[发明专利]光生物测量装置及使用光生物测量装置的分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光生物测量装置及使用光生物测量装置的分析方法，其使用光来获取表示关于测定部位的经时变化的观测信号。尤其是本发明可用作光脑功能成像(imaging)装置或氧监控器(monitor)，所述光脑功能成像装置使用近红外光以非侵扰的方式对脑部的测定部位的活动状况进行测量，所述氧监控器对生物中的测定部位的耗氧量进行监控。

背景技术

近年来，为了观察脑部的活动状况，而开发出使用光来简便且非侵扰地进行测定的光脑功能成像装置。此种光脑功能成像装置中，利用配置于被检者的头皮表面上的送光探针(probe)，而将不同的3种波长λ₁、λ₂、λ₃(例如，780nm、805nm、830nm)的近红外光向脑部照射，且利用配置于头皮表面上的受光探针，分别检测从脑部放出的各波长λ₁、λ₂、λ₃的近红外光的强度变化(受光量信息)ΔA(λ₁)、ΔA(λ₂)、ΔA(λ₃)。

而且，为了根据如此获得的受光量信息ΔA(λ₁)、ΔA(λ₂)、ΔA(λ₃)，来求出脑血流中的氧合血红蛋白(oxyhemoglobin)的浓度变化·光路长度的乘积[oxyHb]、脱氧血红蛋白(deoxyhemoglobin)的浓度变化·光路长度的乘积[deoxyHb]，例如，使用改进型比尔·朗伯(Modified Beer Lambert)定律而制定关系式(1)、关系式(2)、关系式(3)所示的联立方程式，并对该联立方程式求解。此外，根据氧合血红蛋白的浓度变化·光路长度的乘积[oxyHb]、与脱氧血红蛋白的浓度变化·光路长度的乘积[deoxyHb]来算出总血红蛋白的浓度变化·光路长度的乘积([oxyHb]+[deoxyHb])。

ΔA(λ₁)＝E_o(λ₁)×[oxyHb]+E_d(λ₁)×[deoxyHb]…(1)

ΔA(λ₂)＝E_o(λ₂)×[oxyHb]+E_d(λ₂)×[deoxyHb]…(2)

ΔA(λ₃)＝E_o(λ₃)×[oxyHb]+E_d(λ₃)×[deoxyHb]…(3)

另外，E_o(λm)为波长λm的光下的氧合血红蛋白的吸光度系数，E_d(λm)为波长λm的光下的脱氧血红蛋白的吸光度系数。

此处，对送光探针与受光探针之间的距离(通道(channel))和测定部位的关系进行说明。图8是表示一对送光探针及受光探针与测定部位的关系的图。送光探针12被压抵到被检者的头皮表面的送光点T，并且受光探针13被压抵到被检者的头皮表面的受光点R。而且，从送光探针12照射光，并且使从头皮表面放出的光入射到受光探针13。此时，从头皮表面的送光点T照射的光中的通过香蕉形状(测定区域)的光到达头皮表面的受光点R。

另外，光脑功能成像装置中，为了分别测定关于脑部的多处测定部位的氧合血红蛋白的浓度变化·光路长度的乘积[oxyHb]、脱氧血红蛋白的浓度变化·光路长度的乘积[deoxyHb]及总血红蛋白的浓度变化·光路长度的乘积([oxyHb]+[deoxyHb])，而利用例如近红外光谱分析仪等。

此种近红外光谱分析仪中，为了使8个送光探针12与8个受光探针13以规定的排列方式接触于被检者的头皮表面，而使用支架(holder)(送受光部)130。图9是表示插入有8个送光探针与8个受光探针的支架130的一例的平面图。