專利名稱：生物體光計(jì)測(cè)裝置、光照射位置及光檢測(cè)位置或測(cè)定信道的位置顯示方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物體光計(jì)測(cè)裝置、光照射位置及光檢測(cè)位置或測(cè)定信道的位置顯示方法，尤其是涉及向生物體照射近紅外光，對(duì)通過生物體內(nèi)部或在生物體內(nèi)部反射的光進(jìn)行計(jì)測(cè)，來計(jì)測(cè)生物體內(nèi)部的血液循環(huán)、血液循環(huán)動(dòng)態(tài)及血紅蛋白量變化的生物體光計(jì)測(cè)裝置、光照射位置及光檢測(cè)位置或測(cè)定信道的位置顯示方法。
背景技術(shù)：
生物體光計(jì)測(cè)裝置是能夠簡便地對(duì)被檢測(cè)體低限制且無害地計(jì)測(cè)生物體內(nèi)部的血液循環(huán)、血液循環(huán)動(dòng)態(tài)及血紅蛋白量變化的裝置，近年來，期待實(shí)現(xiàn)基于多信道裝置的測(cè)定數(shù)據(jù)的圖像化、向臨床的應(yīng)用。作為生物體光計(jì)測(cè)裝置的原理，已知有將可視至近紅外的波長的光向生物體照射，根據(jù)距離照射位置10-50mm左右的位置上的反射光來測(cè)定生物體內(nèi)部的裝置。而且，已知有在使用了多信道的生物體光計(jì)測(cè)裝置中，具備使測(cè)定對(duì)象中的計(jì)測(cè)部位與光照射位置及光檢測(cè)位置的位置關(guān)系簡單地在二維上顯示設(shè)定的功能。在專利文獻(xiàn)1中記載有一種生物體光計(jì)測(cè)裝置，其具有以下功能為了明確測(cè)定對(duì)象中的計(jì)測(cè)部位與光照射位置及光檢測(cè)位置以及生物體通過光強(qiáng)度圖像的三維的位置關(guān)系，計(jì)測(cè)光照射位置及光檢測(cè)位置，使生物體通過光強(qiáng)度圖像與測(cè)定對(duì)象的形狀圖像重合并顯示的功能，其中該生物體通過光強(qiáng)度圖像是基于計(jì)測(cè)到的光照射位置及光檢測(cè)位置而進(jìn)行了修正的圖像，該測(cè)定對(duì)象的形狀圖像是計(jì)測(cè)部位的目標(biāo)。作為測(cè)定對(duì)象的形狀圖像，列舉有測(cè)定對(duì)象的線框圖像、斷層圖像、CT圖像、MRI圖像。專利文獻(xiàn)1 日本特開2001-79008號(hào)公報(bào)在上述公知文獻(xiàn)中存在必須計(jì)測(cè)光照射位置及光檢測(cè)位置的問題。必須計(jì)測(cè)光照射位置及光檢測(cè)位置的情況對(duì)于計(jì)測(cè)者來說，要使用具有該計(jì)測(cè)單元的裝置，這樣會(huì)花費(fèi)成本。另外，在生物體光計(jì)測(cè)時(shí)，計(jì)測(cè)光照射位置及光檢測(cè)位置這項(xiàng)工作本身需要?jiǎng)诹蜁r(shí)間，會(huì)對(duì)計(jì)測(cè)者及被檢測(cè)體造成負(fù)擔(dān)。尤其是通常的生物體光計(jì)測(cè)使用多個(gè)信道數(shù)，因此必須計(jì)測(cè)的光照射位置及光檢測(cè)位置的個(gè)數(shù)也增多，從而成為大負(fù)擔(dān)。另一方面，相對(duì)于測(cè)定對(duì)象的形狀圖像，需要大致掌握光照射位置及光檢測(cè)位置并進(jìn)行重合顯示。例如，根據(jù)過去的生物體光計(jì)測(cè)的經(jīng)驗(yàn)，有時(shí)計(jì)測(cè)部位大致確定在前頭部、后頭部的特定的位置，而無需詳細(xì)的位置信息。相對(duì)于該需要，光照射位置及光檢測(cè)位置或測(cè)定信道的正確的三維位置的計(jì)測(cè)結(jié)果為過剩的信息，與目的相比，上述的成本及負(fù)擔(dān)成為過剩的負(fù)擔(dān)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種實(shí)際上不計(jì)測(cè)光照射位置及光檢測(cè)位置或測(cè)定信道的三維位置，而能夠顯示三維頭部圖像上的所述光照射位置及光檢測(cè)位置或所述測(cè)定信道的算出位置的生物體光計(jì)測(cè)裝置。為了解決上述課題，本發(fā)明如下所述構(gòu)成。本發(fā)明的生物體光計(jì)測(cè)裝置具備光源部，其照射近紅外光；光計(jì)測(cè)部，其計(jì)測(cè)被檢測(cè)體的多個(gè)測(cè)定點(diǎn)的所述近紅外光的通過光強(qiáng)度并輸出與每個(gè)測(cè)定點(diǎn)的通過光強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的信號(hào)作為每個(gè)測(cè)定信道的測(cè)定數(shù)據(jù)；信號(hào)處理部，其處理該光計(jì)測(cè)部的測(cè)定數(shù)據(jù)而進(jìn)行圖像化；以及顯示部，其顯示圖像化后的測(cè)定數(shù)據(jù)，所述生物體光計(jì)測(cè)裝置的特征在于，具備存儲(chǔ)部，其存儲(chǔ)與顯示用的頭部形狀相關(guān)的數(shù)據(jù)；以及控制部，其具有坐標(biāo)變換部，該坐標(biāo)變換部對(duì)從與所述頭部形狀相關(guān)的數(shù)據(jù)選擇的二維頭部圖像上設(shè)定的所述二維探測(cè)器的位置信息進(jìn)行坐標(biāo)變換并算出三維頭部圖像上的光照射位置及光檢測(cè)位置或所述測(cè)定信道的位置。發(fā)明效果以上，根據(jù)本發(fā)明，計(jì)測(cè)者不用計(jì)測(cè)光照射位置及光檢測(cè)位置的三維位置而能夠顯示三維頭部圖像上的光照射位置及光檢測(cè)位置或測(cè)定信道的位置。
圖1是用于說明本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)的圖。圖2是表示本發(fā)明的生物體光計(jì)測(cè)裝置所具備的主要功能的圖。圖3是用于說明本發(fā)明的實(shí)施例中的流程圖的圖。圖4A是表示在本發(fā)明的實(shí)施例中，計(jì)測(cè)者通過使用了顯示畫面的簡易操作設(shè)定二維頭部圖像上的探測(cè)器位置的狀況的圖。圖4B是表示在本發(fā)明的實(shí)施例中，計(jì)測(cè)者通過使用了顯示畫面的簡易操作在顯示二維頭部圖像和三維頭部圖像的畫面上設(shè)定探測(cè)器位置的狀況的圖。圖4C是表示在本發(fā)明的實(shí)施例中，計(jì)測(cè)者通過使用了顯示畫面的簡易操作在顯示二維頭部圖像和三維頭部圖像的畫面上設(shè)定探測(cè)器位置的另一例的圖。圖5是表示在本發(fā)明的實(shí)施例中，進(jìn)行坐標(biāo)變換處理A，根據(jù)二維頭部圖像上的探測(cè)器的中心坐標(biāo)位置，求出二維圓圖像上的探測(cè)器中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置的處理的圖。圖6是表示在本發(fā)明的實(shí)施例中，進(jìn)行坐標(biāo)變換處理B，根據(jù)二維圓圖像上的探測(cè)器中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置，求出三維半球面上的探測(cè)器中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置的處理的圖。圖7是表示在本發(fā)明的實(shí)施例中，進(jìn)行坐標(biāo)變換處理C，根據(jù)三維半球面上的探測(cè)器中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置，求出三維半橢圓體面上的探測(cè)器中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置的處理的圖。圖8是表示在本發(fā)明的實(shí)施例中，通過計(jì)算處理A，根據(jù)三維半橢圓體面上的探測(cè)器中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置，求出三維半橢圓體面上的光照射位置及光檢測(cè)位置的處理的圖。圖9是表示在本發(fā)明的實(shí)施例中，使用坐標(biāo)變換處理D，根據(jù)三維半橢圓體面上的光照射位置及光檢測(cè)位置，求出三維頭部圖像上的光照射位置及光檢測(cè)位置的處理的圖。圖10是表示在本發(fā)明的實(shí)施例中，在計(jì)算三維頭部圖像上的光照射位置及光檢測(cè)位置之后，使生物體通過光強(qiáng)度圖像和成為計(jì)測(cè)部位的目標(biāo)的測(cè)定對(duì)象的形狀圖像在三維上重合顯示的處理的圖。圖11是用于說明坐標(biāo)變換處理A的圖。圖12是用于說明坐標(biāo)變換處理B的圖。
圖13是用于說明坐標(biāo)變換處理C的圖。圖14是用于說明坐標(biāo)變換處理D的圖。圖15是用于說明坐標(biāo)變換處理D的圖。圖16是用于說明三維頭部圖像向三維半橢圓體的近似計(jì)算的圖。圖17是用于說明橢圓弧的長度的計(jì)算方法的圖。圖18是用于說明二維頭部圖像上的探測(cè)器位置的設(shè)定的圖。圖19是用于說明二維平面上的探測(cè)器的形狀信息的圖。圖20是用于說明二維平面上的探測(cè)器的形狀信息的圖。圖21是用于說明基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)位置的計(jì)算方法的圖。圖22是用于說明基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)位置的計(jì)算方法的圖。圖23是用于說明條件1中的三維半橢圓體上的截面和直線、曲線的式子的計(jì)算方法的圖。圖M是用于說明條件1中的截面Sl上的直線Ll的式子的計(jì)算方法的圖。圖25是用于說明條件1中的曲線L2、L3的計(jì)算方法的圖。圖沈是用于說明條件2中的三維半橢圓體上的截面和直線、曲線的式子的計(jì)算方法的圖。圖27是用于說明條件2中的截面Sl上的直線Ll的式子的計(jì)算方法的圖。圖觀是用于說明條件2中的曲線L2、L3的計(jì)算方法的圖。圖四是用于說明條件4中的三維半橢圓體上的截面和直線、曲線的式子的計(jì)算方法的圖。圖30是用于說明條件4中的截面Sl上的直線Ll的式子的計(jì)算方法的圖。圖31是用于說明條件4中的曲線L2、L3的計(jì)算方法的圖。圖32是用于說明條件5中的三維半橢圓體上的截面和直線、曲線的式子的計(jì)算方法的圖。圖33是用于說明條件5中的截面S2上的直線L2的圖。圖34是用于說明條件6中的三維半橢圓體上的截面和直線、曲線的式子的計(jì)算方法的圖。圖35是用于說明三維球面上配置的探測(cè)器的形狀的圖。圖36是用于說明三維球面上配置的探測(cè)器的形狀的圖。圖37是用于說明三維球面上的探測(cè)器的中心點(diǎn)P和與基準(zhǔn)點(diǎn)Ki的yz平面水平的截面的關(guān)系的圖。圖38是用于說明三維球面上的探測(cè)器的基準(zhǔn)點(diǎn)Ki和與光照射位置、光檢測(cè)位置 Mi的xy平面水平的截面的關(guān)系的圖。圖39是用于說明本發(fā)明向腦波形電極位置的顯示功能適用的流程圖的圖。圖40A是表示在圖39的實(shí)施例中，求出并展示三維半球上的各電極的坐標(biāo)位置的結(jié)果的圖。圖40B是表示在圖39的實(shí)施例中，使用二維頭部圖像上的各電極的坐標(biāo)位置，得到并展示與二維頭部圖像的重合圖像的結(jié)果的圖。圖40C是表示在圖39的實(shí)施例中，使用得到的三維頭部圖像上的各電極的坐標(biāo)位置，得到并展示與形狀圖像的重合圖像的結(jié)果的圖。符號(hào)說明100生物體光計(jì)測(cè)裝置，101光源部，102光計(jì)測(cè)部，103控制部，104半導(dǎo)體激光器， 105光模塊，106光纖，107被檢測(cè)體，108探測(cè)器座，109檢測(cè)用光纖，110光電變換元件，111 鎖定放大器，112A/D變換器，113信號(hào)處理部，114顯示部，115存儲(chǔ)部，116輸入輸出部，201 頭部形狀數(shù)據(jù)選擇部，202探測(cè)器位置簡易輸入部，203坐標(biāo)變換部，204 二維坐標(biāo)-三維坐標(biāo)變換部，205三維坐標(biāo)-二維坐標(biāo)變換部，206刺激提示部，207基于光照射位置的表面形態(tài)圖像生成部，208表面形態(tài)圖像與頭部形狀的重合處理部，209表面形態(tài)圖像與頭部形狀的重合顯示部，2011操作畫面，2012 二維頭部圖像，2013 二維探測(cè)器，3100三維頭部圖像
具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明的代表性的實(shí)施例，生物體光計(jì)測(cè)裝置具備探測(cè)器位置簡易輸入部， 計(jì)測(cè)者在二維上顯示的頭部圖像上設(shè)定光照射位置及光檢測(cè)位置，控制部根據(jù)設(shè)定的信息來計(jì)算三維上的光照射位置及光檢測(cè)位置。由此，不用計(jì)測(cè)光照射位置及光檢測(cè)位置的三維位置，而能夠使生物體通過光強(qiáng)度圖像和成為計(jì)測(cè)部位的目標(biāo)的測(cè)定對(duì)象的形狀圖像在
三維圖像上重合顯示。以下，對(duì)于本發(fā)明的生物體光計(jì)測(cè)裝置，參照
整體的裝置結(jié)構(gòu)、具體的結(jié)構(gòu)例等。(裝置結(jié)構(gòu))本發(fā)明的生物體光計(jì)測(cè)裝置是將近紅外光照射到生物體內(nèi)，檢測(cè)從生物體的表面附近反射或通過了生物體內(nèi)的光(以下，簡稱為通過光)，并產(chǎn)生與光的強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)的裝置。如圖1所示，該生物體光計(jì)測(cè)裝置100具備照射近紅外光的光源部101 ；計(jì)測(cè)通過光并變換成電信號(hào)的光計(jì)測(cè)部102 ；控制光源部101及光計(jì)測(cè)部102的驅(qū)動(dòng)的控制部 103。光源部101具備放射預(yù)定的波長的光的半導(dǎo)體激光器104以及多個(gè)光模塊105， 所述多個(gè)光模塊105具備用于將半導(dǎo)體激光器104發(fā)生的光調(diào)制成多個(gè)不同的頻率的調(diào)制器，各光模塊105的輸出光分別經(jīng)由光纖106從被檢測(cè)體107的預(yù)定的計(jì)測(cè)區(qū)域例如頭部的多個(gè)部位照射。另外，探測(cè)器座108安裝在被檢測(cè)體107上，光纖106或檢測(cè)用光纖109 固定在探測(cè)器座108上。在本發(fā)明中，將探測(cè)器座108內(nèi)的光纖106的光照射位置及檢測(cè)用光纖109的光檢測(cè)位置的大致中間點(diǎn)定義為測(cè)定信道。探測(cè)器座108對(duì)應(yīng)于被檢測(cè)體107的頭部形狀而使光照射位置及光檢測(cè)位置以規(guī)定的間隔排列成正方格子狀，在分別相鄰的光照射位置與光檢測(cè)位置的中間位置即計(jì)測(cè)位置(測(cè)定信道)上，求出未對(duì)被檢測(cè)體107的腦施加刺激時(shí)和對(duì)腦施加刺激時(shí)的氧化血紅蛋白濃度變化及脫氧化血紅蛋白濃度變化以及血紅蛋白濃度總量的變化。光計(jì)測(cè)部102包括將從計(jì)測(cè)區(qū)域的多個(gè)計(jì)測(cè)部位經(jīng)由檢測(cè)用光纖109引導(dǎo)的通過光分別變換成與光量對(duì)應(yīng)的電量的光電二極管等光電變換元件110 ；輸入來自光電變換元件110的電信號(hào)，選擇性地檢測(cè)與光照射位置對(duì)應(yīng)的調(diào)制信號(hào)的鎖定放大器111 ；以及將鎖定放大器111的輸出信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)的A/D變換器112。光源部101具備η個(gè)(η為自然數(shù))光模塊。光的波長雖然也基于生物體內(nèi)的注目物質(zhì)的分光特性，但在根據(jù)Hb和HM)2的濃度來計(jì)測(cè)氧飽和度或血液量時(shí)，從600nm 1400nm的波長范圍的光中選擇1或多個(gè)波長使用。光源部101對(duì)應(yīng)于氧化血紅蛋白和脫氧化血紅蛋白這兩種測(cè)定對(duì)象而發(fā)出兩種波長例如780nm及830nm的光，所述二波長的光被合成而從一個(gè)照射位置照射。鎖定放大器111選擇性地檢測(cè)光照射位置和與所述二波長相對(duì)應(yīng)的調(diào)制信號(hào)。能得到光照射位置與檢測(cè)位置之間的點(diǎn)(計(jì)測(cè)點(diǎn))的數(shù)目的2倍的信道數(shù)的血紅蛋白量變化信號(hào)。在控制部 103上還連接有信號(hào)處理部113、存儲(chǔ)部115、顯示部114或包含鼠標(biāo)117在內(nèi)的輸入輸出部116。而且，在被檢測(cè)體107的附近設(shè)置有刺激展示部118，將控制部103等生成的預(yù)定的刺激向被檢測(cè)體107提示(顯示)。存儲(chǔ)部115存儲(chǔ)信號(hào)處理部113的處理所需的數(shù)據(jù)或處理結(jié)果。作為與顯示用的頭部形狀相關(guān)的數(shù)據(jù)，例如，與被檢測(cè)體107的年齡或性別相應(yīng)的多個(gè)顯示用的“頭部形狀的標(biāo)準(zhǔn)的圖案”被表格化成二維的平面圖形和三維的形狀(線框圖像)的數(shù)據(jù)分別成對(duì)的形式，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部115中。該頭部形狀的標(biāo)準(zhǔn)的圖案或探測(cè)器的形狀基于過去的生物體光計(jì)測(cè)的數(shù)據(jù)例，根據(jù)對(duì)被檢測(cè)體107的計(jì)測(cè)目的預(yù)先準(zhǔn)備作為計(jì)測(cè)者(使用者)能夠把握被檢測(cè)體的特定的計(jì)測(cè)部位例如前頭部、后頭部這樣的計(jì)測(cè)位置的足量的位置信息。作為與顯示用的頭部形狀相關(guān)的數(shù)據(jù)，而且生物體光計(jì)測(cè)裝置具備的多個(gè)探測(cè)器座的各形狀或各探測(cè)器座內(nèi)的光纖或檢測(cè)用光纖的位置關(guān)系的數(shù)據(jù)成套，作為具有預(yù)定的圖案的“探測(cè)器”的數(shù)據(jù)被表格化，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部115中?？刂撇?03或信號(hào)處理部113具有通過CPU、存儲(chǔ)器、軟件等實(shí)現(xiàn)的各種運(yùn)算處理功能或圖像處理顯示功能。通過運(yùn)算處理功能，例如對(duì)變換成數(shù)字信號(hào)后的血紅蛋白量的變化信號(hào)進(jìn)行處理?；谠撎幚砗蟮男畔ⅲㄟ^信號(hào)處理部113制作按每個(gè)信道表示氧化血紅蛋白濃度變化、脫氧化血紅蛋白濃度變化、全血紅蛋白濃度變化等的圖形或?qū)⑵錁?biāo)繪在被檢測(cè)體的二維圖像上的圖像。該信號(hào)處理部113的處理結(jié)果由輸入輸出部116的顯示部114顯示。輸入輸出部116具備計(jì)測(cè)者用于輸入裝置的動(dòng)作所需的各種指令或輸出測(cè)定結(jié)果、處理結(jié)果的功能。顯示部114的顯示畫面具有圖形用戶界面(⑶I)功能，作為使用者用于通過利用鼠標(biāo)117等操作顯示畫面上的圖標(biāo)或“探測(cè)器”位置等而輸入各種的測(cè)定或處理所需的指令或坐標(biāo)位置等信息的輸入部起作用。例如，計(jì)測(cè)者不用實(shí)際計(jì)測(cè)被檢測(cè)體107 的探測(cè)器座108的位置即光照射位置及光檢測(cè)位置或測(cè)定信道的三維位置，作為與它們相當(dāng)?shù)男畔?，通過鼠標(biāo)操作選擇二維的“頭部形狀”，然后，通過設(shè)定相對(duì)于該“頭部形狀”的二維的“探測(cè)器”的位置，輸入“頭部形狀”上的探測(cè)器的位置坐標(biāo)的信息進(jìn)行使用。另外，當(dāng)然也可以根據(jù)需要，將用于二維的“探測(cè)器”的位置坐標(biāo)輸入的顯示部114和將信號(hào)處理部 113的處理結(jié)果與頭部形狀的探測(cè)器的位置重疊顯示的顯示部分別設(shè)置。圖2表示本發(fā)明的生物體光計(jì)測(cè)裝置100的控制部103或顯示部114等具備的主要功能。生物體光計(jì)測(cè)裝置100的顯示部114具備用于供使用者從存儲(chǔ)部115的“標(biāo)準(zhǔn)的頭部形狀”等的數(shù)據(jù)選擇最適合被檢測(cè)體的“頭部形狀的標(biāo)準(zhǔn)的圖案”或“探測(cè)器”的頭部形狀數(shù)據(jù)選擇部201 ；用于供使用者在基于選擇后的頭部形狀的標(biāo)準(zhǔn)的圖案等生成、顯示的“頭部形狀”的畫面圖像上輸入、設(shè)定被檢測(cè)體的探測(cè)器位置的探測(cè)器位置簡易輸入部 202;顯示坐標(biāo)變換后的圖像、或使表面形態(tài)圖像與頭部形狀上的光照射位置及光檢測(cè)位置或測(cè)定信道的算出位置重合后的圖像的顯示部209。生物體光計(jì)測(cè)裝置100的控制部103具備進(jìn)行輸入的探測(cè)器位置的坐標(biāo)變換處理并算出三維頭部圖像上的光照射位置及光檢測(cè)位置、或測(cè)定信道的位置的坐標(biāo)變換部 203 ；向被檢測(cè)體展示刺激的刺激提示部206 ；基于光照射位置而生成表面形態(tài)圖像的表面形態(tài)圖像生成部207 ；以及基于輸入的探測(cè)器位置而在頭部形狀上的光照射位置及光檢測(cè)位置、或測(cè)定信道的算出位置重合并生成表面形態(tài)圖像的重合處理部208。坐標(biāo)變換部203 具備根據(jù)探測(cè)器位置簡易輸入部202設(shè)定的二維的位置信息而計(jì)算三維頭部圖像上的光照射位置及光檢測(cè)位置、或測(cè)定信道的位置的功能。另外，坐標(biāo)變換部203具有從二維坐標(biāo)變換成三維坐標(biāo)的二維坐標(biāo)-三維坐標(biāo)變換部204和從三維坐標(biāo)變換成二維坐標(biāo)的三維坐標(biāo)-二維坐標(biāo)變換部205，例如，從二維頭部圖像向所述三維頭部圖像通過依次反復(fù)進(jìn)行在中途近似的形狀間的坐標(biāo)變換處理，而求出光照射位置及光檢測(cè)位置、或測(cè)定信道的算出位置。如后面詳細(xì)敘述所示，坐標(biāo)變換部 203為了使用者的信息輸入或運(yùn)算結(jié)果的輸出、顯示，探測(cè)器位置能夠進(jìn)行二維顯示或三維顯示的任意變換。另外，本發(fā)明的生物體光計(jì)測(cè)裝置100所具備的上述主要功能使用軟件通過控制部103或顯示部114等整體來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然并不局限于圖2所示的塊結(jié)構(gòu)。換言之，本發(fā)明的生物體光計(jì)測(cè)裝置100具備利用了具有GUI功能的顯示部的光照射位置及光檢測(cè)位置、或測(cè)定信道的三維位置的簡易顯示、設(shè)定功能。即，計(jì)測(cè)者將探測(cè)器座108安裝在被檢測(cè)體107的頭部上之后，不對(duì)安裝在被檢測(cè)體上的實(shí)際的光照射位置及光檢測(cè)位置進(jìn)行計(jì)測(cè)而在顯示畫面的二維頭部圖像上簡易設(shè)定被檢測(cè)體的光照射位置及光檢測(cè)位置，基于如此設(shè)定的信息通過坐標(biāo)變換等運(yùn)算處理來推定三維頭部圖像上的光照射位置及光檢測(cè)位置，從而能夠使實(shí)際計(jì)測(cè)的表面形態(tài)圖像與運(yùn)算處理得到的頭部圖像上的算出位置重合顯示的功能。由此，省略了在生物體光計(jì)測(cè)時(shí)對(duì)安裝在被檢測(cè)體上的實(shí)際的光照射位置及光檢測(cè)位置進(jìn)行計(jì)測(cè)的勞力和時(shí)間，從而能夠大幅度降低對(duì)計(jì)測(cè)者及被檢測(cè)體的負(fù)擔(dān)。(1. 0整體的具體的結(jié)構(gòu)例)接下來，使用圖3的流程圖及圖4 圖10的顯示畫面所顯示的操作畫面等例子來說明實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的生物體光計(jì)測(cè)裝置100的各功能的更具體的結(jié)構(gòu)。首先，使用者通過頭部形狀數(shù)據(jù)選擇部201，利用顯示畫面，選擇最適合被檢測(cè)體的“頭部形狀的標(biāo)準(zhǔn)圖案”或“探測(cè)器”。圖4(圖4A、圖4B、圖4C)表示本發(fā)明的顯示畫面的例子。在本實(shí)施例中，假定以操作的簡便性為優(yōu)先的操作畫面2011。S卩，在顯示部114的顯示畫面中顯示圖4A所示的操作畫面2011。在該操作畫面2011中顯示光照射位置及光檢測(cè)位置、或測(cè)定信道即二維頭部圖像2012、以多個(gè)光照射位置及光檢測(cè)位置為整體而形成一個(gè)塊的一個(gè)探測(cè)器(二維探測(cè)器)2013、二維探測(cè)器的中心坐標(biāo)位置2014、二維頭部圖像的中心坐標(biāo)位置2015。2019是各種指令或數(shù)據(jù)的輸入欄，配置有下拉形式的操作按鈕等圖標(biāo)的操作輸入部。操作畫面2011中的二維頭部圖像2012、二維探測(cè)器2013的形狀、位置或尺寸能夠供使用者通過鼠標(biāo)操作等，根據(jù)被檢測(cè)體107的年齡或測(cè)定目的、使用的探測(cè)器座108的種類等，任意選擇或變更顯示。圖4A所示的二維頭部圖像2012是從上方觀察頭部的俯視圖像。對(duì)應(yīng)于使用的探測(cè)器座108的形狀，使多個(gè)光照射位置及光檢測(cè)位置規(guī)則地排列于一個(gè)正方形的探測(cè)器并使探測(cè)器中心點(diǎn)存在于圖形的中心。另外，為了對(duì)應(yīng)于安裝在頭部上的狀態(tài)下的探測(cè)器座 108的俯視圖，也可以通過探測(cè)器座108的設(shè)置位置，使光照射位置或光檢測(cè)位置的間隔為不等間隔，圖形的中心位置也在探測(cè)器內(nèi)移動(dòng)而顯示在二維頭部圖像上。另外，作為二維頭部圖像，也可以構(gòu)成數(shù)據(jù)庫，以供使用者能夠根據(jù)測(cè)定目的選擇從各種方向觀察頭部的圖像，例如左右的側(cè)頭部、正面、或后頭部的二維頭部圖像作為位置設(shè)定用的二維圖像。接下來，使用者在軟件上設(shè)定選擇的二維頭部圖像2012上的探測(cè)器2013的位置 (S2010)。接下來，計(jì)測(cè)者使用由簡易操作設(shè)定的二維頭部圖像上的探測(cè)器位置的設(shè)定位置信息，進(jìn)行三維頭部圖像上的光照射位置及光檢測(cè)位置的計(jì)算(S2110)。首先，使用者基于在軟件上進(jìn)行了設(shè)定的二維頭部圖像上的探測(cè)器2013的位置， 進(jìn)行坐標(biāo)變換處理。該坐標(biāo)變換處理從二維頭部圖像向三維頭部圖像依次反復(fù)執(zhí)行在中途近似的形狀間的坐標(biāo)變換處理，求出光照射位置及光檢測(cè)位置、或測(cè)定信道的算出位置。 即，關(guān)于探測(cè)器中心點(diǎn)的位置，進(jìn)行坐標(biāo)變換處理A(S2020)、坐標(biāo)變換處理B(S2040)、坐標(biāo)變換處理C(S2060)，求出三維半橢圓體面上的探測(cè)器中心點(diǎn)的位置(S2060)。然后，執(zhí)行橢圓弧的長度的計(jì)算處理、根據(jù)三維半橢圓體面上的探測(cè)器中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置來計(jì)算光照射位置、光檢測(cè)位置的計(jì)算處理(S2080)?；谒鲇?jì)算處理的結(jié)果， 進(jìn)行三維頭部圖像上的光照射位置及光檢測(cè)位置、或測(cè)定信道即光照射位置及光檢測(cè)位置的計(jì)算(S2110)。另外，中途的近似的形狀的種類或坐標(biāo)變換處理的次數(shù)并不局限于上述例子。例如，也可以省略中途的上述坐標(biāo)變換處理C(S2060)。或者也可以從二維頭部圖像進(jìn)行至坐標(biāo)變換處理B、C，取代三維頭部圖像而將三維半球圖像作為最終的圖像，根據(jù)該三維半球畫上的探測(cè)器中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置來計(jì)算光照射位置、光檢測(cè)位置、或測(cè)定信道?；蛘咭部梢匀〈S頭部圖像而將三維半球圖像作為最終的圖像，計(jì)算光照射位置及光檢測(cè)位置、或測(cè)定信道。然后，在計(jì)算出三維頭部圖像上的光照射位置及光檢測(cè)位置、或測(cè)定信道(光照射位置及光檢測(cè)位置)(S2110)之后，使生物體通過光強(qiáng)度圖像和成為計(jì)測(cè)部位的目標(biāo)的測(cè)定對(duì)象的形狀圖像在三維上重合顯示(S2120)。另外，如圖4B所示，在使用者在軟件上設(shè)定探測(cè)器位置的步驟(S2010)中，在操作畫面2011上能夠與二維頭部圖像2012重疊而同時(shí)顯示三維頭部圖像(線框圖像)3100。 這是二維和三維的形狀數(shù)據(jù)分別成對(duì)而表格化并保持在存儲(chǔ)裝置的情況，或基于后面詳細(xì)敘述的二維和三維的坐標(biāo)變換的雙方向處理功能，將運(yùn)算處理的結(jié)果直接反映在操作畫面上的結(jié)果。作為重合的測(cè)定對(duì)象的三維頭部形狀圖像，在本實(shí)施例中，使用被檢測(cè)體的頭部的形狀框圖像。在圖4B中，二維探測(cè)器2013內(nèi)的圓及矩形角內(nèi)的數(shù)值表示被檢測(cè)體的左頭部的照射位置及光檢測(cè)位置。而且，在三維探測(cè)器2017中顯示三維頭部圖像3100。三維頭部圖像3100中的三維探測(cè)器2018的位置處于與二維頭部圖像2012中的二維探測(cè)器 2013的位置相對(duì)應(yīng)的左頭部。圖4C表示，通過鼠標(biāo)操作選擇橫長的矩形作為二維探測(cè)器2013的形狀，位置也處于前頭部的狀態(tài)，此時(shí)，三維頭部圖像3100內(nèi)的三維探測(cè)器2018的位置也處于前頭部。通過坐標(biāo)變換處理的雙方向處理功能，使用者利用鼠標(biāo)操作等改變?nèi)S探測(cè)器2018的形狀、 位置，而能夠改變二維頭部圖像2012的形狀、位置。而且，能夠通過鼠標(biāo)操作等使三維頭部圖像3100旋轉(zhuǎn)，而容易觀察三維探測(cè)器2018的形狀、位置。此時(shí)，二維頭部圖像內(nèi)的二維探測(cè)器的位置也連動(dòng)，進(jìn)行變形、移動(dòng)顯示。如此，通過在操作畫面2011中同時(shí)顯示二維頭部圖像和三維頭部圖像，能夠更正確地確認(rèn)計(jì)測(cè)者通過簡易操作設(shè)定的顯示畫面的頭部圖像上的被檢測(cè)體的光照射位置及光檢測(cè)位置，而根據(jù)需要進(jìn)行修正。根據(jù)狀況，計(jì)測(cè)者也可以通過鼠標(biāo)等的簡易操作在三維頭部圖像上操作三維探測(cè)器2018，輸入探測(cè)器座108的三維位置坐標(biāo)。在此，說明使用者在軟件上設(shè)定二維頭部圖像上的探測(cè)器位置2010的處理 S2010。首先，使用者通過鼠標(biāo)操作等來設(shè)定圖4A的操作畫面2011所顯示的二維頭部圖像2012上的探測(cè)器位置2010。另外，在本實(shí)施例中，設(shè)想為二維頭部圖像2012用于顯示光照射位置及光檢測(cè)位置的大致的位置，二維頭部圖像2012上的光照射位置及光檢測(cè)位置的位置信息的準(zhǔn)確度并不那么高。在以上的設(shè)想條件中，利用二維頭部圖像上的探測(cè)器的中心坐標(biāo)位置2014作為二維頭部圖像2012上的使用者的設(shè)定位置信息。接下來，說明圖3的流程中的“正方向的處理”，即二維頭部圖像上一三維頭部圖像上的坐標(biāo)變換處理A D、及計(jì)算處理A(S2080)。在正方向的處理中，首先，進(jìn)行坐標(biāo)變換處理A (S2020)，根據(jù)二維頭部圖像2012 上的探測(cè)器的中心坐標(biāo)位置2014，求出圖5所示的二維圓圖像2032上的探測(cè)器中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置2031 (S2030)。另外，二維圓圖像2032的中心與二維頭部圖像的中心坐標(biāo)位置2015一致。然后，進(jìn)行坐標(biāo)變換處理B (S2040)，根據(jù)二維圓圖像2012上的探測(cè)器中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置2031，求出圖6所示的三維半球面2052上的探測(cè)器中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置 2051(S2050)。然后，進(jìn)行坐標(biāo)變換處理C(S2060)，根據(jù)三維半球面上的探測(cè)器中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置2051，求出圖7所示的三維半橢圓體面2072上的探測(cè)器中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置 2071(S2070)。再者，通過計(jì)算處理A(S2080)，根據(jù)三維半橢圓體面上的探測(cè)器中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置2071，求出圖8所示的三維半橢圓體面2072上的光照射位置及光檢測(cè)位置 2091(S2090)。關(guān)于計(jì)算處理A(S2080)的詳細(xì)情況，在后面進(jìn)行說明。然后，使用坐標(biāo)變換處理D(S2100)，根據(jù)三維半橢圓體面上的光照射位置及光檢測(cè)位置2090，求出圖9所示的三維頭部圖像3100上的光照射位置及光檢測(cè)位置 2111 (S2110)。在坐標(biāo)變換的中途進(jìn)行三維半橢圓體面2072上的位置的算出是因?yàn)槿S半橢圓體面2072的三維形狀比三維半球面2052更接近三維頭部圖像3100的三維形狀，具有坐標(biāo)變換的處理容易進(jìn)行的優(yōu)點(diǎn)。另外，作為二維頭部圖像上的使用者進(jìn)行的設(shè)定位置的信息，也可以使用二維頭部圖像上的光照射位置及光檢測(cè)位置的位置信息，進(jìn)行與本實(shí)施例同樣的坐標(biāo)變換處理， 算出三維頭部圖像上的光照射位置及光檢測(cè)位置(S2110)。
計(jì)算出三維頭部圖像上的光照射位置及光檢測(cè)位置2111后，如圖10所示，使生物體通過光強(qiáng)度圖像2121和成為計(jì)測(cè)部位的目標(biāo)的測(cè)定對(duì)象的形狀圖像在三維上重合顯示 (S2120)。接下來，對(duì)于與形狀圖像的重合顯示的處理(S2120)，進(jìn)行補(bǔ)充說明?；诠庹丈湮恢玫谋砻嫘螒B(tài)圖像生成部207根據(jù)讀取的光照射位置及光檢測(cè)位置2111，按每個(gè)計(jì)測(cè)位置來計(jì)算分別相鄰的光照射位置及光檢測(cè)位置的三維空間中的距離d。此時(shí)在本實(shí)施方式中，計(jì)測(cè)位置數(shù)為16個(gè)，因此通過計(jì)算而算出的光照射位置及光檢測(cè)位置的三維空間中的距離d成為M個(gè)。接下來，表面形態(tài)圖像生成部207按照下述的式子(1)，對(duì)修正前的表面形態(tài)圖像即基于二維的光照射位置及光檢測(cè)位置的表面形態(tài)圖像Hb data (original)進(jìn)行修正，生成修正后的表面形態(tài)圖像即基于三維的光照射位置及光檢測(cè)位置的表面形態(tài)圖像HbdataOiew)。具體來說，對(duì)于通過3次樣條插補(bǔ)得到的表面形態(tài)圖像的每個(gè)像素的像
素值，利用最接近該像素的計(jì)測(cè)位置的距離d進(jìn)行修正。另外，此時(shí)的修正遵照下述的式子 ⑴。Hb data (new) = Hb data (original) XDistance · · · (1)其中，Distance = d/30接下來，表面形態(tài)圖像生成部207將修正后的表面形態(tài)圖像變換成按照先生成的線框圖像的表面形態(tài)圖像。具體來說，將構(gòu)成表面形態(tài)圖像的各像素的像素值與頭部線框坐標(biāo)配合，進(jìn)行三維映射插補(bǔ)，從而將其向三維表面形態(tài)圖像變換。然后，表面形態(tài)圖像生成部207生成將表面形態(tài)圖像重疊到線框圖像的三維圖像，將該三維圖像變換成從輸入單元指示的視點(diǎn)位置觀察到的二維圖像(“三維表面形態(tài)圖像”)，顯示在顯示單元的顯示面上。接下來，說明圖3的流程圖中的“反方向的處理”，即，三維頭部圖像上一二維頭部圖像上的處理。如上所述，坐標(biāo)變換處理A (S2020)、坐標(biāo)變換處理B (S2040)、坐標(biāo)變換處理 C(S2060)、坐標(biāo)變換處理D(S2100)是可逆的坐標(biāo)變換處理，因此使用者通過在三維頭部圖像上設(shè)定三維頭部圖像上的探測(cè)器位置，也能夠計(jì)算、顯示二維頭部圖像上的探測(cè)器位置。首先，例如在圖4B所示的狀態(tài)下，在三維頭部圖像3100上，使用者在軟件上設(shè)定三維頭部圖像上的探測(cè)器位置2017。在此，簡單地設(shè)定圖9所示的與三維頭部圖像3100上的探測(cè)器2111的中心點(diǎn)相當(dāng)?shù)奈恢?。接下來，根?jù)三維頭部圖像上的探測(cè)器中心點(diǎn)，使用坐標(biāo)變換處理D(S2100)，求出圖7所示的三維半橢圓體面2072上的探測(cè)器中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置2071。接下來，根據(jù)三維半橢圓體面上的探測(cè)器中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置2070，使用坐標(biāo)變換處理C(S2060)，求出圖6所示的三維半球面2052上的探測(cè)器中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置2051。然后，根據(jù)三維半球面上的探測(cè)器中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置2051，使用坐標(biāo)變換處理B(S2040)，求出圖5所示的二維圓圖像2032上的探測(cè)器中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置2031。根據(jù)該二維圓圖像上的探測(cè)器中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置2031，使用坐標(biāo)變換處理B (S2020)，求出二維頭部圖像上的探測(cè)器2013的位置。三維半橢圓體面2072上的光照射位置及光檢測(cè)位置2091、三維頭部圖像3100上的光照射位置及光檢測(cè)位置2111如上所述根據(jù)三維半橢圓體面2072上的探測(cè)器中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置2071求出。以上，根據(jù)本發(fā)明，通過實(shí)現(xiàn)計(jì)測(cè)者在二維上顯示的頭部圖像上設(shè)定光照射位置及光檢測(cè)位置，按照設(shè)定的信息來計(jì)算三維上的光照射位置及光檢測(cè)位置的功能，從而不用計(jì)測(cè)光照射位置及光檢測(cè)位置的三維坐標(biāo)，而能夠使生物體通過光強(qiáng)度圖像和成為計(jì)測(cè)部位的目標(biāo)的測(cè)定對(duì)象的形狀圖像在三維上重合顯示。即，計(jì)測(cè)者無需計(jì)測(cè)被檢測(cè)體的頭部的光照射位置及光檢測(cè)位置的三維坐標(biāo)，而能夠使被檢測(cè)體的生物體通過光強(qiáng)度圖像和成為計(jì)測(cè)部位的目標(biāo)的測(cè)定對(duì)象的形狀圖像在三維圖像上重合顯示。由于無需光照射位置及光檢測(cè)位置的準(zhǔn)確的計(jì)測(cè)結(jié)果，因此能夠縮短省略位置計(jì)測(cè)而產(chǎn)生的生物體光計(jì)測(cè)整體的時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)成本的節(jié)減及計(jì)測(cè)者的負(fù)擔(dān)減輕。接下來，進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例的坐標(biāo)變換處理。
(2.1. 二維頭部圖像e 二維圓圖像)首先，使用圖11說明坐標(biāo)變換處理A(S2020)。(2.1.1.坐標(biāo)變換處理A 二維頭部圖像一二維圓圖像)通過坐標(biāo)變換處理A(S2020)，說明使二維頭部圖像上的點(diǎn)與二維圓圖像上的點(diǎn)唯一對(duì)應(yīng)的計(jì)算順序。二維圓圖像為半徑Re、中心點(diǎn)(00)的圓。各坐標(biāo)點(diǎn)、偏角如下所述。點(diǎn)Pe(Xe Ye)作為坐標(biāo)變換處理A Q020)的對(duì)象的二維頭部圖像上的坐標(biāo)點(diǎn)點(diǎn)Oe (Xeo Yeo) 二維頭部圖像的中心點(diǎn)點(diǎn)Pet (Xet Yet)直線OePe與二維頭部圖像的交點(diǎn)偏角θ e:二維頭部圖像上的偏角偏角θ 二維圓圖像上的偏角點(diǎn)Pc (Xe Yc)通過坐標(biāo)變換處理A對(duì)點(diǎn)Pe進(jìn)行了坐標(biāo)變換后的二維圓圖像上的點(diǎn)的坐標(biāo)如下所述進(jìn)行坐標(biāo)變換的計(jì)算。(I) (Xe Ye) = (Xeo Yeo)時(shí)(Xe Yc) = (00)(II) (Xe Ye) Φ (Xeo Yeo)時(shí)⑴求出偏角06
I Xe -- Xeo [οι30] Oe - arccoa -1................................................................................................................................ (0< θ, < π)
Iv — Xeo)2 + (Ye - Yeo)2 J ‘Ye-Yeo彡O時(shí)原封不動(dòng)(O彡θ e ^ ji )Ye-Yeo < O 時(shí) θ e = - θ e(-ji 彡 θ e ^ 0)(ii)求出直線OePe與二維頭部圖像的交點(diǎn)Pet (Xet Yet)。(iii)求出點(diǎn) Pc (Xe Yc)二維圓圖像上的偏角Θ。= 0eO求出
(Xe Yc)= Rc
y{Xe - Xeo)2 -f (Ye - Yeo)2 ^(Xet - Xeo)2 + (Yet - Yeo)2
(cos(代)sm(0j)(2. 1. 2.坐標(biāo)變換處理A 二維圓圖像一二維頭部圖像)說明通過坐標(biāo)變換處理A(S2020)，使二維圓圖像上的點(diǎn)與二維頭部圖像上的點(diǎn)唯一對(duì)應(yīng)的計(jì)算順序。二維圓圖像為半徑Re、中心點(diǎn)(00)的圓。各坐標(biāo)點(diǎn)、偏角如下所述。點(diǎn)Pc (Xe Yc)作為坐標(biāo)變換處理A的對(duì)象的二維圓圖像上的點(diǎn)的坐標(biāo)θ 二維圓圖像上的偏角θ e 二維頭部圖像上的偏角點(diǎn)Oe (Xeo Yeo) 二維頭部圖像的中心點(diǎn)Oe點(diǎn)Pet (Xet Yet)直線OePe與二維頭部圖像的交點(diǎn)點(diǎn)Pe (Xe Ye)通過坐標(biāo)變化處理A對(duì)點(diǎn)Pc進(jìn)行了坐標(biāo)變換后的二維頭部圖像上的點(diǎn)的坐標(biāo)如下所述，進(jìn)行坐標(biāo)變換的計(jì)算。(I) (Xe Yc) = (00)時(shí)(Xe Ye) = (Xeo Yeo)(II) (Xe Yc) Φ (00)時(shí)⑴求出偏角θ c。
0153]Yc ^ O時(shí)原封不動(dòng)(O彡θ c彡Ji )
0154]Yc < O 時(shí) θ c = - θ c(-ji 彡 θ c 彡 0)
0155](ii)求出點(diǎn) Pet (Xet Yet)。
0156](ii-i)求出偏角為 ee = θ。。
0157](ii-2)求出直線 OePet。
0158]① 1 壚土?xí)r，y = tan9eX (χ-Xeo) +Yeo
η
0159]②代=土I (時(shí)，χ = O
0160](ii-3)通過求出頭部圖像與直線的交點(diǎn)，而求出點(diǎn)Pet (Xet Yet)
0161](iii)求出點(diǎn) Pe (Xe Ye)
0162](Xe Ye)= Vxet2 + Yet2 ‘ 乂妃 +-^--{cos6>e sm￡ e)+(Xeo Yeo)
0164]使用圖12，說明坐標(biāo)變換處理B (S2040)。
0165](2. 2. 1.坐標(biāo)變換處理B 二維圓圖像一三維半球面)
0166]說明通過坐標(biāo)變換處理B(S2040)，使二維圓圖像上的點(diǎn)與三維半球面上的點(diǎn)唯一
(2.2. 二維圓圖像e三維半球面)對(duì)應(yīng)的計(jì)算順序。
半球面。維圓圖像為半徑Re、中心點(diǎn)(00)的圓，三維半球面為半徑Rs、中心點(diǎn)(000)的
各坐標(biāo)點(diǎn)如下所述。
點(diǎn)Pc (Xe Yc)作為坐標(biāo)變換處理B的對(duì)象的二維圓圖像上的點(diǎn)點(diǎn)I^s (Xs Ys Zs)通過坐標(biāo)變換處理B對(duì)點(diǎn)Pc進(jìn)行了坐標(biāo)變換后的J維半球面
上的點(diǎn)(Zs彡0)如下所述，進(jìn)行坐標(biāo)變換的計(jì)算。(I)將點(diǎn)Pc的坐標(biāo)變換成極坐標(biāo)。使用極坐標(biāo)將點(diǎn)Pc的坐標(biāo)表現(xiàn)為(Xe Yc) = Rc · (cos θ c sin θ c)。
權(quán)利要求
1.一種生物體光計(jì)測(cè)裝置，具備光源部，其照射近紅外光；光計(jì)測(cè)部，其計(jì)測(cè)被檢測(cè)體的多個(gè)測(cè)定點(diǎn)的所述近紅外光的通過光強(qiáng)度并將與每個(gè)測(cè)定點(diǎn)的通過光強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的信號(hào)作為每個(gè)測(cè)定信道的測(cè)定數(shù)據(jù)輸出；信號(hào)處理部，其處理該光計(jì)測(cè)部的測(cè)定數(shù)據(jù)而進(jìn)行圖像化；以及顯示部，其顯示圖像化后的測(cè)定數(shù)據(jù)，所述生物體光計(jì)測(cè)裝置的特征在于， 具備存儲(chǔ)部，其存儲(chǔ)與顯示用的頭部形狀相關(guān)的數(shù)據(jù)；以及控制部，其具有坐標(biāo)變換部，該坐標(biāo)變換部對(duì)從所述與頭部形狀相關(guān)的數(shù)據(jù)選擇的二維頭部圖像上設(shè)定的所述二維探測(cè)器的位置信息進(jìn)行坐標(biāo)變換并算出三維頭部圖像上的光照射位置及光檢測(cè)位置或所述測(cè)定信道的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物體光計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述顯示部顯示與構(gòu)成所述二維探測(cè)器中的所述光照射位置及光檢測(cè)位置、或所述測(cè)定信道的三維探測(cè)器對(duì)應(yīng)的形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物體光計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述坐標(biāo)變換部從所述二維頭部圖像向所述三維頭部圖像通過依次反復(fù)進(jìn)行在中途近似的形狀間的坐標(biāo)變換處理，而求出所述光照射位置及光檢測(cè)位置、或所述測(cè)定信道的算出位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生物體光計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述坐標(biāo)變換部根據(jù)所述二維頭部圖像上的所述探測(cè)器的中心坐標(biāo)位置，求出二維圓圖像上的二維探測(cè)器中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置，根據(jù)所述二維圓圖像上的探測(cè)器中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置，求出三維半球面上的探測(cè)器中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置，根據(jù)該三維半球面上的探測(cè)器中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置，求出三維半橢圓體面上的三維探測(cè)器中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置，根據(jù)該三維半橢圓體面上的三維探測(cè)器中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置，求出三維半橢圓體面2上的所述光照射位置及光檢測(cè)位置、或所述測(cè)定信道的位置，作為所述三維頭部圖像上的所述光照射位置及光檢測(cè)位置、或所述測(cè)定信道的算出位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物體光計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述顯示部與所述二維頭部圖像重合地同時(shí)顯示所述二維探測(cè)器、對(duì)應(yīng)的三維頭部圖像及三維探測(cè)器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物體光計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，具備重合顯示部，該重合顯示部將來自所述光計(jì)測(cè)部的測(cè)定數(shù)據(jù)的處理結(jié)果與所述三維頭部圖像上的所述光照射位置及光檢測(cè)位置、或所述測(cè)定信道中的光計(jì)測(cè)部的算出位置重合，并顯示在所述顯示部上。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生物體光計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述坐標(biāo)變換部設(shè)定與所述三維頭部圖像上的探測(cè)器的中心點(diǎn)相當(dāng)?shù)奈恢脮r(shí)，根據(jù)該三維頭部圖像上的三維探測(cè)器的中心點(diǎn)，使用坐標(biāo)變換處理，求出三維半橢圓體面上的探測(cè)器中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置，根據(jù)所述三維半橢圓體面上的所述三維探測(cè)器中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置，使用坐標(biāo)變換處理，求出所述三維半球面上的探測(cè)器中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置，根據(jù)所述三維半球面上的探測(cè)器中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置，使用坐標(biāo)變換處理，求出所述二維圓圖像上的二維探測(cè)器中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置，根據(jù)該二維圓圖像上的探測(cè)器中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置，使用坐標(biāo)變換處理，求出所述二維頭部圖像上的所述二維探測(cè)器的位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生物體光計(jì)測(cè)裝置，其特征在于， 在所述測(cè)定信道具備多個(gè)腦波形電極，所述控制部對(duì)所述三維半球上的各電極的坐標(biāo)位置實(shí)施坐標(biāo)變換處理，得到所述二維圓圖像上的所述各電極的坐標(biāo)位置，對(duì)所述二維圓圖像上的各電極的坐標(biāo)位置實(shí)施坐標(biāo)變換處理，得到所述二維頭部圖像上的各電極的坐標(biāo)位置，使用所述二維頭部圖像上的所述各電極的坐標(biāo)位置，生成、顯示與所述二維頭部圖像2 的重合圖像，對(duì)所述三維半球上的所述各電極的坐標(biāo)位置實(shí)施坐標(biāo)變換處理，得到所述三維半橢圓體上的所述各電極的坐標(biāo)位置，對(duì)所述三維半橢圓體上的所述各電極的坐標(biāo)位置實(shí)施坐標(biāo)變換處理，得到所述三維頭部圖像上的所述各電極的坐標(biāo)位置，使用得到的所述三維頭部圖像上的所述各電極的坐標(biāo)位置，生成與形狀圖像的重合圖像，顯示在所述顯示部上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的生物體光計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，所述控制部使用所述三維頭部圖像、所述三維半橢圓體圖像、所述三維半球圖像、所述二維圓圖像、所述二維頭部圖像的各圖像上的計(jì)算結(jié)果，將所述腦波形電極位置與所述生物體光計(jì)測(cè)結(jié)果重合而顯示在所述顯示部上。
10.一種生物體光計(jì)測(cè)裝置中的光照射位置及光檢測(cè)位置、或測(cè)定信道的位置顯示方法，其特征在于，所述生物體光計(jì)測(cè)裝置具備光源部，其照射近紅外光；光計(jì)測(cè)部，其計(jì)測(cè)被檢測(cè)體的多個(gè)測(cè)定點(diǎn)的通過光強(qiáng)度并輸出與每個(gè)測(cè)定點(diǎn)的通過光強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的信號(hào)作為每個(gè)測(cè)定信道的測(cè)定數(shù)據(jù)；信號(hào)處理部，其處理該光計(jì)測(cè)部的測(cè)定數(shù)據(jù)而進(jìn)行圖像化；存儲(chǔ)部，其存儲(chǔ)與顯示用的頭部形狀相關(guān)的數(shù)據(jù)；顯示部，其顯示圖像化后的測(cè)定數(shù)據(jù)；以及控制部，其具有坐標(biāo)變換部，所述顯示部顯示二維頭部圖像和二維探測(cè)器，對(duì)顯示的所述二維頭部圖像上的所述二維探測(cè)器的位置信息進(jìn)行坐標(biāo)變換并算出三維頭部圖像上的三維探測(cè)器及所述光照射位置及光檢測(cè)位置及光檢測(cè)位置、或測(cè)定信道的位置，所述顯示部與所述二維頭部圖像重合地顯示所述二維探測(cè)器、對(duì)應(yīng)的所述三維頭部圖像及三維探測(cè)器。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的生物體光計(jì)測(cè)裝置中的光照射位置及光檢測(cè)位置、或測(cè)定信道的位置顯示方法，其特征在于，從所述二維頭部圖像向所述三維頭部圖像通過依次反復(fù)進(jìn)行在中途近似的形狀間的坐標(biāo)變換處理，求出所述三維探測(cè)器的所述光照射位置及光檢測(cè)位置、或所述測(cè)定信道的算出位置，使來自所述光計(jì)測(cè)部的測(cè)定數(shù)據(jù)的處理結(jié)果與所述三維頭部圖像上的所述三維探測(cè)器的所述光照射位置及光檢測(cè)位置、或所述測(cè)定信道的算出位置重合，顯示在所述顯示部上。
全文摘要
為了提供一種不計(jì)測(cè)光照射位置及光檢測(cè)位置或測(cè)定信道的三維位置，而能夠簡單地顯示光照射位置及光檢測(cè)位置或測(cè)定信道的三維位置的生物體光計(jì)測(cè)裝置，而具備顯示部，其顯示從與頭部形狀相關(guān)的數(shù)據(jù)選擇的二維頭部圖像和二維探測(cè)器；控制部，其具有坐標(biāo)變換部，該坐標(biāo)變換部對(duì)所顯示的二維頭部圖像上設(shè)定的所述二維探測(cè)器的位置信息進(jìn)行坐標(biāo)變換并算出三維頭部圖像上的光照射位置及光檢測(cè)位置或所述測(cè)定信道的位置。
文檔編號(hào)A61B5/0478GK102170826SQ20098013910
公開日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2009年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月1日
發(fā)明者淺香裕一 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立醫(yī)療器械