(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に光を照射する光源と、
前記光源から照射され前記被検体内を伝播した光を検出する検出器と、
前記検出器で検出された光から前記被検体内部の酸素化ヘモグロビンおよび脱酸素化ヘモグロビンの濃度変化についての計測データを算出する演算部と、
前記被検体の第一の期間における前記計測データと、前記第一の期間とは異なる第二の期間における前記計測データを記憶する記憶部を有し、
前記演算部は前記計測データを、前記酸素化ヘモグロビンの濃度の増減、前記脱酸素化ヘモグロビンの濃度の増減ごとに分類し、
前記第一の期間における前記分類と、前記第二の期間における前記分類を表示する表示部を有する、
ことを特徴とする生体光計測装置。
【請求項２】
前記第一の期間における前記計測データは前記記憶部に記憶された前記被検体の過去の計測データであり、前記第二の期間における前記計測データは前記被検体の直前に計測された計測データであることを特徴とする請求項１記載の生体光計測装置。
【請求項３】
前記表示部は、前記過去の計測データを過去の複数の計測データのうちから選択するための選択部を有することを特徴とする請求項２記載の生体光計測装置。
【請求項４】
前記記憶部は複数の期間における前記計測データを記憶し、
前記表示部は前記複数の期間のうちどの期間における前記計測データを表示するかを選択する選択部を有し、該選択部で選択された期間における計測データの前記分類を表示することを特徴とする請求項１記載の生体光計測装置。
【請求項５】
前記演算部は前記複数の期間における前記計測データの平均値を算出し、
前記表示部は前記平均値を表示することを特徴とする請求項４記載の生体光計測装置。
【請求項６】
前記表示部は前記第一の期間における活動中心位置と、前記第二の期間における活動中心位置の距離を表示することを特徴とする請求項１記載の生体光計測装置。
【請求項７】
前記演算部は前記第一の期間における前記計測データと、前記第二の期間における前記計測データの相関係数を算出し、
前記表示部は前記相関係数を表示することを特徴とする請求項１記載の生体光計測装置。
【請求項８】
前記第一および第二の期間は、前記被検体が安静にする安静期間と、前記被検体が活動する活動期間を有することを特徴とする請求項１記載の生体光計測装置。
【請求項９】
前記表示部は、前記安静期間と前記活動期間の長さを設定する設定部を有することを特徴とする請求項８記載の生体光計測装置。
【請求項１０】
前記演算部は、最も強い信号強度を示した計測点における前記計測データの増減、または最も多くの計測点が示した前記計測データの増減、または所定の計測点における前記計測データの増減のいずれか一の基準にもとづき、前記酸素化ヘモグロビン、前記脱酸素化ヘモグロビンの増減を分類することを特徴とする請求項１記載の生体光計測装置。
【請求項１１】
前記表示部は前記第一の期間における前記計測データと、前記第二の期間における前記計測データを同期して表示することを特徴とする請求項１記載の生体光計測装置。
【請求項１２】
前記計測データは、前記被検体内部の酸素化ヘモグロビン、脱酸素化ヘモグロビンおよび、前記酸素化ヘモグロビンおよび脱酸素化ヘモグロビンの総濃度の濃度変化についての計測データであり、
前記演算部は前記計測データを、前記酸素化ヘモグロビンの濃度の増減、前記脱酸素化ヘモグロビンの濃度の増減、前記酸素化ヘモグロビンおよび脱酸素化ヘモグロビンの総濃度の増減ごとに分類することを特徴とする請求項１記載の生体光計測装置。
【請求項１３】
被検体に光を照射し、前記被検体内を伝播した光を検出することで前記被検体内部の情報を計測する生体光計測装置によって計測される計測データに適用されるプログラムであって、
コンピュータに、
第一の期間における前記被検体の計測データを記憶する第一のステップと、
第二の期間における前記被検体の計測データを記憶する第二のステップと、
前記計測データを、前記酸素化ヘモグロビンの濃度の増減、前記脱酸素化ヘモグロビンの濃度の増減ごとに分類する第三のステップと、
前記第一の期間における前記分類と、前記第二の期間における前記分類を表示する第四のステップ、
を実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項１４】
コンピュータに、
前記第一のステップにおける前記計測データと前記第二のステップにおける前記計測データを同期して表示するステップを実行させることを特徴とする請求項１３記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は生体内部の情報、特に光吸収物質の濃度変化を、光によって計測する生体光計測装置に関し、特に生体光計測で計測したデータを用いて健康状態の診断を支援する情報を提供する生体光計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体に対する透過性が高い、可視から近赤外領域に光強度ピーク波長を持つ光を用いると、生体内部の情報を無侵襲に計測することが可能である。これは、計測される光信号の対数値が光路長と濃度の積に比例することを示したLambert-Beer則に基づく。この法則を発展させ、生体中の「酸素化ヘモグロビン（Ｈｂ）」と「脱酸素化Ｈｂ」、および「総Ｈｂ（酸素化Ｈｂと脱酸素化Ｈｂの総和）」の相対的濃度変化（以下、濃度変化と呼ぶ）を計測する技術が開発されてきた。【０００３】
特に、この技術を用いて人間の大脳皮質におけるＨｂ濃度変化を無侵襲に多点同時計測する技術が提案され（非特許文献１）、研究および臨床面において広まりつつある。上記文献では、大脳皮質のＨｂ濃度変化を計測することにより、人の脳機能を計測する方法が開示されている。具体的には、人の知覚機能や運動機能の賦活に伴い、その機能を司る大脳皮質領野の血液量が局所的に増加し、該当部位の酸素化Ｈｂや脱酸素化Ｈｂの濃度が変化するため、脳の活動状況が評価できる。【０００４】
この技術は、被験者に対し無侵襲且つ低拘束で、簡便に脳機能を計測できる特長を有し、また、血行動態や血液循環の状態などを評価できるため、従来にない医療診断への応用（臨床応用）が期待されている。これまでの臨床応用の例としては、てんかん発作の診断（非特許文献２）や言語有意半球の同定（非特許文献３）における有用性が報告されている。【０００５】
最近では、精神医学への応用が進められており、うつ病や統合失調症などの精神疾患患者において、生体光計測により得られたＨｂ濃度変化が健常者とは異なるパターンを示すことが報告された（非特許文献４）。ここでは、酸素化Ｈｂを指標として用い、各疾病を持つ被験者に特有な波形が示されている。しかし、各個人内における再現性は明らかではなく、疾病の有無あるいは病状を各被験者において明確に診断することは容易ではない。また、各Ｈｂ濃度変化の個人差が、課題へ取り組む姿勢（心理的要因）によって生じるものか、また血行動態の違い（生理的要因）によるものか、についても解明されていない。【０００６】
【非特許文献１】Maki, A et al., (1995) ”Spatial and temporal analysis of human motor activity using noninvasive NIR topography・Medical Physics 22, 1997-2005.
【非特許文献２】Watanabe, E et al., (1998) “Non-invasive cerebral blood volume measurement during seizures using multi-channel near-infrared spectroscopic topography・J. epilepsy 11, 335-340.
【非特許文献３】Watanabe, E et al., (1998) “Non-invasive assessment of language dominance with near-infrared spectroscopic mapping・Neurosci. Lett. 256, 49-52.
【非特許文献４】Suto, T et al., (2004) ”Multichannel near-infrared spectroscopy in depression and schizophrenia: cognitive brain activation study・Biol. Psychiatry 55(5),501-511.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来、脳活動信号を用いた診断支援では、複数被験者の平均値や分散値と比較することが主流であった。しかし、その場合、個人差を吸収することが難しく、診断支援技術としての精度が低かった。この診断支援技術の精度を高めることが、脳活動信号を用いた診断支援技術において重要な課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、３１名の健常者を対象に、指の運動課題を用いて計測を行った。単純な運動課題による運動野の活動は、より原初的な活動例であるため、個人差の主たる原因となる心理的要因の影響は少ない。４名の被験者の結果（酸素化Ｈｂ濃度変化）を図３に示す。課題期間に伴い増加する傾向は共通するものの、その波形は被験者により大きく異なることが分かる。また、同様に脱酸素化Ｈｂ濃度変化や総Ｈｂ濃度変化の波形にも被験者間のばらつきが見られる。このように、比較的個人差が小さいと考えられる単純な運動野活動の例をとっても、健常者群においてさえ、Ｈｂ濃度変化のパターンは被験者間で異なる。【０００９】
被験者群を全体として評価した場合、ある程度の特徴を見出せる可能性はあるが、診断とは各個人においてなされるものであり、集団における統計的な類型化とは異なる。現状の光脳機能計測データに見られるＨｂ濃度変化の個人差を考慮すると、集団データから抽出された典型波形（テンプレート）とのマッチングを用いた個人診断は、精度が充分でないと考えられる。【００１０】
一般に、脳活動に伴い、酸素化Ｈｂの増加、脱酸素化Ｈｂの減少、および総Ｈｂの増加が計測される場合が多いが、我々の計測結果では、図４に示すような各Ｈｂ濃度変化の多様性と、変化傾向（増減）の個人差が明らかになった。表１に、各Ｈｂ濃度変化の増減によるパターン分類結果を示す。酸素化Ｈｂ、脱酸素化Ｈｂ、総Ｈｂの各Ｈｂに対し、増加した場合を「↑」、減少した場合を「↓」、有意な変化がなかった場合を「―」として表し、その組み合わせに従い、変化パターンとして分類した。【００１１】
【表１】
0004559417.tif 000002
ここでは、３種類のＨｂ濃度（酸素化Ｈｂ，脱酸素化Ｈｂ、総酸素化Ｈｂ）を３つの変化（増加↑、減少↓、変化なし―）に分類しているため、２７通りのパターンが可能であるが、便宜的に出現頻度の高い８パターンに１〜８の数字を割り当てて示した。右端の列が、被験者３１名中、各変化パターンを示した割合（％）を示す。これまでの知見と一致する変化（運動野活動に伴う、酸素化Ｈｂ濃度の増加、脱酸素化Ｈｂ濃度の減少、および総Ｈｂ濃度の増加）が見られるケースが多いが、各Ｈｂ濃度は独立に増加や減少、あるいは無変化を示すため、被験者によって各Ｈｂ濃度変化の組み合わせパターン（以下、Ｈｂ変化パターンと略す）は異なる。【００１２】
各Ｈｂ濃度変化信号の再現性を検討するため、７人の被験者を対象に同じ計測を約６ヶ月の期間を空けて繰り返した。その結果、上記Ｈｂ変化パターンはほぼ再現する。また、各Ｈｂ濃度変化量（信号強度）の再現性は低いものの（図５）、変化領域（活動領域）の中心部位（活性中心）は約２ｃｍ以内に再現する（表２）。生体光計測の空間分解能は２〜３ｃｍであることを考慮すると、空間情報の再現性は許容範囲内である。更に、活動領域における各Ｈｂ濃度の時間変化（活動波形）を比較すると、非常に高い相関を示す（図６、表３）。これは、活動波形が生理状態の個人特性を表す指標として有効であることを示すものである。【００１３】
【表２】
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【００１４】
【表３】
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以上の結果を考慮すると、各被験者から得られたデータを、集団から得られた典型的な変化パターン（例：変化量、波形）と比較する方法より、同一被験者に対して同じ計測方法で繰り返し計測を行い、個人内の時間経過に伴う変化を検討する方法の方が、診断に有用な情報を提供し得る。特に、個人内における脳活動に伴う血行動態変化の再現性を調べるためには、（１）複数のＨｂ濃度の増減を組み合わせたＨｂ変化パターンの分類、（２）各Ｈｂ濃度変化の活動波形（時間情報）の比較、が効果的である。【００１５】
また、（３）各Ｈｂ濃度変化の活性中心（空間情報）の比較も有用である。なお、ここでは、酸素化ヘモグロビン、脱酸素化ヘモグロビン、総ヘモグロビンの３つの計測データを用いているが、酸素化ヘモグロビンおよび脱酸素化ヘモグロビンの２つの増減に関するデータを用いても診断に有用な情報を提供し得る。【００１６】
本発明の生体光計測装置は、生体光計測装置で得られたデータにおける時間経過に伴う個人内の変化に注目し、また、その特性を利用し、各個人内における状態変化を示す有効な情報を作成および表示することによって、各個人に対する効果的な診断支援を行う。本生体光計測装置では、計測した光信号からＨｂ濃度変化を算出・記録する手段と、異なる時間に計測した複数の記録データを同時に読み出し、表示する手段を有する。また、各データ（各Ｈｂ濃度変化）から、２つ以上のＨｂ濃度変化（例：酸素化Ｈｂ濃度変化と脱酸素化Ｈｂ濃度変化）を組み合わせて、１つのＨｂ変化パターン（例：パターン１＝酸素化Ｈｂ濃度の増加、脱酸素化Ｈｂ濃度の減少、および総Ｈｂ濃度の増加）として分類し、記号、画像、あるいはグラフなどで表示する手段と、１つのＨｂ濃度変化、あるいは２つ以上のＨｂ濃度変化から算出した指標（例：総Ｈｂ＝酸素化Ｈｂ＋脱酸素化Ｈｂ）に対し、計測時刻の異なる２つ以上のデータを、画像、グラフもしくは数値として、同時に表示する手段を備え、圧縮・簡素化した情報を検査者に与える。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、複数の異なるデータの情報を統合し新たな情報を与えるため、検査者の処理が軽くなり診断が容易または的確になる。【００１８】
また、同一被験者に対して異なる時刻に計測した複数のデータセットを統合し、その情報を分かりやすく検査者に表示できるため、各被験者における状態変化の容易な診断支援を可能とする。【００１９】
また個人内の経時変化を効果的に把握できるため、リハビリテーションやイメージトレーニング効果の評価・診断などへも応用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明による生体光計測装置の概要を示すブロック図である。生体光計測部は、パーソナルコンピュータやワークステーションに代表される電子計算機から構成される制御装置１０３と、異なる波長にピーク波長を持つ２つのレーザダイオード１０９と１１０と、前記２つのレーザダイオードを異なった周波数で変調するための信号を生成する発振器１０７と１０８と、前記ピーク波長の異なる２つの光を混合する光混合器１１１と、前記光混合器１１１からの光を光ファイバ経由で被検体上の光照射位置に照射する光照射手段と、前記光照射手段から適度に離れた光検出位置（本実施例では約３ｃｍ離れた点）から混合光を検出する光検出器１１２と、前記発振器からの変調周波数が参照信号として入力されたロックインアンプ１０５および１０６と、ロックインアンプの出力である各波長帯の光の透過光信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換するアナログ−デジタル変換器１０４を備える。   
【００２１】
ここで、光源と検出器の略中点の位置がもっとも多くの代謝物質情報を含むため、便宜的にこの略中点位置を計測点とするが、実質的には光源と検出器の対により計測することのできる感度分布にもとづき計測点（計測領域）は決められる。図１では、計測位置を１つのみ記したが、発振器を用いて複数の光信号を分離することが可能であるため、実際には図２のように複数の光照射位置と光検出位置を配列した生体光計測装置を用いて、複数の位置を計測することが出来る。【００２２】
本実施例では発振器を用いて複数の光信号を分離しているが、発振器は使わずにパルス光を用いて点灯タイミングで光信号を分離することも可能である。各波長帯の光の透過光信号はアナログ−デジタル変換器１０４でアナログ−デジタル変換された後、制御装置１０３に入力・記憶される。制御装置１０３では透過光信号を元に各計測部位におけるＨｂ濃度変化が算出され、元信号（透過光信号）と共にデータ蓄積サーバ１０２に転送され記憶される。上記計測データは、データ蓄積サーバ以外にも、ＩＣカードなどの記憶媒体に記憶させ、各個人が携帯することが望ましい。【００２３】
診断支援部１０１の記憶部では、１０３で計測された計測データと、データ蓄積サーバ１０２もしくはＩＣカードなどの記憶媒体に記憶された同一被験者の過去の計測データの両方を読み込み、記憶する。そして診断支援部１０１の解析部では、これら複数のデータから、それぞれの活動（各Ｈｂ濃度変化）の空間情報（活動マップ）、時間情報（活動波形）を算出し、記号、数値、画像、グラフなどを用いてディスプレイ１１３上に表示する。   
【００２４】
図７および図８には、脳活動に伴うＨｂ濃度変化を多点同時計測した場合の表示内容の例を示す。また、図９には表示までのデータ処理フローを示す。なお、このデータ処理フローに示されたデータ処理は、従来の生体光計測装置にこれらの処理を実行させるためのプログラムをインストール等することによってもできる。【００２５】
最初の処理では、まずデータの比較形式を選択する。直前に計測したデータと過去の任意のデータを比較する場合の表示画面を図７に示し（図７方式）、過去のデータから任意に選択し比較する場合の表示画面を図８に示した（図８方式）。ここでは、比較するデータセットを２つに設定しているが、同じ方式で２つ以上のデータ比較も可能である。ステップ９０１のデータの選択・入力処理では、図７プルダウンメニュー７０１のようなインターフェースにより、今回計測したデータと比較するデータを、データ蓄積サーバあるいはＩＣカードのような記憶媒体に保存されている過去のデータ群から選択し読み込むことが出来る。【００２６】
同様に、ステップ９０２では、図８のプルダウンメニュー８０１、８０２に示したように、２つのデータをデータ蓄積サーバもしくはＩＣカードのような記憶媒体からそれぞれ選択し読み込むことが可能である。前記プルダウンメニューで「平均」を選択すると、同一被験者の複数データの平均が算出され、その被験者の一般傾向（過去のデータ全体）と比較することが出来るため、有用である。過去のデータ全体から複数のデータを任意に選択し平均することも可能である。選択され診断装置１０１に入力するデータ形式は任意だが、元信号である透過光強度データの場合、ステップ９０３でＨｂ濃度変化を算出する。【００２７】
その後、ステップ９０４では安静期間と活動期間を設定する。設定方法は、ユーザが任意に設定する以外に、自動的に信号波形から最適な活動期間を設定することも可能である。例えば、活動期間になり得る全ての範囲と活動期間の長さだけを設定し、平均Ｈｂ濃度変化量（絶対値）が最大になる期間を算出し設定する。安静期間および活動期間のパラメータを用いて、ステップ９０５では活動期間における酸素化Ｈｂ、脱酸素化Ｈｂ、総Ｈｂの濃度変化が有意であるかどうか検定する。【００２８】
例えば、課題が繰り返し複数回行われた場合、各回における安静期間の平均Ｈｂ濃度変化量（ベースライン）と、課題（活動）期間の平均Ｈｂ濃度変化量（信号強度）を算出し、各計測点において複数のベースライン期間と活動期間における平均値の差を、ｔ検定や分散分析などの統計手法によって評価する。また、活動期間に予測されるＨｂ濃度の時間変化との相関係数や、ノンパラメトリックな統計手法によっても、有意なＨｂ濃度変化（活動）の有無を評価することが可能であり、ここでは統計手法を限定する必要はない。また、統計手法によっては安静期間と活動期間の設定を必要としない。活動（有意性）を検定した後、目的とする表示内容に従い処理を進めていく。【００２９】
本実施形態の表示例では、比較する両データのＨｂ変化パターン（図７、７０２；図８、８０３）、活動波形（図７、７０４；図８、８０５）、および活動マップ（図７、７０３；図８、８０４）を示した。これらは各期間における計測データを同期して表示したり、平均値を表示したりすることができる。それぞれの詳細を以下に記す。【００３０】
表示内容がＨｂ変化パターンあるいは活動波形である場合、はじめに、各計測において代表的な変化傾向（各Ｈｂ濃度の増減）を決定する必要がある。なぜならば、本実施例では多点同時計測を行っており、全計測点が同じ変化傾向を示すことは稀であるからである。代表的活動の選択方法（評価に用いる変化傾向）の決定方法には数通りあり、例えば、ステップ９０６のように各Ｈｂで最も強い信号強度（統計値、平均変化量、最大変化量など）を示した計測点の変化を採用する方法がある。【００３１】
あるいは、ステップ９０７のように全計測点の中で最も多くの計測点が示した変化（増加か減少）を採用し、どの計測点でも有意な変化がなかった場合に「変化なし」という分類を採用する、という方法も可能である。また、予め検討目的とする部位が決まっている場合、その部位に対応した計測点をそのまま選択し、その変化を採用する方法もある（ステップ９０８）。【００３２】
その後、Ｈｂ変化パターンを表示する場合は、ステップ９１１で各Ｈｂ濃度変化の組み合わせによるＨｂ変化パターンの分類を行う。例えば、課題期間における各Ｈｂ濃度変化の平均値が安静期間より有意に小さい場合を減少（↓）、有意に大きい場合を増加（↑）、有意差がない場合を変化なし（−）として、各Ｈｂ濃度変化の増減の組み合わせを記号で表示する（図７の７０２、図８の８０３）。本データと比較データ、あるいはデータ１とデータ２のＨｂ変化パターンを並べて表示することにより、基本的なＨｂ変化パターンの被験者内経時変化の有無が判定できる。【００３３】
診断例として、従来、酸素化Ｈｂの増加と脱酸素化Ｈｂの減少を示していた被験者が、酸素化Ｈｂと脱酸素化Ｈｂ両方の増加を示した場合を考える。この場合、今までは血液中の酸素消費の速さ以上に血流速が速くなり脱酸素化Ｈｂが減少していたが、今回の結果では血流速の上昇が少なく、酸素消費による脱酸素化の増加が観察されたと考えられる。血流速が遅くなったという観点から、血液の流れが悪くなったり血管の弾力性が低下したりという症状が考えられ、被験者を診断する材料となり得る。【００３４】
また、活動波形を表示する場合も、上記ステップ９０６、９０７、９０８で選択した変化を示す。本実施例の表示画面（図７：７０４、図８：８０５）では、太い線で今回の計測結果あるいはデータ１を、細い線で過去に計測した比較データあるいはデータ２を示した。縦軸が、Ｈｂ濃度変化量（ｍＭ・ｍｍ）、横軸が時間（秒）を表す。表示には、選択した１つの計測点における活動波形を用いてもよいし、複数計測点のデータを平均した活動波形を用いてもよい（ステップ９１３）。【００３５】
複数データの比較を容易にするためには、例えば、図１０（ａ）のように過去の複数データおよび今回のデータを、重ねてプロットし表示する方法がある。この方法により、今回のデータがこれまでの結果と一致するものかどうか容易に判断することが出来る。また、複数データから平均波形と標準偏差を算出して表示し（図１０（ｂ））、検討する今回のデータを重ねてプロットすることにより、これまでの傾向からどの程度離れているか、診断に有用な情報を与える。更にステップ９１４では、活動波形の比較結果を具体的に数値などで表示する。【００３６】
本実施形態の表示例では波形間の類似性として相関係数をグラフ右に示した。相関係数以外にも、波形の特徴量（潜時、立ち上がり時間、角度、振幅など）を数値化して示すことが可能である。また、これまでに得られているデータの平均波形（および分散）と今回のデータ波形を統計的に比較し、波形の再現度を数値化して表示することも有効である。これらの活動波形の再現性評価に関して、健常状態における範囲を自動あるいは手動で設定しておき、その範囲から逸脱した場合、何らかの警告を発する機能が有効である。【００３７】
これらの波形類似性の比較は、前記のＨｂ活動パターンを更に詳細に比較したものであり、同じＨｂ活動パターンを示した場合でも、波形パターンの詳細な違いにより、血行動態の変化を見出すことが出来る。極端な例としては、図１１に示したようにこれまでの平均範囲に酸素化Ｈｂの活動波形が示されていた状態（図１１（ａ））から、平均範囲から大きく外れた波形を描く状態（図１１（ｂ））へ変化する場合がある。この場合、脳活動に伴う血液量の増加が弱まっているため、血管の柔軟性の低下や、脳活動に伴う生理変化の変容（例：血液量増加が主→酸素消費が主）の可能性がある。【００３８】
更に、この同一被験者内の活動波形の類似性を利用して、信号処理方法を改善することも可能である。図１２に示したように各被験者のＨｂ濃度変化の波形には個人差が生じる。しかし、その個人差には、脳活動パターンの個人差だけでなく装置系雑音や他の生理雑音も含まれているため、適切な処理方法で脳活動由来の変化を抽出することが望ましい。具体的には、計測される元信号（透過光強度）から各Ｈｂ濃度変化を算出する時に設定する幾つかのパラメータを、活動波形の類似性を利用して最適化できる。例えば、Ｈｂ濃度変化の算出に必要なベースラインを、刺激前数秒間の値と刺激後数秒間の値からフィッティングカーブを求めて用いる場合、「刺激前の期間」「刺激後の期間」「フィッティングカーブの次数」を、各刺激期間のＨｂ濃度変化の相関係数が最大となるよう設定する。また、任意の数値をベースラインとして各Ｈｂ濃度変化を算出後、周波数フィルタリングにより補正する場合には、各刺激期間のＨｂ濃度変化の相関係数を基準にフィルターを作成することが出来る。【００３９】
次に、活動マップについて説明する。本実施例で表示した活動マップ（図７、７０３；図８、８０４）では、左右の列に異なる日に計測した同一被験者の結果を示した（上から酸素化Ｈｂ、脱酸素化Ｈｂ、総Ｈｂ）。活動の強さを各計測点の信号強度（課題期間の平均Ｈｂ濃度変化量）とし、右側のカラーバーに従い図示した（ステップ９０９）。これは、活動期間における最大Ｈｂ濃度変化量などを示してもよい。また、前記Ｈｂ変化パターンの分類のように、課題に伴う有意な各Ｈｂ濃度変化を統計的に評価し、その統計値を示す方法や、統計的に有意な変化が認められた計測点のみを選択して、その信号強度を示す方法も有効である。ステップ９１０では、活動マップの比較結果を具体的に表示する。【００４０】
例えば、活動マップ上に活動の中心部位（活動中心または活性中心）を表示すると、時間経過に伴う活性中心の変化が分かる。活性中心の決定方法としては、最も強い活動を示した計測点を選択する方法や、有意な変化を示した活動領域から信号強度や統計値を基準に重心を求める方法などがある。本実施例の表示画面では、信号強度を基準に求めた重心（活性中心）を「＋」で表示し、各データの活性中心間の距離（ｃｍ）をマップの下に表示した。活動波形と同様に、活性中心の位置再現性に関して、健常状態における再現範囲を自動あるいは手動で設定しておき、その範囲から逸脱した場合、何らかの警告を発する機能が有効である。健常者の場合、この活性中心はほぼ同じ位置に再現するため（表２）、正しい部位を計測しているかどうかの確認、および位置補正にも使える。【００４１】
また、脳梗塞患者など、ある機能が一時的に障害を受けた被験者の場合、リハビリテーションによって障害を受けた機能が他の脳部位で代償される場合があるので、その代償部位を観察することができる。また、イメージトレーニングを含む何らかの機能訓練中には、その機能の上達に伴う、活動部位の広がりが観察でき、訓練の効果をフィードバックできる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
個人内の経時変化を容易且つ効果的に把握できるため、リハビリテーションやイメージトレーニング効果の評価・診断などへ応用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の生体光計測装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】本発明の生体光計測装置における実施形態の例（多点同時計測）を示す模式図である。
【図３】酸素化Ｈｂ濃度変化の波形における個人差の例を示す図である。
【図４】酸素化Ｈｂ、脱酸素化Ｈｂ、および総Ｈｂの濃度変化パターンにおける個人差の例を示す図である。
【図５】酸素化Ｈｂ、脱酸素化Ｈｂ、および総Ｈｂ濃度における変化量（信号強度）の再現性を示す図である。
【図６】活動領域における酸素化Ｈｂ、脱酸素化Ｈｂ、および総Ｈｂ濃度の時間変化（活動波形）を示す図である。
【図７】本発明の生体光計測装置における表示画面の一例を示す図である。
【図８】本発明の生体光計測装置における表示画面の一例を示す図である。
【図９】診断支援部における主な処理を示したフローチャートを示す図である。
【図１０】波形比較に関する表示画面の例を示す図であり、（ａ）は複数の比較データを重ねてプロットした図、（ｂ）は複数データから平均波形と標準偏差を算出して表示した図である。
【図１１】同一被験者内において酸素化Ｈｂ濃度の変化パターンが大きく異なる例（（ａ）から（ｂ）への変化）を示す図である。
【図１２】装置系雑音や他の生理雑音を含んだ、Ｈｂ濃度変化波形における個人差を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０１…診断支援部、１０２…データ蓄積サーバ、１０３…制御装置、１０４…アナログデジタル変換器、１０５…ロックインアンプ、１０６…ロックインアンプ、１０７…発振器、１０８…発振器、１０９…λ１光源、１１０…λ２光源、１１１…光混合器、１１２…光検出器、１１３…ディスプレイ、７０１…比較データを選択するプルダウンメニュー、７０２…Ｈｂ変化パターンの表示部、７０３…活動マップの表示部、７０４…活動波形の表示部、８０１…データ１を選択するプルダウンメニュー、８０２…データ２を選択するプルダウンメニュー、８０３…Ｈｂ変化パターンの表示部、８０４…活動マップの表示部、８０５…活動波形の表示部。
【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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