血流計測装置及び血流計測装置を用いた脳活動計測装置
【課題】本発明は被験者の動きと脳の計測データとを同時に観察することを課題とする。
【解決手段】脳活動計測システム１０は、脳活動計測装置２０と、コントロールユニット３０とを有する。脳活動計測装置２０は、被験者の頭部に装着される装着具２２と、当該装着具２２の外側のベース２３にマトリックス状に配された複数の表示ユニット２４（２４１〜２４ｎ）とを有する。コントロールユニット３０の制御装置４０は、被験者の脳の活動に伴う脳の各領域における血流及び脳波を計測し、この計測データ（計測値）をメモリ４２に格納すると共に、計測データに基づいて各領域の計測ポイントにおける活動レベルを判定し、判定結果から各計測ポイントに対応する各表示ユニット２４（２４１〜２４ｎ）の表示色及び点滅速度を制御する。
【解決手段】脳活動計測システム１０は、脳活動計測装置２０と、コントロールユニット３０とを有する。脳活動計測装置２０は、被験者の頭部に装着される装着具２２と、当該装着具２２の外側のベース２３にマトリックス状に配された複数の表示ユニット２４（２４１〜２４ｎ）とを有する。コントロールユニット３０の制御装置４０は、被験者の脳の活動に伴う脳の各領域における血流及び脳波を計測し、この計測データ（計測値）をメモリ４２に格納すると共に、計測データに基づいて各領域の計測ポイントにおける活動レベルを判定し、判定結果から各計測ポイントに対応する各表示ユニット２４（２４１〜２４ｎ）の表示色及び点滅速度を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被験者の脳の状態を計測すると共に、計測結果を分かりやすく表示する血流計測装置及び血流計測装置を用いた脳活動計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の血流計測装置及び血流計測装置を用いた脳活動計測装置としては、被験者の頭部に装着される装着具に複数の光センサを設けたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、この特許文献１では、複数の光センサにより頭部の血流を計測すると共に、この計測結果をモニタに表示し、さらに各光センサに設けた脳波検出用電極により脳波を検出して脳の活動をモニタに表示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１８９５７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載された血流計測装置及び血流計測装置を用いた脳活動計測装置では、モニタに表示された画像をみることで頭部の血流状態や脳活性度の計測結果を確認するため、観察者は被験者をあまりみないでモニタの画像のみをみることになり、被験者の動きの変化に気付かないままモニタに表示された血流や脳波の変化を確認しても被験者の動作や思考状態と血流や脳波との関連性が分かりにくいという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は上記事情に鑑み、上記課題を解決した血流計測装置及び血流計測装置を用いた脳活動計測装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。
（１）本発明は、被験者の頭部に装着される装着具と、
該装着具の内側に配され、当該被験者の頭部の血流を検出する複数のセンサと、
前記装着具の外側に配された表示手段と、
前記複数のセンサから出力された血流データに基づく表示パターンを前記表示手段により表示させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
（２）本発明の前記表示手段は、複数の発光素子を前記装着具の外側に所定間隔でマトリックス状に配されることを特徴とする。
（３）本発明の前記表示手段は、薄型の表示デバイスからなり、前記装着具の外部形状に沿うように配されることを特徴とする。
（４）本発明の前記表示手段は、前記複数のセンサにより計測された各血流データに応じた色を表示することを特徴とする。
（５）本発明の前記制御手段は、前記複数のセンサにより計測された各血流データに基づき、前記被験者の思考状態に応じた表示パターンを複数の異なる色による模様として前記表示手段に表示することを特徴とする。
（６）本発明の前記制御手段は、脳の活動領域に応じて複数のブロックに分類し、各ブロック毎に前記複数のセンサにより計測された各血流データに応じた色を前記表示手段に表示することを特徴とする。
（７）本発明の前記制御手段は、前記血流データを判別するための複数の閾値が設定されており、前記複数の閾値と前記血流データとの比較により、当該血流データがどの色に対応するかを判別する判別手段を有することを特徴とする。
（８）本発明の前記複数のセンサは、脳波を検出する脳波検出用電極を有し、前記血流データを計測すると共に、脳波を検出することを特徴とする。
（９）本発明は（１）乃至（８）の何れかに記載の血流計測装置であって、
被験者の各部位に対して刺激を付与する刺激付与手段を有し、
該刺激付与手段による各刺激付与位置に対応する前記頭部の血流を前記センサにより計測し、前記表示手段により表示することを特徴とする。
（１０）本発明の前記刺激付与手段は、被験者の体形に応じてフィットするシャツ、手袋、スパッツ、靴下の何れかに、被験者の体表面に刺激を付与する複数の刺激付与部を有することを特徴とする。
（１１）本発明は、（１）乃至（８）の何れかに記載の前記血流計測装置を用いて脳の血流を計測し、前記血流計測装置によって計測された結果に基づき前記脳の活動状態を計測することを特徴とする脳活動計測装置である。
（１２）本発明は、前記血流計測装置を用いて計測された脳の血流、及び前記複数のセンサに設けられた脳波検出用電極により検出された脳波に基づいて脳波活性度を判定する判定手段を有することを特徴とする。
（１３）本発明の前記判定手段は、前記脳波検出用電極により検出された脳波の周波数及び振幅の組み合わせにより脳波活性度を判定することを特徴とする。
（１４）本発明の前記判定手段は、前記脳波検出用電極により検出された脳波の周波数及び振幅の相対関係を関数により区切って脳波活性度を判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、被験者の頭部の血流を検出する複数のセンサが装着具の内側に配され、且つ表示手段が装着具の外側に配され、複数のセンサから出力された血流データに基づく表示パターンを表示手段により表示させるため、観察者が被験者の動作や姿勢などを観察しながら表示手段に表示された血流による表示パターンを同時に視認することができ、計測結果と被験者の動作や思考状態との関連性をリアルタイムで確認することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明による血流計測装置及び脳活動計測装置の一実施例の概略構成を模式的に示す図である。
【図２】センサユニット及び表示ユニットの取付構造を部分的示す縦断面図である。
【図３】複数のセンサユニット及び複数の表示ユニットと制御装置との接続関係を示すブロック図である。
【図４】センサユニット及び表示ユニットを拡大して示す縦断面図である。
【図５】血流計測方法の原理を説明するための図である。
【図６】レーザ光の波長と、血液の酸素飽和度を変えた場合の光の吸収状態の関係を示すグラフである。
【図７】脳を左側面から見た図である。
【図８】脳の血流から脳活動を計測する場合の原理を説明するための図である。
【図９】脳活動計測装置の制御装置が実行する脳の血流計測処理を説明するためのフローチャートである。
【図１０】制御装置が実行する計測データ画像表示処理を説明するためのフローチャートである。
【図１１】装着具の左側に配された各センサユニットの配置例を示す左側断面図である。
【図１２】装着具の左側に配された各表示ユニットの配置例を示す側面図である。
【図１３】装着具の左側に配された各表示ユニットの変形例を示す側面図である。
【図１４Ａ】左脳、右脳の領域Ｒ１、Ｌ１の血流の計測データと被験者の動作との関連を示すグラフである。
【図１４Ｂ】左脳、右脳の領域Ｒ３、Ｌ３の血流の計測データと被験者の動作との関連を示すグラフである。
【図１４Ｃ】左脳、右脳の領域Ｒ４、Ｌ４の血流の計測データと被験者の動作との関連を示すグラフである。
【図１４Ｄ】左脳、右脳の領域Ｒ８、Ｌ８の血流の計測データと被験者の動作との関連を示すグラフである。
【図１５】脳波活性度と血流計測データとの相関関係を示すグラフである。
【図１６Ａ】左脳、右脳の領域Ｒ１、Ｌ１の脳波活性度と被験者の動作との関連を示すグラフである。
【図１６Ｂ】左脳、右脳の領域Ｒ３、Ｌ３の脳波活性度と被験者の動作との関連を示すグラフである。
【図１６Ｃ】左脳、右脳の領域Ｒ４、Ｌ４の脳波活性度と被験者の動作との関連を示すグラフである。
【図１６Ｄ】左脳、右脳の領域Ｒ８、Ｌ８の脳波活性度と被験者の動作との関連を示すグラフである。
【図１７】各表示ユニットの表示色及び点滅速度を判定するしきい値の例を示す図である。
【図１８】被験者の動作と表示ユニットによる表示パターンとの関連を示す図である。
【図１９】変形例の制御装置が実行する表示パターン制御の処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図２０】血流と脳波活性度との相対関係を示す別の表示例を示す図である。
【図２１】本発明による血流計測装置と刺激付与ユニットとを組み合わせた場合の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
【実施例１】
【００１１】
〔血流計測装置及び脳活動計測装置の構成〕
図１は本発明による血流計測装置及び脳活動計測装置の一実施例の概略構成を模式的に示す図である。図１に示されるように、脳活動計測システム１０は、脳活動計測装置２０と、コントロールユニット３０とを有する。
【００１２】
脳活動計測装置２０は、被験者の頭部に装着される装着具２２と、当該装着具２２の外側のベース２３にマトリックス状に配された複数の表示ユニット（表示手段）２４（２４１〜２４ｎ）とを有する。さらに、装着具２２は、帽子のような半球形状に形成されており、ベース２３の内側には血流計測装置を構成する複数のセンサユニット（図１では隠れて見えない）が表示ユニット２４（２４１〜２４ｎ）と同様にマトリックス状に設けられている。
【００１３】
コントロールユニット３０は、制御装置４０と、メモリ４２と、無線通信装置５０と、充電式のバッテリ６０とを有する。制御装置４０は、被験者の脳の活動に伴う脳の各領域における血流及び脳波を計測し、この計測データ（計測値）をメモリ４２に格納すると共に、計測データに基づいて各領域の計測ポイントにおける活動レベルを判定し、判定結果から各計測ポイントに対応する各表示ユニット２４（２４１〜２４ｎ）の表示色及び点滅速度を制御する。
【００１４】
また、制御装置４０は、脳活動計測装置２０により計測された各計測ポイントの血流計測データを無線通信装置５０より外部ユニット７０に送信する。外部ユニット７０は、データベース８０と、無線通信装置９０とを有する。コントロールユニット３０から送信された計測データは、外部ユニット７０の無線通信装置９０に受信され、データベース８０に格納される。また、データベース８０においては、計測データに添付された各計測ポイントを識別するためのアドレスコード及び計測日時を示すタイムデータに基づいて各血流計測データを時系列の順に格納する。
【００１５】
図２はセンサユニット及び表示ユニットの取付構造を部分的示す縦断面図である。図２に示されるように、装着具２２のベース２３は、絶縁材により半球形状に形成されており、その外周面には複数の表示ユニット２４（２４１〜２４ｎ）が所定間隔ごとに決められた表示ポイントＰ１〜Ｐｎに配されている。
【００１６】
また、装着具２２のベース２３の内側には、複数のセンサユニット１００（１００１〜１００ｎ）が所定間隔ごとに決められた計測ポイントＰ１'〜Ｐｎ'に配されている。各センサユニット１００（１００１〜１００ｎ）は、夫々外側に配された各表示ユニット２４（２４１〜２４ｎ）の位置と同じ位置となるように設けられており、各表示ユニット２４（２４１〜２４ｎ）の下方に配置されている。すなわち、各センサユニット１００（１００１〜１００ｎ）の計測ポイントＰ１'〜Ｐｎ'は、各表示ユニット２４（２４１〜２４ｎ）の表示ポイントＰ１〜Ｐｎの位置と対応している。
【００１７】
また、各センサユニット１００（１００１〜１００ｎ）は、下側端部に形成されたセンサ面が被験者の頭部表面１１０に接触するようにベース２３に保持されている。ベース２３は、樹脂等の絶縁材により形成されており、その内側及び外側の各表面には、各センサユニット１００（１００１〜１００ｎ）、各表示ユニット２４（２４１〜２４ｎ）に接続された回路パターンを有するフレキシブル配線板１２０、１３０が形成される。
【００１８】
図３は複数のセンサユニット及び複数の表示ユニットと制御装置との接続関係を示すブロック図である。図３に示されるように、制御装置４０は、複数のセンサユニット１００（１００１〜１００ｎ）及び複数の表示ユニット２４（２４１〜２４ｎ）とベース２３の内側、外側に形成されたフレキシブル配線板１２０、１３０の回路パターン１２２、１３２及びケーブル２６、２７を介して接続されている。
【００１９】
各センサユニット１００（１００１〜１００ｎ）は、発光部２２０と、受光部２３０と、脳波計測用電極２５０と、センサ制御部１７０とを有する。センサ制御部１７０は、制御装置４０からの制御信号を受信することにより各計測ポイントでの血流及び脳波を計測すると共に、計測値を制御装置４０に送信する。
【００２０】
各表示ユニット２４（２４１〜２４ｎ）は、半球形状の透明ケース２５内に赤色発光部１８０と、緑色発光部１９０と、青色発光部２００と、発光制御部２１０とを有する。赤色発光部１８０は、例えば、赤色発光ダイオードからなる。また、緑色発光部１９０は、例えば、緑色発光ダイオードからなる。青色発光部２００は、例えば、青色発光ダイオードからなる。発光制御部２１０は、制御装置４０から送信された発光指示データ（アドレスコード、表示色データ、点滅速度など）に基づいて赤色発光部１８０、緑色発光部１９０、青色発光部２００を適宜発光させると共に、赤色発光部１８０、緑色発光部１９０、青色発光部２００を指示された点滅速度で点滅させる。
【００２１】
制御装置４０は、各センサユニット１００（１００１〜１００ｎ）のセンサ制御部１７０と、各表示ユニット２４（２４１〜２４ｎ）の発光制御部２１０と通信可能に接続されており、各計測ポイントのアドレス順に計測指示コード（アドレスコード、血流計測コード、脳波計測コードなど）を送信すると共に、各計測ポイントＰ１'〜Ｐｎ'からの計測データ（血流値、脳波の計測値）を受信すると、計測データに基づいて脳活性度を判定して当該計測ポイントＰ１'〜Ｐｎ'に対応する表示ポイントＰ１〜Ｐｎに対して表示指示コード（アドレスコード、表示色、点滅速度を指示する表示コード）を送信する。
【００２２】
尚、制御装置４０とセンサ制御部１７０、発光制御部２１０との間に上記コードを用いた通信システムを構築しても良いし、あるいは制御装置４０と各センサユニット１００（１００１〜１００ｎ）及び各表示ユニット２４（２４１〜２４ｎ）との間を微細な配線によって個別に並列接続する方式を用いることも可能である。
〔センサユニット１００及び表示ユニット２４の取付構造〕
図４はセンサユニット１００及び表示ユニット２４の取付構造を拡大して示す図である。尚、図４においては、多数配置されたセンサユニット１００１〜１００ｎのうちセンサユニット１００１、１００２、１００３が取り付けられた状態を示している。図４に示されるように、各センサユニット１００１、１００２、１００３は、可撓性を有する半球形状のベース２３の取付孔２８に挿入され、接着剤などにより固定される。従って、各センサユニット１００１、１００２、１００３は、ベース２３の取付孔２８に固定されることで先端のセンサ面が被験者の頭部表面１１０に接触するように保持される。各センサユニット１００１、１００２、１００３は、夫々が同一構成であり、同一箇所に同一符号を付す。
【００２３】
各センサユニット１００（１００１〜１００ｎ）は、頭部表面１１０にレーザ光（出射光）Ａを照射するレーザダイオードからなる発光部２２０と、受光した透過光量に応じた電気信号を出力する受光素子からなる受光部２３０と、発光部２２０から被計測領域に向けて照射されたレーザ光Ａに対する屈折率と、被計測領域を通過して入射され受光部２３０に進む入射光Ｂ、Ｃの屈折率とが異なるように構成されたホログラムからなる光路分離部材２４０とを有する。
【００２４】
また、光路分離部材２４０の外周には、脳波を計測するための脳波計測用電極２５０が嵌合しており、脳波計測用電極２５０は円筒形状に形成され、光路分離部材２４０の先端面から側面に形成されている。脳波計測用電極２５０の上端は、フレキシブル配線板１３０の配線パターンに電気的に接続されている。
【００２５】
発光部２２０及び受光部２３０は、上面側がフレキシブル配線板１３０の下面側に実装されている。フレキシブル配線板１３０には、制御装置４０に接続される配線パターンが形成されており、配線パターンには各センサユニット１００（１００１〜１００ｎ）に対応する位置に発光部２２０及び受光部２３０の接続端子が半田付けなどによって電気的に接続されている。尚、フレキシブル配線板１３０は、各センサユニット１００（１００１〜１００ｎ）の先端が被計測領域に接触した際の頭部の形状に応じて撓むことができるので、装着または脱着操作を行なう際に断線が起きないように構成されている。
【００２６】
脳波計測用電極２５０は、先端で内側に折り曲げられた接触子２５２が光路分離部材２４０の端面よりも突出している。そのため、光路分離部材２４０の端面が被計測領域に当接したとき、接触子２５２も当該被計測領域に接触して脳波計測が可能になる。また、脳波計測用電極２５０は、光路分離部材２４０の外周及び先端縁部に蒸着やめっき等の薄膜形成法により導電性膜を被覆する方法で形成することも可能である。さらに、脳波計測用電極２５０の材質として、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）と呼ばれる酸化インジウム錫による透明な導電性膜を光路分離部材２４０の外周及び先端縁部に形成することも可能である。この透明導電性膜で脳波計測用電極２５０を形成した場合には、脳波計測用電極２５０が透光性を有することになるため、光路分離部材２４０の外周及び先端面全体を脳波計測用電極２５０で覆うことが可能になる。
【００２７】
また、通常では、脳の断層写真を撮影する等して血流の状態を計測しながら脳波を計測することはできないが、各センサユニット１００（１００１〜１００ｎ）に電極２５０を設けることにより、血流と脳波を同時に計測することが可能になり、脳内の血流と脳波との相関関係を詳しく分析することが可能になる。
【００２８】
血流計測を行なう際、制御装置４０は、多数配列されたセンサユニット１００（１００１〜１００ｎ）の中からアドレス順に任意のセンサユニット１００を選択し、当該センサユニット１００の発光部２２０からレーザ光Ａを発光させる。このとき、発光部２２０から出射されるレーザ光は、酸素飽和度の影響を受けない波長λ１（λ１≒８０５ｎｍ）と、酸素飽和度の影響を受ける波長λ２（λ２≒６８０ｎｍ）が出力される。
【００２９】
また、各センサユニット１００（１００１〜１００ｎ）は、先端（光路分離部材２４０の端面）が頭部の被計測領域に当接した状態に保持されている。センサユニット１００１の発光部２２０から出射されるレーザ光Ａは、光路分離部材２４０を透過して頭部の頭皮に対して垂直方向から脳内部に向けて入射される。脳内部においては、レーザ光Ａが脳中心部に向けて進行すると共に、レーザ光Ａが入射位置を基点として周辺に向けて伝搬する。このレーザ光Ａの脳内の光伝搬経路２７０は、側方からみると円弧状に形成され、頭部の血管２８０を通過して頭皮表面１１０に戻る。
【００３０】
このように光伝搬経路２７０を通過した光は、血管２８０を流れる血液に含まれる赤血球の量または密度に応じた透過光量に変化しながら受光側のセンサユニット１００２、１００３に到達する。また、レーザ光Ａは、脳内部を伝搬する過程で透過光量が徐々に低下するため、レーザ光Ａが入射位置の基点から離れる程、距離に応じて受光部２３０の受光レベルが低下する。従って、レーザ光Ａの入射位置からの離間距離よっても受光される透過光量が変化する。
【００３１】
図４において、左端に位置するセンサユニット１００１を発光側基点とすると、そのセンサユニット１００１自身と、その右隣りのセンサユニット１００２と、さらに右隣りのセンサユニット１００３とは、受光側基点（計測ポイント）となる。
【００３２】
光路分離部材２４０は、例えば、透明なアクリル樹脂の密度分布を変化させることで、レーザ光Ａを直進させ、入射光Ｂ、Ｃを受光部２３０に導くように形成されている。また、光路分離部材２４０は、発光部２２０から出射されたレーザ光Ａを基端側（図４では上面側）から先端側（図４では下面側）に透過させる出射側透過領域２４２と、脳内を伝搬した光を先端側（図４では下面側）から基端側（図４では上面側）に透過させる入射側透過領域２４４と、出射側透過領域２４２と入射側透過領域２４４との間に形成された屈折領域２４６とを有する。この屈折領域２４６は、レーザ光Ａを透過させるが、血流を通過した光（入射光Ｂ、Ｃ）を反射させる性質を有する。屈折領域２４６は、例えば、アクリル樹脂の密度を変化させたり、この領域に金属薄膜を設けたり、金属の微粒子を分散させることにより形成される。これにより、光路分離部材２４０の先端から入射された光は全て受光部２３０に集光される。
〔血流計測方法〕
ここで、血流計測方法の原理について説明する。図５は血流計測方法の原理を説明するための図である。
【００３３】
図５に示されるように、外部から血液に対しレーザ光Ａを照射すると、血液層２９０に入射したレーザ光Ａは、通常の赤血球２９２による反射散乱光成分、及び付着血栓による反射散乱光成分の両成分の光として、血液中を透過して進行する。
【００３４】
光が血液層を透過する過程において受ける影響は、血液の状態によって刻々と変化するため、透過光量（反射光量としてもよい）を連続的に計測し、その光量変化を観測することによりさまざまな血液の性質の変化を観察することが可能となる。
【００３５】
脳の活動が活発になると、脳内での酸素消費量が増加するため、酸素を運搬する赤血球のヘマトクリット及び血液の酸素飽和度に起因する血流の状態が光量の変化となって現れる。
【００３６】
ここで、ヘマトクリット（Ｈｃｔ：単位体積当たりの赤血球の体積比、即ち、単位体積当たりの赤血球の体積濃度を示す。Ｈｔとも表記する。）等の変化も同様にヘモグロビン密度の変化に関係する要因であり、光量変化に影響を及ぼす。本実施例における基本的な原理は、このようにレーザ光Ａを用いた、血流による光路・透過光量の変化で血流の状態を計測し、さらには脳内の血流状態から脳活動状態を計測する点である。
【００３７】
血液の光学的特性は、血球成分（特に赤血球の細胞内部のヘモグロビン）によって決定される。また、赤血球は、ヘモグロビンが酸素と結合しやすい性質を有しているので、脳細胞に酸素を運搬する役目も果たしている。そして、血液の酸素飽和度は、血液中のヘモグロビンの何％が酸素と結合しているかを表す数値である。また、酸素飽和度は動脈血液中の酸素分圧（ＰａＯ２）と相関があり、呼吸機能（ガス交換）の重要な指標である。
【００３８】
酸素分圧が高ければ酸素飽和度も高くなることが分かっており、酸素飽和度が変動すると、血液を透過した光の透過光量も変動する。そのため、血流の計測を行なう際は、酸素飽和度の影響を除くことでより正確な計測が可能になる。
【００３９】
また、酸素分圧（ＰａＯ２）に影響を与えている因子としては、肺胞換気量があり、さらには大気圧や吸入酸素濃度（ＦｉＯ２）などの環境、換気／血流比やガス拡散能、短絡率などの肺胞でのガス交換がある。
【００４０】
制御装置４０は、上記センサユニット１００の受光部２３０によって生成された透過光量（光強度）に応じた信号の処理を行なう演算手段を有する。この演算手段では、後述するようにセンサユニット１００２，１００３の受光部２３０から出力された計測値に基づいて血流状態を検出するための演算処理を行なう。
【００４１】
発光部２２０のレーザ光Ａは、所定時間間隔（例えば、１０Ｈｚ〜１ＭＨｚ）で間欠的に照射されるパルス光又は連続光として照射する。この場合、パルス光を用いる場合には、パルス光の点滅する周波数である点滅周波数を、血液流速に応じて決定し、連続的に又は該点滅周波数の２倍以上の計測サンプリング周波数で計測する。また、連続光を用いる場合には、計測サンプリング周波数を、血液流速に応じて決定して計測する。
【００４２】
血液中のヘモグロビン（Ｈｂ）は、呼吸をすることにより肺で酸素と化学反応を生じてＨｂＯ２となり血液中に酸素を取り込むこととなるが、呼吸の状態等により、血液に酸素を取り込んだ度合（酸素飽和度）が微妙に異なる。すなわち、血液に光を照射すると、この酸素飽和度によって光の吸収率が変化するという現象を発見し、この現象は上記レーザ光Ａによる血流の計測において外乱要素となるため、酸素飽和度による影響を除去することにした。
【００４３】
図６はレーザ光の波長と、血液の酸素飽和度を変えた場合の光の吸収状態の関係を示すグラフである。体内では赤血球に含まれるヘモグロビンは、酸素と結合した酸化ヘモグロビン（ＨｂＯ２：グラフＩ）と酸化されていないヘモグロビン（Ｈｂ：グラフＩＩ）に分けられる。この２つの状態では、光に対する光吸収率が大きく異なる。例えば、酸素をたっぷりと含んだ血液は鮮血として色鮮やかである。一方、静脈血は酸素を手放しているのでどんよりと黒ずんでいる。これらの光吸収率の状態は、図４のグラフＩ，ＩＩに示すように広い光の波長領域で変化している。
【００４４】
この図６のグラフＩ，ＩＩから特定の波長を選択することにより、生体内の酸素代謝などにより赤血球中のヘモグロビンの酸素飽和度が大きく変動しても、光吸収率が影響を受けないで血液に光を照射して血流を計測できることが分かる。
【００４５】
赤血球中のヘモグロビンの酸素飽和度によらず、ある波長領域では光吸収率が小さくなっている。これにより、光が波長λによって血液層を通過しやすいか否かが決まることになる。従って、所定の波長領域（例えば、λ＝８００ｎｍ近辺から１３００ｎｍ近辺）の光を用いれば、酸素飽和度の影響を小さく抑制して血流を計測することが可能となる。
【００４６】
よって、レーザ光Ａの波長領域は、ほぼ６００ｎｍ近辺から１５００ｎｍを利用し、これにより、ヘモグロビン（Ｈｂ）の光吸収率が実用上十分低くかつ、この領域に等吸収点Ｘを含むため、２波長以上の計測点を活用し、計算上、等吸収点とみなせる。つまり、酸素飽和度の影響を受けない仕様とすることが可能となる。尚、それ以外の波長領域、例えば、λ＝６００ｎｍ未満では、光吸収率が高くなりＳ／Ｎが低下し、λ＝１５００ｎｍをこえた波長では、受光部２３０の受光感度が十分でなく血液中の他の成分等の外乱が影響し精度のよい計測ができなくなる。
【００４７】
このため、本実施例では、発光部２２０に波長可変半導体レーザからなる発光素子を用い、発光部２２０から発光されるレーザ光Ａの波長を、グラフＩ，ＩＩで等吸収点Ｘとなるλ１＝８０５ｎｍ（第１の光）と、グラフＩにおいて光吸収率が最も低い波長λ２＝６８０ｎｍ（第２の光）の２種類に設定する。
【００４８】
ここで、レーザ光Ａが光伝搬経路２７０（図４参照）を介して伝搬した光を受光する場合の透過光量に基づく赤血球濃度Ｒ，Ｒｐ，Ｒｐｗの検出方法について説明する。
【００４９】
従来の計測方法で行なわれた１点１波長方式を用いた場合の赤血球濃度Ｒの演算式（式１）は、次式のように表せる。
Ｒ＝ｌｏｇ１０（Ｉｉｎ／Ｉｏｕｔ）＝ｆ（Ｉｉｎ，Ｌ，Ｈｔ）…（式１）
（式１）の方法では、赤血球濃度が発光部１２０から出射されたレーザ光Ａの入射透過光量Ｉｉｎと、発光部２２０と受光部２３０との距離（光路長）Ｌと、前述したヘマトクリット（Ｈｔ）との関数になる。そのため、（式１）の方法で赤血球濃度を求める際は、３つの因子によって赤血球濃度が変動するため、赤血球濃度を正確に計測することが難しい。
【００５０】
本実施例による２点１波長方式を用いた場合の赤血球濃度Ｒｐの演算式は、次式のように表せる。
Ｒｐ＝ｌｏｇ１０｛Ｉｏｕｔ／（Ｉｏｕｔ−ΔＩｏｕｔ）｝＝Φ（ΔＬ，Ｈｔ）…（式２）
（式２）の方法では、図４に示すようにレーザ光Ａから距離の異なる２点（センサユニット１００２，１００３の各受光部２３０）で受光するため、赤血球濃度は２つの受光部２３０間距離ΔＬと、前述したヘマトクリット（Ｈｔ）との関数になる。そのため、（式２）の方法で赤血球濃度を求める際は、２つの因子のうち受光部２３０間距離ΔＬが予め分かっているので、赤血球濃度がヘマトクリット（Ｈｔ）を係数とした値として計測される。よって、この演算方法では、赤血球濃度をヘマトクリット（Ｈｔ）に応じた計測値として正確に計測することが可能になる。
【００５１】
さらに、本実施例の変形例による２点２波長方式を用いた場合の赤血球濃度Ｒｐｗの演算式は、次式のように表せる。
Ｒｐｗ
＝［ｌｏｇ１０｛Ｉｏｕｔ／（Ｉｏｕｔ−ΔＩｏｕｔ）｝λ１］／［ｌｏｇ１０｛Ｉｏｕｔ／（Ｉｏｕｔ−ΔＩｏｕｔ）｝λ２］
＝ξ（Ｈｔ）・・・（式３）
（３式）の方法では、発光部１２０から出射されるレーザ光Ａの波長を異なるλ１，λ２（本実施例では、λ１＝８０５ｎｍ、λ２＝６８０ｎｍに設定する）とすることで赤血球濃度をヘマトクリット（Ｈｔ）のみの関数として計測される。よって、この演算方法によれば、赤血球濃度をヘマトクリット（Ｈｔ）に応じた計測値として正確に計測することが可能になる。
〔脳の構造〕
ここで、被計測領域となる脳について説明する。図７は脳を左側面から見た図である。図７に示されるように、人間の脳３００は、大脳３０１と、小脳３０２と、脳幹３０３とからなる。大脳３０１は、人体の運動機能をコントロールする中枢であり、大脳皮質が人体の各部（手、肘、肩、腰、膝、足首の各関節など）に対応して各運動野に分かれる。例えば、大脳３００には、前頭前野３３０、前運動野３４０、運動野３５０、体性感覚野３６０、側頭葉３７０、後頭葉３８０、頭頂葉３９０等を有する。さらに、大脳３００には、前頭葉眼球運動野３３２、ブローカ領域３３４、嗅覚領域３３６があり、前運動野３４０には、運動連合野３４２がある。
【００５２】
また、小脳３０２は、左右の手足のバランスを取る領域である。
【００５３】
前頭前野３３０は、知能、理性、人格、手足、言語をコントロールする領域である。前運動野３４０は、思考、行動の抑制、対話、意思決定、感情、記憶をコントロールする領域である。
【００５４】
さらに、運動野３５０は、人体の手足の運動を行なうための領域であり、例えば、肩運動野３５２、肘運動野３５４を有する。そのため、肩運動野３５２、肘運動野３５４の血流を計測し、各領域の血流の変化をマッピング処理することにより肩や肘をどのように動かそうとしているかを検知することが可能になる。
【００５５】
また、体性感覚野３６０は、皮膚からの感覚が伝達され、舌、顔、上肢、下肢をコントロールする領域である。側頭葉３７０は、言語、聴覚、味覚の中枢領域である。後頭葉３８０は、視覚情報を処理する領域である。頭頂葉３９０は、体の様々な部位からの感覚情報や数字による計算を処理する領域である。
【００５６】
図８は脳の血流から脳活動を計測する場合の原理を説明するための図である。図８に示されるように、脳３００は、髄液４００、頭蓋骨４１０、頭皮４２０によって覆われている。各センサユニット１００は、光路分離部材２４０の先端面（センサ面）を頭皮４２０に接触させて血流の計測を行なう。センサユニット１００１の発光部２２０から出射されたレーザ光Ａは、頭皮４２０、頭蓋骨４１０、髄液４００を透過して脳３００内部に進行する。そして、頭部に照射された光は、図８中破線で示すような円弧状パターン４４０で放射方向（深さ方向及び半径方向）に伝搬する。
【００５７】
この光の伝搬は、レーザ光が照射された基点４５０から半径方向に離間するほど光伝搬経路が長くなって光透過率が低下するため、発光側のセンサユニット１００１に所定距離離間して隣接されたセンサユニット１００２の受光レベル（透過光量）は強く、その次はその隣りに所定距離離間して設けられたセンサユニット１００３の受光レベル（透過光量）がセンサユニット１００２の受光レベルより弱く検出される。また、発光側のセンサユニット１００１の受光部２３０でも、脳３００からの光を受光する。これらの複数のセンサユニット１００１〜１００ｎで受光された光強度に応じた検出信号をマッピング処理することで血流の変化に応じた光強度分布が縞模様の図形（等高線）として得られる。
【００５８】
また、各センサユニット１００から出力された検出信号（受光した透過光量に応じた信号）を前述した（式２）または（式３）のＩｏｕｔとすることで赤血球濃度をヘマトクリット（Ｈｔ）に応じた計測値（酸素飽和度に影響されない値）として正確に計測することが可能になる。
【００５９】
ここで、図９を参照して脳活動計測装置１０の制御装置４０が実行する脳の血流計測処理について説明する。図９に示されるように、制御装置４０は、大脳皮質を各運動野毎のブロックに分けて血流計測処理を行なっており、例えば、前頭前野３３０、前運動野３４０、運動野３５０、体性感覚野３６０の各計測ブロックの血流計測処理を並列処理している。ここでは、例えば、運動野３５０の血流計測を行なって運動野３５０の活動状態をマッピング処理する場合について、以下説明する。
【００６０】
先ず、制御装置４０は、図９のＳ１１で多数配置されたセンサユニット１００１〜１００ｎから任意のセンサユニット１００１のアドレスコード（ｎ＝１）に発光コードを添付した計測指示コードを送信する。これにより、各センサユニット１００１のセンサ制御部１７０は、予め登録されたアドレスコードが添付された計測指示データのみを読み込み、計測指示された当該センサユニット１００１の発光部２２０からレーザ光を被計測領域（運動野３５０が収納された頭部領域）に照射させる。
【００６１】
続いて、Ｓ１２では、アドレスコードｎ＝１に隣接するｎ＝ｎ＋１のセンサユニット１００２の受光部２３０から出力された計測データ（受光した透過光量に対応する電気信号）をメモリ４２に格納すると共に、無線通信装置５０から外部ユニット７０に送信する。外部ユニット７０では、無線通信装置９０から得られたｎ＝ｎ＋１の計測データをデータベース８０に格納する。
【００６２】
次のＳ１３では、アドレス番号ｎ＝ｎ＋１に隣接するｎ＝ｎ＋２のセンサユニット１００３の受光部２３０から出力された計測データ（受光した透過光量に対応する電気信号）をメモリ４２に格納すると共に、無線通信装置５０から外部ユニット７０に送信する。外部ユニット７０では、無線通信装置９０から得られたｎ＝ｎ＋２の計測データをデータベース８０に格納する。
【００６３】
このように、レーザ光Ａを発光したセンサユニット１００１を基点としてその周囲に配置された全てのセンサユニット１００による計測データをメモリ４２に格納すると共に、外部ユニット７０のデータベース８０に格納する。
【００６４】
そして、Ｓ１４では、次の発光点となるセンサユニット１００のアドレスコードをｎ＋１に変更する。次のＳ１５では、全てのセンサユニット１００１〜１００ｎが発光したか否かをチェックする。Ｓ１５において、全ての表示ユニット２４が発光完了していないときは、上記ｎ＋１のセンサユニット１００２の発光部２２０からレーザ光Ａを照射させてＳ１１〜Ｓ１５の処理を繰り返す。
【００６５】
また、Ｓ１５において、全てのセンサユニット１００１〜１００ｎが発光完了したときは、当該計測ブロックの血流計測処理を終了するか、あるいは当該計測ブロックに対する上記血流計測処理を最初から再度行なっても良い。
【００６６】
ここで、制御装置４０が実行する計測データ画像表示処理について図１０を参照して説明する。制御装置４０は、図１０のＳ２１で計測データ（血流に応じた透過光量によるデータ）をメモリ４２から読み込む。続いて、Ｓ２２に進み、計測データと前述した（式２）または（式３）を用いて赤血球濃度ＲｐまたはＲｐｗを演算する。
【００６７】
次のＳ２３では、各計測ポイント毎の赤血球濃度の分布図（等高線で示す線図）を作成し、この分布図の画像データをメモリ４２に格納する。そして、Ｓ２４に進み、全計測ポイントＰ１'〜Ｐｎ'についての赤血球濃度ＲｐまたはＲｐｗの演算が完了したか否かをチェックする。Ｓ２４において、全計測ポイントＰ１'〜Ｐｎ'についての赤血球濃度ＲｐまたはＲｐｗの演算が完了していないときは、上記Ｓ２１に戻り、Ｓ２１以降の処理を繰り返す。
【００６８】
また、Ｓ２４において、全計測ポイントＰ１'〜Ｐｎ'についての赤血球濃度ＲｐまたはＲｐｗの演算が完了したときは、Ｓ２５に進み、赤血球濃度の分布に応じて色表示マップを作成する。例えば、赤血球濃度に応じた閾値を４段階に設定し、各段階の濃度レベルに対応する色（例えば、赤血球濃度レベル１は青色表示、赤血球濃度レベル２は緑色表示、赤血球濃度レベル３は橙色表示、赤血球濃度レベル４は赤色表示）に表示するための色表示マップデータを作成する。尚、赤血球濃度の分布に応じて色表示マップでは、上記以外の任意の色の表示を行うように設定することが可能であり、また４段階以外（例えば、２段階、３段階、５段階、又はそれ以上）の濃度レベルを判別することも可能である。
【００６９】
次のＳ２６では、上記色表示マップデータに基づいて各表示ユニット２４１〜２４ｎに対応する各アドレスコードに表示色データを添付した表示色指示データを送信する。各表示ユニット２４１〜２４ｎの発光制御部２１０では、予め登録されたアドレスコードが添付された表示色指示データのみを取り込み、当該表示色指示データによる色表示を行うように赤色発光部１８０、緑色発光部１９０、青色発光部２００の発光を制御する。
【００７０】
これにより、脳活動計測装置２０は、装着具２２の外周面に設けられた各表示ユニット２４１〜２４ｎが表示色指示データにより指示された色で発光して血流による脳の活動状態を表示することができる。そのため、観察者は、被験者の動きに応じた脳の活動状態をリアルタイムで観察することが可能になり、脳の活動状態を被験者の動きに関連させて正確な判断が可能になる。
〔変形例１〕
図１１は装着具２２の左側に配された各表示ユニット２４１〜２４ｎの配置例を示す側断面図である。図１１に示されるように、装着具２２の内側に配された複数の表示ユニット２４１〜２４ｎは、例えば、脳３００の左脳の夫々を８箇所の領域Ｌ１〜Ｌ８、Ｒ１〜Ｒ８に区切られる。また、脳３００の右脳も同様に８箇所の領域Ｒ１〜Ｒ８に区切られる。尚、図１１では、装着具２２の左側の内周面を領域Ｌ１〜Ｌ８に区切る場合を一例として示しており、８箇所以外に区切っても良いし、８箇所以下に区切っても良い。
【００７１】
この変形例では、各領域Ｌ１〜Ｌ８、Ｒ１〜Ｒ８に配された複数の表示ユニット２４により検出された計測データの平均値を求め、当該平均値が予め設定された閾値との比較で赤血球濃度レベルがどのレベルかを判定する。
【００７２】
図１２は装着具２２の左側に配された各表示ユニット２４１〜２４ｎの配置例を示す側面図である。図１２に示されるように、装着具２２の外側に配された複数の表示ユニット２４１〜１００ｎは、例えば、脳３００の左脳に対応する８個の領域Ｌ１〜Ｌ８に区切られる。また、脳３００の右脳も同様に８箇所の領域Ｒ１〜Ｒ８に区切られる。尚、図１１では、装着具２２の左側の内周面を領域Ｌ１〜Ｌ８に区切る場合を一例として示す。
【００７３】
この変形例では、各領域に配された複数のセンサユニット１００により検出された計測データの平均値が予め設定された閾値との比較で赤血球濃度レベルがどのレベルかが判定されると、各領域Ｌ１〜Ｌ８、Ｒ１〜Ｒ８に配された表示ユニット２４の表示色、点滅速度が制御される。
【００７４】
図１１、図１２に示されるように、各領域Ｌ１〜Ｌ８、Ｒ１〜Ｒ８は、脳３００の各領域に対応する。図７において、
（ａ）領域Ｌ１、Ｒ１は、前頭前野３３０の血流を計測、表示する領域である。
（ｂ）領域Ｌ２、Ｒ２は、嗅覚領域３３６の血流を計測、表示する領域である。
（ｃ）領域Ｌ３、Ｒ３は、前運動野３４０の血流を計測、表示する領域である。
（ｄ）領域Ｌ４、Ｒ４は、側頭葉３７０の血流を計測、表示する領域である。
（ｅ）領域Ｌ５、Ｒ５は、体性感覚野３６０の血流を計測、表示する領域である。
（ｆ）領域Ｌ６、Ｒ６は、側頭葉３７０の血流を計測、表示する領域である。
（ｇ）領域Ｌ７、Ｒ７は、後頭葉３８０、頭頂葉３９０の血流を計測、表示する領域である。
（ｈ）領域Ｌ８、Ｒ８は、小脳３０２の血流を計測、表示する領域である。
〔変形例２〕
図１３は装着具２２の外側に配された表示ユニット２４の変形例を示す側面図である。図１３に示されるように、変形例２の装着具２２Ａは、外周面の各領域Ｌ１〜Ｌ８、Ｒ１〜Ｒ８に例えば、有機ＥＬ（Organic Electro-Luminescence）等の薄型表示デバイス４６０１〜４６０８を設ける構成である。
【００７５】
この装着具２２Ａでは、各薄型表示デバイス４６０１〜４６０８に各領域Ｌ１〜Ｌ８、Ｒ１〜Ｒ８の血流及び脳波活性度を表す画像を表示するため、脳３００の思考状態を色によって表示すると共に、脳３００のどの部分がどの程度活動しているのかを輝度によって表示することも可能である。
【００７６】
また、各薄型表示デバイス４６０１〜４６０８により３次元画像を表示して観察者が被験者の脳３００の活動状態を立体的に認識することも可能である。
〔変形例による血流の計測方法〕
被験者が異なる動きをした場合の右脳、左脳の計測データについて説明する。尚、以下では、説明の便宜上領域Ｌ１、Ｒ１、Ｌ３、Ｒ３、Ｌ４、Ｒ４、Ｌ８、Ｒ８の血流計測データ及び脳波活性度について説明する。また、以下の図１４Ａ〜図１４Ｄ及び図１６Ａ〜図１６Ｄにおいて、例えば、時間帯Ｔａは安静、時間帯Ｔｂは音読、時間帯Ｔｃは計算、時間帯Ｔｄは音楽鑑賞、時間帯Ｔｅは歩行といった具合に各時間帯によって被験者の動きを変更した場合の左脳、右脳の血流を計測する。
【００７７】
図１４Ａは左脳、右脳の領域Ｌ１、Ｒ１の血流の計測データと被験者の動作との関連を示すグラフである。図１４Ａに示されるように、左脳、右脳の領域Ｌ１、Ｒ１に配された各センサユニット１００により計測された計測値の平均値を求める。そして、安静の時間帯Ｔａに計測された血流の計測値を基準値Ｂａとして、各時間帯Ｔｂ、Ｔｃに計測された各血流の計測値（平均値）と基準値Ｂａとの差ΔＢ１Ｌ、ΔＢ１Ｒを求め、当該差ΔＢ１Ｌ、ΔＢ１Ｒと後述する閾値との対比によって各血流レベルを判定する。
【００７８】
例えば、時間帯Ｔｂ、Ｔｃでは、被験者が音読、計算を行っており、左脳の領域Ｌ１（前頭前野３３０）における血流がレベル４と高く、右脳の領域Ｒ１（前頭前野３３０）における血流がレベル１と低いことが分る。
【００７９】
また、時間帯Ｔｄ、Ｔｅでは、被験者が音楽鑑賞、歩行を行っており、右脳の領域Ｒ１（前頭前野３３０）における血流がレベル４、３に上昇し、左脳の領域Ｌ１（前頭前野３３０）における血流がレベル１、２と低くなることが分かる。
【００８０】
図１４Ｂは左脳、右脳の領域Ｒ３、Ｌ３の血流の計測データと被験者の動作との関連を示すグラフである。図１４Ｂに示されるように、左脳、右脳の領域Ｌ３、Ｒ３に配された各センサユニット１００により計測された計測値の平均値を求める。そして、安静の時間帯Ｔａに計測された血流の計測値を基準値Ｂａとして、時間帯Ｔｅに計測された各血流の計測値と基準値Ｂａとの差ΔＢ３Ｌ、ΔＢ３Ｒを求め、当該差ΔＢ３Ｌ、ΔＢ３Ｒと後述する閾値との対比によって各血流レベルを判定する。
【００８１】
例えば、時間帯Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄでは、被験者が音読、計算、音楽鑑賞を行っており、左脳、右脳の領域Ｌ３、Ｒ３（前運動野３４０）における血流がレベル１と低いことが分かる。
【００８２】
また、時間帯Ｔｅでは、被験者が歩行を行っており、左脳、右脳の領域Ｌ３、Ｒ３（前運動野３４０）における血流がレベル４に上昇することが分かる。
【００８３】
図１４Ｃは左脳、右脳の領域Ｒ４、Ｌ４の血流の計測データと被験者の動作との関連を示すグラフである。図１４Ｃに示されるように、左脳、右脳の領域Ｌ４、Ｒ４に配された各センサユニット１００により計測された計測値の平均値を求める。そして、安静の時間帯Ｔａに計測された血流の計測値を基準値Ｂａとして、時間帯Ｔｄに計測された各血流の計測値と基準値Ｂａとの差ΔＢ４Ｌ、ΔＢ４Ｒを求め、当該差ΔＢ４Ｌ、ΔＢ４Ｒと後述する閾値との対比によって各血流レベルを判定する。
【００８４】
例えば、時間帯Ｔｂでは、被験者が音読を行っており、左脳の領域Ｌ４（側頭葉３７０）における血流がレベル２と低く、右脳の領域Ｒ４（側頭葉３７０）における血流がレベル１と低いことが分かる。
【００８５】
また、時間帯Ｔｄでは、被験者が音楽を鑑賞しており、左脳の領域Ｌ４（側頭葉３７０）における血流がレベル２と低く、右脳の領域Ｒ４（側頭葉３７０）における血流がレベル４に上昇することが分かる。
【００８６】
図１４Ｄは左脳、右脳の領域Ｒ８、Ｌ８の血流の計測データと被験者の動作との関連を示すグラフである。図１４Ｄに示されるように、左脳、右脳の領域Ｌ８、Ｒ８に配された各センサユニット１００により計測された計測値の平均値を求める。そして、安静の時間帯Ｔａに計測された血流の計測値を基準値Ｂａとして、時間帯Ｔｄに計測された各血流の計測値と基準値Ｂａとの差ΔＢ８Ｌ、ΔＢ８Ｒを求め、当該差ΔＢ８Ｌ、ΔＢ８Ｒと後述する閾値との対比によって各血流レベルを判定する。
【００８７】
例えば、時間帯Ｔｂ、Ｔｃでは、被験者が音読、計算をおこなっており、左脳、右脳の領域Ｌ８、Ｒ８(小脳３０２)における血流がレベル１と低いことが分かる。
【００８８】
また、時間帯Ｔｄでは、被験者が音楽を鑑賞しており、左脳の領域Ｌ８（小脳３０２）における血流がレベル１と低く、右脳の領域Ｒ８（小脳３０２）における血流がレベル２に上昇することが分かる。
【００８９】
また、時間帯Ｔｅでは、被験者が歩行を行っており、左脳の領域Ｌ８及び右脳の領域Ｒ８（小脳３０２）における血流がレベル１と低いことが分かる。
【００９０】
上記図１４Ａ〜図１４Ｄの各血流レベルの計測データを被験者の各動作毎に分類してみると、以下のように整理することができる。
【００９１】
例えば、被験者が音読を行っている場合は、図１４Ａに示すように、左脳の領域Ｌ１（前頭前野３３０）における血流がレベル４と高く、右脳の領域Ｒ１（前頭前野３３０）における血流がレベル１と低く、図１４Ｂに示されるように、左脳、右脳の領域Ｌ３、Ｒ３（前運動野３４０）における血流がレベル１と低い。また、図１４Ｃに示されるように、左脳の領域Ｌ４（側頭葉３７０）における血流がレベル２と低く、右脳の領域Ｒ４（側頭葉３７０）における血流がレベル１と低く、図１４Ｄに示されるように、左脳、右脳の領域Ｌ８、Ｒ８(小脳３０２)における血流がレベル１と低いことが分かる。
【００９２】
また、被験者が計算を行っている場合は、図１４Ａに示すように、左脳の領域Ｌ１（前頭前野３３０）における血流がレベル４と高く、右脳の領域Ｒ１（前頭前野３３０）における血流がレベル１と低く、図１４Ｂに示されるように、左脳、右脳の領域Ｌ３、Ｒ３（前運動野３４０）における血流がレベル１と低い。また、図１４Ｃに示されるように、左脳の領域Ｌ４（側頭葉３７０）及び右脳の領域Ｒ４（側頭葉３７０）における血流がレベル１と低く、図１４Ｄに示されるように、左脳、右脳の領域Ｌ８、Ｒ８(小脳３０２)における血流がレベル１と低いことが分かる。
【００９３】
また、被験者は音楽鑑賞を行っている場合は、図１４Ａに示すように、左脳の領域Ｌ１（前頭前野３３０）における血流がレベル１と低く、右脳の領域Ｒ１（前頭前野３３０）における血流がレベル４と高く、図１４Ｂに示されるように、左脳、右脳の領域Ｌ３、Ｒ３（前運動野３４０）における血流がレベル１と低い。また、図１４Ｃに示されるように、左脳の領域Ｌ４（側頭葉３７０）における血流がレベル１と低く、右脳の領域Ｒ４（側頭葉３７０）における血流がレベル３と高く、図１４Ｄに示されるように、左脳の領域Ｌ８(小脳３０２)における血流がレベル０と低く、右脳の領域Ｒ８(小脳３０２)における血流がレベル２と低いことが分かる。
【００９４】
また、被験者は歩行を行っている場合は、図１４Ａに示すように、左脳の領域Ｌ１（前頭前野３３０）における血流がレベル４と高く、右脳の領域Ｒ１（前頭前野３３０）における血流がレベル１と低く、図１４Ｂに示されるように、左脳、右脳の領域Ｌ３、Ｒ３（前運動野３４０）における血流がレベル４と高い。また、図１４Ｃに示されるように、左脳の領域Ｌ４（側頭葉３７０）及び右脳の領域Ｒ４（側頭葉３７０）における血流がレベル１と低く、図１４Ｄに示されるように、左脳の領域Ｌ８(小脳３０２)及び右脳の領域Ｒ８(小脳３０２)における血流がレベル１と低いことが分かる。
〔脳波活性度の計測方法〕
図１５は脳波活性度と血流計測データとの相関関係を示すグラフである。図１５に示されるように、センサユニット１００により検出された脳波の周波数ｆ１〜ｆ４を有する各グラフと振幅ｄとの関係に基づいて、脳波活性度Ｅを求める。例えば、脳波が周波数ｆ３で振幅ｄ３であれば、脳波活性度Ｅ３が求まる。また、血流計測データが周波数ｆ４で振幅ｄ４であれば、脳波活性度Ｅ４が求まる。
【００９５】
ここで、被験者の動きと脳波活性度との関係について説明する。
【００９６】
図１６Ａは左脳、右脳の領域Ｒ１、Ｌ１の脳波活性度と被験者の動作との関連を示すグラフである。図１６Ａに示されるように、左脳、右脳の領域Ｌ１、Ｒ１における脳波活性度の平均値を求める。そして、安静の時間帯Ｔａに計測された脳波活性度の計測値を基準値Ｅａとして、各時間帯Ｔｂ、Ｔｃに計測された脳波活性度（平均値）と基準値Ｅａとの差ΔＥ１Ｌ、ΔＥ１Ｒを求め、当該差ΔＥ１Ｌ、ΔＥ１Ｒと後述する閾値との対比によって各レベルを判定する。
【００９７】
例えば、時間帯Ｔｂ、Ｔｃでは、被験者が音読、計算を行っており、左脳の領域Ｌ１（前頭前野３３０）における脳波活性度がレベル３に上昇し、右脳の領域Ｒ１（前頭前野３３０）における脳波活性度がレベル１と低い。
【００９８】
また、時間帯Ｔｄ、Ｔｅでは、被験者が音楽鑑賞、歩行を行っており、左脳の領域Ｌ１（前頭前野３３０）における脳波活性度がレベル１〜２に上昇し、右脳の領域Ｒ１（前頭前野３３０）における脳波活性度がレベル３〜２に低下することが分かる。
【００９９】
図１６Ｂは左脳、右脳の領域Ｒ３、Ｌ３の脳波活性度と被験者の動作との関連を示すグラフである。図１６Ｂに示されるように、左脳、右脳の領域Ｌ１、Ｒ１における脳波活性度の平均値を求める。そして、安静の時間帯Ｔａに計測された脳波活性度の計測値を基準値Ｅａとして、各時間帯Ｔｅに計測された脳波活性度（平均値）と基準値Ｅａとの差ΔＥ３Ｌ、ΔＥ３Ｒを求め、当該差ΔＥ３Ｌ、ΔＥ３Ｒと後述する閾値との対比によって各レベルを判定する。
【０１００】
例えば、時間帯Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄでは、左脳の領域Ｌ３（前運動野３４０）及び右脳の領域Ｒ３（前運動野３４０）における脳波活性度がレベル１以下と低いことが分かる。
【０１０１】
また、時間帯Ｔｅでは、被験者が歩行を行っており、左脳の領域Ｌ３（前運動野３４０）及び右脳の領域Ｒ３（前運動野３４０）における脳波活性度がレベル２に上昇することが分かる。
【０１０２】
図１６Ｃは左脳、右脳の領域Ｒ４、Ｌ４の脳波活性度と被験者の動作との関連を示すグラフである。図１６Ｃに示されるように、左脳、右脳の領域Ｌ１、Ｒ１における脳波活性度の平均値を求める。そして、安静の時間帯Ｔａに計測された脳波活性度の計測値を基準値Ｅａとして、各時間帯Ｔｂ、Ｔｄに計測された脳波活性度（平均値）と基準値Ｅａとの差ΔＥ４Ｌ、ΔＥ４Ｒを求め、当該差ΔＥ４Ｌ、ΔＥ４Ｒと後述する閾値との対比によって各レベルを判定する。
【０１０３】
例えば、時間帯Ｔｂでは、被験者が音読を行っており、左脳の領域Ｌ４（側頭葉３７０）における脳波活性度がレベル１であり、右脳の領域Ｌ４（側頭葉３７０）における脳波活性度がレベル０に低下していることが分かる。
【０１０４】
また、時間帯Ｔｄでは、被験者が音読を行っており、左脳の領域Ｌ４（側頭葉３７０）における脳波活性度がレベル０で低く、右脳の領域Ｒ４（側頭葉３７０）における脳波活性度がレベル２に上昇することが分かる。
【０１０５】
図１６Ｄは左脳、右脳の領域Ｒ８、Ｌ８の脳波活性度と被験者の動作との関連を示すグラフである。図１６Ｄに示されるように、左脳、右脳の領域Ｌ１、Ｒ１における脳波活性度の平均値を求める。そして、安静の時間帯Ｔａに計測された脳波活性度の計測値を基準値Ｅａとして、各時間帯Ｔｂ〜Ｔｅに計測された脳波活性度（平均値）と基準値Ｅａとの差ΔＥ８Ｌ、ΔＥ８Ｒを求め、当該差ΔＥ８Ｌ、ΔＥ８Ｒと後述する閾値との対比によって各レベルを判定する。
【０１０６】
例えば、時間帯Ｔｂ、Ｔｃでは、被験者が音読、計算を行っており、左脳の領域Ｌ８（小脳３０２）における脳波活性度がレベル１〜２で、右脳の領域Ｒ８（小脳３０２）における脳波活性度がレベル１と低いことが分かる。
【０１０７】
また、時間帯Ｔｄでは、被験者が音楽鑑賞を行っており、左脳の領域Ｌ８（小脳３０２）における脳波活性度がレベル０と低く、右脳の領域Ｒ８（小脳３０２）における脳波活性度がレベル１〜２であることが分かる。
【０１０８】
また、時間帯Ｔｅでは、被験者が歩行を行っており、左脳の領域Ｌ８（小脳３０２）における脳波活性度がレベル２に上昇し、右脳の領域Ｒ８（小脳３０２）における脳波活性度がレベル１〜２であることが分かる。
〔各表示ユニット２４の表示色及び点滅速度の判定方法〕
図１７は各表示ユニット２４の表示色及び点滅速度を判定するしきい値の例を示す図である。図１７に示されるように、例えば、レベル１では、血流の閾値＝ａが設定されており、血流の差ΔＢが閾値ａ以下の場合、表示ユニット２４の表示色は青色に制御される。また、レベル１において、脳波活性度の閾値＝ｄが設定されており、脳波活性度の差ΔＥが閾値ｄ以下の場合、表示ユニット２４の点滅速度がＶ１(遅)に制御される。
【０１０９】
また、レベル２では、血流の閾値＝ａ、ｂが設定されており、血流の差ΔＢが閾値ａ以上で閾値ｂ以下の場合、表示ユニット２４の表示色は緑色に制御される。また、レベル２において、脳波活性度の閾値＝ｄ、ｅが設定されており、脳波活性度の差ΔＥが閾値ｄ以上で閾値ｅ以下の場合、表示ユニット２４の点滅速度がＶ２(中遅)に制御される。
【０１１０】
また、レベル３では、血流の閾値＝ｂ、ｃが設定されており、血流の差ΔＢが閾値ｂ〜ｃの場合、表示ユニット２４の表示色は橙色に制御される。また、レベル３において、脳波活性度の閾値＝ｅ、ｆが設定されており、脳波活性度の差ΔＥが閾値ｅ以上で閾値ｆ以下の場合、表示ユニット２４の点滅速度がＶ３(中速)に制御される。
【０１１１】
また、レベル４では、血流の閾値＝ｆが設定されており、血流の差ΔＢが閾値ｆ以上の場合、表示ユニット２４の表示色は赤色に制御される。また、レベル４において、脳波活性度の閾値＝ｆが設定されており、脳波活性度の差ΔＥが閾値ｆ以上の場合、表示ユニット２４の点滅速度がＶ４(高速)に制御される。
〔被験者の動作と表示ユニットによる表示パターン〕
図１８は被験者の動作と表示ユニットによる表示パターンとの関連を示す図である。
（被験者が安静の場合）
被験者Ｎが安静状態（Ｍ１）のときは、血流の差ΔＢがａ以下でレベル０のため、装着具２２の各表示ユニット２４は全て発光せず、消灯状態である。
(被験者が音読中の場合)
また、被験者Ｎが本や新聞などの文章を音読する音読状態（Ｍ２）の場合、左脳の領域Ｌ１（前頭前野３３０）における血流がレベル４と高いので、装着具２２の領域Ｌ１に対応する各表示ユニット２４が赤色を表示し、領域Ｒ１（前頭前野３３０）及び領域Ｌ３、Ｒ３（前運動野３４０）、領域Ｒ４（側頭葉３７０）、領域Ｌ８、Ｒ８(小脳３０２)における血流がレベル１と低いので、装着具２２の領域Ｒ１、Ｌ３、Ｒ３、Ｒ４、Ｌ８、Ｒ８に対応する各表示ユニット２４が青色を表示する。また、左脳の領域Ｌ４（側頭葉３７０）における血流がレベル２であるので、装着具２２の領域Ｌ４に対応する各表示ユニット２４が緑色を表示する。
【０１１２】
さらに、左脳の領域Ｌ１（前頭前野３３０）における脳波活性度がレベル３であるので、領域Ｌ１に対応する表示ユニット２４の点滅速度がＶ３（中速）に制御され、右脳の領域Ｒ１（前頭前野３３０）における脳波活性度がレベル１であるので、領域Ｒ１に対応する表示ユニット２４の点滅速度がＶ１（遅）に制御される。また、他の領域Ｌ３、Ｒ３、Ｒ４、Ｌ８、Ｒ８の各表示ユニット２４も脳波活性度の各レベル１に応じた点滅速度Ｖ１(遅)で点滅する。
（被験者Ｎが音読中の場合）
また、被験者Ｎが音読を行っている場合、左脳の領域Ｌ１の血流がレベル４なので、装着具２２の領域Ｌ１に対応する各表示ユニット２４が赤色で表示され、右脳の領域Ｒ１の血流レベル１なので、領域Ｒ１に対応する各表示ユニット２４が青色を表示する。
【０１１３】
また、左脳、右脳の領域Ｌ３、Ｒ３、Ｌ８、Ｒ８は、血流がレベル１なので、装着具２２の領域Ｌ３、Ｒ３、Ｌ８、Ｒ８に対応する各表示ユニット２４が青色を表示する。
【０１１４】
また、領域Ｌ１の脳波活性度がレベル３であるので、領域Ｌ１に対応する各表示ユニット２４の点滅速度はＶ３(中速)に制御される。
【０１１５】
また、左脳、右脳の領域Ｒ１，Ｌ４、Ｌ８、Ｒ８の脳波活性度がレベル１であるので、領域Ｒ１、Ｌ４、Ｌ８、Ｒ８に対応する各表示ユニット２４の点滅速度はＶ１(遅)に制御される。
（被験者が計算中の場合）
被験者が計算を行っている場合、左脳の領域Ｌ１の血流がレベル４なので、装着具２２の領域Ｌ１に対応する各表示ユニット２４が赤色で表示され、右脳の領域Ｒ１の血流レベル１なので、装着具２２の領域Ｒ１に対応する各表示ユニット２４が青色を表示する。
【０１１６】
また、左脳、右脳の領域Ｌ３、Ｒ３、Ｌ８、Ｒ８は、血流がレベル１なので、装着具２２の領域Ｌ３、Ｒ３、Ｌ８、Ｒ８に対応する各表示ユニット２４が青色を表示する。
【０１１７】
また、領域Ｌ１の脳波活性度がレベル３であるので、領域Ｌ１に対応する各表示ユニット２４の点滅速度はＶ３(中速)に制御される。
【０１１８】
また、左脳、右脳の領域Ｒ１、Ｌ４、Ｒ４、Ｌ８、Ｒ８の脳波活性度がレベル１であるので、領域Ｒ１、Ｌ４、Ｒ４、Ｌ８、Ｒ８に対応する各表示ユニット２４の点滅速度はＶ１(遅)に制御される。
(被験者が音楽鑑賞中の場合)
被験者が音楽鑑賞を行っている場合、左脳の領域Ｌ１の血流がレベル１なので、装着具２２の領域Ｌ１に対応する各表示ユニット２４を青色で表示させ、右脳の領域Ｒ１の血流レベル４なので、領域Ｒ１に対応する各表示ユニット２４が赤色を表示する。
【０１１９】
また、左脳、右脳の領域Ｌ３、Ｒ３、Ｌ４は、血流がレベル１なので、装着具２２の領域Ｌ３、Ｒ３、Ｌ４に対応する各表示ユニット２４が青色で表示される。
【０１２０】
また、右脳の領域Ｒ４は、血流がレベル３であるので、領域Ｒ４に対応する各表示ユニット２４の点滅速度はＶ３(中速)に制御される。
【０１２１】
また、領域Ｒ８の脳波活性度がレベル２であるので、領域Ｒ８に対応する各表示ユニット２４の点滅速度はＶ２(中遅)に制御される。
【０１２２】
また、領域Ｒ４の脳波活性度がレベル２であるので、領域Ｒ４に対応する各表示ユニット２４の点滅速度はＶ２(中遅)に制御される。
【０１２３】
また、左脳、右脳の領域Ｌ１、Ｌ３、Ｒ３、Ｒ８の脳波活性度がレベル１であるので、領域Ｌ１、Ｌ３、Ｒ３、Ｒ８、に対応する各表示ユニット２４の点滅速度はＶ１(遅)に制御される。
(被験者が歩行中)
被験者が歩行を行っている場合、左脳の領域Ｌ１の血流がレベル２なので、装着具２２の領域Ｌ１に対応する各表示ユニット２４を緑色で表示させ、右脳の領域Ｒ１の血流レベル３なので、領域Ｒ１に対応する各表示ユニット２４が橙色を表示する。
【０１２４】
また、左脳、右脳の領域Ｌ３、Ｒ３は、血流がレベル４なので、装着具２２の領域Ｌ３、Ｒ３に対応する各表示ユニット２４が赤色を表示する。
【０１２５】
また、左脳、右脳の領域Ｌ４、Ｒ４は、血流がレベル１であるので、領域Ｌ４、Ｒ４に対応する各表示ユニット２４の点滅速度はＶ１(遅)に制御される。
【０１２６】
また、左脳、右脳の領域Ｌ８、Ｒ８は、血流がレベル２であるので、領域Ｌ８、Ｒ８に対応する各表示ユニット２４の点滅速度はＶ２(中遅)に制御される。
【０１２７】
また、左脳、右脳の領域Ｌ１、Ｒ１、Ｌ３、Ｒ３、Ｒ８の脳波活性度がレベル２であるので、領域Ｌ１、Ｒ１、Ｌ３、Ｒ３、Ｒ８、に対応する各表示ユニット２４の点滅速度はＶ２(中遅)に制御される。
【０１２８】
また、領域Ｌ８、Ｒ８の脳波活性度がレベル２であるので、領域Ｌ８、Ｒ８に対応する各表示ユニット２４の点滅速度はＶ２(中遅)に制御される。
【０１２９】
また、領域Ｌ４、Ｒ４の脳波活性度がレベル０であるので、領域Ｌ４、Ｒ４に対応する各表示ユニット２４の点滅速度は０に制御される。
【０１３０】
このように被験者Ｎの動作状態に応じて装着具２２の各領域Ｌ１〜Ｌ８、Ｒ１〜Ｒ８に配された各表示ユニット２４が表示色を変更すると共に、点滅速度を切り替えるため、観察者は被験者Ｎの動きと脳の血流状態及び脳波活性度を同時に観察することができる。
（変形例の制御処理）
図１９は変形例の制御装置４０が実行する表示パターン制御の処理手順を説明するためのフローチャートである。
【０１３１】
図１９のＳ３１において、制御装置４０は、各領域Ｌ１〜Ｌ８、Ｒ１〜Ｒ８に配された表示ユニット２４により計測された計測データ（血流、脳波のデータ）をメモリ４２に格納する。
【０１３２】
次のＳ３２では、各領域Ｌ１〜Ｌ８、Ｒ１〜Ｒ８における血流データの平均値を演算する。
【０１３３】
続いて、Ｓ３３において、各領域Ｌ１〜Ｌ８、Ｒ１〜Ｒ８の各血流の計測値（平均値）と基準値Ｂａとの差ΔＢを求め、当該差ΔＢと閾値(図１７を参照)との対比によって各領域Ｌ１〜Ｌ８、Ｒ１〜Ｒ８の血流レベルを判別する（判別手段）。
【０１３４】
次のＳ３４では、各領域Ｌ１〜Ｌ８、Ｒ１〜Ｒ８における脳波活性度を判定する（判定手段）。すなわち、図１５に示す表示ユニット２４により検出された脳波の周波数ｆ１〜ｆ４を有する各グラフと振幅ｄとの関係に基づいて、各領域Ｌ１〜Ｌ８、Ｒ１〜Ｒ８の脳波活性度Ｅを求める。
【０１３５】
Ｓ３５では、図１７に示す各閾値に基づいて各領域Ｌ１〜Ｌ８、Ｒ１〜Ｒ８の表示色、点滅速度を演算する。
【０１３６】
Ｓ３６において、上記演算処理で求められた各領域Ｌ１〜Ｌ８、Ｒ１〜Ｒ８の表示色、点滅速度で装着具２２の外周面に配された各表示ユニット２４を制御する。これにより、被験者の動きと共に、当該被験者の頭部に装着された装着具２２の外周面に配された表示ユニット２４の表示色及び点滅速度により血流及び脳波活性度を視覚的に認識することが可能になる。
（判定方法の変形例）
図２０は血流と脳波活性度との相対関係を示す別の表示例を示す図である。図２０に示されるように、血流のパラメータΔＢ（以下「ΔＢ」という）と脳波活性度のパラメータΔＥ(以下「ΔＥ」という)との相対関係は、双曲線関数Ｋ１〜Ｋ４が閾値を表すものとして、横軸、縦軸及び双曲線関数Ｋ１〜Ｋ４を境界にして各領域Ｑ０〜Ｑ１２に判別することができる。
【０１３７】
例えば、どの双曲線関数Ｋ１〜Ｋ４も関係しない領域Ｑ０は、各表示ユニット２４を消灯する場合の条件となる。
【０１３８】
また、領域Ｑ１は、ΔＥ、ΔＢが双曲線関数Ｋ１より大きい場合で、各表示ユニット２４が赤色で点滅速度がＶ４(高速)で表示される。
【０１３９】
領域Ｑ２は、ΔＢが双曲線関数Ｋ１以下ゼロ以上の場合で、各表示ユニット２４が橙色で点滅速度がＶ４(高速)で表示される。
【０１４０】
領域Ｑ３は、ΔＢが双曲線関数Ｋ２以上ゼロ以下の場合で、各表示ユニット２４が緑色で点滅速度がＶ４(高速)で表示される。
【０１４１】
領域Ｑ４は、ΔＥが双曲線関数Ｋ２以上、ΔＢが双曲線関数Ｋ２以下の場合で、各表示ユニット２４が青色で点滅速度がＶ４(高速)で表示される。
【０１４２】
領域Ｑ５は、ΔＥが双曲線関数Ｋ１以下ゼロ以上の場合で、各表示ユニット２４が赤色で点滅速度がＶ３(中速)で表示される。
【０１４３】
領域Ｑ６は、ΔＥが双曲線関数Ｋ２以下ゼロ以上の場合で、各表示ユニット２４が青色で点滅速度がＶ３(中速)で表示される。
【０１４４】
領域Ｑ７は、ΔＥが双曲線関数Ｋ３以上ゼロ以下の場合で、各表示ユニット２４が赤色で点滅速度がＶ２(中遅)で表示される。
【０１４５】
領域Ｑ８は、ΔＥが双曲線関数Ｋ４以上ゼロ以下の場合で、各表示ユニット２４が青色で点滅速度がＶ２(中遅)で表示される。
【０１４６】
領域Ｑ９は、ΔＥ、ΔＢが双曲線関数Ｋ３以下の場合で、各表示ユニット２４が赤色で点滅速度がＶ１(低速)で表示される。
【０１４７】
領域Ｑ１０は、ΔＢが双曲線関数Ｋ３以下ゼロ以上の場合で、各表示ユニット２４が橙色で点滅速度がＶ１(低速)で表示される。
【０１４８】
領域Ｑ１１は、ΔＢが双曲線関数Ｋ４以上ゼロ以下の場合で、各表示ユニット２４が緑色で点滅速度がＶ１(低速)で表示される。
【０１４９】
領域Ｑ１２は、ΔＥ、ΔＢが双曲線関数Ｋ４以下の場合で、各表示ユニット２４が青色で点滅速度がＶ１(低速)で表示される。
【０１５０】
このように各領域Ｑ０〜Ｑ１２が横軸、縦軸及び双曲線関数Ｋ１〜Ｋ４を閾値として区切られており、血流と脳波活性度の計測データに基づいて各表示ユニット２４の表示色及び点滅速度を切り替えることが可能になる。
【０１５１】
尚、図２０において、被験者が安静状態で計測されたΔＥ、ΔＢを基準値（ゼロ）としており、安静状態のときよりも計測値が小さい場合に−側の値が計測される。そのため、被験者が何らかの動きをしている場合は、領域Ｑ１、Ｑ２、Ｑ５が主に使用される領域である。
【０１５２】
また、図２０において、双曲線関数Ｋ１〜Ｋ４は、任意の式に置き換えることができるので、各領域の境界線は、図２０に図示された線形に限らない。
【０１５３】
また、図２０において、双曲線関数Ｋ１〜Ｋ４の閾値を外して、各計測データがΔＥ、ΔＢ軸上の座標として識別することで、座標位置から表示色及び点滅速度を判定することも可能である。
〔血流計測システムの変形例〕
図２１は本発明による血流計測装置と刺激付与ユニットとを組み合わせた場合の変形例を示す図である。図２１に示されるように、変形例の血流計測システム１０Aは、血流計測装置２０と、刺激付与ユニット（刺激付与手段）５００とを組み合わせた構成である。
【０１５４】
刺激付与ユニット５００は、被験者が装着するシャツ５１０、手袋５３０、スパッツ５６０、靴下５８０の夫々に複数の刺激付与部５２０を設けた構成である。シャツ５１０、手袋５３０、スパッツ５６０、靴下５８０は、それぞれ被験者の体形に応じて伸縮する繊維素材によって形成されており、被験者の体表面（皮膚面）に隙間なくフィット（密着）するように形成されている。また、複数の刺激付与部５２０は、シャツ５１０、手袋５３０、スパッツ５６０、靴下５８０の各内側に設けられ、被験者の体表面に対してマトリックス状に配置されている。
【０１５５】
また、刺激付与部５２０としては、例えば、低周波治療器等に用いられる低周波発振器による低周波振動を付与する電気的付与手段、あるいは、被験者の各部位に熱パルスを付与する発熱付与手段、あるいは、被験者の体表面を圧電素子により一定圧で押圧する押圧手段などがある。
【０１５６】
また、刺激付与ユニット５００では、複数の刺激付与部５２０を各領域５１１ａ〜５１５ａ、５１１ｂ〜５１５ｂ、５６１ａ〜５６３ａ、５６１ｂ〜５６３ｂに分類しており、各領域においても各刺激付与部５２０にアドレス番号を付して管理する制御部５４０と、通信ユニット５７０とを有する。そして、制御部５４０は、各刺激付与手段５２０とフレキシブル配線板等により接続されており、被験者に対して部分的な刺激を順次付与することができる。また、手袋５３０及び靴下５８０の各刺激付与部５２０は、コネクタ５５０を介して制御部５４０と接続されている。
【０１５７】
通信ユニット５７０は、血流計測装置２０のコントロールユニット３０又は外部ユニット７０との送受信を行うと共に、各刺激付与部５２０の作動状況を示すデータを送信する。
【０１５８】
各制御部５４０は、予め入力された制御プログラムに基づいて各領域の刺激付与部５２０を順次作動させて被験者の体表面に刺激を付与する。
【０１５９】
一方、被験者の頭部に装着された血流計測装置２０は、刺激付与部５２０により付与された刺激に対する反応を血流の変化として検出し、表示ユニット２４に表示する。さらに血流計測装置２０は、この表示結果を、刺激付与ユニット５００の制御部４０と同期させて記録する。例えば、腕の感覚の麻痺した被験者の場合に、刺激付与部５２０が指先から腕の付け根に向かって順次刺激を付与して行くときに、指先に配置された刺激付与部５２０が刺激を付与しているときには、脳における血流の変化が認められず、表示ユニット２４の表示状態に変化がなかったとすると、この被験者はその部分には感覚がないことが分かる。続いて、手首に配置された刺激付与部５２０が刺激を付与しているときに、脳における血流の変化が認められ、表示ユニット２４の表示状態に変化があると、この被験者はその部分からは感覚があることが分かる。
【０１６０】
このようにして、被験者の感覚のある部位とない部位との境目を計測して行くことで、リハビリテーションを行う前の血流データによる各表示ユニット２４の表示と、リハビリテーションを行った後の血流データによる各表示ユニット２４の表示との差違により、リハビリテーションの効果を検証することが可能になる。
【０１６１】
すなわち、血流計測システム１０Aは、複数の刺激付与部５２０が被験者の体表面全体を部分的に順次刺激することで、その時の脳内の反応（血流量や脳波の変化）を表示ユニット２４により表示する。
【０１６２】
また、各刺激付与部５２０の外側露出部分には、刺激を付与すると共に点光又は点滅する表示手段が設けられている。これにより、被験者のどの部位に刺激を付与しているのかが観察者からも容易に確認することが可能になる。また、表示手段の点灯色を刺激の種類に応じて別の色に切り替えても良い。例えば、電気的付与手段による刺激の場合には黄色の点灯、発熱付与手段による刺激の場合には赤色の点灯、押圧手段による刺激の場合には青色等である。
【０１６３】
また、各刺激付与部５２０により刺激が付与された際には、血流計測装置２０の各表示ユニット２４により脳の例えば体性感覚野３６０などの部位の血流、脳波等に変化が表示される。
【０１６４】
例えば、体に麻痺のある患者の場合には、体のどの部分に感覚があって、どの部分に感覚がないのか、客観的に計測及び観察することが可能になり、血流計測装置２０の各表示ユニット２４によりそれを一目で分かる形で表示できる。また、被験者の全体の多数の部位に定量的な刺激を与え、網羅して計測する事が可能になる。
【０１６５】
尚、上記表示ユニット２４の代わりに装着具２２Ａの各薄型表示デバイス４６０１〜４６０８に複数の刺激付与部５２０が被験者の体表面全体を部分的に順次刺激することで、その時の脳内の反応（血流量や脳波の変化）をリアルタイムで表示しても良い。
【０１６６】
尚、刺激付与ユニット５００としては、被験者が装着するシャツ５１０、手袋５３０、スパッツ５６０、靴下５８０等の各装着具の夫々に複数の刺激付与部５２０を設けた構成でも良いし、あるいは、シャツ５１０、手袋５３０、スパッツ５６０、靴下５８０等の各装着具の何れかに複数の刺激付与部５２０を設ける構成、あるいは各装着具が一体化されたスーツの各部位に複数の刺激付与部５２０を設ける構成のものでも良い。
【産業上の利用可能性】
【０１６７】
尚、上記説明では、被験者が音読、計算、音楽鑑賞、歩行を行う場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、例えば、被験者がリハビリテーションを行う場合の血流や脳波活性度を当該被験者の動きと共に観察することが可能になり、リハビリテーションによる効果が一目で分かる。
【０１６８】
また、被験者がシミュレーションによる仮想体験に基づく血流や脳波活性度を当該被験者の動きと共に観察することが可能になり、リハビリテーション以外の仮想体験による効果が一目で分かる。
【符号の説明】
【０１６９】
１０ 脳活動計測システム
２０ 脳活動計測装置
３０ コントロールユニット
２２、２２Ａ 装着具
２３ ベース
２４（２４１〜２４ｎ） 表示ユニット
２６、２７ ケーブル
３０ コントロールユニット
４０ 制御装置
４２ メモリ
５０、９０ 無線通信装置
６０ バッテリ
７０ 外部ユニット
８０ データベース
１００（１００１〜１００ｎ） センサユニット
１１０ 頭皮表面
１２０、１３０ フレキシブル配線板
１２２、１３２ 回路パターン
１７０ センサ制御部
１８０ 赤色発光部
１９０ 緑色発光部
２００ 青色発光部
２１０ 発光制御部
２２０ 発光部
２３０ 受光部
２４０ 光路分離部材
２４２ 出射側透過領域
２４４ 入射側透過領域
２４６ 屈折領域
２５０ 脳波計測用電極
２７０ 光伝搬経路
２８０ 血管
２９０ 血液層
２９２ 赤血球
３００ 脳
３０１ 大脳
３０２ 小脳
３０３ 脳幹
３３０ 前頭前野
３３２ 前頭葉眼球運動野
３３４ ブローカ領域
３３６ 嗅覚領域
３４０ 前運動野
３４２ 運動連合野
３５０ 運動野
３５２ 肩運動野
３５４ 肘運動野
３６０ 体性感覚野
３７０ 側頭葉
３８０ 後頭葉
３９０ 頭頂葉
４００ 髄液
４１０ 頭蓋骨
４２０ 頭皮
４４０ 円弧状パターン
４６０１〜４６０８ 薄型表示デバイス
５００ 刺激付与ユニット
５１０ シャツ
５１１ａ〜５１５ａ、５１１ｂ〜５１５ｂ、５６１ａ〜５６３ａ、５６１ｂ〜５６３ｂ 領域
５２０ 刺激付与部
５３０ 手袋
５４０ 制御部
５５０ コネクタ
５６０ スパッツ
５７０ 通信ユニット
５８０ 靴下
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被験者の脳の状態を計測すると共に、計測結果を分かりやすく表示する血流計測装置及び血流計測装置を用いた脳活動計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の血流計測装置及び血流計測装置を用いた脳活動計測装置としては、被験者の頭部に装着される装着具に複数の光センサを設けたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、この特許文献１では、複数の光センサにより頭部の血流を計測すると共に、この計測結果をモニタに表示し、さらに各光センサに設けた脳波検出用電極により脳波を検出して脳の活動をモニタに表示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１８９５７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載された血流計測装置及び血流計測装置を用いた脳活動計測装置では、モニタに表示された画像をみることで頭部の血流状態や脳活性度の計測結果を確認するため、観察者は被験者をあまりみないでモニタの画像のみをみることになり、被験者の動きの変化に気付かないままモニタに表示された血流や脳波の変化を確認しても被験者の動作や思考状態と血流や脳波との関連性が分かりにくいという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は上記事情に鑑み、上記課題を解決した血流計測装置及び血流計測装置を用いた脳活動計測装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。
（１）本発明は、被験者の頭部に装着される装着具と、
該装着具の内側に配され、当該被験者の頭部の血流を検出する複数のセンサと、
前記装着具の外側に配された表示手段と、
前記複数のセンサから出力された血流データに基づく表示パターンを前記表示手段により表示させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
（２）本発明の前記表示手段は、複数の発光素子を前記装着具の外側に所定間隔でマトリックス状に配されることを特徴とする。
（３）本発明の前記表示手段は、薄型の表示デバイスからなり、前記装着具の外部形状に沿うように配されることを特徴とする。
（４）本発明の前記表示手段は、前記複数のセンサにより計測された各血流データに応じた色を表示することを特徴とする。
（５）本発明の前記制御手段は、前記複数のセンサにより計測された各血流データに基づき、前記被験者の思考状態に応じた表示パターンを複数の異なる色による模様として前記表示手段に表示することを特徴とする。
（６）本発明の前記制御手段は、脳の活動領域に応じて複数のブロックに分類し、各ブロック毎に前記複数のセンサにより計測された各血流データに応じた色を前記表示手段に表示することを特徴とする。
（７）本発明の前記制御手段は、前記血流データを判別するための複数の閾値が設定されており、前記複数の閾値と前記血流データとの比較により、当該血流データがどの色に対応するかを判別する判別手段を有することを特徴とする。
（８）本発明の前記複数のセンサは、脳波を検出する脳波検出用電極を有し、前記血流データを計測すると共に、脳波を検出することを特徴とする。
（９）本発明は（１）乃至（８）の何れかに記載の血流計測装置であって、
被験者の各部位に対して刺激を付与する刺激付与手段を有し、
該刺激付与手段による各刺激付与位置に対応する前記頭部の血流を前記センサにより計測し、前記表示手段により表示することを特徴とする。
（１０）本発明の前記刺激付与手段は、被験者の体形に応じてフィットするシャツ、手袋、スパッツ、靴下の何れかに、被験者の体表面に刺激を付与する複数の刺激付与部を有することを特徴とする。
（１１）本発明は、（１）乃至（８）の何れかに記載の前記血流計測装置を用いて脳の血流を計測し、前記血流計測装置によって計測された結果に基づき前記脳の活動状態を計測することを特徴とする脳活動計測装置である。
（１２）本発明は、前記血流計測装置を用いて計測された脳の血流、及び前記複数のセンサに設けられた脳波検出用電極により検出された脳波に基づいて脳波活性度を判定する判定手段を有することを特徴とする。
（１３）本発明の前記判定手段は、前記脳波検出用電極により検出された脳波の周波数及び振幅の組み合わせにより脳波活性度を判定することを特徴とする。
（１４）本発明の前記判定手段は、前記脳波検出用電極により検出された脳波の周波数及び振幅の相対関係を関数により区切って脳波活性度を判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、被験者の頭部の血流を検出する複数のセンサが装着具の内側に配され、且つ表示手段が装着具の外側に配され、複数のセンサから出力された血流データに基づく表示パターンを表示手段により表示させるため、観察者が被験者の動作や姿勢などを観察しながら表示手段に表示された血流による表示パターンを同時に視認することができ、計測結果と被験者の動作や思考状態との関連性をリアルタイムで確認することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明による血流計測装置及び脳活動計測装置の一実施例の概略構成を模式的に示す図である。
【図２】センサユニット及び表示ユニットの取付構造を部分的示す縦断面図である。
【図３】複数のセンサユニット及び複数の表示ユニットと制御装置との接続関係を示すブロック図である。
【図４】センサユニット及び表示ユニットを拡大して示す縦断面図である。
【図５】血流計測方法の原理を説明するための図である。
【図６】レーザ光の波長と、血液の酸素飽和度を変えた場合の光の吸収状態の関係を示すグラフである。
【図７】脳を左側面から見た図である。
【図８】脳の血流から脳活動を計測する場合の原理を説明するための図である。
【図９】脳活動計測装置の制御装置が実行する脳の血流計測処理を説明するためのフローチャートである。
【図１０】制御装置が実行する計測データ画像表示処理を説明するためのフローチャートである。
【図１１】装着具の左側に配された各センサユニットの配置例を示す左側断面図である。
【図１２】装着具の左側に配された各表示ユニットの配置例を示す側面図である。
【図１３】装着具の左側に配された各表示ユニットの変形例を示す側面図である。
【図１４Ａ】左脳、右脳の領域Ｒ１、Ｌ１の血流の計測データと被験者の動作との関連を示すグラフである。
【図１４Ｂ】左脳、右脳の領域Ｒ３、Ｌ３の血流の計測データと被験者の動作との関連を示すグラフである。
【図１４Ｃ】左脳、右脳の領域Ｒ４、Ｌ４の血流の計測データと被験者の動作との関連を示すグラフである。
【図１４Ｄ】左脳、右脳の領域Ｒ８、Ｌ８の血流の計測データと被験者の動作との関連を示すグラフである。
【図１５】脳波活性度と血流計測データとの相関関係を示すグラフである。
【図１６Ａ】左脳、右脳の領域Ｒ１、Ｌ１の脳波活性度と被験者の動作との関連を示すグラフである。
【図１６Ｂ】左脳、右脳の領域Ｒ３、Ｌ３の脳波活性度と被験者の動作との関連を示すグラフである。
【図１６Ｃ】左脳、右脳の領域Ｒ４、Ｌ４の脳波活性度と被験者の動作との関連を示すグラフである。
【図１６Ｄ】左脳、右脳の領域Ｒ８、Ｌ８の脳波活性度と被験者の動作との関連を示すグラフである。
【図１７】各表示ユニットの表示色及び点滅速度を判定するしきい値の例を示す図である。
【図１８】被験者の動作と表示ユニットによる表示パターンとの関連を示す図である。
【図１９】変形例の制御装置が実行する表示パターン制御の処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図２０】血流と脳波活性度との相対関係を示す別の表示例を示す図である。
【図２１】本発明による血流計測装置と刺激付与ユニットとを組み合わせた場合の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
【実施例１】
【００１１】
〔血流計測装置及び脳活動計測装置の構成〕
図１は本発明による血流計測装置及び脳活動計測装置の一実施例の概略構成を模式的に示す図である。図１に示されるように、脳活動計測システム１０は、脳活動計測装置２０と、コントロールユニット３０とを有する。
【００１２】
脳活動計測装置２０は、被験者の頭部に装着される装着具２２と、当該装着具２２の外側のベース２３にマトリックス状に配された複数の表示ユニット（表示手段）２４（２４１〜２４ｎ）とを有する。さらに、装着具２２は、帽子のような半球形状に形成されており、ベース２３の内側には血流計測装置を構成する複数のセンサユニット（図１では隠れて見えない）が表示ユニット２４（２４１〜２４ｎ）と同様にマトリックス状に設けられている。
【００１３】
コントロールユニット３０は、制御装置４０と、メモリ４２と、無線通信装置５０と、充電式のバッテリ６０とを有する。制御装置４０は、被験者の脳の活動に伴う脳の各領域における血流及び脳波を計測し、この計測データ（計測値）をメモリ４２に格納すると共に、計測データに基づいて各領域の計測ポイントにおける活動レベルを判定し、判定結果から各計測ポイントに対応する各表示ユニット２４（２４１〜２４ｎ）の表示色及び点滅速度を制御する。
【００１４】
また、制御装置４０は、脳活動計測装置２０により計測された各計測ポイントの血流計測データを無線通信装置５０より外部ユニット７０に送信する。外部ユニット７０は、データベース８０と、無線通信装置９０とを有する。コントロールユニット３０から送信された計測データは、外部ユニット７０の無線通信装置９０に受信され、データベース８０に格納される。また、データベース８０においては、計測データに添付された各計測ポイントを識別するためのアドレスコード及び計測日時を示すタイムデータに基づいて各血流計測データを時系列の順に格納する。
【００１５】
図２はセンサユニット及び表示ユニットの取付構造を部分的示す縦断面図である。図２に示されるように、装着具２２のベース２３は、絶縁材により半球形状に形成されており、その外周面には複数の表示ユニット２４（２４１〜２４ｎ）が所定間隔ごとに決められた表示ポイントＰ１〜Ｐｎに配されている。
【００１６】
また、装着具２２のベース２３の内側には、複数のセンサユニット１００（１００１〜１００ｎ）が所定間隔ごとに決められた計測ポイントＰ１'〜Ｐｎ'に配されている。各センサユニット１００（１００１〜１００ｎ）は、夫々外側に配された各表示ユニット２４（２４１〜２４ｎ）の位置と同じ位置となるように設けられており、各表示ユニット２４（２４１〜２４ｎ）の下方に配置されている。すなわち、各センサユニット１００（１００１〜１００ｎ）の計測ポイントＰ１'〜Ｐｎ'は、各表示ユニット２４（２４１〜２４ｎ）の表示ポイントＰ１〜Ｐｎの位置と対応している。
【００１７】
また、各センサユニット１００（１００１〜１００ｎ）は、下側端部に形成されたセンサ面が被験者の頭部表面１１０に接触するようにベース２３に保持されている。ベース２３は、樹脂等の絶縁材により形成されており、その内側及び外側の各表面には、各センサユニット１００（１００１〜１００ｎ）、各表示ユニット２４（２４１〜２４ｎ）に接続された回路パターンを有するフレキシブル配線板１２０、１３０が形成される。
【００１８】
図３は複数のセンサユニット及び複数の表示ユニットと制御装置との接続関係を示すブロック図である。図３に示されるように、制御装置４０は、複数のセンサユニット１００（１００１〜１００ｎ）及び複数の表示ユニット２４（２４１〜２４ｎ）とベース２３の内側、外側に形成されたフレキシブル配線板１２０、１３０の回路パターン１２２、１３２及びケーブル２６、２７を介して接続されている。
【００１９】
各センサユニット１００（１００１〜１００ｎ）は、発光部２２０と、受光部２３０と、脳波計測用電極２５０と、センサ制御部１７０とを有する。センサ制御部１７０は、制御装置４０からの制御信号を受信することにより各計測ポイントでの血流及び脳波を計測すると共に、計測値を制御装置４０に送信する。
【００２０】
各表示ユニット２４（２４１〜２４ｎ）は、半球形状の透明ケース２５内に赤色発光部１８０と、緑色発光部１９０と、青色発光部２００と、発光制御部２１０とを有する。赤色発光部１８０は、例えば、赤色発光ダイオードからなる。また、緑色発光部１９０は、例えば、緑色発光ダイオードからなる。青色発光部２００は、例えば、青色発光ダイオードからなる。発光制御部２１０は、制御装置４０から送信された発光指示データ（アドレスコード、表示色データ、点滅速度など）に基づいて赤色発光部１８０、緑色発光部１９０、青色発光部２００を適宜発光させると共に、赤色発光部１８０、緑色発光部１９０、青色発光部２００を指示された点滅速度で点滅させる。
【００２１】
制御装置４０は、各センサユニット１００（１００１〜１００ｎ）のセンサ制御部１７０と、各表示ユニット２４（２４１〜２４ｎ）の発光制御部２１０と通信可能に接続されており、各計測ポイントのアドレス順に計測指示コード（アドレスコード、血流計測コード、脳波計測コードなど）を送信すると共に、各計測ポイントＰ１'〜Ｐｎ'からの計測データ（血流値、脳波の計測値）を受信すると、計測データに基づいて脳活性度を判定して当該計測ポイントＰ１'〜Ｐｎ'に対応する表示ポイントＰ１〜Ｐｎに対して表示指示コード（アドレスコード、表示色、点滅速度を指示する表示コード）を送信する。
【００２２】
尚、制御装置４０とセンサ制御部１７０、発光制御部２１０との間に上記コードを用いた通信システムを構築しても良いし、あるいは制御装置４０と各センサユニット１００（１００１〜１００ｎ）及び各表示ユニット２４（２４１〜２４ｎ）との間を微細な配線によって個別に並列接続する方式を用いることも可能である。
〔センサユニット１００及び表示ユニット２４の取付構造〕
図４はセンサユニット１００及び表示ユニット２４の取付構造を拡大して示す図である。尚、図４においては、多数配置されたセンサユニット１００１〜１００ｎのうちセンサユニット１００１、１００２、１００３が取り付けられた状態を示している。図４に示されるように、各センサユニット１００１、１００２、１００３は、可撓性を有する半球形状のベース２３の取付孔２８に挿入され、接着剤などにより固定される。従って、各センサユニット１００１、１００２、１００３は、ベース２３の取付孔２８に固定されることで先端のセンサ面が被験者の頭部表面１１０に接触するように保持される。各センサユニット１００１、１００２、１００３は、夫々が同一構成であり、同一箇所に同一符号を付す。
【００２３】
各センサユニット１００（１００１〜１００ｎ）は、頭部表面１１０にレーザ光（出射光）Ａを照射するレーザダイオードからなる発光部２２０と、受光した透過光量に応じた電気信号を出力する受光素子からなる受光部２３０と、発光部２２０から被計測領域に向けて照射されたレーザ光Ａに対する屈折率と、被計測領域を通過して入射され受光部２３０に進む入射光Ｂ、Ｃの屈折率とが異なるように構成されたホログラムからなる光路分離部材２４０とを有する。
【００２４】
また、光路分離部材２４０の外周には、脳波を計測するための脳波計測用電極２５０が嵌合しており、脳波計測用電極２５０は円筒形状に形成され、光路分離部材２４０の先端面から側面に形成されている。脳波計測用電極２５０の上端は、フレキシブル配線板１３０の配線パターンに電気的に接続されている。
【００２５】
発光部２２０及び受光部２３０は、上面側がフレキシブル配線板１３０の下面側に実装されている。フレキシブル配線板１３０には、制御装置４０に接続される配線パターンが形成されており、配線パターンには各センサユニット１００（１００１〜１００ｎ）に対応する位置に発光部２２０及び受光部２３０の接続端子が半田付けなどによって電気的に接続されている。尚、フレキシブル配線板１３０は、各センサユニット１００（１００１〜１００ｎ）の先端が被計測領域に接触した際の頭部の形状に応じて撓むことができるので、装着または脱着操作を行なう際に断線が起きないように構成されている。
【００２６】
脳波計測用電極２５０は、先端で内側に折り曲げられた接触子２５２が光路分離部材２４０の端面よりも突出している。そのため、光路分離部材２４０の端面が被計測領域に当接したとき、接触子２５２も当該被計測領域に接触して脳波計測が可能になる。また、脳波計測用電極２５０は、光路分離部材２４０の外周及び先端縁部に蒸着やめっき等の薄膜形成法により導電性膜を被覆する方法で形成することも可能である。さらに、脳波計測用電極２５０の材質として、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）と呼ばれる酸化インジウム錫による透明な導電性膜を光路分離部材２４０の外周及び先端縁部に形成することも可能である。この透明導電性膜で脳波計測用電極２５０を形成した場合には、脳波計測用電極２５０が透光性を有することになるため、光路分離部材２４０の外周及び先端面全体を脳波計測用電極２５０で覆うことが可能になる。
【００２７】
また、通常では、脳の断層写真を撮影する等して血流の状態を計測しながら脳波を計測することはできないが、各センサユニット１００（１００１〜１００ｎ）に電極２５０を設けることにより、血流と脳波を同時に計測することが可能になり、脳内の血流と脳波との相関関係を詳しく分析することが可能になる。
【００２８】
血流計測を行なう際、制御装置４０は、多数配列されたセンサユニット１００（１００１〜１００ｎ）の中からアドレス順に任意のセンサユニット１００を選択し、当該センサユニット１００の発光部２２０からレーザ光Ａを発光させる。このとき、発光部２２０から出射されるレーザ光は、酸素飽和度の影響を受けない波長λ１（λ１≒８０５ｎｍ）と、酸素飽和度の影響を受ける波長λ２（λ２≒６８０ｎｍ）が出力される。
【００２９】
また、各センサユニット１００（１００１〜１００ｎ）は、先端（光路分離部材２４０の端面）が頭部の被計測領域に当接した状態に保持されている。センサユニット１００１の発光部２２０から出射されるレーザ光Ａは、光路分離部材２４０を透過して頭部の頭皮に対して垂直方向から脳内部に向けて入射される。脳内部においては、レーザ光Ａが脳中心部に向けて進行すると共に、レーザ光Ａが入射位置を基点として周辺に向けて伝搬する。このレーザ光Ａの脳内の光伝搬経路２７０は、側方からみると円弧状に形成され、頭部の血管２８０を通過して頭皮表面１１０に戻る。
【００３０】
このように光伝搬経路２７０を通過した光は、血管２８０を流れる血液に含まれる赤血球の量または密度に応じた透過光量に変化しながら受光側のセンサユニット１００２、１００３に到達する。また、レーザ光Ａは、脳内部を伝搬する過程で透過光量が徐々に低下するため、レーザ光Ａが入射位置の基点から離れる程、距離に応じて受光部２３０の受光レベルが低下する。従って、レーザ光Ａの入射位置からの離間距離よっても受光される透過光量が変化する。
【００３１】
図４において、左端に位置するセンサユニット１００１を発光側基点とすると、そのセンサユニット１００１自身と、その右隣りのセンサユニット１００２と、さらに右隣りのセンサユニット１００３とは、受光側基点（計測ポイント）となる。
【００３２】
光路分離部材２４０は、例えば、透明なアクリル樹脂の密度分布を変化させることで、レーザ光Ａを直進させ、入射光Ｂ、Ｃを受光部２３０に導くように形成されている。また、光路分離部材２４０は、発光部２２０から出射されたレーザ光Ａを基端側（図４では上面側）から先端側（図４では下面側）に透過させる出射側透過領域２４２と、脳内を伝搬した光を先端側（図４では下面側）から基端側（図４では上面側）に透過させる入射側透過領域２４４と、出射側透過領域２４２と入射側透過領域２４４との間に形成された屈折領域２４６とを有する。この屈折領域２４６は、レーザ光Ａを透過させるが、血流を通過した光（入射光Ｂ、Ｃ）を反射させる性質を有する。屈折領域２４６は、例えば、アクリル樹脂の密度を変化させたり、この領域に金属薄膜を設けたり、金属の微粒子を分散させることにより形成される。これにより、光路分離部材２４０の先端から入射された光は全て受光部２３０に集光される。
〔血流計測方法〕
ここで、血流計測方法の原理について説明する。図５は血流計測方法の原理を説明するための図である。
【００３３】
図５に示されるように、外部から血液に対しレーザ光Ａを照射すると、血液層２９０に入射したレーザ光Ａは、通常の赤血球２９２による反射散乱光成分、及び付着血栓による反射散乱光成分の両成分の光として、血液中を透過して進行する。
【００３４】
光が血液層を透過する過程において受ける影響は、血液の状態によって刻々と変化するため、透過光量（反射光量としてもよい）を連続的に計測し、その光量変化を観測することによりさまざまな血液の性質の変化を観察することが可能となる。
【００３５】
脳の活動が活発になると、脳内での酸素消費量が増加するため、酸素を運搬する赤血球のヘマトクリット及び血液の酸素飽和度に起因する血流の状態が光量の変化となって現れる。
【００３６】
ここで、ヘマトクリット（Ｈｃｔ：単位体積当たりの赤血球の体積比、即ち、単位体積当たりの赤血球の体積濃度を示す。Ｈｔとも表記する。）等の変化も同様にヘモグロビン密度の変化に関係する要因であり、光量変化に影響を及ぼす。本実施例における基本的な原理は、このようにレーザ光Ａを用いた、血流による光路・透過光量の変化で血流の状態を計測し、さらには脳内の血流状態から脳活動状態を計測する点である。
【００３７】
血液の光学的特性は、血球成分（特に赤血球の細胞内部のヘモグロビン）によって決定される。また、赤血球は、ヘモグロビンが酸素と結合しやすい性質を有しているので、脳細胞に酸素を運搬する役目も果たしている。そして、血液の酸素飽和度は、血液中のヘモグロビンの何％が酸素と結合しているかを表す数値である。また、酸素飽和度は動脈血液中の酸素分圧（ＰａＯ２）と相関があり、呼吸機能（ガス交換）の重要な指標である。
【００３８】
酸素分圧が高ければ酸素飽和度も高くなることが分かっており、酸素飽和度が変動すると、血液を透過した光の透過光量も変動する。そのため、血流の計測を行なう際は、酸素飽和度の影響を除くことでより正確な計測が可能になる。
【００３９】
また、酸素分圧（ＰａＯ２）に影響を与えている因子としては、肺胞換気量があり、さらには大気圧や吸入酸素濃度（ＦｉＯ２）などの環境、換気／血流比やガス拡散能、短絡率などの肺胞でのガス交換がある。
【００４０】
制御装置４０は、上記センサユニット１００の受光部２３０によって生成された透過光量（光強度）に応じた信号の処理を行なう演算手段を有する。この演算手段では、後述するようにセンサユニット１００２，１００３の受光部２３０から出力された計測値に基づいて血流状態を検出するための演算処理を行なう。
【００４１】
発光部２２０のレーザ光Ａは、所定時間間隔（例えば、１０Ｈｚ〜１ＭＨｚ）で間欠的に照射されるパルス光又は連続光として照射する。この場合、パルス光を用いる場合には、パルス光の点滅する周波数である点滅周波数を、血液流速に応じて決定し、連続的に又は該点滅周波数の２倍以上の計測サンプリング周波数で計測する。また、連続光を用いる場合には、計測サンプリング周波数を、血液流速に応じて決定して計測する。
【００４２】
血液中のヘモグロビン（Ｈｂ）は、呼吸をすることにより肺で酸素と化学反応を生じてＨｂＯ２となり血液中に酸素を取り込むこととなるが、呼吸の状態等により、血液に酸素を取り込んだ度合（酸素飽和度）が微妙に異なる。すなわち、血液に光を照射すると、この酸素飽和度によって光の吸収率が変化するという現象を発見し、この現象は上記レーザ光Ａによる血流の計測において外乱要素となるため、酸素飽和度による影響を除去することにした。
【００４３】
図６はレーザ光の波長と、血液の酸素飽和度を変えた場合の光の吸収状態の関係を示すグラフである。体内では赤血球に含まれるヘモグロビンは、酸素と結合した酸化ヘモグロビン（ＨｂＯ２：グラフＩ）と酸化されていないヘモグロビン（Ｈｂ：グラフＩＩ）に分けられる。この２つの状態では、光に対する光吸収率が大きく異なる。例えば、酸素をたっぷりと含んだ血液は鮮血として色鮮やかである。一方、静脈血は酸素を手放しているのでどんよりと黒ずんでいる。これらの光吸収率の状態は、図４のグラフＩ，ＩＩに示すように広い光の波長領域で変化している。
【００４４】
この図６のグラフＩ，ＩＩから特定の波長を選択することにより、生体内の酸素代謝などにより赤血球中のヘモグロビンの酸素飽和度が大きく変動しても、光吸収率が影響を受けないで血液に光を照射して血流を計測できることが分かる。
【００４５】
赤血球中のヘモグロビンの酸素飽和度によらず、ある波長領域では光吸収率が小さくなっている。これにより、光が波長λによって血液層を通過しやすいか否かが決まることになる。従って、所定の波長領域（例えば、λ＝８００ｎｍ近辺から１３００ｎｍ近辺）の光を用いれば、酸素飽和度の影響を小さく抑制して血流を計測することが可能となる。
【００４６】
よって、レーザ光Ａの波長領域は、ほぼ６００ｎｍ近辺から１５００ｎｍを利用し、これにより、ヘモグロビン（Ｈｂ）の光吸収率が実用上十分低くかつ、この領域に等吸収点Ｘを含むため、２波長以上の計測点を活用し、計算上、等吸収点とみなせる。つまり、酸素飽和度の影響を受けない仕様とすることが可能となる。尚、それ以外の波長領域、例えば、λ＝６００ｎｍ未満では、光吸収率が高くなりＳ／Ｎが低下し、λ＝１５００ｎｍをこえた波長では、受光部２３０の受光感度が十分でなく血液中の他の成分等の外乱が影響し精度のよい計測ができなくなる。
【００４７】
このため、本実施例では、発光部２２０に波長可変半導体レーザからなる発光素子を用い、発光部２２０から発光されるレーザ光Ａの波長を、グラフＩ，ＩＩで等吸収点Ｘとなるλ１＝８０５ｎｍ（第１の光）と、グラフＩにおいて光吸収率が最も低い波長λ２＝６８０ｎｍ（第２の光）の２種類に設定する。
【００４８】
ここで、レーザ光Ａが光伝搬経路２７０（図４参照）を介して伝搬した光を受光する場合の透過光量に基づく赤血球濃度Ｒ，Ｒｐ，Ｒｐｗの検出方法について説明する。
【００４９】
従来の計測方法で行なわれた１点１波長方式を用いた場合の赤血球濃度Ｒの演算式（式１）は、次式のように表せる。
Ｒ＝ｌｏｇ１０（Ｉｉｎ／Ｉｏｕｔ）＝ｆ（Ｉｉｎ，Ｌ，Ｈｔ）…（式１）
（式１）の方法では、赤血球濃度が発光部１２０から出射されたレーザ光Ａの入射透過光量Ｉｉｎと、発光部２２０と受光部２３０との距離（光路長）Ｌと、前述したヘマトクリット（Ｈｔ）との関数になる。そのため、（式１）の方法で赤血球濃度を求める際は、３つの因子によって赤血球濃度が変動するため、赤血球濃度を正確に計測することが難しい。
【００５０】
本実施例による２点１波長方式を用いた場合の赤血球濃度Ｒｐの演算式は、次式のように表せる。
Ｒｐ＝ｌｏｇ１０｛Ｉｏｕｔ／（Ｉｏｕｔ−ΔＩｏｕｔ）｝＝Φ（ΔＬ，Ｈｔ）…（式２）
（式２）の方法では、図４に示すようにレーザ光Ａから距離の異なる２点（センサユニット１００２，１００３の各受光部２３０）で受光するため、赤血球濃度は２つの受光部２３０間距離ΔＬと、前述したヘマトクリット（Ｈｔ）との関数になる。そのため、（式２）の方法で赤血球濃度を求める際は、２つの因子のうち受光部２３０間距離ΔＬが予め分かっているので、赤血球濃度がヘマトクリット（Ｈｔ）を係数とした値として計測される。よって、この演算方法では、赤血球濃度をヘマトクリット（Ｈｔ）に応じた計測値として正確に計測することが可能になる。
【００５１】
さらに、本実施例の変形例による２点２波長方式を用いた場合の赤血球濃度Ｒｐｗの演算式は、次式のように表せる。
Ｒｐｗ
＝［ｌｏｇ１０｛Ｉｏｕｔ／（Ｉｏｕｔ−ΔＩｏｕｔ）｝λ１］／［ｌｏｇ１０｛Ｉｏｕｔ／（Ｉｏｕｔ−ΔＩｏｕｔ）｝λ２］
＝ξ（Ｈｔ）・・・（式３）
（３式）の方法では、発光部１２０から出射されるレーザ光Ａの波長を異なるλ１，λ２（本実施例では、λ１＝８０５ｎｍ、λ２＝６８０ｎｍに設定する）とすることで赤血球濃度をヘマトクリット（Ｈｔ）のみの関数として計測される。よって、この演算方法によれば、赤血球濃度をヘマトクリット（Ｈｔ）に応じた計測値として正確に計測することが可能になる。
〔脳の構造〕
ここで、被計測領域となる脳について説明する。図７は脳を左側面から見た図である。図７に示されるように、人間の脳３００は、大脳３０１と、小脳３０２と、脳幹３０３とからなる。大脳３０１は、人体の運動機能をコントロールする中枢であり、大脳皮質が人体の各部（手、肘、肩、腰、膝、足首の各関節など）に対応して各運動野に分かれる。例えば、大脳３００には、前頭前野３３０、前運動野３４０、運動野３５０、体性感覚野３６０、側頭葉３７０、後頭葉３８０、頭頂葉３９０等を有する。さらに、大脳３００には、前頭葉眼球運動野３３２、ブローカ領域３３４、嗅覚領域３３６があり、前運動野３４０には、運動連合野３４２がある。
【００５２】
また、小脳３０２は、左右の手足のバランスを取る領域である。
【００５３】
前頭前野３３０は、知能、理性、人格、手足、言語をコントロールする領域である。前運動野３４０は、思考、行動の抑制、対話、意思決定、感情、記憶をコントロールする領域である。
【００５４】
さらに、運動野３５０は、人体の手足の運動を行なうための領域であり、例えば、肩運動野３５２、肘運動野３５４を有する。そのため、肩運動野３５２、肘運動野３５４の血流を計測し、各領域の血流の変化をマッピング処理することにより肩や肘をどのように動かそうとしているかを検知することが可能になる。
【００５５】
また、体性感覚野３６０は、皮膚からの感覚が伝達され、舌、顔、上肢、下肢をコントロールする領域である。側頭葉３７０は、言語、聴覚、味覚の中枢領域である。後頭葉３８０は、視覚情報を処理する領域である。頭頂葉３９０は、体の様々な部位からの感覚情報や数字による計算を処理する領域である。
【００５６】
図８は脳の血流から脳活動を計測する場合の原理を説明するための図である。図８に示されるように、脳３００は、髄液４００、頭蓋骨４１０、頭皮４２０によって覆われている。各センサユニット１００は、光路分離部材２４０の先端面（センサ面）を頭皮４２０に接触させて血流の計測を行なう。センサユニット１００１の発光部２２０から出射されたレーザ光Ａは、頭皮４２０、頭蓋骨４１０、髄液４００を透過して脳３００内部に進行する。そして、頭部に照射された光は、図８中破線で示すような円弧状パターン４４０で放射方向（深さ方向及び半径方向）に伝搬する。
【００５７】
この光の伝搬は、レーザ光が照射された基点４５０から半径方向に離間するほど光伝搬経路が長くなって光透過率が低下するため、発光側のセンサユニット１００１に所定距離離間して隣接されたセンサユニット１００２の受光レベル（透過光量）は強く、その次はその隣りに所定距離離間して設けられたセンサユニット１００３の受光レベル（透過光量）がセンサユニット１００２の受光レベルより弱く検出される。また、発光側のセンサユニット１００１の受光部２３０でも、脳３００からの光を受光する。これらの複数のセンサユニット１００１〜１００ｎで受光された光強度に応じた検出信号をマッピング処理することで血流の変化に応じた光強度分布が縞模様の図形（等高線）として得られる。
【００５８】
また、各センサユニット１００から出力された検出信号（受光した透過光量に応じた信号）を前述した（式２）または（式３）のＩｏｕｔとすることで赤血球濃度をヘマトクリット（Ｈｔ）に応じた計測値（酸素飽和度に影響されない値）として正確に計測することが可能になる。
【００５９】
ここで、図９を参照して脳活動計測装置１０の制御装置４０が実行する脳の血流計測処理について説明する。図９に示されるように、制御装置４０は、大脳皮質を各運動野毎のブロックに分けて血流計測処理を行なっており、例えば、前頭前野３３０、前運動野３４０、運動野３５０、体性感覚野３６０の各計測ブロックの血流計測処理を並列処理している。ここでは、例えば、運動野３５０の血流計測を行なって運動野３５０の活動状態をマッピング処理する場合について、以下説明する。
【００６０】
先ず、制御装置４０は、図９のＳ１１で多数配置されたセンサユニット１００１〜１００ｎから任意のセンサユニット１００１のアドレスコード（ｎ＝１）に発光コードを添付した計測指示コードを送信する。これにより、各センサユニット１００１のセンサ制御部１７０は、予め登録されたアドレスコードが添付された計測指示データのみを読み込み、計測指示された当該センサユニット１００１の発光部２２０からレーザ光を被計測領域（運動野３５０が収納された頭部領域）に照射させる。
【００６１】
続いて、Ｓ１２では、アドレスコードｎ＝１に隣接するｎ＝ｎ＋１のセンサユニット１００２の受光部２３０から出力された計測データ（受光した透過光量に対応する電気信号）をメモリ４２に格納すると共に、無線通信装置５０から外部ユニット７０に送信する。外部ユニット７０では、無線通信装置９０から得られたｎ＝ｎ＋１の計測データをデータベース８０に格納する。
【００６２】
次のＳ１３では、アドレス番号ｎ＝ｎ＋１に隣接するｎ＝ｎ＋２のセンサユニット１００３の受光部２３０から出力された計測データ（受光した透過光量に対応する電気信号）をメモリ４２に格納すると共に、無線通信装置５０から外部ユニット７０に送信する。外部ユニット７０では、無線通信装置９０から得られたｎ＝ｎ＋２の計測データをデータベース８０に格納する。
【００６３】
このように、レーザ光Ａを発光したセンサユニット１００１を基点としてその周囲に配置された全てのセンサユニット１００による計測データをメモリ４２に格納すると共に、外部ユニット７０のデータベース８０に格納する。
【００６４】
そして、Ｓ１４では、次の発光点となるセンサユニット１００のアドレスコードをｎ＋１に変更する。次のＳ１５では、全てのセンサユニット１００１〜１００ｎが発光したか否かをチェックする。Ｓ１５において、全ての表示ユニット２４が発光完了していないときは、上記ｎ＋１のセンサユニット１００２の発光部２２０からレーザ光Ａを照射させてＳ１１〜Ｓ１５の処理を繰り返す。
【００６５】
また、Ｓ１５において、全てのセンサユニット１００１〜１００ｎが発光完了したときは、当該計測ブロックの血流計測処理を終了するか、あるいは当該計測ブロックに対する上記血流計測処理を最初から再度行なっても良い。
【００６６】
ここで、制御装置４０が実行する計測データ画像表示処理について図１０を参照して説明する。制御装置４０は、図１０のＳ２１で計測データ（血流に応じた透過光量によるデータ）をメモリ４２から読み込む。続いて、Ｓ２２に進み、計測データと前述した（式２）または（式３）を用いて赤血球濃度ＲｐまたはＲｐｗを演算する。
【００６７】
次のＳ２３では、各計測ポイント毎の赤血球濃度の分布図（等高線で示す線図）を作成し、この分布図の画像データをメモリ４２に格納する。そして、Ｓ２４に進み、全計測ポイントＰ１'〜Ｐｎ'についての赤血球濃度ＲｐまたはＲｐｗの演算が完了したか否かをチェックする。Ｓ２４において、全計測ポイントＰ１'〜Ｐｎ'についての赤血球濃度ＲｐまたはＲｐｗの演算が完了していないときは、上記Ｓ２１に戻り、Ｓ２１以降の処理を繰り返す。
【００６８】
また、Ｓ２４において、全計測ポイントＰ１'〜Ｐｎ'についての赤血球濃度ＲｐまたはＲｐｗの演算が完了したときは、Ｓ２５に進み、赤血球濃度の分布に応じて色表示マップを作成する。例えば、赤血球濃度に応じた閾値を４段階に設定し、各段階の濃度レベルに対応する色（例えば、赤血球濃度レベル１は青色表示、赤血球濃度レベル２は緑色表示、赤血球濃度レベル３は橙色表示、赤血球濃度レベル４は赤色表示）に表示するための色表示マップデータを作成する。尚、赤血球濃度の分布に応じて色表示マップでは、上記以外の任意の色の表示を行うように設定することが可能であり、また４段階以外（例えば、２段階、３段階、５段階、又はそれ以上）の濃度レベルを判別することも可能である。
【００６９】
次のＳ２６では、上記色表示マップデータに基づいて各表示ユニット２４１〜２４ｎに対応する各アドレスコードに表示色データを添付した表示色指示データを送信する。各表示ユニット２４１〜２４ｎの発光制御部２１０では、予め登録されたアドレスコードが添付された表示色指示データのみを取り込み、当該表示色指示データによる色表示を行うように赤色発光部１８０、緑色発光部１９０、青色発光部２００の発光を制御する。
【００７０】
これにより、脳活動計測装置２０は、装着具２２の外周面に設けられた各表示ユニット２４１〜２４ｎが表示色指示データにより指示された色で発光して血流による脳の活動状態を表示することができる。そのため、観察者は、被験者の動きに応じた脳の活動状態をリアルタイムで観察することが可能になり、脳の活動状態を被験者の動きに関連させて正確な判断が可能になる。
〔変形例１〕
図１１は装着具２２の左側に配された各表示ユニット２４１〜２４ｎの配置例を示す側断面図である。図１１に示されるように、装着具２２の内側に配された複数の表示ユニット２４１〜２４ｎは、例えば、脳３００の左脳の夫々を８箇所の領域Ｌ１〜Ｌ８、Ｒ１〜Ｒ８に区切られる。また、脳３００の右脳も同様に８箇所の領域Ｒ１〜Ｒ８に区切られる。尚、図１１では、装着具２２の左側の内周面を領域Ｌ１〜Ｌ８に区切る場合を一例として示しており、８箇所以外に区切っても良いし、８箇所以下に区切っても良い。
【００７１】
この変形例では、各領域Ｌ１〜Ｌ８、Ｒ１〜Ｒ８に配された複数の表示ユニット２４により検出された計測データの平均値を求め、当該平均値が予め設定された閾値との比較で赤血球濃度レベルがどのレベルかを判定する。
【００７２】
図１２は装着具２２の左側に配された各表示ユニット２４１〜２４ｎの配置例を示す側面図である。図１２に示されるように、装着具２２の外側に配された複数の表示ユニット２４１〜１００ｎは、例えば、脳３００の左脳に対応する８個の領域Ｌ１〜Ｌ８に区切られる。また、脳３００の右脳も同様に８箇所の領域Ｒ１〜Ｒ８に区切られる。尚、図１１では、装着具２２の左側の内周面を領域Ｌ１〜Ｌ８に区切る場合を一例として示す。
【００７３】
この変形例では、各領域に配された複数のセンサユニット１００により検出された計測データの平均値が予め設定された閾値との比較で赤血球濃度レベルがどのレベルかが判定されると、各領域Ｌ１〜Ｌ８、Ｒ１〜Ｒ８に配された表示ユニット２４の表示色、点滅速度が制御される。
【００７４】
図１１、図１２に示されるように、各領域Ｌ１〜Ｌ８、Ｒ１〜Ｒ８は、脳３００の各領域に対応する。図７において、
（ａ）領域Ｌ１、Ｒ１は、前頭前野３３０の血流を計測、表示する領域である。
（ｂ）領域Ｌ２、Ｒ２は、嗅覚領域３３６の血流を計測、表示する領域である。
（ｃ）領域Ｌ３、Ｒ３は、前運動野３４０の血流を計測、表示する領域である。
（ｄ）領域Ｌ４、Ｒ４は、側頭葉３７０の血流を計測、表示する領域である。
（ｅ）領域Ｌ５、Ｒ５は、体性感覚野３６０の血流を計測、表示する領域である。
（ｆ）領域Ｌ６、Ｒ６は、側頭葉３７０の血流を計測、表示する領域である。
（ｇ）領域Ｌ７、Ｒ７は、後頭葉３８０、頭頂葉３９０の血流を計測、表示する領域である。
（ｈ）領域Ｌ８、Ｒ８は、小脳３０２の血流を計測、表示する領域である。
〔変形例２〕
図１３は装着具２２の外側に配された表示ユニット２４の変形例を示す側面図である。図１３に示されるように、変形例２の装着具２２Ａは、外周面の各領域Ｌ１〜Ｌ８、Ｒ１〜Ｒ８に例えば、有機ＥＬ（Organic Electro-Luminescence）等の薄型表示デバイス４６０１〜４６０８を設ける構成である。
【００７５】
この装着具２２Ａでは、各薄型表示デバイス４６０１〜４６０８に各領域Ｌ１〜Ｌ８、Ｒ１〜Ｒ８の血流及び脳波活性度を表す画像を表示するため、脳３００の思考状態を色によって表示すると共に、脳３００のどの部分がどの程度活動しているのかを輝度によって表示することも可能である。
【００７６】
また、各薄型表示デバイス４６０１〜４６０８により３次元画像を表示して観察者が被験者の脳３００の活動状態を立体的に認識することも可能である。
〔変形例による血流の計測方法〕
被験者が異なる動きをした場合の右脳、左脳の計測データについて説明する。尚、以下では、説明の便宜上領域Ｌ１、Ｒ１、Ｌ３、Ｒ３、Ｌ４、Ｒ４、Ｌ８、Ｒ８の血流計測データ及び脳波活性度について説明する。また、以下の図１４Ａ〜図１４Ｄ及び図１６Ａ〜図１６Ｄにおいて、例えば、時間帯Ｔａは安静、時間帯Ｔｂは音読、時間帯Ｔｃは計算、時間帯Ｔｄは音楽鑑賞、時間帯Ｔｅは歩行といった具合に各時間帯によって被験者の動きを変更した場合の左脳、右脳の血流を計測する。
【００７７】
図１４Ａは左脳、右脳の領域Ｌ１、Ｒ１の血流の計測データと被験者の動作との関連を示すグラフである。図１４Ａに示されるように、左脳、右脳の領域Ｌ１、Ｒ１に配された各センサユニット１００により計測された計測値の平均値を求める。そして、安静の時間帯Ｔａに計測された血流の計測値を基準値Ｂａとして、各時間帯Ｔｂ、Ｔｃに計測された各血流の計測値（平均値）と基準値Ｂａとの差ΔＢ１Ｌ、ΔＢ１Ｒを求め、当該差ΔＢ１Ｌ、ΔＢ１Ｒと後述する閾値との対比によって各血流レベルを判定する。
【００７８】
例えば、時間帯Ｔｂ、Ｔｃでは、被験者が音読、計算を行っており、左脳の領域Ｌ１（前頭前野３３０）における血流がレベル４と高く、右脳の領域Ｒ１（前頭前野３３０）における血流がレベル１と低いことが分る。
【００７９】
また、時間帯Ｔｄ、Ｔｅでは、被験者が音楽鑑賞、歩行を行っており、右脳の領域Ｒ１（前頭前野３３０）における血流がレベル４、３に上昇し、左脳の領域Ｌ１（前頭前野３３０）における血流がレベル１、２と低くなることが分かる。
【００８０】
図１４Ｂは左脳、右脳の領域Ｒ３、Ｌ３の血流の計測データと被験者の動作との関連を示すグラフである。図１４Ｂに示されるように、左脳、右脳の領域Ｌ３、Ｒ３に配された各センサユニット１００により計測された計測値の平均値を求める。そして、安静の時間帯Ｔａに計測された血流の計測値を基準値Ｂａとして、時間帯Ｔｅに計測された各血流の計測値と基準値Ｂａとの差ΔＢ３Ｌ、ΔＢ３Ｒを求め、当該差ΔＢ３Ｌ、ΔＢ３Ｒと後述する閾値との対比によって各血流レベルを判定する。
【００８１】
例えば、時間帯Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄでは、被験者が音読、計算、音楽鑑賞を行っており、左脳、右脳の領域Ｌ３、Ｒ３（前運動野３４０）における血流がレベル１と低いことが分かる。
【００８２】
また、時間帯Ｔｅでは、被験者が歩行を行っており、左脳、右脳の領域Ｌ３、Ｒ３（前運動野３４０）における血流がレベル４に上昇することが分かる。
【００８３】
図１４Ｃは左脳、右脳の領域Ｒ４、Ｌ４の血流の計測データと被験者の動作との関連を示すグラフである。図１４Ｃに示されるように、左脳、右脳の領域Ｌ４、Ｒ４に配された各センサユニット１００により計測された計測値の平均値を求める。そして、安静の時間帯Ｔａに計測された血流の計測値を基準値Ｂａとして、時間帯Ｔｄに計測された各血流の計測値と基準値Ｂａとの差ΔＢ４Ｌ、ΔＢ４Ｒを求め、当該差ΔＢ４Ｌ、ΔＢ４Ｒと後述する閾値との対比によって各血流レベルを判定する。
【００８４】
例えば、時間帯Ｔｂでは、被験者が音読を行っており、左脳の領域Ｌ４（側頭葉３７０）における血流がレベル２と低く、右脳の領域Ｒ４（側頭葉３７０）における血流がレベル１と低いことが分かる。
【００８５】
また、時間帯Ｔｄでは、被験者が音楽を鑑賞しており、左脳の領域Ｌ４（側頭葉３７０）における血流がレベル２と低く、右脳の領域Ｒ４（側頭葉３７０）における血流がレベル４に上昇することが分かる。
【００８６】
図１４Ｄは左脳、右脳の領域Ｒ８、Ｌ８の血流の計測データと被験者の動作との関連を示すグラフである。図１４Ｄに示されるように、左脳、右脳の領域Ｌ８、Ｒ８に配された各センサユニット１００により計測された計測値の平均値を求める。そして、安静の時間帯Ｔａに計測された血流の計測値を基準値Ｂａとして、時間帯Ｔｄに計測された各血流の計測値と基準値Ｂａとの差ΔＢ８Ｌ、ΔＢ８Ｒを求め、当該差ΔＢ８Ｌ、ΔＢ８Ｒと後述する閾値との対比によって各血流レベルを判定する。
【００８７】
例えば、時間帯Ｔｂ、Ｔｃでは、被験者が音読、計算をおこなっており、左脳、右脳の領域Ｌ８、Ｒ８(小脳３０２)における血流がレベル１と低いことが分かる。
【００８８】
また、時間帯Ｔｄでは、被験者が音楽を鑑賞しており、左脳の領域Ｌ８（小脳３０２）における血流がレベル１と低く、右脳の領域Ｒ８（小脳３０２）における血流がレベル２に上昇することが分かる。
【００８９】
また、時間帯Ｔｅでは、被験者が歩行を行っており、左脳の領域Ｌ８及び右脳の領域Ｒ８（小脳３０２）における血流がレベル１と低いことが分かる。
【００９０】
上記図１４Ａ〜図１４Ｄの各血流レベルの計測データを被験者の各動作毎に分類してみると、以下のように整理することができる。
【００９１】
例えば、被験者が音読を行っている場合は、図１４Ａに示すように、左脳の領域Ｌ１（前頭前野３３０）における血流がレベル４と高く、右脳の領域Ｒ１（前頭前野３３０）における血流がレベル１と低く、図１４Ｂに示されるように、左脳、右脳の領域Ｌ３、Ｒ３（前運動野３４０）における血流がレベル１と低い。また、図１４Ｃに示されるように、左脳の領域Ｌ４（側頭葉３７０）における血流がレベル２と低く、右脳の領域Ｒ４（側頭葉３７０）における血流がレベル１と低く、図１４Ｄに示されるように、左脳、右脳の領域Ｌ８、Ｒ８(小脳３０２)における血流がレベル１と低いことが分かる。
【００９２】
また、被験者が計算を行っている場合は、図１４Ａに示すように、左脳の領域Ｌ１（前頭前野３３０）における血流がレベル４と高く、右脳の領域Ｒ１（前頭前野３３０）における血流がレベル１と低く、図１４Ｂに示されるように、左脳、右脳の領域Ｌ３、Ｒ３（前運動野３４０）における血流がレベル１と低い。また、図１４Ｃに示されるように、左脳の領域Ｌ４（側頭葉３７０）及び右脳の領域Ｒ４（側頭葉３７０）における血流がレベル１と低く、図１４Ｄに示されるように、左脳、右脳の領域Ｌ８、Ｒ８(小脳３０２)における血流がレベル１と低いことが分かる。
【００９３】
また、被験者は音楽鑑賞を行っている場合は、図１４Ａに示すように、左脳の領域Ｌ１（前頭前野３３０）における血流がレベル１と低く、右脳の領域Ｒ１（前頭前野３３０）における血流がレベル４と高く、図１４Ｂに示されるように、左脳、右脳の領域Ｌ３、Ｒ３（前運動野３４０）における血流がレベル１と低い。また、図１４Ｃに示されるように、左脳の領域Ｌ４（側頭葉３７０）における血流がレベル１と低く、右脳の領域Ｒ４（側頭葉３７０）における血流がレベル３と高く、図１４Ｄに示されるように、左脳の領域Ｌ８(小脳３０２)における血流がレベル０と低く、右脳の領域Ｒ８(小脳３０２)における血流がレベル２と低いことが分かる。
【００９４】
また、被験者は歩行を行っている場合は、図１４Ａに示すように、左脳の領域Ｌ１（前頭前野３３０）における血流がレベル４と高く、右脳の領域Ｒ１（前頭前野３３０）における血流がレベル１と低く、図１４Ｂに示されるように、左脳、右脳の領域Ｌ３、Ｒ３（前運動野３４０）における血流がレベル４と高い。また、図１４Ｃに示されるように、左脳の領域Ｌ４（側頭葉３７０）及び右脳の領域Ｒ４（側頭葉３７０）における血流がレベル１と低く、図１４Ｄに示されるように、左脳の領域Ｌ８(小脳３０２)及び右脳の領域Ｒ８(小脳３０２)における血流がレベル１と低いことが分かる。
〔脳波活性度の計測方法〕
図１５は脳波活性度と血流計測データとの相関関係を示すグラフである。図１５に示されるように、センサユニット１００により検出された脳波の周波数ｆ１〜ｆ４を有する各グラフと振幅ｄとの関係に基づいて、脳波活性度Ｅを求める。例えば、脳波が周波数ｆ３で振幅ｄ３であれば、脳波活性度Ｅ３が求まる。また、血流計測データが周波数ｆ４で振幅ｄ４であれば、脳波活性度Ｅ４が求まる。
【００９５】
ここで、被験者の動きと脳波活性度との関係について説明する。
【００９６】
図１６Ａは左脳、右脳の領域Ｒ１、Ｌ１の脳波活性度と被験者の動作との関連を示すグラフである。図１６Ａに示されるように、左脳、右脳の領域Ｌ１、Ｒ１における脳波活性度の平均値を求める。そして、安静の時間帯Ｔａに計測された脳波活性度の計測値を基準値Ｅａとして、各時間帯Ｔｂ、Ｔｃに計測された脳波活性度（平均値）と基準値Ｅａとの差ΔＥ１Ｌ、ΔＥ１Ｒを求め、当該差ΔＥ１Ｌ、ΔＥ１Ｒと後述する閾値との対比によって各レベルを判定する。
【００９７】
例えば、時間帯Ｔｂ、Ｔｃでは、被験者が音読、計算を行っており、左脳の領域Ｌ１（前頭前野３３０）における脳波活性度がレベル３に上昇し、右脳の領域Ｒ１（前頭前野３３０）における脳波活性度がレベル１と低い。
【００９８】
また、時間帯Ｔｄ、Ｔｅでは、被験者が音楽鑑賞、歩行を行っており、左脳の領域Ｌ１（前頭前野３３０）における脳波活性度がレベル１〜２に上昇し、右脳の領域Ｒ１（前頭前野３３０）における脳波活性度がレベル３〜２に低下することが分かる。
【００９９】
図１６Ｂは左脳、右脳の領域Ｒ３、Ｌ３の脳波活性度と被験者の動作との関連を示すグラフである。図１６Ｂに示されるように、左脳、右脳の領域Ｌ１、Ｒ１における脳波活性度の平均値を求める。そして、安静の時間帯Ｔａに計測された脳波活性度の計測値を基準値Ｅａとして、各時間帯Ｔｅに計測された脳波活性度（平均値）と基準値Ｅａとの差ΔＥ３Ｌ、ΔＥ３Ｒを求め、当該差ΔＥ３Ｌ、ΔＥ３Ｒと後述する閾値との対比によって各レベルを判定する。
【０１００】
例えば、時間帯Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄでは、左脳の領域Ｌ３（前運動野３４０）及び右脳の領域Ｒ３（前運動野３４０）における脳波活性度がレベル１以下と低いことが分かる。
【０１０１】
また、時間帯Ｔｅでは、被験者が歩行を行っており、左脳の領域Ｌ３（前運動野３４０）及び右脳の領域Ｒ３（前運動野３４０）における脳波活性度がレベル２に上昇することが分かる。
【０１０２】
図１６Ｃは左脳、右脳の領域Ｒ４、Ｌ４の脳波活性度と被験者の動作との関連を示すグラフである。図１６Ｃに示されるように、左脳、右脳の領域Ｌ１、Ｒ１における脳波活性度の平均値を求める。そして、安静の時間帯Ｔａに計測された脳波活性度の計測値を基準値Ｅａとして、各時間帯Ｔｂ、Ｔｄに計測された脳波活性度（平均値）と基準値Ｅａとの差ΔＥ４Ｌ、ΔＥ４Ｒを求め、当該差ΔＥ４Ｌ、ΔＥ４Ｒと後述する閾値との対比によって各レベルを判定する。
【０１０３】
例えば、時間帯Ｔｂでは、被験者が音読を行っており、左脳の領域Ｌ４（側頭葉３７０）における脳波活性度がレベル１であり、右脳の領域Ｌ４（側頭葉３７０）における脳波活性度がレベル０に低下していることが分かる。
【０１０４】
また、時間帯Ｔｄでは、被験者が音読を行っており、左脳の領域Ｌ４（側頭葉３７０）における脳波活性度がレベル０で低く、右脳の領域Ｒ４（側頭葉３７０）における脳波活性度がレベル２に上昇することが分かる。
【０１０５】
図１６Ｄは左脳、右脳の領域Ｒ８、Ｌ８の脳波活性度と被験者の動作との関連を示すグラフである。図１６Ｄに示されるように、左脳、右脳の領域Ｌ１、Ｒ１における脳波活性度の平均値を求める。そして、安静の時間帯Ｔａに計測された脳波活性度の計測値を基準値Ｅａとして、各時間帯Ｔｂ〜Ｔｅに計測された脳波活性度（平均値）と基準値Ｅａとの差ΔＥ８Ｌ、ΔＥ８Ｒを求め、当該差ΔＥ８Ｌ、ΔＥ８Ｒと後述する閾値との対比によって各レベルを判定する。
【０１０６】
例えば、時間帯Ｔｂ、Ｔｃでは、被験者が音読、計算を行っており、左脳の領域Ｌ８（小脳３０２）における脳波活性度がレベル１〜２で、右脳の領域Ｒ８（小脳３０２）における脳波活性度がレベル１と低いことが分かる。
【０１０７】
また、時間帯Ｔｄでは、被験者が音楽鑑賞を行っており、左脳の領域Ｌ８（小脳３０２）における脳波活性度がレベル０と低く、右脳の領域Ｒ８（小脳３０２）における脳波活性度がレベル１〜２であることが分かる。
【０１０８】
また、時間帯Ｔｅでは、被験者が歩行を行っており、左脳の領域Ｌ８（小脳３０２）における脳波活性度がレベル２に上昇し、右脳の領域Ｒ８（小脳３０２）における脳波活性度がレベル１〜２であることが分かる。
〔各表示ユニット２４の表示色及び点滅速度の判定方法〕
図１７は各表示ユニット２４の表示色及び点滅速度を判定するしきい値の例を示す図である。図１７に示されるように、例えば、レベル１では、血流の閾値＝ａが設定されており、血流の差ΔＢが閾値ａ以下の場合、表示ユニット２４の表示色は青色に制御される。また、レベル１において、脳波活性度の閾値＝ｄが設定されており、脳波活性度の差ΔＥが閾値ｄ以下の場合、表示ユニット２４の点滅速度がＶ１(遅)に制御される。
【０１０９】
また、レベル２では、血流の閾値＝ａ、ｂが設定されており、血流の差ΔＢが閾値ａ以上で閾値ｂ以下の場合、表示ユニット２４の表示色は緑色に制御される。また、レベル２において、脳波活性度の閾値＝ｄ、ｅが設定されており、脳波活性度の差ΔＥが閾値ｄ以上で閾値ｅ以下の場合、表示ユニット２４の点滅速度がＶ２(中遅)に制御される。
【０１１０】
また、レベル３では、血流の閾値＝ｂ、ｃが設定されており、血流の差ΔＢが閾値ｂ〜ｃの場合、表示ユニット２４の表示色は橙色に制御される。また、レベル３において、脳波活性度の閾値＝ｅ、ｆが設定されており、脳波活性度の差ΔＥが閾値ｅ以上で閾値ｆ以下の場合、表示ユニット２４の点滅速度がＶ３(中速)に制御される。
【０１１１】
また、レベル４では、血流の閾値＝ｆが設定されており、血流の差ΔＢが閾値ｆ以上の場合、表示ユニット２４の表示色は赤色に制御される。また、レベル４において、脳波活性度の閾値＝ｆが設定されており、脳波活性度の差ΔＥが閾値ｆ以上の場合、表示ユニット２４の点滅速度がＶ４(高速)に制御される。
〔被験者の動作と表示ユニットによる表示パターン〕
図１８は被験者の動作と表示ユニットによる表示パターンとの関連を示す図である。
（被験者が安静の場合）
被験者Ｎが安静状態（Ｍ１）のときは、血流の差ΔＢがａ以下でレベル０のため、装着具２２の各表示ユニット２４は全て発光せず、消灯状態である。
(被験者が音読中の場合)
また、被験者Ｎが本や新聞などの文章を音読する音読状態（Ｍ２）の場合、左脳の領域Ｌ１（前頭前野３３０）における血流がレベル４と高いので、装着具２２の領域Ｌ１に対応する各表示ユニット２４が赤色を表示し、領域Ｒ１（前頭前野３３０）及び領域Ｌ３、Ｒ３（前運動野３４０）、領域Ｒ４（側頭葉３７０）、領域Ｌ８、Ｒ８(小脳３０２)における血流がレベル１と低いので、装着具２２の領域Ｒ１、Ｌ３、Ｒ３、Ｒ４、Ｌ８、Ｒ８に対応する各表示ユニット２４が青色を表示する。また、左脳の領域Ｌ４（側頭葉３７０）における血流がレベル２であるので、装着具２２の領域Ｌ４に対応する各表示ユニット２４が緑色を表示する。
【０１１２】
さらに、左脳の領域Ｌ１（前頭前野３３０）における脳波活性度がレベル３であるので、領域Ｌ１に対応する表示ユニット２４の点滅速度がＶ３（中速）に制御され、右脳の領域Ｒ１（前頭前野３３０）における脳波活性度がレベル１であるので、領域Ｒ１に対応する表示ユニット２４の点滅速度がＶ１（遅）に制御される。また、他の領域Ｌ３、Ｒ３、Ｒ４、Ｌ８、Ｒ８の各表示ユニット２４も脳波活性度の各レベル１に応じた点滅速度Ｖ１(遅)で点滅する。
（被験者Ｎが音読中の場合）
また、被験者Ｎが音読を行っている場合、左脳の領域Ｌ１の血流がレベル４なので、装着具２２の領域Ｌ１に対応する各表示ユニット２４が赤色で表示され、右脳の領域Ｒ１の血流レベル１なので、領域Ｒ１に対応する各表示ユニット２４が青色を表示する。
【０１１３】
また、左脳、右脳の領域Ｌ３、Ｒ３、Ｌ８、Ｒ８は、血流がレベル１なので、装着具２２の領域Ｌ３、Ｒ３、Ｌ８、Ｒ８に対応する各表示ユニット２４が青色を表示する。
【０１１４】
また、領域Ｌ１の脳波活性度がレベル３であるので、領域Ｌ１に対応する各表示ユニット２４の点滅速度はＶ３(中速)に制御される。
【０１１５】
また、左脳、右脳の領域Ｒ１，Ｌ４、Ｌ８、Ｒ８の脳波活性度がレベル１であるので、領域Ｒ１、Ｌ４、Ｌ８、Ｒ８に対応する各表示ユニット２４の点滅速度はＶ１(遅)に制御される。
（被験者が計算中の場合）
被験者が計算を行っている場合、左脳の領域Ｌ１の血流がレベル４なので、装着具２２の領域Ｌ１に対応する各表示ユニット２４が赤色で表示され、右脳の領域Ｒ１の血流レベル１なので、装着具２２の領域Ｒ１に対応する各表示ユニット２４が青色を表示する。
【０１１６】
また、左脳、右脳の領域Ｌ３、Ｒ３、Ｌ８、Ｒ８は、血流がレベル１なので、装着具２２の領域Ｌ３、Ｒ３、Ｌ８、Ｒ８に対応する各表示ユニット２４が青色を表示する。
【０１１７】
また、領域Ｌ１の脳波活性度がレベル３であるので、領域Ｌ１に対応する各表示ユニット２４の点滅速度はＶ３(中速)に制御される。
【０１１８】
また、左脳、右脳の領域Ｒ１、Ｌ４、Ｒ４、Ｌ８、Ｒ８の脳波活性度がレベル１であるので、領域Ｒ１、Ｌ４、Ｒ４、Ｌ８、Ｒ８に対応する各表示ユニット２４の点滅速度はＶ１(遅)に制御される。
(被験者が音楽鑑賞中の場合)
被験者が音楽鑑賞を行っている場合、左脳の領域Ｌ１の血流がレベル１なので、装着具２２の領域Ｌ１に対応する各表示ユニット２４を青色で表示させ、右脳の領域Ｒ１の血流レベル４なので、領域Ｒ１に対応する各表示ユニット２４が赤色を表示する。
【０１１９】
また、左脳、右脳の領域Ｌ３、Ｒ３、Ｌ４は、血流がレベル１なので、装着具２２の領域Ｌ３、Ｒ３、Ｌ４に対応する各表示ユニット２４が青色で表示される。
【０１２０】
また、右脳の領域Ｒ４は、血流がレベル３であるので、領域Ｒ４に対応する各表示ユニット２４の点滅速度はＶ３(中速)に制御される。
【０１２１】
また、領域Ｒ８の脳波活性度がレベル２であるので、領域Ｒ８に対応する各表示ユニット２４の点滅速度はＶ２(中遅)に制御される。
【０１２２】
また、領域Ｒ４の脳波活性度がレベル２であるので、領域Ｒ４に対応する各表示ユニット２４の点滅速度はＶ２(中遅)に制御される。
【０１２３】
また、左脳、右脳の領域Ｌ１、Ｌ３、Ｒ３、Ｒ８の脳波活性度がレベル１であるので、領域Ｌ１、Ｌ３、Ｒ３、Ｒ８、に対応する各表示ユニット２４の点滅速度はＶ１(遅)に制御される。
(被験者が歩行中)
被験者が歩行を行っている場合、左脳の領域Ｌ１の血流がレベル２なので、装着具２２の領域Ｌ１に対応する各表示ユニット２４を緑色で表示させ、右脳の領域Ｒ１の血流レベル３なので、領域Ｒ１に対応する各表示ユニット２４が橙色を表示する。
【０１２４】
また、左脳、右脳の領域Ｌ３、Ｒ３は、血流がレベル４なので、装着具２２の領域Ｌ３、Ｒ３に対応する各表示ユニット２４が赤色を表示する。
【０１２５】
また、左脳、右脳の領域Ｌ４、Ｒ４は、血流がレベル１であるので、領域Ｌ４、Ｒ４に対応する各表示ユニット２４の点滅速度はＶ１(遅)に制御される。
【０１２６】
また、左脳、右脳の領域Ｌ８、Ｒ８は、血流がレベル２であるので、領域Ｌ８、Ｒ８に対応する各表示ユニット２４の点滅速度はＶ２(中遅)に制御される。
【０１２７】
また、左脳、右脳の領域Ｌ１、Ｒ１、Ｌ３、Ｒ３、Ｒ８の脳波活性度がレベル２であるので、領域Ｌ１、Ｒ１、Ｌ３、Ｒ３、Ｒ８、に対応する各表示ユニット２４の点滅速度はＶ２(中遅)に制御される。
【０１２８】
また、領域Ｌ８、Ｒ８の脳波活性度がレベル２であるので、領域Ｌ８、Ｒ８に対応する各表示ユニット２４の点滅速度はＶ２(中遅)に制御される。
【０１２９】
また、領域Ｌ４、Ｒ４の脳波活性度がレベル０であるので、領域Ｌ４、Ｒ４に対応する各表示ユニット２４の点滅速度は０に制御される。
【０１３０】
このように被験者Ｎの動作状態に応じて装着具２２の各領域Ｌ１〜Ｌ８、Ｒ１〜Ｒ８に配された各表示ユニット２４が表示色を変更すると共に、点滅速度を切り替えるため、観察者は被験者Ｎの動きと脳の血流状態及び脳波活性度を同時に観察することができる。
（変形例の制御処理）
図１９は変形例の制御装置４０が実行する表示パターン制御の処理手順を説明するためのフローチャートである。
【０１３１】
図１９のＳ３１において、制御装置４０は、各領域Ｌ１〜Ｌ８、Ｒ１〜Ｒ８に配された表示ユニット２４により計測された計測データ（血流、脳波のデータ）をメモリ４２に格納する。
【０１３２】
次のＳ３２では、各領域Ｌ１〜Ｌ８、Ｒ１〜Ｒ８における血流データの平均値を演算する。
【０１３３】
続いて、Ｓ３３において、各領域Ｌ１〜Ｌ８、Ｒ１〜Ｒ８の各血流の計測値（平均値）と基準値Ｂａとの差ΔＢを求め、当該差ΔＢと閾値(図１７を参照)との対比によって各領域Ｌ１〜Ｌ８、Ｒ１〜Ｒ８の血流レベルを判別する（判別手段）。
【０１３４】
次のＳ３４では、各領域Ｌ１〜Ｌ８、Ｒ１〜Ｒ８における脳波活性度を判定する（判定手段）。すなわち、図１５に示す表示ユニット２４により検出された脳波の周波数ｆ１〜ｆ４を有する各グラフと振幅ｄとの関係に基づいて、各領域Ｌ１〜Ｌ８、Ｒ１〜Ｒ８の脳波活性度Ｅを求める。
【０１３５】
Ｓ３５では、図１７に示す各閾値に基づいて各領域Ｌ１〜Ｌ８、Ｒ１〜Ｒ８の表示色、点滅速度を演算する。
【０１３６】
Ｓ３６において、上記演算処理で求められた各領域Ｌ１〜Ｌ８、Ｒ１〜Ｒ８の表示色、点滅速度で装着具２２の外周面に配された各表示ユニット２４を制御する。これにより、被験者の動きと共に、当該被験者の頭部に装着された装着具２２の外周面に配された表示ユニット２４の表示色及び点滅速度により血流及び脳波活性度を視覚的に認識することが可能になる。
（判定方法の変形例）
図２０は血流と脳波活性度との相対関係を示す別の表示例を示す図である。図２０に示されるように、血流のパラメータΔＢ（以下「ΔＢ」という）と脳波活性度のパラメータΔＥ(以下「ΔＥ」という)との相対関係は、双曲線関数Ｋ１〜Ｋ４が閾値を表すものとして、横軸、縦軸及び双曲線関数Ｋ１〜Ｋ４を境界にして各領域Ｑ０〜Ｑ１２に判別することができる。
【０１３７】
例えば、どの双曲線関数Ｋ１〜Ｋ４も関係しない領域Ｑ０は、各表示ユニット２４を消灯する場合の条件となる。
【０１３８】
また、領域Ｑ１は、ΔＥ、ΔＢが双曲線関数Ｋ１より大きい場合で、各表示ユニット２４が赤色で点滅速度がＶ４(高速)で表示される。
【０１３９】
領域Ｑ２は、ΔＢが双曲線関数Ｋ１以下ゼロ以上の場合で、各表示ユニット２４が橙色で点滅速度がＶ４(高速)で表示される。
【０１４０】
領域Ｑ３は、ΔＢが双曲線関数Ｋ２以上ゼロ以下の場合で、各表示ユニット２４が緑色で点滅速度がＶ４(高速)で表示される。
【０１４１】
領域Ｑ４は、ΔＥが双曲線関数Ｋ２以上、ΔＢが双曲線関数Ｋ２以下の場合で、各表示ユニット２４が青色で点滅速度がＶ４(高速)で表示される。
【０１４２】
領域Ｑ５は、ΔＥが双曲線関数Ｋ１以下ゼロ以上の場合で、各表示ユニット２４が赤色で点滅速度がＶ３(中速)で表示される。
【０１４３】
領域Ｑ６は、ΔＥが双曲線関数Ｋ２以下ゼロ以上の場合で、各表示ユニット２４が青色で点滅速度がＶ３(中速)で表示される。
【０１４４】
領域Ｑ７は、ΔＥが双曲線関数Ｋ３以上ゼロ以下の場合で、各表示ユニット２４が赤色で点滅速度がＶ２(中遅)で表示される。
【０１４５】
領域Ｑ８は、ΔＥが双曲線関数Ｋ４以上ゼロ以下の場合で、各表示ユニット２４が青色で点滅速度がＶ２(中遅)で表示される。
【０１４６】
領域Ｑ９は、ΔＥ、ΔＢが双曲線関数Ｋ３以下の場合で、各表示ユニット２４が赤色で点滅速度がＶ１(低速)で表示される。
【０１４７】
領域Ｑ１０は、ΔＢが双曲線関数Ｋ３以下ゼロ以上の場合で、各表示ユニット２４が橙色で点滅速度がＶ１(低速)で表示される。
【０１４８】
領域Ｑ１１は、ΔＢが双曲線関数Ｋ４以上ゼロ以下の場合で、各表示ユニット２４が緑色で点滅速度がＶ１(低速)で表示される。
【０１４９】
領域Ｑ１２は、ΔＥ、ΔＢが双曲線関数Ｋ４以下の場合で、各表示ユニット２４が青色で点滅速度がＶ１(低速)で表示される。
【０１５０】
このように各領域Ｑ０〜Ｑ１２が横軸、縦軸及び双曲線関数Ｋ１〜Ｋ４を閾値として区切られており、血流と脳波活性度の計測データに基づいて各表示ユニット２４の表示色及び点滅速度を切り替えることが可能になる。
【０１５１】
尚、図２０において、被験者が安静状態で計測されたΔＥ、ΔＢを基準値（ゼロ）としており、安静状態のときよりも計測値が小さい場合に−側の値が計測される。そのため、被験者が何らかの動きをしている場合は、領域Ｑ１、Ｑ２、Ｑ５が主に使用される領域である。
【０１５２】
また、図２０において、双曲線関数Ｋ１〜Ｋ４は、任意の式に置き換えることができるので、各領域の境界線は、図２０に図示された線形に限らない。
【０１５３】
また、図２０において、双曲線関数Ｋ１〜Ｋ４の閾値を外して、各計測データがΔＥ、ΔＢ軸上の座標として識別することで、座標位置から表示色及び点滅速度を判定することも可能である。
〔血流計測システムの変形例〕
図２１は本発明による血流計測装置と刺激付与ユニットとを組み合わせた場合の変形例を示す図である。図２１に示されるように、変形例の血流計測システム１０Aは、血流計測装置２０と、刺激付与ユニット（刺激付与手段）５００とを組み合わせた構成である。
【０１５４】
刺激付与ユニット５００は、被験者が装着するシャツ５１０、手袋５３０、スパッツ５６０、靴下５８０の夫々に複数の刺激付与部５２０を設けた構成である。シャツ５１０、手袋５３０、スパッツ５６０、靴下５８０は、それぞれ被験者の体形に応じて伸縮する繊維素材によって形成されており、被験者の体表面（皮膚面）に隙間なくフィット（密着）するように形成されている。また、複数の刺激付与部５２０は、シャツ５１０、手袋５３０、スパッツ５６０、靴下５８０の各内側に設けられ、被験者の体表面に対してマトリックス状に配置されている。
【０１５５】
また、刺激付与部５２０としては、例えば、低周波治療器等に用いられる低周波発振器による低周波振動を付与する電気的付与手段、あるいは、被験者の各部位に熱パルスを付与する発熱付与手段、あるいは、被験者の体表面を圧電素子により一定圧で押圧する押圧手段などがある。
【０１５６】
また、刺激付与ユニット５００では、複数の刺激付与部５２０を各領域５１１ａ〜５１５ａ、５１１ｂ〜５１５ｂ、５６１ａ〜５６３ａ、５６１ｂ〜５６３ｂに分類しており、各領域においても各刺激付与部５２０にアドレス番号を付して管理する制御部５４０と、通信ユニット５７０とを有する。そして、制御部５４０は、各刺激付与手段５２０とフレキシブル配線板等により接続されており、被験者に対して部分的な刺激を順次付与することができる。また、手袋５３０及び靴下５８０の各刺激付与部５２０は、コネクタ５５０を介して制御部５４０と接続されている。
【０１５７】
通信ユニット５７０は、血流計測装置２０のコントロールユニット３０又は外部ユニット７０との送受信を行うと共に、各刺激付与部５２０の作動状況を示すデータを送信する。
【０１５８】
各制御部５４０は、予め入力された制御プログラムに基づいて各領域の刺激付与部５２０を順次作動させて被験者の体表面に刺激を付与する。
【０１５９】
一方、被験者の頭部に装着された血流計測装置２０は、刺激付与部５２０により付与された刺激に対する反応を血流の変化として検出し、表示ユニット２４に表示する。さらに血流計測装置２０は、この表示結果を、刺激付与ユニット５００の制御部４０と同期させて記録する。例えば、腕の感覚の麻痺した被験者の場合に、刺激付与部５２０が指先から腕の付け根に向かって順次刺激を付与して行くときに、指先に配置された刺激付与部５２０が刺激を付与しているときには、脳における血流の変化が認められず、表示ユニット２４の表示状態に変化がなかったとすると、この被験者はその部分には感覚がないことが分かる。続いて、手首に配置された刺激付与部５２０が刺激を付与しているときに、脳における血流の変化が認められ、表示ユニット２４の表示状態に変化があると、この被験者はその部分からは感覚があることが分かる。
【０１６０】
このようにして、被験者の感覚のある部位とない部位との境目を計測して行くことで、リハビリテーションを行う前の血流データによる各表示ユニット２４の表示と、リハビリテーションを行った後の血流データによる各表示ユニット２４の表示との差違により、リハビリテーションの効果を検証することが可能になる。
【０１６１】
すなわち、血流計測システム１０Aは、複数の刺激付与部５２０が被験者の体表面全体を部分的に順次刺激することで、その時の脳内の反応（血流量や脳波の変化）を表示ユニット２４により表示する。
【０１６２】
また、各刺激付与部５２０の外側露出部分には、刺激を付与すると共に点光又は点滅する表示手段が設けられている。これにより、被験者のどの部位に刺激を付与しているのかが観察者からも容易に確認することが可能になる。また、表示手段の点灯色を刺激の種類に応じて別の色に切り替えても良い。例えば、電気的付与手段による刺激の場合には黄色の点灯、発熱付与手段による刺激の場合には赤色の点灯、押圧手段による刺激の場合には青色等である。
【０１６３】
また、各刺激付与部５２０により刺激が付与された際には、血流計測装置２０の各表示ユニット２４により脳の例えば体性感覚野３６０などの部位の血流、脳波等に変化が表示される。
【０１６４】
例えば、体に麻痺のある患者の場合には、体のどの部分に感覚があって、どの部分に感覚がないのか、客観的に計測及び観察することが可能になり、血流計測装置２０の各表示ユニット２４によりそれを一目で分かる形で表示できる。また、被験者の全体の多数の部位に定量的な刺激を与え、網羅して計測する事が可能になる。
【０１６５】
尚、上記表示ユニット２４の代わりに装着具２２Ａの各薄型表示デバイス４６０１〜４６０８に複数の刺激付与部５２０が被験者の体表面全体を部分的に順次刺激することで、その時の脳内の反応（血流量や脳波の変化）をリアルタイムで表示しても良い。
【０１６６】
尚、刺激付与ユニット５００としては、被験者が装着するシャツ５１０、手袋５３０、スパッツ５６０、靴下５８０等の各装着具の夫々に複数の刺激付与部５２０を設けた構成でも良いし、あるいは、シャツ５１０、手袋５３０、スパッツ５６０、靴下５８０等の各装着具の何れかに複数の刺激付与部５２０を設ける構成、あるいは各装着具が一体化されたスーツの各部位に複数の刺激付与部５２０を設ける構成のものでも良い。
【産業上の利用可能性】
【０１６７】
尚、上記説明では、被験者が音読、計算、音楽鑑賞、歩行を行う場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、例えば、被験者がリハビリテーションを行う場合の血流や脳波活性度を当該被験者の動きと共に観察することが可能になり、リハビリテーションによる効果が一目で分かる。
【０１６８】
また、被験者がシミュレーションによる仮想体験に基づく血流や脳波活性度を当該被験者の動きと共に観察することが可能になり、リハビリテーション以外の仮想体験による効果が一目で分かる。
【符号の説明】
【０１６９】
１０ 脳活動計測システム
２０ 脳活動計測装置
３０ コントロールユニット
２２、２２Ａ 装着具
２３ ベース
２４（２４１〜２４ｎ） 表示ユニット
２６、２７ ケーブル
３０ コントロールユニット
４０ 制御装置
４２ メモリ
５０、９０ 無線通信装置
６０ バッテリ
７０ 外部ユニット
８０ データベース
１００（１００１〜１００ｎ） センサユニット
１１０ 頭皮表面
１２０、１３０ フレキシブル配線板
１２２、１３２ 回路パターン
１７０ センサ制御部
１８０ 赤色発光部
１９０ 緑色発光部
２００ 青色発光部
２１０ 発光制御部
２２０ 発光部
２３０ 受光部
２４０ 光路分離部材
２４２ 出射側透過領域
２４４ 入射側透過領域
２４６ 屈折領域
２５０ 脳波計測用電極
２７０ 光伝搬経路
２８０ 血管
２９０ 血液層
２９２ 赤血球
３００ 脳
３０１ 大脳
３０２ 小脳
３０３ 脳幹
３３０ 前頭前野
３３２ 前頭葉眼球運動野
３３４ ブローカ領域
３３６ 嗅覚領域
３４０ 前運動野
３４２ 運動連合野
３５０ 運動野
３５２ 肩運動野
３５４ 肘運動野
３６０ 体性感覚野
３７０ 側頭葉
３８０ 後頭葉
３９０ 頭頂葉
４００ 髄液
４１０ 頭蓋骨
４２０ 頭皮
４４０ 円弧状パターン
４６０１〜４６０８ 薄型表示デバイス
５００ 刺激付与ユニット
５１０ シャツ
５１１ａ〜５１５ａ、５１１ｂ〜５１５ｂ、５６１ａ〜５６３ａ、５６１ｂ〜５６３ｂ 領域
５２０ 刺激付与部
５３０ 手袋
５４０ 制御部
５５０ コネクタ
５６０ スパッツ
５７０ 通信ユニット
５８０ 靴下
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の頭部に装着される装着具と、
該装着具の内側に配され、当該被験者の頭部の血流を検出する複数のセンサと、
前記装着具の外側に配された表示手段と、
前記複数のセンサから出力された血流データに基づく表示パターンを前記表示手段により表示させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする血流計測装置。
【請求項２】
前記表示手段は、複数の発光素子を前記装着具の外側に所定間隔でマトリックス状に配されることを特徴とする請求項１に記載の血流計測装置。
【請求項３】
前記表示手段は、薄型の表示デバイスからなり、前記装着具の外部形状に沿うように配されることを特徴とする請求項１に記載の血流計測装置。
【請求項４】
前記表示手段は、前記複数のセンサにより計測された各血流データに応じた色を表示することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の血流計測装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記複数のセンサにより計測された各血流データに基づき、前記被験者の思考状態に応じた表示パターンを複数の異なる色による模様として前記表示手段に表示することを特徴とする請求項１に記載の血流計測装置。
【請求項６】
前記制御手段は、脳の活動領域に応じて複数のブロックに分類し、各ブロック毎に前記複数のセンサにより計測された各血流データに応じた色を前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項１又は５の何れかに記載の血流計測装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記血流データを判別するための複数の閾値が設定されており、前記複数の閾値と前記血流データとの比較により、当該血流データがどの色に対応するかを判別する判別手段を有することを特徴とする請求項１又は５、６の何れかに記載の血流計測装置。
【請求項８】
前記複数のセンサは、脳波を検出する脳波検出用電極を有し、前記血流データを計測すると共に、脳波を検出することを特徴とする請求項１に記載の血流計測装置。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れかに記載の血流計測装置であって、
被験者の各部位に対して刺激を付与する刺激付与手段を有し、
該刺激付与手段による各刺激付与位置に対応する前記頭部の血流を前記センサにより計測し、前記表示手段により表示することを特徴とする血流計測装置。
【請求項１０】
前記刺激付与手段は、被験者の体形に応じてフィットするシャツ、手袋、スパッツ、靴下の何れかに、被験者の体表面に刺激を付与する複数の刺激付与部を有することを特徴とする請求項９に記載の血流計測装置。
【請求項１１】
請求項１乃至８の何れかに記載の前記血流計測装置を用いて脳の血流を計測し、前記血流計測装置によって計測された結果に基づき前記脳の活動状態を計測することを特徴とする脳活動計測装置。
【請求項１２】
前記血流計測装置を用いて計測された脳の血流、及び前記複数のセンサに設けられた脳波検出用電極により検出された脳波に基づいて脳波活性度を判定する判定手段を有することを特徴とする請求項１１に記載の脳活動計測装置。
【請求項１３】
前記判定手段は、前記脳波検出用電極により検出された脳波の周波数及び振幅の組み合わせにより脳波活性度を判定することを特徴とする請求項１２に記載の脳活動計測装置。
【請求項１４】
前記判定手段は、前記脳波検出用電極により検出された脳波の周波数及び振幅の相対関係を関数により区切って脳波活性度を判定することを特徴とする請求項１２に記載の脳活動計測装置。
【請求項１】
被験者の頭部に装着される装着具と、
該装着具の内側に配され、当該被験者の頭部の血流を検出する複数のセンサと、
前記装着具の外側に配された表示手段と、
前記複数のセンサから出力された血流データに基づく表示パターンを前記表示手段により表示させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする血流計測装置。
【請求項２】
前記表示手段は、複数の発光素子を前記装着具の外側に所定間隔でマトリックス状に配されることを特徴とする請求項１に記載の血流計測装置。
【請求項３】
前記表示手段は、薄型の表示デバイスからなり、前記装着具の外部形状に沿うように配されることを特徴とする請求項１に記載の血流計測装置。
【請求項４】
前記表示手段は、前記複数のセンサにより計測された各血流データに応じた色を表示することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の血流計測装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記複数のセンサにより計測された各血流データに基づき、前記被験者の思考状態に応じた表示パターンを複数の異なる色による模様として前記表示手段に表示することを特徴とする請求項１に記載の血流計測装置。
【請求項６】
前記制御手段は、脳の活動領域に応じて複数のブロックに分類し、各ブロック毎に前記複数のセンサにより計測された各血流データに応じた色を前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項１又は５の何れかに記載の血流計測装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記血流データを判別するための複数の閾値が設定されており、前記複数の閾値と前記血流データとの比較により、当該血流データがどの色に対応するかを判別する判別手段を有することを特徴とする請求項１又は５、６の何れかに記載の血流計測装置。
【請求項８】
前記複数のセンサは、脳波を検出する脳波検出用電極を有し、前記血流データを計測すると共に、脳波を検出することを特徴とする請求項１に記載の血流計測装置。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れかに記載の血流計測装置であって、
被験者の各部位に対して刺激を付与する刺激付与手段を有し、
該刺激付与手段による各刺激付与位置に対応する前記頭部の血流を前記センサにより計測し、前記表示手段により表示することを特徴とする血流計測装置。
【請求項１０】
前記刺激付与手段は、被験者の体形に応じてフィットするシャツ、手袋、スパッツ、靴下の何れかに、被験者の体表面に刺激を付与する複数の刺激付与部を有することを特徴とする請求項９に記載の血流計測装置。
【請求項１１】
請求項１乃至８の何れかに記載の前記血流計測装置を用いて脳の血流を計測し、前記血流計測装置によって計測された結果に基づき前記脳の活動状態を計測することを特徴とする脳活動計測装置。
【請求項１２】
前記血流計測装置を用いて計測された脳の血流、及び前記複数のセンサに設けられた脳波検出用電極により検出された脳波に基づいて脳波活性度を判定する判定手段を有することを特徴とする請求項１１に記載の脳活動計測装置。
【請求項１３】
前記判定手段は、前記脳波検出用電極により検出された脳波の周波数及び振幅の組み合わせにより脳波活性度を判定することを特徴とする請求項１２に記載の脳活動計測装置。
【請求項１４】
前記判定手段は、前記脳波検出用電極により検出された脳波の周波数及び振幅の相対関係を関数により区切って脳波活性度を判定することを特徴とする請求項１２に記載の脳活動計測装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１４Ｃ】
【図１４Ｄ】
【図１５】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【図１６Ｃ】
【図１６Ｄ】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１４Ｃ】
【図１４Ｄ】
【図１５】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【図１６Ｃ】
【図１６Ｄ】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１２−１６１３７５（Ｐ２０１２−１６１３７５Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１９３６（Ｐ２０１１−２１９３６）
【出願日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【出願人】（５０４１７１１３４）国立大学法人 筑波大学 (510)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【出願人】（５０４１７１１３４）国立大学法人 筑波大学 (510)
【Ｆターム（参考）】
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