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近赤外分光を用いたヒト脳診断理論の構築

研究課題

研究課題/領域番号 21560425
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 システム工学
研究機関北見工業大学

研究代表者

谷藤 忠敏  北見工業大学, 工学部, 教授 (50311527)

研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2011年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2010年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2009年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードFDTD解析 / 近赤外分光 / 光拡散方程式 / ヒト脳機能計測 / 脳髄液 / fNIRS / FDTD法 / 解析時間 / 境界条件 / 時間領域拡散光トモグラフィ / ヒト脳機能解析 / 時間領域光拡散トモグラフィ
研究概要

ヒト脳の血流及び血中酸素濃度分布を同定する拡散光トモグラフィ実現に不可欠なヒト頭部の光パルス伝搬解析理論を述べている。ヒト頭部は光学的に不均一な散乱体で、散乱体間に非散乱体である脳髄液を含む。このため、非散乱体を介した散乱体間の光結合を特性光強度の空間不変性を用い、不均一散乱体中の光伝搬は光拡散方程式を新たな境界条件を用いたFDTD解析で数値解析する理論を構築した。本理論で計算したヒト頭部モデルの後方散乱光パワーと平均遅延時間の光源・検出器間隔依存性は実測値及びモンテカルロ法と良く一致しており、その妥当性を検証した。

報告書

(4件)
  • 2011 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2012 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (30件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Finite-difference time-domain analysis of time-resolved reflectance from an adult head model composed of multilayered slabs with anonscattering layer2012

    • 著者名/発表者名
      T. Tanifuji, N. Nishio, K. Okimatsu, S. Tabata, and Y. Hashimoto
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: vol.51、no.4 ページ: 429-438

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Finite-difference time-domain analysis of time-resolved reflectance from an adult head model composed of multilayered slabs with a nonscattering layer2012

    • 著者名/発表者名
      T.Tanifuji
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: 51 ページ: 429-438

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Finite-Difference Time-Domain and Steady-State Analysis with Novel Boundary Conditions of Optical Transport in a Three-Dimensional Scattering Medium Illuminated by an Isotropic Point Source2011

    • 著者名/発表者名
      T. Tanifuji, S. Tabata, K. Okimatsu, andN. Nishio
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: vol.50、no.12 ページ: 1697-1706

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Finite-Difference Time-Domain and Steady-State Analysis with Novel Boundary Conditions of Optical Transport in a Three-Dimensional Scattering Medium Illuminated by an Isotropic Point Source2011

    • 著者名/発表者名
      T.Tanifuji
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: 50 ページ: 1697-1706

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] FDTD法を用いた生体内光伝搬解析と拡散光トモグラフィへの応用2010

    • 著者名/発表者名
      谷藤忠敏
    • 雑誌名

      OPTRONICS 29

      ページ: 178-186

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [雑誌論文] Extension of Grid Separation in the Finite Difference Time Domain Analysis for Predicting Time-Resolved Reflectance of an Optical Pulse from Scattering Medium with Non-scattering Regions2009

    • 著者名/発表者名
      T. Tanifuji
    • 雑誌名

      OPTICAL REVIEW

      巻: vol.16、no.4 ページ: 452-453

    • NAID

      10025305169

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Alternative Boundary Conditions for Solving Optical Diffusion Equations by a Finite Difference Time Domain Analysis in Three-Dimensional Scattering Medium2009

    • 著者名/発表者名
      T. Tanifuji
    • 雑誌名

      OPTICAL REVIEW

      巻: vol.16、no.3 ページ: 283-289

    • NAID

      10025304601

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Alternative Boundary Conditions for Solving Optical Diffusion Equations by a Finite Difference Time Domain Analysis in Three-Dimensional Scattering Medium2009

    • 著者名/発表者名
      谷藤忠敏
    • 雑誌名

      OPTICAL REVIEW 16

      ページ: 293-296

    • NAID

      10025304601

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Extension of Grid Separation in the Finite Difference Time Domain Analysis for Predicting Time-Resolved Reflectance of an Optical Pulse from Scattering Medium with Non-scattering Regions2009

    • 著者名/発表者名
      谷藤忠敏
    • 雑誌名

      OPTICAL REVIEW 16

      ページ: 452-453

    • NAID

      10025305169

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 時間分解測定を用いた散乱体の光学パラメータ推定の検討2009

    • 著者名/発表者名
      藤原昇平
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌 J92-C

      ページ: 293-296

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 時間領域拡散光トモグラフィによる生体光学パラメータ推定精度の検討2012

    • 著者名/発表者名
      鈴木将弘、阿部陽介、谷藤忠敏
    • 学会等名
      電子情報通信学会2012総合大会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山市)
    • 年月日
      2012-03-20
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 時間領域拡散光トモグラフィによる生体光学パラメータ推定精度の検討2012

    • 著者名/発表者名
      鈴木将弘
    • 学会等名
      電子情報通信学会MEとバイオサイバネテックス研究会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山市)
    • 年月日
      2012-03-20
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 近赤外光を用いた時間領域測定によるヒト脳光吸収係数変化計測感度2011

    • 著者名/発表者名
      田畑頌吾
    • 学会等名
      電子情報通信学会MEとバイオサイバネテックス研究会
    • 発表場所
      名古屋工業大学(名古屋市)
    • 年月日
      2011-12-20
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 時間領域拡散光トモグラフィによる生体光学パラメータ推定法の一検討2011

    • 著者名/発表者名
      沖松一弥
    • 学会等名
      電子情報通信学会MEとバイオサイバネテックス研究会
    • 発表場所
      名古屋工業大学(名古屋市)
    • 年月日
      2011-12-20
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 近赤外光を用いた時間領域測定によるヒト脳光学パラメータ変化検出感度-脳髄液の検出感度への影響-2011

    • 著者名/発表者名
      青木伸雄
    • 学会等名
      第10回情報科学技術フォーラム
    • 発表場所
      函館大学(北海道)
    • 年月日
      2011-09-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] FDTD法を用いたヒト頭部光パルス伝搬解析時間の短縮法の検討2011

    • 著者名/発表者名
      斎藤拓也
    • 学会等名
      第10回情報科学技術フォーラム
    • 発表場所
      函館大学(北海道)
    • 年月日
      2011-09-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 近赤外光を用いた時間領域測定のヒト脳光学パラメータ変化検出感度2011

    • 著者名/発表者名
      青木伸雄、斎藤拓也、西尾直也、谷藤忠敏
    • 学会等名
      電子情報通信学会2011総合大会
    • 発表場所
      東京都市大学(東京都)
    • 年月日
      2011-03-16
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 拡散光トモグラフィを用いた欺元散乱体の光吸収係数推定法の検討2011

    • 著者名/発表者名
      阿部陽介
    • 学会等名
      電子情報通信学会2011総合大会D-7-9
    • 発表場所
      東京都市大学(東京都)
    • 年月日
      2011-03-16
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 近赤外光を用いた時間領域測定のヒト脳光学パラメータ変化検出感度2011

    • 著者名/発表者名
      青木伸雄
    • 学会等名
      電子情報通信学会2011総合大会D-7-10
    • 発表場所
      東京都市大学(東京都)
    • 年月日
      2011-03-16
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Finite difference time domain (FDTD) analysis of near-infrared light propagation in an adult head model for functional imaging of brain activities2011

    • 著者名/発表者名
      T. Tanifuji
    • 学会等名
      SIAM Conference on Computational Science and Engineering
    • 発表場所
      Grand Sierra Resort and Casino (Leno, Nevada).
    • 年月日
      2011-03-01
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Finite difference time domain(FDTD) analysis of near-infrared light propagation in an adult head model for functional imaging of brain activities2011

    • 著者名/発表者名
      T.Tanifuji
    • 学会等名
      SIAM Conference on Computational Science and Engineering
    • 発表場所
      Reno(米国)
    • 年月日
      2011-03-01
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 近赤外光を用いた時間領域測定によるヒト脳光吸収係数変化計測感度電子情報通信学会ME2011

    • 著者名/発表者名
      田畑頌吾、西尾直也、沖松一弥、青木伸雄、斎藤拓也、谷藤忠敏
    • 学会等名
      とバイオサイバネティクス研究会
    • 発表場所
      名工大(名古屋市)
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] ヒト脳光パルス伝搬特性への大脳溝の影響2011

    • 著者名/発表者名
      西尾直也、田畑頌吾、沖松一弥、谷藤忠敏
    • 学会等名
      平成23年電気・情報関係学会北海道支部連合大会
    • 発表場所
      公立はこだて未来大学(函館市)
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 時間領域法の時間領域法のヒト脳光学パラメータ感度の検討2010

    • 著者名/発表者名
      西尾直也、田畑頌吾、沖松一弥、谷藤忠敏
    • 学会等名
      第9回情報科学技術フォーラム
    • 発表場所
      九州大学(福岡市)
    • 年月日
      2010-09-07
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 時間領域3次元散乱体の光学パラメータ推定の検討2010

    • 著者名/発表者名
      前田祐輔
    • 学会等名
      第9回情報科学技術フォーラムG-007
    • 発表場所
      九州大学(福岡県)
    • 年月日
      2010-09-07
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 時間領域法の時間領域法のヒト脳光学パラメータ感度の検討2010

    • 著者名/発表者名
      西尾直也
    • 学会等名
      第9回情報科学技術フォーラムG-008
    • 発表場所
      九州大学(福岡県)
    • 年月日
      2010-09-07
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] FDTD法を用いた3次元散乱体の光伝搬解析2010

    • 著者名/発表者名
      沖松一弥、田畑頌吾、西尾直也、谷藤忠敏
    • 学会等名
      電子情報通信学会光ファイバ応用技術研究会
    • 発表場所
      ときわ市民ホール(旭川市)
    • 年月日
      2010-08-26
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] FDTD法を用いた3次元散乱体の光伝搬解析2010

    • 著者名/発表者名
      沖松一弥
    • 学会等名
      電子情報通信学会光ファイバ応用技術研究会
    • 発表場所
      旭川市ときわ市民ホール(北海道)
    • 年月日
      2010-08-26
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] FDTD法を用いたヒト頭部光パルス伝搬解析2010

    • 著者名/発表者名
      西尾直也、田畑頌吾、沖松一弥、谷藤忠敏
    • 学会等名
      電子情報通信学会2010年総合大会
    • 発表場所
      東北大学(仙台市)
    • 年月日
      2010-03-16
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] FDTD法を用いた3次元散乱体の光伝搬解析-安定度と精度のYee格子サイズ依存性-2010

    • 著者名/発表者名
      沖松一弥、西尾直也、田畑頌吾、熊澤秀幸、谷藤忠敏
    • 学会等名
      電子情報通信学会2010年総合大会
    • 発表場所
      東北大学(仙台市)
    • 年月日
      2010-03-16
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] FDTD法を用いた点波源励起3次元散乱体の光伝搬解析精度2010

    • 著者名/発表者名
      田畑頌吾、沖松一弥、西尾直也、熊澤秀幸、谷藤忠敏
    • 学会等名
      電子情報通信学会2010年総合大会
    • 発表場所
      東北大学(仙台市)
    • 年月日
      2010-03-16
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] FDTD法を用いた点波源励起3次元散乱体の光伝搬解析精度2010

    • 著者名/発表者名
      田畑頌吾
    • 学会等名
      電子情報通信学会2010年総合大会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県)
    • 年月日
      2010-03-16
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] FDTD法を用いた3次元散乱体の光伝搬解析-安定度と精度のYee格子サイズ依存性-2010

    • 著者名/発表者名
      沖松一弥
    • 学会等名
      電子情報通信学会2010年総合大会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県)
    • 年月日
      2010-03-16
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] FDTD法を用いたヒト頭部光パルス伝搬解析2010

    • 著者名/発表者名
      西尾直也
    • 学会等名
      電子情報通信学会2010年総合大会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県)
    • 年月日
      2010-03-16
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] FDTD法による3次元光散乱体の光パルス伝搬解析-境界及び波源条件-2009

    • 著者名/発表者名
      熊澤秀幸、沖松一弥、田畑頌吾、西尾直也、谷藤忠敏
    • 学会等名
      電子情報通信学会MEとバイオサイバネティクス研究会
    • 発表場所
      新潟大学(新潟市)
    • 年月日
      2009-09-14
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] FDTD法による3次元光散乱体の光パルス伝搬解析-境界及び波源条件-2009

    • 著者名/発表者名
      熊澤秀幸
    • 学会等名
      電子情報通信学会 MEとバイオサイバネティクス研究会
    • 発表場所
      新潟大学(新潟県)
    • 年月日
      2009-09-14
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 時間領域光トモグラフィを用いた散乱体の光吸収係数推定精度の検討2009

    • 著者名/発表者名
      前田祐輔
    • 学会等名
      第8回情報科学技術フォーラム
    • 発表場所
      東北工業大学(宮城県)
    • 年月日
      2009-09-02
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 後方散乱光のみを用いた拡散光トモグラフィによる散乱体光学パラメータ推定精度の検討2009

    • 著者名/発表者名
      川崎世紀
    • 学会等名
      電子情報通信学会 光ファイバ応用研究会
    • 発表場所
      千歳アルカデ ィアプラザ(北海道)
    • 年月日
      2009-08-28
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] FDTD法を用いたヒト頭部光パルス伝搬解析時間の短縮法の検討

    • 著者名/発表者名
      斎藤拓也、谷藤忠敏
    • 学会等名
      第10回情報科学技術フォーラム
    • 発表場所
      函館大学(函館市)
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 近赤外光を用いた時間領域測定によるヒト脳光学パラメータ変化検出感度-脳髄液の検出感度への影響-

    • 著者名/発表者名
      青木伸雄、谷藤忠敏
    • 学会等名
      第10回情報科学技術フォーラム
    • 発表場所
      函館大学(函館市)
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [図書] 光技術者のための電磁場解析入門2011

    • 著者名/発表者名
      谷藤忠敏
    • 総ページ数
      144
    • 出版者
      オプトロニクス社
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [図書] 光技術者のための電磁場解析入門2010

    • 著者名/発表者名
      谷藤忠敏
    • 出版者
      オプトロニクス社
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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