脳磁図イメージングの実用化研究

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63850090
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 上野 照剛 九州大学, 工学部, 教授 (00037988)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松岡 成明 産業医科大学, 脳神経外科, 教授 (10122855) ; 加藤 元博 九州大学, 医学部, 教授 (90038638) ; 原田 耕介 九州大学, 工学部, 教授 (90037705) ; 円福 敬二 九州大学, 工学部, 助教授 (20150493) ; 吉田 啓二 九州大学, 工学部, 助教授 (80108670)
• Keywords: 脳磁図 / 電源局在性 / 電源モデル / トポグラフィ / 逆問題 / ダイポール / シミュレーション / SQUID

Research Abstract

脳磁図のモデリングとシミュレーションの研究において幾つかの成果を得た。すなわち、頭部を導体球と見なし、脳内電源を単一または複数個の電流双極子で表わした場合、その電源が頭皮上につくる脳波と脳磁図の空間分布の関係がどのようになるか、また、導体内の不均一性が脳波と脳磁図の空間パターンにどのように影響を及ぼすかなどを明らかにした。主な成果は次の通りである。
1.頭部を均一導体球、脳内電源を電流双極子で仮定すると、動径方向を向いた電流双極子がつくる頭皮上磁場は零である。しかし、導体内部の不均一部分を考慮すると磁場は頭の外に現われ得る。ここでは、動径方向を向く電流双極子が不均一導体球表面につくる磁場の空間分布を求めた。その結果、動径方向を向いた電流双極子がつくる磁場の垂直成分は分布電流のみで決定され、双極子電源自身には影響されないこと、および、電流双極子が不均一領域の境界の近傍にある場合は、球表面の磁場分布が境界の影響を大きく受けることが明らかとなった。
2.動径方向を向いた電流双極子を動径方向からわずかに傾けた場合の磁場の現われ方が頭内部の不均一性により複雑に変化することを示した。
3.複数個の電流双極子が頭皮上につくる磁場パターンに関して、2個の電流双極子が同一方向に平行に存在する場合、逆方向に存在する場合、および4個の電流双極子がループ状に存在する場合で磁場分布がどのように変化するかを明らかにした。
4.聴性脳幹反応ABRの脳磁図イメージングのシミュレーションを行い、また、ABRの振動的波形が神経束を移動する電流双極子の向きの変化で生じ得ることを明らかにした。
一方、DCSQUID磁束計により、生理食塩水を用いた導体モデルの磁場分布を測定し、シミュレーション結果の妥当性を確認した。

Research Products

• [Publications] S.Ueno: BIOMAGNETISM'87. 114-117 (1988)
• [Publications] K.Iramina: BIOMAGNETISM'87. 106-109 (1988)
• [Publications] 上野照剛: 日本ME学会誌 月刊BME. 2. 643-650 (1988)
• [Publications] 上野照剛: 日本応用磁気学会誌. 13. (1989)
• [Publications] K.Atsumi: "BIOMAGNETISM'87" Tokyo Denki University Press, 1-541 (1988)