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近赤外分光法による脳反応の領域推定に向けた計測技術に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K06477
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 計測工学
研究機関東京都立産業技術高等専門学校

研究代表者

福田 恵子  東京都立産業技術高等専門学校, ものづくり工学科, 教授 (70396266)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード近赤外分光法 / 脳機能計測 / 脳血流 / 皮膚血流 / 計測工学 / 生体工学
研究成果の概要

本研究では、近赤外分光法(NIRS)による脳反応信号の特性と領域の推定を目指している。前頭前額部での脳活動の定量的評価のために、文字色と文字意味の干渉効果と行動抑制効果を重畳した実験課題を考案し、fMRI計測により、課題に対応する脳領域で反応が確認された。NIRS計測においても反応領域はfMRIと比べて広いが類似傾向を示したことから、実験課題がNIRSによる脳機能の定量的評価に活用可能と考える。反応部位の推定精度向上には血流動態変化の分離が必要であり、血流動態の補正手法について測定領域を拡張して解析技術を適用し、血液量変化の影響の低減効果を検証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

小型で低拘束の近赤外分光法により脳活動の強度と領域が推定できること、特に前頭部の脳反応を定量的に評価することは、思考や記憶などの認知判断を評価する上で重要である。発達段階において学習に重要な役割を果たすワーキングメモリーの活用状況の把握や高齢者の認知能力の評価や脳トレーニング効果の検証に役立つ。血流動態変化の補正機能に脳反応信号の発生領域をより正確に推定できることはNIRS計測の信憑性を高める上で重要である。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 短期記憶課題に伴うNIRS 信号の時間特性の解析2020

    • 著者名/発表者名
      馬場健太,福田恵子
    • 雑誌名

      電子情報通信学会信学技報

      巻: IEICE-119 ページ: 65-68

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] 行動抑制課題に対する脳反応部位 の NIRSによる解析2020

    • 著者名/発表者名
      杉山侑,福田恵子
    • 雑誌名

      電子情報通信学会信学技報

      巻: IEICE-119 ページ: 73-76

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Cancellation of Superficial Blood Flow in Brain Function Measurements Using Near-Infrared Spectroscopy2019

    • 著者名/発表者名
      Fukuda Keiko、Motoyoshi Daisuke、Sato Daisuke
    • 雑誌名

      2019 41st Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC)

      巻: 1 ページ: 486-489

    • DOI

      10.1109/embc.2019.8857057

    • 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] Suppression of superficial hemodynamic changes using a depth-selective filter in near-infrared spectroscopy measurements2018

    • 著者名/発表者名
      Iwata Yuki、Fukuda Keiko、Fujii Mamiko
    • 雑誌名

      Proceeding of Biomedical Engineering International Conference

      巻: 1 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1109/bmeicon.2018.8609927

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Cancellation Method of Signal Fluctuations in Brain Function Measurements Using Near-Infrared Spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Fukuda Keiko、Sato Daisuke
    • 雑誌名

      Proceedings ofInternational Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society

      巻: 1 ページ: 3302-3305

    • DOI

      10.1109/embc.2018.8512900

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Experimental tasks using fMRI measurement for evaluating NIRS signal characteristics2019

    • 著者名/発表者名
      [1]Keiko Fukuda, Shun Seki, Ren Kunii, Li-qun Wang, Keita Tanaka and Shinya Kuriki
    • 学会等名
      IEEE Engineering in Medicine and Biology Society Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 短期記憶課題を用いたNIRS による脳活動の評価法の検討2019

    • 著者名/発表者名
      福田 恵子, 三田 哲大
    • 学会等名
      第58回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 深さ選択性フィルタによる皮膚血流変化の低減2019

    • 著者名/発表者名
      福田 恵子, 岩田 勇樹, 藤井 麻美子
    • 学会等名
      第58回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] NIRS実験を目的としたfMRIによる実験課題の作成と評価2019

    • 著者名/発表者名
      関駿、國井怜、福田恵子、王力群
    • 学会等名
      第21回日本ヒト脳機能マッピング学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 近赤外分光法における皮膚血流の影響の低減2019

    • 著者名/発表者名
      岩田勇樹、福田恵子、藤井麻美子
    • 学会等名
      ライフサポート学会 フロンティア講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Using a depth-selective filter to suppress superficial hemodynamic changes2018

    • 著者名/発表者名
      Iwata Yuki、Fukuda Keiko、Fujii Mamiko
    • 学会等名
      fNIRS conference
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 近赤外分光法による脳機能計測における外乱の検出と補正法の検討2018

    • 著者名/発表者名
      福田恵子、佐藤大輔
    • 学会等名
      第57回生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 深さ選択性拡散光イメージングの三角形センサ配置への適用2018

    • 著者名/発表者名
      岩田勇樹、福田恵子、藤井麻美子
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] NIRS計測における血液量変動の検出と補正手段の検討2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤大輔、福田恵子
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 近赤外分光法による筋交感神経活動の計測に向けた受光回路の特性評価2018

    • 著者名/発表者名
      岩田勇樹、福田恵子
    • 学会等名
      電気学会電子回路研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Cancellation Method of Signal Fluctuations in Brain Function Measurements Using Near-Infrared Spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Keiko Fukuda, Daisuke Sato
    • 学会等名
      40th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurement and evaluation of brain hemodynamic change according dietary intake by near-infrared spectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Keiko Fukuda, Yuuki Muramatsu, and Masahiro Hasegawa
    • 学会等名
      9th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 近赤外分光法による筋交感神経活動の計測に向けた基礎検討2017

    • 著者名/発表者名
      岩田勇樹、福田恵子
    • 学会等名
      2017年電子情報通信学会基礎・境界ソサイエティ/NORLTAソサエティ大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 近赤外分光法による筋交感神経活動の評価への試み2017

    • 著者名/発表者名
      福田恵子、岩田勇樹
    • 学会等名
      日本臨床生理学会総会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] 電気・電子計測工学 (改訂版)- 新SI対応 -2020

    • 著者名/発表者名
      吉澤 昌純、降矢典雄、福田恵子、吉村拓巳、高崎和之、西山明彦
    • 総ページ数
      222
    • 出版者
      コロナ社
    • ISBN
      9784339012156
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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