[发明专利]生物体光测量装置及使用生物体光测量装置的生物体光测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用可见光或近红外光的生物体光测量装置。

背景技术

在通过使用了包括光拓扑造影法的、近红外分光法(Near－infrared spectroscopy:NIRS)的无侵袭光脑功能成像得到的光检测信号以及生物体信号(以下，称为NIRS信号)中，为了从头皮上开始照射光，存在有可能受到头皮中的皮肤血流变动的影响的报告。考虑这样的皮肤血流的影响，正在研究提取/去除这些成分的方法。这些中的多数通过多个照射-检测器(送光器-受光器)间距离(以下，称为SD(Source-Detector)距离)方式来取得来自深度不同的部位的信号成分，并使用这些来去除认为对较浅层部分的测量数据产生影响的皮肤血流信号。以下，将在多个SD距离中进行测量的方式称为多SD方式。

作为利用多SD方式的皮肤血流去除方法，以往，在专利文献1中公开了如下的方法，即：为了去除皮肤血流等信号，依存于被检者以及测量部位，从较长SD距离中的测量信号减去对较短SD距离中的测量信号乘上适当的系数(scaling factor)而得的信号。但是，该方法以可使用多SD测量数据为前提，当不能在各SD距离中取得适当的信号时，例如在光量较大而引起检测器的饱和时很难应用。

此外，在专利文献2中公开了如下的方法，即：使具有可被测量对象吸收的波长的光的强度按时间变化的同时，从光照射部向被检体内照射该光，将透过被检体的光通过沿着扫描方向排列的多个检测元件来进行检测。该方法适用于一维方向的测量，但很难应用于在脑功能测量等中使用的二维成像中。

并且，在专利文献3中公开了如下的方法，即：为了分离、去除NIRS信号中包含的皮肤血流的影响，提取来自脑或大脑皮质的信号，以实现基于多个SD距离的测量，并且各受光器接收的光在灰白质内传播的方式配置送光器以及受光器，使用各测量点的数据来实施独立成分分析(Independent component analysis、ICA)，使用各分离成分的权重值的SD距离依存性，由此判定每个独立成分是来自脑还是来自皮肤。在该方法中，也存在以可使用多SD测量数据为前提，取得稳定的信号的课题。

如非专利文献3所记载那样，在多SD方式中具有：在不同的多个SD距离的测量中，共通使用某送光器或受光器时，通过时间分割调整受光灵敏度的方法以及通过时间分割使光源的功率发生变化的方法，但在多SD方式中高密度地配置探针，因此在通过时间分割进行测量时，存在时间分解率低下的问题。并且，在通过时间分割进行测量时，例如同时进行SD距离为5mm和30mm的测量时，如图3所示具有4位数以上的检测光量的差异，在基于电磁作用的控制中，需要高精度且多级的放大电路等，从而引起生产成本增大。

并且，进行多SD测量时，具有多个SD距离的种类，并且将各SD距离的测量点在空间上均等配置，从而使各测量点处的灵敏度为一样的设计具有高效性。在将测量对象图像化为二维或三维的解析中，使测量点分布成一样变得重要，需要用于实现这样的测量的送光器以及受光器的适当的配置。

光透过率根据SD距离、被检者(年龄、性别)、测量部位等各种条件而不同。尤其，在人的前额部中，由于副鼻腔(或前头洞)的个人差的影响，平均光路长度以及透过率的变化较大(参照专利文献4)。在基于多SD方式的光脑功能测量中，需要根据测量时的各条件来调整光量或通过光学滤光器或光衰减器插入等来应对。在不使用光学滤光器时，有可能无法对检测器的动态范围以上的来自多个光源的检测光量差，设定检测器的适当的增益。当使用光学滤光器时，需要在探针侧或装置本体侧暂时拔出光纤，从而存在费时间的问题。并且，一个检测器同时接收来自位于多个SD距离的位置的光源的光时，为了稳定地检测出光量不同的多个信号，需要使用动态范围较广的检测器，或根据SD距离或检测光量将光学滤光器插入到光源侧。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2010-240298号公报

专利文献2:日本特开2006-200943号公报

专利文献3:PCT公报WO/2012/005303

专利文献4:PCT公报WO/2010/150751

非专利文献

非专利文献1：A.Maki et al.，“Spatial and temporal analysis of human mot or activity using noninvasive NIR topography”，Medical Physics，Vol.22，No.12，pp.1997-2005(1995)