脳磁図による脳機能イメージングの実用化研究

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03505002
• Research Institution: KYUSHU UNIVERSITY
• Principal Investigator: 上野 照剛 九州大学, 工学部, 教授 (00037988)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 津田 良一 九州東海大学, 工学部, 助教授 (40117403) ; 鶴岡 久 福岡工業大学, 工学部, 教授 ; 加藤 元博 九州大学, 医学部, 教授 (90038638) ; 円福 敬二 九州大学, 工学部, 助教授 (20150493) ; 伊良皆 啓治 九州大学, 工学部, 助教授 (20211758)
• Keywords: SQUID / 脳磁図 / 脳機能イメージング / 逆問題 / 電流双極子 / 磁気刺激 / 8字コイル

Research Abstract

本研究では、脳の機能的疾患の診断や高次脳機能の局在性を調べるため、脳磁図計測と脳の磁気刺激を用いる脳機能イメージング装置の構築を目的としている。脳磁図計測による脳機能イメージング装置では、多チャネルSQUIDシステムが必要であるので、まず、平成4年度に磁気シールドルームやデータ解析装置を一体化した7チャネルSQUIDシステムの開発を行った。このシステムを用いて、睡眠中における脳磁図を脳波と同時に計測し、脳波では検出できない脳内電源の検出を試みた。その結果、睡眠4期に発生するデルタ波の中に、脳磁図でしか捉えられない信号が存在する可能性があることがわかった。また、非常に微弱な信号である聴性誘発反応における中潜時成分の脳磁図計測、およびSQUID磁束計の最小磁界測定限界のレベルに近い聴性脳幹反応の脳磁図の検出にSQUIDのピックアップコイルのベースラインを変えることにより成功した。逆問題における電源モデルにおいて、脳波や脳磁図を発生する電源として、これまで用いられていた1個の電流双極子ではなく、複数個の電流双極子で表現する広がりを持った脳内電源モデルを考案した。この電源モデルを用い、シミュレーションによりこれまで原因がわからなかった脳磁図の各測定点での位相差を説明することができた。また、高次脳機能に関しては、精神集中時に出現するFmtheta波、視覚誘発によって生じるP300、視覚刺激による遠隔運動過程の仮現運動知覚特性等に関して、脳波や脳磁図を測定して発生源の解析を行った。さらに、脳磁図の逆問題を解くことによって求められた脳内電源の位置を、MRIで撮影した画像上に表示するシステムを開発し、脳機能イメージングシステムを構築した。

Research Products

• [Publications] S.Ueno: "Measurement of the Magnetoencephalogram and Source Model in the Brain" Journal of Robotics and mechatronics. 5. 236-243 (1993)
• [Publications] K.Iramina: "Spatio-Temporal Patterns of MEG and EEG Activities Produced by Spreading Multiple Dipoles" Proc. of the 15th Annual Int.Conf. of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. 15. 457-458 (1993)
• [Publications] T.Yoshiura: "Measurement and Source Localization of Middle Latency Auditory Evoked Magnetic Fields" Proc. of the 15th Annual Int. Conf. of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. 15. 432-433 (1993)
• [Publications] T.Yoshiura: "Measurment and Source Modeling of Gustatory Evoked Electric and Magnetic Fields" Proc. of the 15th Annual Int. Conf. of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. 15. 412-413 (1993)
• [Publications] 伊良皆啓治: "睡眠 K-Complex脳磁図と聴性誘発脳磁図の信号源推定" 日本応用磁気学会誌. 17. 579-582 (1993)
• [Publications] 吉浦敬: "味覚刺激による誘発電位および脳磁図" 日本応用磁気学会誌. 17. 589-592 (1993)
• [Publications] 吉田秀樹: "脳磁図による紡錘波の時系列解析とその電源モデルの検討" 日本応用磁気学会誌. 17. 583-587 (1993)
• [Publications] 上野照剛: "睡眠時MEG" Clinical Neuroscience. 11. 206-208 (1993)
• [Publications] 茅根一夫: "脳磁界計測用7Ch DC-SQUIDシステムの開発" 電気学会論文誌A. 113-A. 673-680 (1993)
• [Publications] K.Iramia: "Source localization of K-complexesduring sleep and auditory-evoked responses using MEG measurements" Simulation and Design of Applied Electromagnetic Systems edited by T.Honma. 407-410 (1994)
• [Publications] T.Yoshiura: "Gustatory Evoked Eleactric andMagnetic Fields of the Human Brain" Simulation and Design of Applied Electromagnetic Systems edited by T.Honma. 411-414 (1994)
• [Publications] 津田良一: "視覚の仮現運動特性と関連誘発脳波解析" 医用電子と生体工学. 31. 191-196 (1993)