(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の頭部に光照射するための光照射モジュールと、前記光照射モジュールから照射され被験者の頭部を伝播してきた光を検出する光検出モジュールとを備え、被験者の頭部に装着される生体光計測用頭部装着式ホルダにおいて、
前記光照射モジュール及び光検出モジュールは、それぞれ先端に被験者の頭皮と接触する接触部を有し当該接触部に先端部を露出させて導光路が形成されているコンタクタと、前記コンタクタが下方に取り付けられたパッケージとを有し、
前記ホルダは、前記パッケージが挿入される、下方が開放された挿入穴を有し、
前記コンタクタは前記パッケージの下部に弾性体を介して固定され、前記パッケージは前記挿入穴の内部上壁に弾性体を介して固定されていることを特徴とする生体光計測用頭部装着式ホルダ。
【請求項２】
請求項１記載の生体光計測用頭部装着式ホルダにおいて、前記弾性体はバネであることを特徴とする生体光計測用頭部装着式ホルダ。
【請求項３】
被験者の頭部に光照射するための光照射モジュールと、前記光照射モジュールから照射され被験者の頭部を伝播してきた光を検出する光検出モジュールとを備え、被験者の頭部に装着される生体光計測用頭部装着式ホルダにおいて、
前記光照射モジュール及び光検出モジュールは、それぞれ先端に被験者の頭皮と接触する接触部を有し当該接触部に先端部を露出させて導光路が形成されているコンタクタと、前記コンタクタが下方に取り付けられたパッケージとを有し、
前記ホルダは、前記パッケージが挿入される、下方が開放された挿入穴を有し、
前記パッケージは前記挿入穴の内部上壁に弾性体と粘弾性体の直列構造を介して固定されていることを特徴とする生体光計測用頭部装着式ホルダ。
【請求項４】
請求項３記載の生体光計測用頭部装着式ホルダにおいて、前記コンタクタは前記パッケージの下部に弾性体を介して固定されていることを特徴とする生体光計測用頭部装着式ホルダ。
【請求項５】
請求項３記載の生体光計測用頭部装着式ホルダにおいて、前記粘弾性体はゲル材であることを特徴とする生体光計測用頭部装着式ホルダ。
【請求項６】
請求項３記載の生体光計測用頭部装着式ホルダにおいて、前記粘弾性体は中空構造を有するものであることを特徴とする生体光計測用頭部装着式ホルダ。
【請求項７】
請求項３記載の生体光計測用頭部装着式ホルダにおいて、前記弾性体はバネであることを特徴とする生体光計測用頭部装着式ホルダ。
【請求項８】
被験者の頭部に光照射するための光照射モジュールと、前記光照射モジュールから照射され被験者の頭部を伝播してきた光を検出する光検出モジュールとを備え、被験者の頭部に装着される生体光計測用頭部装着式ホルダにおいて、
前記光照射モジュール及び光検出モジュールは、それぞれ先端に被験者の頭皮と接触する接触部を有し当該接触部に先端部を露出させて導光路が形成されているコンタクタと、前記コンタクタが下方に取り付けられたパッケージとを有し、
前記ホルダは、前記パッケージが挿入される、下方が開放された挿入穴を有し、
前記コンタクタは前記パッケージの下部に弾性体を介して固定され、前記パッケージは前記挿入穴の内部上壁に粘弾性体を介して固定されていることを特徴とする生体光計測用頭部装着式ホルダ。
【請求項９】
請求項８記載の生体光計測用頭部装着式ホルダにおいて、前記弾性体はバネであることを特徴とする生体光計測用頭部装着式ホルダ。
【請求項１０】
請求項８記載の生体光計測用頭部装着式ホルダにおいて、前記粘弾性体はゲル材であることを特徴とする生体光計測用頭部装着式ホルダ。
【請求項１１】
請求項８記載の生体光計測用頭部装着式ホルダにおいて、前記粘弾性体は中空構造を有するものであることを特徴とする生体光計測用頭部装着式ホルダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を用いて生体の内部状態を測定する生体光計測装置に関し、特に、頭部を透過した光強度の解析により脳機能を計測するための生体光計測用頭部装着式ホルダに関する。
【背景技術】
【０００２】
人体の脳機能を計測する手段として、頭部の一部に近赤外光を照射し頭部を透過した後に戻る光の強度を解析することにより大脳皮質での血液分布を二次元的に表示する、光トポグラフィ技術が開発されている。この手法により人体の運動機能と脳の局在領域との対応が明らかになり、新たな精神医療への手がかりが得られている。また近年では、この局在化した脳機能を利用して、コンピュータ、ゲーム、環境制御装置などの外部装置を脳からの計測信号を利用して直接制御するインターフェース技術の開発も進められている。例えば、特開平９−１４９８９４号公報には、生体光計測装置を利用して被験者の頭部透過光強度を計測し、演算装置で酸化及び還元ヘモグロビンの量を計算し、このデータを用いて外部装置を駆動する方法が提案されている。特開２０００−１７２４０７号公報には、生体光計測装置から得られた測定信号の変化の履歴を、演算装置、記憶装置、制御装置などを用いて判定し、判別結果を一定の規則に当てはめることによりテレビ受像機のチャンネルを切り替える方式が提案されている。また、特開２００２−１７２１０６号公報には、光照射器と光検出器を被検査体の皮膚に接触させ、得られた光信号の強度により画面のオブジェクトを制御するインターフェース技術が提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１４９８９４号公報
【特許文献２】特開２０００−１７２４０７号公報
【特許文献３】特開２００２−１７２１０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記技術を用いて精密に生体光計測をする場合、照射する光量が一定であること、並びに光検出器に頭部からの戻り光以外の光を入射させないことが極めて重要である。これらの条件を満たすことができないと、ノイズ光に対する信号光の比（Ｓ／Ｎ比）を高く保つことができず、正確な評価を行うことができなくなる。そのためには、光照射モジュールの光照射部分並びに光検出モジュールの光導入部分が頭部に確実に密着し、かつそれが動かないように固定しなければならない。しかし、頭部の形はおおよそ球形であること、モジュールの先端が毛髪を避けて頭皮まで到達しなければならないこと、さらには被験者によって頭部の形状が異なるため、多様な形態に合わせられるようにしなければならないことなどから、モジュールが確実に動かないようにするためにはかなりの力を掛けて頭部に押さえつける必要がある。しかし、強い力で固定すると、被験者は強い圧迫感を感じ、長時間の計測に耐えることができない場合がある。これは、日常生活もしくはそれに近い状態での計測を行うための障害となる可能性がある。また、高齢の被験者や乳児・幼児に至っては上記圧迫感によって装着に耐えられず、従って計測そのものができないこともあり得る。
【０００５】
本発明の目的は、あらゆる被験者、あらゆる計測形態においても精密な生体光計測を実現可能にするために、光照射／光検出モジュールが頭皮に確実に密着し、かつ被験者に過剰な圧迫感を与えない生体光計測用頭部装着式ホルダを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の生体光計測用頭部装着式ホルダに備えられる光照射モジュール及び光検出モジュールは、それぞれ先端に被験者の頭皮と接触する接触部を有し当該接触部に先端部を露出させて導光路が形成されているコンタクタと、コンタクタが下方に取り付けられたパッケージとを有する。またホルダは、パッケージが挿入される、下方が開放された挿入穴を有する。そして、本発明の一態様では、コンタクタはパッケージの下部に弾性体を介して固定され、パッケージは挿入穴の内部上壁に弾性体を介して固定されている。他の態様では、パッケージは挿入穴の内部上壁に弾性体と粘弾性体の直列構造を介して固定されている。このとき、コンタクタはパッケージの下部に弾性体を介して固定されているのが好ましい。更に別の態様では、コンタクタはパッケージの下部に弾性体を介して固定され、パッケージは挿入穴の内部上壁に粘弾性体を介して固定されている。
【０００７】
パッケージとホルダとを繋ぐ弾性体としては、スプリングコイルや板バネ等のバネ構造を用いるとよい。パッケージとホルダとを繋ぐ弾性体と粘弾性体の直列接続構造、あるいは粘弾性体としては、ウレタン系樹脂、ビニール系樹脂、シリコーン樹脂のいずれかを主成分とする樹脂を用いるとよい。コンタクタとパッケージとを繋ぐ弾性体としては、同じくバネが適している。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、被験者の頭部に過剰な力を加えることなく光照射モジュールの光照射部分あるいは光検出モジュールの光導入部分を頭皮に良好に密着させることができ、生体光計測の計測精度が向上する。また、ホルダを装着した被験者の不快感も大幅に軽減するため、長時間の装着、日常生活に近い状態での装着、乳児・幼児・高齢の被験者などへの装着が可能になり、生体光計測の測定可能範囲が大幅に拡大する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、実質同一の部位については、同じ参照番号をつけ、説明は繰り返さない。
【実施例１】
【００１０】
図１及び図２を用いて、本発明の第一の実施例を説明する。図１は、生体光計測装置における、光照射モジュール１０１及び光検出モジュール１０２を備える生体光計測用頭部装着式ホルダを模式的に示したものである。光照射モジュール及び光検出モジュールは、本図では各１個ずつであるが、それぞれ複数個あっても構わない。ここでは右側に記される光検出モジュール１０２を用いて説明する。図中、１は被験者の頭部（頭皮）、２はモジュールのパッケージ、３はパッケージを固定するホルダ、４ｂはモジュールと制御装置を繋ぐためのケーブルである。パッケージ２は、例えばベスペル(R)（ポリイミド）などの剛性のある樹脂からなり、ホルダ３の下面に設けられたパッケージ挿入穴３１に挿入されている。パッケージ２の下部には、光照射モジュール１０１から照射され頭部を伝播した光を光検出器に導入するための導光路２１を有するコンタクタが取り付けられる。導光路２１に導かれた光は、導光路の頭皮側と反対の端部先に設置されたフォトダイオードなどの光検出器２２に照射され、電気信号に変換される。その電気信号は、光検出モジュール内の電気回路を介してケーブル４ｂを伝搬して制御装置に送信される。導光路２１と光検出器２２は、その位置関係が変動しないように固定されている。
【００１１】
導光路２１を具備してなる頭皮へのコンタクタ２３とモジュールのパッケージ２は、弾性体５１を介して接続されている。また、モジュールパッケージ２とホルダ３とは、弾性体５２を介して接続されている。パッケージ２は、光素子ならびに光電変換用の電子回路を格納したり、光ファイバを制御装置に導くためのガイドとしての役割を持つ。
【００１２】
なお、図に示される弾性体及び後述の粘弾性体の絵は、これらを模式的に表すための模型図であり現実の形態とは必ずしも一致しないものである。また、弾性体・粘弾性体とも図では２つ記されているが、これは一つでも三つ以上でも構わない。これは、実施例２以降に関しても同様である。
【００１３】
頭皮へのコンタクタ２３には、ケーブル４ｂ（光照射モジュール１０１の場合は光ファイバ４ａ）が接続されている。このとき、ケーブルや光ファイバに無理な力が掛からないように、弾性体の変位以上のストロークを確保した屈曲部を設けるか、光ファイバをパッケージ２に固定しないなどの構造をとる。これに関しても、実施例２以降も同様である。
【００１４】
頭部への固定は、ホルダ３を頭部を包み込むようにしながら頭皮１に押し付け、弾性体５１、５２の復元力によりコンタクタ２３の先端、すなわち導光路２１の先端部分を頭皮１に接触させる。ホルダの材質は、被験者の頭の形状に追従できるよう変形しやすい樹脂あるいは布が望ましい。あるいはネット状のものでも構わない。但し、モジュール間の距離が容易に変わるようなものであってはならない。コンタクタ２３は、細い形状のため、頭皮に毛髪が存在してもこれに干渉されることなく先端を接触させることが可能である。このとき、ホルダ３とパッケージ２とを繋ぐ弾性体５２により各パッケージ全体が押し付けられる。被験者の頭部は完全な球形であることはないため、弾性体５１のみでは各光モジュールの押し付け圧がばらつく可能性があり、押し付け圧が小さい場合は頭皮との充分な密着がとれず、測定のふらつきが発生する恐れがある。本発明では、弾性体５２に加え、導光路２１とパッケージ２を繋ぐ弾性体５１がモジュール毎に備わるため、各光モジュールの導光路２１先端がそれぞれ頭部に追従し、各光モジュールとも過剰な圧力をかけることなく頭皮に密着させることができる。従って、被験者に不必要な負荷をかけることなく生体光計測を行うことが可能になる。
【００１５】
なお、図１の例では、光検出器２２は、光検出モジュール１０２の中に具備されている。また光照射モジュール１０１に関して言えば、モジュール内に発光素子はなく、光ファイバ４ａがモジュールから制御装置に繋がり、図示はしていないが制御装置あるいは制御装置と光照射モジュールとの間に発光素子が設置された形態となっている。これらは、図２のように、光検出モジュール１０２に関しては、光ファイバ４ａで信号を取り出し、制御装置あるいは制御装置と光検出モジュールの間に光検出器を設置し、光照射モジュール１０１は、モジュール内に発光素子２４を具備し、発光素子２４と制御装置をケーブル４ｂで接続する形態としても構わない。もちろん、両モジュールとも光素子を具備する形態にしても、両方とも光素子を具備しない形態としてもよい。
【００１６】
コンタクタ２３は、著しい変形を起こさないように、比較的硬い材料を用いる。材料は特に限定はされないが、被験者への負荷をできる限り減らすことを考慮すると、樹脂のような軽いものが好適である。また、本実施例では、コンタクタ２３は頭皮に向かって次第に径が細くなる円錐形状を呈しているが、毛髪等の干渉を回避して頭皮へ密着できるものであれば、これ以外の形状で構わない。その一例を図１３に示す。図１３（ａ）は先端部分の形状が円筒状であるコンタクタを示し、図１３（ｂ）は全体として頭皮に向かって次第に径が小さくなる円錐形状であるものの頭皮との接触部分が曲面形状をしたコンタクタを示している。コンタクタ２３の頭皮と接触する部分の寸法は０．５〜５ｍｍ程度とするのが好ましい。コンタクタ２３の内部に具備される導光路２１は、照射／検出される近赤外光をよく透過する材料で構成されている必要がある。具体的には、透明樹脂棒、ガラス棒、光ファイバ、光ファイバを束にしたバンドルファイバなどを導光路２１に用いることができる。
【００１７】
本実施例の光照射モジュール及び光検出モジュールを備えるホルダを用いることにより、被験者の頭部に過剰な力を加えることなく光照射モジュールあるいは光検出モジュールを頭皮に良好に密着でき、生体光計測の計測精度が向上する。また、被験者の不快感も大幅に軽減するため、日常生活状態での装着、乳児・幼児・高齢の被験者などへの装着が可能になり、生体光計測の測定可能範囲が大幅に拡大する。
【実施例２】
【００１８】
次に、図３から図５を用いて本発明の第二の実施例を説明する。図３は、図１と同様の構成からなる生体光計測装置の生体光計測用頭部装着式ホルダの部分を模式的に表したものである。図１との違いは、パッケージ２とホルダ３とを繋ぐ箇所を弾性体５３と粘弾性体５４とを直列で繋いだ部材５５としたところにある。
【００１９】
粘弾性体とは、粘性と弾性の両方の性質を併せ持つ物質のことである。具体的には、粘弾性体にある応力を加えると徐々に変形が進んでいくクリープ現象や、ある変位を与えたときに徐々に応力が低減していく応力緩和現象は、粘弾性体に特有の振る舞いである。一方、弾性体とは、応力を加えて変形させると、変位に比例した復元力が働き、応力を取り除くと直ちに形状が元に戻る性質を有する物質のことである。
【００２０】
図４は、本実施例のホルダを被験者の頭部に装着した際の、被検者の頭皮にかかる圧力（応力）の時間変動を表すグラフである。ホルダ３の押し付け量、すなわち弾性体５３と粘弾性体５４、並びにコンタクタ２３とパッケージ２とを繋ぐ弾性体５１の変位量が一定であるとすると、まず装着直後は弾性体成分全ての復元力が働き、頭部にかかる応力は相対的に高い値を示す。この圧力により各モジュールの導光路２１先端が確実に頭皮に接触する。その後、圧力は徐々に減衰する。これは粘弾性体のダッシュポット成分が徐々に変位して応力緩和するためである。最後にある圧力で一定となる。このように圧力が低減することで、被験者への負担が軽減される。また、最終的に一定の圧力値になることで、装着したホルダがはずれることも防げる。
【００２１】
頭部に実際に固定する際は、まずホルダ３を、頭部を包み込むようにしながら頭皮１に押し付けるが、このとき、図４に示す通り頭皮にかかる圧力は一時的に大きくなる。この力によって、頭部に凹凸や毛髪が存在しても、コンタクタ２３の形状も相まって、モジュール先端を頭皮１に容易に接触させることができる。さらに、頭部の局所的な凹凸に対しては、コンタクタ２３とパッケージ２を繋ぐ弾性体５１によって、頭部形状に追従できる。その後、ホルダ３を固定しておけば、粘弾性体の変位によって、図４に示すように頭皮にかかる圧力が低減する。これにより、導光路２１を有するコンタクタ２３先端の頭皮への接触面積が小さくても被験者の不快感を軽減できる。そして、ある一定の値に収束する。一定の圧力がかかること、並びに弾性体５１により頭部の局所的凹凸に追従することから、頭皮１と導光路２１の接触は確保される。すなわち、本実施例のホルダを用いることで、被験者の頭部に過剰な力を加えることなく光モジュールを頭皮に良好に密着でき生体光計測の計測精度が向上する。また、被験者の不快感も大幅に軽減するため、日常生活状態での装着、乳児・幼児・高齢の被験者などへの装着が可能になり、生体光計測の測定可能範囲が大幅に拡大する。
【００２２】
本機構は、モジュール毎に備わっているため、装着状態のばらつきがほとんどなく、どのモジュールも確実に頭皮に接触させることができる。
【００２３】
なお、図３の構造に関しても、図５に示すように、光照射モジュール１０１に発光素子２４を具備し、光検出モジュール１０２は制御装置あるいは制御装置と光検出モジュールの間に光検出器を設置する構造としても構わない。もちろん、両モジュールとも光素子を具備する形態にしても、両方とも光素子を具備しない形態としてもよい。また、本実施例におけるコンタクタ２３及び導光路２１の材料・形状に関しては、実施例１と同様である。
【実施例３】
【００２４】
次に、図６及び図７を用いて本発明の第三の実施例を説明する。図６は、パッケージ２とホルダ３とを繋ぐ箇所を弾性体５３と粘弾性体５４とを直列で繋いだ部材５５とした構造である。コンタクタ２３とパッケージ２とはリジッドに固定されている。
【００２５】
図６に示される構造によっても、図４に示されるような圧力の時間変動を実現できる。すなわち、装着直後は相対的に高い圧力となり各モジュールのコンタクタ２３先端を確実に頭皮に密着させ、その後、圧力が徐々に減衰して被験者への負担が軽減され、さらに一定の圧力値になることで装着したホルダ３がはずれることも防げる。従って、本実施例のホルダを用いることにより、実施例２と同様に被験者の頭部に過剰な力をかけずに光照射／光検出モジュールを頭皮に良好に密着でき、生体光計測の計測精度が向上する。また、被験者の不快感が大幅に軽減し、日常生活状態での装着、乳児・幼児・高齢の被験者などの計測が可能になる。
【００２６】
図６の構造に関しても、図７に示すように、光照射モジュール１０１に発光素子２４を具備し、光検出モジュール１０２は制御装置あるいは制御装置と光検出モジュールの間に光検出器を設置する構造としても構わない。もちろん、両モジュールとも光素子を具備する形態にしても、両方とも光素子を具備しない形態としてもよい。また、本実施例におけるコンタクタ２３及び導光路２１の材料・形状に関しては、実施例１と同様である。
【実施例４】
【００２７】
次に、図８及び図９を用いて本発明の第四の実施例を説明する。図８は、図３と同様の構成を有する生体光計測装置のホルダであるが、違いとしてはパッケージ２とホルダ３とを繋ぐ箇所を粘弾性体５６としたことである。本構造を被験者の頭部にした場合の頭皮にかかる圧力変動は、第二、第三の実施例と同様、図４に示されるものとなる。すなわち、本実施例により、実施例２、３と同様に被験者の頭部への過剰な負荷なしに生体光計測の計測精度が向上する。また、被験者の不快感も激減するため、日常生活状態での装着や、乳児や高齢者などへの装着が可能になり、生体光計測の測定可能範囲が大幅に拡大する。
【００２８】
本実施例に関しても、図９に示すように、光照射モジュール１０１に発光素子２４を具備し、光検出モジュール１０２は制御装置あるいは制御装置と光検出モジュールの間に光検出器を設置する構造としても構わない。もちろん、両モジュールとも光素子を具備する形態にしても、両方とも光素子を具備しない形態としてもよい。本実施例におけるコンタクタ２３及び導光路２１の材料・形状に関しては、実施例１と同様である。
【実施例５】
【００２９】
次に、図１０を用いて本発明の第五の実施例を説明する。図１０は、本発明による生体光計測装置において、ホルダへの光照射／光検出モジュールの脱着の形態を示した模式図である。装着後の形態は、図３に示される構造となる。
【００３０】
図１０（ａ）は、ホルダ３ａに光照射／光検出モジュールが装着されていない状態を示す。図中には頭皮１が描かれているが、このようにモジュール装着前にホルダ３ａを被験者の頭部に装着してもよいし、モジュールを装着してからホルダ３ａを頭部に密着させても構わない。モジュール１０１，１０２は、ホルダ３ａに形成された穴３１に挿入される。
【００３１】
次に、図１０（ｂ）に示すように、モジュールをホルダに固定するためのホルダキャップ３ｂをモジュールの上に載せる。ホルダキャップ３ｂには、弾性体５３と粘弾性体５４が直列接続した部材５５が備わる。ホルダキャップ３ｂの、部材５５が接続される一方の部分はホルダ３ａと固定部３２にて固定される。また、もう一方はパッケージ２に固定部３３にて固定される。ホルダ３ａとホルダキャップ３ｂとの固定は、ネジ固定やスナップなどを用いてよい。パッケージとホルダキャップの固定は、光ファイバ４ａ又は電気配線ケーブル４ｂのコネクタ４１ａ／４２ａ又は４１ｂ／４２ｂを利用又は併用して構わない。
【００３２】
以上の手順により、図１０（ｃ）に示す通り生体光計測装置のホルダ３の装着が完了する。このような形態で頭部に実装された生体光計測装置は、他の実施例と同様、被験者への過剰な負担なしに、頭皮にモジュール先端を密着させることができ、計測精度の向上はもちろんのこと、日常生活での装着や、乳児・高齢者への装着が可能になり、計測可能な範囲が大幅に拡大する。
【実施例６】
【００３３】
次に、図１１を用いて本発明の第五の実施例を説明する。図１１は、生体光計測装置のホルダにおける光検出モジュール１０２の模式図を示したものであるが、弾性体及び弾性体の部分を実際の部材の形態通り、あるいはそれに近い状態で記したものである。モジュールを構成する部品については、実施例５にて説明した図１０と同じものである。本図では光検出モジュールのみ記載されているが、当然光照射モジュールにも同様に適用されるものである。
【００３４】
図中、パッケージ２には、光照射モジュールから照射され頭部を伝播した光を光検出器に導入するための導光路２１を有するコンタクタ２３が備わる。導光路２１に導かれた光は、導光路の頭皮側と反対の端部先に設けられたフォトダイオードなどに代表される光検出器２２に照射され、電気信号に変換される。電気信号は、光検出モジュール内の電気回路を介してケーブル４ｂを伝搬して制御装置に送信される。
【００３５】
導光路２１と光検出器２２は、その位置関係が変動しないようにコンタクタ２３内で固定されている。コンタクタ２３とモジュールのパッケージ２は、弾性体５１を介して接続されている。本図では、弾性体５１として、鋼を円弧状に曲げ、それにつぶす方向に力を加えることで復元力を発生させる、いわゆる板バネを用いている。板バネの両端部５１１，５１２は、頭皮へのコンタクタ２３に接している。この部分は、接着剤等で固定してもよいが、著しくずれたり隙間ができるようなことがなければ、バネの復元力だけで押し付けておくだけでもよい。板バネ５１とパッケージ２とは、板バネ５１の円弧部５１３で接触させる。こちらの固定の仕方も部材２３に対するものと同様である。板バネ５１は、光検出器２２から出るケーブル４ｂと干渉しないように、一部に穴を設けるなど、これをよけるための措置を施す。なお、本実施例では板バネを用いているが、弾性体５１は、これ以外の、例えばコイルバネや皿バネ等別の形状のバネを用いても構わない。
【００３６】
モジュールパッケージ２とホルダ３とは、弾性体５３と粘弾性体５４とを直列接続した構造で接続されているが、本実施例では弾性体５３に皿バネを用いている。皿バネとは、空洞の円錐の上部を切り取ったような形状したもので、やはり上からつぶすことで復元力が発生するものである。また、粘弾性体５４には、シリコーンを主成分としたゲル材を用いている。ゲル材５４は、ケーブル４ｂやコネクタ４１ｂ，４２ｂとの干渉を避けるためにドーナツ状の円筒形にしている。パッケージ２と皿バネ５３及びゲル材５４との固定は、コネクタ４１ｂ，４２ｂを利用している。ゲル材５４は、ホルダキャップ部品３ｃに固定されている。固定方法としては、ここでは接着剤を用いている。また、ゲル材５４と皿バネ５３との接続には、ホルダキャップ部品３ｄの表裏面に、それぞれ接着剤で固定するという方法を採っている。さらに、ホルダキャップ３ｂと皿バネとの固定についても接着剤を用いている。ホルダ３ａとホルダキャップ３ｂはネジ込み等にて固定し、ホルダキャップの部品３ｃとパッケージは、コネクタ４１ｂ／４２ｂで固定される。このようにして、ホルダ３ａとパッケージ２は、皿バネ５３とゲル材５４との直列接続構造により接続される。
【００３７】
なお、皿バネ５３に関しては、コイルバネや板バネなど、別形状のものを用いても構わない。また、ゲル材に関しても、シリコーン以外の、例えばウレタン系樹脂やビニール系樹脂を主成分とするものでも構わない。さらに、粘弾性体５４に関しては、スポンジ状のものや、あるいはハニカム構造的な中空構造を持つものを用いてもよい。このような構造を適用すれば、先に挙げた特徴に加え、放熱性を確保できることになり、ホルダ３を被ることによる頭部の熱のこもりを抑制することができる。
【００３８】
本実施例による構造は、実施例２などと同様、図４に示されるような圧力の時間変動を示す。すなわち、装着直後は相対的に高い圧力となり各モジュールのコンタクタ２３に設けられている導光路２１先端を確実に頭皮に密着させ、その後、圧力が徐々に減衰して被験者への負担が軽減され、さらにその後一定の圧力値になることでホルダがしっかりと装着される。従って、被験者の頭部に過剰な力をかけずに光照射／光検出モジュールを頭皮に良好に密着させることができ、生体光計測の計測精度が向上する。また、被験者の不快感が大幅に軽減し、日常生活状態での装着、乳児・幼児・高齢の被験者などの計測が可能になり、生体光計測の測定可能範囲が大幅に拡大する。
【実施例７】
【００３９】
最後に、図１２を用いて本発明の第六の実施例を説明する。図１２は、本発明による生体光計測装置の全体を示すものである。
【００４０】
被験者は、ホルダ３を被り脳の血流状態を計測する。ホルダ３には複数の光照射モジュール１０１及び光検出モジュール１０２が取り付けられており、被験者の頭皮１にその先端が接触している。これら光照射モジュール及び光検出モジュールは、上述の実施例１〜７の少なくともいずれかの形態でホルダに取り付けられている。光照射モジュールと光検出モジュールは、配線を介して測定装置６に接続される。測定装置６は、送信機６１、受信機６２、演算装置６３、記憶装置６４、表示装置６５を有する。送信機６１は、特定の周波数で変調された電気信号又は近赤外領域の波長に変換された光信号を光照射モジュール１０１に送信する。光照射モジュール１０１から頭皮１に入射された光は、大脳皮質の表面で散乱されるが、この散乱光は大脳皮質の血液量、さらには血液中の酸素化及び還元ヘモグロビンの濃度変化によって変動する。散乱光は光検出モジュール１０２により検出される。検出された光信号又は光検出モジュール１０２において変換された電気信号は、受信機６２に入力される。受信機６２は、演算装置６３と記憶装置６４との間で情報処理を行い、信号から脳内のヘモグロビン量を計算する。計算結果は表示装置６５に表示される。このようにして大脳表面の血液量の変化を２次元空間へ表示することが可能となる。
【００４１】
本発明によるホルダ３を用いることで、被験者に不要な圧力が掛かることが軽減され、かつ被験者の頭皮にモジュール先端がしっかりと接触するため、被験者の負担を軽減しつつ正確な計測を実現することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、生体光計測装置に適用されるものであり、計測プローブを被検者に過剰な圧力をかけることなく密着させることができ、被検者の不快感を軽減し、計測精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施を示す模式図。
【図２】図１の変形例を示す図。
【図３】本発明の第二の実施例を示す模式図。
【図４】被験者の頭皮にかかる圧力の時間変動を表すグラフ。
【図５】図３の変形例を示す図。
【図６】本発明の第三の実施例を示す模式図。
【図７】図６変形例を示す図。
【図８】本発明の第四の実施例を示す模式図。
【図９】図８の変形例を示す図。
【図１０】ホルダへの光照射／光検出モジュールの脱着の形態を示した模式図。
【図１１】光検出モジュールの模式図。
【図１２】生体光計測装置の全体図。
【図１３】コンタクタの形状の例を示す図。
【符号の説明】
【００４４】
１…被験者の頭皮、１０１…光照射モジュール、１０２…光検出モジュール、２…モジュールのパッケージ、２１…導光路、２２…光検出器、２３…コンタクタ、２４…発光素子、３，３ａ…ホルダ、３ｂ…ホルダキャップ、３ｃ，３ｄ…ホルダキャップの部品、３１…ホルダのモジュールが装着される穴、３２…ホルダとホルダキャップとの固定部、３３…ホルダキャップとパッケージとの固定部、４ａ…光ファイバ、４ｂ…電気配線ケーブル、４１ａ，４２ａ…光ファイバコネクタ、４１ｂ、４２ｂ…電気配線ケーブルコネクタ、５１，５２，５３…弾性体、５１１，５１２…板バネの端部、５１３…板バネの円弧部、５４，５６…粘弾性体、５５…弾性体と粘弾性体の直列接続構造体、６…制御装置
【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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【図１３】
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