近赤外分光法による認知機能の定量評価に向けた計測技術に関する研究
| Project/Area Number |
20K04524
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 21030:Measurement engineering-related
|
|---|
| Research Institution | Tokyo Metropolitan College of Industrial Technology |
|---|
Principal Investigator |
福田 恵子 東京都立産業技術高等専門学校, ものづくり工学科, 教授 (70396266)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
|
| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
|
|---|
| Keywords | 近赤外分光法 / 脳機能計測 / 脳血液量変化 / 皮膚血流 / 血流動態変化 / 脳血流 / NIRS / 脳機能 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
近赤外分光法計測(NIRS: near infrared spectroscopy)による脳機能計測は高齢者の認知機能の評価をはじめとする広い分野で期待されている。本研究はNIRS計測において、脳活動に伴い頭部に過剰供給される血液によるみかけの脳活動を分離して認知機能に関する脳活動部位を把握し、認知機能の定量評価に向けた計測技術を確立することを目的とする。みかけの脳活動の分離のために提案する補正手段と解析法を適用して脳活動部位の推定をより正確なものとする。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
近赤外分光法計測(NIRS: near infrared spectroscopy)による脳機能計測は高齢者の認知機能の評価をはじめとする広い分野での応用が期待されている。本研究はNIRS計測において、みかけの脳活動を分離して認知機能に関する脳活動部位を把握し、認知機能の定量評価に向けた計測技術の確立を目的としている。令和4年度は、新型コロナウイルス感染症対策を施し安全に留意したうえで短期記憶課題と脳トレーニング課題を中心としたNIRS計測の実施と、見かけの脳活動の分離について取り組んだ。研究内容は以下の通りである。
（1）認知症予防策として実施されている脳トレーニングから3種類の課題（図形数量、文字数量、曜日演算）を用いて若年層対象のNIRS計測を実施し、課題の難易度や被験者の主観を尺度として評価した。課題正答数にNIRS信号強度が依存することや画像イメージ認知に関連すると想定される右前額部でNIRS信号変化が高い傾向が示された。統計処理や見かけの脳活動の分離手法の適用法を進めている。
（2）短期記憶課題では記憶に関連する前額部と左右側頭部を計測対象としたNIRS計測を行い、左右中前頭回と前頭極での活動が統計解析により認められた。センサ配置に依存して活動領域が限定される問題点があるが、、fMRI計測の傾向とも一致し、NIRS計測が短期記憶課題の脳反応評価に有用であることが示唆された。
（3）見かけの脳活動を分離するための補正信号取得が可能なセンサの配置での測定のため、装置制御と生体ファントム実験を実施した。補正手段の適用によりセンサ直下の皮膚血液量変化に相当する表層信号が低減され深部信号が検出できることを確認した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新型コロナウイルス感染防止への対応のための安全性の確保と計測実験の制限のため、全般的には進捗はやや遅れている。また、fMRI計測については新型コロナウイルス感染症の収束後も施設での実施の見通しが立たず中断しており、他の脳機能計測のモダリティーによる評価の検討を進めている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
脳反応領域の推定のために予定していたfMRI計測実験は新型コロナウイルス感染症対応後も施設での実施の見通しが立たず中断し、既存の実験課題によるNIRS評価には先行研究による反応部位の推定例を参考にしてNIRSとの対応評価を進めている。新たな実験課題による認知機能のNIRS評価を計画しており、これには他のモダリティーとして脳磁図（MEG: magneto encephalography）による脳活動部位の把握を行う予定である。MEGは脳活動に伴い発生する脳機能信号を磁場により計測手段であり、聴覚情報処理に関連してMEG計測とNIRS計測の比較検証が有用であることが確認されている。そこで、令和５年度は運動認知機能について脳関連部位の評価を実施する予定である。
|
Report
(3 results)
Research Products
(12 results)
