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高速電磁界計算法の適用による脳神経活動の磁気共鳴画像・脳磁図統合計測法

研究課題

研究課題/領域番号 17560371
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 計測工学
研究機関京都大学

研究代表者

濱田 昌司  京都大学, 工学研究科, 助教授 (20246656)

研究分担者 小林 哲生  京都大学, 工学研究科, 教授 (40175336)
研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2006年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2005年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
キーワード電磁界計算 / fMRI / MEG / 表面電荷法 / 高速多重極法 / ボクセルモデル / 統合解析法
研究概要

1.電磁界解析:極変換付き等価多重極モーメント法を開発し任意個数・任意配置(交差は除く)の球群内ラプラス場の厳密数値計算を可能にした。ボクルデータ用高速多重極表面電荷法を開発し数百万から1億個程度のボクセルで表現されたモデル内のラプラス場の高速数値計算を可能にした。後者による日本人成人男性全身ボクセルモデル(2mmボクセル)の解析所要時間は市販PCで約100分となった。
2.MEG順計算法:脳神経電気活動を等価電流ダイポールで表現した際の脳磁計測値(コイル鎖交磁束数)の順計算法を整備した。「等価電流ダイポール→境界上ポテンシャル→磁束数」の順に計算する方法と、「交流コイル電流→誘導電界→Eatonの相反定理→磁束数」の順に計算する方法とが選択できる。7球頭部モデルの極変換付き等価多重極モーメント法解析を実施し、両手法の計算値が倍精度限界程度で一致することを示した。
3.ボクセルデータ用高速多重極表面電荷法の精度評価:7球頭部モデルに対して極変換付き等価多重極モーメント法解析とボクセルデータ用高速多重極表面電荷法解析とを行い、灰白質領域での後者の電界計算精度を評価した。ボクセルサイズが1mm、0.5mm、0.34mmの各ケースで、電界誤差ベクトルの標準偏差は1.4%、0.98%、0.81%(灰白質内最大電界で規格)となった。ボクセルサイズが0.34mmのケースで、全ボクセル数、表面電荷要素数、計算時間はそれぞれ106,575,801、4,936,874、59分39秒となった。
4.fMRI・MEG統合解析法:サーバスの式を用いたfMRI・MEG統合解析法について、最小二乗法を変則的に使用する手法と線形制約付きアダプティブビームフォーマを用いる手法とを検討した。後者をノンアダプティブ化すると前者と等価となることが判明し、前者の意味が明確になった。

報告書

(3件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (24件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 極変換付き等価多重極モーメント法の脳磁界順計算への適用2007

    • 著者名/発表者名
      濱田昌司
    • 雑誌名

      電気学会論文誌A 127巻4号

      ページ: 171-179

    • NAID

      130000085349

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A study on the Application of a Linearly-constrained Adaptive Beamformer to fMRI-MEG Integrative Analysis2007

    • 著者名/発表者名
      Shumpei Ohashi, et al.
    • 雑誌名

      Transactions of the Japanese Society for Medical and Biological Engineering Vol. 45, No. 1

      ページ: 722-727

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Application of Equivalent Multipole Moment Method with Polar Translations to Forward Calculation of Neuromagnetic Fields2007

    • 著者名/発表者名
      Shoji Hamada, Mitsuhiro Kitano, Tetsuo Kobayashi
    • 雑誌名

      IEEJ Trans. FM. Vol. 127, No. 4

      ページ: 171-179

    • NAID

      130000085349

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 極変換付き等価多重極モーメント法の脳磁界順計算への適用2007

    • 著者名/発表者名
      濱田昌司, 北野允大, 小林哲生
    • 雑誌名

      電気学会論文誌A Vol. 127, No. 4

      ページ: 171-179

    • NAID

      130000085349

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Analysis of electric field induced by ELF magnetic field utilizing generalized equivalent multipole-moment method2006

    • 著者名/発表者名
      Shoji Hamada
    • 雑誌名

      Electrical Engineering in Japan Vol. 156, No. 2

      ページ: 1-14

    • NAID

      210000181024

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] ボクセルデータ用高速多重極表面電荷法による低周波磁界誘導電界計算2006

    • 著者名/発表者名
      濱田昌司
    • 雑誌名

      電気学会論文誌A 126巻5号

      ページ: 355-362

    • NAID

      10018111161

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 任意低周波ダイポール磁界印加時の導体球内誘導電界の解析式2006

    • 著者名/発表者名
      北野允大
    • 雑誌名

      電気学会論文誌A 126巻7号

      ページ: 725-726

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] f MRI-MEG統合解析への線形制約付きアダプティブビームフォーマの適用に関する検討2006

    • 著者名/発表者名
      大橋俊平
    • 雑誌名

      生体医工学 44巻4号

      ページ: 722-727

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Analysis of electric field induced by ELF magnetic field utilizing generalized equivalent multipole-moment method2006

    • 著者名/発表者名
      Shoji Hamada, Osamu Yamamoto, Tetsuo Kobayashi
    • 雑誌名

      Electrical Engineering in Japan Vol. 156, No. 2

      ページ: 1-14

    • NAID

      10015676613

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Analysis of Electric Field Induce by ELF Magnetic Field Utilizing Fast-Multipole Surface-Charge-Simulation Method for Voxel Data2006

    • 著者名/発表者名
      Shoji Hamada, Tetsuo Kobayashi
    • 雑誌名

      IEEJ Trans. FM. Vol. 126, No. 5

      ページ: 355-362

    • NAID

      10018111161

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Analytical Formula of Induced Electric Fields in a Spherical Conductor by an Arbitrary ELF Dipole Magnetic Field Source2006

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiro Kitano, Shoji Hamada, Tetsuo Kobayashi
    • 雑誌名

      IEEJ Trans. FM. Vol. 126, No. 7

      ページ: 725-726

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Suuti Denkai Keisan no Kiso to Ouyou2006

    • 著者名/発表者名
      Tadasu Takuma, Shoji Hamada
    • 雑誌名

      Tokyo Denki Daigaku Syuppan-kyoku

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] ボクセルデータ用高速多重極表面電荷法による低周波磁界誘導電界計算2006

    • 著者名/発表者名
      濱田昌司, 小林哲生
    • 雑誌名

      電気学会論文誌A Vol. 126, No. 5

      ページ: 355-362

    • NAID

      10018111161

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 任意周波数ダイポール磁界印加時の導体球内誘導電界の解析式2006

    • 著者名/発表者名
      北野允大, 濱田昌司, 小林哲生
    • 雑誌名

      電気学会論文誌A Vol. 126, No. 7

      ページ: 725-726

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] fMRI-MEG統合解析への線形制約付きアダプティブビームフォーマの適用に関する検討2006

    • 著者名/発表者名
      大橋俊平, 隠浪康行, 鄭址旭, 濱田昌司, 小林哲生
    • 雑誌名

      生体医工学 Vol. 44, No. 4

      ページ: 722-727

    • NAID

      110006249836

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 近似品質管理付きACAによる正則化最小二乗法の高速計算法2005

    • 著者名/発表者名
      濱田昌司
    • 雑誌名

      電気学会論文誌A 125巻5号

      ページ: 419-426

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 等価多重極モーメント法の拡張と低周波磁界誘導電界計算への応用2005

    • 著者名/発表者名
      濱田昌司
    • 雑誌名

      電気学会論文誌A 125巻6号

      ページ: 533-543

    • NAID

      10015676613

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 複数皮質活動の動的イメージングのための f MRI-MEG統合解析法2005

    • 著者名/発表者名
      隠浪康行
    • 雑誌名

      生体医工学 43巻4号

      ページ: 777-784

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Solving Regularize Least Squares with Qualitatively Controlled Adaptive Cross-Approximated Matrices2005

    • 著者名/発表者名
      Shoji Hamada, Akiyoshi Tatematsu
    • 雑誌名

      IEEJ Trans. FM. Vol. 125, No. 5

      ページ: 419-426

    • NAID

      10015518603

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Analysis of Electric Field Induced by ELF Magnetic Field Utilizing Generalized Equivalent Multipole-Moment Method2005

    • 著者名/発表者名
      Shoji Hamada, Osamu Yamamoto, Tetsuo Kobayashi
    • 雑誌名

      IEEJ Trans. FM. Vol. 125, No. 6

      ページ: 533-543

    • NAID

      10015676613

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An fMRI-MEG Integrative Method for Dynamic Imaging of Multiple Cortical Activities2005

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Innnami, et al.
    • 雑誌名

      Transactions of the Japanese Society for Medical and Biological Engineering Vol. 43, No. 4

      ページ: 777-784

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 近似品質管理付きACAによる正則化最小二乗解の高速計算法2005

    • 著者名/発表者名
      濱田昌司, 立松明芳
    • 雑誌名

      電気学会論文誌A 125巻5号

      ページ: 419-426

    • NAID

      10015518603

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 等価多重極モーメント法の拡張と低周波磁界誘導電界計算への応用2005

    • 著者名/発表者名
      濱田昌司, 山本修, 小林哲生
    • 雑誌名

      電気学会論文誌A 125巻6号

      ページ: 533-543

    • NAID

      10015676613

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 複数皮質活動の動的イメージングのためのfMRI-MEG統合解析法2005

    • 著者名/発表者名
      隠浪康行, 小林哲生, 濱田昌司他
    • 雑誌名

      生体医工学 43巻4号

      ページ: 777-784

    • NAID

      110004704995

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [図書] 理工学講座 数値電界計算法の基礎と応用2006

    • 著者名/発表者名
      宅間董, 濱田昌司
    • 総ページ数
      284
    • 出版者
      東京電機大学出版局
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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