| 研究概要 |
本研究で提案した脳磁図(MEG)の三次元ベクトル計測は,同一の部位で同時に磁界の三成分,すなわち,従来の頭表に垂直な磁界成分(法線磁界成分)に加えて,新たに頭表に水平な磁界成分(接線磁界成分)をも計測する方法で,国内外においてもその報告が極めて少ないのが現状である。そこで,本研究では脳磁図の三次元ベクトル計測により脳内のニューロン群の活動電流源の位置,大きさ,向きを三次元的に求め,活動状態が空間的・時間的に解析できる脳機能イメージングの実現を目指したものである。以下に主要な結果を示す。
1.三次元ベクトル計測における接線磁界検出用コイルは,信号源の直上で最大感度となる検出特性を有するので,磁界分布には極値となる単峰性パターンが現れ,この成分の利用により信号源の数や方向を提供することが示された。
2.接線磁界成分検出用コイルを二次勾配型にすることによって,検出磁界は小さくなるが空間分解能の向上と分布電流の影響を低減することが分かった。この結果,複数信号源からなる複雑なパターンで見られる空間周波数の高い成分の検出に有効に働き,複数信号源の分離と同定が可能であることが示された。
3.上述の三次元ベクトル計測法の特徴を踏まえ,従来の法線磁界成分をも同時に考慮した信号源推定アルゴリズムを開発した。その際,信号源に対する初期条件の定量的な獲得に,固有値分解や時間・周波数解析の導入を行なった。このアルゴリズムの検証に正中神経および聴覚への同時刺激による体性・聴覚誘発脳磁界の複数信号源からなる実験データに適用し,推定結果について頭部MR画像との照合によりその有効性が示された。
以上のことより,本研究の目的であった脳機能イメージングシステムの開発に向けた基礎が確立できた。
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