(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射用及び検出用光ファイバを生体の体表面に配置する計測プローブと、前記検出用光ファイバで検出された通過光から前記生体の生体通過光画像を生成する画像生成手段とを備えた生体光計測装置において、
予備計測で計測された生体通過光強度信号に基づく予備計測値と本計測で計測された生体通過光強度信号に基づく本計測値とを格納する格納手段と、
前記予備計測値の生体通過光強度信号を基準として、前記本計測値の生体通過光強度信号から計測点毎の酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量及び脱酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量及び全ヘモグロビン濃度の相対変化量を前記本計測の進行と共に計算する演算手段とを備え、
前記画像生成手段は、それぞれの相対変化量に基づく前記生体通過光画像を生成することを特徴とする生体光計測装置。
【請求項２】
請求項１に記載の生体光計測装置において、前記格納手段は、前記計測プローブが正常に装着されている状態での予備計測値のみを記憶することを特徴とする生体光計測装置。
【請求項３】
請求項１に記載の生体光計測装置において、前記格納手段は、前記本計測の開始から所定の期間内の計測値の平均値を予備計測値として記憶することを特徴とする生体光計測装置。
【請求項４】
請求項１に記載の生体光計測装置において、前記格納手段に格納される予備計測値を更新する更新手段を備え、前記画像生成手段は、更新された予備計測値を基準として、前記生体の生体通過光画像を生成することを特徴とする生体光計測装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体光計測装置に関し、特に、生体通過光強度画像のリアルタイム表示を可能とする生体光計測装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の生体光計測装置は、例えば、特開平９−９８９７２号公報（以下、「文献１」と記す）に記載されるように、異なる変調周波数の光を生成する変調半導体レーザと、この半導体レーザから出射された光を生体に誘導し異なる位置に照射する照射用光ファイバと、生体を通過した光（以下、「生体通過光」と記す）を集光しフォトダイオードに誘導する検出用光ファイバと、照射用及び検出用光ファイバの先端部分を生体の所定位置に固定する固定部材と、フォトダイオードから出力される生体通過光強度を表す電気信号（以下、「生体通過光強度信号」と記す）から波長及び照射位置に対応する反射光強度をそれぞれ分離するロックインアンプと、このロックインアンプの出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、Ａ／Ｄ変換後の生体通過光強度信号から計測点毎の酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣoxy及び脱酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣdeoxyを計算し、この相対変化量ΔＣoxy，ΔＣdeoxy、及びΔＣoxyとΔＣdeoxyとの総和としての全ヘモグロビン濃度の相対変化量を生体通過光強度画像（トポグラフィ画像）として入出力部に出力する画像生成部と、装置本体の動作指示の入力及び生体通過光強度画像を表示する入出力部とから構成されていた。
【０００３】
この従来の生体光計測装置を用いた計測では、まず、生体に固定部材を装着し、この固定部材に配置されるプローブホルダで照射用及び検出用光ファイバを固定することによって、照射用及び検出用光ファイバを所望の位置に固定していた。次に、照射用光ファイバから生体に変調光を照射すると共に、生体内を通過した通過光強度信号を入出力部に表示させることによって、照射用及び検出用光ファイバが生体の体表面に正常に配置されているかを判定していた。この後に、本計測として、生体の安静時の生体通過光強度信号を計測し、次に生体に刺激を印加した時の生体通過光強度信号を計測して、計測点毎の酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣoxy及び脱酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣdeoxyを計算し、この相対変化量ΔＣoxy，ΔＣdeoxy、及びΔＣoxyとΔＣdeoxyとの総和としての全ヘモグロビン濃度の相対変化量を生体通過光強度画像として生成していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、前記従来技術を検討した結果、以下の問題点を見いだした。
従来の生体光計測装置の画像生成部は、Ａ／Ｄ変換後の生体通過光強度信号を順次格納する記録手段と、Ａ／Ｄ変換後の生体通過光強度信号を順次入出力部に出力し表示させると共に、本計測終了後の画像生成指示に基づいて生体通過光強度画像を生成し入出力部に出力する処理手段とから構成されていた。この処理手段は、生体通過光強度画像の生成指示に基づいて、まず、記録手段に格納された生体通過光強度信号を読み出して、計測点毎の生体通過光強度信号を入出力部の表示画面上に表示させる。次に、表示された生体通過光強度信号に基づいて選択された生体通過光強度を安静時の生体通過光強度すなわち基準値（ベース値）として、処理手段は、計測点毎の酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣoxy及び脱酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣdeoxyを計算する構成となっていた。
【０００５】
このために、従来の生体光計測装置では、生体通過光強度画像を本計測の進行と共に生成し表示させる、いわゆるリアルタイム表示を行うことができないという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、生体通過光強度画像のリアルタイム表示を行うことが可能な技術を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、生体のゆらぎに対応した生体通過光強度画像のリアルタイム表示を行うことが可能な技術を提供することにある。
【０００８】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろう。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【００１０】
（１）照射用及び検出用光ファイバを生体の体表面に配置する計測プローブと、前記検出用光ファイバで検出された通過光から前記生体の生体通過光画像を生成する画像生成手段とを備えた生体光計測装置において、予備計測で計測された生体通過光強度信号に基づく予備計測値と本計測で計測された生体通過光強度信号に基づく本計測値とを格納する格納手段と、前記予備計測値の生体通過光強度信号を基準として、前記本計測値の生体通過光強度信号から計測点毎の酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量及び脱酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量及び全ヘモグロビン濃度の相対変化量を前記本計測の進行と共に計算する演算手段とを備え、前記画像生成手段は、それぞれの相対変化量に基づく前記生体通過光画像を生成する。
【００１１】
（２）前述した（１）に記載の生体光計測装置において、前記格納手段に格納される通過光の強度を更新する更新手段を備え、前記画像生成手段は、前記格納手段に格納される更新された通過光の強度を基準として、前記本計測での前記生体の生体通過光画像を生成する。
【００１２】
前述した（１）及び（２）手段によれば、予備計測での通過光の強度を格納する格納手段を備え、格納手段に格納される予備計測での通過光の強度を基準として、画像生成手段が本計測での生体の生体通過光強度画像を生成するので、本計測の進行に伴った生体通過光強度画像の生成、すなわち生体通過光強度画像のリアルタイム表示を行うことが可能となる。
【００１３】
このとき、格納手段に格納される通過光の強度を更新する更新手段を設け、画像生成手段が格納手段に格納される更新された通過光の強度を基準として、本計測での生体の生体通過光強度画像を生成することによって、生体のゆらぎに起因する安静時における通過光の強度変化を補正することができるので、生体光計測が長時間にわたって行われる場合であっても、生体のゆらぎに対応した生体通過光強度画像のリアルタイム表示を行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について、発明の実施の形態（実施例）とともに図面を参照して詳細に説明する。
なお、発明の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の生体光計測装置の概略構成を説明するための図であり、１は光源部、２は光モジュール、３は半導体レーザ、８は照射用光ファイバ、９は生体、１０は検出用光ファイバ、１１はフォトダイオード、１２はロックインアンプモジュール、１６はＡ／Ｄ変換器、１７は制御部、１８は記録手段、１９は処理手段、２０は入出力部、２１は画像生成部を示す。なお、以下の説明では、制御部１７、入出力部２０及び画像生成部２１を除く他の構成は、周知の生体光計測装置と同様の構成である。
【００１６】
以下の説明では、生体光計測として、例えば被検体９の頭部の皮膚表面から光を照射し、頭部の皮膚表面で検出された通過光から大脳内部を画像化する実施の形態１の生体光計測装置の構成及び動作を、計測チャンネルの個数すなわち計測位置が１２の場合について説明する。もちろん、本発明は測定対象として頭部に限らず他の部位、さらには人体以外の生物にも適用可能である。また、光照射位置及び光検出位置の数をさらに増加させることにより、計測チャンネルの個数を増加させることが可能であり、計測領域を拡大させることも可能となる。
【００１７】
図１において、光源部１は４個の光モジュール２から構成されている。各光モジュール２は、可視から赤外の波長領域中で複数の波長、例えば７８０ｎｍ及び８３０ｎｍの二波長の光をそれぞれ放射する２個の半導体レーザ３から構成されている。これらの二波長の値は、７８０ｎｍと８３０ｎｍとに限定されるものではなく、また、波長数も二波長に限定されるものではない。この光源部１については、半導体レーザ３の代わりに発光ダイオードを用いてもよい。この光源１に含まれる全ての半導体レーザ８個は、それぞれ発振周波数の異なる図示しない発振器で構成される発振部により、それぞれ変調される。ただし、この変調として、実施の形態１では正弦波によるアナログ変調の場合を示すが、これに限定されることはなく、それぞれ異なる時間間隔の矩形波によるデジタル変調を用いてもよい。また、光モジュール２には、それぞれの半導体レーザから放射された７８０ｎｍ及び８３０ｎｍの波長の光を１本の光ファイバ（照射用光ファイバ８）に導入させる図示しない光ファイバ結合器とが備えられている。
【００１８】
従って、光源部１から放射される二波長光を混合した光は、各光モジュール２に接続される４本の照射用光ファイバ８の先端部分から測定対象となる被検体９の頭部に照射される。このとき、各照射用光ファイバ８は図示しない固定部材で固定され、それぞれ異なる位置に光を照射する。ただし、実施の形態１では、照射用光ファイバ８及び検出用光ファイバ１０の先端部分は、交互に正方格子上に配置される。なお、計測プローブの詳細については、文献１に記載される。
【００１９】
頭部を通過した光すなわち生体通過光は、固定部材に固定された５本の検出用光ファイバ１０でそれぞれ集光され、各検出用光ファイバ１０の他端に接続される光検出器であるフォトダイオード１１で検出される。このフォトダイオード１１としては、高感度な光計測が実現可能な周知のアバランシェフォトダイオードが望ましい。また、光検出器としては、光電子倍増管等の光電変換素子ならば他のものでもよい。
【００２０】
フォトダイオード１１に誘導された生体通過光は電気信号（生体通過光強度信号）に変換された後、変調信号の選択的な検出回路、例えば複数のロックインアンプから構成されるロックインアンプモジュール１２で、照射位置且つ波長に対応した変調信号が選択的に検出される。このとき、ロックインアンプモジュール１２から出力される変調信号は、波長及び照射位置に対応する生体通過強度信号にそれぞれ分離されたものである。ただし、実施の形態１では、二波長の光を用いて１２の計測位置での計測を行うので、計測すべき信号数は２４となる。従って、実施の形態１のロックインアンプモジュール１２では、合計２４個の図示しないロックインアンプを用いる。ただし、デジタル変調を用いた場合には、変調信号検出としてデジタルフィルタもしくはデジタルシグナルプロセッサを用いる。
【００２１】
ロックインアンプモジュール１２からアナログ出力される生体通過光強度信号は、２４チャンネルのＡ／Ｄ変換器（アナログデジタル変換器）１６によりそれぞれデジタル信号に変換される。それぞれのデジタル信号は、波長及び照射位置毎の生体通過光強度信号である。これらの計測は、制御部１７により制御されている。
【００２２】
デジタル信号に変換された生体通過光強度信号は、順次、記録手段１８及び処理手段１９に出力される。記録手段１８では、入力された生体通過光強度信号を順次記録する。
【００２３】
一方、処理手段１９は、記録手段１８に格納される予備計測において計測された生体通過光強度信号を平均化して安静時における生体通過光強度として、計測点毎の酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣoxy及び脱酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣdeoxyを計算し、この相対変化量ΔＣoxy，ΔＣdeoxy、及びΔＣoxyとΔＣdeoxyとの総和としての全ヘモグロビン濃度の相対変化量を生体通過光強度画像として入出力部２０の表示画面上に表示させる。なお、各検出位置の生体通過光強度信号から酸素化及び脱酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化並びに全ヘモグロビン濃度の相対変化量を計算する方法については、文献１に記載されているので、詳細な説明は省略する。
【００２４】
このように、実施の形態１の生体光計測装置では、照射用及び検出用光ファイバ８，１０並びに図示しない固定部材からなる計測プローブが被検体９に正常に装着されているかを確認するための予備計測において計測された生体通過光強度信号を記録手段１８に格納しておく。一方、処理手段１９は、本計測の開始と共に、記録手段１８に格納される予備計測において計測された生体通過光強度信号の平均値、つまりベース値を読み出す。次に、処理手段は、この生体通過光強度を被検体９の安静時における生体通過光強度と、順次計測される生体通過光強度信号とから計測点毎の酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣoxy及び脱酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣdeoxyを計算し、この相対変化量ΔＣoxy，ΔＣdeoxy、及びΔＣoxyとΔＣdeoxyとの総和としての全ヘモグロビン濃度の相対変化量を生体通過光強度画像として入出力部２０の表示画面上に表示させるので、生体通過光強度画像のリアルタイム表示を行うことが可能となる。
【００２５】
図２は実施の形態１の画像生成部の概略構成を説明するための図であり、２０１は予備計測値の格納領域（格納手段）、２０２は本計測値の格納領域、２１０は演算手段、２１１は画像化手段を示す。
【００２６】
図２において、予備計測値の格納領域２０１及び本計測値の格納領域２０２は、実施の形態１の記憶手段１８の全格納領域の内で、計測値である生体通過光強度信号に係わる格納領域を示している。特に、予備計測値の格納領域２０１は、Ａ／Ｄ変換器１６から入力される通過光強度信号の内で、予備計測で計測された通過光強度信号を格納するための領域である。一方、本計測値の格納領域２０２は、Ａ／Ｄ変換器１６から入力される通過光強度信号の内で、本計測すなわち連続して計測される通過光強度信号を格納するための領域である。なお、Ａ／Ｄ変換器１６から出力される計測値を、予備計測値の格納領域２０１もしくは本計測値の格納領域２０２の何れかに格納させるかは、入出力部２０からの計測モード入力に基づいて、制御部１７が選択する。
【００２７】
演算手段２１０は、実施の形態１の生体光計測装置を構成する周知の情報処理装置上で動作するプログラムによって実現可能であり、予備計測値の格納領域２０１及び本計測の格納領域２０２に格納される生体通過光強度信号から計測点毎の酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣoxy及び脱酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣdeoxyを、本計測の進行と共に計算する、あるいは、本計測の終了後安静時のデータを指定させて、これを基準として、本計測値の格納領域２０２に格納される生体通過光強度信号から計測点毎の酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣoxy及び脱酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣdeoxyを計算する手段である。また、演算手段２１０は、計測点毎の酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣoxyと、脱酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣdeoxyとの総和を、全ヘモグロビン濃度の相対変化量として計算する。なお、計測点毎の酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣoxy及び脱酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣdeoxy並びに全ヘモグロビン濃度の相対変化量の計算を、リアルタイムすなわち計測の進行に伴って行うか、あるいは従来の生体光計測装置と同様に本計測の終了後に行うかの切り換えは、制御部１７が入出力部２０からの表示モード入力に基づいて行う。
【００２８】
画像化手段２１１は、実施の形態１の生体光計測装置を構成する周知の情報処理装置上で動作するプログラムによって実現可能であり、演算手段２１０から出力される計測点毎の酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣoxy及び脱酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣdeoxy、並びに全ヘモグロビン濃度の相対変化量から、隣接する計測点間の酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣoxy及び脱酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣdeoxy、並びに全ヘモグロビン濃度の相対変化量を補間演算する周知の手段である。ただし、このときの補間位置は、例えば、入出力部２０の表示画面の画素位置に相当する位置である。また、画像化手段２１１は、演算手段２１０及び補間演算によって得られた画素位置毎の酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣoxy及び脱酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣdeoxy、並びに全ヘモグロビン濃度の相対変化量に基づいて、当該画素の色及びその輝度を予め設定された値に変換する画像化を行う。画像化手段２１１は、画像化した画素位置毎の酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣoxy及び脱酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣdeoxy、並びに全ヘモグロビン濃度の相対変化量を入出力部２０に出力することによって、生体通過光強度画像として表示画面上に表示させる。なお、以上に説明した画像化手段２１１の動作は、周知の画像化手段と同様であり、実施の形態１では本計測の進行と、補間演算及び画像化を行い表示させることとを並行して行うことが新規の構成となっている。
【００２９】
次に、図２に基づいて、実施の形態１の生体光計測装置での連続モードにおけるリアルタイム動作を説明する。ただし、以下の説明では、入出力部２０から生体通過光強度画像のリアルタイム表示のみが指示されている場合の動作について説明する。
【００３０】
まず、入出力部２０からリアルタイム表示が指定されると、制御部１７は画像生成部２１を構成する記憶手段２０の格納領域内に、予備計測で計測された生体通過光強度信号を格納するための領域である予備計測値の格納領域２０１を確保する。
【００３１】
計測プローブの被検体９への装着が終了した後に、入出力部２０から予備計測が指示されると、制御部１７は、半導体レーザ３を駆動して照射用光ファイバ８から被検体９に変調光を照射させる。一方、被検体内を通過した光は、検出用光ファイバ１０によってフォトダイオード１１に誘導され、ロックインアンプモジュール１２で波長毎に分離された後に、Ａ／Ｄ変換器１６でデジタルの生体通過光強度信号として取り込まれる。制御部１７は、取り込まれた生体通過光強度信号を画像化手段２１１に出力することによって、予備計測での計測値を直接、入出力部２０の表示画面上に表示させる。このとき、制御部１７は、予備計測での計測値を記憶手段１８に出力することによって、予備計測での計測値を予備計測値の格納領域２０１に格納される。
予備計測の値を平均化して、ベース値とする。
【００３２】
次に、入出力部２０から本計測の開始指示が入力されると、制御部１７は、ベース値の格納領域２０２に格納された生体通過光強度信号を演算手段２１０に読み出させ、この読み出した値を被検体９の安静時における生体通過光強度として設定させる。また、制御部１７はＡ／Ｄ変換器１６から出力される生体通過光強度信号を、記憶手段１８の本計測値の格納領域２０３に格納させる。この後に、制御部１７は、本計測値の格納領域２０３に格納された生体通過光強度信号を、直ちに演算手段２１０に読み出させ、この読み出した生体通過光強度信号と安静時における生体通過光強度とから計測点毎の酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣoxy及び脱酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣdeoxy並びに全ヘモグロビン濃度の相対変化量を計算させる。
【００３３】
この計算結果は、直ちに画像化手段２１１に出力され、画像化手段２１１によって計測点間の補間演算がなされた後に、画像化手段２１１が表示画面上の画素位置毎の酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣoxy及び脱酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣdeoxy、並びに全ヘモグロビン濃度の相対変化量に基づいて、当該画素の色及びその輝度を予め設定された値に変換する画像化を行い、入出力部２０の表示画面上に表示させる。
【００３４】
以降、本計測の終了が指示されるまで、演算手段２１０が、本計測値の格納領域２０３に格納された生体通過光強度信号の速やかな読み出し、及び、読み出した生体通過光強度信号からの計測点毎の酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣoxy及び脱酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣdeoxy並びに全ヘモグロビン濃度の相対変化量の計算を行うことによって、生体通過光強度画像のリアルタイム表示がなされる。
【００３５】
以上説明したように、実施の形態１の生体光計測装置では、記憶手段１８の格納領域に予備計測での生体通過光強度信号を格納するための格納領域２０１を設けると共に、本計測の開始が指示なされたならば、演算手段２１０が予備計測値の格納領域２０１に格納される生体通過光強度信号の平均値を被検体９の安静時の生体通過光強度すなわち基準値として、計測点毎の酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣoxy及び脱酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣdeoxy並びに全ヘモグロビン濃度の相対変化量を計算し、この計算結果に基づいて、画像化手段２１１が、計測点間の補間演算と、この補間演算によって得られた表示画面上の画素位置毎の酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣoxy及び脱酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔdeoxyＣ、並びに全ヘモグロビン濃度の相対変化量に基づく表示画素毎の色、及びその輝度を予め設定された値に変換する画像化を行い、入出力部２０の表示画面上に表示させるので、生体通過光強度画像のリアルタイム表示を行うことが可能となる。
【００３６】
生体通過光強度画像のリアルタイム表示に伴って、計測と共に生体通過光強度画像による診断が可能となるので、診断効率を向上させることが可能となる。
【００３７】
なお、実施の形態１の生体光計測装置においは、予備計測時の生体通過光強度を、安静時の生体通過光強度としたが、これに限定されることはなく、例えば、本計測の開始直後の計測値や本計測の開始から所定の期間内の計測値の平均値等を安静時の生体通過光強度としてもよいことはいうまでもない。
【００３８】
また、実施の形態１の生体光計測装置では、予備計測において計測される生体通過光強度信号の内で、計測プローブが被検体９に正常に装着された時の計測値のみを選択させるための選択スイッチを入出力部１９に設け、計測プローブが正常に装着されている状態での計測値のみを記録手段１８に記録させることによって、正常な計測値のみを安静時の生体通過光強度とすることができることはいうまでもない。
【００３９】
さらに、実施の形態１の生体光計測装置では、入出力部２０の表示領域に生体通過光強度画像のみを表示させる場合について説明したが、入出力部２０の表示領域を複数に分割し、この分割領域に生体通過光強度画像、あるいは生体通過光強度信号を表示させることによって、生体通過光強度画像と共に生体通過光強度信号をリアルタイム表示させることができるので、生体通過光強度画像の変化が計測プローブの位置ずれやノイズ等に起因するものであるかを容易に判定することが可能となる。その結果、診断効率をさらに向上させることができる。
【００４０】
（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２の生体光計測装置における画像生成部の概略構成を説明するための図であり、３０１はベース値の格納領域（格納手段）、３０２は平均化手段、３０３は演算手段、３０４は設定手段を示す。なお、実施の形態２の生体光計測装置は、制御部１７及び画像生成部２１を除く他の構成は、実施の形態１の生体光計測装置と同様の構成となるので、以下の説明では、制御部１７及び画像生成部２１について詳細に説明する。また、平均化手段３０２と設定手段３０４とで、更新手段を構成する。
【００４１】
図３において、ベース値の格納領域３０１は、平均化手段３０２から出力された生体通過光強度信号を格納するための領域であり、本実施の形態２の生体光計測装置では、画像生成部２１を構成する記憶手段１８の格納領域の一部を使用する構成となっている。また、実施の形態２の生体光計測装置では、ベース値の格納領域３０１に格納された生体通過光強度信号を、被検体９の安静時における生体通過光強度とする構成となっている。
【００４２】
平均化手段３０２は、入出力部２０で指示された計測区間の生体通過光強度信号を読み出し、指定された区間の平均値をベース値の格納領域に設定する手段であり、実施の形態１の生体光計測装置を構成する周知の情報処理装置上で動作するプログラムによって実現可能である。ただし、平均化手段３０２による本計測値の格納領域２０２からの読み出し、及び読み出した生体通過光強度信号の平均化演算、並びに平均化演算によって得られた値のベース値の格納領域３０１への書き込み動作すなわちベース値の更新動作は、それぞれ生体通過光計測と同時に実行されるものである。
【００４３】
演算手段３０３は、ベース値の格納領域３０１及び本計測の格納領域２０２に格納される生体通過光強度信号から計測点毎の酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣoxy及び脱酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣdeoxyを計測の進行と共に計算する、あるいは、本計測値の格納領域２０２に格納される生体通過光強度信号から本計測の終了後に計測点毎の酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣoxy及び脱酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣdeoxyを計測の進行と共に計算する手段であり、実施の形態２の生体光計測装置を構成する周知の情報処理装置上で動作するプログラムによって実現可能である。また、演算手段３０３は、計測点毎の酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣoxyと、脱酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔdeoxyＣとの総和を、全ヘモグロビン濃度の相対変化量として計算する。なお、計測点毎の酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣoxy及び脱酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣdeoxy並びに全ヘモグロビン濃度の相対変化量の計算を、リアルタイムすなわち計測の進行と共に行うか、あるいは従来の生体光計測装置と同様に本計測の終了後に行うかの切り換えは、制御部１７が入出力部２０からの表示モード入力に基づいて行う。また、演算手段３０３は、平均化手段３０２からの更新出力に基づいて、ベース値の格納領域３０１からの生体通過光強度信号の再読み込みを行うことによって、更新された安静時における生体通過光強度に基づいた演算を行うことが可能となる。ただし、演算手段３０３は、実施の形態１の演算手段２１０と同様に、演算の都度、ベース値の格納領域３０１と本計測の格納領域２０３とからの生体通過光強度信号の読み込みを行う構成としてもよいことはいうまでもない。
【００４４】
設定手段３０４は、入出力部２０の表示画面上に表示される生体通過光強度信号に重ねて所定のマークを表示させると共に、このマーク位置を時間軸方向に移動させるための移動ボタン及びマーク位置を確定させるための確定ボタンを表示させる手段であり、実施の形態２の生体光計測装置を構成する周知の情報処理装置上で動作するプログラムによって実現可能である。なお、移動ボタンの選択入力は、入出力部２０から制御部１７を経由して設定手段３０４に入力され、マークの所望の方向への指示となる。一方、確定ボタンの選択入力は、入出力部２０から制御部１７への入力指示となり、制御部１７が確定ボタン入力に係わる記憶手段１８、平均化手段３０２及び演算手段３０３への動作指示として、それぞれの手段を制御する構成となっている。
【００４５】
次に、図３に基づいて、実施の形態２の生体光計測装置の動作を説明する。ただし、以下の説明では、入出力部２０の表示領域を２個の領域に分割し、この分割した領域の一方に生体通過光強度画像を表示させ、他方の領域に生体通過光強度信号を表示させて生体光計測を行う場合の動作について説明する。
【００４６】
まず、入出力部２０からリアルタイム表示の指示が指定されると、制御部１７は記憶手段２０の格納領域内に、安静時における被検体９の生体通過光強度信号を格納するための領域となるベース値の格納領域を確保する。
【００４７】
計測プローブの被検体９への装着が終了した後に、入出力部２０から予備計測の指示が入力されると、制御部１７は、半導体レーザ３を駆動して照射用光ファイバ８から被検体９に変調光を照射させる。一方、被検体９の内部を通過した変調光は、検出用光ファイバ１０によってフォトダイオード１１に誘導され、ロックインアンプモジュール１２で波長毎に分離された後に、Ａ／Ｄ変換器１６でデジタルの生体通過光強度信号として取り込まれる。制御部１７は、この取り込まれた生体通過光強度信号を画像化手段２１１に出力することによって、予備計測での計測値を、直接、入出力部２０の表示画面上に表示させる。このとき、制御部１７は、予備計測で計測された生体通過光強度信号を記憶手段１８に出力することによって、予備計測で計測された生体通過光強度信号の平均値をベース値の格納領域３０１に格納させる。以上に説明した本計測の開始を行うまでの動作は、前述した実施の形態１の生体光計測装置の動作と基本的には同じ動作となる。
【００４８】
次に、入出力部２０から本計測の開始指示が入力されると、制御部１７は、ベース値の格納領域３０１に格納された生体通過光強度信号を演算手段３０３に読み出させ、この生体通過光強度を被検体９の安静時における値として設定させる。また、制御部１７はＡ／Ｄ変換器１６から出力させる生体通過光強度信号を、記憶手段１８の本計測値の格納領域２０３に格納させる。この後に、制御部１７は、本計測値の格納領域２０３に格納された生体通過光強度信号を、直ちに演算手段３０３に読み出させる。次に、演算手段３０３は、読み出した生体通過光強度信号を画像化手段２１１に出力して、入出力部２０の表示画面上の他方の表示領域に表示させる。また、演算手段３０３は、読み出した生体通過光強度信号と、ベース値の格納領域３０１から読み出した被検体９の安静時における生体通過光強度とから、計測点毎の酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣoxy及び脱酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣdeoxy並びに全ヘモグロビン濃度の相対変化量を計算し、その結果を画像化手段２１１に出力する。
【００４９】
画像化手段２１１は、まず、計測点間の補間演算を行い、次に、表示画面上の画素位置毎の酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣoxy及び脱酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣdeoxy、並びに全ヘモグロビン濃度の相対変化量に基づいて、当該画素の色及びその輝度を予め設定された値に変換する画像化を行い、入出力部２０の表示画面上の一方の領域に表示させる。
【００５０】
以降、確定ボタンの選択がされるまで、演算手段３０３が、本計測値の格納領域２０３に格納された生体通過光強度信号の速やかな読み出し、及び、読み出した生体通過光強度信号からの計測点毎の酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣoxy及び脱酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣdeoxy並びに全ヘモグロビン濃度の相対変化量の計算を行うことによって、入出力部２０の２分割された表示領域の一方の領域での生体通過光強度画像のリアルタイム表示と、他方の領域での生体通過光強度信号のリアルタイム表示とがなされる。
【００５１】
このとき、例えば、検者が他方の領域に表示される移動ボタンを操作して、表示画面上の生体通過光強度信号の所望位置にマークを移動させた後に選択ボタンを操作する、という操作を２回行うことによって、選択された区間の時間位置情報が制御部１７によって平均化手段３０２に出力される。平均化手段３０２は、本計測値の格納領域２０３を検索して、設定された区間に相当する生体光通過光強度信号を順次読み出し、この読み出した生体通過光強度信号の平均を計算し、得られた値（平均値）を記憶手段１８のベース値の格納領域３０１に設定する。
【００５２】
また、制御部１７はベース値の格納領域２０２に格納される生体通過光強度信号を演算手段３０３に読み込ませることによって、被検体９の安静時における生体通過光強度信号を更新させる。
【００５３】
以降、再度の確定ボタンの選択がされるまで、演算手段３０３は、更新された被検体９の安静時における生体通過光強度信号に基づいた計測点毎の酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣoxy及び脱酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量ΔＣ並deoxyびに全ヘモグロビン濃度の相対変化量の計算を行う。
【００５４】
以上説明したように、実施の形態２の生体光計測装置は、入出力部２０からの更新指示に基づいて、平均化手段３０２がリアルタイムに被検体９の安静時における生体通過光強度信号を格納するベース値の格納領域３０１の値を更新する構成となっているので、生体光計測が長時間にわたって行われる場合であっても、生体のゆらぎに対応した生体通過光強度画像のリアルタイム表示を行うことができる。
【００５５】
なお、実施の形態２の生体光計測装置においては、予備計測時の生体通過光強度を、安静時の生体通過光強度の初期値としたが、これに限定されることはなく、例えば、本計測の開始直後の計測値や本計測の開始から所定の期間内の計測値の平均値等を安静時の生体通過光強度の初期値としてもよいことはいうまでもない。さらには、ベース値の設定がなされるまでは生体通過光強度画像の生成を行わないようにしてもよいことはいうまでもない。
【００５６】
また、実施の形態１，２の生体光計測装置では、記憶手段１８の格納領域の一部を安静時における生体通過光強度信号の格納領域としたが、これに限定されることはなく、安静時における生体通過光強度信号を格納する手段を、処理手段１９に設ける構成としてもよいことはいうまでもない。
【００５７】
以上、本発明者によってなされた発明を、前記発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記発明の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【００５８】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
【００５９】
（１）生体通過光強度画像のリアルタイム表示を行うことができる。
（２）生体のゆらぎに対応した生体通過光強度画像のリアルタイム表示を行うことができる。
（３）生体光計測の診断効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の生体光計測装置の概略構成を説明するための図である。
【図２】実施の形態１の画像生成部の概略構成を説明するための図である。
【図３】本発明の実施の形態２の生体光計測装置における画像生成部の概略構成を説明するための図である。
【符号の説明】
１…光源部、２…光モジュール、３…半導体レーザ、８…照射用光ファイバ、９…生体、１０…検出用光ファイバ、１１…フォトダイオード、１２…ロックインアンプモジュール、１６…Ａ／Ｄ変換器、１７…制御部、１８…記録手段、１９…処理手段、２０…入出力部、２１…画像生成部、２０１…予備計測値の格納領域、２０２…ベース値の格納領域、２１０，３０３…演算手段、２１１…画像化手段、３０１…本計測値の格納領域、３０２…平均化手段、３０４…設定手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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