| 研究課題/領域番号 |
19H04438
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分90110:生体医工学関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
奈良 高明 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 教授 (80353423)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2021年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2020年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2019年度: 11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円)
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| キーワード | 逆問題 / 脳磁場 / てんかん焦点 / 磁気共鳴画像 / 導電率 / 誘電率 / 神経電流源 / 非侵襲計測 / 核磁気共鳴画像 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
脳内の神経電流によって頭部表面に生じる磁場を計測し，神経電流源を推定する脳磁場逆問題に対して，1)頭部内部の導電率をMRIを用いて推定する手法を導出し，被験者ごとの電気特性を用いた高精度な解法を開発し，2)複雑に折り畳まれた脳の皺にまたがる領域を安定に推定するため，脳から球への写像を介し，電流源領域をパラメトリックに推定する手法を開発する．以上の手法を視聴覚刺激に対する賦活部位推定や，てんかん原性領域の推定に適用する．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，頭部表面で観測した磁場から神経電流源を推定する脳磁場逆問題に対し，局在電流源をパラメトリックに，脳全体に広がる背景活動源を分布電流素片で表す異種ソースモデルを提案した．本手法をてんかん焦点同定に応用し，局在した電流源を，背景電流源と分離して，かつ位置だけでなく形状まで同定できることを示した．推定された領域は頭蓋内脳波による推定結果とよく一致した．また人体内部の導電率・誘電率の三次元分布を，磁気共鳴画像で計測した磁場分布から再構成する手法も提案した．本手法は被験者・患者ごとの電気特性を考慮した逆問題解法の基盤となるものである．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
現在，てんかん焦点同定で用いられる等価双極子モデルは，焦点の中心位置はよく求まるが，焦点の形状，広がり具合まではわからない．本研究で開発した異種ソースモデルを用いると，背景活動源がある中でも局在電流源領域の形状まで少数パラメタで同定することができ，切除手術に対し貴重な情報を与える．また本研究で開発した導電率分布の再構成手法を導電率の周波数依存性モデルと組み合わせ，脳磁場の周波数帯域の導電率分布を推定すれば，患者・被験者ごとの電気特性を考慮した逆問題解法が実現でき，脳回・脳溝にまたがる局在電流源の推定精度が一層高まるものと期待できる．
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