光測量系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種具備平板控制單元(10)和光測量單元(40)的光測量系統(tǒng)(1)，光測量單元(40)具備：第一殼體(41)；光測量單元控制部(51)，其通過控制對(duì)被檢者照射光的多個(gè)送光部件(12)和接收從被檢者發(fā)出的光的多個(gè)受光部件(13)，來獲得與腦活動(dòng)有關(guān)的測量數(shù)據(jù)；以及通信部(46)，其能夠與平板控制單元(10)進(jìn)行通信，平板控制單元(10)具備：第二殼體(11)，其能夠安裝于第一殼體(41)或從第一殼體(41)卸下；顯示兼輸入部(26)，其形成于第二殼體(11)的表面；通信部(6)，其能夠與光測量單元(10)進(jìn)行通信；以及平板控制部(24)，其使顯示兼輸入部(26)顯示由光測量單元控制部(51)得到的測量數(shù)據(jù)。
【專利說明】光測量系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種利用光非侵入地測量生物體內(nèi)部信息（測量數(shù)據(jù)）的光測量系 統(tǒng)，更詳細(xì)地說，涉及一種多通道方式的光測量系統(tǒng)，其中，在該多通道方式的光測量系統(tǒng) 中分別具有多個(gè)用于對(duì)生物體照射光的送光點(diǎn)和多個(gè)用于接收從生物體射出的光的受光 點(diǎn)，測量與以一個(gè)送光點(diǎn)和一個(gè)受光點(diǎn)為一組而確定的多個(gè)通道有關(guān)的生物體內(nèi)部信息。
[0002] 本發(fā)明例如能夠應(yīng)用于通過測量腦內(nèi)各部的血流隨時(shí)間的變化、生物體內(nèi)部的氧 分供給的變化來進(jìn)行腦功能測量、循環(huán)器官系統(tǒng)病變診斷的醫(yī)用設(shè)備等。

【背景技術(shù)】
[0003] 近年來，為了觀察腦的活動(dòng)狀況，開發(fā)了一種利用光以非侵入方式簡便地進(jìn)行測 量的腦功能光學(xué)成像裝置。在這種腦功能光學(xué)成像裝置中，通過配置在被檢者的頭部表面 上的送光探針（送光部件）對(duì)腦照射3種不同的波長λ i、λ 2、λ 3(例如780nm、8〇5nm以及 830nm)的近紅外光，并且通過配置在頭部表面上的受光探針（受光部件）分別檢測從腦部 發(fā)出的各波長λ2、λ 3的近紅外光的強(qiáng)度（受光量信息
[0004] 而且，為了根據(jù)以這種方式獲得的受光量信息A ( λ i)、A ( λ 2)、A ( λ 3)來求出腦部 血流中的氧合血紅蛋白的濃度與光路長度的積[oxyHb]和脫氧血紅蛋白的濃度與光路長 度的積[deoxyHb]，例如利用Modified Beer Lambert (修正的比爾-朗伯）定律生成關(guān)系式 (1)、（2)、（3)所示的聯(lián)立方程式，對(duì)該聯(lián)立方程式進(jìn)行求解（例如參照非專利文獻(xiàn)1)。并 且，根據(jù)氧合血紅蛋白的濃度與光路長度的積[oxyHb]和脫氧血紅蛋白的濃度與光路長度 的積[deoxyHb]計(jì)算出總血紅蛋白的濃度與光路長度的積（[0 XyHb] + [de0xyHb])。
[0005] Α( λ j) = E0( λ j) X [oxyHb]+Ed( λ j) X [deoxyHb] ··· (l)
[0006] A ( λ 2) = E。（ λ 2) X [oxyHb] +Ed ( λ 2) X [deoxyHb]... (2)
[0007] A ( λ 3) = E。（ λ 3) X [oxyHb] +Ed ( λ 3) X [deoxyHb]... (3)
[0008] 此外，Ej λ m)是波長為λ m的光中的氧合血紅蛋白的吸光度系數(shù)，Ed( Am)是波 長為入m的光中的脫氧血紅蛋白的吸光度系數(shù)。
[0009] 在此,對(duì)送光探針和受光探針之間的距離（通道）與測量部位的關(guān)系進(jìn)行說明。 圖11的（a)是表示一對(duì)送光探針和受光探針與測量部位的關(guān)系的截面圖，圖Π 的（b)是 圖11的（a)的俯視圖。
[0010] 將送光探針12壓緊于被檢者的頭部表面的送光點(diǎn)T，并且將受光探針13壓緊于被 檢者的頭部表面的受光點(diǎn)R。然后，從送光探針12照射光，并且從頭部表面發(fā)出的光入射到 受光探針13。此時(shí)，關(guān)于光，從頭部表面的送光點(diǎn)T照射的光中的通過香蕉形狀（測量區(qū) 域）的光到達(dá)頭部表面的受光點(diǎn)R。由此，還能夠在測量區(qū)域中特別獲得與被檢者的測量 部位S有關(guān)的受光量信息Α( λ i)、Α( λ 2)、Α( λ 3)，該被檢者的測量部位S是離中點(diǎn)Μ深度 為L/2的部位，該中點(diǎn)Μ為沿著被檢者的頭部表面以最短距離將送光點(diǎn)Τ與受光點(diǎn)R相連 接而得到的線L的中點(diǎn)，該L/ 2為沿著被檢者的頭部表面以最短距離將送光點(diǎn)Τ與受光點(diǎn) R相連接而得到的線的距離的一半。
[0011]另外，在腦功能光學(xué)成像裝置中，為了分別測量與腦的多處測量部位有關(guān)的 氧合血紅蛋白的濃度與光路長度的積[0XyHb]、脫氧血紅蛋白的濃度與光路長度的積 [deoxyHb]以及總血紅蛋白的濃度與光路長度的積（[oxyj^^ + Hd eoXyHb])，例如使用了近 紅外光譜儀等（例如參照專利文獻(xiàn)1)。
[0012]圖12是表示以往的近紅外光譜儀的概要結(jié)構(gòu)的一例的框圖。另外，圖13是表示 圖12所示的近紅外光譜儀的外觀的一例的立體圖。此外，為了便于查看，省略了幾根送光 用光纖、幾根受光用光纖等。
[0013] 近紅外光譜儀201具有長方體形狀（例如，70cmX100cmX120cm)的殼體211。
[0014] 在殼體211的內(nèi)部具備射出光的光源驅(qū)動(dòng)器202、檢測光的光檢測器203、A/D 5、 送受光用控制部21、分析用控制部22以及存儲(chǔ)器23,并且在殼體211的外部具備16個(gè)送 光探針12、16個(gè)受光探針13、16根送光用光纖14、16根受光用光纖15、顯示裝置226以及 鍵盤227。
[0015] 光源驅(qū)動(dòng)器202是根據(jù)從送受光用控制部21輸入的驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別將光發(fā)送到各 送光探針12的光源，例如，是能夠射出3種不同的波長λ ρ λ 2、λ 3的近紅外光的半導(dǎo)體激 光器 LD 1、LD 2、LD 3 等。
[0016] 光檢測器203是通過分別檢測由各受光探針13接收到的近紅外光而將16個(gè)受光 信號(hào)（受光量信息UUihAUJaUJ經(jīng)由A/D 5輸出到送受光用控制部21的檢測 器，例如是光電倍增管等。
[0017] 送光用光纖14和受光用光纖15是直徑為2圃、長度為2m?10m的管狀，能夠沿軸 向傳播近紅外光，從一端部入射的近紅外光通過內(nèi)部從另一端部射出，或者從另一端部入 射的近紅外光通過內(nèi)部從一端部射出。
[0018] 而且，一根送光用光纖14將一個(gè)送光探針12與光源驅(qū)動(dòng)器202的一個(gè)半導(dǎo)體激 光器LD 1、LD 2、LD 3連接于兩個(gè)端部，使得一個(gè)送光探針I(yè)2與光源驅(qū)動(dòng)器202的一個(gè)半 導(dǎo)體激光器LD 1、LD 2、LD 3相距設(shè)定長度（2m?10m)。另外，一根受光用光纖15將一個(gè) 受光探針13與光檢測器203的一個(gè)光電倍增管連接于兩個(gè)端部，使得一個(gè)受光探針13與 光檢測器203的一個(gè)光電倍增管相距設(shè)定長度（2m?l〇m)。
[0019] 在這種近紅外光譜儀201中，為了使16個(gè)送光探針12和I6個(gè)受光探針I(yè) 3以規(guī) 定的排列與被檢者的頭部表面相接觸，使用支架130。圖14是表示被插入 16個(gè)送光探針和 16個(gè)受光探針的支架130的一例的俯視圖。
[0020] 將送光探針12T1?12T16和受光探針13Κ1?13K16交替地配置為縱向4個(gè)、橫向8 個(gè)。由此，送光探針12與受光探針13的探針間隔固定，獲得離頭部表面特定深度的受光量 信息AU》、Α(λ2)、Α(λ3)。此外，探針間隔被稱為通道，一般將通道設(shè)為3〇畫來進(jìn)行使 用，在通道為30mm的情況下，認(rèn)為能夠獲得離通道的中點(diǎn)深度為 15?'?20mm的受光量t言 息A ( λ )、A (入2)、A ( λ 3)。即，離頭部表面深度為I5·--2〇mm的位置大致對(duì)應(yīng)于腦表部 位，獲得與腦活動(dòng)有關(guān)的受光量信息A ( λ J、A ( λ 2)、A ( λ 3)。 、一
[0021] 此外，為了識(shí)別對(duì)支架130的哪個(gè)貫通孔插入了哪個(gè)送光探針12τι?12τ?6或受光 探針13 Κ1?13Κ16，對(duì)各貫通孔分別分配不同的編號(hào)（Τ1、Τ2、…、___ R1、R2、…），并且對(duì)各送 光探針12T1?12T16也分別分配不同的編號(hào)（ΤΙ、T2、…），對(duì)各受光探針1 3R1?13K16也分 別分配不同的編號(hào)（R1、R2、…）。由此，各送光探針12τ1? 12?和各受光探針13ri?13r16 被分別插入到對(duì)應(yīng)的編號(hào)的各貫通孔中。
[0022] 另外，被檢者的頭部表面的曲率根據(jù)男女差異、年齡差異、個(gè)人差異而不同，因此， 使用了如下的支架130 (例如參照專利文獻(xiàn)2)作為即使頭部表面的曲率存在差異也能夠容 易地應(yīng)對(duì)的支架：將保持送光探針12"?1 2t16和受光探針13K1?13R16的保持部網(wǎng)格狀地 配置在頭部表面，并且利用表現(xiàn)出可撓性的連接部將保持部相互連接，并且連接部在規(guī)定 的角度內(nèi)以保持部為旋轉(zhuǎn)軸具有旋轉(zhuǎn)可變性。
[0023] 而且，在這樣的16個(gè)送光探針12τ1?12T16與16個(gè)受光探針13 R1?13R16的位置 關(guān)系中，需要調(diào)整從送光探針12照射光的時(shí)刻和利用受光探針13接收光的時(shí)刻，使得不以 一個(gè)受光探針13同時(shí)接收從多個(gè)送光探針12照射出的光，而以一個(gè)受光探針13僅接收從 一個(gè)送光探針12照射出的光。因此，在存儲(chǔ)器23中存儲(chǔ)有控制表，該控制表表示利用光源 驅(qū)動(dòng)器202射出光的時(shí)刻和利用光檢測器203檢測光的時(shí)刻。
[0024] 基于存儲(chǔ)器23中存儲(chǔ)的控制表，送受光用控制部21在規(guī)定時(shí)間內(nèi)將用于向一個(gè) 送光探針12發(fā)送光的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出到光源驅(qū)動(dòng)器202,并且利用光檢測器203對(duì)由受光探 針13接收到的受光信號(hào)（受光量信息）進(jìn)行檢測。其結(jié)果是，在如圖14所示那樣進(jìn)行俯 視時(shí)，總共收集52個(gè)（S1?S52)受光量信息
[0025] 然后，分析用控制部22基于總計(jì)52個(gè)受光量信息Α( λ J、Α( λ 2)、Α( λ 3)，利用關(guān) 系式（1)、（2)、（3)，根據(jù)各波長（氧合血紅蛋白的吸收波長和脫氧血紅蛋白的吸收波長） 的通過光強(qiáng)度，求出氧合血紅蛋白的濃度與光路長度的積[0 xyHb]、脫氧血紅蛋白的濃度 與光路長度的積[deoxyHb]以及總血紅蛋白的濃度與光路長度的積（[oxyHb] + [deoxyHb]) (測量數(shù)據(jù)）。
[0026] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2〇01_337〇33號(hào)公報(bào)
[0027] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2002-143169號(hào)公報(bào)
[0028] 非專利文獻(xiàn) 1:Factors affecting the accuracy of near-infrared spectros copy concentration calculations for focal changes in oxygenation parameters, Neuroimage 18,865-879, 2003


【發(fā)明內(nèi)容】

[0029] 發(fā)明要解決的問是頁.
[0030] 如上所述的近紅外光譜儀201的殼體211的大小例如是70cmX lOOcmX 120cm，相 當(dāng)大。另外，還存在患者（被檢者）每天進(jìn)行康復(fù)的情況，另外，在這種情況下，患者進(jìn)行康 復(fù)的場所是患者的家里、康復(fù)機(jī)構(gòu)等，將近紅外光譜儀201配置在各家庭中從配置空間、成 本等方面來看是近乎不可能的，另外，將近紅外光譜儀201從診察場所移動(dòng)到康復(fù)場所是 非常重體力的勞動(dòng)。
[0031] 用干解決問題的方案
[0032] 本案發(fā)明人以前申請(qǐng)過一種能夠在患者的家里等容易地對(duì)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行測量的 光測量系統(tǒng)。在該光測量系統(tǒng)的情況下，例如利用主光測量裝置和便攜式光測量裝置這兩 種光測量裝置來靈活運(yùn)用，其中，該主光測量裝置具備16個(gè)送光探針、16個(gè)受光探針以及 殼體（例如 7〇cmX lOOcmX l2〇cm)，該便攜式光測量裝置具備4個(gè)送光探針、4個(gè)受光探針 以及殼體（例如10cmX10cmX5cm)。而且，決定將昂貴的主光測量裝置配置在病院，并且將 便宜的便攜式光測量裝置配置在患者的家里等。
[0033] 并且，為了使患者能夠在患者的家里、康復(fù)機(jī)構(gòu)等處觀察測量數(shù)據(jù)，能夠通過將由 便宜的便攜式光測量裝置得到的測量數(shù)據(jù)發(fā)送到例如外部PC等，而在外部PC等的顯示裝 置中顯示測量數(shù)據(jù)。
[0034] 然而，在如上所述的光測量系統(tǒng)的情況下，便攜式光測量裝置由患者攜帶，能夠獲 得進(jìn)行伴隨激烈運(yùn)動(dòng)的康復(fù)的狀態(tài)下的患者的測量數(shù)據(jù)，但患者進(jìn)行伴隨激烈運(yùn)動(dòng)的康復(fù) 的情況較少，實(shí)際上，在患者進(jìn)行上肢的康復(fù)的情況下，往往坐于椅子等在桌子上利用拼圖 等進(jìn)行康復(fù)，此時(shí)，存在以下問題：患者所攜帶的便攜式光測量裝置成為障礙。
[0035] 因此，本案發(fā)明人對(duì)被檢者能夠容易地進(jìn)行康復(fù)的光測量裝置進(jìn)行了研究。在被 檢者在家里、康復(fù)場所進(jìn)行康復(fù)的情況下，往往被檢者觀察操作內(nèi)容、康復(fù)內(nèi)容等，并且被 檢者一個(gè)人坐于椅子等在桌子上利用拼圖等進(jìn)行康復(fù)。另一方面，在被檢者接受醫(yī)生等的 康復(fù)狀態(tài)的診察的情況下，被檢者根據(jù)醫(yī)生等的指示內(nèi)容進(jìn)行行動(dòng)，醫(yī)生等觀察被檢者的 操作內(nèi)容、測量數(shù)據(jù)等。也就是說，進(jìn)行康復(fù)的場所不是固定的場所，還存在一個(gè)人進(jìn)行康 復(fù)的情況和兩個(gè)人以上進(jìn)行康復(fù)的情況。由此，在易于攜帶且被檢者在家里、康復(fù)場所進(jìn)行 康復(fù)的情況下，能夠?qū)⒐鉁y量裝置放置在桌子上而由被檢者自己觀察圖像，另一方面，在對(duì) 被檢者進(jìn)行診察的情況下，被檢者觀察圖像的必要性少，因此能夠由醫(yī)生等觀察圖像。其結(jié) 果是，發(fā)現(xiàn)了利用用于獲得測量數(shù)據(jù)的光測量單元和能夠安裝于光測量單元或從光測量單 元卸下的平板控制單元。
[0036] S卩，本發(fā)明的光測量系統(tǒng)是一種具備平板控制單元和光測量單元的光測量系統(tǒng)， 上述光測量單元具備：第一殼體；光測量單元控制部，其通過控制對(duì)被檢者照射光的多個(gè) 送光部件和接收從該被檢者發(fā)出的光的多個(gè)受光部件，來獲得與腦活動(dòng)有關(guān)的測量數(shù)據(jù)； 以及通信部，其能夠與上述平板控制單元進(jìn)行通信，上述平板控制單元具備：第二殼體，其 能夠安裝于上述第一殼體或從上述第一殼體卸下；顯示兼輸入部，其形成于上述第二殼體 的表面；通信部，其能夠與上述光測量單元進(jìn)行通信；以及平板控制部，其使顯示兼輸入部 顯示由上述光測量單元控制部得到的測量數(shù)據(jù)。
[0037] 在此，"通信部"只要能夠?qū)⒂晒鉁y量單元控制部得到的測量數(shù)據(jù)發(fā)送到平板控制 單元即可，例如，能夠列舉以無線、有線方式實(shí)時(shí)地進(jìn)行通信的部件等。
[0038] 發(fā)明的效里
[0039] 如上所述，根據(jù)本發(fā)明的光測量系統(tǒng)，能夠在被檢者在家里、康復(fù)場所進(jìn)行康復(fù)的 情況下，將第二殼體安裝于第一殼體來進(jìn)行使用，被檢者自己觀察顯示兼輸入部所顯示的 圖像。另一方面，能夠在對(duì)被檢者進(jìn)行診察的情況下，將第二殼體從第一殼體卸下來進(jìn)行使 用，與被檢者不同的人觀察顯示兼輸入部所顯示的圖像。另外，平板控制單元能夠安裝于光 測量單元，因此易于攜帶。
[0040] (用于解決其它問題的手段以及效果）
[0041] 另外，在本發(fā)明的光測量系統(tǒng)中，也可以上述第一殼體能夠載置于桌子上并且能 夠掛在椅子的靠背上，上述第二殼體能夠安裝成豎立在載置于桌子上的第一殼體的上面。
[0042] 在此，"能夠掛在椅子的靠背上"是指可以掛在椅子的靠背上，例如能夠列舉如雙 肩包那樣掛在靠背上的情形等。因此，第一殼體的大小優(yōu)選為 1000cm3以上且3000cm3以 下。
[0043]如上所述，根據(jù)本發(fā)明的光測量系統(tǒng)，通過將光測量單元掛在椅子的靠背上，能夠 大面積地應(yīng)用桌面。
[0044]而且，在本發(fā)明的光測量系統(tǒng)中，也可以上述平板控制部具有一人模式和二人模 式，其中，在一人模式下，使上述顯示兼輸入部顯示操作內(nèi)容和康復(fù)內(nèi)容，在二人模式下使 上述顯不兼輸入部顯示操作內(nèi)容和測量數(shù)據(jù)。
[0045]并且，在本發(fā)明的光測量系統(tǒng)中，也可以是，在上述被檢者觀察顯示于顯示兼輸入 部的圖像時(shí)，以如下方式使用光測量系統(tǒng)：將上述第二殼體安裝于第一殼體，并且上述平板 控制部為一人模式，在與上述被檢者不同的人觀察顯示于顯示兼輸入部的圖像時(shí)，以如下 方式使用光測量系統(tǒng)：將上述第二殼體從第一殼體卸下，并且上述平板控制部為二人模式。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0046]圖1是表示作為本發(fā)明的第一實(shí)施方式的光測量系統(tǒng)的概要結(jié)構(gòu)的框圖。
[0047]圖2是表示圖1所示的光測量單元的結(jié)構(gòu)的詳細(xì)情況的框圖。
[0048]圖3是表示圖1所示的光測量系統(tǒng)的外觀的一例的立體圖。
[0049]圖4是表示被插入4個(gè)送光探針和4個(gè)受光探針的梳子形支架的一例的俯視圖。 [0050]圖5是說明患者在家里等進(jìn)行康復(fù)時(shí)的康復(fù)方法的一例的流程圖。
[0051]圖6是一人模式的示意圖。
[0052]圖7是說明醫(yī)生等對(duì)患者的診察方法的一例的流程圖。
[0053]圖8是二人模式的示意圖。
[0054]圖9是表示作為本發(fā)明的第二實(shí)施方式的光測量系統(tǒng)的概要結(jié)構(gòu)的框圖。
[0055]圖1〇是表示圖9所示的光測量單元的結(jié)構(gòu)的詳細(xì)情況的框圖。
[0056]圖11是表示一對(duì)送光探針和受光探針與測量部位的關(guān)系的圖。
[0057]圖12是表示以往的近紅外光譜儀的概要結(jié)構(gòu)的一例的框圖。 t〇〇58] 圖13是表示圖12所示的近紅外光譜儀的外觀的一例的立體圖。
[0059]圖14是表示被插入送光探針和受光探針的支架的一例的俯視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0060] 以下，使用附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施方式。此外，本發(fā)明并不限定于如以下所說明 那樣的實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)可包含各種方式。
[0061]〈第一實(shí)施方式〉
[0062]圖1是表示作為本發(fā)明的第一實(shí)施方式的光測量系統(tǒng)的概要結(jié)構(gòu)的框圖。此外， 圖2是表示圖1所示的光測量單元的結(jié)構(gòu)的詳細(xì)情況的框圖。另外，圖3是表示圖1所示 的光測量系統(tǒng)的外觀的一例的立體圖。而且，圖4是表示被插入4個(gè)送光探針和4個(gè)受光 探針的梳子形支架的一例的俯視圖。
[0063] 光測量系統(tǒng)1具備光測量單元40、能夠安裝于光測量單元40或從光測量單元40 卸下的平板控制單元10、配置于患者的頭部的梳子形支架60以及配置于患者的身體的一 部分的身體驅(qū)動(dòng)裝置70。此外，對(duì)與近紅外光譜儀201相同的部分附加相同的附圖標(biāo)記。 [0064] 在本實(shí)施方式中，設(shè)為進(jìn)行如下的康復(fù)：患者（被檢者）將身體驅(qū)動(dòng)裝置70安裝 于麻痹的左手，患者利用左手進(jìn)行拼圖。另外，設(shè)為患者每天在康復(fù)場所進(jìn)行康復(fù)，有時(shí)在 診察場所接受醫(yī)生的診察。
[0065] 此外，身體驅(qū)動(dòng)裝置7〇如果是基于來自光測量單元40、平板控制單元10的輸出 信號(hào)而被控制的裝置則不作特別地限定，但在本實(shí)施方式中，設(shè)為手、手指是進(jìn)行與真正的 手、手指相同的動(dòng)作的做成人的上臂形狀的假手，基于輸出信號(hào)進(jìn)行動(dòng)作。
[0066] 梳子形支架6〇是梳子形狀的板狀體,將規(guī)定的寬度（例如10mm)的直線狀的4根 分支部61隔開間隔（例如30圓）地平行排列，并且設(shè)置有將這些分支部 61的單側(cè)端相互 連接的直線狀的1根主干部62。
[0067] 而且，在各分支部61的前端部形成圓柱形狀的貫通孔，并且在與該貫通孔相距通 道長度X(例如30mm)的主干部62的位置處形成有圓柱形狀的貫通孔。此時(shí)，形成于主干 部62的貫通孔之間也相距通道長度X(例如30mm)。
[0068] 這種梳子形支架60能夠由患者一個(gè)人安裝到自己的頭部。此外，當(dāng)進(jìn)行測量時(shí)， 各送光探針12T1?12T4和各受光探針13R1?13Κ4分別被插入到對(duì)應(yīng)編號(hào)的貫通孔的內(nèi)側(cè)。
[0069] 光測量單元40具有：長方體形狀（例如20cmX30cmX3cm)的第一殼體41、形成 于第一殼體41的上表面的作為凹部的安裝部55、平行地安裝于第一殼體41的下表面的布 制的兩根帶5 2、以及形成于第一殼體41的側(cè)面的圓弧狀的塑料制的把持部54。
[0070] 由此，患者能夠?qū)⒐鉁y量單元40的第一殼體41的下表面載置于桌子上，另外，能 夠利用兩根帶52掛到椅子的靠背上，還能夠通過將平板控制單元1〇的下端部插入到載置 于桌子上的第一殼體41的安裝部55來以使平板控制單元1〇豎立成90。的方式安裝于光 測量單元40。
[0071] 在第一殼體41的內(nèi)部，具備與平板控制單元1〇進(jìn)行無線通信的無線裝置（通信 部）46、送受光用控制部51、存儲(chǔ)控制表的存儲(chǔ)器53、射出光的光源驅(qū)動(dòng)器42、檢測光的光 檢測器43以及A/D妨。另外，在第一殼體41的外部，具備4個(gè)送光探針（送光部件）12 T1? 12τ4、4個(gè)受光探針（受光部件）13Κ1?13m、4根送光用光纖14、4根受光用光纖15以及用 于將光測量單元40的電源接通/斷開的開關(guān)57。
[0072] 光源驅(qū)動(dòng)器42是根據(jù)從送受光用控制部51輸入的驅(qū)動(dòng)信號(hào)將光分別發(fā)送到各送 光探針12Τ1?12 Τ4的光源，例如是能夠射出3種不同的波長λ2、入3的近紅外光的發(fā) 光二極管LED 1、LED 2、LED 3等。由此，由于是發(fā)光二極管LED 1、LED 2、LED 3,因此能夠 縮小第一殼體41。
[0073]光檢測器43是通過分別檢測由各受光探針13R1?13R4接收到的近紅外光而將4 個(gè)受光信號(hào)（受光量信息UUi)、Α(λ2)、Α(λ3)經(jīng)由A/D 45輸出到送受光用控制部51 的檢測器，例如是光電二極管等。由此，由于是光電二極管，因此能夠縮小第一殼體41。 [0074]如果將送受光用控制部51進(jìn)行處理的功能模塊化來進(jìn)行說明，則具有：發(fā)光控制 部51a，其對(duì)光源驅(qū)動(dòng)器似輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)；以及光檢測控制部51b，其通過接收來自光檢測 器43的受光信號(hào)，將受光信號(hào)（受光量信息）A ( λ J、A ( λ 2)、A (入3)經(jīng)由無線裝置46進(jìn)行 發(fā)送。
[0075]而且，當(dāng)從平板控制單元10接收到開始信號(hào)時(shí)，發(fā)光控制部51a進(jìn)行如下控制：基 于存儲(chǔ)器53中存儲(chǔ)的控制表，對(duì)光源驅(qū)動(dòng)器42輸出用于將光發(fā)送到送光探針12T1?12τ4 的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。另外，當(dāng)從平板控制單元10接收到開始信號(hào)時(shí)，光檢測控制部51b進(jìn)行如下 控制：基于存儲(chǔ)器53中存儲(chǔ)的控制表，將來自光檢測器43的受光量信息Α( λ J、A( λ 2)、 Α( λ 3)經(jīng)由無線裝置46進(jìn)行發(fā)送。
[0076^平板控制單元10具有長方體形狀（例如20cmX 15cmX5cm)的第二殼體11和形 成于第二殼體11的上表面的觸摸面板（顯示兼輸入部）26。
[0077]在第二殼體11的內(nèi)部，具備與光測量單元40的送受光用控制部51進(jìn)行無線通信 的無線裝置（通信部）6、分析用控制部M、控制觸摸面板26的平板控制部24、控制無線裝 置6的通信控制部25以及用于存儲(chǔ)測量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器23。
[0078]觸摸面板26例如具備：液晶顯示板，其顯示圖像；壓力檢測層，其形成在液晶顯示 板上，由透明電極構(gòu)成；以及透明保護(hù)層，其形成在壓力檢測層上。
[0079]液晶顯示板基于來自平板控制部24的顯示信號(hào)來顯示圖像。另外，壓力檢測層是 由縱向排列的多個(gè)帶狀的透明電極與橫向排列的多個(gè)帶狀的透明電極進(jìn)行層疊而形成的， 1個(gè)透明電極與1個(gè)透明電極的交點(diǎn)成為各開關(guān)。也就是說，通過對(duì)透明保護(hù)層的表面的位 置進(jìn)行加壓，能夠?qū)Ρ患訅旱奈恢眠M(jìn)行感測。而且，壓力檢測層將被加壓的位置、即指定位 置信息輸出到平板控制部24。
[00S0]平板控制部24進(jìn)行如下控制：使觸摸面板26顯示圖像，或者觸摸面板26所顯示 的圖像的特定部分由于被人觸摸（加壓）而接收到指定位置信息，從而生成輸入信號(hào)。例 如，當(dāng)電源被接通時(shí)，平板控制部24使觸摸面板26顯示操作內(nèi)容圖像。操作內(nèi)容圖像是能 夠選擇"一人模式"和"二人模式"中的任一模式的按鈕、使測量開始的開始按鈕、使測量結(jié) 束的結(jié)束按鈕等。當(dāng)選擇"一人模式"時(shí)，顯示康復(fù)內(nèi)容圖像。康復(fù)內(nèi)容圖像是由患者進(jìn)行 的動(dòng)作內(nèi)容的運(yùn)動(dòng)圖像等。另一方面，當(dāng)選擇"二人模式"時(shí)，使測量數(shù)據(jù)#1?#10顯示為 走勢圖。
[0081]當(dāng)從平板控制部24接收到開始信號(hào)時(shí)，通信控制部25進(jìn)行如下控制：經(jīng)由無線裝 置6向光測量單元40的送受光用控制部51發(fā)送開始信號(hào)，并且接收由光測量單元40的送 受光用控制部51得到的受光量信息A ( λ )、A ( λ 2)、A (入3)，使受光量信息A ( λ )、A ( λ 2)、 A (入3)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器23中。
[0082] 分析用控制部22進(jìn)行如下控制：基于存儲(chǔ)器23中存儲(chǔ)的受光量信息Α( λ J、 Α( λ 2)、Α( λ 3)，利用關(guān)系式（i) (2) (3)，根據(jù)各波長（氧合血紅蛋白的吸收波長和脫氧 血紅蛋白的吸收波長）的通過光強(qiáng)度，來求出表示氧合血紅蛋白的濃度與光路長度的積 [oxyHb]、脫氧血紅蛋白的濃度與光路長度的積[deoxyH b]以及總血紅蛋白的濃度與光路 長度的積（[0xyHb] + [deoxyHb])的隨時(shí)間變化的測量數(shù)據(jù)#1?#10,并存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器23。
[0083] 在此，對(duì)光測量系統(tǒng)1的使用方法進(jìn)行說明。在光測量系統(tǒng)1中，首先選擇"一人 模式"和"二人模式"中的任一模式。"一人模式"主要是在患者一個(gè)人在康復(fù)場所進(jìn)行康復(fù) 時(shí)選擇。另一方面，"二人模式"主要是在患者在診察場所接受醫(yī)生診察時(shí)選擇。
[0084] (1) 一人模式
[0085] 圖5是用于說明患者（被檢者）在家里、康復(fù)場所進(jìn)行康復(fù)時(shí)的康復(fù)方法的一例 的流程圖。另外，圖6是患者在康復(fù)場所進(jìn)行康復(fù)時(shí)（一人模式）的不意圖。
[0086] 首先，在步驟S101的處理中，將光測量單元40載置于桌子上，將平板控制單元10 豎立地安裝于第一殼體41的安裝部55。也就是說，患者能夠一邊坐在椅子上一邊觀察觸摸 面板26所顯示的圖像。
[0087] 接著，在步驟S102的處理中，患者在患者自己的頭部表面配置梳子形支架60、送 光探針12T1?12t4以及受光探針13R1?13r4。
[0088] 接著，在步驟SIO3的處理中，平板控制部24使觸摸面板26顯示操作內(nèi)容圖像。由 此，患者利用觸摸面板26選擇"一人模式"，并觸摸開始按鈕。
[0089] 接著，在步驟S104的處理中，平板控制部24使觸摸面板26顯示康復(fù)內(nèi)容圖像。由 此，患者一邊觀察所顯示的圖像一邊進(jìn)行康復(fù)。
[0090] 接著，在步驟S105的處理中，送受光用控制部51對(duì)光源驅(qū)動(dòng)器42輸出驅(qū)動(dòng)信 號(hào)，并且接收來自光檢測器43的受光信號(hào)，由此將受光信號(hào)（受光量信息）Α( λ J、Α( λ 2)、 Α( λ 3)經(jīng)由無線裝置46進(jìn)行發(fā)送。
[0091] 接著，在步驟S106的處理中，通信控制部25經(jīng)由無線裝置6接收受光量信息 八（入1)3(\2)^03)，并使受光量信息八〇1)4(入 2)^(入3)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器23中。
[0092] 接著，在步驟S107的處理中，分析用控制部22基于存儲(chǔ)器23中存儲(chǔ)的受光量信 息A ( λ J、A ( λ 2)、Α ( λ 3)，利用關(guān)系式（1) (2) (3)，根據(jù)各波長的通過光強(qiáng)度，來求出氧合血 紅蛋白的濃度與光路長度的積[oxyHb]、脫氧血紅蛋白的濃度與光路長度的積[deoxyHb] 以及總血紅蛋白的濃度與光路長度的積（[oxyHb] + [deoxyHb])。
[0093] 接著，在步驟S108的處理中，平板控制部24使觸摸面板26顯示康復(fù)結(jié)果圖像?？?復(fù)結(jié)果圖像表示康復(fù)狀況等，例如能夠列舉康復(fù)效果的得分等。由此，患者能夠確認(rèn)是否順 利地進(jìn)行康復(fù)。也就是說，成為康復(fù)的激勵(lì)。
[0094] 接著，在步驟S109的處理中，患者判斷是否結(jié)束康復(fù)。當(dāng)判斷為繼續(xù)進(jìn)行康復(fù)時(shí)， 返回到步驟S104的處理。
[0095] 另一方面，當(dāng)判斷為結(jié)束康復(fù)時(shí)，在步驟S110的處理中，患者在利用觸摸面板26 觸摸結(jié)束按鈕之后，從患者自己的頭部表面卸下梳子形支架60、送光探針12T1?12T4以及 受光探針13Κ1?13Κ4。然后，使本流程圖結(jié)束。
[0096] (2)二人模式
[0097]圖7是用于說明醫(yī)生等對(duì)患者的診察方法的一例的流程圖。另外，圖8是患者接 受醫(yī)生等的診察時(shí)（二人模式）的示意圖。
[0098] 首先，在步驟S201的處理中，利用兩根帶52 (參照?qǐng)D3)將光測量單元40掛在椅 子的靠背上，并且醫(yī)生拿著從光測量單元40卸下的平板控制單元10。也就是說，醫(yī)生能夠 在處于遠(yuǎn)離患者的位置的同時(shí)觀察觸摸面板26所顯示的圖像。
[0099] 接著，在步驟S202的處理中，醫(yī)生將梳子形支架60、送光探針12T1?12T4以及受 光探針13K1?13Κ4配置在坐在椅子上的患者的頭部表面。
[0100] 接著，在步驟S203的處理中，平板控制部24使觸摸面板26顯示操作內(nèi)容圖像。由 此，醫(yī)生利用觸摸面板26選擇"二人模式"，并觸摸開始按鈕。
[0101] 接著，在步驟S204的處理中，送受光用控制部51對(duì)光源驅(qū)動(dòng)器42輸出驅(qū)動(dòng)信 號(hào)，并且接收來自光檢測器43的受光信號(hào)，由此將受光信號(hào)（受光量信息）Α( λ J、Α( λ 2)、 Α( λ 3)經(jīng)由無線裝置46進(jìn)行發(fā)送。此時(shí)，患者根據(jù)醫(yī)生的指示進(jìn)行康復(fù)。
[0102] 接著，在步驟S205的處理中，通信控制部25經(jīng)由無線裝置6接收受光量信息 八（入 1)、六（入2)、八（入3)，并使受光量信息八（入1)3(入 2)、八（入3)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器23中。
[0103] 接著，在步驟S206的處理中，分析用控制部22基于存儲(chǔ)器23中存儲(chǔ)的受光量信 息A ( λ J、A ( λ 2)、Α ( λ 3)，利用關(guān)系式（D (2) (3)，根據(jù)各波長的通過光強(qiáng)度，來求出氧合血 紅蛋白的濃度與光路長度的積[oxyHb]、脫氧血紅蛋白的濃度與光路長度的積[deoxyHb] 以及總血紅蛋白的濃度與光路長度的積（[OXyHb] + [de0XyHb])。
[0104] 接著，在步驟S207的處理中，平板控制部24使觸摸面板26顯示測量數(shù)據(jù)。由此， 醫(yī)生能夠變更測量方針或者決定不變更測量方針。
[0105] 接著，在步驟S208的處理中，醫(yī)生判斷是否結(jié)束康復(fù)。當(dāng)判斷為繼續(xù)進(jìn)行康復(fù)時(shí)， 返回到步驟S204的處理。
[0106] 另一方面，當(dāng)判斷為結(jié)束康復(fù)時(shí)，在步驟S209的處理中，醫(yī)生在利用觸摸面板26 觸摸結(jié)束按鈕之后，從患者的頭部表面卸下梳子形支架60、送光探針12 T1?12T4以及受光 探針13m?13k4。然后，使本流程圖結(jié)束。
[0107] 如上所述，根據(jù)本發(fā)明的光測量系統(tǒng)1，在患者在家里、康復(fù)場所進(jìn)行康復(fù)的情況 下，能夠?qū)⒌诙んw11安裝于第一殼體41來進(jìn)行使用，患者觀察觸摸面板26所顯示的圖 像。另一方面，在患者在診察場所接受診察的情況下，能夠?qū)⒌诙んw11從第一殼體41卸 下來進(jìn)行使用，醫(yī)生觀察觸摸面板26所顯示的圖像。另外，平板控制單元10能夠安裝于光 測量單元40,因此易于攜帶。
[0108] 〈第二實(shí)施方式〉
[0109] 圖9是表示作為本發(fā)明的第二實(shí)施方式的光測量系統(tǒng)的概要結(jié)構(gòu)的框圖。此外， 圖10是表示圖9所示的光測量單元的結(jié)構(gòu)的詳細(xì)情況的框圖。
[0110] 光測量系統(tǒng)101具備光測量單元140、能夠安裝于光測量單元140或從光測量單元 140卸下的平板控制單元10、配置于患者的頭部的梳子形支架60以及配置于患者的身體的 一部分的身體驅(qū)動(dòng)裝置70。此外，對(duì)與光測量系統(tǒng)1相同的部分附加相同的附圖標(biāo)記。
[0111] 光測量單元140具有：長方體形狀（例如20cmX30cmX3cm)的第一殼體141、形 成于第一殼體141的上表面的作為凹部的安裝部43、平行地安裝于第一殼體141的下表面 的布制的兩根帶42以及形成于第一殼體141的側(cè)面的圓弧狀的塑料制的把持部44(參照 圖3)。
[0112] 在第一殼體141的內(nèi)部，具備與平板控制單元10進(jìn)行無線通信的無線裝置（通信 部）46、送受光用控制部51以及存儲(chǔ)控制表的存儲(chǔ)器53。另外，在第一殼體141的外部，具 備4個(gè)送光探針（送光部件）112 T1? 112T4、4個(gè)受光探針（受光部件）113R1? 113R4、4根 送光用電線114、4根受光用電線115以及用于將光測量單元140的電源接通/斷開的開關(guān) 57。
[0113] 1個(gè)送光探針I(yè)I2具有1個(gè)光源驅(qū)動(dòng)器142 (發(fā)光二極管LED 1、LED 2、L ED 3)， 1根送光用電線114是直徑為2mm、長度為2m?10m的管狀，能夠沿軸向傳播電信號(hào)，將1 個(gè)送光探針I(yè)I 2與發(fā)光控制部51a連接于兩個(gè)端部，使得1個(gè)送光探針112與發(fā)光控制部 51a相距設(shè)定長度（2m?10m)。
[0114] 另外，1個(gè)受光探針I(yè)I3具有1個(gè)光檢測器143 (光電二極管），1根受光用電線115 是直徑為2mm、長度為2m?10m的管狀，能夠沿軸向傳播電信號(hào)，將1個(gè)受光探針113與光 檢測控制部51b連接于兩個(gè)端部，使得1個(gè)受光探針 113與光檢測控制部51b相距設(shè)定長 度（2m ?10m)。
[0115] 如上所述，根據(jù)本發(fā)明的光測量系統(tǒng)101，在患者在家里、康復(fù)場所進(jìn)行康復(fù)的情 況下，能夠?qū)⒌诙んw11安裝于第一殼體141來進(jìn)行使用，患者觀察觸摸面板26所顯示的 圖像。另一方面，在患者在診察場所接受診察的情況下，能夠?qū)⒌诙んw11從第一殼體141 卸下來進(jìn)行使用，醫(yī)生觀察觸摸面板26所顯示的圖像。另外，平板控制單元10能夠安裝于 光測量單元140,因此易于攜帶。
[0116] 〈其它實(shí)施方式〉
[0117] 在上述光測量系統(tǒng)1中示出了光測量單元40具備4個(gè)送光探針12T1?12 T4和4 個(gè)受光探針12T1?12T4的結(jié)構(gòu)，但例如也可以設(shè)為如下結(jié)構(gòu)：光測量單元40具備8個(gè)送光 探針和8個(gè)受光探針，或者具備 8個(gè)送光探針和4個(gè)受光探針。
[0118] 產(chǎn)# h的可利用件
[0119] 本發(fā)明能夠應(yīng)用于向生物體內(nèi)部照射光并獲取生物體內(nèi)部信息的光測量系統(tǒng)等。
[0120] 附圖標(biāo)記說明
[0121] 1 :光測量系統(tǒng)；6 :無線裝置（通信部）；1〇 :平板控制單元；11 :第二殼體；12 :送 光探針（送光部件）；13 :受光探針（受光部件）；14 :送光用光纖；15 :受光用光纖；22 :分 析用控制部；24 :平板控制部；26 :觸摸面板（顯示兼輸入部）；40 :光測量單元；41 :第一殼 體；42 :光源驅(qū)動(dòng)器；43 :光檢測器；46 :無線裝置（通信部）；51 :送受光用控制部（光測量 單元控制部）；60:梳子形支架。
【權(quán)利要求】
1. 一種光測量系統(tǒng)，具備平板控制單元和光測量單元，該光測量系統(tǒng)的特征在于， 上述光測量單元具備： 第一殼體； 光測量單元控制部，其通過控制對(duì)被檢者照射光的多個(gè)送光部件和接收從該被檢者發(fā) 出的光的多個(gè)受光部件，來獲得與腦活動(dòng)有關(guān)的測量數(shù)據(jù)；以及 通信部，其能夠與上述平板控制單元進(jìn)行通信， 上述平板控制單元具備： 第二殼體，其能夠安裝于上述第一殼體或從上述第一殼體卸下； 顯示兼輸入部，其形成于上述第二殼體的表面； 通信部，其能夠與上述光測量單元進(jìn)行通信；以及 平板控制部，其使顯示兼輸入部顯示由上述光測量單元控制部得到的測量數(shù)據(jù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光測量系統(tǒng)，其特征在于， 上述第一殼體能夠載置于桌子上，并且能夠掛在椅子的靠背上， 上述第二殼體能夠安裝成豎立在載置于桌子上的第一殼體的上面。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光測量系統(tǒng)，其特征在于， 上述平板控制部具有一人模式和二人模式，其中，在該一人模式下使上述顯示兼輸入 部顯示操作內(nèi)容和康復(fù)內(nèi)容，在該二人模式下使上述顯示兼輸入部顯示操作內(nèi)容和測量數(shù) 據(jù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的光測量系統(tǒng)，其特征在于， 在上述被檢者觀察顯不于顯不兼輸入部的圖像時(shí)，以如下方式使用上述光測量系統(tǒng)· 將上述第二殼體安裝于第一殼體，并且上述平板控制部為一人模式， 在與上述被檢者不同的人觀察顯不于顯不兼輸入部的圖像時(shí)，以如下方式使用上述光 測量系統(tǒng)：將上述第二殼體從第一殼體卸下，并且上述平板控制部為二人模式。
【文檔編號(hào)】A61B10/00GK104203118SQ201280072185
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2012年4月5日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月5日
【發(fā)明者】石川亮宏, 井上芳浩, 網(wǎng)田孝司, 河野理, 宇田川晴英, 增田善紀(jì) 申請(qǐng)人:株式會(huì)社島津制作所