| Project/Area Number |
20K04524
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 21030:Measurement engineering-related
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan College of Industrial Technology |
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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)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| 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)
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| Keywords | 近赤外分光法 / 脳機能計測 / 脳血流 / 血流動態変化 / 脳反応部位 / 脳血液量変化 / 皮膚血流 / NIRS / 脳機能 |
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| 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。
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| 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5年度は、みかけの脳活動の分離と脳反応部位の把握に関する研究に取り組んだ。計測実験においては感染症対策を施し安全に留意したうえで実施した。研究内容は以下の通りである。
（1）みかけの脳活動の分離
みかけの脳活動を分離するために提案している補正技術に関して、補正信号取得してセンサ直下の皮膚血液量変化に相当する表層信号を低減して深部信号を検出する効果があることがファントム実験により確認されている。この技術について、新たに、光の照射-受光間距離が異なる計測信号を加えて生体ファントム実験により、空間分解能の詳細評価を行った。光照射-受光間距離が異なる3種類の計測信号を用いることでアーティファクトとなる表層信号の低減のみならず、計測対象となる深部信号の空間分解能の向上を図ることができることを明らかにした。
（2）脳反応部位の把握
脳反応部位の把握のために、NIRS計測の結果を他のモダリティーと比較する。当初予定していた機能的磁気共鳴イメージング法（fMRI: functional magnetic resonance imagingに代わり脳磁図（MEG: magneto encephalography）による比較検証を行うことに変更した。これに伴い、認知機能の中でも近年注目されている運動認知機能に関連した計測課題を立案し、MEGによる計測実験を行った。現在、計測データの解析を進めている。
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| 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、進捗はやや遅れている。また、脳反応領域の推定のための脳機能計測のモダリティー評価については当初予定していた機能的磁気共鳴イメージング法fMRI計測から脳磁図（MEG）に変更して実験条件等を見直し計測を行っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
見かけの脳活動を低減する手法に関しては、生体ファントムを用いた実験の結果を受けて、生体計測への適用に向けた実験方法の検討・実施・評価を進める。生体計測では見かけの脳活動を発生させる方法や見かけの脳活動の影響が大きいと予想される前額部を計測対象とし、意図的に見かけの脳活動を発生させる姿勢変化の影響や、脳トレーニング課題の実施を予定している。
脳反応部位の把握については、NIRS計測との比較のために実施した脳磁図（MEG: magneto encephalography）による計測結果を解析の解析を進める。脳磁図計測により明らかになった脳反応部位を含む領域を対象としたNIRS計測を同様の計測課題を用いて実施し、反応部位の対応を評価する。
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