• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2014 年度 実績報告書

ブレインマシンインターフェイスを用いた嚥下機能の再建

研究課題

研究課題/領域番号 26282165
研究機関大阪大学

研究代表者

平田 雅之  大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任准教授(常勤) (30372626)

研究分担者 貴島 晴彦  大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (10332743)
柳澤 琢史  大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (90533802)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード医療・福祉 / ブレイン・マシン・インターフェース / 嚥下機能 / 頭蓋内脳波
研究実績の概要

自由行動下での長時間頭蓋内脳波計測:
難治性てんかんの焦点同定等のために硬膜下電極や刺入型深部電極を留置された患者4名を対象として、食事中の嚥下運動の頭蓋内脳波データを記録した。留置した硬膜下電極・刺入型深部電極の全電極のデータを1万Hzで記録した。同時に咀嚼嚥下運動の記録のため、喉頭マイク、ラリンゴグラフ、キネクトにて咀嚼嚥下に伴う喉頭部の音声、筋電反応、頭頸部の動画を同時測定した。
頭蓋内脳波を用いた嚥下関連脳活動の解析:
上記方法により記録した頭蓋内脳波、喉頭マイク、ラリンゴグラフ、キネクトのデータ解析をしている。頭蓋内脳波からは口部位に相当する一次運動野周辺から高周波活動を確認した。シカゴ大との連携を活用し、シカゴ大でもデータ解析を開始した。
嚥下障害患者を対象とした脳磁図を用いた嚥下関連脳活動の解析:
脳磁図計測では嚥下運動による筋電アーチファクトが大きいことが確認された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

計画どおり、頭蓋内電極を用いて嚥下運動時の頭蓋内脳波計測を開始した。咀嚼運動の計測にはビデオ画像計測にキネクトを用いた計測により自動認識対応とした。さらに喉頭マイク、ラリンゴグラフを導入して嚥下運動の生理学的計測ができるようにした。これらは当初計画にはなかった成果であり、研究において基盤となる咀嚼嚥下計測に関して当初計画以上の成果を上げることができた。さらに現在、口腔内圧測定を加えるべく検討中である。
解析に関しては、初期成果を上げることができた。当初計画以上にシカゴ大との連携も活用しているが、今後代表機関での解析もより充実させる。
脳磁図計測における筋電アーチファクトは当初から想定されていたが、対応策を検討する。

今後の研究の推進方策

基本的には当初計画に沿って研究を進める。
咀嚼嚥下時の頭蓋内脳波計測に関してはH26年度に構築した咀嚼嚥下運動との同時測定系を活用し、当初計画以上の計測を行う。H27年度からはキネクト、喉頭マイク、ラリンゴグラフに加えて、口腔内圧測定も同時測定できるようにして、咀嚼嚥下運動と脳活動との相関がさらに客観的にできるようにする。現在咀嚼嚥下運動に関わる脳処理過程はほとんど解明されていないため、まずはこれを明らかにしていくことに、特に重点をおく。

次年度使用額が生じた理由

研究補助者に対する給与が当初計画より少額にできたため。

次年度使用額の使用計画

当初計画になかった口腔内圧同時測定を実現するための経費に使用する。これにより当初計画以上の成果を目指す。

  • 研究成果

    (30件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (14件) (うち招待講演 5件) 図書 (5件)

  • [雑誌論文] Temporospatial identification of language-related cortical function by a combination of transcranial magnetic stimulation and magnetoencephalography.2015

    • 著者名/発表者名
      Shinshi M, Yanagisawa T, Hirata M, Goto T, Sugata H, Araki T, Okamura Y, Hasegawa Y, Ihara AS, Yorifuji S
    • 雑誌名

      Brain and Behavior

      巻: 5;3 ページ: e00317

    • DOI

      10.1002/brb3.317

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Brain-machine interface (BMI)による意思伝達・運動補助2015

    • 著者名/発表者名
      平田雅之、吉峰俊樹
    • 雑誌名

      脳21

      巻: 18:1 ページ: 94-98

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Patient specific cortical electrodes for sulcal and gyral implantation2015

    • 著者名/発表者名
      Shayne M, Hirata M, Sugata H, Goto T, Matsushita K, Yanagisawa T,
    • 雑誌名

      IEEE TRANSACTIONS ON BIOMEDICAL ENGINEERING

      巻: 62(4) ページ: 1034-1041

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Super multi-channel recording systems with UWB wireless transmitter for BMI.2014

    • 著者名/発表者名
      Suzuki T, Ando H, Yoshida T, Sawahata H, Kawasaki K, Hasegawa I, Matsushita K, Hirata M, Yoshimine T, Takizawa K
    • 雑誌名

      Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc

      巻: 2014 ページ: 5208-5211

    • DOI

      10.1109/EMBC.2014.6944799

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Patient-specific contour-fitting sheet electrodes for electrocorticographic brain machine interfaces2014

    • 著者名/発表者名
      Hirata M, Morris S, Sugata H, Matsushita K, Yanagisawa T, Kishima H, Yoshimine T
    • 雑誌名

      Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc

      巻: 2014 ページ: 5204-5207

    • DOI

      10.1109/EMBC.2014.6944798

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cerebral oscillatory activity during simulated driving using MEG2014

    • 著者名/発表者名
      Sakihara K, Hirata M, Ebe K, Kimura K, Seong Yi Ryu, Kono Y, Muto N, Yoshioka M, Yoshimine T, Yorifuji S
    • 雑誌名

      Front. Hum. Neurosci

      巻: 16;8 ページ: 975

    • DOI

      10.3389/fnhum.2014.00975

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Severely affected ALS patients have broad and high expectations for brain-machine interfaces2014

    • 著者名/発表者名
      Kageyama Y, Hirata M, Yanagisawa T, Shimokawa T, Sawada J, Shayne Morris, Mizushima N, Kishima H, Sakura O, Yoshimine T
    • 雑誌名

      Amyotrophic Lateral Sclerosis and Frontotemporal Degeneration

      巻: 15(7-8) ページ: 513-519

    • DOI

      10.3109/21678421

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Alpha band functional connectivity correlates with the performance of brain-machine interfaces to decode real and imagined movements2014

    • 著者名/発表者名
      Sugata H, Hirata M, Yanagisawa T, Shayne M, Matsushita K, Goto T, Yorifuji S, Yoshimine T
    • 雑誌名

      Front Hum Neurosci

      巻: 8 ページ: 620

    • DOI

      10.3389/fnhum.2014.00620. eCollection 2014

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cerebellar-related long latency motor response in upper limb musculature by transcranial magnetic stimulation of the cerebellum.2014

    • 著者名/発表者名
      Hosokawa S, Hirata M, Goto T, Yanagisawa T, Sugata H, Araki T, Okamura Y, Hasegawa Y, Shinshi M, Yorifuji S
    • 雑誌名

      Neuroreport

      巻: 25(6) ページ: 353-357

    • DOI

      10.1097/WNR.0b013e32836377a6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 【脳神経】脳磁図:てんかんの脳磁図診断2014

    • 著者名/発表者名
      平田雅之
    • 雑誌名

      臨床病理レビュー 生理機能検査の最新の動向 特集151号

      巻: 151 ページ: 87-94

  • [雑誌論文] ブレイン・マシン・インターフェース(BMI)2014

    • 著者名/発表者名
      平田雅之
    • 雑誌名

      医学のあゆみ

      巻: 249(5) ページ: 476

  • [学会発表] 体内埋込型ブレイン・マシン・インターフェースの展開と課題2015

    • 著者名/発表者名
      平田雅之、柳澤琢史、モリスシェイン、影山悠、貴島晴彦、鈴木隆文、横井浩史 、神谷之康
    • 学会等名
      第54回 日本定位・機能神経外科学会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-01-16 – 2015-01-16
  • [学会発表] Towards clinical application of electrocorticographic brain-machine interfaces2014

    • 著者名/発表者名
      Hirata M
    • 学会等名
      International Workshop on Cognitive Neuroscience Robotics
    • 発表場所
      Osaka (Japan)
    • 年月日
      2014-12-10
  • [学会発表] ブレイン・マシン・インターフェイスによる脳機能再建2014

    • 著者名/発表者名
      平田雅之
    • 学会等名
      Nagano Stroke Seminor
    • 発表場所
      長野
    • 年月日
      2014-11-25 – 2014-11-25
    • 招待講演
  • [学会発表] ECoG-based neural decoding and prosthetic control in a completely paralyzed ALS person.2014

    • 著者名/発表者名
      Hirata M, Yanagisawa T, Sugata H, Fukuma R, Moriwaki T, Shayne M, Kishima H, Seki T, Yokoi H, Sawada J, Mihara M, Fujino H, Hayashi Y, Kudo T, Kamitani Y, Yoshimine T
    • 学会等名
      The 44th annual meeting of Society for Neuroscience
    • 発表場所
      Washington,DC(USA)
    • 年月日
      2014-11-15 – 2014-11-19
  • [学会発表] Individualized cortical electrodes for gyral and sulcal recording.2014

    • 著者名/発表者名
      Hirata M
    • 学会等名
      7th International Workshop on Advances in Electrocorticography
    • 発表場所
      Washington,DC(USA)
    • 年月日
      2014-11-13 – 2014-11-14
    • 招待講演
  • [学会発表] 大阪大学医学部付属病院における脳磁図利用実績2014

    • 著者名/発表者名
      平田雅之、栁澤琢史、井上洋、貴島晴彦、押野悟、細見晃一、下野九理子、吉峰俊樹
    • 学会等名
      第48回日本てんかん学会学術集会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-10-03 – 2014-10-03
  • [学会発表] てんかんの病態からみた頭蓋内脳波の有用性について2014

    • 著者名/発表者名
      押野悟、貴島晴彦、平田雅之、栁澤琢史、枝川光太郎、クーウィミン、井上洋、谷直樹、圓尾知之、細見晃一、小林真紀、清水豪士、吉峰俊樹
    • 学会等名
      第48回日本てんかん学会学術集会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-10-03 – 2014-10-03
  • [学会発表] Patient-Specific Contour-Fitting Sheet Electrodes for Electrocorticographic Brain Machine Interfaces2014

    • 著者名/発表者名
      Hirata M, Morris S, Sugata H, Matsushita K, Yanagisawa T, Kishima H, and Yoshimine T
    • 学会等名
      The 36th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 発表場所
      Chicago(USA)
    • 年月日
      2014-08-29 – 2014-08-29
    • 招待講演
  • [学会発表] Hyperscanning MEG for understanding mother–child cerebral interactions2014

    • 著者名/発表者名
      Hirata M, Ikeda T, Asada M, Kikuchi M, Hiraishi H, Yoshimura Y, Kimura T
    • 学会等名
      19th International Conference on Biomagnetism
    • 発表場所
      Halifax (Canada)
    • 年月日
      2014-08-27 – 2014-08-27
  • [学会発表] 脳律動とクロスフリクエンシーカップリングに関する体系的考察2014

    • 著者名/発表者名
      平田雅之、栁澤琢史、後藤哲、菅田陽怜、吉峰俊樹
    • 学会等名
      第29回日本生体磁気学会大会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2014-05-30 – 2014-05-30
  • [学会発表] ワイヤレス体内埋込型ブレイン・マシン・インターフェースによる運動・コミュニケーションの支援2014

    • 著者名/発表者名
      平田雅之
    • 学会等名
      ワイヤレス・テクノロジー・パーク2014
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2014-05-28 – 2014-05-28
    • 招待講演
  • [学会発表] ブレイン・マシン・インターフェースの臨床応用2014

    • 著者名/発表者名
      平田雅之、吉峰俊樹
    • 学会等名
      第34回日本脳神経外科コングレス総会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2014-05-16 – 2014-05-16
    • 招待講演
  • [学会発表] 日本発、体内埋込型頭蓋内脳波計測装置の開発2014

    • 著者名/発表者名
      平田雅之、松下光次郞、鈴木隆文、安藤博士、吉田毅、佐藤文博、モリスシェイン、柳澤琢史、貴島晴彦、吉峰俊樹
    • 学会等名
      第23回脳神経外科手術と機器学会(CNTT)
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2014-04-19 – 2014-04-19
  • [学会発表] 3次元造形rapid manufacturing技術を用いた電子回路内蔵人工頭蓋骨の開発2014

    • 著者名/発表者名
      平田雅之、松下光次郎、モリス シェイン、栁澤琢史、貴島晴彦、吉峰俊樹
    • 学会等名
      第7回日本整容脳神経外科研究会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2014-04-19 – 2014-04-19
  • [図書] Clinical Systems Neuroscience2015

    • 著者名/発表者名
      Hirata M, Yoshimine T
    • 総ページ数
      387
    • 出版者
      Springer
  • [図書] Cognitive Neuroscience Robotics: Interdisciplinary Approaches to Human Understanding. Vol. II. Analytic Approaches2014

    • 著者名/発表者名
      Hirata M
    • 総ページ数
      250
    • 出版者
      Springer
  • [図書] Magnetoencephalo graphy: From Signals to Dynamic Cortical Networks2014

    • 著者名/発表者名
      Hirata M
    • 総ページ数
      1013
    • 出版者
      Springer
  • [図書] 【次世代】ヘルスケア機器の新製品開発2014

    • 著者名/発表者名
      平田雅之
    • 総ページ数
      684
    • 出版者
      技術情報協会
  • [図書] Annual Review 神経 20142014

    • 著者名/発表者名
      平田雅之、栁澤琢史、吉峰俊樹
    • 総ページ数
      290
    • 出版者
      中外医学社

URL: 

公開日: 2016-06-01  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi