ファジィ論理を用いた高次脳機能解析支援システムの開発

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13780252
• 研究機関: 姫路工業大学
• 研究代表者: 小橋 昌司 姫路工業大学, 大学院・工学研究科, 助手 (00332966)
• キーワード: 高次脳機能 / 計算機解析 / ファジィ論理 / 側脳室 / 体積測定 / 近赤外分光法 / fMRI / ヘモダイナミクス

研究概要

本研究では、高次脳機能解析支援システムの開発を目指し、fMRI装置および高次脳機能測定用近赤外分光装置(NIRS)で測定した時系列信号に対する解析法を提案した。さらに、機能的情報と対応する脳解剖的情報を提供するため、MRI装置による解剖画像の画像処理法を提案した。以下。その詳細を示す。
(1)Event related fMRIの新しいデータ解析法(HAW法;Hemodynamic Analysis by Wavelet Transform)を提案した。HAW法を用いることで、脳内のHemodynamic Responseが、各個人特有で、短期間での複数測定では変動しないこと、また場所により異なることが、統計的に確認された。
(2)NIRS装置を用いた言語優位半球判定法として、ファジィ論理を用いた脳機能状態の推定を行う、言語の優位半球判定法を提案した。本提案法を用いることで、半球内の言語野の場所の同定が可能になり、それを用いることでより高精度に言語優位半球の判定が行える。
(3)頭部MRI画像からの側脳室領域の自動抽出、容積測定法を提案した。本提案法は新しい画像処理法(Representative Line Detection Algorithm)を用いたもので、関心領域の中心付近を走行する代表線を先に検出することで、高精度かつ高頑健性の領域抽出を可能とした。本提案法を用いることで側脳室領域の精度約98%での自動抽出が可能となり、統計学的な高次脳機能解析研究に高く寄与した。

研究成果

• [文献書誌] S.Kobashi, Y.Hata, E.Matsui, H.Kitagaki, E.Mori: "Automated volumetry of lateral ventricles in 3-D SPGR MR images using physicians' knowledge represented by fuzzy logic"Proc. 16th International Congress and Exhibition, Computer Assisted Radiology and Surgery (CARS). 1028 (2002)
• [文献書誌] S.Kobashi, T.Matsumoto, Y.Hata, Y.T.Kitamura, T.Yanagida: "Fuzzy Lateral Index for Determining the Language Dominance Using Near-Infrared Spectroscopy"Proc. of the fourth International Forum on Multimedia and Image Processing (IFMIP). 287-292 (2002)
• [文献書誌] S.Kobashi, T.Matsumoto, Y.Hata, Y.T.Kitamura, T.Yanagida: "Wavelet Based Analysis of the Hemodynamic Response Delay in Event Functional MRI"NeuroImage, 8th Annual Meeting of the Organization for Human Brain Mapping (HBM). (2002)
• [文献書誌] S.Kobashi, T.Matsumoto, Y.Hata, Y.T.Kitamura, T.Yanagida: "Fuzzy Logic Approach to Investigating the Language Dominance Using Near-Infrared Spectroscopy"NeuroImage, 8th Annual Meeting of the Organization for Human Brain Mapping (HBM). (2002)
• [文献書誌] S.Kobashi, K.Kondo, Y.Hata, M.: "Knowledge-Based Fuzzy Shape Detective Algorithm for Segmenting Human Brain MR Images"Knowledge-Based Intelligent Information Engineering Systems & Allied Technologies. 600-603 (2002)