末梢神経からの神経情報の検出と弁別処理

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10450156
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 星宮 望 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50005394)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 半田 康延 東北大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (00111790) ; 加納 慎一郎 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (00282103) ; 渡邊 高志 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (90250696) ; 二見 亮弘 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20156938)
• Keywords: 末梢神経 / 神経情報 / 弁別処理 / 電極 / 機能的電気刺激 / FES / 感覚フィードバック

Research Abstract

本研究ではヒトの末梢神経から神経活動電位を検出し、そこから末梢神経上を伝播している神経情報を取得する手法を確立し、神経信号を用いた福祉機器の制御とヒトへの感覚フィードバックを実現する方法に関して検討する。今年度は主として、導出した複数の線維から成る神経活動を分類し、そこから個々の神経線維の活動を推定することに関する研究を行った。
計測した活動電位の内、一定のS/N以上のものについて、その記録波形に着目して検出する方法について検討した。検出結果はほぼ妥当なものであった。次に、検出した神経活動電位群から個々の神経線維の活動を推定する方法を検討した。活動電位の記録波形に着目し、階層的クラスター分析や作成した評価関数を用いて類似の記録波形から成る神経活動電位のグループを作成した。そして、計測した神経活動電位をそれらのグループに分類し、各神経線維の活動の様子を推定した。解析結果は目視による方法からみても妥当であると考えられるものであった。今年度はこれらの方法を提案し、その原理的可能性を確認した。
今後は、ヒトの神経系と外部機器をつなぐインターフェイスとして生体親和性と耐食性に優れた低雑音電極の開発(選定)や、推定した神経線維活動から関節の角度など具体的な情報を取得する方法について検討を行い、また研究成果を臨床の場で活かすためにリアルタイムでデータの処理を行うシステムを構築していく予定である。

Research Products

• [Publications] 中谷 裕教、他: "カフ電極を用いた末梢神経からの感覚情報の推定に関する検討" 医用電子と生体工学. 36・特別号. 592 (1998)
• [Publications] 中谷 裕教、他: "カフ電極を用いた神経活動電位の計測と記録波形の定量的分類に関する検討" 電子情報通信学会技術研究報告(MEとバイオサイバネティックス). (発表予定). (1999)
• [Publications] 中谷 裕教、他: "カフ電極による神経活動電位計測と波形の定量的分類の検討" 医用電子と生体工学. 37・特別号(発表予定). (1999)