(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の頭部皮膚表面上に配置される複数個の送光プローブと、当該頭部皮膚表面上に配置される複数個の受光プローブとを有する送受光部と、
前記送光プローブが頭部皮膚表面に光を照射するとともに、前記受光プローブが頭部皮膚表面から放出される光を検出するように制御することで、脳活動に関する測定データを得る送受光部制御部と、
前記測定データを表示する測定データ表示制御部とを備える光生体測定装置であって、
前記被検体の頭部皮膚表面と脳表面と位置関係を示す３次元形態画像データを取得する３次元形態画像データ取得部と、
前記３次元形態画像データに基づいて、脳表面画像を表示する脳表面画像表示制御部と、
前記３次元形態画像データに基づいて、頭部皮膚表面画像を表示する頭部皮膚表面画像表示制御部と、
前記脳表面画像及び頭部皮膚表面画像の少なくとも１つの画像を表示するように決定する画像表示制御部と、
前記測定データが得られる被検体の脳表面上の測定関連位置を算出する測定関連位置算出部とを備え、
前記測定関連位置算出部は、前記頭部皮膚表面画像の表示中に、前記被検体の頭部皮膚表面上に配置された送光プローブの位置と受光プローブの位置とに対応する頭部皮膚表面画像中の位置が入力装置で指定されることにより、前記測定データが得られる被検体の脳表面上の測定関連位置を算出して、
前記測定データ表示制御部は、前記脳表面画像が表示されているときに、前記脳表面画像の測定関連位置中に測定データを表示することを特徴とする光生体測定装置。
【請求項２】
前記測定関連位置算出部は、測定データが得られる被検体の頭部皮膚表面上の測定関連位置を算出し、
前記測定データ表示制御部は、前記頭部皮膚表面画像が表示されているときに、前記頭部皮膚表面画像の測定関連位置中に測定データを表示することを可能とすることを特徴とする請求項１に記載の光生体測定装置。
【請求項３】
前記測定関連位置は、前記頭部皮膚表面上では、送光プローブの位置と受光プローブの位置とを頭部皮膚表面に沿って最短距離で結んだ線の中点の位置とし、前記脳表面上では、送光プローブの位置と受光プローブの位置とを結んだ線の垂直二等分線と交差する位置とすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光生体測定装置。
【請求項４】
前記測定データは、ヘモグロビン濃度の経時変化を示すデータであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光生体測定装置。
【請求項５】
前記脳表面画像及び／又は頭部皮膚表面画像は、所望の方向から見た画像となるように、当該方向を変更可能として表示されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光生体測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非侵襲で脳活動を測定する光生体測定装置に関する。特に、脳内各部の血流の経時変化や酸素供給の経時変化を測定することにより、生体の組織が正常であるか否かを診断するための酸素モニタ等として使用することができる光生体測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヘモグロビンは、血液中で酸素を運搬する役割を果たしている。血液中に含まれるヘモグロビンの濃度は、血管の拡張・収縮に応じて増減するため、ヘモグロビンの濃度を測定することによって、血管の拡張・収縮を検出することが知られている。
そこで、ヘモグロビンの濃度が生体内部の酸素代謝機能に対応することを利用することにより、光を用いて生体内部を簡便に無侵襲で測定する生体測定方法が知られている。ヘモグロビンの濃度は、可視光から近赤外領域までの波長の光を生体に照射することにより、生体を透過して得られる光の量から求められる。
【０００３】
さらに、ヘモグロビンは、酸素と結合してオキシヘモグロビン（以下、「ｏｘｙＨｂ」ともいう）となり、一方、酸素と離れてデオキシヘモグロビン（以下、「ｄｅｏｘｙＨｂ」ともいう）となる。脳内では、血流再配分作用によって活性化している部位には酸素供給が行われ、酸素と結合したオキシヘモグロビンの濃度が増加することも知られている。よって、オキシヘモグロビンの濃度を測定することにより、脳活動の観察に応用することができる。オキシヘモグロビンとデオキシヘモグロビンとは、可視光から近赤外領域にかけて異なる分光吸収スペクトル特性を有しているので、例えば、近赤外光を用いてオキシヘモグロビン濃度及びデオキシヘモグロビン濃度を求めることができる。
【０００４】
そこで、非侵襲で脳活動を測定するために、送光プローブと受光プローブとを備える光生体測定装置が開発されている。光生体測定装置では、被検体の頭部皮膚表面上に配置した送光プローブにより、脳に近赤外光を照射するとともに、頭部皮膚表面上に配置した受光プローブにより、脳から放出された近赤外光の光量を検出する。近赤外光は、頭部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。よって、送光プローブと受光プローブとを用いることにより、脳の測定部位のオキシヘモグロビン濃度、デオキシヘモグロビン濃度、さらにはこれらから算出される全ヘモグロビン濃度の経時変化を測定データとして求めることができる。図８は、測定データの一例を示す図である。なお、縦軸は濃度を示し、横軸は時間を示す。
【０００５】
ここで、送光プローブと受光プローブとのプローブ間隔（チャンネル）と、脳の測定部位との関係について説明する。図９（ａ）は、一対の送光プローブ１２及び受光プローブ１３と、脳の測定部位との関係を示す断面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）の平面図である。
送光プローブ１２が被検体の頭部皮膚表面上の送光点Ｔに押し当てられるとともに、受光プローブ１３が被検体の頭部皮膚表面上の受光点Ｒに押し当てられる。そして、送光プローブ１２から光を照射させるとともに、受光プローブ１３に頭部皮膚表面から放出される光を検出させる。このとき、光は、頭部皮膚表面上の送光点Ｔから照射された光のうちで、バナナ形状（測定領域）を通過した光が、頭部皮膚表面上の受光点Ｒに到達する。これにより、測定領域の中でも、特に、送光点Ｔと受光点Ｒとを被検体の頭部皮膚表面に沿って最短距離で結んだ線Ｌの中点Ｍ（本明細書中では、頭部皮膚表面での「測定関連位置」ともいう）から、送光点Ｔと受光点Ｒとを被検体の頭部皮膚表面に沿って最短距離で結んだ線の距離の半分の深さＬ／２である被検体の部位Ｓ（本明細書中では、脳表面での「測定関連位置」ともいう）の受光量情報（オキシヘモグロビン濃度、デオキシヘモグロビン濃度、さらにはこれらから算出される全ヘモグロビン濃度）が求まるとしている。
【０００６】
また、脳の各部位と脳機能とについて説明する。図１０は、ヒトの脳の大脳皮質の一例を示す図である。便宜上、脳は、前頭葉７１と、頭頂葉７２と、後頭葉７３と、側頭葉７４との４つの部分に分けられる。なお、シルビウス溝７７が、側頭葉７４と他の部位とを分けている。また、中心溝７８が、前頭葉７１と頭頂葉７２とを分離している。さらに、頭頂葉７２と後頭葉７３とは、図示していない角回と呼ばれる部分によって分けられる。
運動の指令を体の各部へ発信する運動野７５は、中心溝７８の前にあり、かつ、前頭葉７１の一部分を占める。また、触覚、痛覚、圧覚等の体性感覚を認識する体性感覚野７６は、中心溝７８の後ろにあり、かつ、頭頂葉７２の一部分を占める。そして、視覚野８０は、後頭葉７３の後ろの一部分にある。聴覚野７９は、側頭葉７４の一部分を占める。さらに、運動性言語中枢８１は、前頭葉７１の一部分を占める。
【０００７】
そこで、近年、運動や感覚や思考等の脳機能に関する脳の測定部位のヘモグロビン濃度等を計測することにより、脳機能診断や循環器系障害診断等の医療分野に適用される光生体測定装置が開発されてきている。
このような光生体測定装置では、例えば、近赤外分光分析計（以下、ＮＩＲＳと略す）等が利用されている（例えば、特許文献１参照）。
ＮＩＲＳにおいては、複数個の送光プローブと、複数個の受光プローブとを所定の配列で被検体の頭部皮膚表面に密着させるために、ホルダが使用される。このようなホルダとしては、例えば、頭部皮膚表面の形状に合わせて椀形状に成型された成型ホルダが使用されている。成型ホルダには貫通孔が複数個設けられ、送光プローブと受光プローブとがそれらの貫通孔に挿入されることによって、チャンネルが一定となり、頭部皮膚表面から特定の深度の受光量情報を得ている。
図１１は、上述したようなＮＩＲＳにおける１２個の送光プローブと１２個の受光プローブとの位置関係を示す平面図である。送光プローブ１２ａ〜１２ｌと受光プローブ１３ａ〜１３ｌとは、斜め方向に交互となるように配置されている。なお、送光プローブ１２ａ〜１２ｌから照射された光は、隣接する受光プローブ１３ａ〜１３ｌ以外の離れた受光プローブ１３ａ〜１３ｌでも検出されるが、ここでは説明を簡単にするため、隣接する受光プローブ１３ａ〜１３ｌのみで検出されることとする。よって、合計３６個の受光量情報（測定データ）が得られることとする。
なお、一般的にチャンネルを３０ｍｍとしたものが用いられ、チャンネルが３０ｍｍである場合には、上述したようにチャンネルの中点からの深度１５ｍｍ〜２０ｍｍの受光量情報が得られると考えられている。すなわち、頭部皮膚表面から深度１５ｍｍ〜２０ｍｍの位置は脳表部位にほぼ対応し、脳活動に関した受光量情報（測定データ）が得られる。
【０００８】
そして、ＮＩＲＳで得られた脳活動に関する測定データは、医師等によって観察されるために、画像として表示される。図１２は、従来の光生体測定装置により３６個の測定データが表示されたモニタ画面の一例を示す図である。
モニタ画面には、３６個の測定データ＃１〜＃３６の表示が行われている。このとき、図１１に示した平面図において、送光プローブ１２と受光プローブ１３とを最短距離で結んだ線の各中点に、その送光プローブ１２から照射させた光を、その受光プローブ１３で検出させたときに得られた測定データが配置されるように整列されて表示されている。具体的には、送光プローブ１２ａから照射させた光を受光プローブ１３ａで検出させたときの測定データ＃１が、左上に配置され、送光プローブ１２ａから照射させた光を受光プローブ１３ｄで検出させたときの測定データ＃２が、測定データ＃１の下に配置され、送光プローブ１２ｂから照射させた光を受光プローブ１３ａで検出させたときの測定データ＃７が、測定データ＃１の右に配置されるように、３６個の測定データ＃１〜＃３６が整列して配置されている。
【特許文献１】特開２００６−１０９９６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、３６個の測定データ＃１〜＃３６が、上述したように配置されているだけなので、脳を示す表示がなく、脳の測定部位のどの部分から得られた測定データであるかを把握することが困難であった。
また、脳の解剖学的構造には個人差があり、脳の形状が各人で違っているので、測定データを正確に考察することができないという問題も生じていた。
そこで、本発明は、測定データを観察しながら、測定データが得られた脳の測定部位も容易に把握することができる光生体測定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】
【００１０】
上記課題を解決するためになされた本発明の光生体測定装置は、被検体の頭部皮膚表面上に配置される複数個の送光プローブと、当該頭部皮膚表面上に配置される複数個の受光プローブとを有する送受光部と、前記送光プローブが頭部皮膚表面に光を照射するとともに、前記受光プローブが頭部皮膚表面から放出される光を検出するように制御することで、脳活動に関する測定データを得る送受光部制御部と、前記測定データを表示する測定データ表示制御部とを備える光生体測定装置であって、前記被検体の頭部皮膚表面と脳表面と位置関係を示す３次元形態画像データを取得する３次元形態画像データ取得部と、前記３次元形態画像データに基づいて、脳表面画像を表示する脳表面画像表示制御部と、前記３次元形態画像データに基づいて、頭部皮膚表面画像を表示する頭部皮膚表面画像表示制御部と、前記脳表面画像及び頭部皮膚表面画像の少なくとも１つの画像を表示するように決定する画像表示制御部と、前記測定データが得られる被検体の脳表面上の測定関連位置を算出する測定関連位置算出部とを備え、前記測定関連位置算出部は、前記頭部皮膚表面画像の表示中に、前記被検体の頭部皮膚表面上に配置された送光プローブの位置と受光プローブの位置とに対応する頭部皮膚表面画像中の位置が入力装置で指定されることにより、前記測定データが得られる被検体の脳表面上の測定関連位置を算出して、前記測定データ表示制御部は、前記脳表面画像が表示されているときに、前記脳表面画像の測定関連位置中に測定データを表示するようにしている。
【００１１】
ここで、「被検体の脳表面を示す３次元形態画像データ」とは、例えば、核磁気共鳴画像診断装置（以下、ＭＲＩと略す）やＣＴ画像等により作成された被検体の映像データから、脳表面を示す映像データを抽出することにより作成された３次元画像データや、標準的な３次元の脳表面を示すテンプレートデータ等のことをいう。
本発明の光生体測定装置によれば、３次元形態画像データ取得部は、被検体の脳表面を示す３次元形態画像データを取得する。また、測定関連位置算出部は、測定データが得られる被検体の脳表面上の測定関連位置（例えば、送光プローブの位置と受光プローブの位置とを結んだ線の垂直二等分線と脳表面とが交差する位置）を算出する。
これにより、脳表面画像表示制御部が、３次元形態画像データに基づいて、脳表面画像を表示すると、測定データ表示制御部は、脳表面画像の測定関連位置中に測定データを表示する。すなわち、脳表面画像上に測定データが重畳されて表示される。
【発明の効果】
【００１２】
したがって、本発明の光生体測定装置によれば、脳表面画像上に測定データが重畳されて表示されるので、測定データを観察しながら、測定データが得られる脳の測定部位も容易に把握することができる。
【００１３】
（その他の課題を解決するための手段及び効果）
また、本発明の光生体測定装置は、前記３次元形態画像データ取得部は、前記被検体の頭部皮膚表面と脳表面との位置関係を示す３次元形態画像データを取得して、前記３次元形態画像データに基づいて、頭部皮膚表面画像を表示する頭部皮膚表面画像表示制御部と、前記脳表面画像及び頭部皮膚表面画像の少なくとも１つの画像を表示するように決定する画像表示制御部とを備え、前記測定関連位置算出部は、前記頭部皮膚表面画像の表示中に、前記被検体の頭部皮膚表面上に配置された送光プローブの位置と受光プローブの位置とに対応する頭部皮膚表面画像中の位置が入力装置で指定されることにより、前記測定データが得られる被検体の脳表面上の測定関連位置を算出するようにしてもよい。
【００１４】
ここで、「被検体の頭部皮膚表面を示す３次元形態画像データ」とは、例えば、ＭＲＩやＣＴ画像等により作成された被検体の映像データから、頭部皮膚表面を示す映像データを抽出することにより作成された３次元画像データや、標準的な３次元の頭部皮膚表面を示すテンプレートデータ等のことをいう。
本発明の光生体測定装置によれば、３次元形態画像データ取得部は、被検体の頭部皮膚表面と脳表面との位置関係を示す３次元形態画像データを取得することにより、頭部皮膚表面と脳表面との位置関係を正確に認識することができる。そして、画像表示制御部は、入力装置等からの操作信号によって、脳表面画像及び頭部皮膚表面画像の少なくとも１つの画像を表示するように決定する。
これにより、まず、画像表示制御部が、頭部皮膚表面画像を表示すると決定すると、頭部皮膚表面画像表示制御部は、３次元形態画像データに基づいて、頭部皮膚表面画像を表示する。そして、測定関連位置算出部は、被検体の頭部皮膚表面上に配置された送光プローブの位置と受光プローブの位置とに対応する頭部皮膚表面画像中の位置が入力装置で指定されることにより、測定データが得られる被検体の脳表面上の測定関連位置を算出する。このとき、頭部皮膚表面と脳表面との位置関係を正確に認識しているので、脳の解剖学的構造に個人差があるにもかかわらず、測定データが得られる脳の測定部位を正確に算出することができる。
次に、画像表示制御部が、脳表面画像を表示すると決定すると、脳表面画像表示制御部が、３次元形態画像データに基づいて、脳表面画像を表示し、測定データ表示制御部は、脳表面画像の測定関連位置中に測定データを表示する。すなわち、脳表面画像上に測定データが重畳されて表示される。
したがって、本発明の光生体測定装置によれば、脳の解剖学的構造に個人差があるにもかかわらず、測定データが得られる脳の測定部位を正確に算出するので、測定データが得られる脳の測定部位も正確に把握しながら、測定データを観察することができる。
【００１５】
また、本発明の光生体測定装置は、前記測定関連位置算出部は、測定データが得られる被検体の頭部皮膚表面上の測定関連位置を算出し、前記測定データ表示制御部は、前記頭部皮膚表面画像が表示されているときに、前記頭部皮膚表面画像の測定関連位置中に測定データを表示することを可能とするようにしてもよい。
また、本発明の光生体測定装置は、前記測定関連位置は、前記頭部皮膚表面上では、送光プローブの位置と受光プローブの位置とを頭部皮膚表面に沿って最短距離で結んだ線の中点の位置とし、前記脳表面上では、送光プローブの位置と受光プローブの位置とを結んだ線の垂直二等分線と交差する位置とするようにしてもよい。
そして、本発明の光生体装置は、前記測定データは、ヘモグロビン濃度の経時変化を示すデータであるようにしてもよい。
【００１６】
さらに、本発明の光生体測定装置は、前記脳表面画像及び／又は頭部皮膚表面画像は、所望の方向から見た画像となるように、当該方向を変更可能として表示されるようにしてもよい。
本発明の光生体測定装置によれば、脳表面画像を所望の方向から見た画像となるように表示することができるので、特に注目したい脳の測定部位で得られた測定データが中心にくるようにして表示することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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、以下の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。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態である光生体測定装置の構成を示すブロック図である。光生体測定装置１は、送受光部１１と、発光部２と、光検出部３と、光生体測定装置１全体の制御を行う制御部（コンピュータ）２０とにより構成される。
また、図２は、送受光部１１における９個の送光プローブ１２ａ〜１２ｉと、８個の受光プローブ１３ａ〜１３ｈとの位置関係を示す平面図である。
さらに、図３は、本発明に係る光生体測定装置１により表示されたモニタ画面２３ａの一例を示す図である。モニタ画面２３ａには、頭部皮膚表面画像２４ａと、脳表面画像２４ｂと、２４個の測定データ＃１〜＃２４とが表示されている。なお、頭部皮膚表面画像２４ａは、半透明で表示されている。また、図４は、本発明に係る光生体測定装置１により表示されたモニタ画面２３ａの他の一例を示す図である。モニタ画面２３ａには、頭部皮膚表面画像２４ａと、２４個の測定データ＃１〜＃２４とが表示されている。
【００１９】
送受光部１１は、図２に示すように、９個の送光プローブ１２ａ〜１２ｉと８個の受光プローブ１３ａ〜１３ｈとを有し、送光プローブ１２ａ〜１２ｉと受光プローブ１３ａ〜１３ｈとが斜め方向に交互となるように配置されたものである。なお、送光プローブ１２ａ〜１２ｉと受光プローブ１３ａ〜１３ｈとの間の距離は、３０ｍｍである。また、９個の送光プローブ１２ａ〜１２ｉは、光を出射するものであり、一方、８個の受光プローブ１３ａ〜１３ｈは、光の量を検出するものである。
発光部２は、コンピュータ２０から入力された駆動信号により９個の送光プローブ１２ａ〜１２ｉのうちから選択される１個の送光プローブに光を送光する。上記光としては、近赤外光（例えば、７８０ｎｍと８５０ｎｍとの２波長光）が用いられる。
光検出部３は、８個の受光プローブ１３ａ〜１３ｈで受光した近赤外光（例えば、７８０ｎｍと８５０ｎｍとの２波長光）を個別に検出することにより、８個の受光信号（測定データ）をコンピュータ２０に出力する。
【００２０】
コンピュータ２０においては、ＣＰＵ２１を備え、さらに、メモリ２５と、モニタ画面２３ａ等を有する表示装置２３と、入力装置２２であるキーボード２２ａやマウス２２ｂとが連結されている。
また、ＣＰＵ２１が処理する機能をブロック化して説明すると、発光部２及び光検出部３を制御する送受光部制御部４と、形態映像データ取得部３１と、３次元形態画像データ取得部３２と、頭部皮膚表面画像表示制御部３３と、脳表面画像表示制御部３４と、測定関連位置算出部３５と、ポインタ表示制御部３６と、測定データ表示制御部３７と、画像表示制御部３８とを有する。
また、メモリ２５は、測定データを記憶する測定データ記憶部５２と、形態映像データや３次元頭部皮膚表面画像データや３次元脳表面画像データ等を記憶する画像データ記憶部５３とを有する。
【００２１】
送受光部制御部４は、発光部２に駆動信号を出力する発光制御部４２と、光検出部３からの受光信号（測定データ）を受けることにより測定データを測定データ記憶部５２に記憶させる光検出制御部４３とを有する。
発光制御部４２は、送光プローブ１２に光を送光する駆動信号を発光部２に出力する制御を行うものである。
光検出制御部４３は、光検出部３からの受光信号を受けることにより、８個の受光プローブ１３ａ〜１３ｈから検出された８個の測定データを測定データ記憶部５２に記憶させる制御を行うものである。つまり、１個の送光プローブから光が送光されるごとに、８個の測定データが測定データ記憶部５２に記憶されることになる。
【００２２】
形態映像データ取得部３１は、ＭＲＩにより作成された形態映像データを取得するとともに、形態映像データを画像データ記憶部５３に記憶させる制御を行うものである。なお、ＭＲＩは、図５に示すような３方向から撮影された２次元画像を示す形態映像データを作成する装置である。ここで、形態映像データとは、頭部皮膚表面と脳表面とを含む被検体を示すものであり、ＭＲ信号の強度情報や位相情報等の数値を有する複数のピクセルから構成されるデータをいう。
【００２３】
３次元形態画像データ取得部３２は、画像データ記憶部５３に記憶された形態映像データに基づいて、頭部皮膚表面を示す形態映像データを抽出することにより、３次元頭部皮膚表面画像データを取得し、かつ、脳表面を示す形態映像データを抽出することにより、３次元脳表面画像データを取得するとともに、３次元頭部皮膚表面画像データと３次元脳表面画像データとを画像データ記憶部５３に記憶させる制御を行うものである（図６参照）。
上述した抽出する方法としては、例えば、ＭＲ信号の強度情報や位相情報等の数値を有する複数のピクセルを用いることにより、領域拡張法、領域併合法、ヒューリスティック法等の画像領域分割方法、境界要素を連結して領域を抽出する方法、閉曲線を変形させて領域を抽出する方法等を利用する方法等が挙げられる。このように形態映像データを抽出することにより、３次元頭部皮膚表面画像データと３次元脳表面画像データとを取得するので、頭部皮膚表面と脳表面との位置関係が正確に認識された３次元画像データを取得することができる。
【００２４】
頭部皮膚表面画像表示制御部３３は、画像データ記憶部５３に記憶された３次元頭部皮膚表面画像データに基づいて、頭部皮膚表面画像２４ａをモニタ画面２３ａに表示する制御を行うものである。なお、操作者が入力装置２２を用いて、所望の方向から見た頭部皮膚表面画像２４ａとなるように、方向を変更して表示することができるようになっている。また、頭部皮膚表面画像２４ａは、半透明で表示されたり、透明でないように表示されたりすることができるようになっている。
脳表面画像表示制御部３４は、画像データ記憶部５３に記憶された３次元脳表面画像データに基づいて、脳表面画像２４ｂをモニタ画面２３ａに表示する制御を行うものである。なお、操作者が入力装置２２を用いて、所望の方向から見た脳表面画像２４ｂとなるように、方向を変更して表示することができるようになっている。
【００２５】
画像表示制御部３８は、操作者が入力装置２２を用いて操作信号を入力することにより、頭部皮膚表面画像２４ａを頭部皮膚表面画像表示制御部３３に表示させるように決定したり、脳表面画像２４ｂを脳表面画像表示制御部３４に表示させるように決定したり、頭部皮膚表面画像２４ａを頭部皮膚表面画像表示制御部３３に表示させると同時に脳表面画像２４ｂを脳表面画像表示制御部３４に表示させるように決定したりする制御を行うものである。
ポインタ表示制御部３６は、モニタ画面２３ａにポインタ（図示せず）を表示するとともに、マウス２２ｂから出力された操作信号に基づいて、モニタ画面２３ａに表示されたポインタを移動したり、ポインタで位置を指定したりする制御を行うものである。
【００２６】
測定関連位置算出部３５は、モニタ画面２３ａに表示された頭部皮膚表面画像２４ａの所定の位置がポインタで指定されることにより、３次元頭部皮膚表面画像データと３次元脳表面画像データとの位置関係に基づいて、被検体の脳表面上と頭部皮膚表面上との測定関連位置を算出する制御を行うものである。このとき、頭部皮膚表面上の測定関連位置は、送光プローブ１２の位置と受光プローブ１３の位置とを頭部皮膚表面に沿って最短距離で結んだ線の中点の位置とし、脳表面上の測定関連位置は、送光プローブ１２の位置と受光プローブ１３の位置とを結んだ線の垂直二等分線と交差する位置とする。
【００２７】
測定データ表示制御部３７は、測定データ記憶部５２に記憶された測定データにおいて、送光プローブ１２から、送光プローブ１２と隣接した受光プローブ１３への光の受光量情報（測定データ）を取得して、取得した測定データに基づいて、各波長（オキシヘモグロビンの吸収波長及びデオキシヘモグロビンの吸収波長）の通過光強度から、オキシヘモグロビン濃度、デオキシヘモグロビン濃度及び全ヘモグロビン濃度を求めるとともに、測定関連位置算出部３５で算出された測定関連位置に基づいて、測定関連位置中に測定データを表示する制御を行うものである。このとき、脳表面画像２４ｂと頭部皮膚表面画像２４ａとが表示されているときには、脳表面上の測定関連位置中に測定データ＃１〜＃２４を表示する（図３参照）。また、脳表面画像２４ｂのみが表示されているときには、脳表面上の測定関連位置中に測定データ＃１〜＃２４を表示する。また、頭部皮膚表面画像２４ａのみが表示されているときには、頭部皮膚表面上の測定関連位置中に測定データ＃１〜＃２４を表示する（図４参照）。さらに、光生体測定装置１では、脳表面画像２４ｂや頭部皮膚表面画像２４ａを所望の方向から見た画像となるように、方向を変更可能として表示することができるので、測定関連位置の移動に伴って、測定データ表示制御部３７は、測定データ＃１〜＃２４を表示する位置も移動させることになる。
【００２８】
次に、光生体測定装置１により、測定データを表示する表示方法について説明する。図７は、光生体測定装置１による表示方法の一例について説明するためのフローチャートである。
まず、ステップＳ１０１の処理において、形態映像データ取得部３１は、ＭＲＩから頭部皮膚表面と脳表面とを含む被検体を示す形態映像データを取得するとともに、形態映像データを画像データ記憶部５３に記憶させる（図５参照）。このとき、形態映像データは、別に設けられたＭＲＩから記憶媒体等を用いて画像データ記憶部５３に記憶される。
【００２９】
次に、ステップＳ１０２の処理において、３次元形態画像データ取得部３２は、画像データ記憶部５３に記憶された形態映像データに基づいて、頭部皮膚表面を示す形態映像データを抽出することにより、３次元頭部皮膚表面画像データを取得するとともに、３次元頭部皮膚表面画像データを画像データ記憶部５３に記憶させる。このとき、例えば、サーフェースレンダリング法により頭部皮膚表面を示す形態映像データを抽出する（図６（ａ）参照）。
次に、ステップＳ１０３の処理において、３次元形態画像データ取得部３２は、画像データ記憶部５３に記憶された形態映像データに基づいて、脳表面を示す形態映像データを抽出することにより、３次元脳表面画像データを取得するとともに、３次元脳表面画像データを画像データ記憶部５３に記憶させる。このとき、例えば、ボリュームレンダリング法により脳表面を示す形態映像データを抽出する（図６（ｂ）参照）。
【００３０】
次に、ステップＳ１０４の処理において、披検体の頭部皮膚表面に送受光部１１を配置する。
次に、ステップＳ１０５の処理において、頭部皮膚表面画像表示制御部３３は、画像データ記憶部５３に記憶された３次元頭部皮膚表面画像データに基づいて、頭部皮膚表面画像をモニタ画面２３ａに表示する。
次に、ステップＳ１０６の処理において、測定関連位置算出部３５は、モニタ画面２３ａに表示された頭部皮膚表面画像２４ａの所定の位置がポインタで指定されることにより、頭部皮膚表面画像２４ａに送光プローブ１２及び受光プローブ１３の配置位置を定め、３次元頭部皮膚表面画像データと３次元脳表面画像データとの位置関係に基づいて、被検体の脳表面上と頭部皮膚表面上との測定関連位置を算出する。
【００３１】
次に、ステップＳ１０７の処理において、発光制御部４２及び光検出制御部４３は、発光部２に駆動信号を出力するとともに、光検出部３からの受光信号（測定データ）を受けることにより測定データを測定データ記憶部５２に記憶させる。
次に、ステップＳ１０８の処理において、画像表示制御部３８は、操作者が入力装置２２を用いて操作信号を入力することにより、頭部皮膚表面画像２４ａを頭部皮膚表面画像表示制御部３３に表示させるように決定したり（図４参照）、脳表面画像２４ｂを脳表面画像表示制御部３４に表示させように決定したり、頭部皮膚表面画像２４ａを頭部皮膚表面画像表示制御部３３に表示させると同時に脳表面画像２４ｂを脳表面画像表示制御部３４に表示させるように決定したり（図３参照）する。
【００３２】
次に、ステップＳ１０９の処理において、測定データ表示制御部３7は、測定データ記憶部５２に記憶された測定データと測定関連位置とに基づいて、測定関連位置中に測定データ＃１〜＃２４を表示する。このとき、脳表面画像２４ｂや頭部皮膚表面画像２４ａを所望の方向から見た画像となるように、方向を変更可能として表示することができるので、測定関連位置の移動に伴って、測定データ表示制御部３７は、測定データ＃１〜＃２４を表示する位置も移動させる。
次に、ステップＳ１１０の処理において、画像表示制御部３８は、表示する画像を切り替える操作信号が入力されたか否かを判定する。
表示する画像を切り替える操作信号が入力されたと判定したときには、ステップＳ１０８の処理に戻る。
一方、表示する画像を切り替える操作信号が入力されていないと判定したときには、本フローチャートを終了させる。
【００３３】
以上のように、光生体測定装置１によれば、頭部皮膚表面画像２４ａや脳表面画像２４ｂ上に測定データ＃１〜＃２４が重畳されて表示されるので、測定データ＃１〜＃２４を観察しながら、測定データ＃１〜＃２４が得られた脳の測定部位も容易に把握することができる。
【００３４】
（他の実施形態）
上述した光生体測定装置１では、９個の送光プローブ１２ａ〜１２ｉと８個の受光プローブ１３ａ〜１３ｈとを有する送受光部１１を示したが、異なる数、例えば１２個の送光プローブと１２個の受光プローブとを有する送受光部としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、脳内各部の血流の経時変化や酸素供給の経時変化を測定することにより、生体の組織が正常であるか否かを診断するための酸素モニタ等として使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態である光生体測定装置の構成を示すブロック図である。
【図２】９個の送光プローブと８個の受光プローブとの位置関係を示す平面図である。
【図３】本発明に係る光生体測定装置により表示されたモニタ画面の一例を示す図である。
【図４】本発明に係る光生体測定装置により表示されたモニタ画面の他の一例を示す図である。
【図５】ＭＲＩにより得られた３方向の２次元画像を示す図である。
【図６】３次元頭部皮膚表面形態画像データと３次元脳表面形態画像データとを示す図である。
【図７】光生体測定装置による表示方法の一例について説明するためのフローチャートである。
【図８】測定データの一例を示す図である。
【図９】一対の送光プローブ及び受光プローブと、脳の測定部位との関係を示す図である。
【図１０】ヒトの脳の大脳皮質の一例を示す図である。
【図１１】１２個の送光プローブと１２個の受光プローブとの位置関係を示す平面図である。
【図１２】従来の光生体測定装置により表示されたモニタ画面の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１：光生体測定装置
４：送受光部制御部
１１：送受光部
１２：送光プローブ
１３：受光プローブ
２２：入力装置
２３：表示装置
３１：形態映像データ取得部
３２：３次元形態画像データ取得部
３４：脳表面画像表示制御部
３５：測定関連位置算出部
３７：測定データ表示制御部
Ｔ：送光点
Ｒ：受光点
Ｍ：計測点
【図１】
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【図２】
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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３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図１２】
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