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1995 年度 研究成果報告書概要

生体信号におけるゆらぎとリズムの臨床医学的意義

研究課題

研究課題/領域番号 06304056
研究種目

総合研究(A)

配分区分補助金
研究分野 医用生体工学・生体材料学
研究機関東北大学

研究代表者

山本 光璋  東北大学, 大学院情報科学研究, 教授 (40004618)

研究分担者 八名 和夫  法政大学, 工学部, 教授 (50138244)
上野 照剛  京都大学, 医学部, 教授 (00037988)
小倉 久直  京都大学, 医学部, 教授 (50025954)
佐藤 俊輔  大阪大学, 基礎工学部, 教授 (60014015)
間野 忠明  名古屋大学, 環境医学研究所, 教授 (30023659)
研究期間 (年度) 1994 – 1995
キーワード1 / fゆらぎ / リズム / 心拍ゆらぎ / 血圧ゆらぎ / 精神性発汗 / 胃電図 / 呼吸ゆらぎ / 非定常信号
研究概要

生体は、その発生から、発達、成長、老化という、非定常な加齢過程の中で、様々な時間スケールのリズムとゆらぎを示す存在である。患者の治療に当たっては、この非定常性・リズム・ゆらぎという三要素を考慮することが重要であると考えられる。本研究では、同一個体における生体信号を出来うる限り長時間にわたり計測し、解析することにより、診断精度を飛躍的に向上させ、ひいては治療効果を高めるとともに、予防医学への展開の可能性を探すことを目的とした。以下に主な成果をまとめる。
(1)正常被験者の睡眠時の心拍ゆらぎに、10^<-3>〜10^<-2>Hzの帯域において、スペクトルが1/f構造からずれる現象が見出された。これは徐波睡眠中のダイナミクスを反映しているものと考えられた。
(2)本態性高血圧患者に関する48時間の血圧計測により夜間の血圧低下率と左室肥大との関係が調べられ、血圧低下率が少ない群との有意な相関が見られた。
(3)狭心症における精神性発汗の測定が、各個人における胸痛にともなう精神ストレスの経過観察に有効であることが示された。
(4)体表面から胃の電気活動を記録することが可能であること(胃電図)、この電位は、胃体上部大彎側にペースメーカから1分間に3回の割合で周期的に発せられていることが分かった。しかも、糖尿病性自律神経障害患者などでは、このリズムにみだれが見られた。
(5)非定常な生体信号の持つ周波数スペクトル成分のゆらぎを見るために、complex demodulation法が有効であることが分かった。
以上のように、生体信号のゆらぎとリズムの、病態との関連や多くの有用な解析法が提案された。これらの成果はいずれも生体信号ゆらぎの臨床医学的な意義を示すものであり、新たに提案された解析法はゆらぎやリズム現象からの情報抽出に少なからず貢献するものである。

  • 研究成果

    (57件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (57件)

  • [文献書誌] Mitsuaki YAMAMOTO: "Altered frequency-clependent characteristics of the cardiac baroreflex in essential hyper tension" J. Auton. Nerv. Syst.49. 33-45 (1994)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Mitsuaki YAMAMOTO: "Phenomenology and mechanisn of 1/f fluctuations in neuronal activities of cat's central nervous system" proceedings of 13th international conference on moise in physical systems and 1/f fluctnation. 629-634 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 山本光璋: "睡眠時ニューロン活動の時系列特性" 神経研究の進歩. 39. 29-40 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Mitsuaki Yamamoto: "Normal sympathetic vasonotor and cardiac parasympathetic activities in patients with primary aldosteronisn." J. Auton. Nerv. Syst.52. 213-223 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 山本光璋: "睡眠とニューロン活動の1/fゆらぎ" 日本ME学会雑誌BME. 8. 49-57 (1994)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Mitsuaki Yamamoto: "Multistate and multivariate analysis of cardiovascular dynamics" J. Intl. Soc. Pathophysiol. (Suppl.). 1. 379 (1994)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 佐藤俊輔: "ゆらぎと解析法" SUTBULLTIN. 12. 12-17 (1994)

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  • [文献書誌] Shunsuke SATO: "Analyses of monhinear systems and their application to biology" Frontiers of Med. Biol. Engineering. 6. 1-35 (1994)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 佐藤俊輔: "制御呼吸下における心拍間隔変動について" 電子情報通信学会技術研究報告. MBE94-7. 49-56 (1994)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] H. Ogura: "Representation of a point process and logic functionals of the Poisson process" Proceedings 1994 Int. Symp. on Information Theory and application. 2. 1363-1368 (1994)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Y. Sugiyama: "Short term flnctnations in muscle sympathetic nerve activity in man" Environmental Medicine. 38. 163-166 (1994)

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  • [文献書誌] A. Kyura: "Long latency motor evoked response to magnetic stimmlation of the spinal roots in the human neck" IEEE Transactions on Magnetics. 30. 4719-4721 (1994)

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  • [文献書誌] M.Yamamoto: "A further study on 1/f fluctuations in cats inter-heartbeat intervals." In “Noise in Physical Systems and 1/f fluctuations" Boreikis and katikius eds., World Scientific. 651-654 (1995)

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  • [文献書誌] 山本光璋: "ネコの心拍ゆらぎの低周波限界について -第2報-" 第9回ゆらぎ現象研究会論文集. 13-14 (1995)

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  • [文献書誌] 山本光璋: "動物の心拍1/fゆらぎの超低周波特性について" 信学技術MBE-95. 59-64 (1995)

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  • [文献書誌] 山本光璋: "正常被験者における心拍1/fゆらぎからのシフト現象について" 平成7年度電気関係学会東北支部連大予稿集. 93 (1995)

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  • [文献書誌] M.Yamamoto: "Thermoregulatory model of sleep control" Jpn. J. Physiol.45. 291-309 (1995)

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  • [文献書誌] M.Yamamoto: "Trajectory Analyses on Time-Varying Multivariate carcliovascular Dynamics Based on a Distance Measure" Proc. 17th Ann. Cont. IEEE EMBS. (CD-ROM). 1.2.5.2. (1995)

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  • [文献書誌] 山本光璋: "非正規性を考慮した心臓血管系ダイナミクスの解析" 第10回生体・生理工学シンポジウム論文集. 345-348 (1995)

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  • [文献書誌] 佐々木孝夫: "サーカディアンリズムと呼吸器疾患" 臨床と薬物治療. 14. 1114-1118 (1995)

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  • [文献書誌] 佐々木孝夫: "巧みに喘息を抑え込む" メディカル朝日. 2. 31-34 (1996)

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  • [文献書誌] 早野順一郎: "心拍変動による動的自律神経反応の分析" 日本麻酔学会誌. 65. 453-457 (1995)

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  • [文献書誌] J. Hayano: "Lesser vagal with drawal during isometric exercise with age." J. Appl. Physiol.79. 805-811 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 八名和夫: "ランダム呼吸による心拍の呼吸性変動解析" 医用電子と生体工学. 33. 101-108 (1995)

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  • [文献書誌] K. Yana: "statistical properties of simultaneously recorded fluctuations in pupil diameter and heart rate." Proc. 17th Ann. Cont. IEEE EMB Soc. (1.3.1.6(WWW)). (1995)

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  • [文献書誌] T. Toyota: "Gastric myoelectrical activities in elderly human subjects-surface electrogastographic observations." J. Smooth Muscle Res.31. 43-49 (1995)

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  • [文献書誌] S. Ueno: "Dynamic behavior of dissolved Oxygen under anagnetic fields." IEEE Trans. on Magnetics. 31. 4259-4261 (1995)

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  • [文献書誌] 上野照剛: "脳波・脳磁図による視覚認知反応の計測" 日本応用磁気学会誌. 19. 637-640 (1995)

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  • [文献書誌] 田村康二: "心拍変動の生理的意義" Heart Disease UPDATE. 3. 38-43 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 田村康二: "48時間血圧測定からみた血圧日内変動" CLINICIAN. 42. 101-108 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] T. Mano: "Artrial baroreflex gain for muscle sympathetic nerve activity suring head-up tilting in humans" Environmental Medicine. 39. 81-84 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] T. Mano: "Delayed and diminished pressor response to muscle sympathetic nerre activity in the elderly" J. Appl. Physiol.(in press). (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] T. Yanaga: "Observation of palmar sweating during daily life by newly developed ambulatory palmar sweating monitoring system." Therap. Res.16. 20-23 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 矢永尚士: "冠動脈疾患と精神性発汗" 発汗学. 2. 73-75 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 佐藤俊輔: "心拍リズムと呼吸リズムの相互関係について" 信学技報MBE95. 9-16 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] H. Ogura: "Estimation of Wiener kernels of a monlinear system by means of digital Laguerre filters and their fast algorithm." 1995 IEEE Workshop Nonlinear & Signal & Image Process.855-858 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] H.Yoshida: "Time varying properties of respiratory fluctnations in pupil diameter of human eyes" Method of Information in Medicine. 33. 46-48 (1994)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] H. Mizuta: "Change in impnlse response of heart rate to instantaneous lung volume" Method of Information in Medicine. 33. 20-21 (1994)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 水田博久: "心拍ゆらぎの1/fスペクトル推定" 日本ME学会雑誌BME. 8. 13-16 (1994)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 小倉久直: "1/f^α雑音のレベルクロス点により生成される点時系列の相関関数とスペクトル" 統計数理研究所共同研究リポート80「理工学における不規則現象の解析手法とその応用」. 39-45 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Mitsuaki Yamamoto: "In “Computer Analysis of Cardiovascular Signals" DiRienzo M et al., IOS press" Statedependency of cardiovascular dynamics during sleep and warkefulness., 75-80 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Kazuo Yana: "In “Computer Analysis of Blood Pressure and Heart Rate Signals" Di Rienzo M et al., IOS press" Time domain methods for characterizing respiratory fluctuations of the heart rate : Linear, stationary, non-stationary and nonlinear-approadres (in press),

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] S.Sei, K.Sakai, M.Yamamoto and M.Jouvet: "Spectral analysis of PGO-on neurons during paradoxical sleep in freely moving." Brain Res.612. 351-353 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] M.Nakao, K.Watanabe, Y.MIzutani and M.Yamamoto: "Metastability of network atractor and dream sleep." Proc. ICANN edited by S.Gielen and B.Kappen, Sptinger Verlag. 27-30 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] M.Yamamoto, M.Nakao, Y.Mizutani, T.Takahashi, K.Watanabe, H.Arai and N.Sasaki: "Pharmacological and model-based interpretation of neuronal dynamics transitions during sleep-waking cycle." Method of Information in Medicine. 33. 125-128 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] M.Yamamoto: "Phenomenology and mechanism of 1/f fluctuations in neuronal activities of cat's central nervous system." In "Noise in Physical Systems and 1/f Fluctuations", edited by V.Bareikis and R.Katilius, World Scienctific, Singapore. 629-634 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] M.Yamamoto, M.Nakao, Y.Mizutani, and T.Kodama: "Dynamics properties in time series of single neuronal activity during sleep." Adv. Neurol. Sci.39. 29-40 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] M.Yamamoto, M.Nakao, Y.Mizutani, and T.Kodama: "Consciousness and fluctuations." Math. Sci.373. 40-46 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] M.Nakao, I HOnda, M.Musila, and M.Yamamoto: "Metastable behavior of neural network under correlated random perturbations." Proc.ICONIP. 1692-1697 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] M.Yamamoto, H.Arai, T.Takahashi, N.Sasaki, M.Nakao, Y.Mizutani, and T.Kodama: "Pharmacological basis of 1/f fluctuations of neuronal activities during REM sleep." Sleep Res.22. 458 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] N.Hidaka, N.Katayama, M.Nakao, Y.Mizutani, and M.Yamamoto: "Simulation study on oscillatory dynamics of thalamic relay neurons with delayd recurrent input." Sleep Res.22. 432 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] M.Yamamoto: "Sleep and 1/f fluctuations of neuronal activities." Jpn J.Med. Electron. & Biol. Eng.8. 49-57 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] J.Hanzawa, K.Nakamura, K.Endo, N.Katayama, Y.Mizutani, M.Nakao, and M.Yamamoto: "Dynamics of cortical neuronal activities during non-REM and REM sleep." Technical Report of IEICE. MBE94-86. (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] M.Yamamoto, M.Nakao, T.Kodama, A.Hanzawa, K.Nakamura and N.Katayama: "Dynamics transition of corticalneuronal activity between REM sleep and slow wave sleep." Abstracts of 4th IBRO Congress of Neuroscience (Kyoto). D11.2. 404 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] K.Nakamura, M.Yamamoto, M.Nakao, T.Kodama, N.katayama, K.Takahashi, and K.Endo: "A microdialysis probe with metal microelectrodes-An application to neuropharmacological studies on a single neuronal activities-." Proc. 10th Sympo. Biol & Physiol. Eng.233-236

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] M.Yamamoto: Fluctuations of central neuronal activities and control of consciousness.In "Science of Fluctuations 3" T.Musha ed., Morikita Shuppan, 27-59 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] M.Yamamoto: 1/f fluctuations observed in single central neurons during REM sleep.In "Physics of Living State" T.Musha and Y.Sawada eds., Ohmusha, 211-222 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 1997-03-04  

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