脳内血流量4次元測定データの時空間解析

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13650475
• 研究機関: 統計数理研究所
• 研究代表者: 尾崎 統 統計数理研究所, 予測制御研究系, 教授 (00000208)
• 研究分担者: 石黒 真木夫 統計数理研究所, 予測制御研究系, 教授 (10000217) ; 定藤 規弘 国立岡崎共同研究機構, 生理学研究所, 教授 (00273003) ; 瀧澤 由美 統計数理研究所, 予測制御研究系, 助教授 (90280528)
• キーワード: 脳内血流量 / fMRIモデリング / 空間時系列モデル / イノヴェーションアプローチ / EEGモデリング / 逆問題 / ダイナミック逆問題 / 時空間カルマンフィルター

研究概要

fMRIデータと呼ばれる脳内血流量の時々刻々の変化を計測したデータが得られるようになり、空間的に広がりを持つ対象の時間的な変化のダイナミックスfMRI計測データを用いて特徴づけるという問題が重要な問題としてクローズアップされてきている。
fMRIデータのモデリングはこれまで主に空間データ解析の専門家による時間領域への拡張という形を取るものが大部分であった。本研究の特徴はこれを逆転し、時間的変動を解析する時系列解析の専門家を中心にすえ時系列解析の手法を空間的拡がりを持った対象に拡張するというアプローチを取る。結果は極めてユニークでこれまでの手法で捉えられないものが得られた。またここで導入されたInnovation Methodの基づく空間時系列モデリングの考えをEEGのダイナミック逆問題にも応用し画期的な方法が生まれた。詳細は報告書内に納められている論文に譲る。
これらを実際のてんかん患者やアルツハイマー病患者の臨床的な問題に有効利用するための検討は将来に残された課題である。

研究成果

• [文献書誌] F.Miwakeishi, R.Ramirez-Pardon, P.Valdes-Sosa, T.Ozaki: "A comparison of non-linear non-parametric models for epilepsy data"Computers in Biology and Medicine. 31. 41-57 (2001)
• [文献書誌] J.C.Jimenez, T.Ozaki: "Linear estimation of continuous-discrete state space models with multinlicative noise"Systems and Control Letters. 47. 91-101 (2001)
• [文献書誌] T.Ozaki, M.Iino: "An innovation approach to non-Gaussian time series analysis"Journal of Application and Probability. 38A. 78-92 (2001)
• [文献書誌] A.Galka, T.Ozaki, O.Yamashita, R.J.Biscay, P.Valdes-Sosa: "A solution to the dynamical inverse problem of EEG generation using spatiotemporal Kalman filtering"Research Memorandum No.862, Institute of Statistical Mathematics. 1-19 (2002)
• [文献書誌] H.Kato, T.Ozaki: "Adding data process feed back to the nonlinear autoregressive model"Signal Processing. 82. 107-124 (2002)
• [文献書誌] O.Yamashita, T.Ozaki, R.J.Biscay, P.Valdes-Sosa: "Dynamic inverse problem and the practical computation procedure for the solution"Research Memorandum No.868, Institute of Statistical Mathematics. 1-15 (2003)