2011 Fiscal Year Annual Research Report
高度な計測信頼性を実現する新型近赤外脳機能計測システムの開発
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22500374
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
山田 亨 独立行政法人産業技術総合研究所, ヒューマンライフテクノロジー研究部門, 主任研究員 (10344144)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
梅山 伸二 独立行政法人産業技術総合研究所, ヒューマンライフテクノロジー研究部門, 研究グループ長 (90344100)
松田 圭司 独立行政法人産業技術総合研究所, ヒューマンライフテクノロジー研究部門, 主任研究員 (50358024)
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| Keywords | 脳・神経 / 脳機能計測 / 脳血流計測 / 計測工学 / 応用光学 |
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| Research Abstract |
我々がすでに開発した多重配置fNIRS法は、大脳灰白質の血流変化を信頼性高く計測できる点で近年内外の注目を集めている一方、実装面では、市販装置に大幅な改造が必要なことや、一つの計測点に対して合計3つのプローブを必要とするため広範な部位での多チャンネル計測では非効率的であることなどがあり、技術普及上のボトルネックとなってきた。
そこで我々はH22年度～H23年度での研究を通じて完成させた装置を用いて計測したデータを詳細に検討することによって、市販装置で得られる信号を脳機能信号と全身性信号に分離する新規な信号分離技術を開発した。この手法は、脳機能性血流変動とその他の生理的血流変動ではNIRSで計測される生体組織中の酸素化ヘモグロビンと脱酸素化ヘモグロビンの時間変化の相関が異なるという経験的な知見および理論的推測に基づいて、この相関の異なる二つの成分に元の信号を分離するものである。元の信号としては、市販装置のように一つの測定点について二つのプローブ用いて測定されたものを用いればよいので、測定点の高密度化や広汎な領域での多チャンネル計測への適合性も高い。
平成23年度の主な実績は以下の通りである。(1)この手法の技術普及とりわけ装置製造企業への技術移転を念頭に、プログラムを整備し、特許出願を行った。(2)理論・実験の両面での検証をさらに進め、その成果を関連学会で報告し、学術雑誌に論文投稿した。(3)測定点の高密度化や広汎な領域での多チャンネル計測へと展開するために、平成22年度に完成させた高時間分解能3波長fNIRS装置に対して、プローブの増設を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本研究の主眼であったNIRS装置を完成・稼働させた上で、計測データの詳細な解析に基づいて新たな信号分離法を考案した。さらに多重配置fNIRS計測法との同時計測により新手法の信頼性を評価し、特許出願の成果を生んだ。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究のゴールはfNIRS技術を「誰がどのような状態にある被験者を計測しても脳機能活動を検出できる技術」に成熟させることにある。その意味で残された課題は主に2つある。(1)脳活動由来の信号を計測感度領域の大きさと同等の15mm×15mm程度の間隔で計測すること、(2)計測部位の毛髪の多寡がデータのS/N比に与える影響の排除、である。最終年度は完成された装置を用いてこれらの課題に取り組んでいく。
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