プローブ及びこれを用いた光測定装置
【課題】被検者の頭部表面に短時間で容易に配置することができるプローブを提供する。
【解決手段】 被検体に装着されるホルダ５０の装着部５１に固定するための筒形状の筐体１２ａと、筐体１２ａの末端側から挿入されることで筐体１２ａの内部に配置され、先端部から光を送光するか又は先端部で光を受光する管状の光伝送体１３０ａと、筐体１２ａと光伝送体１３０ａとの間に配置され、光伝送体１３０ａを先端方向に押し出す弾性部材１２ｂとを備えるプローブ１２であって、光伝送体１３０ａを振動させる振動機構１２ｃを備える。
【解決手段】 被検体に装着されるホルダ５０の装着部５１に固定するための筒形状の筐体１２ａと、筐体１２ａの末端側から挿入されることで筐体１２ａの内部に配置され、先端部から光を送光するか又は先端部で光を受光する管状の光伝送体１３０ａと、筐体１２ａと光伝送体１３０ａとの間に配置され、光伝送体１３０ａを先端方向に押し出す弾性部材１２ｂとを備えるプローブ１２であって、光伝送体１３０ａを振動させる振動機構１２ｃを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を用いて非侵襲で脳活動を測定するためのプローブ及びこれを用いた光測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、脳の活動状況を観察するために、光を用いて簡便に非侵襲で測定する光脳機能イメージング装置（光測定装置）が開発されている。このような光脳機能イメージング装置では、送光用プローブと受光用プローブとを備える。これにより、光脳機能イメージング装置では、被検者の頭部表面上に配置した送光用プローブにより、異なる３種類の波長λ１、λ２、λ３（例えば、７８０ｎｍと８０５ｎｍと８３０ｎｍ）の近赤外光を脳に照射するとともに、頭部表面上に配置した受光用プローブにより、脳から放出された各波長の近赤外光の強度（受光量情報）Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）をそれぞれ検出する。
【０００３】
そして、このようにして得られた受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）から、脳血流中のオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb]と、デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]とを求めるために、例えば、Modified Beer Lambert則を用いて関係式（１）（２）（３）に示す連立方程式を作成して、この連立方程式を解いている（例えば、非特許文献１参照）。さらには、オキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb]と、デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]とから総ヘモグロビンの濃度・光路長積（[oxyHb]＋[deoxyHb]）を算出している。
Ａ（λ１）＝ＥＯ（λ１）×[oxyHb]＋Ｅｄ（λ１）×[deoxyHb]・・・（１）
Ａ（λ２）＝ＥＯ（λ２）×[oxyHb]＋Ｅｄ（λ２）×[deoxyHb]・・・（２）
Ａ（λ３）＝ＥＯ（λ３）×[oxyHb]＋Ｅｄ（λ３）×[deoxyHb]・・・（３）
なお、ＥＯ（λｍ）は、波長λｍの光におけるオキシヘモグロビンの吸光度係数であり、Ｅｄ（λｍ）は、波長λｍの光におけるデオキシヘモグロビンの吸光度係数である。
【０００４】
ここで、送光用プローブと受光用プローブとの間の距離（チャンネル）と、測定部位との関係について説明する。図５（ａ）は、一対の送光用プローブ及び受光用プローブと、測定部位との関係を示す断面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の平面図である。
送光用プローブ１１２が被検者の頭部表面の送光点Ｔに押し当てられるとともに、受光用プローブ１１３が被検者の頭部表面の受光点Ｒに押し当てられる。そして、送光用プローブ１１２から光を照射させるとともに、受光用プローブ１１３に頭部表面から放出される光を入射させる。このとき、光は、頭部表面の送光点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、頭部表面の受光点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とを被検者の頭部表面に沿って最短距離で結んだ線Ｌの中点Ｍから、送光点Ｔと受光点Ｒとを被検者の頭部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である被検者の測定部位Ｓに関する受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）が得られるとしている。
【０００５】
また、光脳機能イメージング装置では、脳の複数箇所の測定部位に関するオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb]、デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]及び総ヘモグロビンの濃度・光路長積（[oxyHb]＋[deoxyHb]）をそれぞれ測定するために、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）。
図６は、従来の光脳機能イメージング装置の概略構成の一例を示すブロック図である。
光脳機能イメージング装置（近赤外分光分析計）１０１は、直方体形状の筐体６を有する。筐体６の内部には、光を出射する光源（発光部）１０２と、光源１０２を駆動する光源駆動機構４と、受光量情報Ａｎ（λｍ）を検出する光検出器（受光部）１０３と、Ａ／Ｄ（Ａ／Ｄコンバータ）５と、送受光用制御部２１と、解析用制御部２２と、メモリ２３とを備えるとともに、筐体６の外部には、被検者の頭部に装着されるホルダ５０と、ホルダ５０に固定されるＡ個の送光用プローブ１１２と、ホルダ５０に固定されるＢ個の受光用プローブ１１３と、モニタ画面２６ａ等を有する表示装置２６と、キーボード（入力装置）２７とを備える。
【０００６】
光源駆動機構４は、送受光用制御部２１から入力された駆動信号により光源１０２を駆動する。光源１０２は、例えば、異なる３種類の波長λ１、λ２、λ３の近赤外光を出射することができる半導体レーザＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３等である。
光検出器１０３は、近赤外光をそれぞれ検出することにより、受光信号（受光量情報）Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）をＡ／Ｄ５を介して送受光用制御部２１に出力する検出器であり、例えば、光電子増倍管等が用いられる。
【０００７】
このような近赤外分光分析計１０１では、Ａ個の送光用プローブ１１２と、Ｂ個の受光用プローブ１１３とを所定の配列で被検者の頭部表面に密着させるために、ホルダ５０が使用される。ホルダ５０としては、例えば、頭部表面の形状に合わせて椀形状に成型されたものが使用される。図７は、ホルダの一例を示す斜視図である。ホルダ５０には、（Ａ＋Ｂ）個の貫通孔（装着部）５１が行方向と列方向とで３０ｍｍをあけるように形成されている。貫通孔５１は円柱形状で、その直径は１０ｍｍ程度であり、深さは５ｍｍ程度である。
【０００８】
そして、図８は、従来の送光用プローブ（受光用プローブ）の一例を示す図である。図８（ａ）は、送光用プローブの斜視図であり、図８（ｂ）は、送光用プローブの断面図であり、図８（ｃ）は、送光用プローブの正面図である。
送光用プローブ１１２は、外径が１０ｍｍ程度である円筒形状の筐体１１２ａを有し、筐体１１２ａの外周面は、貫通孔５１の内周面に固定できるようになっている。筐体１１２ａの内部には、直径２ｍｍの管状の送光用光ファイバ１３０ａの一端部が挿入されている。これにより、送光用光ファイバ１３０ａの他端部が、発光部１０２と接続されることで、送光用光ファイバ１３０ａの他端部から入射した近赤外光が、送光用光ファイバ１３０ａの内部を通過して送光用光ファイバ１３０ａの一端部（送光用プローブ１１２の先端）から出射することができるようになっている。
また、筐体１１２ａの内部には、送光用光ファイバ１３０ａを先端方向Ｓに押し出すバネ部材（弾性部材）１１２ｂが配置されている。これにより、後述するが、被検者の頭部に装着されたホルダ５０に固定された際には、送光用光ファイバ１３０ａの先端を頭部表面に押し付けるようになっている。
【０００９】
受光用プローブ１１３は、送光用プローブ１１２と同様の構造をしており、外径が１０ｍｍ程度である円筒形状の筐体１１３ａを有し、筐体１１３ａの外周面は、貫通孔５１の内周面に固定できるようになっている。筐体１１３ａの内周面には、直径２ｍｍの管状の受光用光ファイバ１４０ａの一端部が挿入されている。これにより、受光用光ファイバ１４０ａの他端部が、光検出器１０３と接続されることで、受光用光ファイバ１４０ａの一端部（受光用プローブ１１３の先端）から入射した近赤外光が、受光用光ファイバ１４０ａの内部を通過して受光用光ファイバ１４０ａの他端部から出射することができるようになっている。
【００１０】
このようなＡ個の送光用プローブ１１２とＢ個の受光用プローブ１１３とが、ホルダ５０の貫通孔５１に、行方向と列方向とに交互となるように挿入されることになる。図９は、Ａ個の送光用プローブとＢ個の受光用プローブとの位置関係の一例を示す図である。なお、送光用プローブ１１２を黒丸で示し、受光用プローブ１１３を白丸で示す。
このとき、ホルダ５０のどの貫通孔５１に、どの送光用プローブ１１２Ｔ１〜１１２ＴＡ又は受光用プローブ１１３Ｒ１〜１１３ＲＢが挿入されたかが認識されるように、各貫通孔５１には、異なる番号（Ｔ１、Ｔ２、・・・、ＴＡ、Ｒ１、Ｒ２、・・・、ＲＢ）がそれぞれ振り当てられているとともに、各送光用プローブ１１２Ｔ１〜１１２ＴＡにも、異なる番号（Ｔ１、Ｔ２、・・・、ＴＡ）がそれぞれ振り当てられ、各受光用プローブ１１３Ｒ１〜１１３ＲＢにも、異なる番号（Ｒ１、Ｒ２、・・・、ＲＢ）がそれぞれ振り当てられている。これにより、各送光用プローブ１１２Ｔ１〜１１２ＴＡと各受光用プローブ１１３Ｒ１〜１１３ＲＢとは、対応する番号の各貫通孔５１にそれぞれ挿入される。
【００１１】
そして、Ａ個の送光用プローブ１１２Ｔ１〜１１２ＴＡとＢ個の受光用プローブ１１３Ｒ１〜１１３ＲＢとの位置関係では、１個の受光用プローブ１１３で、複数個の送光用プローブ１１２から照射された光を同時に受光しないで、１個の送光用プローブ１１２から照射された光のみを受光するように、送光用プローブ１１２から光を照射するタイミングと、受光用プローブ１１３で光を受光するタイミングとを調整する必要がある。このため、メモリ２３には、光源１０２で光を出射するタイミングと光検出器１０３で光を検出するタイミングとを示す測定用制御テーブルが記憶されている。
このような測定用制御テーブルに基づいて、送受光用制御部２１は、所定の時間に、１個の送光用プローブ１１２に光を送光する駆動信号を光源１０２に出力するとともに、受光用プローブ１１３で受光された受光信号（受光量情報）を光検出器１０３で検出する。その結果、Ｘ箇所の測定部位に関する受光量情報Ａｘ（λ１）、Ａｘ（λ２）、Ａｘ（λ３）（ｘ＝１，２，・・・，Ｘ）の収集が行われる。
【００１２】
解析用制御部２２は、Ｘ箇所の測定部位に関する受光量情報Ａｘ（λ１）、Ａｘ（λ２）、Ａｘ（λ３）（ｘ＝１，２，・・・，Ｘ）に基づいて、関係式（１）（２）（３）を用いて、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の濃度・光路長積[oxyHb]、デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]及び総ヘモグロビンの濃度・光路長積（[oxyHb]＋[deoxyHb]）を求めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００６−１０９９６４号公報
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】Factors affecting the accuracy of near-infrared spectroscopy concentration calculations for focal changes in oxygenation parameters, NeuroImage 18, 865-879, 2003
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、ホルダ５０を被検者の頭部に装着させ、送光用プローブ１１２Ｔ１〜１１２ＴＡや受光用プローブ１１３Ｒ１〜１１３ＲＢをホルダ５０の貫通孔５１に固定した後、送光用プローブ１１２Ｔ１〜１１２ＴＡの送光用光ファイバ１３０ａの先端や受光用プローブ１１３Ｒ１〜１１３ＲＢの受光用光ファイバ１４０ａの先端を頭部表面に接触させることになるが、人体の頭部表面には毛髪が存在するので、医師等は耳かき等を用いて毛髪を掻き分けながら送光用光ファイバ１３０ａの先端や受光用光ファイバ１４０ａの先端を頭部表面に接触させていくという作業が発生する。
よって、複数個（例えば、１２８個）の送光用光ファイバ１３０ａの先端や複数個の受光用光ファイバ１４０ａの先端を頭部表面に接触させる場合には、何箇所も毛髪を掻き分けることになり、医師等にとっては非常に手間がかり、被検者にとっては長い時間拘束されるため非常にストレスがかかるものであった。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
そこで、本発明者は、被検者の頭部表面に短時間で容易に配置することができるプローブについて検討を行った。上述したようなプローブでは、送光用光ファイバ１３０ａの先端や受光用光ファイバ１４０ａの先端を頭部表面と接触させる際に、耳かき等を用いて毛髪を掻き分ける必要があるので、耳かき等を用いることに代えて、プローブの送光用光ファイバ１３０ａや受光用光ファイバ１４０ａを振動させることにした。すなわち、プローブの送光用光ファイバ１３０ａや受光用光ファイバ１４０ａに振動機構を取り付けることを見出した。これにより、送光用プローブ１１２Ｔ１〜１１２ＴＡの送光用光ファイバ１３０ａの先端や受光用プローブ１１３Ｒ１〜１１３ＲＢの受光用光ファイバ１４０ａの先端を頭部表面に接触させる際には、送光用光ファイバ１３０ａや受光用光ファイバ１４０ａを振動させることで毛髪を掻き分けながら、送光用光ファイバ１３０ａの先端や受光用光ファイバ１４０ａの先端を頭部表面に接触させていくことができる。
【００１７】
すなわち、本発明のプローブは、被検体に装着されるホルダの装着部に固定するための筒形状の筐体と、前記筐体の末端側から挿入されることで前記筐体の内部に配置され、先端部から光を送光するか又は先端部で光を受光する管状の光伝送体と、前記筐体と前記光伝送体との間に配置され、前記光伝送体を先端方向に押し出す弾性部材とを備えるプローブであって、前記光伝送体を振動させる振動機構を備えるようにしている。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明のプローブによれば、耳かき等を用いることなく、被検体の頭部表面に短時間で容易に配置することができる。
【００１９】
（その他の課題を解決するための手段及び効果）
また、本発明のプローブは、前記振動機構は、前記先端方向と垂直な一方向に振動させるようにしている。
本発明のプローブによれば、光伝送体を毛髪の方向のみに振動させることで毛髪を掻き分けながら、光伝送体の先端部を頭部表面に接触させていくことができる。
また、本発明のプローブは、前記振動機構は、振動数、振動強度及び／又は振動時間を変更することが可能となっている。
本発明のプローブによれば、被検体の頭部における毛髪の状態によって振動数や振動強度や振動時間を変更することができる。
【００２０】
そして、本発明の光測定装置は、上述したような複数のプローブと、前記被検体に装着されるホルダと、前記プローブに対して光の送光又は受光を制御する制御部とを備えるようにしてもよい。
また、本発明の光測定装置は、前記制御部が、一のプローブから被検体に光を照射するとともに、他のプローブで被検体から放出される光を受光して、検出された光強度に基づいて、前記被検体と前記一のプローブの光伝送体の先端部と前記他のプローブの光伝送体の先端部との接触状態を判定する判定部を有するようにしている。
本発明の光測定装置によれば、被検体と光伝送体の先端部との接触状態を判定することができる。
【００２１】
また、本発明の光測定装置は、前記判定部が、前記被検体と前記プローブの光伝送体の先端部との接触状態が良好であると判定したときには、良好であると判定したプローブの光伝送体の振動を停止させるようにしている。
本発明の光測定装置によれば、接触状態が良好になれば、プローブの光伝送体の振動を停止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態である光脳機能イメージング装置の概略構成の一例を示すブロック図。
【図２】送光用プローブの一例を示す図。
【図３】受光用プローブの一例を示す図。
【図４】判定部の動作について説明するためのフローチャート。
【図５】送光用プローブと受光用プローブとの間の距離（チャンネル）と、測定部位との関係を示す図。
【図６】従来の光脳機能イメージング装置の概略構成の一例を示すブロック図。
【図７】ホルダの一例を示す図。
【図８】従来の送光用プローブ（受光用プローブ）の一例を示す図。
【図９】Ａ個の送光用プローブとＢ個の受光用プローブの位置関係の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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、以下に説明するような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。
【００２４】
図１は、本発明の一実施形態である光脳機能イメージング装置の概略構成の一例を示すブロック図である。なお、光脳機能イメージング装置１０１と同様のものについては、同じ符号を付している。
光脳機能イメージング装置（近赤外分光分析計）１は、直方体形状の筐体６を有する。筐体６の内部には、光を出射する光源（発光部）１０２と、光源１０２を駆動する光源駆動機構４と、受光量情報Ａｎ（λｍ）を検出する光検出器（受光部）１０３と、Ａ／Ｄ（Ａ／Ｄコンバータ）５と、送受光用制御部２１と、解析用制御部２２と、判定部２４と、メモリ２３とを備えるとともに、筐体６の外部には、被検者の頭部に装着されるホルダ５０と、ホルダ５０に固定されるＡ個の送光用プローブ１２と、ホルダ５０に固定されるＢ個の受光用プローブ１３と、モニタ画面２６ａ等を有する表示装置２６と、キーボード（入力装置）２７とを備える。
【００２５】
図２は、送光用プローブの一例を示す図である。図２（ａ）は、送光用プローブの斜視図であり、図２（ｂ）は、送光用プローブの断面図であり、図２（ｃ）は、送光用プローブの正面図である。
送光用プローブ１２は、外径が１０ｍｍ程度である円筒形状の筐体１２ａを有し、筐体１２ａの外周面は、貫通孔５１の内周面に固定できるようになっている。
筐体１２ａの内部には、直径２ｍｍの管状の送光用光ファイバ１３０ａの一端部が挿入されている。これにより、送光用光ファイバ１３０ａの他端部が、発光部１０２と接続されることで、送光用光ファイバ１３０ａの他端部から入射した近赤外光が、送光用光ファイバ１３０ａの内部を通過して送光用光ファイバ１３０ａの一端部（送光用プローブ１２の先端）から出射することができるようになっている。
【００２６】
また、筐体１２ａの内部には、送光用光ファイバ１３０ａを先端方向Ｓに押し出すバネ部材（弾性部材）１２ｂが配置されている。これにより、被検者の頭部に装着されたホルダ５０に固定された際には、送光用光ファイバ１３０ａの先端部を頭部表面に押し付けるようになっている。
さらに、筐体１２ａの末端には、送光用光ファイバ１３０ａに接触するように振動子（振動機構）１２ｃが配置され、振動子１２ｃは電源と制御とを含むケーブル１２ｄの一端部と接続されている。ケーブル１２ｄは、送光用光ファイバ１３０ａに沿うように配置され、ケーブル１２ｄの他端部が判定部２４と接続されている。これにより、振動子１２ｃにケーブル１２ｄを介して電力と制御信号とが供給された際には、送光用光ファイバ１３０ａを、制御信号に基づいて先端方向と垂直な一方向Ｔに振動させることができるようになっている。
なお、振動子１２ｃとしては、例えば、扁平型小型振動モータや圧電素子等が挙げられ、制御信号によって振動数と振動強度と振動時間とを様々な数値に変更することが可能となっている。
【００２７】
図３は、受光用プローブの一例を示す図である。図３（ａ）は、受光用プローブの斜視図であり、図３（ｂ）は、受光用プローブの断面図であり、図３（ｃ）は、受光用プローブの正面図である。
受光用プローブ１３は、送光用プローブ１２と同様の構造をしており、外径が１０ｍｍ程度である円筒形状の筐体１３ａを有し、筐体１３ａの外周面は、貫通孔５１の内周面に固定できるようになっている。筐体１３ａの内周面には、直径２ｍｍの管状の受光用光ファイバ１４０ａの一端部が挿入されている。これにより、受光用光ファイバ１４０ａの他端部が、光検出器１０３と接続されることで、受光用光ファイバ１４０ａの一端部（受光用プローブ１３の先端）から入射した近赤外光が、受光用光ファイバ１４０ａの内部を通過して受光用光ファイバ１４０ａの他端部から出射することができるようになっている。
【００２８】
また、筐体１３ａの内部には、受光用光ファイバ１４０ａを先端方向Ｓに押し出すバネ部材（弾性部材）１３ｂが配置されている。これにより、被検者の頭部に装着されたホルダ５０に固定された際には、受光用光ファイバ１４０ａの先端部を頭部表面に押し付けるようになっている。
さらに、筐体１３ａの末端には、受光用光ファイバ１４０ａに接触するように振動子（振動機構）１３ｃが配置され、振動子１３ｃは電源と制御とを含むケーブル１３ｄの一端部と接続されている。ケーブル１３ｄは、受光用光ファイバ１４０ａに沿うように配置され、ケーブル１３ｄの他端部が判定部２４と接続されている。これにより、振動子１３ｃにケーブル１３ｄを介して電力と制御信号とが供給された際には、受光用光ファイバ１４０ａを、制御信号に基づいて先端方向と垂直な一方向Ｔに振動させることができるようになっている。
なお、振動子１３ｃとしては、例えば、扁平型小型振動モータや圧電素子等が挙げられ、振動数と振動強度と振動時間とを様々な数値に変更することが可能となっている。
【００２９】
判定部２３は、測定者によってキーボード２７を用いて接触状態を判定するための判定実行信号が入力されると、被検者と送光用プローブ１２と受光用プローブ１３との接触状態が良好になるように制御する。図４は、判定部２４の動作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、判定実行信号が入力されたか否かを判定する。判定実行信号が入力されていないと判定したときには、ステップＳ１０１の処理を繰り返す。つまり、判定実行信号が入力されるまで、ステップＳ１０１の処理が繰り返されることになる。
【００３０】
一方、判定実行信号が入力されたと判定したときには、ステップＳ１０２の処理において、回数パラメータｔに０と更新するように、ｔ＝０とメモリ２３に記憶させる。
次に、ステップＳ１０３の処理において、メモリ２３に記憶された判定用制御テーブルと、後述する合否情報とに基づいて、１個の送光用プローブ１２に光を送光する駆動信号を光源１０２に出力するとともに、受光用プローブ１３で受光された受光信号（受光量情報）を光検出器１０３で検出する。このとき、３種類の波長λ１、λ２、λ３の光を送光することができるが、１種の波長λ１の光のみを送光する。その結果、受光量情報Ａｘ（λ１）（ｘ＝１，２，・・・，Ａ×Ｂ）の収集が行われる。
【００３１】
次に、ステップＳ１０４の処理において、受光量情報Ａｘ（λ１）（ｘ＝１，２，・・・，Ａ×Ｂ）に基づいて、被検者の頭部表面と送光用プローブ１２の送光用光ファイバ１３０ａの先端と受光用プローブ１３の受光用光ファイバ１４０ａの先端との接触状態を判定する。このとき、例えば、一の送光用プローブ１２と一の受光用プローブ１３と間で検出された受光量情報Ａｘ（λ１）が閾値以上であるときには、被検者の頭部表面と一の送光用プローブ１２と一の受光用プローブ１３との接触状態は良好であると判定し合格情報をメモリ２３に記憶させ、一方、閾値未満であるときには、被検者の頭部表面と一の送光用プローブ１２と一の受光用プローブ１３との接触状態が良好でないと判定し不合格情報をメモリ２３に記憶させる。
【００３２】
次に、ステップＳ１０５の処理において、全てのプローブ１２、１３の接触状態が良好であるか否かを判定する。全てのプローブ１２、１３の接触状態が良好であると判定したときには、本フローチャートを終了させる。
次に、少なくとも１個のプローブ１２、１３の接触状態が良好でないと判定したときには、ステップＳ１０６の処理において、回数パラメータｔにｔ＋１と更新するように、ｔ＝ｔ＋１とメモリ２３に記憶させる。
【００３３】
次に、ステップＳ１０７の処理において、合否情報に基づいて、送光用プローブ１２の振動子１２ｃや受光用プローブ１３の振動子１３ｃに制御信号と電力とを供給して、ステップＳ１０３の処理に戻る。このとき、回数パラメータｔに応じて、振動数Ｏｔと振動強度Ｐｔと振動時間Ｑｔとを変更した制御信号を出力する。これにより、被検者の頭部における様々な毛髪の状態に対しても、振動させることでプローブ１２、１３の接触状態が良好となるようにすることができる。
【００３４】
以上のように、本発明のプローブ１２、１３によれば、耳かき等を用いることなく、被検者の頭部表面に短時間で容易に配置することができる。
さらに、本発明の光脳機能イメージング装置１によれば、被検者の頭部表面と送光用光ファイバ１３０ａの先端と受光用光ファイバ１４０ａの先端との接触状態を判定することができる。
【００３５】
＜他の実施形態＞
上述した光脳機能イメージング装置１において、回数パラメータｔに応じて、振動数Ｏｔと振動強度Ｐｔと振動時間Ｑｔとを変更するような構成を示したが、振動方向を変更するような構成としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、非侵襲で脳活動を測定する光脳機能イメージング装置等に利用することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１：光脳機能イメージング装置（光測定装置）
１２：送光用プローブ
１２ａ：筐体
１２ｂ：バネ部材（弾性部材）
１２ｃ：振動子（振動機構）
２１：送受光用制御部
５０：ホルダ
５１：貫通孔（装着部）
１３０ａ：送光用光ファイバ（光伝送体）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を用いて非侵襲で脳活動を測定するためのプローブ及びこれを用いた光測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、脳の活動状況を観察するために、光を用いて簡便に非侵襲で測定する光脳機能イメージング装置（光測定装置）が開発されている。このような光脳機能イメージング装置では、送光用プローブと受光用プローブとを備える。これにより、光脳機能イメージング装置では、被検者の頭部表面上に配置した送光用プローブにより、異なる３種類の波長λ１、λ２、λ３（例えば、７８０ｎｍと８０５ｎｍと８３０ｎｍ）の近赤外光を脳に照射するとともに、頭部表面上に配置した受光用プローブにより、脳から放出された各波長の近赤外光の強度（受光量情報）Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）をそれぞれ検出する。
【０００３】
そして、このようにして得られた受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）から、脳血流中のオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb]と、デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]とを求めるために、例えば、Modified Beer Lambert則を用いて関係式（１）（２）（３）に示す連立方程式を作成して、この連立方程式を解いている（例えば、非特許文献１参照）。さらには、オキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb]と、デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]とから総ヘモグロビンの濃度・光路長積（[oxyHb]＋[deoxyHb]）を算出している。
Ａ（λ１）＝ＥＯ（λ１）×[oxyHb]＋Ｅｄ（λ１）×[deoxyHb]・・・（１）
Ａ（λ２）＝ＥＯ（λ２）×[oxyHb]＋Ｅｄ（λ２）×[deoxyHb]・・・（２）
Ａ（λ３）＝ＥＯ（λ３）×[oxyHb]＋Ｅｄ（λ３）×[deoxyHb]・・・（３）
なお、ＥＯ（λｍ）は、波長λｍの光におけるオキシヘモグロビンの吸光度係数であり、Ｅｄ（λｍ）は、波長λｍの光におけるデオキシヘモグロビンの吸光度係数である。
【０００４】
ここで、送光用プローブと受光用プローブとの間の距離（チャンネル）と、測定部位との関係について説明する。図５（ａ）は、一対の送光用プローブ及び受光用プローブと、測定部位との関係を示す断面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の平面図である。
送光用プローブ１１２が被検者の頭部表面の送光点Ｔに押し当てられるとともに、受光用プローブ１１３が被検者の頭部表面の受光点Ｒに押し当てられる。そして、送光用プローブ１１２から光を照射させるとともに、受光用プローブ１１３に頭部表面から放出される光を入射させる。このとき、光は、頭部表面の送光点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、頭部表面の受光点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とを被検者の頭部表面に沿って最短距離で結んだ線Ｌの中点Ｍから、送光点Ｔと受光点Ｒとを被検者の頭部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である被検者の測定部位Ｓに関する受光量情報Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）が得られるとしている。
【０００５】
また、光脳機能イメージング装置では、脳の複数箇所の測定部位に関するオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[oxyHb]、デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]及び総ヘモグロビンの濃度・光路長積（[oxyHb]＋[deoxyHb]）をそれぞれ測定するために、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）。
図６は、従来の光脳機能イメージング装置の概略構成の一例を示すブロック図である。
光脳機能イメージング装置（近赤外分光分析計）１０１は、直方体形状の筐体６を有する。筐体６の内部には、光を出射する光源（発光部）１０２と、光源１０２を駆動する光源駆動機構４と、受光量情報Ａｎ（λｍ）を検出する光検出器（受光部）１０３と、Ａ／Ｄ（Ａ／Ｄコンバータ）５と、送受光用制御部２１と、解析用制御部２２と、メモリ２３とを備えるとともに、筐体６の外部には、被検者の頭部に装着されるホルダ５０と、ホルダ５０に固定されるＡ個の送光用プローブ１１２と、ホルダ５０に固定されるＢ個の受光用プローブ１１３と、モニタ画面２６ａ等を有する表示装置２６と、キーボード（入力装置）２７とを備える。
【０００６】
光源駆動機構４は、送受光用制御部２１から入力された駆動信号により光源１０２を駆動する。光源１０２は、例えば、異なる３種類の波長λ１、λ２、λ３の近赤外光を出射することができる半導体レーザＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３等である。
光検出器１０３は、近赤外光をそれぞれ検出することにより、受光信号（受光量情報）Ａ（λ１）、Ａ（λ２）、Ａ（λ３）をＡ／Ｄ５を介して送受光用制御部２１に出力する検出器であり、例えば、光電子増倍管等が用いられる。
【０００７】
このような近赤外分光分析計１０１では、Ａ個の送光用プローブ１１２と、Ｂ個の受光用プローブ１１３とを所定の配列で被検者の頭部表面に密着させるために、ホルダ５０が使用される。ホルダ５０としては、例えば、頭部表面の形状に合わせて椀形状に成型されたものが使用される。図７は、ホルダの一例を示す斜視図である。ホルダ５０には、（Ａ＋Ｂ）個の貫通孔（装着部）５１が行方向と列方向とで３０ｍｍをあけるように形成されている。貫通孔５１は円柱形状で、その直径は１０ｍｍ程度であり、深さは５ｍｍ程度である。
【０００８】
そして、図８は、従来の送光用プローブ（受光用プローブ）の一例を示す図である。図８（ａ）は、送光用プローブの斜視図であり、図８（ｂ）は、送光用プローブの断面図であり、図８（ｃ）は、送光用プローブの正面図である。
送光用プローブ１１２は、外径が１０ｍｍ程度である円筒形状の筐体１１２ａを有し、筐体１１２ａの外周面は、貫通孔５１の内周面に固定できるようになっている。筐体１１２ａの内部には、直径２ｍｍの管状の送光用光ファイバ１３０ａの一端部が挿入されている。これにより、送光用光ファイバ１３０ａの他端部が、発光部１０２と接続されることで、送光用光ファイバ１３０ａの他端部から入射した近赤外光が、送光用光ファイバ１３０ａの内部を通過して送光用光ファイバ１３０ａの一端部（送光用プローブ１１２の先端）から出射することができるようになっている。
また、筐体１１２ａの内部には、送光用光ファイバ１３０ａを先端方向Ｓに押し出すバネ部材（弾性部材）１１２ｂが配置されている。これにより、後述するが、被検者の頭部に装着されたホルダ５０に固定された際には、送光用光ファイバ１３０ａの先端を頭部表面に押し付けるようになっている。
【０００９】
受光用プローブ１１３は、送光用プローブ１１２と同様の構造をしており、外径が１０ｍｍ程度である円筒形状の筐体１１３ａを有し、筐体１１３ａの外周面は、貫通孔５１の内周面に固定できるようになっている。筐体１１３ａの内周面には、直径２ｍｍの管状の受光用光ファイバ１４０ａの一端部が挿入されている。これにより、受光用光ファイバ１４０ａの他端部が、光検出器１０３と接続されることで、受光用光ファイバ１４０ａの一端部（受光用プローブ１１３の先端）から入射した近赤外光が、受光用光ファイバ１４０ａの内部を通過して受光用光ファイバ１４０ａの他端部から出射することができるようになっている。
【００１０】
このようなＡ個の送光用プローブ１１２とＢ個の受光用プローブ１１３とが、ホルダ５０の貫通孔５１に、行方向と列方向とに交互となるように挿入されることになる。図９は、Ａ個の送光用プローブとＢ個の受光用プローブとの位置関係の一例を示す図である。なお、送光用プローブ１１２を黒丸で示し、受光用プローブ１１３を白丸で示す。
このとき、ホルダ５０のどの貫通孔５１に、どの送光用プローブ１１２Ｔ１〜１１２ＴＡ又は受光用プローブ１１３Ｒ１〜１１３ＲＢが挿入されたかが認識されるように、各貫通孔５１には、異なる番号（Ｔ１、Ｔ２、・・・、ＴＡ、Ｒ１、Ｒ２、・・・、ＲＢ）がそれぞれ振り当てられているとともに、各送光用プローブ１１２Ｔ１〜１１２ＴＡにも、異なる番号（Ｔ１、Ｔ２、・・・、ＴＡ）がそれぞれ振り当てられ、各受光用プローブ１１３Ｒ１〜１１３ＲＢにも、異なる番号（Ｒ１、Ｒ２、・・・、ＲＢ）がそれぞれ振り当てられている。これにより、各送光用プローブ１１２Ｔ１〜１１２ＴＡと各受光用プローブ１１３Ｒ１〜１１３ＲＢとは、対応する番号の各貫通孔５１にそれぞれ挿入される。
【００１１】
そして、Ａ個の送光用プローブ１１２Ｔ１〜１１２ＴＡとＢ個の受光用プローブ１１３Ｒ１〜１１３ＲＢとの位置関係では、１個の受光用プローブ１１３で、複数個の送光用プローブ１１２から照射された光を同時に受光しないで、１個の送光用プローブ１１２から照射された光のみを受光するように、送光用プローブ１１２から光を照射するタイミングと、受光用プローブ１１３で光を受光するタイミングとを調整する必要がある。このため、メモリ２３には、光源１０２で光を出射するタイミングと光検出器１０３で光を検出するタイミングとを示す測定用制御テーブルが記憶されている。
このような測定用制御テーブルに基づいて、送受光用制御部２１は、所定の時間に、１個の送光用プローブ１１２に光を送光する駆動信号を光源１０２に出力するとともに、受光用プローブ１１３で受光された受光信号（受光量情報）を光検出器１０３で検出する。その結果、Ｘ箇所の測定部位に関する受光量情報Ａｘ（λ１）、Ａｘ（λ２）、Ａｘ（λ３）（ｘ＝１，２，・・・，Ｘ）の収集が行われる。
【００１２】
解析用制御部２２は、Ｘ箇所の測定部位に関する受光量情報Ａｘ（λ１）、Ａｘ（λ２）、Ａｘ（λ３）（ｘ＝１，２，・・・，Ｘ）に基づいて、関係式（１）（２）（３）を用いて、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の濃度・光路長積[oxyHb]、デオキシヘモグロビンの濃度・光路長積[deoxyHb]及び総ヘモグロビンの濃度・光路長積（[oxyHb]＋[deoxyHb]）を求めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００６−１０９９６４号公報
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】Factors affecting the accuracy of near-infrared spectroscopy concentration calculations for focal changes in oxygenation parameters, NeuroImage 18, 865-879, 2003
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、ホルダ５０を被検者の頭部に装着させ、送光用プローブ１１２Ｔ１〜１１２ＴＡや受光用プローブ１１３Ｒ１〜１１３ＲＢをホルダ５０の貫通孔５１に固定した後、送光用プローブ１１２Ｔ１〜１１２ＴＡの送光用光ファイバ１３０ａの先端や受光用プローブ１１３Ｒ１〜１１３ＲＢの受光用光ファイバ１４０ａの先端を頭部表面に接触させることになるが、人体の頭部表面には毛髪が存在するので、医師等は耳かき等を用いて毛髪を掻き分けながら送光用光ファイバ１３０ａの先端や受光用光ファイバ１４０ａの先端を頭部表面に接触させていくという作業が発生する。
よって、複数個（例えば、１２８個）の送光用光ファイバ１３０ａの先端や複数個の受光用光ファイバ１４０ａの先端を頭部表面に接触させる場合には、何箇所も毛髪を掻き分けることになり、医師等にとっては非常に手間がかり、被検者にとっては長い時間拘束されるため非常にストレスがかかるものであった。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
そこで、本発明者は、被検者の頭部表面に短時間で容易に配置することができるプローブについて検討を行った。上述したようなプローブでは、送光用光ファイバ１３０ａの先端や受光用光ファイバ１４０ａの先端を頭部表面と接触させる際に、耳かき等を用いて毛髪を掻き分ける必要があるので、耳かき等を用いることに代えて、プローブの送光用光ファイバ１３０ａや受光用光ファイバ１４０ａを振動させることにした。すなわち、プローブの送光用光ファイバ１３０ａや受光用光ファイバ１４０ａに振動機構を取り付けることを見出した。これにより、送光用プローブ１１２Ｔ１〜１１２ＴＡの送光用光ファイバ１３０ａの先端や受光用プローブ１１３Ｒ１〜１１３ＲＢの受光用光ファイバ１４０ａの先端を頭部表面に接触させる際には、送光用光ファイバ１３０ａや受光用光ファイバ１４０ａを振動させることで毛髪を掻き分けながら、送光用光ファイバ１３０ａの先端や受光用光ファイバ１４０ａの先端を頭部表面に接触させていくことができる。
【００１７】
すなわち、本発明のプローブは、被検体に装着されるホルダの装着部に固定するための筒形状の筐体と、前記筐体の末端側から挿入されることで前記筐体の内部に配置され、先端部から光を送光するか又は先端部で光を受光する管状の光伝送体と、前記筐体と前記光伝送体との間に配置され、前記光伝送体を先端方向に押し出す弾性部材とを備えるプローブであって、前記光伝送体を振動させる振動機構を備えるようにしている。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明のプローブによれば、耳かき等を用いることなく、被検体の頭部表面に短時間で容易に配置することができる。
【００１９】
（その他の課題を解決するための手段及び効果）
また、本発明のプローブは、前記振動機構は、前記先端方向と垂直な一方向に振動させるようにしている。
本発明のプローブによれば、光伝送体を毛髪の方向のみに振動させることで毛髪を掻き分けながら、光伝送体の先端部を頭部表面に接触させていくことができる。
また、本発明のプローブは、前記振動機構は、振動数、振動強度及び／又は振動時間を変更することが可能となっている。
本発明のプローブによれば、被検体の頭部における毛髪の状態によって振動数や振動強度や振動時間を変更することができる。
【００２０】
そして、本発明の光測定装置は、上述したような複数のプローブと、前記被検体に装着されるホルダと、前記プローブに対して光の送光又は受光を制御する制御部とを備えるようにしてもよい。
また、本発明の光測定装置は、前記制御部が、一のプローブから被検体に光を照射するとともに、他のプローブで被検体から放出される光を受光して、検出された光強度に基づいて、前記被検体と前記一のプローブの光伝送体の先端部と前記他のプローブの光伝送体の先端部との接触状態を判定する判定部を有するようにしている。
本発明の光測定装置によれば、被検体と光伝送体の先端部との接触状態を判定することができる。
【００２１】
また、本発明の光測定装置は、前記判定部が、前記被検体と前記プローブの光伝送体の先端部との接触状態が良好であると判定したときには、良好であると判定したプローブの光伝送体の振動を停止させるようにしている。
本発明の光測定装置によれば、接触状態が良好になれば、プローブの光伝送体の振動を停止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態である光脳機能イメージング装置の概略構成の一例を示すブロック図。
【図２】送光用プローブの一例を示す図。
【図３】受光用プローブの一例を示す図。
【図４】判定部の動作について説明するためのフローチャート。
【図５】送光用プローブと受光用プローブとの間の距離（チャンネル）と、測定部位との関係を示す図。
【図６】従来の光脳機能イメージング装置の概略構成の一例を示すブロック図。
【図７】ホルダの一例を示す図。
【図８】従来の送光用プローブ（受光用プローブ）の一例を示す図。
【図９】Ａ個の送光用プローブとＢ個の受光用プローブの位置関係の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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、以下に説明するような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。
【００２４】
図１は、本発明の一実施形態である光脳機能イメージング装置の概略構成の一例を示すブロック図である。なお、光脳機能イメージング装置１０１と同様のものについては、同じ符号を付している。
光脳機能イメージング装置（近赤外分光分析計）１は、直方体形状の筐体６を有する。筐体６の内部には、光を出射する光源（発光部）１０２と、光源１０２を駆動する光源駆動機構４と、受光量情報Ａｎ（λｍ）を検出する光検出器（受光部）１０３と、Ａ／Ｄ（Ａ／Ｄコンバータ）５と、送受光用制御部２１と、解析用制御部２２と、判定部２４と、メモリ２３とを備えるとともに、筐体６の外部には、被検者の頭部に装着されるホルダ５０と、ホルダ５０に固定されるＡ個の送光用プローブ１２と、ホルダ５０に固定されるＢ個の受光用プローブ１３と、モニタ画面２６ａ等を有する表示装置２６と、キーボード（入力装置）２７とを備える。
【００２５】
図２は、送光用プローブの一例を示す図である。図２（ａ）は、送光用プローブの斜視図であり、図２（ｂ）は、送光用プローブの断面図であり、図２（ｃ）は、送光用プローブの正面図である。
送光用プローブ１２は、外径が１０ｍｍ程度である円筒形状の筐体１２ａを有し、筐体１２ａの外周面は、貫通孔５１の内周面に固定できるようになっている。
筐体１２ａの内部には、直径２ｍｍの管状の送光用光ファイバ１３０ａの一端部が挿入されている。これにより、送光用光ファイバ１３０ａの他端部が、発光部１０２と接続されることで、送光用光ファイバ１３０ａの他端部から入射した近赤外光が、送光用光ファイバ１３０ａの内部を通過して送光用光ファイバ１３０ａの一端部（送光用プローブ１２の先端）から出射することができるようになっている。
【００２６】
また、筐体１２ａの内部には、送光用光ファイバ１３０ａを先端方向Ｓに押し出すバネ部材（弾性部材）１２ｂが配置されている。これにより、被検者の頭部に装着されたホルダ５０に固定された際には、送光用光ファイバ１３０ａの先端部を頭部表面に押し付けるようになっている。
さらに、筐体１２ａの末端には、送光用光ファイバ１３０ａに接触するように振動子（振動機構）１２ｃが配置され、振動子１２ｃは電源と制御とを含むケーブル１２ｄの一端部と接続されている。ケーブル１２ｄは、送光用光ファイバ１３０ａに沿うように配置され、ケーブル１２ｄの他端部が判定部２４と接続されている。これにより、振動子１２ｃにケーブル１２ｄを介して電力と制御信号とが供給された際には、送光用光ファイバ１３０ａを、制御信号に基づいて先端方向と垂直な一方向Ｔに振動させることができるようになっている。
なお、振動子１２ｃとしては、例えば、扁平型小型振動モータや圧電素子等が挙げられ、制御信号によって振動数と振動強度と振動時間とを様々な数値に変更することが可能となっている。
【００２７】
図３は、受光用プローブの一例を示す図である。図３（ａ）は、受光用プローブの斜視図であり、図３（ｂ）は、受光用プローブの断面図であり、図３（ｃ）は、受光用プローブの正面図である。
受光用プローブ１３は、送光用プローブ１２と同様の構造をしており、外径が１０ｍｍ程度である円筒形状の筐体１３ａを有し、筐体１３ａの外周面は、貫通孔５１の内周面に固定できるようになっている。筐体１３ａの内周面には、直径２ｍｍの管状の受光用光ファイバ１４０ａの一端部が挿入されている。これにより、受光用光ファイバ１４０ａの他端部が、光検出器１０３と接続されることで、受光用光ファイバ１４０ａの一端部（受光用プローブ１３の先端）から入射した近赤外光が、受光用光ファイバ１４０ａの内部を通過して受光用光ファイバ１４０ａの他端部から出射することができるようになっている。
【００２８】
また、筐体１３ａの内部には、受光用光ファイバ１４０ａを先端方向Ｓに押し出すバネ部材（弾性部材）１３ｂが配置されている。これにより、被検者の頭部に装着されたホルダ５０に固定された際には、受光用光ファイバ１４０ａの先端部を頭部表面に押し付けるようになっている。
さらに、筐体１３ａの末端には、受光用光ファイバ１４０ａに接触するように振動子（振動機構）１３ｃが配置され、振動子１３ｃは電源と制御とを含むケーブル１３ｄの一端部と接続されている。ケーブル１３ｄは、受光用光ファイバ１４０ａに沿うように配置され、ケーブル１３ｄの他端部が判定部２４と接続されている。これにより、振動子１３ｃにケーブル１３ｄを介して電力と制御信号とが供給された際には、受光用光ファイバ１４０ａを、制御信号に基づいて先端方向と垂直な一方向Ｔに振動させることができるようになっている。
なお、振動子１３ｃとしては、例えば、扁平型小型振動モータや圧電素子等が挙げられ、振動数と振動強度と振動時間とを様々な数値に変更することが可能となっている。
【００２９】
判定部２３は、測定者によってキーボード２７を用いて接触状態を判定するための判定実行信号が入力されると、被検者と送光用プローブ１２と受光用プローブ１３との接触状態が良好になるように制御する。図４は、判定部２４の動作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、判定実行信号が入力されたか否かを判定する。判定実行信号が入力されていないと判定したときには、ステップＳ１０１の処理を繰り返す。つまり、判定実行信号が入力されるまで、ステップＳ１０１の処理が繰り返されることになる。
【００３０】
一方、判定実行信号が入力されたと判定したときには、ステップＳ１０２の処理において、回数パラメータｔに０と更新するように、ｔ＝０とメモリ２３に記憶させる。
次に、ステップＳ１０３の処理において、メモリ２３に記憶された判定用制御テーブルと、後述する合否情報とに基づいて、１個の送光用プローブ１２に光を送光する駆動信号を光源１０２に出力するとともに、受光用プローブ１３で受光された受光信号（受光量情報）を光検出器１０３で検出する。このとき、３種類の波長λ１、λ２、λ３の光を送光することができるが、１種の波長λ１の光のみを送光する。その結果、受光量情報Ａｘ（λ１）（ｘ＝１，２，・・・，Ａ×Ｂ）の収集が行われる。
【００３１】
次に、ステップＳ１０４の処理において、受光量情報Ａｘ（λ１）（ｘ＝１，２，・・・，Ａ×Ｂ）に基づいて、被検者の頭部表面と送光用プローブ１２の送光用光ファイバ１３０ａの先端と受光用プローブ１３の受光用光ファイバ１４０ａの先端との接触状態を判定する。このとき、例えば、一の送光用プローブ１２と一の受光用プローブ１３と間で検出された受光量情報Ａｘ（λ１）が閾値以上であるときには、被検者の頭部表面と一の送光用プローブ１２と一の受光用プローブ１３との接触状態は良好であると判定し合格情報をメモリ２３に記憶させ、一方、閾値未満であるときには、被検者の頭部表面と一の送光用プローブ１２と一の受光用プローブ１３との接触状態が良好でないと判定し不合格情報をメモリ２３に記憶させる。
【００３２】
次に、ステップＳ１０５の処理において、全てのプローブ１２、１３の接触状態が良好であるか否かを判定する。全てのプローブ１２、１３の接触状態が良好であると判定したときには、本フローチャートを終了させる。
次に、少なくとも１個のプローブ１２、１３の接触状態が良好でないと判定したときには、ステップＳ１０６の処理において、回数パラメータｔにｔ＋１と更新するように、ｔ＝ｔ＋１とメモリ２３に記憶させる。
【００３３】
次に、ステップＳ１０７の処理において、合否情報に基づいて、送光用プローブ１２の振動子１２ｃや受光用プローブ１３の振動子１３ｃに制御信号と電力とを供給して、ステップＳ１０３の処理に戻る。このとき、回数パラメータｔに応じて、振動数Ｏｔと振動強度Ｐｔと振動時間Ｑｔとを変更した制御信号を出力する。これにより、被検者の頭部における様々な毛髪の状態に対しても、振動させることでプローブ１２、１３の接触状態が良好となるようにすることができる。
【００３４】
以上のように、本発明のプローブ１２、１３によれば、耳かき等を用いることなく、被検者の頭部表面に短時間で容易に配置することができる。
さらに、本発明の光脳機能イメージング装置１によれば、被検者の頭部表面と送光用光ファイバ１３０ａの先端と受光用光ファイバ１４０ａの先端との接触状態を判定することができる。
【００３５】
＜他の実施形態＞
上述した光脳機能イメージング装置１において、回数パラメータｔに応じて、振動数Ｏｔと振動強度Ｐｔと振動時間Ｑｔとを変更するような構成を示したが、振動方向を変更するような構成としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、非侵襲で脳活動を測定する光脳機能イメージング装置等に利用することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１：光脳機能イメージング装置（光測定装置）
１２：送光用プローブ
１２ａ：筐体
１２ｂ：バネ部材（弾性部材）
１２ｃ：振動子（振動機構）
２１：送受光用制御部
５０：ホルダ
５１：貫通孔（装着部）
１３０ａ：送光用光ファイバ（光伝送体）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に装着されるホルダの装着部に固定するための筒形状の筐体と、
前記筐体の末端側から挿入されることで前記筐体の内部に配置され、先端部から光を送光するか又は先端部で光を受光する管状の光伝送体と、
前記筐体と前記光伝送体との間に配置され、前記光伝送体を先端方向に押し出す弾性部材とを備えるプローブであって、
前記光伝送体を振動させる振動機構を備えることを特徴とするプローブ。
【請求項２】
前記振動機構は、前記先端方向と垂直な一方向に振動させることを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
【請求項３】
前記振動機構は、振動数、振動強度及び／又は振動時間を変更することが可能となっていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプローブ。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の複数のプローブと、
前記被検体に装着されるホルダと、
前記プローブに対して光の送光又は受光を制御する制御部とを備えることを特徴とする光測定装置。
【請求項５】
前記制御部は、一のプローブから被検体に光を照射するとともに、他のプローブで被検体から放出される光を受光して、検出された光強度に基づいて、前記被検体と前記一のプローブの光伝送体の先端部と前記他のプローブの光伝送体の先端部との接触状態を判定する判定部を有することを特徴とする請求項４に光測定装置。
【請求項６】
前記判定部は、前記被検体と前記プローブの光伝送体の先端部との接触状態が良好であると判定したときには、良好であると判定したプローブの光伝送体の振動を停止させることを特徴とする請求項５に光測定装置。
【請求項１】
被検体に装着されるホルダの装着部に固定するための筒形状の筐体と、
前記筐体の末端側から挿入されることで前記筐体の内部に配置され、先端部から光を送光するか又は先端部で光を受光する管状の光伝送体と、
前記筐体と前記光伝送体との間に配置され、前記光伝送体を先端方向に押し出す弾性部材とを備えるプローブであって、
前記光伝送体を振動させる振動機構を備えることを特徴とするプローブ。
【請求項２】
前記振動機構は、前記先端方向と垂直な一方向に振動させることを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
【請求項３】
前記振動機構は、振動数、振動強度及び／又は振動時間を変更することが可能となっていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプローブ。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の複数のプローブと、
前記被検体に装着されるホルダと、
前記プローブに対して光の送光又は受光を制御する制御部とを備えることを特徴とする光測定装置。
【請求項５】
前記制御部は、一のプローブから被検体に光を照射するとともに、他のプローブで被検体から放出される光を受光して、検出された光強度に基づいて、前記被検体と前記一のプローブの光伝送体の先端部と前記他のプローブの光伝送体の先端部との接触状態を判定する判定部を有することを特徴とする請求項４に光測定装置。
【請求項６】
前記判定部は、前記被検体と前記プローブの光伝送体の先端部との接触状態が良好であると判定したときには、良好であると判定したプローブの光伝送体の振動を停止させることを特徴とする請求項５に光測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１３５３８０（Ｐ２０１２−１３５３８０Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８８６０８（Ｐ２０１０−２８８６０８）
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
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