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小脳および基底核疾患における適応・制御異常の筋空間での定量的評価

Research Project

Project/Area Number 20033029
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionTokyo Metropolitan Organization for Medical Research

Principal Investigator

筧 慎治  Tokyo Metropolitan Organization for Medical Research, 東京都神経科学総合研究所, 副参事研究員 (40224365)

Project Period (FY) 2008 – 2009
Project Status Completed (Fiscal Year 2009)
Budget Amount *help
¥9,000,000 (Direct Cost: ¥9,000,000)
Fiscal Year 2009: ¥4,500,000 (Direct Cost: ¥4,500,000)
Fiscal Year 2008: ¥4,500,000 (Direct Cost: ¥4,500,000)
Keywords手首運動 / 運動制御システム / 予測制御 / フィドバック制御 / 運動指令 / 定量的運動機能評価 / リハビリテーション / 小脳疾患 / 脳卒中 / 筋電図 / フィードバック制御
Research Abstract

平成21年は4個活動時系列から脳内の運動制御器に関する情報を抽出する方法論の確立を目指して研究を進めた。特に神経疾患を治療する上でのナビゲーターとなるようなシステムの中核技術の確立を目指した。具体的には、4個の筋活動の時系列から患者さんの異常運動を特徴付けるパラメータを抽出する方法論に関するものである。昨年度の後半に、筋活動分析方法の抜本的見直しを行った。その結果、動く指標を追跡する運動における4個のEMGと対応する手首の動きの分析から、筋活動を、予測的制御を行うと考えられるコントローラに由来する成分と、フィードバック的制御を行うと考えられるコントローラに由来する成分に分離する世界初の成果を得た。しかし本当に「予測的」な運動指令であるのか、「フィードバック的」な運動指令であるのかの分析はあくまでも定性的なものに留まっていたため、実用的な応用の基礎とするためには、根拠となるより厳密な制御器の同定が必要であった。そこで本年度は「予測的」、「フィードバック的」性質を証明するための様々な分析を試みた。世界的にみても前例のない研究であり、困難を極めたが、最終的に予測的、フィードバック的であることを統計的に極めて有意なレベルで示すことに成功した。その結果、様々な神経疾患(例えば脳卒中、パーキンソン病、小脳疾患等)の病態を、2つの運動制御器の状態に1帰着して精密に定量的に評価する世界初の方法論を確立できた。我々のシステムはこの高度な分析を簡便かつ非侵襲的に行えるという点で、実用性の観点からも画期的と考えられる。

Report

(2 results)
  • 2009 Annual Research Report
  • 2008 Annual Research Report
  • Research Products

    (36 results)

All 2010 2009 2008

All Journal Article (11 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (23 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] ニューロリハビリテーションのための新しい定量的運動指令評価システム2010

    • Author(s)
      筧慎治, 李鍾昊
    • Journal Title

      Brain and Nerve 62

      Pages: 250-263

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      Jongho Lee, Yasuhiro Kagamihara, Shinji Kakei
    • Journal Title

      Recent Advances in Biomedical Engineering 1

      Pages: 39-52

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      筧慎治
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      Pages: 737-741

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    • Author(s)
      筧 慎治
    • Journal Title

      Clinical Neuroscience (印刷中)

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    • Author(s)
      Lee JH, Kagamihara Y, Kakei S
    • Journal Title

      Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc Vol.1

      Pages: 181-184

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      Ting JA, D'Souza A, Yamamoto K, Yoshioka T, Hoffman DS, Kakei S, (以下5名).
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      Pages: 266-268

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      鏡原康裕, 李 鍾昊, 筧 慎治
    • Journal Title

      臨床神経生理学 36

      Pages: 633-641

    • NAID

      10027056107

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      東海大学医学部(伊勢原)
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      Jongho Lee, Yasuhiro Kagamihara, Shinji Kakei
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      ミラノ工科大学, Milano,Itaiy
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      自然科学研究機構岡崎コンファレンスセンター
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      2009-05-30
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      筧慎治(招待講演)
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      生理学研究所(岡崎)
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      自然科学研究機構岡崎コンファレンスセンター
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      2009-05-29
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      筧 慎治
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      東北大学電気通信研究所共同プロジェクト研究研究会
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      東北大学電気通信研究所
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      2008-12-19
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      Tomatsu, S., Tsunoda, Y., Kakei, S.
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      Washington DC
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  • [Presentation] Quantitative Evaluation of Cerebellar Ataxia based on EMG signals.2008

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      Lee, J., Kagamihara, Y., Kakei, S.
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      The second IEEE RAS / EMBS International Conference on Biomedical Robotics and Biomeehatronics
    • Place of Presentation
      Scottsdale, Arizona, U.S.A.
    • Year and Date
      2008-10-22
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  • [Presentation] 手首運動を利用した定量的異常運動解析システムの改良と応用 : 第2報2008

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      筧 憤治, 李 鍾昊, 鏡原康裕
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      随意運勤の調節機構とその病態生理研究会2008
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      東北文化学園大学
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      2008-09-27
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  • [Presentation] Quantitative Evaluation of Movement Disorders in Neurological Diseases based on EMG Signals.2008

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      30^<th> Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
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      Vancouver, Canada
    • Year and Date
      2008-08-20
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  • [Presentation] Quantitative evaluation of motor commands in Parkinson's disease and cerebellar patients.2008

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      Lee, J., Kagamihara, Y., Kakei, S.
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      Neuroscience2008 (日本神経科学学会)
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      東京国際フォーラム
    • Year and Date
      2008-07-11
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  • [Presentation] Cerebellar mossy fibers provide precise copies of cortical motor commands2008

    • Author(s)
      Kakei S
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      日本神経科学学会シンポジウム
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      東京国際フォーラム
    • Year and Date
      2008-07-10
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      Tomatsu, S., Kakei, S
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      2008-07-10
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  • [Presentation] 表面筋電信号に基づいた神経疾患における運動機能の定量的な評価に関する研究2008

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      李 鍾昊, 筧 慎治
    • Organizer
      第2回 生理研Motor Control研究会
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      岡崎カンファレンスセンター
    • Year and Date
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  • [Presentation] 手首運動における小脳Golgi細胞の活動と役割2008

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      戸松彩花, 筧慎治
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      第2回 生理研Motor Control研究会
    • Place of Presentation
      岡崎カンファレンスセンター
    • Year and Date
      2008-05-30
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    • Author(s)
      筧 慎治
    • Organizer
      移動知ワークショップ「移動知の新展開」
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2008-04-25
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 定量的運動機能評価システム2010

    • Inventor(s)
      筧慎治, 李鍾昊, 鏡原康裕
    • Industrial Property Rights Holder
      財団法人東京都医学研究機構
    • Filing Date
      2010-03-25
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    • Overseas
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 筋電図信号に基づいた脳内の並列運動制御器の同定・評価法2010

    • Inventor(s)
      筧慎治, 李鍾昊, 鏡原康裕
    • Industrial Property Rights Holder
      財団法人東京都医学研究機構
    • Industrial Property Number
      2010-042301
    • Filing Date
      2010-02-28
    • Related Report
      2009 Annual Research Report

URL: 

Published: 2008-04-01   Modified: 2018-03-28  

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