2018 Fiscal Year Research-status Report
普段着に溶け込むイヤホン型脳波電極の開発：日常脳波の広範な活用に向けて
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18K11406
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| Research Institution | Taisho University |
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Principal Investigator |
荒生 弘史 大正大学, 心理社会学部, 准教授 (10334640)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
浅野 裕俊 香川大学, 創造工学部, 准教授 (70453488)
諏訪園 秀吾 独立行政法人国立病院機構沖縄病院(臨床研究部), 神経内科, 脳・神経・筋疾患研究センター長 (50345518)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 脳波 / イヤホン型電極 / 外耳道 / 事象関連電位 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、中枢系の生体情報として高い潜在力を持つ脳波を、日常での着用に違和感のないイヤホン型電極により計測する技術を開発するものである。2018年度の成果として下記の点が挙げられる。イヤホン型電極として、大きくはパラソル型とフォーム型の二つのタイプのイヤホン型電極の開発・測定を続け、このうちパラソル型については特許取得に至った。とりわけパラソル型については、装着時のインピーダンス計測、電気的特性の物理計測、実際の波形の視察のいずれにおいても、良好な特性を示すことがわかった。脳波記録においては、基本律動や事象関連電位、アーチファクトの検出について検証を進めた。現在までのところ、イヤホン型電極を用いた外耳道からの脳波記録は全般に低電位となる傾向があるものの、眼電位アーチファクトの影響は受けにくく、側頭部に波及する事象関連電位については、比較的高振幅の記録が期待できることがわかった。外耳道における電極位置は、（１）耳朶寄りの外側（lateral）から鼓膜に向かう内側（medial）方向の位置（約3㎝の幅）、（２）内部中心からみて頭部の上方向－前方－下方向－後方にわたる周回位置（360度）、の二つの変数により概定できる。現在、パラソル型については、lateral-medial方向のほぼ同位置において、周回位置については上下など180度異なる部位2点より測定可能な設計となっている。これまでのデータでは、上下2点の記録において顕著な差異はなく、よく似た電位変動がみられた。ただし、これらは完全には同一ではなく、微細な差異が特徴的な電位変動を反映している可能性もある。今後も引き続き、電極の開発・改良と、初期的知見の確認と拡張をおこなう予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
大きな進展として、当研究を背景に、新たな機構をもつイヤホン型脳波電極を複数タイプ生み出したこと、それらのうち一つについて実際に特許取得に至ったこと（2017年12月出願、2018年6月登録）が挙げられる。これにより、当該電極の機構の新規性が担保されたといえる。さらに、とりわけ特許取得に至ったパラソル型電極については比較的良好な特性をもつことがわかり、実際に主要な脳波指標について記録をおこなうことができた。イヤホン型電極においても、とりわけ側頭に波及する成分の記録について期待が持てることがわかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在、パラソル型電極、フォーム型電極のいずれも手作りで作成しており、限界はあるものの、引き続き開発・改良を進める。パラソル型については電気的特性を維持しつつさらなる軽量・簡素化の手段を検討する。フォーム型については、まずは電気的特性の改善が望まれる。フォーム型については、内部に聴覚刺激呈示用のチューブを通すことで、聴性脳幹反応等の計測にも適した聴覚刺激を呈示できる可能性があり、その点での開発・改良も計画している。内耳の由来が想定される聴性脳幹反応の一部については、外耳道計測の利点が発揮できる可能性があり、脳電位の計測とともに実測を試みる予定である。
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| Causes of Carryover |
イヤホン電極を装着しながら聴性脳幹反応等の細かな聴覚信号を呈示するためには、電極部材に音響情報用のチューブを通すなどの工夫を要するため、その検討に時間を要したため。それらを使用計画に加える予定である。
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| Remarks |
他に、医学、工学、心理学、脳波計開発企業をバックグランドに持つ当科研構成員を中心に、第10回 医工心「脳波」研究会（2018年7月、香川大学）、第11回 医工心「脳波」研究会（2019年1月、大正大学）を開催し、当研究の展開に資する話題提供とディスカッション、実測研修を実施した。
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