１１０は、血流測定器ＢＳから血流情報ＢＣを取得する（ステップＳ１２０）。血流変化算出部１３０は、血流情報取得部１１０が取得した血流情報ＢＣと、角度情報取得部１２０が取得した角度情報ＡＣとに基づいて、血流変化情報ＢＣＣを算出する（ステップＳ１３０）。フィルタ部１４０は、血流情報取得部１１０が取得した血流情報ＢＣと、血流変化算出部１３０が算出した血流変化情報ＢＣＣとに基づいて、血流情報ＢＣから頭部ＨＤの傾きに伴うノイズを除去する（ステップＳ１４０）。出力部１５０は、フィルタ部１４０が血流情報ＢＣから頭部ＨＤの傾きに伴うノイズを除去したノイズ除去後情報ＥＮを出力する（ステップＳ１５０）。
【００４４】
［実施形態のまとめ］
以上説明したように、本実施形態の血流ノイズ除去装置１は、角度情報ＡＣと、血流情報ＢＣとに基づいて、血流変化情報ＢＣＣを算出する。また、本実施形態の血流ノイズ除去装置１は、適応フィルタを用いることにより、血流情報ＢＣに含まれる頭部ＨＤの傾きに伴うノイズを除去することができる。
【００４５】
また、本実施形態の血流ノイズ除去装置１が備える血流変化算出部１３０は、血流情報ＢＣの測定を受ける被検体ＳＴに関する比例定数Ｃに基づいて血流変化情報ＢＣＣを算出する。具体的には、血流変化算出部１３０は、ある被検体ＳＴについて測定された血流情報ＢＣと、当該被検体ＳＴについて測定された角度情報ＡＣとに基づいて算出された比例定数Ｃに基づいて、血流変化情報ＢＣＣを算出する。
ここで、比例定数Ｃは、被検体ＳＴ毎に特徴が異なる場合がある。本実施形態の血流ノイズ除去装置１によれば、血流情報ＢＣの測定を受ける被検体ＳＴに応じた比例定数Ｃをノイズの除去に用いる。これにより、本実施形態の血流ノイズ除去装置１は、被検体ＳＴに応じた比例定数Ｃを用いない場合と比較して精度高くノイズを除去することができる。
【００４６】
また、本実施形態の血流ノイズ除去装置１が備えるフィルタ部１４０は、ＦＩＲフィルタによって頭部ＨＤの傾きに伴うノイズを除去する。本実施形態の血流ノイズ除去装置１によれば、ＦＩＲフィルタを用いることにより、容易な手法でノイズを除去することができる。
【００４７】
なお、上述では、血流ノイズ除去装置１と、血流測定器ＢＳ及び角度検出器ＡＣＳとが、接続される場合について説明したが、これに限られない。血流ノイズ除去装置１は、血流測定器ＢＳ及び角度検出器ＡＣＳを備えていてもよく、血流ノイズ除去装置１は、血流測定器ＢＳ及び角度検出器ＡＣＳが被検体ＳＴを測定及び検出する結果に基づいて、ノイズ除去後情報ＥＮを生成してもよい。
ここで、従来の技術では、血流情報ＢＣを取得した後に、比例定数Ｃを算出し、算出した比例定数Ｃに基づいて血流情報ＢＣのノイズを除去する処理が行われる場合があった。
本実施形態の血流ノイズ除去装置１によれば、被検体ＳＴの血流情報ＢＣを測定しつつ、当該血流情報ＢＣに含まれるノイズを除去する処理を行うことができる。これにより、本実施形態の血流ノイズ除去装置１によれば、ノイズ除去後情報ＥＮを使用する使用者は、被検体ＳＴの血流情報ＢＣの測定結果からノイズを除去したノイズ除去後情報ＥＮをすぐに取得することができる。
【００４８】
なお、上述では、頭部ＨＤがピッチ回転ｐすることに伴って傾く場合のノイズの除去について説明したが、これに限られない。血流ノイズ除去装置１は、頭部ＨＤがロール回転ｒ及びヨー回転ｙすることに伴って傾く場合のノイズの除去を行ってもよい。
【００４９】
また、上述では、頭部ＨＤの血流が当該頭部ＨＤの傾きに影響を受ける場合について説明したが、これに限られない。頭部ＨＤの血流は、頭部ＨＤの傾きの他、被検体ＳＴの体幹の傾きに影響を受ける場合がある。被検体ＳＴの体幹とは、被検体ＳＴの上体の中心を通る軸である。この場合、血流ノイズ除去装置１は、重力方向を示す軸と、体軸とのなす角度（角度検出結果ＡＧ２）と、角度検出結果ＡＧ１と、血流情報ＢＣとに基づいて、被検体ＳＴの体幹の傾きに伴う血流情報ＢＣのノイズを除去してもよい。
【００５０】
＜変形例：ロール回転について＞
以下、図９を参照し、頭部ＨＤがロール回転ｒすることに伴って傾く場合のノイズ除去の、より具体的な例について説明する。
図９は、変形例の頭部ＨＤのロール回転ｒの一例を示す図である。
図９に示す通り、この一例では、ＸＹ平面と、横断面ＩＳＳとは、水平な面である。以降の説明において、頭部ＨＤがロール回転ｒする場合、横断面ＩＳＳと直交する軸と中心軸ＣＡとのなす角をロール角ψと記載する。また、図９に示す通り、頭部ＨＤがｘ軸の負の方向にロール回転ｒする場合、ロール角ψは、正の値である。また、頭部ＨＤがｘ軸の正の方向にロール回転ｒする場合、ロール角ψは、負の値である。
【００５１】
［ロール回転に伴う血流の変化について］
以下、頭部ＨＤがロール回転ｒする場合の血流変化のより具体的な例について説明する。
図１０は、変形例の頭部ＨＤがロール回転ｒする場合のロール角ψと血流情報ＢＣとの変化の一例を示すグラフである。具体的には、図１０は、ロール角ψが正の値である方向に頭部ＨＤがロール回転ｒする場合の血流情報ＢＣの変化の一例を示すグラフである。
【００５２】
図１０の横軸は、時間を示す。また、図１０の左縦軸は、血流測定器ＢＳが被検体ＳＴを測定した血流情報ＢＣであって、酸素化ヘモグロビンの割合を示す。また、図１０の右縦軸は、被検体ＳＴが頭をロール回転ｒする際のロール角ψを示す。
また、図１０では、所定の時間である所定時間Δｔ毎に被検体ＳＴが頭を傾ける角度を変える場合について説明する。ここで、所定時間Δｔとは、３０秒程度の時間である。
【００５３】
具体的には、被検体ＳＴは、血流情報ＢＣの測定を開始してから所定時間Δｔが経過する時刻ｔｍ７までの間、頭部ＨＤを通常位置に位置させる。また、被検体ＳＴは、時刻ｔｍ７から所定時間Δｔが経過する時刻ｔｍ８までの間、頭部ＨＤをロール回転ｒさせる。具体的には、被検体ＳＴは、頭部ＨＤをロール角ψが正の値である方向にロール回転ｒさせる。また、被検体ＳＴは、時刻ｔｍ８から所定時間Δｔが経過する時刻ｔｍ９までの間、頭部ＨＤを通常位置に位置させる。図１０に示す通り、ロール角ψが正の値である方向に頭部ＨＤがロール回転ｒする場合、血流情報ＢＣが示す酸素化ヘモグロビンの割合は、増加する。
【００５４】
［血流変化算出部について］
血流変化算出部１３０は、血流情報取得部１１０から血流情報ＢＣを取得する。また、血流変化算出部１３０は、角度情報取得部１２０から角度情報ＡＣを取得する。
血流変化算出部１３０は、取得した角度情報ＡＣと、血流情報ＢＣとに基づいて、血流変化情報ＢＣＣを算出する。変形例において、血流変化情報ＢＣＣとは、頭部ＨＤの角度（この一例では、ロール角ψ）に応じた当該被検体ＳＴの血流変化に関する情報である。血流ノイズ除去装置１は、角度情報ＡＣに含まれるノイズのうち、頭部ＨＤの角度に応じたノイズを、血流変化情報ＢＣＣに基づいて除去する。
ここで、頭部ＨＤがロール回転ｒする場合であっても、角度情報ＡＣと血流変化情報ＢＣＣとは比例関係である場合がある。この場合、血流変化情報ＢＣＣとは、比例定数Ｃｒと、頭部ＨＤの傾きを示す角度情報ＡＣとを乗じた値を示す情報である。なお、比例定数Ｃとは、頭部ＨＤがピッチ回転ｐする場合の比例定数であって、比例定数Ｃｒとは、頭部ＨＤがロール回転ｒする場合の比例定数である。
以降の説明において、血流変化情報ＢＣＣを示す値をＢＣＣと記載する。また、角度情報ＡＣが示す横断面ＩＳＳに直交する軸と、中心軸ＣＡとのなす角（この一例では、ロール角ψ）の角度をＡＣと記載する。また、比例定数ＣｒをＣｒと記載する。この場合、ＢＣＣと、ＡＣと、Ｃｒとの関係式は、式（３）によって示される。
【００５５】
（ＢＣＣ）＝Ｃｒ・（ＡＣ）…（３）
【００５６】
［比例定数について］
以下、比例定数Ｃｒについて説明する。上述したように、角度情報ＡＣと、血流変化情報ＢＣＣとは、比例関係である場合がある。比例定数Ｃｒとは、角度情報ＡＣと、血流情報ＢＣとに基づいて算出される定数である。具体的には、ＣＲとは、被検体ＳＴが頭をロール回転ｒする場合の角度情報ＡＣ及び血流情報ＢＣに基づいて算出される定数である。
以降の説明において、血流情報ＢＣが示す値をＢＣと記載する。この場合、ＢＣと、ＡＣと、Ｃｒとの関係は、式（４）によって示される。
【００５７】
Ｃｒ＝（ＢＣ）／（ＡＣ）…（４）
【００５８】
ここで、比例定数Ｃｒは、複数の被検体ＳＴが頭をロール回転ｒする場合の角度情報ＡＣと、血流情報ＢＣとに基づいて算出される定数の平均値であってもよい。また、比例定数Ｃｒは、被検体ＳＴの頭部ＨＤの血流情報ＢＣを測定する場合、被検体ＳＴ毎の頭部ＨＤの角度情報ＡＣを検出しつつ、血流情報ＢＣを測定した角度情報ＡＣ及び血流情報ＢＣに基づいて、算出する値であってもよい。
この一例では、比例定数Ｃｒは、被検体ＳＴ毎に頭部ＨＤの角度情報ＡＣと、血流情報ＢＣとを測定し、比例定数Ｃｒを算出する値である場合について説明する。具体的には、比例定数Ｃｒは、ある被検体ＳＴの血流情報ＢＣを測定する前に、当該被検体ＳＴのロール回転ｒした場合の角度情報ＡＣと、血流情報ＢＣとを測定し、予め算出される定数である。
【００５９】
なお、上述では、比例定数Ｃｒが被検体ＳＴの血流情報ＢＣを測定する前に、被検体ＳＴ毎に予め算出される定数である場合について説明したが、これに限られない。比例定数Ｃｒは、被検体ＳＴの血流情報ＢＣを測定した後に、被検体ＳＴ毎に算出される定数であってもよい。
【００６０】
図１１は、変形例の比例定数Ｃｒの一例を示す表である。
図１１に示す角度情報ＡＣと、血流情報ＢＣとは、ある被検体ＳＴが頭部ＨＤをロール回転ｒする場合に取得した情報である。
【００６１】
上述した式（４）に基づいて、ある被検体ＳＴに関する比例定数Ｃｒであって、かつロール角ψが正の値である方向に頭部ＨＤがロール回転ｒした場合の比例定数Ｃｒである比例定数Ｃｒ１は、０．５９４×１０−３である。
また、ある被検体ＳＴに関する比例定数Ｃｒであって、かつロール角ψが負の値である方向に頭部ＨＤがロール回転ｒした場合の比例定数Ｃｒである比例定数Ｃｒ２は、０．１８８×１０−３である。
血流変化算出部１３０は、取得した角度情報ＡＣが示すロール角ψが正の値である場合には、角度情報ＡＣに比例定数Ｃｒ１を乗じた値を血流変化情報ＢＣＣとしてフィルタ部１４０に供給する。また、血流変化算出部１３０は、取得した角度情報ＡＣが示すロール角ψが負の値である場合には、角度情報ＡＣに比例定数Ｃｒ２を乗じた値を血流変化情報ＢＣＣとしてフィルタ部１４０に供給する。
以降の処理は、上述した構成と同様であるため、説明を省略する。
【００６２】
以下、図１２を参照してノイズ除去後情報ＥＮのより具体的な例について説明する。
図１２は、変形例のノイズ除去後情報ＥＮの一例を示すグラフである。
図１２の横軸は、時間を示し、縦軸は、血流情報ＢＣ、血流変化情報ＢＣＣ及びノイズ除去後情報ＥＮが示す酸素化ヘモグロビンの割合を示す。
図１２に示す通り、頭部ＨＤの傾きに伴って血流情報ＢＣが急増及び急減する場合であっても、ノイズ除去後情報ＥＮは、安定した値を示す。
【００６３】
［変形例のまとめ］
以上説明したように、変形例の血流ノイズ除去装置１は、角度情報ＡＣと、血流情報ＢＣとに基づいて、血流変化情報ＢＣＣを算出する。また、変形例の血流ノイズ除去装置１は、適応フィルタを用いることにより、血流情報ＢＣに含まれる頭部ＨＤの傾きに伴うノイズを除去することができる。
【００６４】
また、変形例の血流ノイズ除去装置１が備える血流変化算出部１３０は、血流情報ＢＣの測定を受ける被検体ＳＴに関する比例定数Ｃｒに基づいて血流変化情報ＢＣＣを算出する。具体的には、血流変化算出部１３０は、ある被検体ＳＴについて測定された血流情報ＢＣと、当該被検体ＳＴについて測定された角度情報ＡＣとに基づいて算出された比例定数Ｃｒに基づいて、血流変化情報ＢＣＣを算出する。
ここで、比例定数Ｃｒは、被検体ＳＴ毎に特徴が異なる場合がある。変形例の血流ノイズ除去装置１によれば、血流情報ＢＣの測定を受ける被検体ＳＴに応じた比例定数Ｃｒをノイズの除去に用いる。これにより、変形例の血流ノイズ除去装置１は、被検体ＳＴに応じた比例定数Ｃｒを用いない場合と比較して精度高くノイズを除去することができる。
【００６５】
なお、上記の各実施形態における血流ノイズ除去装置１が備える各部は、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、メモリおよびマイクロプロセッサにより実現させるものであってもよい。
【００６６】
なお、血流ノイズ除去装置１が備える各部は、メモリおよびＣＰＵ（中央演算装置）により構成され、血流ノイズ除去装置１が備える各部の機能を実現するためのプログラムをメモリにロードして実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。
【００６７】
また、血流ノイズ除去装置１が備える各部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【００６８】
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
【００６９】
以上、本発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。上述した各実施形態に記載の構成を組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１…血流ノイズ除去装置、１００…制御部、１１０…血流情報取得部、１２０…角度情報取得部、１３０…血流変化算出部、１４０…フィルタ部、１５０…出力部、ＳＴ…被検体、ＢＳ…血流測定器、ＢＣ…血流情報、ＡＣＳ…角度検出器、ＡＳ１…角度センサ、ＡＳ２…角度センサ、ＡＧ１…角度検出結果、ＡＧ２…角度検出結果、ＡＣ…角度情報、ＢＣＣ…血流変化情報、Ｃ、Ｃ１、Ｃ２、Ｃｒ、Ｃｒ１、Ｃｒ２…比例定数、ＣＡ…中心軸、ＩＳＳ…横断面、ＥＮ…ノイズ除去後情報
【図１】
2018023759.tif 000003
【図２】
2018023759.tif 000004
【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】
2018023759.tif 000010
【図９】
2018023759.tif 000011
【図１０】
2018023759.tif 000012
【図１１】
2018023759.tif 000013
【図１２】
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