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散乱光強度の角度分布情報を活用した生体計測技術の研究

研究課題

研究課題/領域番号 16H03165
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 生体医工学・生体材料学
研究機関金沢大学

研究代表者

兵頭 政春  金沢大学, 機械工学系, 教授 (30359088)

研究分担者 的場 修  神戸大学, システム情報学研究科, 教授 (20282593)
宮内 哲  国立研究開発法人情報通信研究機構, 脳情報通信融合研究センター企画室, 嘱託 (80190734)
齋藤 伸吾  国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所フロンティア創造総合研究室, 主任研究員 (80272532)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2018年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2017年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
2016年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワード生体情報・計測 / 医用光学 / 生体活動計測 / 角度分解計測
研究成果の概要

生体内部における光子の散乱吸収シミュレーションにより,角度分解計測法を用いることによって1つのプローブで生体深部における吸収係数変化の識別が可能であることを実証した.また,仮想的ダイポール型空間感度分布を仮定することにより,角度分解プローブの空間感度分布の特徴をほぼ完全に説明できることを明らかにした.さらに,角度分解プローブの空間感度分布を光拡散方程式の解析解を用いて合成できることを示し,時間分解計測に適用した結果,シミュレーション時間の大幅な短縮につながる見通しを得た.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は,これまで先行研究例がほとんどなかった散乱光強度の角度分布に着目し,生体内での散乱・吸収特性の変化と散乱光強度の角度分布の関係を明らかにした点において学術的な意義がある.また,現在実用化されている光学的脳活動計測装置(NIRS)は計測装置としての性能限界に達しており,本研究の成果によって被験者への負担が少ない最小限のプローブ数で高精度に脳活動を計測可能な新しい計測装置の開発につながるとともに,我が国の技術を発展させて国際的なリーダーシップの獲得につながる意義がある.

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 7件、 招待講演 9件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] 脳波黎明期におけるLoomisの知られざる功績2020

    • 著者名/発表者名
      宮内哲
    • 雑誌名

      臨床神経生理学

      巻: 48 号: 2 ページ: 74-80

    • DOI

      10.11422/jscn.48.74

    • NAID

      130007831298

    • ISSN
      1345-7101, 2188-031X
    • 年月日
      2020-04-01
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 脳波黎明期におけるLoomisの知られざる功績2020

    • 著者名/発表者名
      宮内哲
    • 雑誌名

      臨床神経生理学

      巻: 48 号: 1 ページ: 15-22

    • DOI

      10.11422/jscn.48.15

    • NAID

      130007795468

    • ISSN
      1345-7101, 2188-031X
    • 年月日
      2020-02-01
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Frequency stabilization of dual-mode microchip laser by means of beat frequency stabilization2019

    • 著者名/発表者名
      Iyon Titok Sugiarto, Masayoshi Watanabe, Satoshi Sunada, and Masaharu Hyodo
    • 雑誌名

      Oprtical Review

      巻: 27 ページ: 98-107

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Characterization of Angle-Resolved Measurement of Diffuse Reflected Light2018

    • 著者名/発表者名
      Osamu Matoba, Satoru Miyauchi, and Shingo Saito
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE

      巻: 10815 ページ: 18-18

    • DOI

      10.1117/12.2500600

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Characterization of coherence-or-power selectable operation of an external-cavity semiconductor diode laser2016

    • 著者名/発表者名
      Masayoshi Watanabe, Akira Kawakami, Shingo Saito, and Masaaki Adachi
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: 55 号: 36 ページ: 10204-10210

    • DOI

      10.1364/ao.55.010204

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Experimental Verification of Reconstructed Absorbers Embedded in Scattering Media by Optical Power Ratio Distribution2016

    • 著者名/発表者名
      Toshihiko Yamaoki, Hiroaki Hamada, Osamu Matoba
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: 55 号: 25 ページ: 6874-6879

    • DOI

      10.1364/ao.55.006874

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Technique of Digital Control of Laser Oscillation Frequencies by means of Difference Frequency Stabilization of a Microchip Laser2019

    • 著者名/発表者名
      Iyon Titok Sugiarto, Takahiro Masaki, and Masaharu Hyodo
    • 学会等名
      the 8th Advanced Lasers and Photon Sources (ALPS2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ベルガーの夢 -脳波が脳波になるまで-2019

    • 著者名/発表者名
      宮内哲
    • 学会等名
      茨城てんかん懇話会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] fMRIと脳波の同時計測による睡眠と意識の研究2019

    • 著者名/発表者名
      宮内哲
    • 学会等名
      日本精神医学史学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ベルガーの夢 -脳波が脳波になるまで-2019

    • 著者名/発表者名
      宮内哲
    • 学会等名
      日本てんかん学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ベルガーの夢 -脳波が脳波になるまで-2019

    • 著者名/発表者名
      宮内哲
    • 学会等名
      日本臨床神経生理学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 視覚探索中の眼球運動による視野特性の計測2019

    • 著者名/発表者名
      仲泊聡, 古田歩, 髙橋あおい, 早乙女慶輔, 久保寛之, 堀口浩史, 小出直史, 髙橋政代, 中野匡, 宮内哲
    • 学会等名
      第61回日本産業・労働・交通眼科学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Characterization of Angle-Resolved Measurement of Diffuse Reflected Light2018

    • 著者名/発表者名
      Masaharu Hyodo, Osamu Matoba, Satoru Miyauchi, and Shingo Saito
    • 学会等名
      SPIE/COS Photonics Asia
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Digital phase conjugation for improving the focused spot in weakly scattering medium for OCT2018

    • 著者名/発表者名
      K. Harukaze, N. Nakatani, X. Quan, K. Nitta, O. Matoba
    • 学会等名
      OSA 3D Image Acquisition and Display Technology, Perception and Applications
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 非侵襲脳活動計測と心理学2018

    • 著者名/発表者名
      宮内哲
    • 学会等名
      第66回 岡山心理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒューマン・マルチセンシングと脳科学の応用 -脳波とfMRIの同時計測-2018

    • 著者名/発表者名
      宮内哲
    • 学会等名
      応用脳科学コンソーシアム ヒューマンマルチセンシングワークショップ
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 拡散反射光の角度分解計測による2層構造強散乱体の吸収係数識別2017

    • 著者名/発表者名
      兵頭政春,宮平堅介,的場修,齋藤伸吾,川上彰,宮内哲
    • 学会等名
      第20回日本光脳機能イメージング学会学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Discrimination of absorption variations in two layered structure by using angular distribution of diffuse reflected light2017

    • 著者名/発表者名
      Masaharu Hyodo, Kensuke Miyahira, Osamu Matoba, Satoru Miyauchi, Shingo Saito, and Akira Kawakami
    • 学会等名
      The 12th Conference on Lasers and Electro-Optics Pacific Rim (CLEO-PR 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 散乱光強度の角度分布計測による散乱光の空間感度分布の比較2017

    • 著者名/発表者名
      吉田健吾,的場修,齋藤伸吾,川上彰,宮内哲,兵頭政春
    • 学会等名
      応用物理学会北陸・信越支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 「光トポグラフィーによる精神疾患鑑別診断-有効性の検討-」の検討2017

    • 著者名/発表者名
      宮内哲,星詳子
    • 学会等名
      第20回日本光脳機能イメージング学会学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 光トポグラフィーの光と影2017

    • 著者名/発表者名
      宮内哲(シンポジスト)
    • 学会等名
      第20回日本光脳機能イメージング学会学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 脳科学の知見を「個人」や「社会」に活かす~3つの研究例からの検討~2017

    • 著者名/発表者名
      宮内哲(指定討論者)
    • 学会等名
      日本心理学会第81会大会シンポジウム064
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 心理学でのfNIRSの使い方2017

    • 著者名/発表者名
      宮内哲(シンポジウム企画者・司会者)
    • 学会等名
      日本心理学会第81会大会シンポジウム039
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Improvement of OCT Signal using Digital Phase Conjugation in Weakly Phase Distorted Medium2017

    • 著者名/発表者名
      K. Harukaze, N. Nakatani, K. Nitta, O. Matoba
    • 学会等名
      The 24th Congress of the International Commission for Optics (ICO-24)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 強散乱体強散乱体での2層構造各層の吸収係数変化の識別における新手法と従来法の比較2016

    • 著者名/発表者名
      宮平堅介,的場修,齋藤伸吾,川上彰,宮内哲,兵頭政春
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会(OPJ2016)
    • 発表場所
      筑波大学東京キャンパス文京校舎
    • 年月日
      2016-11-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of Reduced Scattering Coefficient of Artificial Scattering Medium with Shifted and Layered Random Void Distributions2016

    • 著者名/発表者名
      N. Nakatani, O. Matoba, M. Hyodo
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2016 (OPJ2016)
    • 発表場所
      筑波大学東京キャンパス文京校舎
    • 年月日
      2016-10-31
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optimization of Power Spectral Density and Polarization Compensation for Coherence-Selectable ECDL2016

    • 著者名/発表者名
      Masaharu Hyodo, Akira Kawakami, Shingo Saito, Masayoshi Watanabe, Takahiro Kubo, and Masaaki Adachi
    • 学会等名
      The 25th International Semiconductor Laser Conference (ISLC2016)
    • 発表場所
      神戸メリケンパークオリエンタルホテル
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] 脳波の発見 -ハンス・ベルガーの夢-2020

    • 著者名/発表者名
      宮内哲
    • 総ページ数
      138
    • 出版者
      岩波書店
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] 「脳神経化学 脳はいま化学の言葉でどこまで語れるか」(森泰生,尾藤晴彦 編)の「第28章 磁気共鳴画像」2018

    • 著者名/発表者名
      宮内哲,寒重之(分担執筆)
    • 総ページ数
      359
    • 出版者
      化学同人
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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