(57)【要約】機能的近赤外線分光法により異なる計測部位で得られた複数のデータを最良のＳＮ比を持つものへ簡便に平準化することが課題である。  上記課題を解決するため、光を照射又は検出し光減衰器１３を有するプローブＰＲ１〜ＰＲ３が正三角形をなす点に配置された計測部６と、プローブの照射光量が所望値となるよう全光減衰器１３の透過率を設定し、計測対象の三チャンネルのうち検出光量が最大の第一チャンネルを特定し、その両端の第一及び第二プローブと第三プローブとの間に位置する第二及び第三チャンネルにおいて上記検出を行い、より小さい光量が検出されたチャンネルの一端に配置された第一若しくは第二プローブの光減衰器１３の透過率を、第二及び第三チャンネルの検出光量が等しくなるよう調整し、第三プローブの光減衰器１３の透過率を、第二若しくは第三チャンネルの検出光量が第一チャンネルの検出光量と等しくなるよう調整し、調整後の全透過率を維持して計測を行う制御部２を備えた装置１を提供する。
2020174842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機能的近赤外線分光法により計測するための脳機能計測装置であって、
択一的に光の照射又は検出を行うと共に、先端に光減衰器が設けられた三つのプローブが、それぞれ正三角形をなす各頂点に配置された計測部と、
前記三つのプローブから照射される光の量が所望の値となるよう全ての前記光減衰器の透過率を初期設定し、前記三つのプローブにより計測対象とされる三つのチャンネルのうち、前記検出により得られた光量が最大である第一のチャンネルを特定すると共に、前記第一のチャンネルの両端に配置された第一及び第二の前記プローブと、残りの第三の前記プローブとの間にそれぞれ位置する第二及び第三のチャンネルにおいて前記検出を行って、前記第二及び第三のチャンネルのうちより小さい光量が検出されたチャンネルの一端に配置された前記第一若しくは前記第二のプローブに設けられた前記光減衰器の透過率を、前記第二及び第三のチャンネルで検出される光量が等しくなるよう調整すると共に、前記第三の前記プローブに設けられた前記光減衰器の透過率を、前記第二若しくは前記第三のチャンネルで検出される光量が前記第一のチャンネルで検出される光量と等しくなるよう調整し、調整された全ての前記透過率を維持した状態で前記機能的近赤外線分光法による計測を行う制御部とを備えた脳機能計測装置。
【請求項２】
前記計測部は、さらに、前記プローブと同じ構成を有すると共に、前記正三角形の一辺を一辺とする他の正三角形をなす第四の頂点に配置された第四のプローブを含み、
前記制御部は、さらに、前記第四のプローブを配置することにより新たに形成された二辺に位置するチャンネルで検出される光量が、前記第一から前記第三のチャンネルで検出される光量と等しくなるよう前記第四のプローブに設けられた前記光減衰器の透過率を調整する、請求項１に記載の脳機能計測装置。
【請求項３】
前記計測部は、各々が、前記正三角形をなす格子点の上に配置された５つ以上の前記プローブを含み、
前記制御部は、さらに、新たに形成される前記正三角形をなす三つの前記プローブ毎に、前記調整を繰り返す、請求項２に記載の脳機能計測装置。
【請求項４】
前記プローブへ前記光を供給する光源部と、
前記プローブで検出された光の量を観測する観測部をさらに備え、
前記プローブは、前記光源部から供給された前記光を前記先端へ導くと共に、前記先端において前記光減衰器を通して検出された前記光を前記観測部へ導く二分岐光ファイバーからなる、請求項１に記載の脳機能計測装置。
【請求項５】
前記プローブは、
前記光減衰器を通して前記先端から前記光を照射するための光源と、
前記検出を行う検出器を内蔵する、請求項１に記載の脳機能計測装置。
【請求項６】
前記制御部により調整された前記透過率を記憶する記憶部をさらに備えた請求項１に記載の脳機能計測装置。
【請求項７】
機能的近赤外線分光法により計測するための脳機能計測装置に備えられたプローブであって、
先端に設けられた光減衰器と、
前記光減衰器を通して前記先端から前記光を照射するための光源と、
前記先端において前記光減衰器を通して受光した前記光を検出する検出器を含むプローブ。
【請求項８】
前記光源は、
第一の波長を有する光を発する第一光源と、
第二の波長を有する光を発する第二光源とを含む、請求項７に記載のプローブ。
【請求項９】
前記プローブは、前記光減衰器と、前記第一光源及び前記第二光源と、前記検出器を内蔵する筐体をさらに備え、
前記第一光源と前記第二光源は、前記筐体の中心軸の周りで点対称となる位置に配設された、請求項８に記載のプローブ。
【請求項１０】
択一的に光の照射又は検出を行うと共に、先端に光減衰器が設けられた三つのプローブが、それぞれ正三角形をなす各頂点に配置された計測装置を用いて機能的近赤外線分光法により計測する脳機能計測方法であって、
前記計測装置を被検体の頭部に載置させた後に、前記三つのプローブから照射される光の量が所望の値となるように全ての前記光減衰器の透過率を初期設定する第一のステップと、
前記三つのプローブにより計測対象とされる三つのチャンネルのうち、前記検出により得られた光量が最大である第一のチャンネルを特定する第二のステップと、
前記第一のチャンネルの両端に配置された第一及び第二の前記プローブと、残りの第三の前記プローブとの間にそれぞれ位置する第二及び第三のチャンネルにおいて前記検出を行う第三のステップと、
前記第二及び第三のチャンネルのうち、前記第三のステップでより小さい光量が検出されたチャンネルの一端に配置された前記第一若しくは前記第二のプローブに設けられた前記光減衰器の透過率を、前記第二及び第三のチャンネルで検出される光量が等しくなるよう調整する第四のステップと、
前記第三の前記プローブに設けられた前記光減衰器の透過率を、前記第二若しくは前記第三のチャンネルで検出される光量が前記第一のチャンネルで検出される光量と等しくなるよう調整する第五のステップと、
前記第四及び第五のステップで調整された透過率を維持した状態で、前記機能的近赤外線分光法による計測を行う第六のステップを有する脳機能計測方法。
【請求項１１】
前記計測装置には、前記プローブと同じ構成を有すると共に、前記正三角形の一辺を一辺とする他の正三角形をなす第四の頂点に配置された第四のプローブがさらに含まれ、
前記第四のプローブを配置することにより新たに形成された二辺に位置するチャンネルで検出される光量が、前記第一から前記第三のチャンネルで検出される光量と等しくなるよう前記第四のプローブに設けられた前記光減衰器の透過率を調整する第七のステップをさらに有し、
前記第六のステップにおける前記計測は、さらに前記第七のステップで調整された透過率も維持した状態で行う、請求項１０に記載の脳機能計測方法。
【請求項１２】
前記計測装置には、前記プローブが５つ以上含まれると共に、それぞれの前記プローブは、前記正三角形をなす格子点の上に配置され、
新たに形成される前記正三角形をなす三つの前記プローブ毎に、前記第六のステップによる前記調整を繰り返す第八のステップをさらに有し、
前記第六のステップにおける前記計測は、さらに前記八のステップで調整された透過率も維持した状態で行う、請求項１１に記載の脳機能計測方法。
【請求項１３】
前記光減衰器の透過率を前記第四及び第五のステップで調整された透過率に設定した上で、異なる日時や異なる被検体を対象とする前記計測を行うステップをさらに有する、請求項１０に記載の脳機能計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脳の機能を計測する装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
脳の機能を計測する技術として、多チャンネル機能的近赤外線分光法（functional near-infrared spectroscopy：fNIRS）が知られている。これまで、本技術について種々の考案がなされており、例えば以下の特許文献１には、計測チャンネルの高密度化と計測時間の効率化を図るため、照射又は検出の役割を時間的に切り替えるプローブを正三角形の各頂点に配設し、これらのプローブで構成される単位ユニットを任意に増設することにより、全プローブを配置する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１００４１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記プローブは被検体の頭部に載置されるが、必然的に計測部位の毛髪の多寡によって信号対雑音比（ＳＮ比）が著しく異なる。このため、異なる計測部位において得られたデータを相互に比較することは困難であるという課題がある。【０００５】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、機能的近赤外線分光法による計測で得られるデータに関し、異なる計測部位において得られた複数のデータを最良のＳＮ比を持つデータへ簡便に平準化して、上記複数のデータの比較を容易にするための脳機能計測装置及び脳機能計測方法とプローブ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】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は、機能的近赤外線分光法により計測するための脳機能計測装置であって、択一的に光の照射又は検出を行うと共に、先端に光減衰器が設けられた三つのプローブが、それぞれ正三角形をなす各頂点に配置された計測部と、上記三つのプローブから照射される光の量が所望の値となるよう全ての光減衰器の透過率を初期設定し、上記三つのプローブにより計測対象とされる三つのチャンネルのうち、上記検出により得られた光量が最大である第一のチャンネルを特定すると共に、第一のチャンネルの両端に配置された第一及び第二のプローブと、残りの第三のプローブとの間にそれぞれ位置する第二及び第三のチャンネルにおいて上記検出を行って、第二及び第三のチャンネルのうちより小さい光量が検出されたチャンネルの一端に配置された第一若しくは第二のプローブに設けられた光減衰器の透過率を、第二及び第三のチャンネルで検出される光量が等しくなるよう調整すると共に、第三のプローブに設けられた光減衰器の透過率を、第二若しくは第三のチャンネルで検出される光量が第一のチャンネルで検出される光量と等しくなるよう調整し、調整された全ての透過率を維持した状態で機能的近赤外線分光法による計測を行う制御部とを備えた脳機能計測装置を提供する。【０００７】
また、上記課題を解決するため、本発明は、択一的に光の照射又は検出を行うと共に、先端に光減衰器が設けられた三つのプローブが、それぞれ正三角形をなす各頂点に配置された計測装置を用いて機能的近赤外線分光法により計測する脳機能計測方法であって、上記計測装置を被検体の頭部に載置させた後に、上記三つのプローブから照射される光の量が所望の値となるように全ての光減衰器の透過率を初期設定する第一のステップと、上記三つのプローブにより計測対象とされる三つのチャンネルのうち、上記検出により得られた光量が最大である第一のチャンネルを特定する第二のステップと、第一のチャンネルの両端に配置された第一及び第二のプローブと、残りの第三のプローブとの間にそれぞれ位置する第二及び第三のチャンネルにおいて上記検出を行う第三のステップと、第二及び第三のチャンネルのうち、第三のステップでより小さい光量が検出されたチャンネルの一端に配置された第一若しくは第二のプローブに設けられた光減衰器の透過率を、第二及び第三のチャンネルで検出される光量が等しくなるよう調整する第四のステップと、第三のプローブに設けられた光減衰器の透過率を、第二若しくは第三のチャンネルで検出される光量が第一のチャンネルで検出される光量と等しくなるよう調整する第五のステップと、第四及び第五のステップで調整された透過率を維持した状態で、機能的近赤外線分光法による計測を行う第六のステップを有する脳機能計測方法を提供する。【０００８】
また、上記課題を解決するため、本発明は、機能的近赤外線分光法により計測するための脳機能計測装置に備えられたプローブであって、先端に設けられた光減衰器と、上記光減衰器を通して先端から光を照射するための光源と、先端において上記光減衰器を通して受光した光を検出する検出器を含むプローブを提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、機能的近赤外線分光法による計測で得られるデータに関し、異なる計測部位において得られた複数のデータを最良のＳＮ比を持つデータへ簡便に平準化して、上記複数のデータの比較を容易にするための脳機能計測装置及び脳機能計測方法とプローブを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係る脳機能計測装置１の全体構成を示す図である。
【図２】図１に示された計測部６の構成例を示す図である。
【図３】図１に示されたプローブＰＲ１〜ＰＲ３の平面的な配置を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る脳機能計測方法を示す第一のフローチャートである。
【図５】図１に示された計測部６が四つのプローブからなる例における脳機能計測方法を説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る脳機能計測方法を示す第二のフローチャートである。
【図７】図１に示された計測部６が五つ以上のプローブからなる例における脳機能計測方法を説明するための図である。
【図８】図１に示された計測部６の他の構成例を示す図である。
【図９】図８に示された光源１５の第一の配置例を示す平面構成図である。
【図１０】図８に示された光源１５の第二の配置例を示す平面構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下において、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態に係る脳機能計測装置１の全体構成を示す図である。図１に示されるように、本発明の実施の形態に係る脳機能計測装置１は機能的近赤外線分光法により計測するための装置であって、被検体の頭部ＳＨに載置された計測部６と、計測部６に接続された脳機能計測ユニット９とを備える。
【００１３】
ここで、計測部６は少なくとも、それぞれ、先端に光減衰器１３が設けられると共に、正三角形をなす各頂点に配置され、択一的に光の照射又は検出を行う三つのプローブＰＲ１〜ＰＲ３を含む。
【００１４】
光減衰器１３としては、例えば、国際公開ＷＯ／２０１８／０２５９３９号公報に開示されたエレクトロクロミック素子を用いると好適である。
【００１５】
なお、図１では計測部６の構成が簡略化して図示されているため、計測部６の具体的構成については後に詳しく説明する。
【００１６】
また、以下では、計測部６が三つのプローブＰＲ１〜ＰＲ３からなる例について説明した後、計測部６が四つ以上のプローブから構成される例について説明する。
【００１７】
脳機能計測ユニット９は、プローブＰＲ１〜ＰＲ３に接続され、各プローブＰＲ１〜ＰＲ３に光を供給する光源部３と、プローブＰＲ１〜ＰＲ３に接続され、プローブＰＲ１〜ＰＲ３で検出された光の量を観測するデータ観測部４と、データ観測部４に接続され、データ観測部４で得られた光量データを記憶する記憶部５と、光源部３、データ観測部４、記憶部５、及び光減衰器１３に接続され、プローブＰＲ１〜ＰＲ３毎の上記択一を実行すると共に、記憶部５に上記光量データを記憶させる制御部２を含む。
【００１８】
ここで、制御部２は、以下のような制御により上記択一を実現する。制御部２は、光源部３に対し、光を照射させるプローブを指定することにより当該プローブへ光を供給させ、データ観測部４に対し、光を検出させるプローブを指定することにより当該プローブで検出された光の量を観測させる。
【００１９】
また、制御部２は、各プローブＰＲ１〜ＰＲ３の先端に設けられた光減衰器１３の減衰率を制御するが、本制御については後に詳しく説明する。
【００２０】
図２は、図１に示された計測部６の構成例を示す図である。ここで図２は、計測部６を側面から見たときの断面構造を示し、プローブＰＲ３は省略されている。なお、プローブＰＲ１の先端に示された矢印は、光の進む向きを示す。
【００２１】
図２に示されるように、プローブＰＲ１〜ＰＲ３はホルダ１０により支持される。各プローブＰＲ１〜ＰＲ３は、先端に光減衰器１３が装着された二分岐光ファイバー１２を格納した筐体１１により構成される。
【００２２】
二分岐光ファイバー１２は二分岐した上で、一方は光源部３から供給された光を上記先端へ導くと共に、他方は上記先端において光減衰器１３を通して検出された光をデータ観測部４へ導くものである。また、制御部２が光減衰器１３を制御するために用いられる制御信号線Ｌｃが、筐体１１内に格納される。
【００２３】
図３は、図１に示されたプローブＰＲ１〜ＰＲ３の平面的な配置を示す図である。図３に示されるように、三つのプローブＰＲ１〜ＰＲ３は正三角形をなす各頂点に配置（以下において、「三点複向配置」という。）される。
【００２４】
ここで、計測チャンネルＣ１２においては、プローブＰＲ１から図３に示された矢印の向きに照射された光をプローブＰＲ２で検出することによって観測光量Ｊc12を得ることができる。また、計測チャンネルＣ２３においては、プローブＰＲ２から矢印の向きに照射された光をプローブＰＲ３で検出することにより観測光量Ｊc23を得ることができる。同様に、計測チャンネルＣ３１においては、プローブＰＲ３から矢印の向きに照射された光をプローブＰＲ１で検出することにより観測光量Ｊc31を得ることができる。
【００２５】
上記観測光量は、二分岐光ファイバー１２の先端から出射される光量Ｉ、照射側プローブの先端に装着された光減衰器１３の透過率ａi、当該プローブと被検体の頭皮の間における光透過率ｒi、組織透過率Ｒ、検出側プローブと被検体の頭皮の間における光透過率ｒj、及び当該プローブの先端に装着された光減衰器１３の透過率ａjの積となる。
【００２６】
ここで、積（Ｉ×ａi×ｒi）を実効入射光量、積（ｒj×ａj）を実効検出効率と呼ぶ。このとき、実効入射光量や実効検出効率は各プローブと被検体の頭皮の間にある毛髪の多寡に応じて異なるため、各プローブはある時点において照射又は検出のいずれか一方の機能しか果たさない以上、必然的に最大実効入射光量と最大実効検出効率を示すプローブの位置は異なり、これらの値も異なることになる。
【００２７】
そこで、最大実効入射光量と最大実効検出効率を比較して、より大きい値に全ての計測チャンネルの実効入射光量若しくは実効検出効率を一致させるという平準化を実現できれば、全ての計測チャンネルにおいてより大きな観測光量が得られるため、その結果としてより良好なＳＮ比を持ったデータを得ることができる。
【００２８】
図１に示された各プローブＰＲ１〜ＰＲ３は、照射プローブと検出プローブを兼ねているため、上記のように各プローブＰＲ１〜ＰＲ３の先端に一つの光減衰器を取り付けることで、各プローブＰＲ１〜ＰＲ３における照射時光透過率と検出時光透過率を一致させることができる。そのため、最大の実効入射光量を示すプローブは、最大の実効検出効率を示すプローブに常に一致することになり、当該プローブの光透過率は一意に得られる。従って、上記のような三点複向配置の下で機能的近赤外線分光法による計測を行う場合に雑音平準化を行えば、異なる計測部位で得られる複数のデータを、必然的に、最良な信号対雑音比（ＳＮ比）を持つように平準化することができることになる。
【００２９】
図４は、本発明の実施の形態に係る脳機能計測方法を示す第一のフローチャートである。以下においては、図４を参照しつつ、図１に示された脳機能計測装置１を用いて上記脳機能計測方法を実施する場合について説明するが、本方法は脳機能計測装置１を用いた場合に限られず広く適用できることは言うまでもない。
【００３０】
図４に示されるように、本発明の実施の形態に係る脳機能計測方法は、機能的近赤外線分光法により計測する方法であって、ステップＳ１では、計測部６を被検体の頭部に装着させた後に、制御部２は三つのプローブＰＲ１〜ＰＲ３から照射される光の量がユーザの所望値、例えば被検体に対して安全とされている最大照射光量、になるように全ての光減衰器１３の透過率を初期設定する。
【００３１】
なお、上記所望値は、予め記憶部５に記憶させることにより、制御部２が記憶部５に記憶された当該所望値を自動的に読みだして上記初期設定を行う例のほか、その都度ユーザが入力部（図示していない）を介して制御部２へ供給するようにしても良い。
【００３２】
ステップＳ２では、制御部２は、記憶部５に記憶された光量データを参照して、観測光量が最大である計測チャンネルを特定する。以下では、観測光量が最大である計測チャンネルを第一の計測チャンネルＣ１２とし、図３に示されるように、その両端に配置された第一及び第二のプローブをプローブＰＲ１，ＰＲ２とし、これらに隣接する第三のプローブをプローブＰＲ３とし、プローブＰＲ１，ＰＲ２と残りのプローブＰＲ３の間にそれぞれ位置する第二及び第三の計測チャンネルを計測チャンネルＣ３１，Ｃ２３とする。
【００３３】
ステップＳ３では、制御部２は、上記第一の計測チャンネル、すなわち計測チャンネルＣ１２の両端に配置された第一及び第二のプローブＰＲ１，ＰＲ２と、残りの第三のプローブＰＲ３との間にそれぞれ位置する第二及び第三の計測チャンネルＣ３１，Ｃ２３において上記検出を行う。
【００３４】
ステップＳ４では、制御部２は、上記第二及び第三の計測チャンネルＣ３１，Ｃ２３のうち、ステップＳ３でより小さい光量が検出された計測チャンネルの一端に配置された上記第一若しくは第二のプローブＰＲ１，ＰＲ２に設けられた光減衰器１３の透過率を、上記第三及び第二の計測チャンネルＣ２３，Ｃ３１で検出される光量が等しくなるよう調整する。
【００３５】
ステップＳ５では、制御部２は、上記第三のプローブＰＲ３に設けられた光減衰器１３の透過率を、上記第一及び第二の計測チャンネルＣ１２，Ｃ３１で検出される光量、若しくは第一及び第三の計測チャンネルＣ１２，Ｃ２３で検出される光量が等しくなるよう調整する。
【００３６】
ステップＳ６では、脳機能計測装置１は、ステップＳ４及びステップＳ５で調整された透過率を維持した状態で、機能的近赤外線分光法による計測を行う。
【００３７】
図５は、図１に示された計測部６が四つのプローブＰＲ１〜ＰＲ４からなる例における脳機能計測方法を説明するための図である。図５に示されるように、四つのプローブＰＲ１〜ＰＲ４は三点複向配置される。具体的には、プローブＰＲ１〜ＰＲ３は図３と同様に配置され、プローブＰＲ１〜ＰＲ３と同じ構成を有するプローブＰＲ４が、プローブＰＲ１〜ＰＲ３の位置が形成する正三角形の一辺を一辺とする他の正三角形をなす第四の頂点に配置される。
【００３８】
ここで、制御部２は、上記ステップＳ１〜Ｓ５に続けて、プローブＰＲ４を配置することにより新たに形成された二辺に位置する計測チャンネルＣ３４，Ｃ４１で検出される光量が、上記第一から第三の計測チャンネルＣ１２，Ｃ２３，Ｃ３１で検出される光量と等しくなるようプローブＰＲ４に設けられた光減衰器１３の透過率を調整する（ステップＳ７）。
【００３９】
そして、脳機能計測装置１は、さらにステップＳ７で調整された透過率も維持した状態、すなわちステップＳ４，５，７で調整された透過率を維持した状態で、上記ステップＳ６における機能的近赤外線分光法による計測を行う（ステップＳ８）。
【００４０】
図７は、図１に示された計測部６が五つ以上のプローブからなる例における脳機能計測方法を説明するための図である。図７に示されるように、上記五つ以上のプローブは三点複向配置される。具体的には、各々のプローブが上記正三角形をなす格子点ＫＰの上に配置される。なお、かかる配置により、計測チャンネル空間密度の最大化を実現することができる。
【００４１】
このとき、制御部２はさらに、新たに形成される上記正三角形をなす三つのプローブ毎に、ステップＳ７と同様な調整を繰り返す。
【００４２】
また、制御部２が、上記のように調整された光減衰器１３の透過率を記憶部５に記憶させ、異なる日時や、異なる被検体を対象として計測する場合に、各々の光減衰器１３の透過率を記憶された値に設定すれば、これらの場合においても同じ条件下での計測が可能となるため、これらの場合に取得された複数のデータ相互についても、容易に比較することができる。
【００４３】
図１に示された計測部６は、図２に示された構成に限られず、図８に示されるような構成であっても良い。なお、図８は、計測部６の他の構成を側面から見たときの断面構造を示し、プローブＰＲ３は省略されている。また、プローブＰＲ１の先端に示された矢印は、光の進む向きを示す。
【００４４】
図８に示された計測部６は、図２に示された計測部６と同様に、ホルダ１０により支持された筐体１１からなる。ここで筐体１１は、先端に配置された光減衰器１３と、光減衰器１３を通して上記先端から光を照射するための光源１５と、上記検出を行うための検出器１４を内蔵する。
【００４５】
光減衰器１３は制御部２に接続され、制御部２から供給された制御信号に応じて透過率が調整される。また、光源１５は光源部３に接続され、光源部３から供給された制御信号に応じて光源１５のオン／オフを切り替える。また、検出器１４はデータ観測部４に接続され、データ観測部４から供給された制御信号に応じて検出器１４のオン／オフを切り替える。
【００４６】
図９は、図８に示された光源１５の第一の配置例を示す平面構成図である。図９に示されるように第一の配置例では、第一の波長を有する光を発する二つの光源１５ａと第二の波長を有する光を発する二つの光源１５ｂが、それぞれ、筐体１１の中心軸に対して点対称となる位置に配設される。なお、光源１５ａ，１５ｂは二個に限られず、例えばそれぞれ三個の場合には、図１０に示されるように配置することができる。
【００４７】
以上より、本発明の実施の形態に係る脳機能計測装置及び脳機能計測方法とプローブによれば、機能的近赤外線分光法による計測で得られるデータに関し、異なる計測部位において得られた複数のデータを最良のＳＮ比を持つデータへ簡便に平準化して、上記複数のデータの比較を容易にすることができる。
【符号の説明】
【００４８】
１  脳機能計測装置、２  制御部、３  光源部、４  データ観測部、６  計測部、１１  筐体、１２  二分岐光ファイバー、１３  光減衰器、１４  検出器、１５，１５ａ，１５ｂ  光源、ＰＲ１〜ＰＲ４  プローブ。
【図１】
2020174842.tif 000003
【図２】
2020174842.tif 000004
【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】
2020174842.tif 000009
【図８】
2020174842.tif 000010
【図９】
2020174842.tif 000011
【図１０】
2020174842.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】令和2年6月12日(2020.6.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機能的近赤外線分光法により計測するための脳機能計測装置であって、
択一的に光の照射又は検出を行うと共に、先端に光減衰器が設けられた三つのプローブが、それぞれ正三角形をなす各頂点に配置された計測部と、
前記三つのプローブから照射される光の量が所望の値となるよう全ての前記光減衰器の透過率を初期設定し、前記三つのプローブにより計測対象とされる三つのチャンネルのうち、前記検出により得られた光量が最大である第一のチャンネルを特定すると共に、前記第一のチャンネルの両端に配置された第一及び第二の前記プローブと、残りの第三の前記プローブとの間にそれぞれ位置する第二及び第三のチャンネルにおいて前記検出を行って、前記第二及び第三のチャンネルのうちより小さい光量が検出されたチャンネルの一端に配置された前記第一若しくは前記第二のプローブに設けられた前記光減衰器の透過率を、前記第二及び第三のチャンネルで検出される光量が等しくなるよう調整すると共に、前記第三の前記プローブに設けられた前記光減衰器の透過率を、前記第二若しくは前記第三のチャンネルで検出される光量が前記第一のチャンネルで検出される光量と等しくなるよう調整し、調整された全ての前記透過率を維持した状態で前記機能的近赤外線分光法による計測を行う制御部とを備えた脳機能計測装置。
【請求項２】
前記計測部は、さらに、前記プローブと同じ構成を有すると共に、前記正三角形の一辺を一辺とする他の正三角形をなす第四の頂点に配置された第四のプローブを含み、
前記制御部は、さらに、前記第四のプローブを配置することにより新たに形成された二辺に位置するチャンネルで検出される光量が、前記第一から前記第三のチャンネルで検出される光量と等しくなるよう前記第四のプローブに設けられた前記光減衰器の透過率を調整する、請求項１に記載の脳機能計測装置。
【請求項３】
前記計測部は、各々が、前記正三角形をなす格子点の上に配置された５つ以上の前記プローブを含み、
前記制御部は、さらに、新たに形成される前記正三角形をなす三つの前記プローブ毎に、前記調整を繰り返す、請求項２に記載の脳機能計測装置。
【請求項４】
前記プローブへ前記光を供給する光源部と、
前記プローブで検出された光の量を観測する観測部をさらに備え、
前記プローブは、前記光源部から供給された前記光を前記先端へ導くと共に、前記先端において前記光減衰器を通して検出された前記光を前記観測部へ導く二分岐光ファイバーからなる、請求項１に記載の脳機能計測装置。
【請求項５】
前記プローブは、
前記光減衰器を通して前記先端から前記光を照射するための光源と、
前記検出を行う検出器を内蔵する、請求項１に記載の脳機能計測装置。
【請求項６】
前記制御部により調整された前記透過率を記憶する記憶部をさらに備えた請求項１に記載の脳機能計測装置。
【請求項７】
機能的近赤外線分光法により計測するための脳機能計測装置
に備えられたプローブであって、
先端に設けられ、供給された制御信号に応じて透過率を調整する光減衰器と、
前記光減衰器を通して前記先端から前記光を照射するための光源と、
前記先端において前記光減衰器を通して受光した前記光を検出する検出器を含むプローブ。
【請求項８】
前記光源は、
第一の波長を有する光を発する第一光源と、
第二の波長を有する光を発する第二光源とを含む、請求項７に記載のプローブ。
【請求項９】
前記プローブは、前記光減衰器と、前記第一光源及び前記第二光源と、前記検出器を内蔵する筐体をさらに備え、
前記第一光源と前記第二光源は、前記筐体の中心軸の周りで点対称となる位置に配設された、請求項８に記載のプローブ。
【請求項１０】
択一的に光の照射又は検出を行うと共に、先端に光減衰器が設けられた三つのプローブが、それぞれ正三角形をなす各頂点に配置された計測装置を用いて機能的近赤外線分光法により計測する脳機能計測方法であって、
前記計測装置を被検体の頭部に載置させた後に、前記三つのプローブから照射される光の量が所望の値となるように全ての前記光減衰器の透過率を初期設定する第一のステップと、
前記三つのプローブにより計測対象とされる三つのチャンネルのうち、前記検出により得られた光量が最大である第一のチャンネルを特定する第二のステップと、
前記第一のチャンネルの両端に配置された第一及び第二の前記プローブと、残りの第三の前記プローブとの間にそれぞれ位置する第二及び第三のチャンネルにおいて前記検出を行う第三のステップと、
前記第二及び第三のチャンネルのうち、前記第三のステップでより小さい光量が検出されたチャンネルの一端に配置された前記第一若しくは前記第二のプローブに設けられた前記光減衰器の透過率を、前記第二及び第三のチャンネルで検出される光量が等しくなるよう調整する第四のステップと、
前記第三の前記プローブに設けられた前記光減衰器の透過率を、前記第二若しくは前記第三のチャンネルで検出される光量が前記第一のチャンネルで検出される光量と等しくなるよう調整する第五のステップと、
前記第四及び第五のステップで調整された透過率を維持した状態で、前記機能的近赤外線分光法による計測を行う第六のステップを有する脳機能計測方法。
【請求項１１】
前記計測装置には、前記プローブと同じ構成を有すると共に、前記正三角形の一辺を一辺とする他の正三角形をなす第四の頂点に配置された第四のプローブがさらに含まれ、
前記第四のプローブを配置することにより新たに形成された二辺に位置するチャンネルで検出される光量が、前記第一から前記第三のチャンネルで検出される光量と等しくなるよう前記第四のプローブに設けられた前記光減衰器の透過率を調整する第七のステップをさらに有し、
前記第六のステップにおける前記計測は、さらに前記第七のステップで調整された透過率も維持した状態で行う、請求項１０に記載の脳機能計測方法。
【請求項１２】
前記計測装置には、前記プローブが５つ以上含まれると共に、それぞれの前記プローブは、前記正三角形をなす格子点の上に配置され、
新たに形成される前記正三角形をなす三つの前記プローブ毎に、前記第六のステップによる前記調整を繰り返す第八のステップをさらに有し、
前記第六のステップにおける前記計測は、さらに前記第八のステップで調整された透過率も維持した状態で行う、請求項１１に記載の脳機能計測方法。
【請求項１３】
前記光減衰器の透過率を前記第四及び第五のステップで調整された透過率に設定した上で、異なる日時や異なる被検体を対象とする前記計測を行うステップをさらに有する、請求項１０に記載の脳機能計測方法。
【国際調査報告】
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