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ウエアラブル生体磁気センサに関する基礎技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K12044
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分90110:生体医工学関連
研究機関金沢工業大学

研究代表者

足立 善昭  金沢工業大学, 先端電子技術応用研究所, 教授 (80308585)

研究分担者 川端 茂徳  東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, ジョイントリサーチ講座教授 (50396975)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード磁気センサ / 生体磁気 / 生体磁気計測
研究成果の概要

近年、室温磁気センサの性能が向上しており、これを適用したウエアラブル生体磁気計測の実現を目指す上で必要な要素技術の開発を行った。具体的には、室温磁気センサアレイの感度位置校正と感度領域の複数感度点モデルによるセンサ近傍に磁場源がある場合の磁場源解析の改良、センサと被験者の相対位置を動的に検知する三角形マーカーコイルの開発、適応基線補正による揺動ノイズの低減法の提案、ゲルクッションで体表面に固定した室温磁気センサアレイとSQUIDによる筋磁場の同時測定に成功するなどした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

生体磁気計測は、体外に配置した磁気センサで体内の電気的活動に伴う微弱な磁場を検出し、無侵襲で神経や筋肉の活動を観察するものである。近年、フラックスゲートや磁気抵抗効果を利用した室温で動作する磁気センサの性能が向上し、それらのセンサを適用したウエアラブルな生体磁気計測の提案がなされている。ウエアラブル生体磁気計測が実現すれば、運動中の筋肉活動の観測も無侵襲で可能となり、スポーツ科学などへの応用が期待できる。
本研究ではウエアラブル生体磁気計測が直面する課題、すなわち磁気センサ自体の物理的な揺れに伴う揺動ノイズの低減と、磁気センサと体表面の相対位置の動的検知という2つの課題の解決に取り組んだ。

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 12件、 招待講演 11件) 図書 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Dry-type phantom emulating quadrupole-like magnetic field distribution for evaluation of magnetoneurography2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Adachi, Daisuke Oyama, Gen Uehara, Shigenori Kawabata
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics

      巻: - 号: 11 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1109/tmag.2023.3278745

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Simultaneous recording of biomagnetic signals using SQUIDs and relocatable room-temperature flux sensors2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Adachi, Shigenori Kawabata
    • 雑誌名

      日本生体磁気学会誌

      巻: 36

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] A Spherical Coil Array for the Calibration of Whole-Head Magnetoencephalograph Systems2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Adachi, Daisuke Oyama, Masanori Higuchi, Gen Uehara
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement

      巻: 72 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1109/tim.2023.3265750

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 複数感度点モデルによるSQUID生体磁気計測のマーカーコイル位置推定精度の改善2022

    • 著者名/発表者名
      足立善昭, 高橋陽一郎, 内城禎久, 後藤一磨, 春田康博
    • 雑誌名

      日本生体磁気学会誌

      巻: 35 ページ: 136-137

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Emerging MR sensors for biomagnetic measurements2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Adachi, Shigenori Kawabata, Tetsuo Tatsuoka, Yasushi Terazono
    • 雑誌名

      Flexible High Performance Magnetic Field Sensors: On-Scalp Magnetoencephalography and Other Applications, Eds. Etienne Labyt, Tilmann Sander-Thommes, Ronald Wakai, Springer Cham

      巻: - ページ: 299-312

    • DOI

      10.1007/978-3-031-05363-4_16

    • ISBN
      9783031053627, 9783031053634
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 神経磁場計測システムの開発2021

    • 著者名/発表者名
      足立善昭
    • 雑誌名

      臨床神経生理学

      巻: 49 号: 6 ページ: 482-489

    • DOI

      10.11422/jscn.49.482

    • NAID

      130008132039

    • ISSN
      1345-7101, 2188-031X
    • 年月日
      2021-12-01
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evaluation of Directional Dependence of Sensitivity for Room-Temperature Magnetic Flux Sensors With Wide Sensitivity Region2021

    • 著者名/発表者名
      Adachi Yoshiaki、Mizuhara Yuki、Terazono Yasushi
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics

      巻: 57 号: 2 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1109/tmag.2020.3008912

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multichannel SQUID Magnetoneurograph System for Functional Imaging of Spinal Cords and Peripheral Nerves2021

    • 著者名/発表者名
      Adachi Yoshiaki、Kawabata Shigenori、Hashimoto Jun、Okada Yoshinori、Naijo Yoshihisa、Watanabe Taishi、Miyano Yuki、Uehara Gen
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      巻: 31 号: 5 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1109/tasc.2021.3056492

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Single Triangular Coil Used to Identify the Position and Orientation of a Subject for Biomagnetic Measurements2019

    • 著者名/発表者名
      Adachi Yoshiaki、Oyama Daisuke、Uehara Gen
    • 雑誌名

      IEEE Magnetics Letters

      巻: 10 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1109/lmag.2019.2943128

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] チャンネル数、磁場分解能、磁場減衰訂正度の観点から見た生体磁気測定センサアレイの最適化の検討2019

    • 著者名/発表者名
      足立善昭, 上原弦
    • 雑誌名

      日本生体磁気学会論文誌

      巻: 32 ページ: 170-171

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Calibration of room temperature magnetic sensor array for biomagnetic measurement2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Adachi, Daisuke Oyama, Yasushi Terazono, Tatsuya Hayashi, Tomohiko Shibuya, Shigenori Kawabata
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics

      巻: 印刷中 号: 7 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1109/tmag.2019.2895355

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] コイルアレイの機械的精度に起因する磁気センサの感度位置校正の不確かさ評価2018

    • 著者名/発表者名
      足立善昭, 上原弦
    • 雑誌名

      第33回日本生体磁気学会論文集

      巻: 31 ページ: 170-171

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of the Biomagnetometer System for Magnetospinography / Magnetoneurography (MSG/MNG)2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Adachi
    • 学会等名
      ACNS(American Clinical Neurophysiology Society) Annual Meeting & Courses
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 神経磁場計測システム2023

    • 著者名/発表者名
      足立善昭
    • 学会等名
      第70回応用物理学会春季学術講演会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] SQUIDによる神経磁場計測と応用2023

    • 著者名/発表者名
      足立善昭
    • 学会等名
      電気学会フォーラム/低温工学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Optimization of SQUID sensor arrays for magnetoneurography in terms of pick-up coil diameter2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Adachi, Jun Kawai, Hiroshi Deguchi, Yoshihisa Naijo, Yoshinori Okada, Taishi Watanabe, Shigenori Kawabata
    • 学会等名
      The 22nd International Conference on Biomagnetism
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A SQUID biomagnetic measurement system for magnetospinography and magnetoneurography and its clinical applications2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Adachi, Shigenori Kawabata, Jun Hashimoto, Taishi Watanabe, Kensuke Sekihara, Gen Uehara
    • 学会等名
      The 22nd International Conference on Biomagnetism
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A SQUID biomagnetic measurement system for magnetospinography and magnetoneurography2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Adachi, Shigenori Kawabata
    • 学会等名
      35th International Symposium on Superconductivity
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 複数感度点モデルによるSQUID生体磁気計測のマーカーコイル位置推定精度の改善2022

    • 著者名/発表者名
      足立善昭, 高橋陽一郎, 内城禎久, 後藤一磨, 春田康博
    • 学会等名
      第37回日本生体磁気学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] SQUIDによる生体磁気検出-MEG, MSG-2022

    • 著者名/発表者名
      足立善昭
    • 学会等名
      第69回応用物理学会春季学術講演会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ベクトル型磁束計は全頭型脳磁計のヘルメット辺縁部の等価電流双極子位置推定精度を改善するか?2021

    • 著者名/発表者名
      足立善昭
    • 学会等名
      第60回日本生体医工学会大会・第36回日本生体磁気学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 神経磁場計測システムとその臨床応用2021

    • 著者名/発表者名
      足立善昭, 川端茂徳
    • 学会等名
      令和3年電気学会全国大会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] SQUID磁気神経イメージング装置の開発2020

    • 著者名/発表者名
      足立善昭, 川端茂徳
    • 学会等名
      応用物理学会超電導分科会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] SQUID磁気神経イメージングとその応用2020

    • 著者名/発表者名
      足立善昭, 川端茂徳
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Multichannel SQUID Magnetoneurogram System for Functional Imaging of Spinal Cords and Peripheral Nerves2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Adachi, Shigenori Kawabata, Jun Hashimoto, Yoshinori Okada, Yoshihisa Naijo, Taishi Watanabe, Yuki Miyano, Gen Uehara
    • 学会等名
      Applied Superconductivity Conference 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 神経磁場計測システムの開発2020

    • 著者名/発表者名
      足立善昭, 川端茂徳
    • 学会等名
      第50回日本臨床神経生理学会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] チャンネル数、磁場分解能、磁場減衰訂正度の観点から見た生体磁気測定センサアレイの最適化の検討2019

    • 著者名/発表者名
      足立善昭, 上原弦
    • 学会等名
      第34回日本生体磁気学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Detection of Biomagnetic Signals from Magnetic Sources adjacent to Flux Sensors2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Adachi, Shigenori Kawabata
    • 学会等名
      The 4th International Workshop on Magnetic Bio-Sensing (IWMBS2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A method to identify the position and orientation of the subject using only one coil for biomagnetic measurement - an approach using a triangular marker coil2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Adachi, Daisuke Oyama, Gen Uehara
    • 学会等名
      Magnetic Frontiers 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Calibration of Room-Temperature Magnetic Sensor Arrays for Biomagnetic Measurement2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Adachi, Daisuke Oyama, Yasushi Terazono, Tetsuo Hayashi, Tomohiko Shibuya, Shigenori Kawabata
    • 学会等名
      2019 Joint MMM-Intermag Conference
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A method to identify the position and orientation of the subject using only one coil for biomagnetic measurement: An approach using a triangular marker coil2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Adachi, Daisuke Oyama, Gen Uehara
    • 学会等名
      Magnetic Frontiers 2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ソレノイド型磁気マーカーコイルの位置推定手法2018

    • 著者名/発表者名
      小山大介, 足立善昭
    • 学会等名
      第42回日本磁気学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] A multi-channel SQUID system for biomagnetic measurements2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Adachi, Shigenori Kawabata
    • 学会等名
      第42回日本磁気学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Visualization of muscle electrical activity after electrical stimulation of the ulnar nerve using superconducting quantum interference device sensors2018

    • 著者名/発表者名
      Shuta Ushio, Shigenori Kawabata, Toru Sasaki, Satoshi Sumiya, Taishi Watanabe, Kensuke Sekihara, Yuki Hasegawa, Yoshiaki Adachi, Atsushi Okawa
    • 学会等名
      The 31st International Conference on Biomagnetism (Biomag2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation of optimal sensor intervals for a magnetoneurogram system with a vector-type gradiometer array2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Adachi, Shigenori Kawabata
    • 学会等名
      The 31st International Conference on Biomagnetism (Biomag2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A SQUID Biomagnetic Measurement System and Its Clinical Applications2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Adachi, Shigenori Kawabata
    • 学会等名
      The 3rd International Workshop on Magnetic Bio-Sensing (IWMBS2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] Emerging MR sensors for biomagnetic measurements: in Flexible High Performance Magnetic Field Sensors: On-Scalp Magnetoencephalography and Other Applications2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Adachi, Shigenori Kawabata, Tetsuo Tatsuoka, Yasushi Terazono
    • 総ページ数
      14
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9783031053627
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [産業財産権] マーカーコイル及び磁気計測装置2019

    • 発明者名
      足立善昭
    • 権利者名
      足立善昭
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2019
    • 取得年月日
      2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [産業財産権] マーカーコイル及び磁気計測装置2019

    • 発明者名
      足立善昭
    • 権利者名
      金沢工業大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-105988
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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