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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022185243
(43)【公開日】2022-12-14
(54)【発明の名称】プローブユニット
(51)【国際特許分類】
A61B 5/1455 20060101AFI20221207BHJP
【ＦＩ】
A61B5/1455
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021092778
(22)【出願日】2021-06-02
(71)【出願人】
【識別番号】000236436
【氏名又は名称】浜松ホトニクス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100113435
【弁理士】
【氏名又は名称】黒木 義樹
(74)【代理人】
【識別番号】100140442
【弁理士】
【氏名又は名称】柴山 健一
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 規弘
(72)【発明者】
【氏名】上田 之雄
【テーマコード（参考）】
4C038
【Ｆターム（参考）】
4C038KK01
4C038KL07
4C038KX04
(57)【要約】
【課題】低負荷且つ着脱容易なプローブユニットを提供する。
【解決手段】プローブユニット４は、可撓性を有する本体部５と、本体部５に取り付けられると共に被検体Ｈに向けて光Ｌを照射するための光出射部２ｐ（第１光出射部）が露出される第１表面６１ｓ（第１面）を有する第１プローブ６と、第１プローブ６に対向するように本体部５に取り付けられると共に、被検体Ｈの内部を伝播した光Ｌを検出するための光入射部３ｐ（第１光入射部）が露出される第２表面７１ｓ（第２面）を有する第２プローブ７と、遮光性を有すると共に弾性材料を含み、光出射部２ｐの出射軸Ａ１を囲うように第１表面６１ｓに取り付けられた第１遮光部材８と、遮光性を有すると共に弾性材料を含み、光入射部３ｐの入射軸Ａ２を囲うように第２表面７１ｓに取り付けられた第２遮光部材９と、を備える。
【選択図】図２
【解決手段】プローブユニット４は、可撓性を有する本体部５と、本体部５に取り付けられると共に被検体Ｈに向けて光Ｌを照射するための光出射部２ｐ（第１光出射部）が露出される第１表面６１ｓ（第１面）を有する第１プローブ６と、第１プローブ６に対向するように本体部５に取り付けられると共に、被検体Ｈの内部を伝播した光Ｌを検出するための光入射部３ｐ（第１光入射部）が露出される第２表面７１ｓ（第２面）を有する第２プローブ７と、遮光性を有すると共に弾性材料を含み、光出射部２ｐの出射軸Ａ１を囲うように第１表面６１ｓに取り付けられた第１遮光部材８と、遮光性を有すると共に弾性材料を含み、光入射部３ｐの入射軸Ａ２を囲うように第２表面７１ｓに取り付けられた第２遮光部材９と、を備える。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
被検体の内部のヘモグロビン動態を計測するために用いられるプローブユニットであって、
可撓性を有する本体部と、
前記本体部に取り付けられると共に前記被検体に向けて光を照射するための第１光出射部が露出される第１面を有する第１プローブと、
前記第１プローブに対向するように前記本体部に取り付けられると共に、前記被検体の内部を伝播した光を検出するための第１光入射部が露出される第２面を有する第２プローブと、
遮光性を有すると共に弾性材料を含み、前記第１光出射部の出射軸を囲うように前記第１面に取り付けられた第１遮光部材と、
遮光性を有すると共に弾性材料を含み、前記第１光入射部の入射軸を囲うように前記第２面に取り付けられた第２遮光部材と、
を備えるプローブユニット。
可撓性を有する本体部と、
前記本体部に取り付けられると共に前記被検体に向けて光を照射するための第１光出射部が露出される第１面を有する第１プローブと、
前記第１プローブに対向するように前記本体部に取り付けられると共に、前記被検体の内部を伝播した光を検出するための第１光入射部が露出される第２面を有する第２プローブと、
遮光性を有すると共に弾性材料を含み、前記第１光出射部の出射軸を囲うように前記第１面に取り付けられた第１遮光部材と、
遮光性を有すると共に弾性材料を含み、前記第１光入射部の入射軸を囲うように前記第２面に取り付けられた第２遮光部材と、
を備えるプローブユニット。
【請求項2】
前記第１プローブ及び前記第２プローブのそれぞれは、前記本体部に対して回動可能に設けられている、
請求項１記載のプローブユニット。
請求項１記載のプローブユニット。
【請求項3】
前記第１プローブの前記第１面は、前記被検体の内部を伝播した光を検出するための第２光入射部をさらに露出し、
前記第２プローブの前記第２面は、前記被検体に向けて光を照射するための第２光出射部をさらに露出し、
前記第１遮光部材は、前記第１光出射部の出射軸及び前記第２光入射部の入射軸を囲うように前記第１面に取り付けられており、
前記第２遮光部材は、前記第１光入射部の入射軸及び前記第２光出射部の出射軸を囲うように前記第２面に取り付けられている、
請求項１又は２記載のプローブユニット。
前記第２プローブの前記第２面は、前記被検体に向けて光を照射するための第２光出射部をさらに露出し、
前記第１遮光部材は、前記第１光出射部の出射軸及び前記第２光入射部の入射軸を囲うように前記第１面に取り付けられており、
前記第２遮光部材は、前記第１光入射部の入射軸及び前記第２光出射部の出射軸を囲うように前記第２面に取り付けられている、
請求項１又は２記載のプローブユニット。
【請求項4】
前記第1遮光部材は、前記第１プローブの前記第１光出射部と前記第２光入射部との間に介在する第１部分を含み、
前記第２遮光部材は、前記第２プローブの前記第１光入射部と前記第２光出射部との間に介在する第２部分を含む、
請求項３記載のプローブユニット。
前記第２遮光部材は、前記第２プローブの前記第１光入射部と前記第２光出射部との間に介在する第２部分を含む、
請求項３記載のプローブユニット。
【請求項5】
形状記憶部材を備え、
前記本体部は、前記第１プローブを支持する第１支持部と、前記第２プローブを支持する第２支持部と、前記第１支持部と前記第２支持部とを連結する連結部と、を含み、
前記形状記憶部材は、前記連結部に設けられている、
請求項１～４のいずれか一項記載のプローブユニット。
前記本体部は、前記第１プローブを支持する第１支持部と、前記第２プローブを支持する第２支持部と、前記第１支持部と前記第２支持部とを連結する連結部と、を含み、
前記形状記憶部材は、前記連結部に設けられている、
請求項１～４のいずれか一項記載のプローブユニット。
【請求項6】
前記本体部は、
互いに重ね合わされた複数の層部材と、
前記複数の層部材を互いに着脱可能に固定するための固定部材と、を含む、
請求項１～５のいずれか一項記載のプローブユニット。
互いに重ね合わされた複数の層部材と、
前記複数の層部材を互いに着脱可能に固定するための固定部材と、を含む、
請求項１～５のいずれか一項記載のプローブユニット。
【請求項7】
前記第１プローブ及び前記第２プローブは、光ファイバを含み、
前記本体部は、前記光ファイバが挿通されると共に前記光ファイバを保持するファイバ保持部を含む、
請求項１～６のいずれか一項記載のプローブユニット。
前記本体部は、前記光ファイバが挿通されると共に前記光ファイバを保持するファイバ保持部を含む、
請求項１～６のいずれか一項記載のプローブユニット。
【請求項8】
前記本体部は、ゴムスポンジによって構成されている、
請求項１～７のいずれか一項記載のプローブユニット。
請求項１～７のいずれか一項記載のプローブユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プローブユニットに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、患者の血中又は組織中の組織酸素飽和度の測定に用いられ得る近赤外センサが記載されている。このセンサは、近赤外光を発生する光源と、光源から発生して患者の身体の一部を透過した後の近赤外光を検出する光検出器と、が配置された回路基板を含むセンサパッドを備えている。センサパッドは、回路基板に設けられた底層をさらに含む。底層には、センサパッドを患者に接着するための接着剤が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】国際公開第２０１１／０２２６４９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記特許文献１に記載のセンサを用いて組織酸素飽和度の測定を行う際には、底層に設けられた接着剤を利用して、センサパッドを直接的に患者に接着することが考えられる。しかし、組織酸素飽和度の測定の対象となる患者が例えば早産児である場合、皮膚が未熟であったり皮膚が形成されていなかったりする場合がある。この場合、センサパッドを接着剤により直接的に患者に接着する方式では、患者への負荷が大きいうえに着脱が容易でない。
【0005】
そこで、本発明は、低負荷且つ着脱容易なプローブユニット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】
【0006】
本発明に係るプローブユニットは、被検体の内部のヘモグロビン動態を計測するために用いられるプローブユニットであって、可撓性を有する本体部と、本体部に取り付けられると共に被検体に向けて光を照射するための第１光出射部が露出される第１面を有する第１プローブと、第１プローブに対向するように本体部に取り付けられると共に、被検体の内部を伝播した光を検出するための第１光入射部が露出される第２面を有する第２プローブと、遮光性を有すると共に弾性材料を含み、第１光出射部の出射軸を囲うように第１面に取り付けられた第１遮光部材と、遮光性を有すると共に弾性材料を含み、第１光入射部の入射軸を囲うように第２面に取り付けられた第２遮光部材と、を備える。
【0007】
このプローブユニットでは、被検体に向けて光を照射するための第１光出射部が露出される第１プローブに対して、被検体の内部を伝播した光を検出するための第１光入射部が露出される第２プローブが対向するように、第１プローブ及び第２プローブが可撓性を有する本体部に取り付けられている。このため、被検体の内部のヘモグロビン動態を計測する際には、本体部を撓ませて第１プローブと第２プローブとの距離を拡大した状態で第１プローブと第２プローブとで被検体を挟むようにすれば、本体部の撓みを解除することにより、容易に、被検体に対してプローブユニットを装着できる（着脱容易である）。また、このプローブユニットでは、第１プローブの第１面には、第１光出射部の光出射軸を囲むように第１遮光部材が配置されており、第２プローブの第２面には、第１光入射部の光入射軸を囲むように第２遮光部材が配置されている。このため、プローブユニットを被検体に装着したとき、弾性材料を含む第１遮光部材及び第２遮光部材が被検体に接触することによって、少なくとも第１プローブ及び第２プローブのみが被検体に接触することが抑制される。この結果、第１プローブ及び第２プローブのみが被検体に接触する場合と比較して、被検体への負荷が低減される。なお、例えば第２プローブが被検体に接触しない場合、第１光入射部と被検体との間に生じた空間を介して、外部からの検出対象でない光が第１光入射部に入射するおそれがある。これに対して、このプローブユニットでは、プローブユニットを被検体に装着したときに、第１遮光部材と被検体とによって第１光出射部の周りに遮光空間が形成されると共に、第２遮光部材と被検体とによって第１光入射部の周りに遮光空間が形成される。したがって、検出対象でない光の入射が抑制される。
【0008】
本発明に係るプローブユニットでは、第１プローブ及び第２プローブのそれぞれは、本体部に対して回動可能に設けられていてもよい。この場合、被検体の形状又は大きさに応じて第１プローブ及び第２プローブの角度を調整することができる。これにより、第１プローブから被検体への光の入射角、及び、被検体から第２プローブへの光の入射角を適切に設定することが可能となる。
【0009】
本発明に係るプローブユニットでは、第１プローブの第１面は、被検体の内部を伝播した光を検出するための第２光入射部をさらに露出し、第２プローブの第２面は、被検体に向けて光を照射するための第２光出射部をさらに露出し、第１遮光部材は、第１光出射部の出射軸及び第２光入射部の入射軸を囲うように第１面に取り付けられており、第２遮光部材は、第１光入射部の入射軸及び第２光出射部の出射軸を囲うように第２面に取り付けられていてもよい。この場合、第１プローブ及び第２プローブを用いて２チャンネルの測定が可能となる。
【0010】
本発明に係るプローブユニットでは、第１遮光部材は、第１光出射部と第２光入射部との間に介在する第１部分を含み、第２遮光部材は、第１光入射部と第２光出射部との間に介在する第２部分を含んでもよい。この場合、第１光出射部から出射された光が、被検体の表面で反射し、直接、第２光入射部に入射することを抑制できる。また、第２光出射部から出射された光が、被検体の表面で反射し、第１光入射部に入射することを抑制できる。したがって、検出対象でない光の入射が抑制される。
【0011】
本発明に係るプローブユニットでは、形状記憶部材を備え、本体部は、第１プローブを支持する第１支持部と、第２プローブを支持する第２支持部と、第１支持部と第２支持部とを連結する連結部と、を含み、形状記憶部材は、連結部に設けられていてもよい。この場合、第１プローブを第１支持部によって支持できると共に、第２プローブを第２支持部によって支持できる。また、形状記憶部材によって連結部の形状を保つことができる。
【0012】
本発明に係るプローブユニットでは、本体部は、互いに重ね合わされた複数の層部材と、複数の層部材を互いに着脱可能に固定するための固定部材と、を含んでもよい。この場合、着脱可能に固定された複数の層部材の組み合わせにより、本体部の構成の自由度を高めることができる。
【0013】
本発明に係るプローブユニットでは、第１プローブ及び第２プローブは、光ファイバを含み、本体部は、光ファイバが挿通されると共に光ファイバを保持するファイバ保持部を含んでもよい。この場合、光ファイバをファイバ保持部によって保持することができる。これにより、光ファイバの位置ずれを抑制することができる。
【0014】
本発明に係るプローブユニットでは、本体部は、ゴムスポンジによって構成されていてもよい。この場合、本体部の弾性力により被検体への負担を軽減できる。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、低負荷且つ着脱容易なプローブユニットを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、図面を参照してプローブユニットの一実施形態について説明する。なお、図面の説明においては、同一の要素同士、或いは、相当する要素同士には、互いに同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。
［第１実施形態］
［第１実施形態］
【0018】
図１は、第１実施形態に係る生体測定装置を示す模式的な図である。図１に示されるように、生体測定装置１００は、生体光学特性計測装置１Ａとプローブ装置１Ｂとを備えている。このような生体測定装置１００は、近赤外分光法を用いて生体内の物質を非侵襲的に測定するものであって、プローブ装置１Ｂを被検体Ｈに装着した状態において、プローブ装置１Ｂから被検体Ｈの被測定部位（例えば脳深部）に向けて光を照射すると共に、被検体Ｈから出射される光をプローブ装置１Ｂで検出することにより、生体光学特性計測装置１Ａによって被検体Ｈの被測定部位の光学特性（例えば吸光特性）の測定結果が得られるように構成されている。
【0019】
一例として、生体測定装置１００は、被検体Ｈの血流を測定するための装置であって、生体透過性の高い近赤外（例えば波長７００ｎｍ～１２００ｎｍ）の２波長以上の検査光を被検体Ｈに照射すると共に、被検体Ｈを透過した光を検出することにより、光の減衰量や時間的拡散から、被検体Ｈ内のヘモグロビン動態（例えば酸素化ヘモグロビン、脱酸素化ヘモグロビン、組織酸素飽和度）を測定することができる。被検体Ｈは、任意の生体であるが、一例として人の小児（早産児）である。
【0020】
生体光学特性計測装置１Ａは、例えば時間分解計測法、位相差計測法、あるいはＣＷ法に基づき、生体の光学特性、すなわち生体組織の吸光特性を計測するものである。この生体光学特性計測装置１Ａは、光源部Ｃ１、光検出部Ｃ２、生体光学特性計測部Ｃ３、演算処理部Ｃ４、及び制御部Ｃ５を備えている。
【0021】
光源部Ｃ１は、計測法によって発生する光が異なり、例えば、時間分解計測法の場合はパルス光を発生し、位相差計測法の場合はサイン波に変調された光を発生し、ＣＷ法の場合は連続光を発生し、複数の波長にて行う場合もある。光源部Ｃ１としては、発光ダイオード、レーザダイオード、及び各種パルスダイオードなど、様々なものが挙げられる。そして、光源部Ｃ１から出力された光は、光源部Ｃ１に接続される照射ユニット２（後述）に入力され、被検体Ｈへと照射される。
【0022】
光検出部Ｃ２は、検出ユニット３（後述）に接続され、検出ユニット３から出力された光を検出するためのものである。この光検出部Ｃ２は、生体光学特性計測部Ｃ３に接続され、検出した光の光強度などを示す光検出信号を生体光学特性計測部Ｃ３に出力する。光検出部Ｃ２には、光電子増倍管（ＰＭＴ：Photomultiplier Tube）のほか、フォトダイオード、アバランシェフォトダイオード、ＰＩＮフォトダイオード、ＭＰＰＣ（Multi-Pixel Photon Counter）など、様々なものを使用することができる。
【0023】
また、光検出部Ｃ２は、光源部Ｃ１から照射される光の波長を十分に検出できる分光感度特性を有するのが望ましい。特に、被験者の脳深部を透過してきた散乱光、若しくは脳内から発せられる蛍光は微弱である場合、高感度、あるいは高利得の光検出部を使用することが望ましい。
【0024】
生体光学特性計測部Ｃ３においては、被験者の中でのプローブ光の強度変化、または波形変化などから生体組織の吸光特性を決定する。決定された吸光特性データは、演算処理部Ｃ４に送信される。演算処理部Ｃ４では、光源部Ｃ１の波長毎にたてられた下記式（１）の連立方程式を解くことによって、被験者脳内部の酸素化ヘモグロビン濃度ＣＨｂ及び脱酸素化ヘモグロビン濃度ＣＨｂＯ２を決定することができる。下記式（１）において、μａは吸収係数であり、εは吸光係数であり、Ｃは濃度である。
μａ，λ＝εＨｂ０２，λＣＨｂо２+εＨｂ，λＣＨｂ…（１）
μａ，λ＝εＨｂ０２，λＣＨｂо２+εＨｂ，λＣＨｂ…（１）
【0025】
更に、演算処理部Ｃ４では、決定された酸素化ヘモグロビン濃度及び脱酸素化ヘモグロビン濃度から組織酸素飽和度ＳＯ２を導出する。一方、制御部Ｃ５では、光源部Ｃ１、光検出部Ｃ２、生体光学特性計測部Ｃ３、及び演算処理部Ｃ４の制御を行っている。
【0026】
ここで、早産児にあっては、頭蓋内出血は急性期の管理において重要な問題である。早産児においては、未熟な組織が周囲に存在する上位下胚層からの出血が大半である。早産児は脳血管の自動調節機能が未熟であり、血圧変動が脳血液灌流に影響して脳室内出血を起こしやすい。そのため、脳室内出血が起きるとヘモグロビン動態も変化するため、生体測定装置を用いた被検体Ｈのヘモグロビン動態の頻繁な測定が望まれている。したがって、プローブ装置の着脱を容易化することが望ましい。
【0027】
一方で、早産児の皮膚は、機能的にも構造的にも未熟であり、在胎３０週未満では２～３層、在胎２４週未満では形成されていない。また、早産児の管理には、呼吸・循環動態の変動を最小限にするために、プローブ装置の被検体Ｈへの接触時間を最小限にすることが求められる。すなわち、プローブ装置を被検体Ｈに装着することによる被検体Ｈへの負荷を低減することも望まれている。これに対して、本実施形態に係る生体測定装置１００は、少なくともこれらの課題を解決すべく特有の構成を備えている。引き続いて、プローブ装置１Ｂの各部の詳細について説明する。
【0028】
図２は、図１に示されたプローブ装置の模式的な平面図である。図３は、図２におけるＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図である。図１～３に示されるように、プローブ装置１Ｂは、照射ユニット２と検出ユニット３とを有するプローブユニット４を備えている。照射ユニット２は、被検体Ｈに向けて光を照射するためのものである。照射ユニット２の入力端は、光源部Ｃ１に接続されており、照射ユニット２の出力端は、プローブユニット４に保持されている。プローブ装置１Ｂが被検体Ｈに装着された状態において、照射ユニット２は、光源部Ｃ１から供給された光を出力端から被検体Ｈに向かって照射することができる。
【0029】
検出ユニット３は、被検体Ｈの内部を伝播した光を検出するためのものである。検出ユニット３の出力端は、光検出部Ｃ２に接続されており、検出ユニット３の入力端は、プローブユニット４に保持されている。プローブ装置１Ｂが被検体Ｈに装着された状態において、検出ユニット３は、被検体Ｈの内部を伝播してきた光を入力端から検出し、その検出した光を光検出部Ｃ２に出力することができる。
【0030】
プローブユニット４は、上記のとおり、照射ユニット２及び検出ユニット３（以下、単に「照射・検出ユニット」と称することがある）を有する。図１に示されるように、プローブユニット４は、被検体Ｈを挟み込むように配置される。図２に示されるように、プローブユニット４は、本体部５と、照射ユニット２を有する第１プローブ６と、検出ユニット３を有する第２プローブ７と、第１遮光部材８と、第２遮光部材９と、形状記憶部材１０と、を有している。
【0031】
本体部５は、プローブユニット４の基体をなす部分である。本実施形態において、本体部５は、全体として略Ｕ字型を呈する。本体部５は、例えばゴムスポンジによって構成されており、可撓性を有する。本体部５は、第１支持部５１と、第２支持部５２と、連結部５３と、を有している。
【0032】
本体部５の構成材料としては、天然ゴム（ＮＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、シリコンゴム（Ｓｉ）、及びスチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）等、様々なものが用いられ得る。また、本体部５は、連泡スポンジ、フッ素ゴムスポンジ、ポリウレタンゴムスポンジ等によって構成されてもよい。また、本体部５は、ポリウレタンフォーム、ポリエチレン・ＥＶＡ（Ethylene-Vinyl Acetate）フォームによって構成されてもよい。また、本体部５を３Ｄプリンタで造形する場合、本体部５の構成材料として、いわゆるゴムライク樹脂を使用してもよい。このように、本体部５の材料は、３Ｄプリンタで使用可能な材料から選択され得る。
【0033】
第１支持部５１及び第２支持部５２は、互いに略平行に一方向に沿って長尺状に延びるように配置されている。第１支持部５１は、その長手方向の一端部５１ａと他端部５１ｂとを有する。第２支持部５２は、その長手方向の一端部５２ａと他端部５２ｂとを有する。
【0034】
連結部５３は、第１支持部５１と第２支持部５２とを連結している。より具体的には、連結部５３は、第１支持部５１及び第２支持部５２の長手方向に交差する方向に沿って長尺状に延び、第１支持部５１の他端部５１ｂと第２支持部５２の他端部５２ｂとを接続している。これにより、第１支持部５１、第２支持部５２、及び連結部５３が一体化され、本体部５が全体としてＵ字状に形成されることとなる。なお、第１支持部５１、第２支持部５２、及び、連結部５３は、全体として１つの円弧を形成するように（被検体Ｈの被測定部位の１つである頭部に沿うように）湾曲されている。
【0035】
第１プローブ６は、第１支持部５１の一端部５１ａに取り付けられている。換言すれば、第１支持部５１は、一端部５１ａにおいて第１プローブ６が取り付けられることにより第１プローブ６を支持している。第２プローブ７は、第２支持部５２の一端部５２ａに取り付けられている。換言すれば、第２支持部５２は、一端部５２ａにおいて第２プローブ７が取り付けられることにより第２プローブ７を支持している。
【0036】
第１支持部５１の一端部５１ａは、連結部５３の長手方向に沿って第２支持部５２の一端部５２ａと対向している。したがって、第１プローブ６と第２プローブ７とは、互いに対向するように配置されることとなる。また、第１支持部５１の一端部５１ａ及び第２支持部５２の一端部５２ａのそれぞれには、第１プローブ６及び第２プローブ７の取り付けに利用される締結具Ｆが挿通される。締結具Ｆは例えば樹脂製のネジである。
【0037】
形状記憶部材１０は、連結部５３に設けられている。形状記憶部材１０は、一例として、連結部５３の長手方向に沿って延びる長尺矩形状を呈している。形状記憶部材１０は、連結部５３（すなわち本体部５）の形状を保持するための部材である。形状記憶部材１０は、例えば形状記憶樹脂によって構成されている。形状記憶部材１０は、連結部５３に埋設されている。本実施形態において、形状記憶部材１０の弾性率は、本体部５の弾性率よりも大きくなっている。
【0038】
より具体的には、本体部５は、互いに重ね合わされた複数（ここでは２つ）の層部材５ａ，５ｂを含み、形状記憶部材１０は層部材５ａと層部材５ｂとの間に挟まれることにより連結部５３に埋設されている。層部材５ａと層部材５ｂとは、互いに略同一の形状を有している。層部材５ａ，５ｂの積層方向からみて、層部材５ａ，５ｂの外形は本体部５の外形を規定している（本体部５の外形と一致している）。
【0039】
また、本体部５は、複数の層部材５ａ，５ｂを互いに着脱可能に固定するための固定部材５４，５５を含む。固定部材５４，５５は、一例として、面ファスナである。固定部材５４，５５が面ファスナである場合、固定部材５４，５５は、複数の層部材５ａ，５ｂを互いに着脱可能に構成することができると共に、本体部５の曲げ強度を向上させることができる。層部材５ａ，５ｂは、層部材５ａ，５ｂの間に配置された固定部材５４，５５によって互いに張り合わされている。固定部材５４は、第１支持部５１の他端部５１ｂに配置されており、固定部材５５は、第２支持部５２の他端部５２ｂに配置されている。
【0040】
したがって、固定部材５４と固定部材５５とは、互いの間に連結部５３及び形状記憶部材１０が介在されており、互いに離間している。さらに、形状記憶部材１０は、固定部材５４，５５のそれぞれから離間している。これにより、固定部材５４と形状記憶部材１０との間、及び、固定部材５５と形状記憶部材１０との間には、それぞれ、間隙Ｇ（ファイバ保持部）が形成されている。
【0041】
固定部材５４と形状記憶部材１０との間に形成された間隙Ｇには、照射ユニット２の光ファイバ２１が挿通されている。光ファイバ２１は、間隙Ｇに挿通された状態において層部材５ａと層部材５ｂとが互いに固定されることにより、層部材５ａ，５ｂと固定部材５４と形状記憶部材１０とに挟み込まれることによって本体部５に保持されている。固定部材５５と形状記憶部材１０との間に形成された間隙Ｇには、検出ユニット３の光ファイバ３１が挿通されている。光ファイバ３１としては、光ファイバ２１と同一のものが用いられてもよく、異なるものが用いられてもよい。光ファイバ３１は、間隙Ｇに挿通された状態において層部材５ａと層部材５ｂとが互いに固定されることにより、層部材５ａ，５ｂと固定部材５５と形状記憶部材１０とに挟み込まれることによって保持されている。このように、本体部５は、照射ユニット２の光ファイバ２１及び検出ユニット３の光ファイバ３１を保持するためのファイバ保持部としての間隙Ｇを有している。
【0042】
第１プローブ６は、第１支持部５１の一端部５１ａに取り付けられて支持されている。第１プローブ６は、本体部５（第１支持部５１）に対して回動可能に設けられている。ここでは、第１プローブ６は、第１支持部５１と共に締結具Ｆが挿通されることにより、本体部５（第１支持部５１）に取り付けられている。これにより、第１プローブ６は、締結具Ｆを回転軸として本体部５に対して回動可能とされる。
【0043】
第２プローブ７は、第１プローブ６と対向するように第２支持部５２の一端部５２ａに取り付けられて支持されている。第２プローブ７は、本体部５（第２支持部５２）に対して回動可能に設けられている。第２プローブ７は、第２支持部５２と共に締結具Ｆが挿通されることにより、本体部５（第２支持部５２）に取り付けられている。これにより、第２プローブ７は、締結具Ｆを回転軸として本体部５に対して回動可能とされる。
【0044】
第１遮光部材８は、被検体Ｈにプローブ装置１Ｂが装着された状態において、被検体Ｈと第１プローブ６との間に介在される緩衝部材である。第１遮光部材８は、例えば両面テープといった接着部材によって第１プローブ６に着脱可能に取り付けられている。また、第２遮光部材９は、被検体Ｈにプローブ装置１Ｂが装着された状態において、被検体Ｈと第２プローブ７との間に介在される緩衝部材である。第２遮光部材９は、例えば両面テープといった接着部材によって第２プローブ７に着脱可能に取り付けられている。第１遮光部材８及び第２遮光部材９の詳細については、後述する。
【0045】
上述したように、第１プローブ６及び第２プローブ７を本体部５に取り付けるための締結具Ｆは、一例として樹脂製のネジであり金属を含まずに構成され得る。これと共に、プローブ装置１Ｂの他の部分（例えば、照射・検出ユニット自体やプローブユニット４の各部）も構成材料として金属を含まずに構成され得る。この場合、プローブ装置１ＢをＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）との同時計測に使用することが可能となる。
【0046】
【0047】
図４の（ａ）は、図２に示された第１プローブの模式的な平面図であり、図４の（ｂ）は、図２に示された第２プローブの模式的な平面図である。図５の（ａ）は、図４におけるＶａ－Ｖａ線断面図であり、図５の（ｂ）は、図４におけるＶｂ－Ｖｂ線断面図である。図６の（ａ）は、図２に示された第１プローブを示す平面図であり、図６の（ｂ）は、図２に示された第１プローブを示す斜視図である。図７は、図２に示された第１遮光部材を示す斜視図である。なお、図６に示す例では、第１プローブの構成のうち、照射ユニット２を省略している。
【0048】
図４の（ａ）、及び図５の（ａ）に示されるように、照射ユニット２は、光ファイバ２１と光ファイバ２１に設けられた嵌合部２２とを含む。光ファイバ２１は、照射ユニット２の出力端側の一部において被覆から露出されており、嵌合部２２は光ファイバ２１における当該被覆から露出された部分を覆うように設けられている。嵌合部２２は、一例として樹脂によって構成されている。嵌合部２２は、端面２２ｓを有している。光ファイバ２１は、嵌合部２２の端面２２ｓと異なる側面から嵌合部２２の内部へ挿通されて端面２２ｓに至っている。嵌合部２２の端面２２ｓには、光ファイバ２１の端面２１ｓが露出されている。ここでは、光ファイバ２１の端面２１ｓは、嵌合部２２の端面２２ｓと面一になっている。光源部Ｃ１からの光は、光ファイバ２１の端面２１ｓから出射される。したがって、光ファイバ２１の端面２１ｓは、照射ユニット２の光出射部２ｐ（第１光出射部）を構成している。光ファイバ２１は、光出射部２ｐの出射軸Ａ１に沿って光を出射する。
【0049】
図５の（ａ）に示されるように、第１プローブ６は、保持部６１と取付部６２とを有している。保持部６１は、照射ユニット２を保持するための部分である。取付部６２は、第１プローブ６を本体部５に取り付けるための部分である。第１プローブ６は、この取付部６２が本体部５の層部材５ａと層部材５ｂとの間に配置され、且つ、この取付部６２に対して本体部５（第１支持部５１）と共に締結具Ｆが挿通されることにより、本体部５に取り付けられる。保持部６１は、取付部６２を介して第１プローブ６が本体部５に取り付けられた状態において、本体部５の第１プローブ６が取り付けられる部分（第１支持部５１）と反対側に臨む第１表面６１ｓ（第１面）を有している。
【0050】
保持部６１は、第１表面６１ｓと交差する第１方向からみて略円形状を呈する。すなわち、第１表面６１ｓはここでは円形状である。保持部６１には、第１表面６１ｓに開口する凹部６３及び溝部６４が形成されている。凹部６３は、ここでは第１表面６１ｓの略中心に設けられており、溝部６４は凹部６３から保持部６１の外縁に至るように延在している。凹部６３の形状は、照射ユニット２の嵌合部２２の外形と略同一とされている。保持部６１では、この凹部６３に嵌合部２２が嵌合されることにより照射ユニット２が保持される。このとき、光ファイバ２１の端面２１ｓが第１表面６１ｓに露出される。一例として、第１表面６１ｓと端面２１ｓとは面一である。
【0051】
このように、第１プローブ６は、本体部５に取り付けられると共に本体部５と反対側に臨む第１表面６１ｓを有しており、被検体Ｈに向けて光を照射するための照射ユニット２の光出射部２ｐ（光ファイバ２１の端面２１ｓ）が第１表面６１ｓに露出している。なお、溝部６４には、照射ユニット２の光ファイバ２１が配置される。
【0052】
図４の（ａ）及び図７に示されるように、第１遮光部材８は、保持部６１の第１表面６１ｓの外形に沿った外形を有している。一例として第１遮光部材８は、円環状を呈する。第１遮光部材８は、内周面８ａと、外周面８ｂと、を有している。第１遮光部材８は、遮光性を有すると共に弾性材料を含む。ここでは、第１遮光部材８は、遮光性を有する弾性材料により形成されている。第１遮光部材８の材料は、一例として、天然ゴム（ＮＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、シリコンゴム（Ｓｉ）、及びスチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）等であり、当該材料によってスポンジ状に形成されていてもよい。第１遮光部材８の材料として、本体部５の材料と同一の材料を用いることが可能である。第１遮光部材８の厚さは、周方向において概ね一定である。
【0053】
第１遮光部材８は、第１プローブ６の保持部６１の第１表面６１ｓに交差する第１方向からみて、照射ユニット２の光出射部２ｐを囲うように第１表面６１ｓに取り付けられている。つまり、第１遮光部材８は、光出射部２ｐの出射軸Ａ１を囲うように第１表面６１ｓに取り付けられている。より具体的には、図４の（ａ）及び図５の（ａ）に示されるように、第１遮光部材８は、第１方向からみたとき、外周面８ｂが第１表面６１ｓの外縁部に位置し、且つ、内周面８ａの内側に照射ユニット２の光出射部２ｐが位置するように、第１表面６１ｓに取り付けられている。本実施形態において、第１遮光部材８の外径は、第１表面６１ｓの外径と略一致している。また、第１遮光部材８の内径は、凹部６３の外径よりも大きくなっている。
【0054】
続いて、第２プローブ７側の構成について説明する。なお、第２プローブ７は、上述した第１プローブ６と同様の構成を有するが、第１プローブ６と同様に説明を行う。図４の（ｂ）、及び図５の（ｂ）に示されるように、検出ユニット３は、光ファイバ３１と光ファイバ３１に設けられた嵌合部３２とを含む。光ファイバ３１は、検出ユニット３の出力端側の一部において被覆から露出されており、嵌合部３２は、光ファイバ３１における当該被覆から露出された部分を覆うように設けられている。嵌合部３２は、一例として樹脂によって構成されている。嵌合部３２は、端面３２ｓを有している。光ファイバ３１は、嵌合部３２の端面３２ｓと異なる側面から嵌合部３２の内部へ挿通されて端面３２ｓに至っている。嵌合部３２の端面３２ｓには、光ファイバ３１の端面３１ｓが露出されている。ここでは、光ファイバ３１の端面３１ｓは、嵌合部３２の端面３２ｓと面一になっている。被検体Ｈからの光は、光ファイバ３１の端面３１ｓから入射される。したがって、光ファイバ３１の端面３１ｓは、検出ユニット３の光入射部３ｐ（第１光入射部）を構成している。光ファイバ３１には、光入射部３ｐの入射軸Ａ２に沿って光が入射する。
【0055】
図５の（ｂ）に示されるように、第２プローブ７は、保持部７１と取付部７２とを有している。保持部７１は、検出ユニット３を保持するための部分である。取付部７２は、第２プローブ７を本体部５に取り付けるための部分である。第２プローブ７は、この取付部７２が本体部５の層部材５ａと層部材５ｂとの間に配置され、且つ、この取付部７２に対して本体部５（第２支持部５２）と共に締結具Ｆが挿通されることにより、本体部５に取り付けられる。保持部７１は、取付部７２を介して第２プローブ７が本体部５に取り付けられた状態において、本体部５の第２プローブ７が取り付けられる部分（第２支持部５２）と反対側に臨む第２表面７１ｓ（第２面）を有している。
【0056】
保持部７１は、第２表面７１ｓと交差する第２方向からみて略円形状を呈する。すなわち、第２表面７１ｓはここでは円形状である。保持部７１には、第２表面７１ｓに開口する凹部７３及び溝部７４が形成されている。凹部７３は、ここでは第２表面７１ｓの略中心に設けられており、溝部７４は凹部７３から保持部７１の外縁に至るように延在している。凹部７３の形状は、検出ユニット３の嵌合部３２の外形と略同一とされている。保持部７１では、この凹部７３に嵌合部３２が嵌合されることにより検出ユニット３が保持される。このとき、光ファイバ３１の端面３１ｓが第２表面７１ｓに露出される。一例として、第２表面７１ｓと端面３１ｓとは面一である。
【0057】
このように、第２プローブ７は、第１プローブ６に対向するように本体部５に取り付けられると共に本体部５と反対側に臨む第２表面７１ｓを有しており、被検体Ｈの内部を伝播した光を検出するための検出ユニット３の光入射部３ｐ（光ファイバ３１の端面３１ｓ）が第２表面７１ｓに露出している。なお、溝部７４には、検出ユニット３の光ファイバ３１が配置される。
【0058】
図４の（ｂ）及び図７に示されるように、第２遮光部材９は、保持部７１の第２表面７１ｓの外形に沿った外形を有している。一例として第２遮光部材９は、円環状を呈する。第２遮光部材９は、内周面９ａと、外周面９ｂと、を有している。第２遮光部材９は、遮光性を有すると共に弾性材料を含む。ここでは、第２遮光部材９は、遮光性を有する弾性材料により形成されている。第２遮光部材９の材料は、一例として、天然ゴム（ＮＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、シリコンゴム（Ｓｉ）、及びスチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）等であり、当該材料によってスポンジ状に形成されていてもよい。第２遮光部材９の材料として、本体部５の材料と同一の材料を用いることが可能である。第２遮光部材９の厚さは、周方向において概ね一定である。
【0059】
第２遮光部材９は、第２プローブ７の保持部７１の第２表面７１ｓに交差する第２方向からみて、検出ユニット３の光入射部３ｐを囲うように第２表面７１ｓに取り付けられている。つまり、第２遮光部材９は、光入射部３ｐの入射軸Ａ２を囲うように第２表面７１ｓに取り付けられている。より具体的には、図４の（ｂ）及び図５の（ｂ）に示されるように、第２遮光部材９は、第１方向からみたとき、外周面９ｂが第２表面７１ｓの外縁部に位置し、且つ、内周面９ａの内側に検出ユニット３の光入射部３ｐが位置するように、第２表面７１ｓに取り付けられている。本実施形態において、第２遮光部材９の外径は、第２表面７１ｓの外径と略一致している。また、第２遮光部材９の内径は、凹部７３の外径よりも大きくなっている。
【0060】
引き続いて、以上のように構成される生体測定装置１００を使用した生体測定方法について説明する。図８は、第１実施形態に係るプローブ装置を被検体に装着した状態を示す図である。図９は、図８の一部を拡大して示す模式的な断面図である。図９では、第１プローブ６側の構成についてのみ図示されている。
【0061】
図８，９に示されるように、この方法では、まず、プローブ装置１Ｂを被検体Ｈの被測定部位（ここでは頭部）に装着する。一例として、プローブ装置１Ｂは、照射ユニット２の光出射部２ｐ及び検出ユニット３の光入射部３ｐが被検体Ｈの左右のこめかみに配置されるように装着される。このとき、第１プローブ６と第２プローブ７との間隔を拡大するように本体部５を撓ませて、第１プローブ６と第２プローブ７との間に被検体Ｈを位置させる。その状態において、本体部５の撓みを解放して第１プローブ６と第２プローブ７との間隔を縮小させる。これにより、本体部５の弾性力を利用して、プローブ装置１Ｂが被検体Ｈに装着される。第１プローブ６の第１表面６１ｓには第１遮光部材８が取り付けられており、第２プローブ７の第２表面７１ｓには第２遮光部材９が取り付けられている。このため、プローブ装置１Ｂを被検体Ｈに装着した際には、少なくとも第１遮光部材８と第２遮光部材９とが被検体Ｈに接触することとなる。
【0062】
すなわち、第１プローブ６と被検体Ｈとの間には第１遮光部材８が介在され、第２プローブ７と被検体Ｈとの間には第２遮光部材９が介在されている。ここでは、第１プローブ６側においては、第１遮光部材８が被検体Ｈの表面Ｈｓと接していると共に、第１プローブ６の第１表面６１ｓ及び照射ユニット２の光出射部２ｐは被検体Ｈの表面Ｈｓから離間している。また、第２プローブ７側においては、第２遮光部材９が被検体Ｈの表面Ｈｓと接していると共に、第２プローブ７の第２表面７１ｓ及び検出ユニット３の光入射部３ｐは被検体Ｈの表面Ｈｓから離間している。一例として、照射ユニット２の光出射部２ｐと被検体Ｈの表面Ｈｓとの間隔Ｄｓ（及び、検出ユニット３の光入射部３ｐと被検体Ｈの表面Ｈｓとの間隔）は１ｍｍ程度である。
【0063】
このように、ここでは、プローブ装置１Ｂは、第１遮光部材８及び第２遮光部材９のみにおいて被検体Ｈに接触している。このような接触状態は、例えば第１遮光部材８及び第２遮光部材９の厚さを調整することにより制御可能である。すなわち、第１遮光部材８及び第２遮光部材９の厚さを相対的に厚くすることにより、第１遮光部材８及び第２遮光部材９のみを被検体Ｈに接触させることができる一方で、第１遮光部材８及び第２遮光部材９の厚さを相対的に薄くすることにより、第１遮光部材８及び第２遮光部材９に加えて、照射ユニット２の光出射部２ｐや検出ユニット３の光入射部３ｐを被検体Ｈに接触させることもできる。
【0064】
なお、プローブ装置１Ｂを被検体Ｈに装着したときに、プローブ装置１Ｂが被検体Ｈを挟み込む力を適切に設定すべく、プローブユニット４のサイズを選択することができる。すなわち、一例として、被検体Ｈの被測定部位の大きさが４．５ｃｍ～５．５ｃｍである場合、自然な状態における光出射部２ｐと光入射部３ｐとの距離であるＳＤ間距離が４ｃｍ程度であるもの選択し、被検体Ｈの被測定部位の大きさが５．５ｃｍ～６．５ｃｍである場合、ＳＤ間距離が５ｃｍ程度であるものを選択し、被検体Ｈの被測定部位の大きさが６．５ｃｍ～７．５ｃｍである場合、ＳＤ間距離が６ｃｍ程度であるものを選択しつつ、ＳＤ間距離を１ｃｍ程度拡げつつプローブ装置１Ｂを被検体Ｈに装着することができる。なお、自然な状態とは、被検体Ｈを挟み込んでおらず、プローブ装置１Ｂに外力が与えられていない状態である。
【0065】
プローブ装置１Ｂでは、以上のような接触状態が実現されることにより、第１プローブ６と被検体Ｈとの間に、第１プローブ６、第１遮光部材８、及び被検体Ｈによって、外来光から遮光された遮光空間Ｓが形成される。同様に、第２プローブ７と被検体Ｈとの間には、第２プローブ７、第２遮光部材９、及び被検体Ｈによって、外来光から遮光された遮光空間Ｓが形成される。なお、上述したように、第１プローブ６及び第２プローブ７は、本体部５に対して回動可能とされている。したがって、プローブ装置１Ｂを被検体Ｈに装着したときに第１プローブ６及び第２プローブ７が回動することにより、第１プローブ６及び第２プローブ７の姿勢が被検体Ｈの形状（頭部の形状）に沿うように調整される。
【0066】
続いては、以上のようにプローブ装置１Ｂが被検体Ｈに装着された状態において、生体光学特性計測装置１Ａの制御部Ｃ５の制御のもとで、光源部Ｃ１から照射ユニット２に光Ｌが提供される。この光Ｌは、第１プローブ６の照射ユニット２の光出射部２ｐから出射されて被検体Ｈに向けて照射される。ここでは、生体測定装置１００では被検体Ｈのヘモグロビン動態の測定のために時間分解計測法が実施される。したがって、ここでは、パルス光であり、互いに波長の異なる複数（例えば３つ）の光Ｌが順次に照射される。光Ｌの波長は、一例として７６０ｎｍ、８００ｎｍ、及び、８３０ｎｍである。
【0067】
そして、被検体Ｈの内部を伝播した光Ｌは、第２プローブ７の検出ユニット３によって検出され、生体光学特性計測装置１Ａの光検出部Ｃ２に出力される。その後、この検出結果（光Ｌの減衰量や時間的拡散等）に基づいて、生体光学特性計測装置１Ａの生体光学特性計測部Ｃ３及び演算処理部Ｃ４によって被検体Ｈの頭蓋内における酸素化ヘモグロビン、脱酸素化ヘモグロビン、及び、組織酸素飽和度等が導出される。このように、本実施形態では、生体測定装置１００は、いわゆる透過型計測を行う。この透過型計測では、被検体Ｈの深部を伝播した光を検出するため、被検体Ｈの深部のヘモグロビン動態を計測することができる。
【0068】
以上説明したように、プローブユニット４では、被検体Ｈに向けて光Ｌを照射するための光出射部２ｐが露出される第１プローブ６に対して、被検体Ｈの内部を伝播した光Ｌを検出するための光入射部３ｐが露出される第２プローブ７が対向するように、第１プローブ６及び第２プローブ７が可撓性を有する本体部５に取り付けられている。このため、被検体Ｈの内部のヘモグロビン動態を計測する際には、本体部５を撓ませて第１プローブ６と第２プローブ７との距離を拡大した状態で第１プローブ６と第２プローブ７とで被検体Ｈを挟むようにすれば、本体部５の撓みを解除することにより、容易に、被検体Ｈに対してプローブユニット４（及び照射・検出ユニット）を装着できる（着脱容易である）。
【0069】
また、プローブユニット４では、第１プローブ６の第１表面６１ｓには、光出射部２ｐの出射軸Ａ１を囲むように第１遮光部材８が配置されており、第２プローブ７の第２表面７１ｓには、光入射部３ｐの入射軸Ａ２を囲むように第２遮光部材９が配置されている。このため、プローブユニット４を被検体Ｈに装着したとき、弾性材料を含む第１遮光部材８及び第２遮光部材９が被検体Ｈに接触することによって、少なくとも第１プローブ６及び第２プローブ７のみが被検体Ｈに接触することが抑制される。この結果、第１プローブ６及び第２プローブ７のみが被検体Ｈに接触する場合と比較して、被検体Ｈへの負荷が低減される。なお、例えば第２プローブ７が被検体Ｈに接触しない場合、検出ユニット３の光入射部３ｐと被検体Ｈとの間に生じた空間を介して、外部からの検出対象でない光が光入射部３ｐに入射するおそれがある。これに対して、このプローブユニット４では、プローブユニット４を被検体Ｈに装着したときに、第１遮光部材８と被検体Ｈとによって光出射部２ｐの周りに遮光空間Ｓが形成されると共に、第２遮光部材９と被検体Ｈとによって光入射部３ｐの周りに遮光空間Ｓが形成される。したがって、検出対象でない光の入射が抑制される。
【0070】
また、プローブユニット４では、第１プローブ６及び第２プローブ７のそれぞれは、本体部５に対して回動可能に設けられている。このため、被検体Ｈの形状又は大きさに応じて第１プローブ６及び第２プローブ７の角度を調整することができる。これにより、第１プローブ６から被検体Ｈへの光の入射角、及び、被検体Ｈから第２プローブ７への光の入射角を適切に設定することが可能となる。
【0071】
また、プローブユニット４は、形状記憶部材１０を備え、本体部５は、第１プローブ６を支持する第１支持部５１と、第２プローブ７を支持する第２支持部５２と、第１支持部５１と第２支持部５２とを連結する連結部５３と、を含み、形状記憶部材１０は、連結部５３に設けられている。このため、第１プローブ６を第１支持部５１によって支持できると共に、第２プローブ７を第２支持部５２によって支持できる。また、形状記憶部材１０によって連結部５３の形状を保つことができる。
【0072】
また、プローブユニット４では、本体部５は、互いに重ね合わされた複数の層部材５ａ，５ｂと、複数の層部材５ａ，５ｂを互いに着脱可能に固定するための固定部材５４，５５と、を含む。このため、着脱可能に固定された複数の層部材５ａ，５ｂの組み合わせにより、本体部５の構成の自由度を高めることができる。
【0073】
また、プローブユニット４では、第１プローブ６及び第２プローブ７は、光ファイバ２１，３１を含み、本体部５は、光ファイバ２１，３１が挿通されると共に光ファイバ２１，３１を保持する間隙Ｇを含む。このため、光ファイバ２１，３１を間隙Ｇによって保持することができる。これにより、光ファイバ２１，３１の位置ずれを抑制することができる。
【0074】
また、プローブユニット４では、本体部５は、ゴムスポンジによって構成されている。このため、本体部５の弾性力により被検体Ｈへの負担を軽減できる。
【0075】
なお、プローブユニット４は、構成材料として金属を含まないように構成され得る。この場合、プローブ装置１Ｂを被検体Ｈに装着した際に、金属製の部材が被検体Ｈに接触することを抑制できる。また、このような構成によれば、プローブ装置１Ｂを装着した状態で、ＭＲＩによる計測が可能となる。
［第２実施形態］
［第２実施形態］
【0076】
引き続いて、図１０、１１を用いて、第２実施形態に係る生体測定装置１００について説明する。第２実施形態に係る生体測定装置１００は、第１実施形態に係る生体測定装置１００と比較して、プローブ装置１Ｂに代えてプローブ装置１Ｄを備える点で相違している。プローブ装置１Ｄでは、プローブユニット４が、二対の照射・検出ユニットを有している。より具体的には、第２実施形態に係るプローブユニット４では、第１プローブ６及び第２プローブ７のそれぞれが、照射ユニット２及び検出ユニット３のそれぞれを有している。
【0077】
すなわち、ここでは、第１プローブ６が、被検体Ｈの内部を伝播した光Ｌを検出するための別の検出ユニット３を有している。当該別の検出ユニット３の光入射部３ｐ（第２光入射部）は、第１表面６１ｓに露出している。また、第２プローブ７が、被検体Ｈに向けて光Ｌを照射するための別の照射ユニット２を有している。当該別の照射ユニット２の光出射部２ｐ（第２光出射部）は、第２表面７１ｓに露出している。それぞれの照射・検出ユニットの態様は第１実施形態と同様である。
【0078】
また、第１遮光部材８が、第１表面６１ｓに交差する第１方向からみて、照射ユニット２の光出射部２ｐ及び検出ユニット３の光入射部３ｐを囲うように第１表面６１ｓに取り付けられており、第２遮光部材９は、第２表面７１ｓに交差する第２方向からみて検出ユニット３の光入射部３ｐ及び照射ユニット２の光出射部２ｐを囲うように第２表面７１ｓに取り付けられている。つまり、第１遮光部材８は、照射ユニット２の光出射部２ｐの出射軸Ａ１及び検出ユニット３の光入射部３ｐの入射軸Ａ２を囲うように第１表面６１ｓに取り付けられており、第２遮光部材９は、検出ユニット３の光入射部３ｐの入射軸Ａ２及び照射ユニット２の光出射部２ｐの出射軸Ａ１を囲うように第２表面７１ｓに取り付けられている。すなわち、プローブ装置１Ｄでは、１つの第１遮光部材８及び第２遮光部材９が、照射・検出ユニットの光入出射部を囲うようにされている。
【0079】
そして、第１遮光部材８が、第１方向からみて照射ユニット２の光出射部２ｐと検出ユニット３の光入射部３ｐとの間に介在する部分（第１部分）８ｐを含み、第２遮光部材９が、第２方向からみて照射ユニット２の光出射部２ｐと検出ユニット３の光入射部３ｐとの間に介在する部分（第２部分）９ｐを含む。部分８ｐは、光出射部２ｐと光入射部３ｐとの間を通るように、内周面８ａの互いに対向する領域間に掛け渡されて設けられている。また、部分９ｐは、光出射部２ｐと光入射部３ｐとの間を通るように、内周面９ａの互いに対向する領域間に掛け渡されて設けられている。
【0080】
これにより、プローブ装置１Ｄを被検体Ｈに装着したとき、光出射部２ｐ及び光入射部３ｐのそれぞれの周囲に対して、部分８ｐ又は部分９ｐで仕切られて互いに独立した遮光空間Ｓ１，Ｓ２が形成されることとなる。
【0081】
引き続いて、以上のように構成される第２実施形態に係る生体測定装置１００を使用した生体測定方法について説明する。この方法では、上記のプローブ装置１Ｄを被検体Ｈに装着する。装着方法は第１実施形態に係るプローブ装置１Ｂと同様である。
【0082】
続いては、以上のようにプローブ装置１Ｄが被検体Ｈに装着された状態において、生体光学特性計測装置１Ａの制御部Ｃ５の制御のもとで、光源部Ｃ１から第１プローブ６の照射ユニット２に光Ｌ１が提供されると共に、光源部Ｃ１から第２プローブ７の照射ユニット２に光Ｌ２が提供される。この光Ｌ１は、第１プローブ６の照射ユニット２の光出射部２ｐから出射されて被検体Ｈに向けて照射される。ここでは、生体測定装置１００では被検体Ｈのヘモグロビン動態の測定のために時間分解計測法が実施される。したがって、ここでは、パルス光であり、互いに波長の異なる複数（例えば３つ）の光Ｌ１が順次に照射される。光Ｌ１の波長は、一例として７６０ｎｍ、８００ｎｍ、及び、８３０ｎｍである。
【0083】
同様に、光Ｌ２は、第２プローブ７の照射ユニット２の光出射部２ｐから出射されて被検体Ｈに向けて照射される。ここでは、パルス光であり、互いに波長の異なる複数（光Ｌ１と同数であり例えば３つ）の光Ｌ２が順次に照射される。光Ｌ２の波長は、例えば光Ｌ１と同様であり、一例として７６０ｎｍ、８００ｎｍ、及び、８３０ｎｍである。光Ｌ１の照射と光Ｌ２の照射とは、互いに時間的にずらされて行われる。
【0084】
そして、被検体Ｈの内部を伝播した光Ｌ１は、第２プローブ７の検出ユニット３によって検出され、生体光学特性計測装置１Ａの光検出部Ｃ２に出力される。また、被検体Ｈの内部を伝播した光Ｌ２は、第１プローブ６の検出ユニット３によって検出されて光検出部Ｃ２に出力される。その後、この検出結果（光Ｌ１，Ｌ２の減衰量や時間的拡散等）に基づいて、生体光学特性計測装置１Ａの生体光学特性計測部Ｃ３及び演算処理部Ｃ４によって被検体Ｈの頭蓋内における酸素化ヘモグロビン、脱酸素化ヘモグロビン、及び、組織酸素飽和度等が導出される。このように、ここでは、まず、２チャンネルの透過型計測が行われる。
【0085】
なお、プローブ装置１Ｄでは、第１プローブ６の照射ユニット２の光出射部２ｐと第２プローブ７の検出ユニット３の光入射部３ｐとを結ぶ直線と、第１プローブ６の検出ユニット３の光入射部３ｐと第２プローブ７の照射ユニット２の光出射部２ｐとを結ぶ直線との２直線が、互いに交差しないように（例えば平行となるように）、第１プローブ６及び第２プローブ７における照射・検出ユニットの位置を設定することができる（第１の配置、図１１の（ａ）参照）。
【0086】
或いは、プローブ装置１Ｄでは、当該２直線が互いに交差するように、第１プローブ６及び第２プローブ７における照射・検出ユニットの位置を設定してもよい（第２の配置、図１１の（ｂ）参照）。第１の配置を採用した場合には、被検体Ｈの内部のより広い範囲について、ヘモグロビン動態を計測することができる。第２の配置を採用した場合には、被検体Ｈの内部のより局所的な範囲について、ヘモグロビン動態を計測することができる。
【0087】
続いて、第２実施形態に係る生体測定装置１００では、反射型計測が行われる。すなわち、生体光学特性計測装置１Ａの制御部Ｃ５の制御のもとで、光源部Ｃ１から第１プローブ６の照射ユニット２に光Ｌ１が提供されると共に、光源部Ｃ１から第２プローブ７の照射ユニット２に光Ｌ２が提供される。この光Ｌ１は、第１プローブ６の照射ユニット２の光出射部２ｐから出射されて被検体Ｈに向けて照射される。同様に、光Ｌ２は、第２プローブ７の照射ユニット２の光出射部２ｐから出射されて被検体Ｈに向けて照射される。
【0088】
被検体Ｈの内部を伝播した光Ｌ１は、第１プローブ６の検出ユニット３によって検出され、生体光学特性計測装置１Ａの光検出部Ｃ２に出力される。また、被検体Ｈの内部を伝播した光Ｌ２は、第２プローブ７の検出ユニット３によって検出されて光検出部Ｃ２に出力される。その後、この検出結果（光Ｌ１，Ｌ２の減衰量や時間的拡散等）に基づいて、生体光学特性計測装置１Ａの生体光学特性計測部Ｃ３及び演算処理部Ｃ４によって被検体Ｈの頭蓋内における酸素化ヘモグロビン、脱酸素化ヘモグロビン、及び、組織酸素飽和度等が導出される。このように、ここでは、２チャンネルの反射型計測が行われる。
【0089】
この反射型計測では、被検体Ｈの浅部を伝播した光を検出するため、被検体Ｈの浅部のヘモグロビン動態を計測することができる。したがって、透過型計測で得られた検出結果に対して、反射型計測で得られた検出結果を考慮する（除く）ことにより、被検体Ｈの深部のヘモグロビン動態をより正確に計測することが可能となる。
【0090】
以上説明したように、第２実施形態に係るプローブユニット４によれば、第１実施形態と同様の効果を奏することが可能である。さらに、第２実施形態に係るプローブユニット４では、第１プローブ６の第１表面６１ｓは、被検体Ｈの内部を伝播した光を検出するための光入射部３ｐをさらに露出し、第２プローブ７の第２表面７１ｓは、被検体Ｈに向けて光を照射するための光出射部２ｐをさらに露出し、第１遮光部材８は、光出射部２ｐの出射軸Ａ１及び光入射部３ｐの入射軸Ａ２を囲うように第１表面６１ｓに取り付けられており、第２遮光部材９は、光入射部３ｐの入射軸Ａ２及び光出射部２ｐの出射軸Ａ１を囲うように第２表面７１ｓに取り付けられている。このため、第１プローブ６及び第２プローブ７を用いて２チャンネルの測定が可能となる。
【0091】
さらに、プローブユニット４では、第１遮光部材８は、光出射部２ｐと光入射部３ｐとの間に介在する部分８ｐを含み、第２遮光部材９は、光入射部３ｐと光出射部２ｐとの間に介在する部分９ｐを含む。このため、光出射部２ｐから出射された光が、被検体Ｈの表面Ｈｓで反射し、直接、光入射部３ｐに入射することを抑制できる。また、光出射部２ｐから出射された光が、被検体Ｈの表面Ｈｓで反射し、直接光入射部３ｐに入射することを抑制できる。したがって、検出対象でない光の入射が抑制される。
【0092】
以上の実施形態は、本発明の一態様を説明したものである。したがって、本発明は、上記のプローブユニット４に限定されず、任意に変形され得る。
【0093】
図１２は、変形例に係る第１プローブを示す模式的な平面図であり、図１３は、図１２におけるＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ線断面図である。図１３に示される例では、構成を一部省略している。例えば、上記実施形態では、照射ユニット２の光出射部２ｐが、光ファイバ２１の端面２１ｓにより構成されており、当該端面２１ｓが第１プローブ６の第１表面６１ｓに露出されていた。しかし、図１２に示されるように、照射ユニット２の光出射部２ｐは、光ファイバ２１に結合された別の光学部材の端面（ここではプリズム８１の端面８１ａ）により構成され、当該端面が第１プローブ６の第１表面６１ｓに露出されていてもよい。
【0094】
この場合、プリズム８１は、ケース８２を介して保持部６１の凹部６３に嵌合されている。図１３に示されるように、光ファイバ２１は、プリズム８１の端面８１ａと異なる側面に接続（接触）させられることにより、プリズム８１に結合されている。より具体的には、プリズム８１は、端面８１ａの反対側に設けられた反射面８１ｂと、端面８１ａと反射面８１ｂとを繋ぐ側面８１ｃと、を有している。光ファイバ２１は、第１プローブ６の内部において側面８１ｃに当接されている。これにより、光ファイバ２１から出射された光は、プリズム８１の側面８１ｃからプリズム８１に入射され、反射面８１ｂによって反射されて端面８１ａへと導かれる。第２プローブ７側の構成についても第１プローブ６側と同様の構成を採用することができる。
【0095】
また、上記実施形態では、周方向に沿って厚さが一定である第１遮光部材８及び第２遮光部材９を例示した。しかし、図１４に示されるように、第１遮光部材８及び第２遮光部材９では、周方向に沿って厚さが変化していてもよい。より具体的には、第１遮光部材８は、相対的に厚い部分８３と相対的に薄い部分８４とを有しており、第２遮光部材９は、相対的に厚い部分９３と相対的に薄い部分９４とを有していてもよい。この場合、被検体Ｈの外形に応じて第１遮光部材８及び第２遮光部材９を好適に被検体Ｈに密着させつつ、被検体Ｈへの光の入射角や被検体Ｈからの光の入射角を調整することができる。
【0096】
また、上記第２実施形態では、互いに重ね合わされた２つの層部材５ａ，５ｂを含む本体部５を例示した。しかし、図１５に示されるように、本体部５は、互いに重ね合わされた二対の層部材５ａ，５ｂを含んでもよい。本変形例では、光出射部２ｐ及び光入射部３ｐのそれぞれに対応する位置に、一対の取付部６２，６２が設けられている。一方の取付部６２は、二対の層部材５ａ，５ｂのうち、ある一対の層部材５ａ，５ｂの間に配置されており、他方の取付部６２は、別の一対の層部材５ａ，５ｂの間に配置されている。また、本変形例では、一対の取付部６２，６２に対して二対の層部材５ａ，５ｂのそれぞれと共に締結具Ｆが挿通されている。これにより、第１プローブ６が本体部５に取り付けられている。第２プローブ７側の構成についても第１プローブ６側と同様の構成を採用することができる。
【0097】
本変形例に係るプローブユニット４では、本体部５が２つの取付部６２に対して取り付けられている。換言すると、第１プローブ６は、複数の個所において本体部５に取り付けられている。これにより、プローブユニット４を被検体Ｈに装着するに際し、本体部５から被検体Ｈに加わる弾性力を分散させることができる。この結果、例えば、当該弾性力による本体部５の変形量の偏在化（例えば反り）が抑制される。
【0098】
また、照射・検出ユニットの構成は、上述したように光ファイバを用いて生体光学特性計測装置１Ａとの間で光の送受信を行うものに限られない。例えば、照射ユニット２は、光源部Ｃ１に対応する発光素子を備えており、生体光学特性計測装置１Ａとの間で電気的な信号の送受信を行うように構成されていてもよい。この場合、照射ユニット２の光出射部２ｐは、発光素子の光出射面（又は光出射面に結合された光学部材の端面）により構成され得る。
【0099】
或いは、検出ユニット３は、光検出部Ｃ２に対応する受光素子を備えており、生体光学特性計測装置１Ａとの間で電気的な信号を送受信するように構成されていてもよい。この場合、検出ユニット３の光入射部３ｐは、受光素子の光入射面（又は光入射面に結合された光学部材の端面）により構成され得る。これらの場合、第１プローブ６の保持部６１の溝部６４や、第２プローブ７の保持部７１の溝部７４には、電気的な信号の送受信を行うための通信線や、発光素子や受光素子等に電力を供給するための電力線等が配置されてもよい。
【0100】
また、これらの場合、生体光学特性計測装置１Ａから光源部Ｃ１及び光検出部Ｃ２を省略することができる。さらには、照射ユニット２及び検出ユニット３には、生体光学特性計測装置１Ａとの間で電気的な信号を無線により送受信するための通信部が設けられていてもよい。その他、バッテリや、生体光学特性計測装置１Ａの他の要素を照射ユニット２や検出ユニット３に設けてもよい。
【符号の説明】
【0101】
２ｐ…光出射部（第１光出射部、第２光出射部）、３ｐ…光入射部（第１光入射部、第２光入射部）、４…プローブユニット、５…本体部、５ａ，５ｂ…層部材、６…第１プローブ、７…第２プローブ、８…第１遮光部材、８ｐ…部分（第１部分）、９…第２遮光部材、９ｐ…部分（第２部分）、１０…形状記憶部材、２１，３１…光ファイバ、５１…第１支持部、５２…第２支持部、５３…連結部、５４，５５…固定部材、６１ｓ…第１表面（第１面）、７１ｓ…第２表面（第２面）、Ａ１…出射軸、Ａ２…入射軸、Ｇ…間隙（ファイバ保持部）、Ｈ…被検体、Ｌ，Ｌ１，Ｌ２…光。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】