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技術 生体光計測装置、生体光計測装置の作動方法、及び生体光計測データの解析表示方法

出願人 株式会社日立ヘルスケア・マニュファクチャリング
発明者 谷井通世
出願日 2012年2月29日 (8年9ヶ月経過) 出願番号 2013-509823
公開日 2014年7月28日 (6年4ヶ月経過) 公開番号 WO2012-140966
状態 未査定
技術分野 その他の診断装置 生体の呼吸・聴力・形態・血液特性等の測定
主要キーワード 前回計測値 解析フェーズ 計測結果データ 波形グラフ 反応箇所 注目ポイント 計測波形 時刻バー
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2014年7月28日)のものです。
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図面 (16)

課題・解決手段

生体光計測装置10で得た生体光計測データを用いて、被検体生体代謝物質濃度分布を示す結果データを生成し、予め設定した生体光計測データに関する任意の抽出条件充足又は非充足を判断し、その結果に応じて、結果データを弁別表示することで、数十チャンネルに及ぶ結果データから、計測者主観に依存することなく、かつ、特徴のあるチャンネルの計測データの抽出漏れを防ぐ。

概要

背景

特許文献1には、生体内部の血液循環血行動態及びヘモグロビン量変化を多チャンネル計測し画像化する生体光計測装置の一例が開示されている。生体光計測生体、特に脳活動に関連した反応を計測するその他の計測装置に比べ、時間分解能に優れているが空間分解能は劣るという特徴を有する。しかし近年、欠点であった空間分解能を向上させる技術も提案されている。特許文献2には、脳活動に関連した反応の計測の空間分解能を向上させる技術の一例が開示されている。

一方、計測技術の向上と共に簡便に且つ非侵襲で計測できる本装置を用いて、各分野での研究が進められている。その一例として、非特許文献1には、精神医学の分野における研究や、脳神経の分野における研究が記載されている。生体光計測によって得られたデータを。これらの研究につなげるために「解析作業」が重要である。

そこで、特許文献3には、現在示されているこれらの研究に有効な解析プログラムを付加した装置の例が開示されている。上記解析作業において注目するポイントとしては、本装置の利点である時間分解能に優れている点を活かして、データが動くまでの時間(被検体タスクを開始してからヘモグロビン量の変化がみられるまでの時間)や時系列変化といった点があげられる。特許文献4には、上記注目するポイントの1例が記載されている。以上のように、今後、生体光計測装置において計測機能そのものの向上と共に解析作業を補助する機能についてもその重要性増してくると考えられる。

概要

生体光計測装置10で得た生体光計測データを用いて、被検体の生体代謝物質濃度分布を示す結果データを生成し、予め設定した生体光計測データに関する任意の抽出条件充足又は非充足を判断し、その結果に応じて、結果データを弁別表示することで、数十チャンネルに及ぶ結果データから、計測者主観に依存することなく、かつ、特徴のあるチャンネルの計測データの抽出漏れを防ぐ。

目的

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、数十チャンネルに及ぶ結果データの中から、計測者の主観に依存することなく、かつ、特徴のあるチャンネルの計測データの抽出漏れを防ぐことができる生体光計測データの表示に関する技術を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

検体測定部位近赤外光照射するとともに、前記被検体の複数の計測点における前記近赤外光の通過光強度計測し、前記計測点毎の通過光強度に対応する信号を前記計測点毎の生体光計測データとして出力する照射計測部と、前記生体光計測データに基づく前記被検体の生体代謝物質濃度分布を示す結果データを表示する表示制御部と、を備え、前記表示制御部は、前記生体光計測データを用いて前記結果データを生成する結果データ生成部と、前記生体光計測データに関する任意の抽出条件を設定する抽出条件設定部と、前記設定された抽出条件の充足又は非充足を判断し、その結果に基づいて前記生体光計測データを抽出する抽出処理部と、前記抽出条件の充足又は非充足に応じて、前記結果データを弁別表示する弁別表示処理部と、を具備したことを特徴とする生体光計測装置

請求項2

前記抽出条件設定部は、前記抽出条件を、前記生体代謝物質濃度の基準値に対する割合又は値、前記被検体がタスクを開始した時点を基準時とし、その基準時からの経過時間、又は前記生体代謝物質濃度の濃度変動値の算出に用いる時間幅、の少なくとも一つを設定する、ことを特徴とする請求項1に記載の生体光計測装置。

請求項3

前記抽出条件設定部は、前記抽出条件を、前記生体代謝物質濃度の基準値に対する割合又は値と、前記生体代謝物質濃度の濃度変動値の算出に用いる時間幅と、を設定し、前記抽出処理部は、前記時間幅において、前記生体代謝物質濃度が前記抽出条件で定められた前記基準値に対する割合又は値以上であって、かつそれらの割合又は値が続く維持反応と、前記時間幅において、前記生体代謝物質濃度が前記基準値に対する割合又は値以上であって、かつ前記生体代謝物質濃度が増加する増加反応と、前記時間幅において、前記生体代謝物質濃度が前記基準値に対する割合又は値以上であって、かつ前記生体代謝物質濃度が減少する減少反応と、前記時間幅において前記生体代謝物質濃度が前記抽出条件で定めた前記基準値に対する割合又は値未満である状態が続く無反応と、のうちのいずれの状態にあるかを判断し、前記弁別表示処理部は、前記各状態に対応した表示態様を用いて前記結果データを弁別表示する、ことを特徴とする請求項2に記載の生体光計測装置。

請求項4

前記結果データ生成部は、前記被検体の生体代謝物質濃度の計測点を中心とする幾何学図形を、前記抽出条件の充足又は非充足に対応させた一つの表示態様を用いて表示した拡大トポグラフィ画像を生成する、ことを特徴とする請求項1に記載の生体光計測装置。

請求項5

前記結果データ生成部は、前記計測点毎に前記生体代謝物質濃度の時間推移を示す波形グラフを生成し、前記弁別表示処理部は、前記抽出条件を充足する波形グラフと、前記抽出条件を充足しない波形グラフと、を弁別表示する、ことを特徴とする請求項1に記載の生体光計測装置。

請求項6

前記結果データ生成部は、各計測点に対応する波形グラフを前記計測点の配置に従って配置した波形マップを生成し、前記抽出処理部は、前記各波形グラフについて、前記抽出条件の充足又は非充足を判断し、前記弁別表示処理部は、前記波形マップ上の各波形グラフについて、前記抽出条件の充足又は非充足に応じて弁別表示する、ことを特徴とする請求項5に記載の生体光計測装置。

請求項7

前記波形グラフ上の任意の時刻を指定する時刻指定部を更に備え、前記抽出処理部は、前記指定された時刻における前記抽出条件の充足又は非充足を判断し、前記弁別表示処理部は、前記波形グラフ全体を弁別表示する、ことを特徴とする請求項5に記載の生体光計測装置。

請求項8

前記抽出処理部は、前記波形グラフの一つを、複数の領域に分割した各領域について、前記抽出条件の充足又は非充足を判断し、前記弁別表示処理部は、前記一つの波形グラフについて、前記領域毎に前記抽出条件の充足又は非充足に応じて弁別表示することを特徴とする請求項5に記載の生体光計測装置。

請求項9

前記弁別表示処理部は、前記抽出処理部が前記抽出条件を非充足であると判断した場合には、非充足に応じた表示態様を用いて前記結果データを表示し、前記抽出処理部が前記抽出条件を充足であると判断した場合には、前記生体代謝物質濃度に応じた表示態様を用いて前記結果データを表示する、ことを特徴とする請求項1に記載の生体光計測装置。

請求項10

異なる被検体に同一のタスクを実行させて得た前記生体光計測データを記憶する計測結果記憶部を更に備え、前記結果データ生成部は、各被検体について、前記同一タスクを開始した時の時刻を基準とする同一時刻についての前記結果データを生成し、前記抽出処理部は、前記同一時刻における前記抽出条件の充足又は非充足を判断し、前記弁別表示処理部は、前記異なる被検体について生成された結果データを並列表示し、かつ前記抽出条件の充足又は非充足に応じて前記結果データを弁別表示する、ことを特徴とする請求項1に記載の生体光計測装置。

請求項11

前記被検体のタスク遂行中の生体代謝物質積分値を算出し、当該積分値が所定値以上となる前記生体光計測データを選択する第一選択部と、前記選択された生体光計測データに基づく結果データを強調表示する強調表示処理部と、を更に備える、ことを特徴とする請求項1に記載の生体光計測装置。

請求項12

任意の前記計測点を選択し、当該計測点の生体光計測データを選択する第二選択部と、前記選択された生体光計測データに基づく結果データを強調表示する強調表示処理部と、を更に備える、ことを特徴とする請求項1に記載の生体光計測装置。

請求項13

任意の時点における結果データの表示画面を少なくとも1以上保存する結果データ記憶部と、前記結果データ記憶部に保存された表示画面を再生する再生部と、を更に備える、ことを特徴とする請求項1に記載の生体光計測装置。

請求項14

被検体の測定部位に近赤外光を照射するとともに、前記被検体の複数の計測点における前記近赤外光の通過光強度を計測し、前記計測点毎の通過光強度に対応する信号を前記計測点毎の生体光計測データとして出力する照射計測部を備えた生体光計測装置から得た前記生体光計測データを用いて、前記被検体の生体代謝物質濃度の分布を示す結果データを生成するステップを含む生体光計測装置の作動方法であって、前記生体光計測データに関する任意の抽出条件を設定するステップと、前記設定された抽出条件の充足又は非充足を判断し、その結果に基づいて前記生体光計測データを抽出するステップと、前記抽出条件の充足又は非充足に応じて、前記結果データを弁別表示するステップと、を含むことを特徴とする生体光計測装置の作動方法。

請求項15

被検体の生体光計測データを読み込むステップと、前記生体光計測データを用いて、前記被検体の生体代謝物質濃度の分布を示す結果データを生成するステップと、前記生体光計測データに関する任意の抽出条件を設定するステップと、前記設定された抽出条件の充足又は非充足を判断し、その結果に基づいて前記生体光計測データを抽出するステップと、前記抽出条件の充足又は非充足に応じて、前記結果データを弁別表示するステップと、を含むことを特徴とする生体光計測データの解析表示方法

技術分野

0001

本発明は、生体光計測装置、生体光計測装置の作動方法、及び生体光計測データ解析表示方法係り、特に計測して得られた複数チャンネル結果表示技術に関する。

背景技術

0002

特許文献1には、生体内部の血液循環血行動態及びヘモグロビン量変化を多チャンネルで計測し画像化する生体光計測装置の一例が開示されている。生体光計測生体、特に脳活動に関連した反応を計測するその他の計測装置に比べ、時間分解能に優れているが空間分解能は劣るという特徴を有する。しかし近年、欠点であった空間分解能を向上させる技術も提案されている。特許文献2には、脳活動に関連した反応の計測の空間分解能を向上させる技術の一例が開示されている。

0003

一方、計測技術の向上と共に簡便に且つ非侵襲で計測できる本装置を用いて、各分野での研究が進められている。その一例として、非特許文献1には、精神医学の分野における研究や、脳神経の分野における研究が記載されている。生体光計測によって得られたデータを。これらの研究につなげるために「解析作業」が重要である。

0004

そこで、特許文献3には、現在示されているこれらの研究に有効な解析プログラムを付加した装置の例が開示されている。上記解析作業において注目するポイントとしては、本装置の利点である時間分解能に優れている点を活かして、データが動くまでの時間(被検体タスクを開始してからヘモグロビン量の変化がみられるまでの時間)や時系列変化といった点があげられる。特許文献4には、上記注目するポイントの1例が記載されている。以上のように、今後、生体光計測装置において計測機能そのものの向上と共に解析作業を補助する機能についてもその重要性増してくると考えられる。

先行技術

0005

特許3796086号公報
特開2006−325659号公報
特開2009−000230号公報
WO 07/135993
福田正人:MEDIX VOL.39, 4−10, 2003

発明が解決しようとする課題

0006

生体光計測装置において計測を行うと、数十チャンネル計測部位ヘモグロビン量変化を最短時間間隔で0.1秒毎程度で捉えることが可能である。計測に続く作業として、得られた結果波形またはトポグラフィ画像から何らかの特徴を見出し、結論を導く解析が行われる。しかしこの解析操作について現在、決まった手順が確立されていない。先に示した研究に有効な計測および解析を行う専用プログラムを有する装置がいくつか存在するものの、すべての計測に対応した一般的な解析手段とならないため、使用範囲は限られる。また、より一般的な統計的解析が行えるプログラムも存在はしているが、この解析を行うためには「ある特徴を持った群に対して」統計処理を行う、あるいは「ある特徴をもったチャンネルをまとめて」統計処理を行う、など計測データに対して何らかの特徴を見出していることが前提条件となっている。更に、ある時間区間において統計的な処理を行うような解析を行う場合、解析対象となる時間についても予め決めておかなければならない。従って、計測者が計測を行った後、統計処理などを行う前にまず行わなければならない準備操作としては、まず、特徴のあるチャンネルを時系列で判断し、抽出することがある。次いで、抽出されたデータに対して、次の解析操作(統計処理等)を適用していく。

0007

上記準備操作に関して、これまで、計測者が図示された結果を眺めて判断する、という計測者主観によるところが大きいという問題があった。すなわち、計測者は、0.1秒の時間分解能で得られ、経時的に変化する数十チャンネルにおよぶ結果データから、特徴のある部分を、目視により抽出していたので、本来抽出するべき部分を見落としてしまう恐れがあった。しかも、複数回の計測を行ってデータを取得し、その中から特徴のある部分を抽出していると、計測者自身の判断基準が変わってしまう恐れがあるという問題があった。

0008

更に、特許文献4のように、時系列で結果を表示しただけでは、反応のある/なしを全体的かつ直感的に捉えることは容易であるものの、注視点が大きな反応にひっぱられてしまい、例えば細かく解析すると実は注目すべきであった部分などが見逃されてしまう可能性があった。また、その表示形態によっては抽出部分を見落とす恐れがあった。さらにデータの変動に関しては直感的に捉えることが難しいという問題があった。

0009

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、数十チャンネルに及ぶ結果データの中から、計測者の主観に依存することなく、かつ、特徴のあるチャンネルの計測データの抽出漏れを防ぐことができる生体光計測データの表示に関する技術を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0010

本発明は、解析段階の第一歩である計測結果データ(「生体光計測データ」ともいう)から特徴的な部分を抽出することを補助するために、抽出条件を設定し、それに基づいて時系列的に判断を行い、条件に合致した部分を分かりやすく表示する技術である。

0011

より具体的には、本発明は、被検体の測定部位近赤外光照射するとともに、前記被検体の複数の計測点における前記近赤外光の通過光強度を計測し、前記計測点毎の通過光強度に対応する信号を前記計測点毎の生体光計測データとして出力する照射計測部と、前記生体光計測データに基づく前記被検体の生体代謝物質濃度分布を示す結果データを表示する表示制御部と、を備えた生体光計測装置から得た前記生体光計測データを用いて、前記被検体の生体代謝物質濃度の分布を示す結果データを生成し、前記生体光計測データに関する任意の抽出条件を設定し、前記設定された抽出条件の充足又は非充足を判断し、その結果に基づいて前記生体光計測データを抽出し、前記抽出条件の充足又は非充足に応じて、前記結果データを弁別表示する。

0012

すなわち、本発明では、得られた計測結果(生体光計測データ)に対し、データを抽出する条件を設定することができる機能を設ける。抽出条件として注目するポイントとしては「データが動くまでの時間」と「タスク中のデータ変動」である。よって、これらのポイントを満たす設定項目を設ける。また、これらの条件を時系列で判定し、条件に合致した部分を結果データ上にデータ変動に応じて色別に表示する。

0013

なお、本機能は計測者の「目視判断を補助」するための機能であり、その目的に沿って抽出条件を設定および確実に特定部分を抽出する。抽出条件が本当に生体活動を表しているのか、といった議論は本機能の範疇ではない。

発明の効果

0014

本発明によれば、数十チャンネルに及ぶ結果データの中から、計測者主観に依存することなく、かつ、特徴のあるチャンネルの計測データの抽出漏れを防ぐことができる生体光計測データの表示に関する技術を提供することができる。

図面の簡単な説明

0015

本発明に係る生体光計測装置の概略構成を示すブロック図
生体光計測装置が備えるホルダの説明図であり、(a)は、ホルダを被検体に装着した状態を示し、(b)は、ホルダ上の送信光ファイバ受信光ファイバ、及び計測チャンネル位置関係を示す。
生体光計測データ解析プログラム80を示す機能ブロック
トポグラフィ画像の一例を示す模式図
波形グラフの一例を示す模式図
波形マップを説明する説明図であり、(a)は、波形グラフをマッピングした波形マップの画面表示例を示し、(b)は、(a)の波形マップに対応する計測チャンネルのマップを示す。
条件設定画面の一例を示す模式図
拡大トポグラフィ画像の表示例を示す模式図
拡大トポグラフィ画像の弁別表示の一例を示す模式図
弁別表示をした波形マップの一例を示す模式図
波形グラフを用いて時間幅を変更して状態を判断した場合の結果の相違を説明する説明図
波形グラフ単位で弁別表示をした一例を示す模式図
一つの波形グラフを複数の領域に分割し、各分割領域単位で弁別表示をした一例を示す模式図
複数の被検体の波形グラフを並列かつ弁別表示をした一例を示す説明図
実際の表示画面の一例を示す模式図

実施例

0016

本実施形態に係る生体光計測装置は、被検体の測定部位に近赤外光を照射するとともに、前記被検体の複数の計測点における前記近赤外光の通過光強度を計測し、前記計測点毎の通過光強度に対応する信号を前記計測点毎の生体光計測データとして出力する照射計測部と、前記生体光計測データに基づく前記被検体の生体代謝物質濃度の分布を示す結果データを表示する表示制御部と、を備え、前記表示制御部は、前記生体光計測データを用いて前記結果データを生成する結果データ生成部と、前記生体光計測データに関する任意の抽出条件を設定する抽出条件設定部と、前記設定された抽出条件の充足又は非充足を判断し、その結果に基づいて前記生体光計測データを抽出する抽出処理部と、前記抽出条件の充足又は非充足に応じて、前記結果データを弁別表示する弁別表示処理部と、を具備したことを特徴とする。

0017

また、前記抽出条件設定部は、前記抽出条件を、前記生体代謝物質濃度の基準値に対する割合又は値、前記被検体がタスクを開始した時点を基準時とし、その基準時からの経過時間、又は前記生体代謝物質濃度の濃度変動値の算出に用いる時間幅、の少なくとも一つを設定してもよい。

0018

また、前記抽出条件設定部は、前記抽出条件を、前記生体代謝物質濃度の基準値に対する割合又は値と、前記生体代謝物質濃度の濃度変動値の算出に用いる時間幅と、を設定し、前記抽出処理部は、前記時間幅において、前記生体代謝物質濃度が前記抽出条件で定められた前記基準値に対する割合又は値以上であって、かつそれらの割合又は値が続く維持反応と、前記時間幅において、前記生体代謝物質濃度が前記基準値に対する割合又は値以上であって、かつ前記生体代謝物質濃度が増加する増加反応と、前記時間幅において、前記生体代謝物質濃度が前記基準値に対する割合又は値以上であって、かつ前記生体代謝物質濃度が減少する減少反応と、前記時間幅において前記生体代謝物質濃度が前記抽出条件で定めた前記基準値に対する割合又は値未満である状態が続く無反応と、のうちのいずれの状態にあるかを判断し、前記弁別表示処理部は、前記各状態に対応した表示態様を用いて前記結果データを弁別表示してもよい。

0019

また、前記結果データ生成部は、前記被検体の生体代謝物質濃度の計測点を中心とする幾何学図形を、前記抽出条件の充足又は非充足に対応させた一つの表示態様を用いて表示した拡大トポグラフィ画像を生成してもよい。

0020

また、前記結果データ生成部は、前記計測点毎に前記生体代謝物質濃度の時間推移を示す波形グラフを生成し、前記弁別表示処理部は、前記抽出条件を充足する波形グラフと、前記抽出条件を充足しない波形グラフと、を弁別表示してもよい。

0021

また、前記結果データ生成部は、各計測点に対応する波形グラフを前記計測点の配置に従って配置した波形マップを生成し、前記抽出処理部は、前記各波形グラフについて、前記抽出条件の充足又は非充足を判断し、前記弁別表示処理部は、前記波形マップ上の各波形グラフについて、前記抽出条件の充足又は非充足に応じて弁別表示してもよい。

0022

また、前記波形グラフ上の任意の時刻を指定する時刻指定部を更に備え、前記抽出処理部は、前記指定された時刻における前記抽出条件の充足又は非充足を判断し、前記弁別表示処理部は、前記波形グラフ全体を弁別表示してもよい。

0023

また、前記抽出処理部は、前記波形グラフの一つを、複数の領域に分割した各領域について、前記抽出条件の充足又は非充足を判断し、前記弁別表示処理部は、前記一つの波形グラフについて、前記領域毎に前記抽出条件の充足又は非充足に応じて弁別表示してもよい。

0024

また、前記弁別表示処理部は、前記抽出処理部が前記抽出条件を非充足であると判断した場合には、非充足に応じた表示態様を用いて前記結果データを表示し、前記抽出処理部が前記抽出条件を充足であると判断した場合には、前記生体代謝物質濃度に応じた表示態様を用いて前記結果データを表示してもよい。

0025

また、異なる被検体に同一のタスクを実行させて得た前記生体光計測データを記憶する計測結果記憶部を更に備え、前記結果データ生成部は、各被検体について、前記同一タスクを開始した時の時刻を基準とする同一時刻についての前記結果データを生成し、前記抽出処理部は、前記同一時刻における前記抽出条件の充足又は非充足を判断し、前記弁別表示処理部は、前記異なる被検体について生成された結果データを並列表示し、かつ前記抽出条件の充足又は非充足に応じて前記結果データを弁別表示してもよい。

0026

また、前記被検体のタスク遂行中の生体代謝物質積分値を算出し、当該積分値が所定値以上となる前記生体光計測データを選択する第一選択部と、前記選択された生体光計測データに基づく結果データを強調表示する強調表示処理部と、を更に備えてもよい。

0027

また、任意の前記計測点を選択し、当該計測点の生体光計測データを選択する第二選択部と、前記選択された生体光計測データに基づく結果データを強調表示する強調表示処理部と、を更に備えてもよい。

0028

また、任意の時点における結果データの表示画面を少なくとも1以上保存する結果データ記憶部と、前記結果データ記憶部に保存された表示画面を再生する再生部と、を更に備えてもよい。

0029

また、本実施形態に係る生体光計測装置の作動方法は、被検体の測定部位に近赤外光を照射するとともに、前記被検体の複数の計測点における前記近赤外光の通過光強度を計測し、前記計測点毎の通過光強度に対応する信号を前記計測点毎の生体光計測データとして出力する照射計測部を備えた生体光計測装置から得た前記生体光計測データを用いて、前記被検体の生体代謝物質濃度の分布を示す結果データを生成するステップを含む生体光計測装置の作動方法であって、前記生体光計測データに関する任意の抽出条件を設定するステップと、前記設定された抽出条件の充足又は非充足を判断し、その結果に基づいて前記生体光計測データを抽出するステップと、前記抽出条件の充足又は非充足に応じて、前記結果データを弁別表示するステップと、を含むことを特徴とする。

0030

また、本実施形態に係る生体光計測データの解析表示方法は、被検体の生体光計測データを読み込むステップと、前記生体光計測データを用いて、前記被検体の生体代謝物質濃度の分布を示す結果データを生成するステップと、前記生体光計測データに関する任意の抽出条件を設定するステップと、前記設定された抽出条件の充足又は非充足を判断し、その結果に基づいて前記生体光計測データを抽出するステップと、前記抽出条件の充足又は非充足に応じて、前記結果データを弁別表示するステップと、を含むことを特徴とする。

0031

以下、本実施形態に係る生体光計測装置、生体光計測装置の作動方法、及び生体光計測データの解析表示方法の作動方法について図面を参照しながらより詳しく説明する。同一機能を有する構成には同一符号を付し、その説明の繰り返しを省略する。

0032

<概略構成>
まず、図1、2に基づいて、本発明に係る生体光計測装置の概略構成について説明する。図1は、本発明に係る生体光計測装置の概略構成を示すブロック図である。図2は、生体光計測装置が備えるホルダの説明図であり、(a)は、ホルダを被検体に装着した状態を示し、(b)は、ホルダ上の送信光ファイバ、受信光ファイバ、及び計測チャンネルの位置関係を示す。

0033

生体光計測装置10は、近赤外光を生体内に照射し、生体内を通過した光を検出することで、脳内のヘモグロビン濃度量の変化を計測する装置である。生体光計測装置10は、図1に示すように、光照射プローブ群2、光検出プローブ群3を備える装着部1と、近赤外光の照射・検出の制御を行う照射計測部7及び光検出プローブが検出した通過赤外光に基づく生体光計測データを画像化して表示する表示制御部8とを備える計測装置本体6と、を有している。装着部1と照射計測部7とは、複数本照射用光ファイバを含む照射用光ファイバ群4と複数本の検出用光ファイバを含む検出用光ファイバ群5とを介して電気的に接続されている。

0034

光照射プローブ群2は、被検体に近赤外光を照射する複数の光照射プローブを含んでいる。光検出プローブ群3は、被検体を通過した近赤外光を検出する複数の光検出プローブを含んでいる。光照射プローブ及び光検出プローブは、図2の(a)に示すように、ホルダ11上にマトリクス状に配置されている。また、光照射プローブ及び光検出プローブは、交互に配置されている。なお、ホルダ11は計測する部位によって適した大きさ、形状のものがいくつかの種類ある。

0035

被検体の光計測を行う場合には、ホルダ11は、被検体の計測する位置(例えば頭部)に装着される。ホルダ11では、照射光を通す光ファイバ12と、通過光を通す光ファイバ13とが、隣接する光ファイバと間隔をあけて、縦4列、横4列のマトリクス状に配置される。そして、隣接する光ファイバの中間点を計測点(計測チャンネルともいう)とする。ホルダ11では、計測チャンネル21は24チャンネルである。ここで本明細書では、ヘモグロビン濃度とは、酸素化ヘモグロビン濃度脱酸素化ヘモグロビン濃度、又は総合ヘモグロビン濃度の何れか一つあるいは組合せを示すものとする。

0036

そして、光ファイバを取り付けたホルダ11を装着した被検体に対して、ある状態から何らかのタスクを与え、定常状態の生体代謝物質濃度(本実施形態では「ヘモグロビン濃度」を用いる)とタスク遂行中の生体代謝物質濃度との変化量を計測する。

0037

照射計測部7は、近赤外光(可視から赤外領域の波長の光)を発生し光照射プローブ群2に送るとともに、光検出プローブ群3において検出光量を計測する。また、照射計測部7は、光検出プローブ群3での検出光量から各計測点における血液中のヘモグロビン濃度の変化量を計測する。

0038

表示制御部8は、照射計測部7による計測結果に基づいて、ヘモグロビン濃度の2次元的な分布画像であるトポグラフィ画像、又は各計測点におけるヘモグロビン濃度の時間推移を示す波形グラフ及び波形グラフを2次元マッピングした波形マップを作成し、モニタ9に表示する。計測装置本体6は、処理部(CPU等)、記憶部(ROM、RAM及びハードディスク等)及び信号入出力部を含むコンピュータを有している。このコンピュータの記憶部には、照射計測部7及び表示制御部8の機能を実現するためのプログラムが格納されている。

0039

図3は、図1の表示制御部8に格納される生体光計測データ解析プログラム80を示す機能ブロック図である。生体光計測データ解析プログラム80は、光検出プローブ群3から送られる通過光強度に応じた信号を照射計測部7が受信し、その信号に基づく生体光計測の計測結果に関するデータ(以下「生体光計測データ」という)を記憶する計測結果記憶部81と、計測結果記憶部81から生体光計測データを読み込み、その生体光計測結果に基づいて、計測点の生体代謝物質濃度(例えば脱酸素ヘモグロビン濃度、酸素化ヘモグロビン濃度、又は総合ヘモグロビン濃度)を2次又は3次元マッピングしたトポグラフィ画像、または計測点の生体代謝物質濃度の時間推移を計測チャンネル毎の波形の表示形式を用いて示した波形グラフ及びそれを2次元マッピングした波形マップ(これら「トポグラフィ画像」、「波形グラフ」、「波形マップ」を総称して「結果データ」という)を生成する結果データ生成部82と、後述する条件設定画面(図7参照)を起動・表示し、生体光計測データの任意の抽出条件の設定を受け付ける抽出条件設定部83と、設定された抽出条件に沿って生体光計測データを抽出したり、生体光計測データの抽出条件の充足、非充足を判断したりする抽出処理部84と、抽出条件の充足・非充足に応じて弁別表示する弁別表示処理部85と、被検体のタスク遂行中の生体代謝物質の積分値を算出し、当該積分値が所定値以上となる生体光計測データを選択する第一選択部86と、計測者から任意の計測点の選択入力を受け付け、その当該計測点の生体光計測データを選択する第二選択部87と、第一選択部86又は第二選択部87により選択された計測点を強調表示する強調表示処理部88と、任意の時点の結果データの表示画面を少なくとも1以上保存する結果データ記憶部89と、結果データ記憶部89に保存された表示画面を再生する再生部810と、を備える。

0040

計測結果記憶部81は、生体光計測データを、被検体毎のデータに分けて保存する。各被検体のデータは、検査タスク毎のデータに分けて保存される。さらに、計測結果記憶部81は、計測点(計測チャンネル)の配置状態を模式的に示すボディマークを生体光計測データに関連付けて記憶する。

0041

本実施形態では、生体光計測装置10に上記生体光計測データ解析プログラム80を搭載したが、パーソナルコンピュータワークステーションに生体光計測データ解析プログラム80を搭載することで、生体光計測装置を構成し、また、生体光計測データの解析結果を表示することができる。また、本実施形態では、結果データとして上記結果データを用いるが、生体代謝物質濃度の分布状態を示すデータであれば、数値データの羅列や表、グラフなど、データ構造は問わない。そして、これらの結果データについても、以下説明する弁別表示を行うことができる。

0042

次に、図4乃至図6に基づいて、生体光計測データを用いた結果データについて説明する。図4は、トポグラフィ画像の一例を示す模式図である。図5は、波形グラフの一例を示す模式図である。図6は、波形マップを説明する説明図であり、(a)は、波形グラフをマッピングした波形マップの画面表示例を示し、(b)は、(a)の波形マップに対応する計測チャンネルのマップを示す。

0043

生体光計測データを用いた結果データには、主に、図4に示すトポグラフィ画像と、図5に示す波形形式との2種類ある。これらトポグラフィ画像及び波形は、結果データ生成部82により生成・表示される。

0044

トポグラフィ画像は、図4に示すように、計測チャンネル21(図2(b)の計測チャンネル21に相当)を実際の配置状態に沿って図示し、ある時点での各計測チャンネル21のヘモグロビン濃度量を色の濃淡で表す。なお、計測チャンネル間は補間アルゴリズムに従って図示している。

0045

波形グラフは、図5に示すように、各計測チャンネルのヘモグロビン濃度を、横軸が経過時間、縦軸はヘモグロビン濃度量で表したものであり、計測チャンネルごとに時系列に沿った濃度変化を示す。通常、計測チャンネルは複数あるので、図5の波形グラフは、図6の(a)に示すように、計測チャンネルの実際の配置(図6の(b)参照)に従って波形グラフを配置した波形マップ形式により表示される。図6の(a)の波形マップは、計測チャンネル数が24の場合を示しており、24個の波形グラフが表示されている。図6(のa)の波形マップと、図6の(b)の計測チャンネルのマップとは、チャンネル位置と計測点とが一致しており、図6の(b)では、光照射プローブ位置11、18と、光検出プローブ位置12、17とのそれぞれの間には、計測チャンネル1、2、3、及び、計測チャンネル22、23、24が配置されている。これに対応して、図6の(a)の波形マップにおける光照射プローブ位置11及び光検出プローブ位置12の間には、計測チャンネル1、2、3におけるヘモグロビン量の時間推移を表す波形が配置され、光照射プローブ位置18及び光検出プローブ位置17の間には、計測チャンネル22、23、24におけるヘモグロビン量の時間推移を表す波形が配置される。波形の配置・表示処理も結果データ生成部82により実行される。

0046

トポグラフィ画像と波形グラフマップとを比較すると、図4のトポグラフィ画像表示の場合、直感的にヘモグロビン量の分布が分かり、脳活動を全体的に捉えることが容易であるものの、時間情報がないため、時間変化はつかみにくい。また、ヘモグロビン濃度変化に沿った色の濃淡が詳細であるがゆえに、ある時点で「反応しているか否か」という判断が難しい。

0047

一方、図6に波形マップを用いることで、図5の波形グラフを便宜的に設けられた計測チャンネル順に上から下へ波形グラフを並べたような表示に比べれば、反応箇所を実際の計測位置が把握しやすくなり、脳活動を時系列で全体的に捉えることが可能であるといえる。が、数十チャンネルにおよぶ計測波形を計測者の目視で一度に判断するのは容易ではない。

0048

本発明の特徴は、これらトポグラフィ画像と波形グラフマップに計測者の目視計測の便宜を図るための付加機能を設ける点にある。より具体的には、予め計測結果の抽出条件を設定しておき、その条件の充足・不充足を弁別表示するものである。これらの処理は、ホルダ11を装着した被検体にタスクを実行させて生体光計測データを取得・記憶する検査を行い、その検査後の生体光計測データの解析フェーズにおいて用いられるものとして説明するが、被検体のタスク実行時の生体光計測データに基づく結果データのリアルタイム表示にも適用してもよい。

0049

次に、図7に基づいて抽出条件の設定処理について説明する。図7は、条件設定画面70の一例を示す模式図である。

0050

条件設定画面70は、主に、ヘモグロビン量の推移を、生体光計測データの抽出条件、特に反応の有無と、反応ありのうち、増加反応、維持反応、減少反応を分けるための条件である賦活条件設定部71と、タスク開始からの経過時間を用いた抽出条件を設定する時刻指定部(「Position」欄に相当)72と、反応時間の有無を判断するときの時間幅を決定する「変動値算出時間幅」設定部73と、注目する計測チャンネルの選択を自動/手動のどちらで行うかを選択する「選択ボタン」74と、波形グラフにおける弁別表示を波形グラフ全体に対して行うか、波形グラフを分割して各分割領域について弁別表示を行うかを選択する「全体/バー」切替ボタン75と、任意の時点(表示中の画面)の保存の指示入力を行うための「Save」ボタン76と、生体光計測データの開始時刻を基準としたときの上記「Save」ボタン76の押下げによる記録時刻リストを表示したリスト欄761と、を含む。

0051

賦活条件設定部71では、例えば基準値をゼロとし、その計測における最大値を1としてその4割を超えたら反応ありとする割合を用いた条件設定(「割合」を用いた条件設定)、あるいはヘモグロビン濃度の変化量が0.1を超えたら反応ありとする条件設定(「値」を用いた条件設定)、などの計測者が定める反応基準条件を設定する。なお、ここでの抽出条件とは計測者がこれまで目視判断で行っていた判断を補助するものであり、あまり複雑な条件を伴わないものとする。反応ありの状態はさらに3状態、すなわち、(1)前回計測値に対して大きく増加(既述の「増加反応」)、(2)前回計測値を維持(既述の「維持反応」)、(3)前回計測値に対して大きく減少(既述の「減少反応」)、が考えられるが、この3状態と抽出条件を満たさない状態(既述の「反応なし」)の合計4状態がある。以下の実施形態では、これら各状態に対応した表示態様で弁別表示する。

0052

時刻指定部72(「Position」欄に相当)では、タスクを開始した時点をゼロとして、タスク開始からの経過時間722と、次のタスクまでの時間、または計測終了の時間723を示す。時刻操作バー724を操作すると、結果データを生成するタイミングのタスク開始からの経過時間の時点を変化させることができる。「Repeat Count」欄721にはタスクの繰り返し回数を示す。なお、繰り返し回数1回目以前の経過時間722はマイナスで表示するものとする。これは、注目ポイントである「データが動くまでの時間」を最も端的に表すための項目である。例えば図7の数値が表示された時、「タスク全数5回のうち3回目をさし、さらに3回目のタスクから4回目のタスク開始までの時間45秒のうち10秒経過時点でのヘモグロビンデータ」を表し、この時点におけるヘモグロビン濃度状態が結果データ(図4のトポグラフィ画像や図5の波形グラフ及び図6の波形マップ)に描画される。

0053

変動値算出時間幅設定部73では、先に示した反応の4状態を算出するための設定項目である。前回時刻から現在時刻までの時間幅を設定し、経過時間722に対して変動値算出時間幅設定部73で設定された時間幅の値だけ前の時刻を「前回時刻」とし、その時点でのヘモグロビン値を前回計測値として、変動値を算出する。

0054

「選択ボタン」74、「全体/バー」切替ボタン75、「Save」ボタン76及びリスト欄761についての詳細は後述する。

0055

なお、図7の条件設定画面70は、第一実施形態から第四実施形態において共通で利用される。よって、不要な機能、例えば、「全体/バー」切替ボタン75、「Save」ボタン76及びリスト欄761は、後述する拡大トポグラフィ画像の表示では不要なので、その場合、これらのボタンは操作不可の状態で画面が起動する。

0056

抽出条件設定部83は、図7の条件設定画面70から抽出条件の設定を受け付ける。抽出処理部84は、その抽出条件に沿った生体光計測データの抽出、例えば設定された時間幅からの生体光計測データの抽出処理や、抽出された生体光計測データが設定された条件を充足・非充足であるかを判断する。ここでいう条件の充足・非充足には、既述の反応状態の判断も含む。そして、弁別表示処理部85は、条件の充足・非充足及び判断された状態に応じてトポグラフィ画像や、波形の表示色の変更を行う。

0057

以下、条件設定画面で設定された抽出条件に従った画面表示例について説明する。

0058

<第一実施形態>
第一実施形態は、一人の被検体の生体光計測データについて、注目チャンネルのトポグラフィ画像又は波形グラフを強調表示する実施形態である。

0059

(トポグラフィ画像における付加機能)
次に図8及び図9に基づいて図4のトポグラフィ画像における付加機能について説明する。図8は、拡大トポグラフィ画像の表示例を示す模式図である。図9は、拡大トポグラフィ画像の弁別表示の一例を示す模式図である。

0060

図4のトポグラフィ画像の表示画面上に設定ボタン31を設ける。設定ボタン31を押下すると、図7に示す条件設定画面が別ウィンドウで起動するとともに、図4のトポグラフィ画像から、図8に示す各チャンネルを拡大表示した拡大トポグラフィ画像に切り替わる。図8の拡大トポグラフィ画像は、各計測チャンネルの拡大表示したものであり、各計測チャンネル21を示す幾何学図形(図8では円形)を、その計測チャンネルの状態変化に応じた1色を用いて着色した画像である。

0061

経過時間722と合わせて図8を確認することで、時間変化に対する濃度の移り変わりをつかみやすくなる。図8では、説明の便宜のため、維持反応は横縞、増加反応は左下から右上への斜線、減少反応は右下から左上への斜線、反応なしは斜線、なしで描出する(図9図12図13も同様)。状態が変化した時点で図8の計測チャンネル21に対応した幾何学図形の色が切り替わり描画されるため、計測者が気づきやすく、またその時点の経過時間をただちに読み取ることが可能である。この時、表示の方法を反応のある/なしに注目し、それに特化した形式で表示したことで、判断が容易になる。例えば経過時間722が0.3秒以下で反応があったチャンネルはタスクに対する反応が早い、1秒以上であれば反応が遅い、などと判断することが可能となる。

0062

図9に拡大トポグラフィ画像を用いた弁別表示の一例を示す。経過時間がt1、t2、t3の3時点での拡大トポグラフィ画像を表す。t1時点において、計測チャンネルaが増加反応を示している。t2時点では、計測チャンネルaの反応状態は維持、計測チャンネルbが新たに増加反応を示す。t3になると、計測チャンネルaは減少反応となり(081)、計測チャンネルbが維持状態となっている。上記の表示例に代えて、拡大トポグラフィ画像のうち、非充足の計測点のみを幾何学図形を用いた非充足の表示態様を用いて弁別表示し、充足の計測点は、生体光代謝物質濃度に応じた表示対応を用いて表示するなど、所望の状態を示す計測点のみを幾何学図形を用いた表示対応で示し、その他の計測点は、通常の生体光代謝物質濃度に応じた表示対応を用いて表示してもよい。

0063

(波形マップにおける付加機能)
次に、図10乃至図13に基づいて、図6に示す波形マップにおける付加機能について説明する。図10は、弁別表示をした波形マップの一例を示す模式図である。図11は、波形グラフを用いて時間幅を変更して状態を判断した場合の結果の相違を説明する説明図である。図12は、波形グラフ単位で弁別表示をした一例を示す模式図である。図13は、一つの波形グラフを複数の領域に分割し、各分割領域単位で弁別表示をした一例を示す模式図である。

0064

図4と同様に、図6の(a)の波形マップ表示画面上に設定ボタン31を設ける。設定ボタン31を押下すると、図7の条件設定画面70が起動して、計測全体を通して注目するチャンネルを強調表示し、視覚的に目立たせる。目立たせるチャンネルの選択方法としては2種ある。1つはタスク遂行中の波形増加量(ヘモグロビン量の積分値に相当し、図6の(a)の波形グラフでは波形グラフの面積値として表示される。)が大きいチャンネルを自動で選択する方法である。もう1つは任意のチャンネルを手動で選択する方法である。

0065

前者の用途としては、タスクに対する反応部位を計測結果から読み取り、そこからなんらかの特徴を見出す時に用いる。後者はタスクを行う際に予め反応すると考えられるチャンネルを想定した上で行う時に用いる。例えば、語想記タスク(Verbal Fluency Test)を行った場合には前頭部が反応すると推定し、予め前頭部に位置する計測チャンネルを手動で選択する。また、指タッピングのタスクを行った場合には、側頭部が反応と推定し、予め側頭部に位置する計測チャンネルを手動で選択したりする。

0066

波形グラフを見る上で、これらの注目チャンネルを常に意識した上で、さらに細かい時間単位で注目チャンネルのどの時点で反応が起こっているか、あるいは注目チャンネル以外で特徴的な波形が発生しているか否かなどといったアプローチをしていくことは、解析を行う上で有効であるが、数十チャンネルに及ぶ計測部位の中から注目チャンネルを意識するには、強調して表示する必要があると考えられる。

0067

そこで、注目チャンネルの強調表示手段の一例として、図7の条件設定画面70では、「選択ボタン」74を設ける。「選択ボタン」74を押す度に注目チャンネルの選択方法が、自動/手動に切り替わり、「選択ボタン」74上にどちらの手法が選択されているかが表示される。

0068

自動選択の場合、第一選択部86が、各チャンネルの波形増加量を算出し、最も増加量が大きいチャンネルを抽出する。そして、強調表示処理部88が、選択されたチャンネルの波形グラフの表示色を変えたり点滅させたりすることにより強調表示する。

0069

手動選択の場合、強調表示したいチャンネルを計測者がマウス操作により選択し、第二選択部87がそのチャンネルの波形グラフを選択する。そして強調表示処理部88が、選択されたチャンネルの波形グラフの表示色を変えたり点滅させたりすることにより強調表示する。

0070

図10に強調表示された波形グラフの画面の例を示す。図10では、着色表示された3つのグラフ100が強調表示されている。波形グラフを視覚的に目立った表示をすることで、常にそのチャンネルを意識することが容易になり、別の判断作業に注力することが可能となる。

0071

図7の条件設定画面70で設定可能な「選択ボタン」74以外の他の条件、例えば、賦活条件設定部71、経時表示部72、変動値算出時間幅設定部73、の機能、設定方法は、既述のトポグラフィ画像の付加機能で説明したものと同様である。そして、各条件を満たしたチャンネルの抽出処理、また設定された条件の充足・非充足の判断処理は、抽出処理部84が行い、その結果に応じて、弁別表示処理部85が各チャンネルの波形グラフの背景色を、抽出処理部84の判断結果に応じて順次変化させて表示する点も既述のトポグラフィ画像の付加機能で説明したものと同様である。

0072

ここで、変動値算出時間幅設定部73に関して、設定する値の大小の意味を示す。この値を短く設定すると、過渡状態にあるデータを注目することになり、ある程度大きく設定すると1つのタスクにおいて全体的に上昇傾向にあるか下降傾向にあるのか、あるいはタスクに対する反応が持続的かそうでないか、といったことを注目することになる。

0073

例えば、図7の変動値算出時間幅設定部73において、時間幅を図11のt11となるように設定した場合、波形a、b共に全体の傾向としてt11からt12までの間に正方向の変動があり(t11範囲)、その状態を維持(t12、t13範囲)、その後負方向の変動(t14範囲)、という傾向の反応状態であることが分かる。一方、図7の変動値算出時間幅設定部73において、時間幅を図11のt21となるように設定した場合、t21からt24までの間(すなわち過渡状態において)に、閾値の設定によっても結果が違ってくるものの、波形aは変動なし、波形bは正方向の変動、という結果が得られ、波形aはbに比べて緩やかに変動が起こっている、ということがわかる。

0074

図7の条件設定画面70上で条件の入力設定の操作を行うと、その結果は図6に示した波形マップ形式のグラフ上に色別に描画することで反映される。先に示した4状態、すなわち(1)前回計測値に対して大きく増加、(2)前回計測値を維持、(3)前回計測値に対して大きく減少、(4)条件を満たさない/反応なし、をそれぞれ区別して表示する。表示の種類は2種類あり、「全体/バー」ボタン75で切り替える。

0075

図12は、「全体/バー」ボタン75の押下げ操作により、全体表示を選択した状態の表示例を示す。波形グラフ12a、12b、12c(これらは全て同じ波形グラフである。すなわち、同一被検体の同一計測チャンネルにおける波形グラフを示している)上に、表示時刻図8の経過時間722)を示す時刻バー111を重畳表示し、その時刻における状態を抽出処理部84が判断する。そして、弁別表示処理部85は、判断した結果得られたその時刻の状態に対応する背景色を用いて、波形グラフの背景全体に描画する。時刻バー111の移動は、時刻操作バー724を操作する、あるいは任意の波形グラフ上をマウスで直接ポイントすることで可能である。

0076

図12の表示形式で、時刻操作バー724を連続操作して変化させると、計測者が任意に設定した判断基準に従いデータを時系列で機械的に抽出することが可能である。また、その変化も色別で描画されるので、判別が容易になる。あるいは、タスクによって予め注目する部位の設定を行った場合、タスクを与えてから注目部位の大部分が抽出状態となる時間なども簡単に分かる。

0077

なお、図12では、t1時刻において増加反応であるため波形グラフ12a全体の背景色が増加反応に対応した背景色で描出されている。t2時刻においては、減少反応であるため波形グラフ12b全体の背景色が減少反応に対応した背景色で描出されている。t3時刻においては、反応なしであるため波形グラフ12c全体の背景色が反応なしに対応した背景色で描出されている。図12では図示を省略するが、波形グラフ上において指定した時刻が維持状態に相当する場合には、波形グラフ全体を維持反応に対応した背景色を用いて描出される。

0078

図13は、「全体/バー」ボタン75の押下げ操作により、バー表示を選択した状態の表示例を示す。図13では、抽出処理部84が、変動値算出時間幅設定部73の時間幅の設定値に従い、波形グラフを設定された時間幅で区切る。そして、各区間について、その時刻における状態を判断する。弁別表示処理部85は、波形グラフを上記時間幅で分割し、各分割領域13a、13bについて、その時刻の状態に対応する背景色を用いて、分割描画する。

0079

図13の表示形式の場合、各々のチャンネルのデータ変動が、弁別表示を伴わない波形のみの描画の場合に比べて視覚的に捉えやすく、また判断基準に沿った部分を確実に抽出可能である。

0080

本実施形態によれば、経時的に変化する生体光計測データに対して設定した判断基準に従った特定チャンネルの特定部分を機械的に抽出することが可能となる。よって、人の目視による抽出ではないため、判断の移り変わりの影響や、抽出の見落としがなくなり、脳活動を時系列で全体的に捉えることが容易となる。従って、確実に生体光計測データを次の解析に活かすことができる。

0081

<第二実施形態>
第二実施形態は、複数の被検体の生体光計測データについて、注目チャンネルのトポグラフィ画像又は波形グラフを強調、かつ並列表示する実施形態である。図14に基づいて第二実施形態について説明する。図14は、複数の被検体の波形グラフを並列かつ弁別表示をした一例を示す説明図である。より詳しくは、3人の被検体「Subject1」、「Subject2」、「Subject3」に対して、同一のあるタスクを行った時の生体光計測データを計測結果記憶部81に記憶し、その生体光計測データに基づく代表的な1つのチャンネルにおける波形グラフ141、142、143を並列表示した状態を示す。図14では、上段に「Subject1」の波形グラフ141を3つ横方向に並べて表示している。3つの波形グラフ141は、何れも同じものである。同様に、中段に「Subject2」の波形グラフ142を3つ横方向に並べて表示している。下段に「Subject3」の波形グラフ143を3つ横方向に並べて表示している。

0082

抽出処理部84は、各波形グラフ141、142、143における3つの時点t1、t2、t3において、ヘモグロビン量が賦活条件設定部71で設定された閾値145を超える値で反応あり、閾値以下で反応なしと判断し、弁別表示処理部85が反応ありの場合は、相対的に濃い背景色で、反応なしの場合は、相対的に薄い背景色で弁別表示する。以下、この弁別表示がされた波形グラフを用いた解釈の一例を示し、本機能の有効性を示す。

0083

「Subject1」において、t1の時点で反応があり、t2の時点でその反応が持続している。注目する時点で、t3の時刻まで経過すると反応がなくなる。この状態を典型的な反応推移であるとする。

0084

これに対し、「Subject2」は、t1時点では条件を満たさない(=反応していない)。t2になると反応があり、t3で反応がなくなる。この結果から「Subject2」は、タスクに対する反応が遅いということが分かる。t1時点で反応のある/なしを明確に区別すること、さらにそれを分かりやすく表示することで、判断がより容易になる。

0085

さらに、「Subject3」は、t1、t2時点では「Subject1」と同様の傾向を示している。しかしt3に特異な反応が認められる。t3時点における反応は、これまでの結果表示方法の場合、多数のチャンネルの結果の中から、それ以前の反応が典型的な傾向を示していた、という状況にあって計測者が見落としてしまう可能性が非常に高いと考えられる。本実施形態によれば、計測者の目視や主観によらず、条件に合ったチャンネルを機械的に抽出、表示することが可能となったことで、こうした見落としが防げる。

0086

<第三実施形態>
第三実施形態は、反応状態を記録する実施形態である。図8の条件設定画面に「Save」ボタン76を設ける。このボタンを計測者が押下げると、結果データ記憶部89が、押し下げした時刻の設定画面の結果データ(波形、もしくはトポグラフィ画像)を記録する。

0087

更に、結果データ記憶部89は、結果データを記録した時刻を、条件設定画面70の記録時刻表示部761に昇順で表示する。記録時刻表示部761の任意の項目を選択すると、再生部810がその時刻に記録された結果データを読み出して表示する。以下、結果データ記憶部89及び再生部810による機能の利用例を3つ示す。

0088

1つめは、1つ以上の代表チャンネルの状態に合わせて記録をする方法である。代表チャンネルに特徴的な動きが認められた時刻での結果データを複数点記録しておき、それらを順次表示させることは結果を把握する上で有効である。例えば「選択ボタン」74で設定した注目チャンネルの反応があった時点での結果をまず記録しておき、次に過渡状態を経て定常状態となった時点を記録、反応が下がり始めた時点をさらに記録、安静状態時まで波形が落ち着いた時点を最後に記録する。あとでその時間を確認、さらにその時々の全体的な波形を順次確認していくことで、注目チャンネルの注目時刻においてその他のチャンネルがどのような動向を示しているかを確認することが容易となり、脳を全体的に捉えることが可能となる。この時、計測者が予測していなかった新たな特徴がその他のチャンネルで見出される可能性もある。

0089

あるいは時刻操作バー724の操作で順次時刻を変化させて波形全体を確認し、その操作中に何か特徴的な結果があらわれた時点での時刻、および波形をマーキングする、といった用い方も考えられる。

0090

2つめは、ある時刻において抽出条件をいくつか設定し、それぞれ記録する方法である。例えば、経過時間722が10[s]時の割合による賦活条件設定部71において賦活条件の割合を60[%]、70[%]、80[%]と変化させ、それぞれの結果データを比較検討する。ここで、1つめの方法と合わせて用いることも可能である。まず賦活条件設定部71において賦活条件として割合を60[%]と設定し、時刻操作バー724の操作で時刻を変化させて反応が認められたチャンネルが複数出現する時刻を記録する。次にその時刻において賦活条件として割合を70[%]、80[%]と上げていき、その都度記録する。このようにして反応部位をより詳細に特定する。

0091

3つめは、タスクを複数回行った場合、それぞれのタスクに対する反応を比較する方法である。例えば、左右の指タッピングタスクをそれぞれ交互に2回ずつ行った場合、まず1回目左指タスクにおける反応状態を最もよく表している時刻を記録し、次に1回目右指タスクにおける反応状態も同様に記録する。2つの時刻と反応状態を比較検討することでタッピングタスクにおける左右の特徴をつかむことが容易になる。あるいは左指(右指)タスクのみ1回目と2回目の反応状態を比較することも可能である。

0092

以上の方法で、生体光計測装置における数十チャンネルにおよぶヘモグロビン濃度の変化量を「データが動くまでの時間」と「データ変動」に注目し、計測部位(主に脳)活動を「時系列に全体的に捉える」ことが可能である。

0093

<第四実施形態>
第四実施形態は、抽出処理部84が「反応あり」と判断すると、弁別表示処理部85が、反応があった計測チャンネルの表示色を、ヘモグロビン量に対応させた濃淡表示により表示する態様である。

0094

第一、第二、第三実施形態では、「反応あり」の状態を3状態に分けて(1)前回計測値に対して大きく増加、(2)前回計測値を維持、(3)前回計測値に対して大きく減少)示してきたが、条件を満たした以降の状態については従来のトポグラフィ表示と同様に詳細に表示することも可能である。これは、変動値算出時間幅設定部73で「0(ゼロ)」を設定することで実現する。変動値算出時間幅設定部73で「0(ゼロ)」にすると、図8の拡大トポグラフィ画像において抽出条件を満たした以降のそれぞれのチャンネルにおいては、図4と同様のその時点における値に応じた詳細な色の濃淡、すなわち生体代謝物質濃度に応じた色を用いて表示する。図6の波形マップでも同様に、抽出条件を満たした以降のそれぞれのチャンネルにおいて、図4と同様の詳細な色の濃淡でグラフ背景全体を描画する。

0095

図15は、実際の表示画面の一例を示す模式図である。従来の波形マップ上に、付加機能で説明した画面を重畳表示する。図15では、各種ボタン及びチャンネル毎の生体代謝物質濃度の時系列変化を示すグラフが表示された従来画面150に、付加機能で説明した画面として図10の弁別表示した波形マップ151を重畳している。このように、従来画面150と付加機能で説明した画面151とを重畳表示することで、見慣れた従来画面150を確認しつつ、抽出条件にあったチャンネル及びその状態を確認することができる。図15の表示画面例は一例であり、従来画面150と付加機能で説明した画面151との組み合わせは任意である。

0096

本実施形態により、反応があった計測チャンネルについてその時刻だけに対応させてこれまでよりも確実に容易に弁別することができる。

0097

1:装着部、2:光照射プローブ群、3:光検出プローブ群、4:照射用光ファイバ群、5:検出用光ファイバ群、6:計測装置本体、7:照射計測部、8:表示制御部、9:モニタ、10:生体光計測装置、11:ホルダ

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