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表面筋電図による運動単位の活動可視化に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 15360219
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 計測工学
研究機関独立行政法人情報通信研究機構 (2004)
神戸大学 (2003)

研究代表者

前川 聡 (2004)  独立行政法人情報通信研究機構, 情報通信部門ユニバーサル端末グループ, 主任研究員 (60358893)

小谷 学 (2003)  神戸大学, 工学部, 助教授 (30215272)

研究分担者 小澤 誠一  神戸大学, 自然科学研究科, 助教授 (70214129)
KOTANI Manabu  Kobe University, Faculty of Engineering, Associate Professor (30215272)
前川 聡  通信総合研究所, けいはんな情報通信融合研究センター, 主任研究員 (60358893)
研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
12,500千円 (直接経費: 12,500千円)
2004年度: 6,500千円 (直接経費: 6,500千円)
2003年度: 6,000千円 (直接経費: 6,000千円)
キーワード表面筋電図 / 運動単位 / 可視化 / 独立成分分析 / ブラインドデコンボリューション / 過完備基底 / 電流源推定 / boosting KDA / 筋電図 / 電流源
研究概要

本研究では,表面筋電図からの運動単位の分離とその活動の可視化のため,以下のように研究を実施した.
1.運動単位の分離手法の改良
統計モデルの導入が容易な過完備基底を用いた分離手法の検討を行った.本手法を実計測データに対して適用し,ブラインドデコンボリューションと同等の分離性能を持つことを確認した.また,観測チャンネル数が,運動単位数よりも少ない場合であっても,計測条件に依存するものの,それぞれの運動単位に分離できる可能性があることを確認した.
2.統計モデルを利用した分離手法の有効性の検討
boosting機構に対してKDAを利用した認識システムの検討を行い,SVMなどの既存の手法と変わらない識別性能が得られることを確認した.また一般的に,汎化能力を持たせるためには,クロスバリデーションのような多大な時間を要するパラメータ選択を行うが、それに変わる簡便な指標を考案し,計算コストをほとんどかけずに適切なパラメータ選択が可能であることを示した.
3.分離された運動単位の活動の3次元時系列位置推定
有限要素法を用い,分離された個々の運動単位に由来する皮膚表面上の電位より,運動単位の脱分極位置の3次元位置推定を行った.これにより,運動単位を構成する筋線維の3次元位置および,その時間変化を推定できることを確認した.また,電流強度の時間変化を追うことが可能となり,神経支配帯の大きさの推計が可能であることが明らかになった.また,これらによって,表面筋電図を計測する多チャンネル電極が満たすべき仕様を明らかにした.
なお本研究は,平成15年度に神戸大学工学部小谷学助教授を研究代表者として進められたものであるが,平成16年5月に小谷先生が急逝されたため,急遽代表者の交代を行った.小谷先生の貢献は上記成果全般に渡っていることをここに記す.

報告書

(3件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (20件) 文献書誌 (2件)

  • [雑誌論文] Boosting Kernel Discriminant Analysis with Adaptive Kernel Selection2005

    • 著者名/発表者名
      Shinji Kita
    • 雑誌名

      Proc 7th Int. Conference on Adaptive and Natural Computing Algorithm (ICANNGA2005) 1

      ページ: 429-432

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 多チャンネル表面筋電図からのブラインドデコンボリューションによる運動単位の分離2005

    • 著者名/発表者名
      前川聡
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌D-11 J-88-D11(9)

      ページ: 1963-1970

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] クラス毎の独立成分を用いたパターン認識方法2005

    • 著者名/発表者名
      小谷学
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C分冊 125-C(5)

      ページ: 807-812

    • NAID

      10015518341

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Feature Extraction Using Independent Component of Each Category2005

    • 著者名/発表者名
      Manabu Kotani
    • 雑誌名

      Neural Processing Letters 22(2)

      ページ: 113-124

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Pattern Recognition Method Using Independent Componets for Each Class.2005

    • 著者名/発表者名
      Manabu KOTANI, Shuhei KINUKAWA, Seiichi OZAWA
    • 雑誌名

      IEEJ Trans.EIS 125(5)

      ページ: 807-812

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Boosting kernel discriminant Analysis with Adaptive Kernel Selection.2005

    • 著者名/発表者名
      Shinji KITA, Satoshi MAEKAWA, Seiichi OZAWA, Shigeo ABE
    • 雑誌名

      Proc.Of 7^<th> Int.Conf.on Adaptive and Natural Computing Algorithm

      ページ: 429-432

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] MU Decomposition form Multi-Channel Surface EMG Signals Using Blind Deconvolution.2005

    • 著者名/発表者名
      Satoshi MAEKAWA, Takahiko AERIMOTO, Manabu KOTANI
    • 雑誌名

      IEICE Trans. J88-D-II(9)

      ページ: 1963-1970

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Feature Extraction Using Independent Components of Each Category2005

    • 著者名/発表者名
      Manabu KOTANI, Seiichi OZAWA
    • 雑誌名

      Neural Processing Letters 22(2)

      ページ: 113-124

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Boosting Kernel Discriminant Analysis with Adaptive Kernel Selection2005

    • 著者名/発表者名
      Shinji Kita
    • 雑誌名

      Proc 7th Int.Conference on Adaptive and Natural Computing Algorithm(ICANNGA2005) 1

      ページ: 429-432

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 多チャンネル表面筋電図からのブラインドデコンボリューションによる運動単位の分離2005

    • 著者名/発表者名
      前川 聡
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌D-II (印刷予定)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] クラス間距離を最大化する教師あり独立成分分析による特徴抽出2004

    • 著者名/発表者名
      坂口善規
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C 124-C(1)

      ページ: 157-163

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Detection of Gas Leakge Sound Using Modular Neural Network for Unknown Environments2004

    • 著者名/発表者名
      Manabu Kotani
    • 雑誌名

      Neurocomputing 62C

      ページ: 427-440

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Supervised Independent Component Analysis with Class Information2004

    • 著者名/発表者名
      Manabu Kotani
    • 雑誌名

      Proc. Int. Conf. on Neural Information Processing (ICONIP2004) 1

      ページ: 1052-1057

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Feature Extraction Using Supervised Independent Componetn Analysis by Maximizing Class Distance.2004

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori SAKAGUCHI, Seiichi OZAWA, Manabu KOTANI
    • 雑誌名

      IEEJ Tran.EIS 124(1)

      ページ: 157-163

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Detection of Gas Leakage Sound Using modular Neural Network for Unknown Environments.2004

    • 著者名/発表者名
      Manabu KOTANI, Seiichi OZAWA
    • 雑誌名

      Neurocomputing 62C

      ページ: 427-440

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Supervised Independent Component Analysis with Class Information2004

    • 著者名/発表者名
      Manabu KOTANI, Hiroki TAKABATAKE, Seiichi OZAWA
    • 雑誌名

      Neural Information Processing, Lecture Notes in Computer Science, Springer-Verlag

      ページ: 1052-1057

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Detection of Gas Leakage Sound Using Modular Neural Network for Unknown Environments2004

    • 著者名/発表者名
      Manabu Kotani
    • 雑誌名

      Neurocomputing 62C

      ページ: 427-440

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Supervised Independent Component Analysis with Class Information2004

    • 著者名/発表者名
      Manabu Kotani
    • 雑誌名

      Proc.Int.Conf.on Neural Information Processing(ICONIP2004) 1

      ページ: 1052-1057

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 独立成分分析による漏洩音検出に関する検討2003

    • 著者名/発表者名
      小谷学
    • 雑誌名

      システム制御情報学会論文誌 16(10)

      ページ: 539-547

    • NAID

      130002036683

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Study on Detection of Leakage Sound Using Independent Component Analysis.2003

    • 著者名/発表者名
      Manabu KOTANI, Takahiko ARIMOTO, Seiichi OZAWA
    • 雑誌名

      Transactions of the Institute of Systems, Control and Information Engineers 16(10)

      ページ: 539-547

    • NAID

      130002036683

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hideo Nakamura: "The Application of Independent Component Analysis to the Multi-channel Surface EMG Signals for Separation of MUAP Trains : Part I-Measuring Techniques"Journal of Electrophysiology and Kinesiology. (未定).

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Hideo Nakamura: "The Application of Independent Component Analysis to the Multi-channel Surface EMG Signals for Separation of MUAP Trains : Part II - Modelling"Journal of Electrophysiology and Kinesiology. (未定).

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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