(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の計測領域内の計測対象物質を光学的に計測する光計測装置であって、
前記計測領域内の照射位置から照射した光を検出位置で検出し、計測位置における計測対象物質の計測量を求める計測部と、
該計測量もしくは該計測量の変化が等しい点（位置）を結んだマップ状の画像を表示する第１のウィンドウと、
該第１のウィンドウ上の任意の位置を指示するポインティングデバイスと、
指示した場所における計測対象物質の計測量若しくは計測変化が、最大値、最小値、極大値、極小値、のいずれかであればその旨を指示する第２のウィンドウを有することを特徴とする光計測装置。
【請求項２】
被検体の計測領域内の計測対象物質を光学的に計測する光計測装置であって、
前記計測領域内の照射位置から照射した光を検出位置で検出し、計測位置における計測対象物質の計測量を求める計測部と、
該計測量もしくは該計測量の変化が等しい点（位置）を結んだマップ状の画像を表示するウィンドウと、
該ウィンドウ上の任意の位置を指示するポインティングデバイスと、
指示した場所における計測対象物質の計測量若しくは計測量変化が、最大値、最小値、極大値、極小値、のいずれかであればその旨を音声出力する音声出力部を有することを特徴とする光計測装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光計測方法及び装置、特に生体内部の代謝物質情報を得るのに適した光計測方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光を用いた生体計測法として、脳機能計測に用いる光トポグラフィが知られている（たとえば特願平７−２５９７９６号公報及び特開平５−１１５４８５号公報参照）が知られている。そのような光トポグラフィにおいては、計測対象（被検体）である生体に光を照射し、その照射位置から数ｍｍから数ｃｍ離れた位置で生体組織の透過散乱光を集光して検出する。生体に光を照射し、生体からの光を検出する際の光導波手段としては光ファイバを用いるのが一般的である。計測された生体組織の透過散乱光の強度より、生体内部の光吸収物質の濃度を求めることができる。光吸収物質の具体的例としては、生体内代謝物質である酸化ヘモグロビン及び還元ヘモグロビンが挙げられる。光吸収物質の濃度を求める際には、照射した光の波長に対応した光吸収物質の光吸収特性を用いる。一般的に、生体深部を計測する場合には、生体透過性の高い６５０ｎｍから１３００ｎｍの範囲内にある波長の光を用いる。
【０００３】
図１３は生体光計測装置の表示部に表示される従来のトポグラフ画像を示す。計測領域内の生体内代謝物質の物理量を示すトポグラフ画像１がウィンドウ２内に示されている。この画像は、生体組織にある波長のレーザ光を照射し、生体内組織の透過散乱光強度及び使用しているレーザ光の波長における代謝物質の吸光度を用いて得られた、生体内代謝物質の計測量又はその変化の分布を表す。生体組織の散乱特性により、レーザの照射点と生体組織透過光強度の検出点の間隔、したがって計測点桓の間隔は数ｃｍ程度である。このため、計測点間での生体内代謝物質の計測量又はその変化は統計学的処理、たとえば補間、により推定される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
生体組織の詳細情報を得るには高い空間分解能が必要である。しかし、現状では、生体光計測装置の分解能は低く、数ｃｍである。すなわち、生体内代謝物質の物理量を画像化する場合、線形補間という統計学的処理により画像処理を行っているが、計測点間の値は表示されず、その数値的情報（定量的情報）を得ることは不可能である。このため、生体組織の詳細情報を得ることが困難である。
【０００５】
本発明の目的は計測位置及び該計測位置以外の位置を含めて被検体の計測領域内の任意の位置における計測対象物質の計測量又はその変化の評価を可能にすることにより空間分解能の向上を図るのに適した光計測方法及び装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、被検体の計測領域内の計測対象物質が光学的に計測される。また、計測領域内の任意の位置を指定すると、その指定された位置における前記計測対象物の計測量、その計測量の変化、もしくはそのいずれかの時間依存情報、又は前記指定された位置の情報が提示される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図９は、本発明が適用される光計測装置のー実施例の主要部の構成を示す。本実施例では、計測対象である被検体、例えば頭部の皮膚に光を照射し、それによって被検体内で散乱され該被検体を通過した光を検出することにより大脳内部又は大脳皮質を画像化する実施形態を、計測チャンネルの個数すなわち計測位置の数が１２、計測すべき信号の数（アナログ／ディジタル変換チャンネルの数）が２４の場合で示す。もちろん本発明は、計測対象として頭部に限らず他の部位、さらには生体以外にも実施可能である。
【０００８】
光源部９１は４個の光モジュール９２から構成されている。各光モジュールは、可視から赤外の波長領域内での複数の波長、例えば７８０ｎｍ及び８３０ｎｍの２波長の光をそれぞれ放射する２個の半導体レーザから構成されている。これらの２波長の値は、７８０ｎｍと８３０ｎｍに限定されるものではなく、また、波長数も２波長に限定されるものではない。この光源部９１については、半導体レーザの代わりに発光ダイオードを用いてもよい。この光源部９１に含まれる全ての半導体レーザ８個からの光は、発振周波数の異なる８個の発振器で構成されている発振部９３によりそれぞれ変調される。
【０００９】
図１０は光モジュール９２内の構成を、光モジュール９２(1)を例にして示す。光モジュール９２(1)内には、半導体レーザ９３(1-a)、９３(1-b)、及びこれらの半導体レーザの駆動回路９４(1-a)、９４(1-b)が含まれている。ここで、括弧内の文字については、数字は含まれる光モジュール番号を、a、bはそれぞれ波長７８０ｎｍ、８３０ｎｍを表す記号を示している。これらの半導体レーザ駆動回路９４(1-a)、９４(1-b)では、半導体レーザ９３(1-a)、９３(1-b)に対して直流バイアス電流を供給すると共に、発振器９３によりそれぞれ異なる周波数ｆ(1-a)、ｆ(1-b)の信号をも印加することで、半導体レーザ９３(1-a)、９３(1-b)から放射される光に変調を与える。この変調として、本実施例では正弦波によるアナログ変調の場合を示すが、もちろん、それぞれ異なる時間間隔の矩形波によるデジタル変調、つまり異なる時間間隔で光を点滅させるディジタル変調を用いてもよい。このようにして変調された光ビ−ムはそれぞれの半導体レーザ毎に集光レンズ５により光ファイバ９６に個々に導入される。個々の光ファイバに導入された２波長の光は光モジュール毎に光ファイバ結合器９７により１本の光ファイバ、たとえば照射用光ファイバ９８−１内に導入される。光モジュール毎に、２波長の光ビ−ムが照射用光ファイバ９８−１〜９８−４内に導入され、これらの照射用光ファイバの他端から被検体９９の表面上の異なる４個所の照射位置に光が照射される。被検体内で散乱され該被検体内を通過した光は、被検体表面上の５個所の検出位置から該検出位置に配置されている検出用光ファイバ１００−１〜１００−５を通してフォトダイオ−ド１０１−１〜１０１−５によって検出される。これらの光ファイバの端面は被検体９９表面上に軽く接触しており、たとえば特開平９―１４９９０３号公報に記載されているプローブにより光ファイバは被検体９９に装着される。
【００１０】
図１１は、被検体９９表面上における、照射位置１〜４及び検出位置１〜５の幾何学的配置例を示す。本実施例では、照射及び検出位置を交互に正方格子上に配置する。隣接する照射及び検出位置の中点を計測位置とすると、この場合、隣接する照射及び検出位置の組合せが１２通り存在するため、計測位置数すなわち計測チャンネル数は１２個となる。この照射及び検出位置の配置は、たとえば特開平９―１４９９０３号公報及びユウイチ・ヤマシタ(Yuichi Yamashita)他による「近赤外光トポグラフィ計測システム：散乱媒体中に局在する吸収体の画像化(Near-infrared topographic measurement system: Imaging of absorbers localized in a scattering medium)」、１９９６年、レヴュー・オブ・サイエンティフィック・インスツルメント、第６７巻、第７３０〜７３２頁(Rev. Sci. Instrum.,67,730(1996))に記載されている。隣接する照射及び検出位置間隔を３ｃｍに設定すると、各検出位置から検出された光は、皮膚、頭蓋骨を通過して大脳の情報を有していることが、例えばピィー・ダブル・マコーミック(P.W.McCormic)他による「赤外光の大脳内部の浸透(Intracerebral penetration of infrared light)」，１９９２年，ジャーナル・オブ・ニューロサージェリ，第７６巻，第３１５〜３１８頁(J.Neurosurg.,33,315(1992))により報告されている。
【００１１】
以上のことから、図１１に示す照射及び検出位置の配置で１２計測チャンネルを設定すれば、全体として６ｃｍ×６ｃｍの領域における大脳の計測が可能となる。この実施例では、簡単のために計測チャンネル数が１２の場合を示しているが、格子状に配置する照射位置及び検出位置の数をさらに増加させることにより、計測チャンネルをさらに増加させて計測領域を拡大することも可能である。
【００１２】
図９において、それぞれの検出用光ファイバ１００−１〜１００−５によって検出された光は、検出位置毎に、すなわち各検出位置に対応した検出用光ファイバ毎に独立に５個の光検出器たとえばフォトダイオード１１−１〜１１−５によって検出される。このフォトダイオードは、高感度な光計測が実現できるアバランシェフォトダイオードであることが望ましい。また、光検出器としては光電子増倍管を用いてもよい。これらのフォトダイオードで光信号が電気信号に変換された後、変調信号の選択的な検出回路、たとえば複数のロックイン増幅器から構成されるロックイン増幅器モジュール１２で、照射位置及び波長に対応した変調信号を選択的に検出する。この実施例では、アナログ変調の場合に対応する変調信号検出回路としてのロックイン増幅器を示しているが、デジタル変調を用いた場合、変調信号検出のために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。
【００１３】
図１２は、図９のロックイン増幅器モジュ−ル１０２の構成を示す。まず、図１１においてフォトダイオ−ド１１−１によって検出される検出信号について、その変調信号分離の説明を行う。「検出位置１」からは、隣接した「照射位置１」、「照射位置２」、「照射位置３」及び「照射位置４」に照射された光を検出することができ、したがって図２４における「計測位置４」、「計測位置６」、「計測位置７」及び「計測位置９」が計測対象位置となる。ここで、「光検出位置１」からフォトダイオード１１−１によって検出された光は、「照射位置１」、「照射位置２」、「照射位置３」及び「照射位置４」に照射された各２波長の光に対応する、変調周波数がｆ(1-a)、ｆ(1-b)、ｆ(2-a)、ｆ(2-b)、ｆ(3-a)、ｆ(3-b)、ｆ(4-a)及びｆ(4-b)である８個の信号成分を含んでいる。これらの８個の信号成分を含む光信号は８個の増幅器１０４−１〜１０４−８を介して８個のロックイン増幅器１０３−１〜１０３−８に導入される。８個のロックイン増幅器１０３−１〜１０３−８には、それぞれｆ(1-a)、ｆ(1-b)、ｆ(2-a)、ｆ(2-b)、ｆ(3-a)、ｆ(3-b)、ｆ(4-a)及びｆ(4-b)の変調周波数信号が参照信号として与えられている。したがって、「照射位置１」に照射された７８０ｎｍ及び８３０ｎｍの光信号成分はロックイン増幅器１０３−１及び１０３−２によって、「照射位置２」に照射された７８０ｎｍ及び８３０ｎｍの光信号成分はロックイン増幅器１０３−３及び１０３−４によって、「照射位置３」に照射された７８０ｎｍ及び８３０ｎｍの光信号成分はロックイン増幅器１０３−５及び１０３−６によって、そして「照射位置４」に照射された７８０ｎｍ及び８３０ｎｍの光信号成分はロックイン増幅器１０３−７及び１０３−８によってそれぞれ選択的に分離してロックイン検出される。
【００１４】
「検出位置２」、「検出位置３」、「検出位置４」及び「検出位置５」からそれぞれフォトダイオ−ド１０１−２〜１０１−５によって検出される検出信号についても同様にして所望の光信号成分が選択的に分離してロックイン検出される。すなわち、「検出位置２」からフォトダイオ−ド１０１−２によって検出された光信号は４個の増幅器１０４−９〜１０４−１２を介して４個のロックイン増幅器１０３−９〜１０３−１２に導入されて「照射位置１」に照射された７８０ｎｍ及び８３０ｎｍの光信号成分と「照射位置２」に照射された７８０ｎｍ及び８３０ｎｍの光信号成分がそれぞれ選択的に分離してロックイン検出され、「検出位置３」からフォトダイオ−ド１０１−３によって検出された光信号は４個の増幅器１０４−１３〜１０４−１６を介して４個のロックイン増幅器１０３−１３〜１０３−１６に導入されて「照射位置１」に照射された７８０ｎｍ及び８３０ｎｍの光信号成分と「照射位置３」に照射された７８０ｎｍ及び８３０ｎｍの光信号がそれぞれ選択的にロックイン検出され、「検出位置４」からフォトダイオ−ド１０１−４によって検出された光信号は４個の増幅器１０４−１７〜１０４−２０を介して４個のロックイン増幅器１０３−１４〜１０３−２０に導入されて「照射位置３」に照射された７８０ｎｍ及び８３０ｎｍの光信号成分と「照射位置４」に照射された７８０ｎｍ及び８３０ｎｍの光信号成分がそれぞれ選択的にロックイン検出され、そして「検出位置５」からフォトダイオ−ド１０１−５によって検出された光信号は４個の増幅器１０４−２１〜１０４−２４を介して４個のロックイン増幅器１０３−２１〜１０３−２４に導入されて「照射位置２」に照射された７８０ｎｍ及び８３０ｎｍの光信号成分と「照射位置４」に照射された７８０ｎｍ及び８３０ｎｍの光成分がそれぞれ選択的にロックイン検出される。
【００１５】
なお、図１１からわかるように、検出位置が「検出位置２」、「検出位置３」、「検出位置４」及び「検出位置５」である場合の計測対象位置は「計測位置１」及び「計測位置３」、「計測位置２」及び「計測位置５」、「計測位置１０」及び「計測位置１２」並びに「計測位置８」及び「計測位置１１」である。
【００１６】
以上のように、波長の数が２で、計測位置の数が１２の場合は、計測する信号数は２４となるため、ロックイン増幅器モジュール１０２では合計で２４個のロックイン増幅器１０３−１〜１０３−２４が用いられる。これらのロックイン増幅器１０３−１〜１０３−２４（チャンネル１〜２４）から出力されるアナログ出力信号はサンプルホ−ルド回路モジュ−ル１０６の対応するチャンネルのサンプルホ−ルド回路によってそれぞれ所定時間積算される。その積算終了後スイッチ（マルチプレクサ）１０７を順次切り替え、それぞれのサンプルホ−ルド回路に蓄積された信号は例えば１２ビットのアナログ／ディジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）１０８によってディジタル信号に変換され、その変換された全チャンネルの信号は計算機１０９の外部にある記憶装置に記憶される。もちろん、この記憶は計算機１０９の内部にある記憶装置になされてもよい。
【００１７】
サンプルホ−ルド回路モジュ−ル１０６を用いない場合は、スイッチ１０７を高速で繰り返し切り替える。その切り替え毎に各チャンネルのアナログ信号をアナログ／ディジタル変換器１０８によってディジタル信号に変換して、記憶装置１１０に蓄積し、チャンネルごとに所定の回数取得されたディジタル信号を計算機１０９によって平均化して、記憶装置１１０に記憶する。この方式によっても、高周波成分の雑音を低減することができる。
【００１８】
計算機１０９は記憶されているデ−タをもとにして、生体内代謝物質（計測対象物質）である酸化ヘモグロビン及び還元ヘモグロビンの濃度、さらにはこれらのヘモグロビン濃度総量としての全ヘモグロビン濃度を、たとえば特開平９―１９４０８号公報及び前述アツシ・マキ(Atsushi Maki)他による「無侵襲近赤外光トポグラフィによるヒト脳活動の時空間解析(Spatial and temporal analysis of human moter activity using noninvasive NIR topography)」、１９９５年、メディカルフィジックス、第２２巻、第１９９７〜２００５頁(Medical physics,22,1997(1995))に記載されている方法で計算し、情報提示部１１１においてその計測量又はその変化を示すトポグラフ画像やその時間依存変化を表すグラフを表示することができる。この場合、計測位置間の任意の位置における計測対象物質の計測量又はその変化は、検出位置において得られる信号にもとづいて統計学的処理、具体的にはたとえばスプライン処理と呼ばれる線形補間処理、を計算機１０９で行うことにより推定される。情報提示部１１１は被検体の計測領域のトポグラフ画像やその計測領域内の任意の位置における計測対象物質の計測量又はその変化やその位置情報等を表示する表示装置を含む。情報提示部１１１は更に、計測領域内の任意の位置における計測対象物質の計測量又はその変化やその位置情報を、表示装置以外の装置、具体的にはたとえば音声出力装置、によりオペレ−タであるデ−タ解析者に提示する手段を含んでいてもよい。
【００１９】
図９において、計算機１０９には操作部１１２が接続され、該操作部は光計測装置外からその装置内にデ−タを入力するための入力手段を含み、該入力手段はキ−を押すことで記号や数値のような文字情報を入力することができるキ−ボ−ド及びポインティングディバイスを含む。ポインティングデバイスは情報提示部１１１の表示装置に表示される表示画面内の任意の位置を指定する矢印のようなポインタを表示し、かつその指示された位置をクリックという操作により選択することができるマウスを含む。ポインティングデバイスはマウス以外に、触れるとその触れた部分の選択ができるタッチパネル（タッチスクリ−ン）であってもよい。
【００２０】
図１は図９の情報提示部１１１の表示装置に表示される表示画面の一つの例を示す。同図中の１−１は被検体中の計測対象物質の計測量もしくは計測量の変化を示すトポグラフィ画像１−２を含むウィンドウを示し、１−３はその計測量もしくは計測量の変化を表示するウィンドウを示す。
【００２１】
ウィンドウ１−１に表示されるトポグラフ画像１−２は計測領域内において計測対象物質の計測量もしくは計測量変化が等しい点（位置）を結んで作られるマップ状のもので、計測位置間の任意の位置における計測対象物質の計測量又はその変化は、検出位置から得られる信号にもとづいて統計学的処理、具体的にはたとえばスプライン処理と呼ばれる線形補間処理、を計算機１０９で行うことにより推定して求められる。１−４は、矢印状のマウスポインタであり、該マウスポインタで示される位置はマウスをクリックすることで選択される。個の選択される位置は計測位置に限らず、計測領域内のどこの位置であってもよい。１−５はマウスポインタで示される位置の水平方向及び垂直方向の座標情報を補助的に視覚的に明示する線で、これらの線はポインタ１−４と連動して移動する。これらの線の種類は、実線、点線、又は破線のように任意であってよい。計測量、計測量の変化又はその時間情報、位置情報を表示するウィンドウ１−３は、常に表示されていてもよいし、マウスポインタ１−４をクリックしたときのみ表示されてもかまわない。また、マウスポインタ１−４は、他のペン状の形状をしたポインティング素子であってもかまわない。
【００２２】
計測量、計測量の変化又はその時間情報、位置情報を表示するウィンドウ１−３の中には表示させたいデータの種類を示す文字列１−６及び各計測量又は計測量変化を表示する数値１−７が表示される。図１には、酸化ヘモグロビン及び還元ヘモグロビンという２種類の計測量を表示することが可能で、図１はそれぞれの値が１０及び２０である場合を示している。ｍM・ｍｍとは血液量に関する単位である。
【００２３】
図１に示した例では、評価したい場所において、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンに代表される２種類の計測対象物質の計測量又は計測量変化を表示するようにしているが、この代わりに、１種類又は３種類以上の計測対象物質の計測量又は計測量変化を表示させるようにしてもよい。
【００２４】
図１に示した２枚のウィンドウ１−１と１−３は、お互いに重なり合わない様に上下もしくは左右に表示することで、デ−タ処理者が視覚的に容易に情報を得ることが可能になる。また、これらの２枚のウィンドウを１枚に集約してもよい。すなわち、２枚のウィンドウの一方は、他方を兼ね備えるようにしてもよい。また、広い計測領域を高分解能で表示させる場合など、図１のウィンドウ２が大きくならざるを得ない場合は、データ処理者の指示により、ウィンドウ１−１と１−３を切り替えて表示させるようにしてもい。更に、ウィンドウ１−３は、ポインタ１−４の指示位置、又はその脇に表示するようにしてもよい。
【００２５】
図２は図９の情報提示部１１１の表示装置に表示される表示画面のもう一つの例を示す。ウィンドウ２−１の表示画面上に、水平方向及び垂直方向の線２−２の交点（交差位置：ポインタ）の水平方向位置と垂直方向位置を読み取る定規２−３が設けられている。二つの線２−２の移動制御（２つの線２−２の交点の移動制御）は、計測量、計測量の変化又はその位置情報を表示するウィンドウ２−４に示される表示画面上で、その確認をウィンドウ２−１で確認しながら行うことができる。２−５は２つの線２−２の水平方向及び垂直方向への移動の制御に使用する４つのボタンであり、これらの４つのボタン２−５のうちの任意のボタンを押すべく、該ボタンをポインタ２−６で指示し、マウスをクリックすることで、２つの線２−２、したがってその交点の移動が任意に制御される。２−７は２つの線２−２の交点の水平方向（Ｘ）及び垂直方向（Ｙ）の座標情報メッセージ表示領域で、ボタン２−５の押下によって定まる。２つの線２−２の交点の座標情報は座標情報表示領域２−８に表示される。
【００２６】
ボタン２−５を押すことにより、２つの線２−２がそれに対応してそれぞれあらたな位置へ移動するのに同期して、表示領域２−８に表示される２つの線２−２の交点の座標位置の値も変わる。２つの線２−２の交点がデータ解析者の所望している座標へ到達したとき、データ解析者は処理開始の意志確認ボタン２−９を入力手段（例えば、ポインティングデバイス、キーボード）により押下する。これにより、処理が開始され、計測量又は計測量の変化の表示領域２−９に表示したい計測対象物質の計測量又は計測量変化が表示される。
【００２７】
２つの線を移動するために、ボタン２−５を押下する代わりに、キーボード上にあるボタン２−５と同様の表示がされているキーを押下することによって、２つの線２−２の移動制御を行うようにしてもよい。また、２つのウィンドウ２−１と２−４は図２中では互いに分離しているが、これらが重なるように配置してもよい。
【００２８】
図３は計測領域の位置指定の方法に関わる別の実施例を示す。この実施例では、被検体上でのその計測領域中の位置を指定し選択するものである。図３の実施例は、簡略化したモデルで示されている。光導波手段としての光ファイバ３−１は圧電素子で作られたセンサー３−２を貫通し、被検体３−３に接触している。光ファイバ３−１は図３中では２本示されているが、そのうちのの１本は図９の照射用光ファイバ９８−１〜４のうちの任意のものに対応し、残りの一つは図９の検出用光ファイバ１００−１〜５のうちの任意のものに対応している。また、被検体３−３は図９の被検体９９に対応している。センサー３−２は被検体３−３の上部に接触又は非接触の状態で存在し、図９の計算機１０９に接続されている。指示手段３−４により、被検体３−３の計測領域内の任意の位置を指定すると、その位置信号はセンサー３−２によって受信され、計算機１０９に電送される。指示手段３−４はペンであってもよいし、あるいは指であってもかまわない。
【００２９】
図４は図９の情報表示部１１１の表示装置に表示される表示画面の更にもう一つの例を示す。所望のデータを表示し、サイズを任意に変化させることが可能なウィンドウ４−１の中に、被検体の計測領域に関わるトポグラフ画像４−２が表示されている。４−３はポインティング手段である。このポインティング手段４−３は、図３に示した実施例のポインティングデバイスと連動していてもよい。このポインタで指示された位置の水平方向及び垂直方向の値が表示領域４−４に表示され、この位置における、計測対象物質の計測量又は計測量変化（具体的には、酸化ヘモグロビン、還元ヘモグロビン、総ヘモグロビン）が表示領域４−４に示される。
【００３０】
図５は図９の情報表示部１１１の表示装置に表示される表示画面の別の例を示す。ウィンドウ５−１にはトポグラフ画像５−２が表示される。これは、ある計測時間における計測量の平均値を表示した静的なトポグラフ画像であってもよいし、計測対象物質の計測量又は計測量変化の時間依存性を示す動画であってもよい。このトポグラフ画像５−２の任意の位置をマウスポインタを用いて指定すると、その指定された位置における計測対象物質の計測量又は計測量変化の時間依存性を示すグラフ、具体的には酸化ヘモグロビン、還元ヘモグロビンの時間依存性を示すグラフ５−３がウィンドウ５−４に表示される。５−５は時刻表示バーであり、トポグラフ画像が動画である場合、その動画の再生時刻と同期して時間軸方向へ移動する。各時間位置での計測対象物質の計測量又は計測量変化は、その変化量として縦軸の目盛りから定量的に把握することが出来る。５−６は表示領域であり、時刻表示バー５−５が示す時刻が数値として示される。
【００３１】
また、マウスポインタで時刻表示バー５−５を指定し、そのバーを任意の時刻へ移動させることで、動画を再生する時間軸方向を正及び負の双方とすることも可能である。
【００３２】
以上により、計測対象物質の計測量又は計測量変化の時間依存性を定量的に詳細に評価することが可能となる。
【００３３】
計測領域内の１つの位置における計測対象物質の計測量又は計測量変化の時間依存性をグラフ表示する代わりに、マウスポインタを用いて複数の位置を選択し、その複数位置における計測対象物質の計測量又は計測量変化の時間依存性をグラフ表示してもよい。これによれば、計測対象物質の計測量又は計測量変化を示す動画とその中の特定の複数位置における計測対象物質の計測量又は計測量変化の時間依存性を同時に観測することが可能となり、被検体から得られる豊富な物理情報データを解析者が明確に把握することが可能となる。
【００３４】
図６は図９の情報提示部１１１の表示装置に表示される表示画面の更に別の例を示す。これは、ポインタ６−１で選択した位置における計測対象物質の計測量又は計測量変化の提示形式を選択することを可能としたものである。すなわち、ウィンドウ６−２の提示形式選択ボタン６−３を選択的に押すことにより、計測量又は計測量変化を画面に表示させたり、ファイルに収納したり、あるいは音声でオペレータに知らせたりすることができる。もちろん、インターネットで代表される通信回線を通して他の計測制御装置や計算機へ出力し得るように、印字手段としてのプリンタにより出力するようにしてもよい。計測量又は計測量変化を画面上に表示したい場合は、それを表示領域へ表示する（図１、２、４参照）。計測量又は計測量変化を音声形式で出力する場合は、音量調節部６−４のカーソルを移動させるか又は両端にあるボタンを押すことにより、出力される音声の音量を調節することができる。計測量又は計測量変化をファイル形式で出力する場合は、ファイル名をファイル名表示領域６−５にて指定する。また、その出力形式については、出力形式選択部６−６においてボタン操作によりテキスト形式やバイナリ形式を選択することも可能である。また、この他の出力形式として圧縮ファイル形式が挙げられる。
【００３５】
図７は図９の情報提示部１１１の表示装置に表示される表示画面の更に他の例を示す。これは、計測領域内の一次元領域における計測対象物質の計測量又は計測量変化を表示するものである。計測対象物質の計測量又は計測量変化を示すトポグラフ画像７−１上に、マウスに代表されるポインティングデバイス７−２を用いて一次元状の線７−３を描く。図中では直線であるが曲線であってもかまわない。この直線上の位置における計測対象物質の計測量又は計測量変化を別のウィンドウ７−４上にグラフ７−５として表示する。縦軸は計測対象物質の計測量又は計測量変化（一例として、ヘモグロビン濃度変化）を、横軸は一次元状の線７−３の位置情報を示している。本方法により、一次元状の線７−３の各位置における計測量又は計測量変化量を別の視点から視覚的にとらえることが可能となる。
【００３６】
図８は図９の情報表示部１１１の表示装置に表示される表示画面の他のもう一つの例を示す。これは、ポインタ８−１で指定され選択された位置における計測対象物質の計測量又は計測量変化が最大値や最小値、ゼロ点に代表される特異値に相当する場合に、その情報をウィンドウ８−２の画面に表示するようにしたものである。すなわち、ポインタ８−１で指定され、選択された位置における計測対象物質の計測量又は計測量変化が最大値、最小値、極大値、極小値、ゼロ点又は解析者が指定した所望の値である場合には、ウィンドウ８−２の画面に配置された表示領域８−３の対応するボタンが自動的に押下され、したがってそのボタンの押下状態により、ポインタ８−１で選択された位置における計測対象物質の計測量又は計測量変化が如何なる値の種類であるかを知ることができる。
【００３７】
選択された位置での計測量又は計測量変化が如何なる特異値であるかを画面に表示する代わりに、音声のような画面表示以外の方法によりデータ解析者へ伝達してもよい。また、ウィンドウを２枚に分割する代わりに、２枚のウィンドウの情報を１枚のウィンドウ上に表示してもよい。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、被検体の任意の点における計測対象物質の物理量の評価を可能にすることにより空間分解能の向上を図り、それによって被検体の詳細情報を得ることのできる光計測方法及び装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図９の情報提示部の表示装置に表示される表示画面の一つの例を示す図。
【図２】図９の情報提示部の表示装置に表示される表示画面のもう一つの例を示す図。
【図３】計測領域の位置指定の別の実施例を示す図。
【図４】図９の情報提示部の表示装置に表示される表示画面の更にもう一つの例を示す図。
【図５】図９の情報提示部の表示装置に表示される表示画面の別の例を示す図。
【図６】図９の情報提示部の表示装置に表示される表示画面の更に別の例を示す図。
【図７】図９の情報提示部の表示装置に表示される表示画面の更に他の例を示す図。
【図８】図９の情報提示部の表示装置に表示される表示画面の他のもう一つの例を示す図。
【図９】本発明が適用される光計測装置のー実施例の主要部の構成を示すブロック図。
【図１０】図９の光モジュール内の構成を示すブロック図。
【図１１】被検体表面上における、照射位置及び検出位置の幾何学的配置例を示す図。
【図１２】図９のロックイン増幅器モジュ−ルの構成を示すブロック図。
【図１３】光計測装置の表示部に表示される従来のトポグラフ画像を示す図。
【符号の説明】
１−１：トポグラフ画像を含むウィンドウ、１−２：トポグラフ画像、１−３：計測量又は計測量の変化を表示するウィンドウ、１−４：マウスポインタ、１−５：マウスポインタで示される位置の水平方向及び垂直方向の座標情報を補助的に視覚的に明示する線、１−６：表示させたいデータの種類を示す文字列、１−７：計測量又は計測量変化を表示する数値、２−１：トポグラフ画像を含むウィンドウ、２−２：水平方向及び垂直方向の線、２−３：水平方向位置と垂直方向位置を読み取る定規、２−４：計測量又は計測量の変化及びこの位置情報を表示するウィンドウ、２−５：２つの線２−２の水平方向及び垂直方向への移動の制御に使用する４つのボタン、２−６：ポインタ、２−７：２つの線２−２の交点の水平方向（Ｘ）及び垂直方向（Ｙ）の座標情報メッセージ表示領域、２−８：２つの線２−２の交点の座標情報表示領域、２−９：計測量又は計測量の変化の表示領域、３−１：光ファイバ、３−２：圧電素子製センサー、３−３：被検体、３−４：指示手段、４−１：サイズを任意に変化させることが可能なウィンドウ、４−２：トポグラフ画像、４−３：ポインティング手段、４−４：表示領域、５−１：ウィンドウ、５−２：トポグラフ画像、５−３：計測量変化の時間依存性を示すグラフ、５−４：計測量変化の時間依存性を示すグラフを表示するウィンドウ、５−５：時刻表示バー、５−６：表示領域、６−１：ポインタ、６−２：ウィンドウ、６−３：提示形式選択ボタン、６−４：音調調節部、６−５：ファイル名表示領域、６−６：出力形式選択部、７−１：トポグラフィ画像、７−２：ポインティングデバイス、７−３：一次元状の線、７−４：ウィンドウ、７−５：グラフ、８−１：ポインタ、８−２：ウィンドウ、８−３：表示領域、９１：光源部、９９：被検体、９８−１〜４、照射用光ファイバ、１００−１〜５：検出用光ファイバ、１０１−１〜５：フォトダイオ−ド、１０２：ロックイン増幅モジュ−ル、１０６：サンプルホ−ルド回路モジュ−ル、１０７：スイッチ、１０８：Ａ／Ｄ変換器、１０９：計算機、１１０：記憶装置、１１１：情報提示部、１１２：操作部。
【図１】
0003977947.tif 000002
【図２】
0003977947.tif 000003
【図３】
0003977947.tif 000004
【図４】
0003977947.tif 000005
【図５】
0003977947.tif 000006
【図６】
0003977947.tif 000007
【図７】
0003977947.tif 000008
【図８】
0003977947.tif 000009
【図９】
0003977947.tif 000010
【図１０】
0003977947.tif 000011
【図１１】
0003977947.tif 000012
【図１２】
0003977947.tif 000013
【図１３】
0003977947.tif 000014