生物體光計(jì)測(cè)裝置、刺激提示方法及刺激提示程序的制作方法

生物體光計(jì)測(cè)裝置、刺激提示方法及刺激提示程序的制作方法
【專利摘要】以往，雖然提出了使用生物體光計(jì)測(cè)技術(shù)的、評(píng)價(jià)日常情緒狀態(tài)的方法，但是其方法并未確立。使用生物體光計(jì)測(cè)技術(shù)，在呈示1次或多次第1任務(wù)之后呈示多次第2任務(wù)，并且計(jì)算與所述第1任務(wù)對(duì)應(yīng)的規(guī)定的計(jì)測(cè)點(diǎn)的血紅蛋白信號(hào)、以及與所述第2任務(wù)對(duì)應(yīng)的規(guī)定的計(jì)測(cè)點(diǎn)的血紅蛋白信號(hào)，并計(jì)算使用了這些血紅蛋白信號(hào)的定量值。
【專利說(shuō)明】生物體光計(jì)測(cè)裝置、刺激提示方法及刺激提示程序
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及基于生物體光計(jì)測(cè)裝置的計(jì)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)被驗(yàn)者的情緒狀態(tài)的評(píng)價(jià)進(jìn)行支援的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，對(duì)于個(gè)人的包括情緒或感情在內(nèi)的精神狀態(tài)，正在研究從生物體計(jì)測(cè)結(jié)果提取其特征。在非專利文獻(xiàn)I所示出的使用fMRI的代表性研究中，在使個(gè)人觀看了引發(fā)健全者的情緒的運(yùn)動(dòng)圖像后，對(duì)執(zhí)行“n-back任務(wù)”這一任務(wù)時(shí)的個(gè)人的大腦額葉活動(dòng)進(jìn)行計(jì)測(cè)，并給出了評(píng)價(jià)情緒狀態(tài)的結(jié)果。n-back任務(wù)是需要人類的工作記憶(WM:workingmemory)這一功能的任務(wù),在該研究中，考慮語(yǔ)言性n-back任務(wù)和非語(yǔ)言性n-back任務(wù)所伴隨的額葉活動(dòng)，找出了愉快、不愉快所影響的特征。但是，在fMRI的計(jì)測(cè)中，作為計(jì)測(cè)對(duì)象的被驗(yàn)者的身體被束縛，并且被置于非常大的噪音之下，所以處于非日常的環(huán)境中。因此，fMRI的計(jì)測(cè)環(huán)境可能會(huì)給被驗(yàn)者的包括情緒和感情在內(nèi)的精神狀態(tài)帶來(lái)與日常狀態(tài)不同的影響。此外，例如在專利文獻(xiàn)I中記載了如下的生物體光計(jì)測(cè)裝置:該生物體光計(jì)測(cè)裝置使用從可視域到紅外域的多個(gè)波長(zhǎng)的光來(lái)對(duì)生物體內(nèi)部進(jìn)行計(jì)測(cè)，并將生物體內(nèi)部的信息進(jìn)行二維圖像化。該文獻(xiàn)所記載的生物體光計(jì)測(cè)裝置使半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生光，將產(chǎn)生的光用光纖引導(dǎo)而向被檢體的多個(gè)部位照射，在多個(gè)部位檢測(cè)在生物體內(nèi)透過(guò)或反射的光，通過(guò)光纖將檢測(cè)到的光引導(dǎo)至光電二極管，根據(jù)檢測(cè)光量將血液循環(huán)、血流動(dòng)態(tài)、血紅蛋白濃度變化等生物體信息進(jìn)行二維圖像化。這樣的生物體光計(jì)測(cè)裝置對(duì)生物體來(lái)說(shuō)具有非侵襲性且低束縛的特長(zhǎng)，所以與功能性核磁共振圖像法(functional magnetic resonanceimaging:fMRI)等大規(guī)模的腦活動(dòng)計(jì)測(cè)技術(shù)相比，更適于在日常環(huán)境下評(píng)價(jià)個(gè)人的精神狀態(tài)和生物體信息。
·[0003]例如在專利文獻(xiàn)2中記載了使用該生物體光計(jì)測(cè)技術(shù)來(lái)評(píng)價(jià)日常環(huán)境下的精神狀態(tài)和生物體信息的方法。該文獻(xiàn)所記載的方法與前述的fMRI研究同樣，給出激活人類的工作記憶(WM)功能的語(yǔ)言性WM任務(wù)(需要音韻回路的任務(wù))和非語(yǔ)言性WM任務(wù)(不需要音韻回路的任務(wù))，通過(guò)生物體光計(jì)測(cè)技術(shù)來(lái)對(duì)額葉活動(dòng)進(jìn)行計(jì)測(cè)，但是使用與n-back任務(wù)不同的任務(wù)。即，在n-back任務(wù)中，與依次在畫面上顯示的刺激的銘記.保持并行地回憶并回答數(shù)個(gè)之前的刺激，但是本文獻(xiàn)所使用的語(yǔ)言性及非語(yǔ)言性WM任務(wù)將WM任務(wù)執(zhí)行中的銘記.保持與回憶在時(shí)間上分離。
[0004]本文獻(xiàn)中示出的額葉活動(dòng)的特征為,伴隨著語(yǔ)言性麗任務(wù)的銘記?保持的額葉活動(dòng)與通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的答題紙POMS (Profile of Mood State)縮短版得到的“抑郁-消沉”的得分(P0MS_D)表現(xiàn)出負(fù)的相關(guān)性，而與回憶的關(guān)聯(lián)性較低。另一方面，關(guān)于伴隨著非語(yǔ)言性麗任務(wù)的額葉活動(dòng)，未得到與P0MS_D的顯著的相關(guān)性，但是任一 WM任務(wù)都基本上反映了相同的認(rèn)知要素，所以提出了將根據(jù)伴隨著語(yǔ)言性及非語(yǔ)言性WM任務(wù)的銘記?保持的額葉活動(dòng)計(jì)算出的、語(yǔ)言性及非語(yǔ)言性WM任務(wù)的相對(duì)值作為能夠在被驗(yàn)者之間比較的定量值來(lái)示出。[0005]本文獻(xiàn)的方法的優(yōu)點(diǎn)為，不需要在計(jì)測(cè)之前引發(fā)情緒變化，并且使用非束縛?非侵襲的生物體光計(jì)測(cè)技術(shù)，因此，期待使用本方法來(lái)客觀地取得反映了日常的情緒狀態(tài)的指標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)心理健康對(duì)策中的自我檢查系統(tǒng)。
[0006]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:特開平9-98972號(hào)公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)2:特開2009-285000號(hào)公報(bào)
[0010]非專利文獻(xiàn)
[0011]非專利文獻(xiàn) 1:Gray, et al., “ Integration of emotion and cognition inthe lateral prefrontal cortex, ” Proc.Natl.Acad.Sc1.U.S.A., 99 (6),4 I 15-4120(2002).[0012]發(fā)明的概要
[0013]發(fā)明所要解決的課題
[0014]使腦的活動(dòng)狀態(tài)可視化的生物體光計(jì)測(cè)技術(shù)被期待用來(lái)提供與情緒、感情等個(gè)人的精神狀態(tài)有關(guān)的信息，與fMRI等大型的腦功能圖像化技術(shù)相比，能夠在日常環(huán)境下使用。以往提出了使用生物體光計(jì)測(cè)技術(shù)來(lái)取得針對(duì)多種認(rèn)知任務(wù)的生物體信號(hào)、從而評(píng)價(jià)日常的情緒狀態(tài)的方法，但是尚未確立認(rèn)知任務(wù)的提示方法及一系列的計(jì)測(cè)協(xié)議。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明的生物體光計(jì)測(cè)裝置具有:1個(gè)或多個(gè)光照射機(jī)構(gòu)，向被檢體照射光；1個(gè)或多個(gè)光檢測(cè)機(jī)構(gòu)，檢測(cè)在被檢體內(nèi)`透過(guò)或反射的光；多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)，由所述光照射機(jī)構(gòu)和所述光檢測(cè)機(jī)構(gòu)的多個(gè)組合構(gòu)成；刺激呈示部，向被檢體呈示不同的多種任務(wù)；運(yùn)算部，根據(jù)由所述光檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)到的光的強(qiáng)度，計(jì)算基于所述被檢體的內(nèi)部的氧化血紅蛋白及脫氧血紅蛋白濃度變化的血紅蛋白信號(hào)；存儲(chǔ)部，保存所述血紅蛋白信號(hào)；以及多種表，在所述存儲(chǔ)部?jī)?nèi)表示任務(wù)的種類和呈示順序等；所述刺激呈示部基于所述表中記載的所述呈示順序，呈示I次或多次第I任務(wù)之后呈示多次第2任務(wù)，并且計(jì)算與所述第I任務(wù)對(duì)應(yīng)的規(guī)定的計(jì)測(cè)點(diǎn)的血紅蛋白信號(hào)、以及與所述第2任務(wù)對(duì)應(yīng)的規(guī)定的計(jì)測(cè)點(diǎn)的血紅蛋白信號(hào)，并計(jì)算使用了這些血紅蛋白信號(hào)的定量值。
[0016]發(fā)明效果
[0017]通過(guò)使用本發(fā)明的生物體光計(jì)測(cè)裝置，能夠?qū)θ粘－h(huán)境下的情緒狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
[0018]此外，能夠使得用于取得情緒狀態(tài)的協(xié)議最優(yōu)化。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是表示作為本發(fā)明的實(shí)施例的生物體光計(jì)測(cè)裝置的構(gòu)成的框圖。
[0020]圖2是表示在作為本發(fā)明的實(shí)施例的生物體光計(jì)測(cè)裝置的存儲(chǔ)部中保存的表的圖。
[0021]圖3是表示在作為本發(fā)明的實(shí)施例的生物體光計(jì)測(cè)裝置的存儲(chǔ)部中保存的表的圖。
[0022]圖4是表示構(gòu)成本發(fā)明的實(shí)施例的生物體光計(jì)測(cè)裝置的探測(cè)器(probe)的例子的圖。
[0023]圖5是表示空間性工作記憶任務(wù)的呈示順序的一例的圖。
[0024]圖6是表示語(yǔ)言性工作記憶任務(wù)的呈示順序的一例的圖。
[0025]圖7是表示空間性及語(yǔ)言性工作記憶任務(wù)的呈示順序的圖。
[0026]圖8是表示氧化Hb信號(hào)及脫氧Hb信號(hào)的一例的圖。
[0027]圖9是表示伴隨著工作記憶任務(wù)實(shí)施的腦活動(dòng)值和情緒答題紙得分的相關(guān)性的
一例的圖。
[0028]圖10是表示在實(shí)施例中說(shuō)明的數(shù)式的圖。
[0029]圖11是表不用于保存情緒指標(biāo)的表的圖。
[0030]圖12是表示情緒指標(biāo)顯示的一例的圖。
[0031]圖13是表不情緒指標(biāo)顯不的一例的圖。
[0032]圖14是表示情緒指標(biāo)顯示的一例的圖。
[0033]圖15是表示情緒指標(biāo)顯示的一例的圖。
[0034]圖16是表示情緒指標(biāo)顯示的一例的圖。
[0035]圖17是表示將情緒指標(biāo)與標(biāo)記建立對(duì)應(yīng)的表的圖。
[0036]圖18是表示計(jì)測(cè)設(shè)定畫面的一例的圖。
[0037]圖19是用于說(shuō)明實(shí)施例的步驟的流程圖。
[0038]圖20是表示工作記憶任務(wù)的呈示順序的一例的圖。
[0039]圖21是表示工作記憶任務(wù)的呈示順序的一例的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]在本發(fā)明中，提出了使得用于評(píng)價(jià)日常的情緒狀態(tài)的生物體光計(jì)測(cè)技術(shù)最優(yōu)化的手段。具體地說(shuō)，基于發(fā)明人研究出的下述見解。
[0041](I)將呈示多次非語(yǔ)言性WM任務(wù)之后呈示多次語(yǔ)言性WM任務(wù)的順序記為順序A，將呈示多次語(yǔ)言性麗任務(wù)之后呈示多次非語(yǔ)言性麗任務(wù)的順序記為順序B，與順序B相比，伴隨著順序A中的語(yǔ)言性麗任務(wù)的銘記?保持的額葉活動(dòng)的定量值與抑郁情緒的負(fù)的相關(guān)性顯著較高。
[0042](2)伴隨著非語(yǔ)言性麗任務(wù)的銘記.保持的額葉活動(dòng)的定量值在順序A、B之間并未發(fā)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)性的差異。
[0043]根據(jù)以上見解可知，為了得到反映了抑郁情緒的額葉活動(dòng)的定量值，順序A較為合適?；谠撚^點(diǎn)，以下在示出【具體實(shí)施方式】的同時(shí)，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明通過(guò)本發(fā)明公開的生物體光計(jì)測(cè)裝置。在本實(shí)施例中，通過(guò)使用生物體光計(jì)測(cè)，進(jìn)行無(wú)法由fMRI等大型腦功能計(jì)測(cè)裝置實(shí)現(xiàn)的日常環(huán)境下的情緒評(píng)價(jià)。
[0044]作為概要，利用了如下見解:下述“作為根據(jù)的研究”中記載的、反映語(yǔ)言性工作記憶(WM)的銘記.保持的腦活動(dòng)信號(hào)反映了健全者的日常情緒。
[0045](成為根據(jù)的研究)
[0046]對(duì)于40名健全被驗(yàn)者進(jìn)行下述的生物體光計(jì)測(cè)，并通過(guò)答題紙取得情緒得分，從而得到了解決課題的知識(shí)。
[0047]< 方法 >[0048]<生物體光計(jì)測(cè)>
[0049]將3 X 10個(gè)生物體光計(jì)測(cè)探測(cè)器400佩戴于額葉區(qū)域，從47個(gè)計(jì)測(cè)通道(ch)作為腦活動(dòng)數(shù)據(jù)取得血紅蛋白(Hb)信號(hào)，該生物體光計(jì)測(cè)探測(cè)器400如圖4 Ca)那樣將15個(gè)光照射點(diǎn)1041和15個(gè)光檢測(cè)點(diǎn)1061交替配置。這時(shí)，大腦皮層表面410的各計(jì)測(cè)點(diǎn)1001的位置如圖4 (b)所示，對(duì)各計(jì)測(cè)點(diǎn)1001的通道賦予1-47的編號(hào)。特別是，將相當(dāng)于左右的背外側(cè)前額葉皮層(Dorsolateral prefrontal cortex:DLPFC)的區(qū)域分別用實(shí)線411及412圍出，將相當(dāng)于前額葉皮層中央附近的額極的區(qū)域用虛線413圍出。使被驗(yàn)者執(zhí)行空間性工作記憶(WM)任務(wù)和語(yǔ)言性WM任務(wù)這2種任務(wù)，并對(duì)各個(gè)任務(wù)評(píng)價(jià)腦活動(dòng)。
[0050]圖5表示空間性麗任務(wù)的概略。將記憶圖像(SI)呈示1.5秒，該記憶圖像(SI)將配置于中心固定視點(diǎn)的周圍8處的正方形中的4處或2處設(shè)為白色正方形，將其余設(shè)為灰色正方形。在此，與白色正方形的數(shù)量相應(yīng)地分別稱為4項(xiàng)目條件、2項(xiàng)目條件，圖5是4項(xiàng)目條件的例子。在其7秒之后，呈示8處中的僅I處為白色正方形的再認(rèn)圖像(S2)。被驗(yàn)者被指示記住最初的記憶圖像SI的白色正方形的位置，并判斷再認(rèn)圖像S2的白色正方形與記憶中的白色正方形的位置的某一個(gè)是否一致。4項(xiàng)目條件和2項(xiàng)目條件的任務(wù)數(shù)分別設(shè)為8個(gè)，以隨機(jī)的順序呈示。
[0051]圖6表示語(yǔ)言性麗任務(wù)的概略。將在中心固定視點(diǎn)的周圍4處或2處配置了平假名的記憶圖像(SI)呈示1.5秒。在此，根據(jù)平假名的數(shù)量而分別稱為4項(xiàng)目條件、2項(xiàng)目條件，圖6是4項(xiàng)目條件的例子。在其7秒后，呈示顯示有I個(gè)片假名的再認(rèn)圖像(S2)。被驗(yàn)者記住先前的記憶圖像SI的文字，并判斷之后呈示的再認(rèn)圖像S2的片假名與先前記住的文字的某一個(gè)是否一致。通過(guò)使用在SI和S2之間不同的假名的種類，使被驗(yàn)者不是以文字的形態(tài)信息、而是以音韻信息記憶并判斷。4項(xiàng)目條件和2項(xiàng)目條件的任務(wù)數(shù)分別設(shè)為8個(gè)，以隨機(jī)的順序呈示。
[0052]空間性麗任務(wù)、語(yǔ)言性麗任務(wù)都通過(guò)由被驗(yàn)者按下控制器或鼠標(biāo)等的按鈕來(lái)回答。
[0053]此外，實(shí)施各WM任務(wù)的順序根據(jù)被驗(yàn)者取得計(jì)數(shù)平衡。即，半數(shù)的被驗(yàn)者按照?qǐng)D7Ca)所示的順序A，首先實(shí)施空間性麗任務(wù)，在空間性麗任務(wù)結(jié)束之后，實(shí)施語(yǔ)言性麗任務(wù)。剩余半數(shù)的被驗(yàn)者按照?qǐng)D7 (b)所示的順序B，首先實(shí)施語(yǔ)言性麗任務(wù)，在語(yǔ)言性麗任務(wù)結(jié)束之后，實(shí)施空間性麗任務(wù)。
[0054]在解析時(shí)，根據(jù)由各被驗(yàn)者的各ch計(jì)測(cè)的時(shí)序數(shù)據(jù)求出氧化Hb信號(hào)和脫氧Hb信號(hào)。將從WM任務(wù)的第I圖像(SI)的呈示到第2圖像(S2)的呈示為止的8.5秒作為任務(wù)期間，將加上任務(wù)期間前的I秒和任務(wù)期間后的16秒的25.5秒作為I個(gè)區(qū)塊(block)提取。使用將各區(qū)塊中的最初I秒和最后4秒的數(shù)據(jù)進(jìn)行I次擬合而得到的直線，對(duì)各區(qū)塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行基線修正。作為I個(gè)區(qū)塊提取的時(shí)間不限于上述情況，任務(wù)的時(shí)間長(zhǎng)度、任務(wù)前后的取得時(shí)間當(dāng)然可以適當(dāng)變更。此外，將從SI呈示起5秒后~8.5秒后作為活動(dòng)期間，在各區(qū)塊中，求出活動(dòng)期間中的氧化Hb信號(hào)的平均活動(dòng)值。進(jìn)而，將從全區(qū)塊的平均活動(dòng)值計(jì)算出的t值定義為“腦活動(dòng)值”。
[0055]〈答題紙〉
[0056]為了評(píng)價(jià)上述的任務(wù)呈示中的被驗(yàn)者的腦活動(dòng)的狀態(tài)與情緒的關(guān)聯(lián)性，使用評(píng)價(jià)被驗(yàn)者的情緒的、標(biāo)準(zhǔn)化的答題紙“POMS縮短版”(橫山和仁編著、“POMS縮短版入門與事例解說(shuō)”、金子書房、2005)，取得反映了過(guò)去I星期的期間的情緒狀態(tài)的POMS得分。該答題紙對(duì)于“緊張” “積極” “悲傷”等30個(gè)項(xiàng)目，從“完全不” “稍微” “些許” “非常” “嚴(yán)重”這5個(gè)階段選擇適合自己情緒的一項(xiàng)。根據(jù)該回答，得到被驗(yàn)者的情緒“緊張-不安I‘抑郁-消沉” “憤怒-敵意” “活潑” “疲勞” “混亂”這6個(gè)尺度的POMS得分。
[0057]< 結(jié)果 >
[0058]對(duì)Hb信號(hào)進(jìn)行研究的結(jié)果，在空間性麗任務(wù)、語(yǔ)言性麗任務(wù)中，都局部地觀察到了與任務(wù)同步的氧化Hb信號(hào)的增加及脫氧Hb信號(hào)的減少(圖8)。主要的活動(dòng)部位是相當(dāng)于左右的背外側(cè)前額葉皮層(Dorsolateral Prefrontal Cortex, DLPFC)的區(qū)域。已知DLPFC是由中額回(布拉德曼的46野、BA46)等構(gòu)成的區(qū)域，由麗任務(wù)激活。腦活動(dòng)的空間特性在任何任務(wù)條件下都是類似的，尚未確認(rèn)到空間性WM任務(wù)及語(yǔ)言性WM任務(wù)這樣的任務(wù)種類的不同所導(dǎo)致的差異。此外，關(guān)于活動(dòng)部位的Hb信號(hào)的時(shí)間變化，也沒有發(fā)現(xiàn)任務(wù)間的差異。
[0059]此外，按照任務(wù)實(shí)施的順序(順序A、B,參照?qǐng)D7)將腦活動(dòng)值(t值)與POMS得分的相關(guān)關(guān)系分類并進(jìn)行了解析。其結(jié)果，在順序A(先:空間性麗任務(wù)，后:語(yǔ)言性麗任務(wù))中，在伴隨著語(yǔ)言性WM任務(wù)的腦活動(dòng)值與POMS抑郁得分之間統(tǒng)計(jì)性地發(fā)現(xiàn)了顯著的負(fù)相關(guān)，在伴隨著空間性WM任務(wù)的腦活動(dòng)值與POMS抑郁得分之間發(fā)現(xiàn)了較弱的正相關(guān)，但是并沒有統(tǒng)計(jì)性的顯著差(圖9 (a) (b))。另一方面，在順序B (先:語(yǔ)言性麗任務(wù)，后:空間性WM任務(wù))中，沒有發(fā)現(xiàn)順序A那樣的任務(wù)間的差異。
[0060]進(jìn)而，基于順序A的上述傾向，根據(jù)空間性麗任務(wù)的各區(qū)塊的平均活動(dòng)值與語(yǔ)言性WM任務(wù)的各區(qū)塊的平均活動(dòng)值，計(jì)算它們之差而作為t值，結(jié)果，在相當(dāng)于DLPFC411、412的計(jì)測(cè)點(diǎn)中，統(tǒng)計(jì)性地得到了與POMS抑郁得分的顯著的正相關(guān)(圖9 (C))。
[0061]以上的結(jié)果在評(píng)價(jià)伴·隨著空間性麗任務(wù)及語(yǔ)言性麗任務(wù)的腦活動(dòng)與POMS抑郁得分的相關(guān)性時(shí)，伴隨著空間性WM任務(wù)的腦活動(dòng)值與順序無(wú)關(guān)而在統(tǒng)計(jì)上不具備顯著的相關(guān)，但是對(duì)于語(yǔ)言性麗任務(wù)，與順序B相比，順序A在統(tǒng)計(jì)上出現(xiàn)了顯著的差。這樣，在獲得針對(duì)2種WM任務(wù)的腦活動(dòng)值時(shí)，通過(guò)將任務(wù)的呈示順序最優(yōu)化而得到更能反映情緒狀態(tài)的傾向的方法是新的方法。發(fā)明人們發(fā)現(xiàn)，通過(guò)將不同的任務(wù)的呈示順序最優(yōu)化，能夠得到與抑郁關(guān)聯(lián)的指標(biāo)。
[0062]基于以上的見解，以下作為實(shí)施例說(shuō)明實(shí)現(xiàn)上述理論的生物體光計(jì)測(cè)裝置的具體構(gòu)成及步驟。
[0063]實(shí)施例1
[0064]圖1表示本發(fā)明的生物體光計(jì)測(cè)裝置的概略構(gòu)成圖。本實(shí)施例中的生物體光計(jì)測(cè)裝置具有:1個(gè)或多個(gè)光照射機(jī)構(gòu)1041，向被檢體照射光；以及I個(gè)或多個(gè)光檢測(cè)機(jī)構(gòu)1061，檢測(cè)在被檢體中透過(guò)或反射的光；通過(guò)將光照射機(jī)構(gòu)1041和光檢測(cè)機(jī)構(gòu)1061組合多個(gè)而具有多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)1001。此外，本發(fā)明的生物體光計(jì)測(cè)裝置具有:顯示部110，向被檢體100呈示任務(wù)；存儲(chǔ)部109，保存與任務(wù)的呈示方法及生物體光計(jì)測(cè)的結(jié)果有關(guān)的各種信息；多種表800，在所述存儲(chǔ)部?jī)?nèi)表示任務(wù)的種類和呈示順序等信息；輸入機(jī)構(gòu)112，取得來(lái)自被檢體100的響應(yīng)；并且具有用于進(jìn)行計(jì)測(cè)、刺激呈示、解析的運(yùn)算部111，在運(yùn)算部111內(nèi)具有:刺激呈示部1112，控制向顯示部110的任務(wù)呈示；生物體光計(jì)測(cè)部1111，控制光照射機(jī)構(gòu)1041的光照射，進(jìn)行從光檢測(cè)機(jī)構(gòu)1061的受光信號(hào)向血紅蛋白信號(hào)的變換處理，并且通過(guò)輸入機(jī)構(gòu)112取得來(lái)自被檢體100的響應(yīng)；以及解析部1113，根據(jù)血紅蛋白信號(hào)計(jì)算腦活動(dòng)值或?qū)嵤┙y(tǒng)計(jì)性的處理，并保存到存儲(chǔ)部109中，并且參照存儲(chǔ)部109所保存的與生物體光計(jì)測(cè)的結(jié)果有關(guān)的信息，對(duì)生物體光計(jì)測(cè)部1111進(jìn)行控制。
[0065]在此，光照射機(jī)構(gòu)1041照射能夠透過(guò)生物體的600~900nm左右的波長(zhǎng)中的2波長(zhǎng)的光。具體的照射方法如下所述。通過(guò)數(shù)字/模擬變換器101，將在運(yùn)算部111內(nèi)的生物體光計(jì)測(cè)部1111中發(fā)生的光源驅(qū)動(dòng)信息變換為模擬信號(hào)，通過(guò)調(diào)制器102變換為光源驅(qū)動(dòng)信號(hào)。通過(guò)所述光源驅(qū)動(dòng)信號(hào)使光源103及104 (激光二極管(LD)和LED (Light-EmittingDiode))發(fā)光,通過(guò)光混合器105將所述2波長(zhǎng)的光混合,并通過(guò)光纖900引導(dǎo)至光照射機(jī)構(gòu)1041而向被檢體100照射?；蛘?，將發(fā)出所述2波長(zhǎng)的光的LD或LED封裝到I個(gè)封裝件中，直接與被檢體100接觸而向被檢體100照射。光檢測(cè)機(jī)構(gòu)1061通過(guò)與被檢體接觸的光纖900來(lái)引導(dǎo)光，并由光檢測(cè)器106 (硅光電二極管、雪崩光電二極管、光電倍增器等)受光，并且通過(guò)鎖相放大器107及模擬/數(shù)字變換器108將該受光信號(hào)取出而發(fā)送至生物體光計(jì)測(cè)部1111?；蛘撸瑢⒐鈾z測(cè)器106和模擬/數(shù)字變換器108安裝在I個(gè)封裝件中并接觸在被檢體100上而進(jìn)行直接檢測(cè)，并且在生物體光計(jì)測(cè)部1111中對(duì)數(shù)字信號(hào)通過(guò)軟件進(jìn)行鎖相處理，取得該受光信號(hào)。
[0066]此外，所述生物體光計(jì)測(cè)裝置具有:顯示部110，向被檢體100呈示多種任務(wù)(第I任務(wù)及第2任務(wù));以及運(yùn)算部111，計(jì)算被檢體100的各計(jì)測(cè)點(diǎn)1001處的腦活動(dòng)信號(hào)；運(yùn)算部111所具有的刺激呈示部1112基于存儲(chǔ)部109中記錄的表800，在顯示部110上呈示任務(wù)。圖2的表801表示表800的例子。表801包括:任務(wù)編號(hào)、任務(wù)種類(在此為空間性麗任務(wù)或語(yǔ)言性WM任務(wù))、或者表示任務(wù)為第I任務(wù)還是第2任務(wù)的信息。在此，如上述“成為根據(jù)的研究”所示，將空間性麗任務(wù)作為第I任務(wù)，將語(yǔ)言性麗任務(wù)作為第2任務(wù)。另外，在此，“第I”及“第2”表示任 務(wù)的呈示順序，意味著在將第I任務(wù)呈示了一定次數(shù)之后呈示第2任務(wù)。刺激呈示部1112預(yù)先從表801讀出應(yīng)該呈示的任務(wù)信息，按照呈示順序，例如像圖7 (a)的順序A那樣呈示任務(wù)。
[0067]運(yùn)算部111所具有的解析部1113分別求出針對(duì)第I任務(wù)的被檢體100的各計(jì)測(cè)點(diǎn)1001處的腦活動(dòng)信號(hào)和針對(duì)第2任務(wù)的被檢體100的計(jì)測(cè)點(diǎn)1001處的腦活動(dòng)信號(hào)，并且計(jì)算各個(gè)腦活動(dòng)信號(hào)的相對(duì)值。首先，解析部1113基于圖10中的數(shù)式(數(shù)I)(數(shù)2)計(jì)算計(jì)測(cè)點(diǎn)1001處的腦活動(dòng)信號(hào)。在此，(數(shù)I)中的Act_l (l)、Act_l (2)、...、Act_l (η)分別表示針對(duì)第I任務(wù)的第I區(qū)塊、第2區(qū)塊、..?、第η區(qū)塊的腦活動(dòng)信號(hào)，例如，如上述“成為根據(jù)的研究”所示，是將從SI呈示起5秒后~8.5秒后作為活動(dòng)期間的各區(qū)塊中的活動(dòng)期間的氧化Hb信號(hào)的平均活動(dòng)值。(數(shù)2)中的Act_2 (l)、Act_2 (2)、..?與上述說(shuō)明同樣，將“第I任務(wù)”替換為“第2任務(wù)”來(lái)說(shuō)明。基于(數(shù)I)及(數(shù)2)，分別計(jì)算針對(duì)第I任務(wù)及第2任務(wù)的、各區(qū)塊的腦活動(dòng)信號(hào)的平均值Mean_l及Mean_2。然后，計(jì)算針對(duì)第I任務(wù)及第2任務(wù)的腦活動(dòng)值的相對(duì)值。例如，基于(數(shù)3)，根據(jù)上述Mean_l及Mean_2求出情緒指標(biāo)D_index。此外，也可以對(duì)于各個(gè)腦活動(dòng)信號(hào)如圖10中的數(shù)式(數(shù)4)那樣賦予權(quán)重。在此，(數(shù)4)中的kl、k2分別是針對(duì)Mean_l及Mean_2的加權(quán)系數(shù)。
[0068]此外，相對(duì)值的計(jì)算方法也可以是與針對(duì)第I任務(wù)及第2任務(wù)的腦活動(dòng)信號(hào)之差相對(duì)應(yīng)的t值。t值的計(jì)算方法基于(數(shù)5)，在此，σ _1及σ _2分別是針對(duì)第I任務(wù)及第2任務(wù)的各區(qū)塊的腦活動(dòng)信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)偏差，此外，nl及n2分別是第I任務(wù)及第2任務(wù)的區(qū)塊數(shù)。
[0069]解析部1113將以上那樣計(jì)算的情緒指標(biāo)Djndex保存到存儲(chǔ)部109中。具體地說(shuō)，將識(shí)別作為計(jì)測(cè)對(duì)象的被驗(yàn)者的ID、計(jì)測(cè)日、使用的任務(wù)編號(hào)、以及情緒指#D_index作為圖11的表803而建立對(duì)應(yīng)，并保存到存儲(chǔ)部109中。此外，解析部1113例如如圖12~16所示,將計(jì)算出的情緒指標(biāo)D_index顯示在顯示部110上。圖12是以面部標(biāo)記來(lái)示出情緒指標(biāo)的例子。例如，如圖17 (a)所75,在存儲(chǔ)部109中保存有將情緒指標(biāo)與面部標(biāo)記建立了對(duì)應(yīng)的表804。解析部1113在計(jì)算出情緒指標(biāo)D_index之后，參照表804從存儲(chǔ)部109讀出，并將對(duì)應(yīng)的面部標(biāo)記如圖12 (a)那樣顯示在顯示部110上。此外，解析部1113參照表803，讀出對(duì)象被驗(yàn)者的過(guò)去的情緒指標(biāo)，并參照表804選擇分別對(duì)應(yīng)的面部標(biāo)記，如圖12 (b)所示,能夠?qū)⑶榫w指標(biāo)D_index的曲線圖與建立了對(duì)應(yīng)的面部標(biāo)記一起顯示。此外，圖13是將以上的顯示例作為天氣標(biāo)記的同樣的例子，解析部1113參照?qǐng)D17 (b)的表804來(lái)選擇與計(jì)算出的情緒指標(biāo)D_index對(duì)應(yīng)的天氣標(biāo)記,并如圖13 (a) (b)那樣顯示在顯示部110上。此外，圖14是解析部1113從表803讀出過(guò)去的情緒指標(biāo)D_index、與表804的面部標(biāo)記建立對(duì)應(yīng)并以彩條賦予顏色而顯示在顯示部109上的例子。此外，圖15是解析部1113在計(jì)算出的情緒指標(biāo)D_index低于一定基準(zhǔn)的情況下、在顯示部110上顯示催促被驗(yàn)者休息的圖像的一例。此外，圖16是與情緒指標(biāo)D_index對(duì)應(yīng)的、基于類似于表804或805的表(未圖示)而將情緒指標(biāo)D_index以百分比(圖16 (a))、條形圖(圖16 (b))、5階段評(píng)價(jià)(圖16 (c))等示出的例子。[0070]在上述的構(gòu)成中，將分別針對(duì)不同任務(wù)的腦活動(dòng)信號(hào)進(jìn)行比較，給出用于得到與抑郁情緒關(guān)聯(lián)的指標(biāo)的最佳任務(wù)呈不順序，并且將情緒指標(biāo)顯不在顯不部110上，從而給被驗(yàn)者帶來(lái)反饋，得到能夠使被驗(yàn)者認(rèn)識(shí)到自身的客觀的情緒狀態(tài)及其變化的效果。
[0071]實(shí)施例2
[0072]接下來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的生物體光計(jì)測(cè)裝置的另一實(shí)施方式。圖18是計(jì)測(cè)設(shè)定畫面的一例，表示將任務(wù)次數(shù)設(shè)定顯示IlOA顯示在顯示部110上的例子。任務(wù)次數(shù)設(shè)定顯示IlOA能夠由刺激呈示部1112輸入并設(shè)定呈示第I任務(wù)及第2任務(wù)的次數(shù)。刺激呈示部1112接受任務(wù)次數(shù)設(shè)定顯示IlOA的輸入，并按照例如圖7 Ca)那樣的順序，在顯示部110上將第I及第2任務(wù)顯示所設(shè)定的次數(shù)，并且，生物體光計(jì)測(cè)部1111及解析部1113進(jìn)行與該次數(shù)相應(yīng)的計(jì)測(cè)及解析。通過(guò)本實(shí)施例，能夠提供與用戶的要求相對(duì)應(yīng)的任務(wù)呈示次數(shù)。
[0073]實(shí)施例3
[0074]接下來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的生物體光計(jì)測(cè)裝置的另一實(shí)施方式。在本實(shí)施例中，基于數(shù)據(jù)庫(kù)說(shuō)明給出任務(wù)的適當(dāng)?shù)某适敬螖?shù)的構(gòu)成。
[0075]圖3表示空間性及語(yǔ)言性WM任務(wù)的難易度和表示對(duì)應(yīng)的腦活動(dòng)值的數(shù)據(jù)庫(kù)802。數(shù)據(jù)庫(kù)802保存在存儲(chǔ)部109中，將任務(wù)的種類和難易度與“活動(dòng)值ID”建立對(duì)應(yīng)，對(duì)于由活動(dòng)值ID表示的任務(wù)的種類和難易度，記錄從多個(gè)被驗(yàn)者得到的腦活動(dòng)值的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。數(shù)據(jù)庫(kù)802包含新計(jì)測(cè)的腦活動(dòng)值而被更新。此外，數(shù)據(jù)庫(kù)802的活動(dòng)值ID在表示刺激呈示的順序的表801中與各任務(wù)建立對(duì)應(yīng)地記錄。
[0076]在此，如上述“成為根據(jù)的研究”所示，針對(duì)空間性麗任務(wù)的腦活動(dòng)信號(hào)與POMS抑郁得分在統(tǒng)計(jì)上不具有顯著的相關(guān)，所以表明了包含在不強(qiáng)烈依存于情緒狀態(tài)的一定范圍內(nèi)。即，在本實(shí)施例中，空間性WM任務(wù)(第I任務(wù))在預(yù)先設(shè)定的任務(wù)呈示次數(shù)的范圍內(nèi)，能夠在腦活動(dòng)信號(hào)進(jìn)入從數(shù)據(jù)庫(kù)802得到的一定范圍的時(shí)刻結(jié)束任務(wù)，并轉(zhuǎn)移到語(yǔ)言性WM任務(wù)(第2任務(wù))。
[0077]具體地說(shuō)，按照下述的步驟進(jìn)行。圖19是表示本實(shí)施例的步驟的流程圖。在步驟S1901中，刺激呈示部1112參照預(yù)先設(shè)定的任務(wù)呈示次數(shù)或者在圖18的任務(wù)次數(shù)設(shè)定顯示IlOA中設(shè)定的任務(wù)呈示次數(shù)，從表801選擇與次數(shù)相應(yīng)的任務(wù)。在此，將第I任務(wù)的呈示次數(shù)設(shè)為NI，將第2任務(wù)的呈示次數(shù)設(shè)為N2。另外，從表801選擇的任務(wù)為，對(duì)于同一種任務(wù)，從具有同一活動(dòng)值ID的任務(wù)中選擇。在步驟S1902中，生物體光計(jì)測(cè)部1111開始生物體光計(jì)測(cè)，在步驟s 1903中，刺激呈示部1112將第I任務(wù)顯示在顯示部110上。在步驟S1904中，解析部1113例如按照?qǐng)D10的數(shù)式(數(shù)I)計(jì)算針對(duì)第I任務(wù)的腦活動(dòng)值。在步驟S1905中，判定第I任務(wù)的呈示次數(shù)是否達(dá)到了設(shè)定的次數(shù)Nl，“是”的情況下，刺激呈示部1112在顯示部110上顯示“轉(zhuǎn)移到第2任務(wù)”的消息，并轉(zhuǎn)移到步驟S1907，“否”的情況下，轉(zhuǎn)移到步驟sl906。在步驟S1906中，解析部1113判定腦活動(dòng)值是否處于由活動(dòng)值ID規(guī)定的一定范圍內(nèi)。例如，解析部1113參照存儲(chǔ)部109中保存的數(shù)據(jù)庫(kù)802的活動(dòng)值ID，并判定所得到的腦活動(dòng)值是否處于平均值土標(biāo)準(zhǔn)偏差的范圍內(nèi)?！笆恰钡那闆r下，刺激呈示部1112在顯示部110上顯示“轉(zhuǎn)移到第2任務(wù)”的消息，并轉(zhuǎn)移到步驟S1907?！胺瘛钡那闆r下，回到步驟sl903并呈示第I任務(wù)。在步驟sl907中，呈示第2任務(wù)，在步驟sl908中，呈示第2任務(wù)直到達(dá)到了設(shè)定的呈示次數(shù)N2。在步驟S1908中，呈示次數(shù)達(dá)到N2的情況下，轉(zhuǎn)移到步驟S1909，例如按照?qǐng)D10的數(shù)式(數(shù)I)~(數(shù)3)計(jì)算情緒指標(biāo)D_index。然后，在步驟S1910中，將情緒指標(biāo)D_index保存到存儲(chǔ)部109中，并且例如按照?qǐng)D12~16所示的方法顯示在顯示部110上。
[0078]根據(jù)本實(shí)施例，通過(guò)判定針對(duì)第I任務(wù)(空間性WM任務(wù))的腦活動(dòng)值是否處于一定范圍內(nèi)，在低于預(yù)先設(shè)定的任務(wù)呈示次數(shù)的情況下也能夠轉(zhuǎn)移到第2任務(wù)，能夠縮短計(jì)測(cè)時(shí)間且減輕被驗(yàn)者的負(fù)擔(dān)。
[0079]另外，在本實(shí)施例中，數(shù)據(jù)庫(kù)802中記載的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差示出了對(duì)于多個(gè)被驗(yàn)者的統(tǒng)計(jì)值的例子，當(dāng)然也可以取代平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差，而置換為中央值、標(biāo)準(zhǔn)誤差、其他各種統(tǒng)計(jì)指標(biāo)。`
[0080]實(shí)施例4
[0081]接下來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的生物體光計(jì)測(cè)裝置的另一實(shí)施方式。圖20是取代圖6的語(yǔ)言性麗任務(wù)而用字母構(gòu)成語(yǔ)言性麗任務(wù)的例子。在本實(shí)施例中，在第I圖像(SI)中記憶大寫字母，并判斷在第2圖像(S2)中呈示的I個(gè)小寫字母與SI中記憶的文字的某一個(gè)是否一致。通過(guò)本實(shí)施例，對(duì)于比起日語(yǔ)更熟悉字母的被驗(yàn)體，也能夠與上述各實(shí)施例同樣地進(jìn)行情緒評(píng)價(jià)。此外，圖21是取代圖6的語(yǔ)言性WM任務(wù)而用數(shù)字和中文數(shù)字來(lái)構(gòu)成語(yǔ)言性麗任務(wù)的例子。在第I圖像(SI)中記憶數(shù)字，并判定在第2圖像(S2)中呈示的I個(gè)中文數(shù)字是否與SI中記憶的數(shù)字的某一個(gè)一致。通過(guò)本實(shí)施例，對(duì)于比起日語(yǔ)更熟悉漢字的被檢體，也能夠與上述各實(shí)施例同樣地進(jìn)行情緒評(píng)價(jià)。
[0082]標(biāo)記說(shuō)明:
[0083]100…被檢體、101…數(shù)字模擬變換器、102…調(diào)制器、103...光源、104…光源、105…光混合器、106...檢測(cè)器、107…鎖相放大器、108…模擬數(shù)字變換器、109...存儲(chǔ)部、110…顯示部、110A...任務(wù)次數(shù)設(shè)定顯示、111…運(yùn)算部、112…輸入機(jī)構(gòu)、1111...生物體光計(jì)測(cè)部、1112…刺激呈示部、1113...解析部、1001...計(jì)測(cè)點(diǎn)、1041...光照射機(jī)構(gòu)、1061...光檢測(cè)機(jī)構(gòu)、400…生物體光計(jì)測(cè)探測(cè)器、410…大腦皮層表面、411…(表不DLPFC的)實(shí)線、412…(表不DLPFC的)實(shí)線、413…(表不額極的)虛線、800…表、801…表、802…數(shù)據(jù)庫(kù)、803…表、804…表、805…表、900…光纖、SI…記憶圖像、S2…再認(rèn)圖像
【權(quán)利要求】
1.一種生物體光計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，具備: I個(gè)或多個(gè)光照射部，向被檢體照射光； I個(gè)或多個(gè)光檢測(cè)部，檢測(cè)在被檢體內(nèi)透過(guò)或反射的光； 多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)，由所述光照射部和所述光檢測(cè)部的多個(gè)組合構(gòu)成；以及 刺激呈示部，向被檢體呈示不同的多種任務(wù)； 所述刺激呈示部在呈示I次或多次第I任務(wù)之后呈示多次第2任務(wù)，并且， 所述運(yùn)算部計(jì)算基于與所述第I任務(wù)對(duì)應(yīng)的規(guī)定的計(jì)測(cè)點(diǎn)的計(jì)測(cè)結(jié)果的血紅蛋白信號(hào)、以及基于與所述第2任務(wù)對(duì)應(yīng)的規(guī)定的計(jì)測(cè)點(diǎn)的計(jì)測(cè)結(jié)果的血紅蛋白信號(hào)，并且計(jì)算使用這些血紅蛋白信號(hào)而得到的定量值。
2.如權(quán)利要求1所述的生物體光計(jì)測(cè)裝置，其特征在于， 該生物體光計(jì)測(cè)裝置使用非語(yǔ)言性工作記憶任務(wù)作為所述第I任務(wù)，并使用語(yǔ)言性工作記憶任務(wù)作為所述第2任務(wù)。
3.如權(quán)利要求1所述的生物體光計(jì)測(cè)裝置，其特征在于， 該生物體光計(jì)測(cè)裝置設(shè)定第I任務(wù)及第2任務(wù)的呈示次數(shù)。
4.如權(quán)利要求1所述 的生物體光計(jì)測(cè)裝置，其特征在于， 在所述存儲(chǔ)部中具有數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)具有與第I任務(wù)對(duì)應(yīng)的多個(gè)生物體光計(jì)測(cè)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)值， 在所述運(yùn)算部中，將與所述第I任務(wù)對(duì)應(yīng)的所述生物體光計(jì)測(cè)結(jié)果和所述數(shù)據(jù)庫(kù)的所述統(tǒng)計(jì)值進(jìn)行比較，判定是繼續(xù)還是結(jié)束所述第I任務(wù)。
5.如權(quán)利要求1所述的生物體光計(jì)測(cè)裝置，其特征在于， 該生物體光計(jì)測(cè)裝置具備存儲(chǔ)所述定量值的存儲(chǔ)部。
6.一種生物體光計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，具備: I個(gè)或多個(gè)光照射部，向被檢體照射光； I個(gè)或多個(gè)光檢測(cè)部，檢測(cè)在被檢體內(nèi)透過(guò)或反射的光； 多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)，由所述光照射部和所述光檢測(cè)部的多個(gè)組合構(gòu)成； 刺激呈示部，向被檢體呈示作為不同的多種任務(wù)的第I任務(wù)及第2任務(wù)； 運(yùn)算部，根據(jù)由所述光檢測(cè)部檢測(cè)的光的強(qiáng)度，計(jì)算基于所述被檢體的內(nèi)部的氧化血紅蛋白及脫氧血紅蛋白濃度變化的血紅蛋白信號(hào)； 存儲(chǔ)部，保存所述血紅蛋白信號(hào)；以及 多種表，在所述存儲(chǔ)部?jī)?nèi)表示任務(wù)的種類和呈示順序等； 所述刺激呈示部基于所述表中記載的所述呈示順序，在呈示I次或多次第I任務(wù)之后呈不多次第2任務(wù),并且 所述運(yùn)算部計(jì)算與所述第I任務(wù)對(duì)應(yīng)的規(guī)定的計(jì)測(cè)點(diǎn)的血紅蛋白信號(hào)、以及與所述第2任務(wù)對(duì)應(yīng)的規(guī)定的計(jì)測(cè)點(diǎn)的血紅蛋白信號(hào)，并且計(jì)算使用這些血紅蛋白信號(hào)而得到的定量值。
7.一種刺激提示方法，用于通過(guò)生物體計(jì)測(cè)裝置對(duì)腦的狀態(tài)進(jìn)行計(jì)測(cè)，在顯示部上呈示視覺性刺激，其特征在于， 在呈示多次非語(yǔ)言性工作記憶任務(wù)之后，呈示多次語(yǔ)言性工作記憶任務(wù)。
8.一種刺激提示程序，用于通過(guò)生物體計(jì)測(cè)裝置對(duì)腦的狀態(tài)進(jìn)行計(jì)測(cè)，通過(guò)運(yùn)算部使顯示部呈示視覺性刺激，其特征在于，所述運(yùn)算部在以規(guī)定的間隔使多次非語(yǔ)言性工作記憶任務(wù)呈示之后，使多次語(yǔ)言性工作記憶任務(wù)呈示。·
【文檔編號(hào)】A61B5/1455GK103596507SQ201280029306
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2012年6月15日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月17日
【發(fā)明者】敦森洋和, 佐藤大樹, 木口雅史 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所