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Estimation of myocardial electrical activity in heart disease by spatial filter method of magnetocardiography and development of high-precision diagnostic system

Research Project

Project/Area Number 19K12837
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 90130:Medical systems-related
Research InstitutionIwate University

Principal Investigator

Kobayashi Koichiro  岩手大学, 理工学部, 教授 (60277233)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 杉町 勝  国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 非常勤研究員 (40250261)
岩井 守生  岩手大学, 理工学部, 助教 (60825876)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords心磁図計測 / 信号源推定 / 推定精度向上 / 心磁図 / 信号処理 / 心機能可視化 / 空間フィルタ法 / 計測法 / 心疾患
Outline of Research at the Start

研究の最終目標は、心疾患における電気活動を解明し、心疾患の早期発見・高精度診断を実現し、健康寿命を延ばすための診断システムの開発である。この結果、我が国の健康長寿、医療費削減に貢献する。そこで、心磁図を用いて心臓の電気活動を高精度かつ三次元的に可視化を行い、心機能の診断を行う。本研究では、医工連携により下記の研究を行う。
1.空間フィルタ法を用いた心臓電気活動三次元可視化技術を心疾患データに適応し、心疾患における電気活動を解明と高精度の診断技術の確立を目指す。
2.空間フィルタ法に適した計測方法の確立と最適な空間フィルタ法プログラムを開発する。

Outline of Final Research Achievements

The ultimate goal of the research is to elucidate the electrical activity in the heart and to develop a diagnostic system for early detection and high-precision diagnosis of heart disease.
Therefore, in this study, we aimed to estimate the electrical activity of the heart and establish a high-precision diagnostic technique by applying the spatial filter method to the magnetocardiogram. We performed an estimation method using multiple measurement surfaces, a consideration to measurement position deviation, and a simulation using a heart model.
As a result, the accuracy of signal source estimation could be improved by multi-sided measurement considering the measurement position deviation.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

現在、心磁図を用いた心疾患の診断において、心臓の電気的活動の推定が可能であり、その推定精度の向上が求められている。
本研究では、信号源推定精度向上を目指した複数測定面および、これに適した信号源推定方法を実現した。この結果、心臓の電気活動を高精度に推定可能となり、臨床診断への心磁図の有効性を向上させることができた。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Magnetocardiography Current Source Estimation using Multiple Spatial Filters2021

    • Author(s)
      Kobayashi K.、Iwai M.、Ono Y.、Sun W.、Sugimachi M.、Kusano K.、Shishido T.
    • Journal Title

      Journal of the Magnetics Society of Japan

      Volume: 45 Issue: 5 Pages: 131-135

    • DOI

      10.3379/msjmag.2109R003

    • NAID

      130008082677

    • ISSN
      1882-2924, 1882-2932
    • Year and Date
      2021-09-01
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Evaluation of Sensor and Analysis area in the Signal Source Estimation by Spatial Filter for Magnetocardiography2021

    • Author(s)
      Iwai Morio、Seihou Narita、Kobayashi Koichiro、Sun Wenxu
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Magnetics

      Volume: Early Access Issue: 9 Pages: 1-4

    • DOI

      10.1109/tmag.2021.3083329

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Study of Spatial Filter for Magnetocardiography Measurements without a Magnetically Shielded Room2019

    • Author(s)
      Ogata Yuji、Tanaka Takeshi、Hata Yoshiyuki、Kakinuma Bunichi、Ueda Tomoaki、Kobayashi Koichiro
    • Journal Title

      Advanced Biomedical Engineering

      Volume: 8 Issue: 0 Pages: 170-176

    • DOI

      10.14326/abe.8.170

    • NAID

      130007740907

    • ISSN
      2187-5219
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 心磁図の空間フィルタによる電流源推定における分析領域の検討2021

    • Author(s)
      岩井守生,小林宏一郎,孫文旭
    • Organizer
      日本磁気学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 複数測定面による心磁図を用いた電流源推定における空間フィルタ作製法2021

    • Author(s)
      大野裕哉、岩井守生、孫文旭、小林宏一郎
    • Organizer
      日本生体医工学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 心磁図の空間フィルタによる電流源推定におけるセンサ領域と分析領域の関係2021

    • Author(s)
      岩井守生、成田青峰、小林宏一郎
    • Organizer
      日本生体医工学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Study on Sensor and Analysis Area in the Signal Source Estimation by Spatial Filter for Magnetocardiogram2021

    • Author(s)
      M. Iwai, S. Narita, W. Sun, K. Kobayashi
    • Organizer
      IEEE International Magnetics Virtual Confererence
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Estimation of Magnetocardiography Current Sources Using Multiple Spatial Filters2021

    • Author(s)
      K. Kobayashi, M. Iwai, Y. Ono, W. Sun
    • Organizer
      IEEE International Magnetics Virtual Confererence
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 結合容量電極を用いた呼吸・心拍計測における計測範囲の検討2020

    • Author(s)
      岩井守生、尾崎直也、小林宏一郎、本間尚樹、佐藤敦
    • Organizer
      日本生体医工学会大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 結合容量電極を用いた非接触心拍計測における波形解析2020

    • Author(s)
      尾崎直也、岩井守生、本間尚樹、小林宏一郎、佐藤敦
    • Organizer
      日本生体医工学会大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Source depth estimation by MCG with first order gradiometer2020

    • Author(s)
      Wenxu Sun, Toshiaki Shishido, Masaru Sugimach, Koichiro Kobayashi
    • Organizer
      日本生体磁気学会誌
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 低SNR心磁図における適応フィルタを前処理としたICAによるノイズ除去法2020

    • Author(s)
      岩井守生,三浦克哉,安倍正人,藤岡豊太,小林宏一郎
    • Organizer
      日本生体磁気学会誌
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 空間フィルタ法による心磁図の信号源推定におけるセンサ領域と解析空間に関する研究2020

    • Author(s)
      成田青峰, 岩井守生, 孫文旭, 小林宏一郎
    • Organizer
      日本磁気学会学術講演会概要集
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 容量性電極を用いた共振駆動方式による呼吸・心拍計測法の提案2019

    • Author(s)
      岩井守生, 尾崎直也, 小林宏一郎, 本間尚樹, 佐藤敦
    • Organizer
      日本生体医工学会大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] DPM 制御を用いたアクティブ磁気シールドのシミュレーションによる検討2019

    • Author(s)
      山﨑皓正,岩井守生,M. M. Gupta,F. M. Bui,小林宏一郎
    • Organizer
      日本磁気学会学術講演会概要集
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 適応フィルタを前処理としたICA による低SNR 心磁図のノイズ除去法2019

    • Author(s)
      三浦克哉,岩井守生,安倍正人,藤岡豊太,小林宏一郎
    • Organizer
      日本磁気学会学術講演会概要集
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Respiration and heartbeat measurement using capacitive electrode with resonant drive system2019

    • Author(s)
      Morio Iwai, Koichiro Kobayashi, Naoki Honma, Atushi Satou
    • Organizer
      Proceedings of Life Engineering Symposium(LE 2019)
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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