(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を被検体に照射する送光プローブ群と、被検体中を透過・散乱した後に外部に放出される光を検出器に導く受光プローブ群とを使用し、送光点と受光点とが互いに隣り合うようにしてこれら送受光点を格子状に規則配置するとともに、各送光点に送光プローブを取り付け、さらに各受光点に受光プローブを取り付けて測定を行う光計測装置の送受光プローブ配線方法であって、
（ａ）各送光プローブを送光点のいずれかに接続するとともに、各受光プローブを受光点のいずれかに接続し、
（ｂ）すべての送光プローブについて１つずつ送光して各受光プローブがそれぞれ受光した受光量を個々に検出し、
（ｃ）各送光プローブについてそれぞれが送光した時に検出された受光量の順に受光プローブを並べた受光プローブ近接順テーブルと、各受光プローブについて送光プローブを順次点灯したときにその受光プローブにより検出された受光量の順に送光プローブを並べた送光プローブ近接順テーブルとの少なくともいずれかを作成し、
（ｄ）送受光点の中から選択した１つの基準送受光点と、この基準送受光点に隣接し送受の種類が異なる隣接異種送受光点のうち必要数の隣接異種送受光点とに対して、それぞれに接続された送受光プローブとの対応付けを行い、
（ｅ）送受光プローブとの対応付けが行われていない残りのすべての送受光点について、少なくとも受光プローブ近接順テーブルと送光プローブ近接順テーブルのいずれかを参照することにより、これらの送受光点と送受光プローブとの対応付けを行うことを特徴とする光計測装置の送受光プローブ配線方法。
【請求項２】
（ｄ）工程において、隣接異種送受光点の総数より１つ少ない数の隣接異種送受光点について対応付けを行うことを特徴とする請求項１に記載の光計測装置の送受光プローブ配線方法。
【請求項３】
（ｄ）工程で基準送受光点として、格子状に配置された送受光点のうちの角位置にある送受光点を選択することを特徴とする請求項１に記載の送受光プローブ配線方法。
【請求項４】
（ｅ）工程において、基準送受光点から距離の近い送受光点から順に対応付けを行うことを特徴とする請求項１に記載の光計測装置の送受光プローブ配線方法。
【請求項５】
配置規則は、送光点と受光点とが縦横方向に交互に並ぶ正方格子であり、基準送受光点として角位置を選択し、（ｄ）工程では基準送受光点と１つの隣接異種送受光点とについて送受光点と送受光プローブとの対応付けを行うことを特徴とする請求項１に記載の送受光プローブ配線方法。
【請求項６】
固有番号が付され光源からの光を被検体に照射する送光プローブ群と、固有番号が付され被検体中を透過・散乱した後に外部に放出される光を検出器に導く受光プローブ群と、位置番号を有する送光点と受光点とが互いに隣り合うようにして格子状に規則配置されこれら送受光点の位置を定める送受光点位置決め手段とを備え、各送光点に送光プローブのいずれかを接続し、各受光点に受光プローブのいずれかを接続して測定を行う光計測装置であって、
送受光点の配置規則に関する情報と、送受光点の中から選択した１つの基準送受光点の位置番号とこれに接続する送受光プローブ固有番号との対応付けに関する情報と、基準送受光点に隣接し送受の種類が異なる隣接異種送受光点のうち必要数の隣接異種送受光点の位置番号とこれに接続する送受光プローブ固有番号との対応付けに関する情報とについて設定を行う初期設定情報入力部と、
すべての送光プローブについて１つずつ送光して各受光プローブがそれぞれ受光した受光量を個々に検出する受光量検出部と、
各送光プローブについてそれぞれが送光した時に検出された受光量の順に受光プローブを並べた受光プローブ近接順テーブルと、各受光プローブについて送光プローブを順次点灯したときにその受光プローブにより検出された受光量の順に送光プローブを並べた送光プローブ近接順テーブルとの少なくともいずれかを作成するプローブ近接順テーブル作成部と、
初期設定情報入力部からの設定による送受光点と送受光プローブとの対応付けが行われていない残りのすべての送受光点について、少なくとも受光プローブ近接順テーブルと送光プローブ近接順テーブルのいずれかを参照することにより、これらの送受光点と送受光プローブとの対応付けを行うプローブ接続探索部とを備えたことを特徴とする光計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送光プローブを介して光を照射し、受光プローブを介して光を検出することにより、被検体内の情報を測定する光計測装置およびその送受光プローブ配線方法に関し、さらに詳細には、被検体に格子状に並べた複数の送光点、複数の受光点に、それぞれ送光プローブおよび受光プローブを接続し、多数点での二次元的な分布測定を行うマルチチャンネルの光測定装置およびその送受光プローブ配線方法に関する。
本発明は、例えば、脳内各部の血流の経時変化、生体内の酸素供給の変化を測定することで、脳機能計測や循環器系障害診断を行う医用機器に適用される。
【背景技術】
【０００２】
近赤外光は、皮膚組織や骨組織を透過し、かつ、血液中のオキシヘモグロビン、デオキシヘモグロビンにより吸収される性質を有する。また、近赤外光は、オキシヘモグロビンとデオキシヘモグロビンとに対して、それぞれ異なる分光吸収スペクトル特性を有する。したがって、近赤外光の光吸収データを計測することにより、生体内各部のオキシヘモグロビン量とデオキシヘモグロビン量を計測することができる。近赤外光のこのような性質は、近年、脳、各種臓器、筋肉などの生体組織の状態を非侵襲で測定する光計測装置に利用され、脳機能測定装置や酸素モニタとして利用されている。
【０００３】
例えば、脳内では、脳活動により酸素が消費されると、血流再配分作用によって、活性化している部位に必要以上の酸素供給が行われ、その結果、活性化部位では、オキシヘモグロビン量が増加することになる。したがって、脳機能測定装置では、頭部表面から近赤外測定光を入射して、脳内を透過・散乱（反射）させ、入射位置（送光点）から少し離れた出射位置（受光点）で放出される光を検出光として検出し、近赤外光による脳内のオキシヘモグロビン量とデオキシヘモグロビン量との変化を測定することにより、脳賦活状態の観察を行うようにしている。
【０００４】
また、酸素モニタでも、生体に近赤外測定光を入射して、生体組織内を透過・散乱させ、入射位置から少し離れた出射位置で、生体組織内を通過した光を検出光として検出し、オキシヘモグロビン量、デオキシヘモグロビン量の変化から生体組織の酸素化状態（酸素飽和度）を測定するようにしている。
【０００５】
光計測装置は、送光点から測定光を入射して、生体内を透過、散乱した光を受光点で検出することから、送光点と受光点との中間領域全体が感度領域となるが、最も感度が大きい送光点と受光点との中点直下を、測定が行われる測定チャンネルであると便宜上定めている。
光計測装置では、光を生体に入射する送光点、生体から放出(出射)される光を受光する受光点をそれぞれ複数備え、これらの各点に送光プローブ、受光プローブを接続し、送光点と受光点との組み合わせで定まる測定点（測定チャンネル）について測定を行い、分布データを得ることができるマルチチャンネル光計測装置が用いられている（例えば特許文献１参照）。この測定分布データは、画像処理を施すことにより二次元画像化され、生体の脳機能診断、循環器系障害診断に適用されている。
【特許文献１】特開２００１−３３７０３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、マルチチャンネル光計測装置では、送光点と受光点（以後、送光点と受光点とを合わせて送受光点と呼ぶこともある）とを、一定間隔で互いに隣り合うようにして正方格子状、あるいは三角格子状に配置し、各送光点に送光プローブ、各受光点に受光プローブを接続するようにしている。送受光点への送受光プローブの取り付け作業を容易にするための一つの方法として、送受光点の位置に合わせてプローブ取り付け孔を形成したプローブホルダを用いることがなされている。
【０００７】
図１は、送光点と受光点とを縦横方向に交互に並べて４行４列の正方配置としたプローブホルダ１１を用いた場合における測定チャンネルと送光点、受光点との位置関係を示す図である。
図において、白丸は送光点、斜線付白丸は受光点であり、１つ１つの送光点および受光点に固有の位置番号となるアドレス番号（０１０１〜０４０４）が付されている。隣接する送光点および受光点の中間には、それぞれ測定チャンネル（＃１〜＃２４）が配置されている。
【０００８】
図２は、図１で示した光計測装置に用いられる８本の送光プローブと８本の受光プローブである。送光プローブはそれぞれ固有のプローブ番号（Ｔ１〜Ｔ８）が付され、受光プローブは固有のプローブ番号（Ｒ１〜Ｒ８）が付されている。
【０００９】
上記の光計測装置で測定する場合に、送光プローブ（Ｔ１〜Ｔ８）と受光プローブ（Ｒ１〜Ｒ８）とを、ホルダ１１の送光点、受光点に接続することになるが、従来、プローブ接続作業はすべての工程を手作業で行っていた。
その場合、測定点を特定する測定チャンネル番号と、その測定点を計測するときに使用する送受光プローブのプローブ番号間の対応関係を知っておく必要がある。測定チャンネル番号は、送光点と受光点に関係があるので、結局、送受光プローブのプローブ番号（Ｔ１〜Ｔ８、Ｒ１〜Ｒ８）と、送受光点のアドレス番号（０１０１〜０４０４）との対応付けを行う必要がある。
【００１０】
送受光プローブのプローブ番号と送受光点のアドレス番号との対応付けを行う従来方法のひとつは、予め、各送受光点のアドレス番号と、各送受光点に接続する送受光プローブのプローブ番号との対応テーブルを作成しておき、その対応テーブルどおりにプローブを手作業で探し出して接続する方法である。この方法によれば、対応テーブルを確認することで、プローブ番号とアドレス番号との対応を付けることができるが、接続時にいちいちプローブ番号を確認しながら接続する必要があり、接続時に多大な手間を要することになる。
【００１１】
他の従来方法として、とりあえず、各送光点にそれぞれ送光プローブのいずれかを接続し、各受光点にそれぞれ受光プローブのいずれかを接続し、後から、手作業でアドレス番号とプローブ番号との対応付けを行うことで、対応テーブルを作成する方法がある。この場合は、プローブ接続作業自体は簡単であるが、その後に、送受光点と送受光プローブとの対応関係を調査する必要があり、調査に多大な手間を要することになる。
【００１２】
そこで、本発明は、光計測装置において、送受光点に送受光プローブを接続する際に、できるだけ手作業を減らし、簡単かつ正確に接続することができる送受光プローブ配線方法およびそのようなプローブ配線方法を実行することができる光計測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】
【００１３】
上記課題を解決するためになされた本発明の光計測装置の送受光プローブ配線方法は、以下のような構成を有する。すなわち、光源からの光を被検体に照射する送光プローブ群と、被検体中を透過・散乱した後に外部に放出される光を検出器に導く受光プローブ群とを使用し、送光点と受光点とが互いに隣り合うようにしてこれら送受光点を格子状に規則配置するとともに、各送光点に送光プローブを取り付け、さらに各受光点に受光プローブを取り付けて測定を行う光計測装置の送受光プローブ配線方法であって、（ａ）各送光プローブを送光点のいずれかに接続するとともに、各受光プローブを受光点のいずれかに接続し、（ｂ）すべての送光プローブについて１つずつ送光して各受光プローブがそれぞれ受光した受光量を個々に検出し、（ｃ）各送光プローブについてそれぞれが送光した時に検出された受光量の順に受光プローブを並べた受光プローブ近接順テーブルと、各受光プローブについて送光プローブを順次点灯したときにその受光プローブにより検出された受光量の順に送光プローブを並べた送光プローブ近接順テーブルとの少なくともいずれかを作成し、（ｄ）送受光点の中から選択した１つの基準送受光点と、この基準送受光点に隣接し送受の種類が異なる隣接異種送受光点のうち必要数の隣接異種送受光点とに対して、それぞれに接続された送受光プローブとの対応付けを行い、（ｅ）送受光プローブとの対応付けが行われていない残りのすべての送受光点について、少なくとも受光プローブ近接順テーブルと送光プローブ近接順テーブルのいずれかを参照することにより、これらの送受光点と送受光プローブとの対応付けを行うようにしている。
【００１４】
ここで、「送光点と受光点とが互いに隣り合うようにして」とは、各送光点が少なくとも１つの受光点と隣接することにより、この２点間に測定チャンネルが定義できるものであればよく、「送受光点を格子状に規則配置する」とは、各送受光点が一定間隔で隣接する格子であればよく、具体的には正方格子または三角格子が好ましい例として挙げられる。
このような配置規則の具体例としては、送光点と受光点とが縦横方向に交互に並ぶ正方格子、送光点のみ並ぶ行（横方向）と受光点のみ並ぶ行（横方向）とが列方向（縦方向）に交互に配置される三角格子、あるいはこれを６０度または１２０度回転した三角格子を挙げることができる。
【００１５】
また、「基準送受光点に隣接し送受の種類が異なる隣接異種送受光点のうち必要数の隣接異種送受光点」の必要数とは、基準送受光点に隣接する隣接異種送受光点のすべてについてプローブ番号を一意的に定めるために必要な数をいう。隣接異種送受光点のうち１つを除く残りすべてのプローブ番号がわかれば、残り一つは消去法で決定できるので、原則として、必要数は隣接異種送受光点の総数より１つ少ない数となる。すなわち隣接異種送受点数が１のときは必要数が０、隣接異種送受点数が２のときは必要数が１、隣接異種送受点数が３のときは必要数が２、隣接異種送受点数が４のときは必要数が３となる。但し、配置規則と行数、列数によっては、必要数が原則数よりも少なくできる場合もあり、その場合はより少ない数となる。
【００１６】
本発明によれば、まず、各送光プローブを送光点のいずれかに接続するとともに、各受光プローブを受光点のいずれかに接続する。接続された送受光プローブのうち、基準送受光点に接続された１本のプローブと、必要数の隣接異種送受点についてそれぞれ接続されたプローブとを除いて、残りのプローブについては、送受光点とプローブとの対応付けは行われず接続されている。プローブ接続後に、１本の送光プローブごとに送光し、そのとき各受光プローブで個々に受光し、各受光プローブが受光した受光量を検出器によって検出する。このとき各受光プローブの受光量は、送光中の送光プローブが接続された送光点と近い位置の受光点に接続された受光プローブほど受光量が大きくなり、等距離にある受光プローブどうしは受光量がほぼ等しくなる。これを利用して、送光プローブごとに、その送光プローブが接続された送光点から近い受光点に接続された受光プローブ順を示した受光プローブ近接順テーブルを作成する。
同様に、各受光プローブごとに、送光プローブを順次点灯したときに、その受光プローブにより検出された受光量の順に送光プローブを並べた送光プローブ近接順テーブルを作成する。
受光プローブ近接順テーブルと送光プローブ近接順テーブルとは表裏の関係であり、いずれか一方があれば他方は求めることができるので、一方だけを作成してもよいが、両方作成するようにして処理演算を少しでも早くできるようにするのが、より好ましい。
【００１７】
続いて、基準送受光点に着目し、作成した受光テーブル近接順テーブル（あるいは送光テーブル近接順テーブル）を参照する。基準送受光点については、これに接続されたプローブ（基準送受光プローブという）が既に対応付けられており（換言すれば基準送受光プローブのプローブ番号が既知であり）、また隣接異種送受光点のうち必要数の隣接異種送受光点についても、あらかじめプローブの対応付けがなされている（必要数の隣接異種送受光点のプローブ番号が既知である）。隣接異種送受光点に接続された送受光プローブは、受光プローブ近接順テーブル（あるいは送光プローブ近接順テーブル）において、受光量が最も大きい最近接位置のグループにすべて含まれているはずであり、それらのうちで既知の隣接異種送受光点のプローブ番号を消去すれば、残りの未知の隣接異種送受光点（１つ）に接続されているプローブについても一意的に対応付けができ、プローブ番号を決定できる。
【００１８】
未知の隣接異種送受光点の対応付け（隣接異種送受光点に接続されるプローブのプローブ番号の既知化）ができたことにより、新たに既知となった送受光点に接続されるプローブ番号との関係も利用して、再び送光プローブ近接順テーブル（あるいは受光プローブ近接順テーブル）を参照し、格子の規則性に基づいて次に一意的に定めることができる送受光点について、同様の処理を行い、その送受光点と送受光プローブとの対応付け（プローブ番号の決定）を行う。以下、同様の処理を順次行うことにより、未知の送受光点すべてについて、順次、対応付けを行う。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、必要最小限の数のプローブについて送受光点と送受光プローブとの対応付けを行っておくだけで、残りの送受光点と送受光プローブとの対応付けを、受光プローブ近接順テーブル（あるいは送光プローブ近接順テーブル）を用いた演算により行うことができるので、プローブ接続の際に、手間のかかる作業を減らすことができる。
また、人手による送受光点と送受光プローブとの対応付け作業がほとんどなくなるので、人為ミスによる誤配線を防ぐことができ、正確かつ信頼性の高い配線を行うことができる。
【００２０】
（その他の課題を解決手段および発明の効果）
上記発明における（ｄ）工程において、基準送受光点として、格子状に配置された送受光点のうちの角位置にある送受光点を選択するようにしてもよい。
これによれば、隣接異種送受光点の数が少なくなるので、予め、プローブとの対応付けが必要な隣接異種送受光点の数を少なくすることができる。
【００２１】
また、上記発明における（ｄ）工程において、隣接異種送受光点の総数より１つ少ない数の隣接異種送受光点について対応付けを行うようにするのが好ましい。
これにより、残りひとつの未知の隣接異種送受光点について、受光プローブ近接順テーブル（あるいは送光プローブ近接順テーブル）により求められた受光量の最も高いプローブのグループについて消去法により対応付けを行えばよいので、確実に、対応付け作業を進めることができる。
【００２２】
また、上記発明における（ｅ）工程において、基準送受光点からの距離が近い送受光点から順に対応付けを行うようにしてもよい。
これによれば、最初は、隣接異種送受光点について対応付けを行い、続いて、直前までに対応付けが済んだ送受光点を利用して、対応付けを行う。この処理を繰り返すことにより、次回の対応付けを行おうとする送受光点は、それよりも基準送受光点から距離の近い送受光点についてはすべて対応付けが済んでおり、必ず対応付けがなされた送受光点に隣接する送受光点となっているので、対応付けが済んだ送受光点の対応付け情報から、次回の対応付けを行おうとする送受光点についても確実に対応付けを行うことができる。
【００２３】
また、上記発明において、配置規則は、送光点と受光点とが縦横方向に交互に並ぶ正方格子であり、基準送受光点として角位置を選択し、（ｄ）工程では基準送受光点と１つの隣接異種送受光点とについて送受光点と送受光プローブとの対応付けを行うようにしてもよい。
これにより、正方格子の場合には、基準送受光点と他の１つの隣接異種送受光点とについて、対応付けを行うことにより、残りの点については、演算処理にて確実に対応付けを行うことができる。
【００２４】
また、別の観点からなされた本発明の光計測装置は、以下の構成を有する。すなわち、固有番号が付され光源からの光を被検体に照射する送光プローブ群と、固有番号が付され被検体中を透過・散乱した後に外部に放出される光を検出器に導く受光プローブ群と、位置番号を有する送光点と受光点とが互いに隣り合うようにして格子状に規則配置されこれら送受光点の位置を定める送受光点位置決め手段とを備え、各送光点に送光プローブのいずれかを接続し、各受光点に受光プローブのいずれかを接続して測定を行う光計測装置であって、送受光点の配置規則に関する情報と、送受光点の中から選択した１つの基準送受光点の位置番号とこれに接続する送受光プローブ固有番号との対応付けに関する情報と、基準送受光点に隣接し送受の種類が異なる隣接異種送受光点のうち必要数の隣接異種送受光点の位置番号とこれに接続する送受光プローブ固有番号との対応付けに関する情報とについて設定を行う初期設定情報入力部と、すべての送光プローブについて１つずつ送光して各受光プローブがそれぞれ受光した受光量を個々に検出する受光量検出部と、各送光プローブについてそれぞれが送光した時に検出された受光量の順に受光プローブを並べた受光プローブ近接順テーブルと、各受光プローブについて送光プローブを順次点灯したときにその受光プローブにより検出された受光量の順に送光プローブを並べた送光プローブ近接順テーブルとの少なくともいずれかを作成するプローブ近接順テーブル作成部と、初期設定情報入力部からの設定による送受光点と送受光プローブとの対応付けが行われていない残りのすべての送受光点について、少なくとも受光プローブ近接順テーブルと送光プローブ近接順テーブルのいずれかを参照することにより、これらの送受光点と送受光プローブとの対応付けを行うプローブ接続探索部とを備えるようにしている。
【００２５】
ここで、送受光プローブの固有番号とは、プローブどうしの自他識別機能があるものであればよく、数字に限られず、記号、符号その他の識別記号もここでいう固有番号に含まれる。送受光点の位置番号についても同様に、送受光点どうしの自他識別機能があるアドレスとして作用するものであればよく、数字に限られず、記号、符号その他の識別記号もここでいう位置番号に含まれる。
送受光点位置決め手段は、プローブを取り付ける送受光点の位置を定めることができる限り特に限定されないが、例えば、送受光点となる位置にプローブを取り付けるようにしたプローブホルダ、送受光点となる位置を指示するスケールなどが含まれる。
【００２６】
この装置によれば、上述したプローブ配線方法を実現することにより、必要最小限の数のプローブについて送受光点と送受光プローブとの情報設定を行うだけで、残りの送受光点と送受光プローブとの対応付けを、演算で自動的に処理することができるので、プローブ接続の際に、手間のかかる作業を減らすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
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。
【００２８】
(実施形態１)
図３は、本発明の一実施形態である脳機能測定用の光計測装置の構成を示す概略ブロック図である。この光計測装置１０は、プローブホルダ１１、送光プローブ１２、受光プローブ１３、光源１６、検出器１７、制御部２０とから構成される。
【００２９】
プローブホルダ１１は、頭部への装着が簡単にできるように弾性部材で形成され、送光点１４および受光点１５となる規則的に配置された孔が形成してある。
図１は、プローブホルダ１１に形成される送光点および受光点の配置、測定チャンネルとの位置関係を示す図である。この実施形態では、既に従来例で説明したものと同じ配置の８個の送光点と８個の受光点を有するようにしている。プローブホルダ１１には、白丸で示す送光点と斜線付白丸で示す受光点とが縦横方向に交互に配置されており、隣接する格子間隔を同一にして正方格子を形成するようにしてある。
【００３０】
各送光点と各受光点とは、それぞれ固有のアドレス番号（０１０１〜０４０４）が付されており、アドレス番号により自他識別ができるようにしてある。
１つの送光点とこれに隣接する１つの受光点との中点には、測定点とみなされる位置を表す測定チャンネル番号（＃１〜＃２４）が付されている。各測定チャンネル番号（＃１〜＃２４）は、送受光点のアドレス番号と対応関係があり、１つの送光点のアドレス番号と１つの受光点のアドレス番号とによって、一意的に定められる。したがって、送光点と受光点のアドレス番号を特定することにより測定チャンネルを特定することができる。
【００３１】
図２は、光計測装置１０に用いる８本の送光プローブ１２と８本の受光プローブ１３を説明する図である。これらプローブ群についても既に従来例で説明したものと同じ構造であり、それぞれ固有の送光プローブ番号（Ｔ１〜Ｔ８）、受光プローブ番号（Ｒ１〜Ｒ８）が付されている。送光プローブ１２、受光プローブ１３は、一端が送受光点に接続され、他端が光源１６、検出器１７に接続される。なお、光源から各送光プローブへの光の照射、各受光プローブから検出器への光の導入は各プローブごとに独立に行うことができるようになっている。
【００３２】
制御部２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ／ＲＡＭなどで構成されるコンピュータシステムによりハードウェアが構成される。この制御部２０は、光計測装置全般の制御を行うとともに、本発明の動作に必要な機能を実現するための制御を行う。制御部２０が本発明の動作に関連して実行する機能をブロックごとに分けて説明すると、制御部２０は初期設定情報入力部２１と、受光量検出部２２と、プローブ近接順テーブル作成部２３と、プローブ接続探索部２４とを有している。
【００３３】
初期設定情報入力部２１は、初期設定情報である配列規則、および、基準送受光点とこれに接続されるプローブ番号（基準送受光点プローブ番号）、および、１つを除く隣接異種送受光点とこれらに接続されるプローブ番号についてのデータの入力を受け付けて、これら入力データを制御部２０の記憶領域に格納する。具体的には、図示しない表示画面上にこれらのデータ入力を促す画面表示がなされ、オペレータにより必要な入力動作が行われるようにしてある。
【００３４】
初期設定情報のひとつである配列規則については、正方格子交互配置（図１参照）、三角格子列方向交互配置（後述する図１０参照）、三角格子行方向交互配置を６０度回転、１２０回転のいずれかの配列規則が選択可能にしてある。正方格子、三角格子以外その他の形状の格子配置が有用な場合は、それらを選択できるようにしてもよいことは言うまでもない。本実施形態では、プローブホルダ１１が正方格子交互配置のものを用いるので、正方格子交互配置が選択されることになる。
【００３５】
また、基準送受光点については、任意のいずれか１つの送光点を基準送光点として、または、いずれか１つの受光点を基準受光点として選択することができるが、本実施形態では、左上角の送光点（０１０１）を、基準送光点として選択し、そのアドレス番号と接続されるプローブ番号（基準送受光点プローブ番号）とを入力することになる。
【００３６】
また、隣接異種送受光点については、選択した基準送受光点の位置に応じて、総数が以下に示すように変化する。
図４（ａ）に示すように、基準送受光点が正方格子の角位置にある場合（図では送光点（０１０１）が基準送光点となる）は、隣接異種送受光点は２つ（受光点（０１０２）、（０２０１）になる。
また、図４（ｂ）に示すように、基準送受光点が正方格子の辺上の位置にある場合（図では送光点（０１０３）が基準送光点となる）は、隣接異種送受光点は３つ（受光点（０１０２）、（０１０４）、（０２０３））となる。
また、図４（Ｃ）に示すように、基準送受光点が正方格子の内側の位置にある場合は（図では送光点（０３０３）が基準送光点となる）は、隣接異種送受光点は４つ（受光点（０２０３）、（０３０２）、（０３０４）、（０４０３））となる。
これらの例では送光点が基準送受光点になる場合を説明したが、受光点が基準送受光点になる場合（例えば受光点（０１０４）を基準受光点とする）も同様である。
初期設定情報入力部２１は、選択した基準送受光点の位置によって定まる隣接異種送受光点の総数より１つ少ない数について、そのアドレス番号と接続されるプローブ番号とを、入力することになる。
【００３７】
受光量検出部２２は、送光プローブの１つから照射を行い、接続されている全受光プローブが受光する受光量を個々に検出する。この処理をすべての送光プローブについて行う。
測定データは、制御部２０の記憶領域に格納される。
【００３８】
プローブ近接順テーブル作成部２３は、受光量検出部２２により検出した測定データに基づいて、各プローブについて、そのプローブとは異種のプローブについて距離が近い順に並べる処理を行う。すなわち、１つの送光プローブから送光したときに、各受光プローブが受光する受光量は、その送光プローブとの距離が近いものほど大きく、距離が等しいものは同程度の受光量となるので、受光量の順に受光プローブを並べる。これをすべての送光プローブについて行い、送光プローブのプローブ番号と、そのプローブについて距離が近い順に受光プローブ番号を並べた受光プローブ近接順テーブルを作成する。
同様に、測定データに基づいて、受光プローブのプローブ番号と、そのプローブと距離が近い順に送光プローブ番号を並べた送光プローブ近接順テーブルを作成する。
なお、受光プローブ近接順テーブルと送光プローブ近接順テーブルとは表裏関係にあり、一方のテーブルから他方のテーブルが求められるので、いずれか一方だけ作成すれば足りるが、演算処理を少しでも早くするために（また、本発明で行われる演算処理が理解しやすいため）、二つとも用意しておくことが好ましい。
【００３９】
プローブ接続探索部２４は、送受光点と送受光プローブとの対応付けがなされていない未知のプローブについて、受光プローブ近接順テーブル、または、送光プローブ近接順テーブル、または、両方のテーブルを参照することにより、対応付けを行う。
プローブ接続探索部２４が最初に行う対応付けは、原則として、対応付けがなされていない隣接異種送受光点に対して行われ、以後、それぞれの時点で探索が可能な未知プローブについて順次行われていく。
【００４０】
次に、具体的なプローブ接続例を用いて、本発明によるプローブ接続の手順を説明する。図５は動作フローを説明する図であり、図６はプローブ接続例を示す図である。また、図７は、図６における送受光点と送受光プローブとの対応付けのための探索を行う順を説明する図である。
【００４１】
まず、プローブホルダ１１の各送光点および各受光点に送光プローブ１２、受光プローブ１３を任意に接続する（Ｓ１０１）。
このとき図６に示した接続がなされているものとする。ただし、図６では送受光点と送受光プローブとの対応付けがなされているが、この時点では、すべてのプローブ番号のうちで、送光点（０１０１）に接続されるプローブ番号（Ｔ７）と、受光点（０１０２）に接続されるプローブ番号（Ｒ３）以外のプローブ番号は、未知である。
【００４２】
続いて、初期設定情報の入力を行う（Ｓ１０２）。初期設定情報として、プローブホルダ１１に形成されている送受光点の配列規則が正方格子交互配置であることの情報、基準送光点とする送光点（０１０１）のアドレス情報、基準送光点（０１０１）に接続する送光プローブ番号（Ｔ７）のプローブ番号情報、２つの隣接異種送受光点のうちの１つである受光点（０１０２）のアドレス情報、受光点（０１０２）に接続される受光プローブのプローブ番号（Ｒ３）が入力され、初期設定情報として登録される。
この時点で、図７において枠で囲んだ送光点（０１０１）、受光点（０１０２）の対応付けがなされていることになる。
【００４３】
続いて、１つの送光プローブごとの送光による各受光プローブでの受光量の検出を行う（Ｓ１０３）。
そして、測定結果に基づいて、受光プローブ近接順テーブルおよび送光プローブ近接順テーブルを作成する（Ｓ１０４）。
【００４４】
図８および図９は、図６の接続例の場合に得られた受光プローブ近接順テーブルおよび送光プローブ近接順テーブルである。
図８では各送光プローブ番号（Ｔ１〜Ｔ８）ごとに、近接する順に受光プローブ番号が並べられている。例えば、プローブ番号Ｔ１の送光プローブは、プローブ番号Ｒ５、Ｒ８、Ｒ６の３つの受光プローブにほぼ等距離で最も近接しており、続いて、Ｒ３、Ｒ７、Ｒ１の受光プローブが第二番目の距離で近接しており、Ｒ４が第三番目の距離で近接し、Ｒ２が最も離れていることになる。
但し、この時点ではＴ１の送光プローブは、どの送光点に接続されているかについては不明である。上述したように、Ｔ７の送光プローブのみが、送光点（０１０１）に接続されていることが判明しているだけである。このプローブ番号（Ｔ７）の送光プローブについては、プローブ番号Ｒ３、Ｒ５の２つの受光プローブが最近接位置にある。
【００４５】
また、図８と表裏関係にある図９では、各受光プローブ番号（Ｒ１〜Ｒ８）ごとに、近接する順に送光プローブ番号が並べられている。例えば、プローブ番号Ｒ５の受光プローブは、プローブ番号Ｔ１、Ｔ４、Ｔ７の３つの受光プローブにほぼ等距離で最も近接しており、続いて、Ｔ２、Ｔ５、Ｔ６の受光プローブが第二番目の距離で近接しており、Ｔ３が第三番目の距離で近接し、Ｔ８が最も離れていることになる。
但し、この時点ではＲ３以外の受光プローブは、どの受光点に接続されているかについては不明である。
【００４６】
続いて、対応関係が未知のすべての送受光点のアドレス番号と送受光プローブ番号との対応付けを図７に示した順で行う（ｓ１０５）。
ここで、図７に示した順は、基準送光点（０１０１）から近い順（同じ距離が複数ある場合の場合はさらに上下順）に並んでいる。
最初に受光点（０２０１）の対応付けを行う。この場合に、図８に示した受光プローブ近接順テーブルのプローブ番号Ｔ７のデータを用いる。Ｔ７の最近接位置にあるのは、Ｒ３、Ｒ５の２つの受光プローブである。このうち、Ｒ３については、既に受光点（０１０２）であることが確定しているので、受光点（０２０１）はＲ５の受光プローブが接続されていることが決定される。
【００４７】
続いて、送光点（０２０２）の対応付けを行う。この場合に、図９に示した送光プローブ近接順テーブルのプローブ番号Ｒ３、Ｒ５のデータを用いる。Ｒ３の最近接位置にあるのはＴ４、Ｔ５、Ｔ７であり、Ｒ５の最近接位置にあるのはＴ１、Ｔ４、Ｔ７である。送光点（０２０２）はＲ３、Ｒ５ともに最近接位置にあることから、Ｔ４またはＴ７のいずれかの送光プローブとなる。このうちＴ７は既に送光点（０１０１）と確定しているので、送光点（０２０２）はプローブ番号Ｔ４の送光プローブが接続されていることが決定される。
【００４８】
続いて、送光点（０１０３）の対応付けを行う。この場合に図９に示した送光プローブ近接順テーブルのプローブ番号Ｒ３のデータを用いる。Ｒ３の最近接位置にあるのはＴ４、Ｔ５、Ｔ７である。このうち、Ｔ４は既に送光点（０２０２）、Ｔ７は既に送光点（０１０１）と確定しているので、送光点（０１０３）はプローブ番号Ｔ５が接続されていることが決定される。
【００４９】
以下、同様の手順を繰り返すことにより、１つずつ対応付けを行うことにより、最終的にすべての送受光点と送受光プローブとの対応付けができる。
【００５０】
上記手順では、最近接位置にあるプローブ番号の異種プローブのデータを用いて順次、対応付けを行うようにしたが、第二近接位置、あるいは第三近接位置にある異種プローブとの関係を用いることもできる。
また、格子の行数や列数を初期設定情報として入力しておくようにしてもよい。行数や列数を設定することにより、消去法による演算の自由度が増すので、探索順の自由度が増大し、演算処理速度を高めることができる。
【００５１】
また、上述した接続例では、角位置を基準送受光点に選択したが、辺上の送受光点、または内部の送受光点を基準送受光点に選択してもよい。この場合は、初期設定情報として必要な隣接異種送受光点数は２つ、３つと増えていくことになる。
【００５２】
（実施形態２）
次に、他の実施形態として、送受光点が三角格子状に配置される場合について説明する。
プローブホルダ１１に形成される格子形状以外は実施形態１と同様であるので、同じものについては説明を省略する。
図１０は、プローブ接続例を示す図である。送光点（０１０１〜０１０４）の行、受光点（０２０１〜０２０４）の行、送光点（０３０１〜０３０４）の行、受光点（０４０１〜０４０４）の行が交互に列方向に積層するようにして形成されており、配列規則は三角格子列方向交互配置となる。
【００５３】
動作手順についても、図５と同様であるので、これを用いる。
まず、プローブホルダ１１の各送光点および各受光点に、送光プローブ１２、受光プローブ１３を任意に接続する（Ｓ１０１）。
このとき図１０に示したプローブ接続がなされているものとする。ただし、図１０では送受光点と送受光プローブとの対応付けがなされているが、この時点では、すべてのプローブ番号のうちで、送光点（０１０４）に接続されるプローブ番号（Ｔ３）以外のプローブ番号は、未知である。
【００５４】
続いて、初期設定情報の入力を行う（Ｓ１０２）。初期設定情報として、プローブホルダ１１に形成されている送受光点の配列規則が三角格子列方向交互配置であることの情報、基準送光点とする送光点（０１０４）のアドレス情報、基準送光点（０１０４）に接続する送光プローブ番号（Ｔ３）のプローブ番号情報を入力する。なお隣接異種送受光点の数は１つであるので、この配置の場合は、初期設定情報として隣接異種受光点については入力されない。
この時点で、図１０における送光点（０１０４）の対応付けがなされていることになる。
【００５５】
続いて、１つの送光プローブごとの送光による各受光プローブでの受光量の検出を行う（Ｓ１０３）。
そして、測定結果に基づいて、受光プローブ近接順テーブルおよび送光プローブ近接順テーブルを作成する（Ｓ１０４）。
【００５６】
図１１および図１２は、図１０の接続例の場合に得られた受光プローブ近接順テーブルおよび送光プローブ近接順テーブルである。
例えば、図１１のプローブ番号Ｔ３の送光プローブは、プローブ番号Ｒ１の受光プローブに最も近接しており、続いてＲ５の受光プローブが第二番目の距離で近接しており、Ｒ２、Ｒ７が第三番目の距離で近接し、第四番目がＲ６、第五番目がＲ３、Ｒ４、第六番目がＲ８となる。
【００５７】
続いて、対応関係が未知のすべての送受光点のアドレス番号と送受光プローブ番号との対応付けを行う（ｓ１０５）。
原則として、基準送光点（０１０４）から近い順（同じ距離が複数ある場合の場合はさらに上下順）に行う。
最初に受光点（０２０４）の対応付けを行う。この場合に図１１に示した受光プローブ近接順テーブルのプローブ番号Ｔ３のデータを用いる。Ｔ３の最近接位置にあるのは、Ｒ１の受光プローブである。したがって、受光点（０２０４）はＲ１の受光プローブが接続されていることが決定される。
【００５８】
続いて、送光点（０１０３）の対応付けを行う。この場合に、図９に示した送光プローブ近接順テーブルのプローブ番号Ｒ１のデータを用いる。Ｒ１の最近接位置にあるのはＴ３、Ｔ４、Ｔ６、Ｔ８である。このうち、Ｔ３は既に送光点（０１０４）であると確定しているので、Ｔ４、Ｔ６、Ｔ８のいずれかである。送光点（０１０３）は最近接位置に２つの受光点があるので、Ｔ６ではないことがわかる。したがって、Ｔ４かＴ８のいずれかということになる。ここで送光点（０１０３）についての第二番目の近接位置にある受光点の個数を検討する。送光点（０１０３）における第二近接位置にある受光点の個数は図１０から受光点（０２０２）の１つであることがわかる。
Ｔ４は第二近接位置にあるプローブ数はＲ２の一個であり、Ｔ８についてはＲ５、Ｒ６の２個である。したがって、送光点（０１０３）はプローブ番号Ｔ４が接続されていることが決定される。
【００５９】
以下、同様に基準送光点（０１０４）から距離の近い順に定めていけば、すべての送受光点と送受光プローブの対応付けを行うことができる。
なお、必ずしも、距離の近い順に定める必要はない。例えば図１１のＴ３に着目すれば、第一近接位置と第二近接位置とは１つずつであるので、送光点（０１０４）から第一近接位置にある受光点（０２０４）、第二近接位置にある受光点（０２０３）がそれぞれＲ１Ｒ５であるとすぐに決定することもできる。
【００６０】
このように、プローブ近接順テーブルのデータ特性を利用して、対応付けが可能なものから、順次、対応付けを行っていくことにより、すべての送受光点と送受光プローブとの対応付けが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、被検体内に光を照射して被検体の内部情報を取得する光計測装置に利用することができ、例えば、脳内各部の血流の経時変化、生体内の酸素供給の変化を測定することで、脳機能計測や循環器系障害診断を行う医用機器として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の一実施形態である光計測装置に用いられるプローブホルダおける正方格子の規則配置構成を説明する図。
【図２】本発明の一実施形態である光計測装置に用いられる送光プローブおよび受光プローブを示す図。
【図３】本発明の一実施形態である光計測装置の概略全体構成を示すブロック図。
【図４】基準送受光点と隣接異種送受光点との関係を説明する図。
【図５】本発明の一実施形態である光計測装置の動作フローを説明する図。
【図６】プローブ接続例を示す図。
【図７】プローブ探索順の一例を示す図。
【図８】受光プローブ近接順テーブルの一例を示す図。
【図９】送光プローブ近接順テーブルの一例を示す図。
【図１０】本発明の他の一実施形態である光計測装置に用いられるプローブホルダおける三角格子の規則配置構成およびプローブ接続例を説明する図。
【図１１】受光プローブ近接順テーブルを示す図。
【図１２】送光プローブ近接順テーブルを示す図。
【符号の説明】
【００６３】
１０：  計測制御部
１１：  プローブホルダ
１２：  送光プローブ
１３：  受光プローブ
１４：  送光点
１５：  受光点
１６：  光源
１７：  検出器
２０：  制御部
２１：  初期設定情報入力部
２２：  受光量検出部
２３：  プローブ近接順テーブル作成部
２４：  プローブ接続探索部
【図１】
0004561537.tif 000002
【図２】
0004561537.tif 000003
【図３】
0004561537.tif 000004
【図４】
0004561537.tif 000005
【図５】
0004561537.tif 000006
【図６】
0004561537.tif 000007
【図７】
0004561537.tif 000008
【図８】
0004561537.tif 000009
【図９】
0004561537.tif 000010
【図１０】
0004561537.tif 000011
【図１１】
0004561537.tif 000012
【図１２】
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