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ニューラルネットワークを用いた高速・高精度脳信号源推定とその脳診断への応用

研究課題

研究課題/領域番号 08458288
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 医用生体工学・生体材料学
研究機関徳島大学

研究代表者

木内 陽介  徳島大学, 工学部, 教授 (80035807)

研究分担者 七條 文雄  徳島大学, 医学部, 講師 (20145022)
長篠 博文  徳島大学, 工学部, 講師 (40035655)
研究期間 (年度) 1996 – 1997
研究課題ステータス 完了 (1997年度)
配分額 *注記
700千円 (直接経費: 700千円)
1997年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワード脳電図 / 信号源 / ニューラルネットワーク / 逆問題 / てんかん / 信号源推定 / 脳波 / EEG
研究概要

頭部電位分布(脳電図、EEG)および滋界分布(脳磁図、MEG)からその原因となる信号源を推定することは一種の生体逆問題と考えられる。この逆問題を解くことは脳機能医学診断および脳機能解明にとって重要な研究課題である。特に近年の高齢化に伴なう障害患者の増加により、ベッドサイドでかつリアルタイムに患者の脳機能診断ができることが要求されるようになった。また脳機能解明の立場からも、バイオフィードバックを行いながら脳の働きを調べるためには、信号源推定に対してリアルタイム性が要求されるようになってきている。
本研究はこれらの問題点を解決するためにニューラルネットワークを用い、高速度リアルタイムかつ高精度で脳内信号源推定を行うことを目的としている。ここでは主にEEGを用いた信号源推定を行っているが、これは現在どの病院でもEEGが脳診断に用いられているためである。MEGからの信号源推定も同様の方法で可能である。本研究ではこれに関する下記の課題について検討している。
1.ニューラルネットワークの最適構造と学習方法 2.電極数、基準電極と推定精度との関係
3.脳のモデルと推定精度との関係
4.1および2信号源の推定
5.臨床データへの適用
以上の結果、EEG計測システムとパソコンを組み合わせることにより、5ms以内の短時間で、かつ2〜4%の高精度で信号源推定ができることが明らかにされた。またてんかんなどの臨床データへ適用した結果、本システムの有用性が確かめられた。したがって、本提案システムは高速・高精度の脳信号源推定に有用であることが分かった。

報告書

(3件)
  • 1997 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1996 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (31件)

  • [文献書誌] 西尾, 木内, 長篠, 七條 他: "ニューラルネットワークを用いたEEG信号源の推定" 電子情報通信学会 信学技報. MBE94-51. 93-100 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Kawakami, H.Nagashino, Y.Kinouchi F.Shichijo et al: "Source Localization from 16 Electrodes EEG by Using Neural Networks" Proc.of 6th Int.Cong.of ISBET. 83 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Soga, F.Shichijo, Y.Kinouchi et al: "Estimation of Epileptic Spike by Single Dipole Method with Artificial Neural Networks in Case of Temporal Lobe Epilepsy" Proc.of 6th Int.Cong.of ISBET. 84 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 川上, 木内, 長篠, 七條 他: "10-20 System EEGからのニューラルネットワークによる信号源推定" 生体・生理工学シンポジウム論文集. 5-8 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Kinouchi, H.Nagashino, F.Shichijo et al: "Dipole Source Localization of MEG by BP Neural Networks" Brain Topography. 8・3. 317-321 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Watanabe, H.Nagashino, Y.Kinouchi F.Shichijo et al: "Source Localization in a Hemisphere Head Model of Three-Concentric-Shell by Neural Networks" Proc.of Pan-Pacofic Conference on Brain Topography. 168 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Kawakami, H.Nagashino, Y.Kinouchi F.Shichijo et al: "Source Localization by Neural Networks Based on 18 Electrodes EEG and its Accuracy" Proc.of Pan-Pacofic Conference on Brain Topography. 169 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Q.Zhang, Y.Kinouchi and H.Nagashino: "EEG Source Localization Using Neural Networks and its Clinical Applications" Medical & Biological Engineering & Computing. 35・Sup.I. 7 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Kawakami, H.Nagashino, Y.Kinouchi, F.Shichijo and et al: "Source Localization from 16 Electrodes EEG by Using Neural Networks" Abstracts of the 6th Int. Congress of the Int.Society for Brain Electromagnetic Topography, Tokushima, Japan, October 10-12. 83 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Soga, F.Shichijo, Y.Kinouchi and et al: "Estimation of Epileptic Spike by Single Dipole Method with Artificial Neural Networks in Case of Temporal Lobe Epilepsy" Abstracts of the 6th Int.Congress of the Int.Society for Brain Electromagnetic Topography, Tokushima, Japan, October 10-12. 84 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Ohta, F.Shichijo, K.Matsumoto, Y.Kinouchi and et al: "Dipole Localization of Spikes Using Artificial Neural Networks in Case of Generalized Seizure" Abstracts of the 6th Int.Congress of the Int.Society for Brain Electromagnetic Topography, Tokushima, Japan, October 10-12. 85 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Kawakami, Y.Kinouchi, H.Nagashino, F.Shichijo and et al: "Source Localization from 10-20 System EEG by Neural Networks" Proc.of 10th Symposium on Biological and Physiological Engineering. 5-8 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Kinouchi, H.Nagashino, F.Shichijo and et al: "Dipole Source Localization of MEG by BP Neural Networks" Brain Topography. Vol.8. 317-321 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Watanabe, H.Nagashino, Y.Kinouchi, F.Shichijo and et al: "Source Localization in a Hemisphere Head Model of Three-Concentric-Shell by Neural Networks" Abstracts of III Pan-Pacific Conference on Brain Topography, Japan, April 1-4. 168 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Kawakami, H.Nagashino, Y.Kinouchi, F.Shichijo and et al: "Source Localization by Neural Networks Based on 18 Electrodes EEG and its Accuracy" Abstracts of III Pan-Pacific Conference on Brain Topography, Japan, April 1-4. 169 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Q.Zhang, K.Kinouchi and H.Nagashino: "EEG Source Localization Using Neural Networks and its Clinical Applications" Abstracts of World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering (Medical & Biological Engineering & Computing, Vol.35, Sup.Part I) Sept.14-19, Nice, Frace. 7 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Q.Zhang, H.Nagashino, Y.Kinouchi, F.Shichijo and et al: "Accuracy of Neural Network Localization Based on 18 Electrodes EEG in a 10-20 System" Proc.of III Pan-Pacific Conference on Brain Topography. (in print). (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Watanabe, H.Nagashino, Y.Kinouchi, F.Shichijo, et al.: "Source Localization in a Hemisphere Head Model of Three-Concentric-Shell by Neural Networks" Proc.of Pan-Pacofic Conference on Brain Topography. 168 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kawakami, H.Nagashino, Y.Kinouchi, F.Shichijo, et al.: "Source Localization by Neural Networks Based on 18 Electrodes EEG and its Accuracy" Proc.of Pan-Pacofic Conference on Brain Topography. 169 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Q.Zhang, Y.Kinouchi and H.Nagashino: "EEG Source Localization Using Neural Networks and its Clinical Applications" Medical & Biological Engineering & Computing. 35・Sup.I. 7 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 渡辺, 木内, 長篠, 七條: "EEG信号源推定における頭部モデルの影響" 電気関係学会四国支部連合大会講演論文集. 222 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 湯浅, 渡辺, 木内, 長篠: "ニューラルネットワークを用いたEEGからの脳内2信号源推定" 電気関係学会四国支部連合大会講演論文集. 223 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 渡辺, 木内, 長篠, 七條: "ニューラルネットワークを用いたEEG信号源推定における頭部モデルの影響" 日本ME学会秋季大会論文集. 250 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 張, 長篠, 木内, 他: "BPニューラルネットワークによる脳信号源推定" 日本ME学会 MEにおけるニューロ情報処理技術研究会. (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Q.Zhang, H.Nagashino, Y.Kinouchi, F.Shichijo, et al.: "Accuracy of Neural Network Localization Based on 18 Electrodes EEG in a 10-20 System" Brain Topography. (in print). (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 木内、長篠、七条他: "10-20 System EEGからニューラルネットワークによる信号源推定" 第10回生体・生理工学シンポジウム論文集. 5-8 (1995)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Kinouchi,Nagashino,Shichijo et al: "Dipole Source Localization of MEG by BP Neural Networks" Brain Topography. 8・3. 317-321 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 木内、長篠、七条他: "ニューラルネットワークを用いた脳内信号源推定" 日本ME学会中国四国支部大会論文集. 37 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 木内、長篠他: "信号源推定における基準電位の影響" 電気関係学会四国支部連合大会講演論文集. 213 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Kinouchi,Nagashino,Shicijo et al: "Source Localization by Neural Networks Based on 18 Electrodes EEG and its Accuracy" Proc.Pan-Pacific Conf.on Brain Topography. (発表予定). (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Kinouchi,Nagashino,Shichijo et al: "Source Localization in a Hemisphere Head Model of Three-Concentric-Shell by Neural Networks" Proc.Pan-Pacific Conf.on Brain Topography. (発表予定). (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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