脳磁図イメ-ジングの実用化研究

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63850090
• Research Institution: Department of Electronics, Faculty of Engineering, 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 / 逆問題 / 睡眠脳磁図 / 電流双極子 / 磁束反転 / SQUID / Kーcomplex / デルタ波

Research Abstract

脳磁図イメ-ジングの実用化研究において、まず、脳磁図の測定デ-タから脳内電源の局在性推定を行う、いわゆる、逆問題を解くにあたっての基本的問題点について調べた。特に、頭内部の不均一領域が脳磁図に与える影響について調べた。不均一領域の近くに電源が存在する場合、不均質部分の導電率が変化することによって頭皮上に生成される磁場のN極とS極の極性が反転する場合がある。これを磁束反転現象と呼ぶが、この磁束反転が起こり得る条件、すなわち不均一部分と電流双極子の関係を明らかにした。また、有限要素法を用いて、体積導体内を流れる二次的電流が磁場に及ぼす影響について解析を行った。その結果、電源付近に境界がある場合や導電率が異なる領域が存在する場合、磁場には二次的電流によって顕著な変化が現れることがわかった。
次に、SQUID磁束計を用いてヒトの睡眠時における脳磁図の計測を行った。特に、睡眠2期に発生するKーcomplexおよび睡眠4期に発生するデルタ波に着目し、これらの発生源の解析を行い電源のモデル化を行った。Kーcomplexに関して、頭皮上の脳磁図の極性分布および脳波の頭皮上空間パタ-ンからその発生源は、正中線の両側に対称に存在する少なくとも2個の電流双極子で仮定されることがわかった。また、睡眠3、4期に発生するデルタ波に関して、脳波と脳磁図の周波数解析を行い、電源の解析を行った。その結果、脳波では出現しない信号が脳磁図で出現し、その周波数は脳波よりも低かった。同じ電源を脳波と脳磁図で観測しているとすれば、両者で周波数が異なっていることは考えられないので、このことは、デルタ波では周波数の異なる複数個の電源が存在し、脳波と脳磁図ではそれぞれ異なった電源を観測していることを示唆するものである。

Research Products

• [Publications] S.Ueno: "Modeling and Source Localization of MEG Activities" Brain Topography,Journal of Functional Neurophysiology HUMAN SCIENCES PRESS,INC.,New York. Vol.3. 151-165 (1990)
• [Publications] S.Ueno: "Chaotic Dynamics in Abnormal EEG Activities Related to Parkinson's Disease" Brain Topography,Journal of Functional Neurophysiology HUMAN SCIENCES PRESS,INC.,New York. Vol.3. 287-288 (1990)
• [Publications] K.Iramina: "Spatial Distributions of the Magnetoencephalograms and Electroencephalograms Produced by Multiple DiPoles" Brain Topography,Journal of Functional Neurophysiology HUMAN SCIENCES PRESS,INC.,New York. Vol.3. 234-235 (1990)
• [Publications] K.Iramina: "Source Localization of Kーcomplexes and Vertex Waves during Sleep Using MEG and EEG Activities" Brain Topography,Journal of Functional Neurophysiology HUMAN SCIENCES PRESS,INC.,New York. Vol.3. 243-245 (1990)
• [Publications] K.Iramina: "Spatial Patterns of Magnetic Fields Produced by Multiple dipoles in an Inhomogeneous volume Conductor" J.Appl.Phys.Vol.67. 5835-5837 (1990)