2015 Fiscal Year Annual Research Report
拡散光トモグラフィと確率的レジストレーションの融合による次世代型ｆＮＩＲＳの創生
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25282243
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| Research Institution | Chuo University |
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Principal Investigator |
檀 一平太 中央大学, 理工学部, 教授 (20399380)
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2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | fNIRS / 拡散光イメージング / 脳機能イメージング / 標準脳座標系 / 解剖学的構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
光を用いた非侵襲脳機能イメージング法、fNIRSは、簡便性という利点によって、近年、急速に普及が進んでいる。他方、研究の最先端においては、脳構造の光伝播特性を活用して信号源を推定する、より精度の高い拡散光イメージング法として進化しようとしている。しかし、信号源推定には脳構造画像が必要であり、fNIRSの簡便性を著しく損なうというジレンマがある。我々はこれまでに、従来のfNIRSにおいて、MRIの取得なしで脳機能データの測定位置を推定する確率的レジストレーション法を確立し、脳機能画像のみで構造画像が得られないという問題を解決し、fNIRS解析法のデファクトスタンダード化をなし遂げた。本研究では、この技術を発展著しい拡散光イメージング法と融合させる。すなわち、被験者のMRIなしで、確率的レジストレーション法によって拡散光イメージングの信号源を標準脳座標系に３次元推定する、次世代型fNIRS技術を創生することを目ざした。
まず、データの連続化に伴って増加する多重性を適切に補正するために、実行解像度に基づく多重比較補正法の開発が必須となり、この基礎については、前年度までにほぼ確立した。次に、本年度は、グループデータにおいて、固定された標準脳ではなく、複数の参照脳を用いて、確率的レジストレーション技術を拡散光トモグラフィ技術と融合する技術を開発した。 具体的には、参照脳データベースの素材として、組織別にセグメンテーションがなされた脳の光学的特性を利用して、光拡散のシミュレーションを行った。これらの素材に対し、国際10-20基準点などの頭表上のランドマーク設定、標準脳座標系への変換パスの設定等、確率的レジストレーションに必要な処理を行った。これによって、グループデータから、MRI画像の撮像なしでも、バイアスのない３次元DOT脳機能画像が、標準脳座標系上に実現することになった。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Remarks |
(1)身体の持久力を保つことは脳の老化を防ぐ！
―高齢者における心血管機能と認知機能の相関性、その脳内機構を解明―
(2)自治医科大学（門田、長嶋、山形）、中央大学（檀）らの共同研究グループは、光を用いた無侵襲の脳機能イメージング法である光トポグラフィを利用して、注意欠如・多動症（ADHD）の中心症状（落ち着きがない・待てない）を個人レベルで可視化することに成功しました
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Research Products
(8 results)
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[Journal Article] The association between aerobic fitness and cognitive function in older men mediated by frontal lateralization2016
Author(s)
Hyodo, K., Dan, I., Kyutoku, Y., Suwabe, K., Byun, K., Ochi, G., Kato, M., and Soya, H.
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Journal Title
NeuroImage
Volume: 125
Pages: 291-300
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Individual classification of ADHD children by right prefrontal hemodynamic responses during a go/no-go task as assessed by fNIRS2015
Author(s)
Monden, Y., Dan, I., Nagashima, M., Dan, H., Uga, M., Ikeda, T., Tsuzuki, D., Kyutoku, Y., Gunji, Y., Hirano, D., Taniguchi, T., Shimoizumi, H., Watanabe, E., and Yamagata, T.
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Journal Title
NeuroImage: Clinical
Volume: 9
Pages: 1-12
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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