皮質脳波・血液動態・脳表温の同時計測による高精度な脳外科疾患診断技術の開発

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15H05356
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 山川 俊貴 熊本大学, 大学院先導機構, 助教 (60510419)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 電子デバイス・機器 / 脳・神経 / 先端機能デバイス

Outline of Annual Research Achievements

ヒト頭部MRI形状より立体造形した脳のメス型を用いて脳温ファントムを作成し、それを恒温槽中に設置することで脳を熱的に模擬した実験環境を構築した。
また、ポリイミド基板に電極と測温素子を実装した簡易デバイスを試作するとともに、当該デバイスをパリレンを用いたコンフォーマルコーティングを行うためのパリレンコーティング装置を製作した。
この装置を用いて異なる膜圧のパリレンコーティングを試作簡易デバイスに施し、上記模擬計測環境下において長期耐久試験を行った結果、3umの膜圧のパリレンコーティングを施すことにより、1ヶ月の頭蓋内留置環境においてもデバイスの機能劣化が生じないことなどが明らかとなった。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

一部動物実験が省略可能であると判断したため動物福祉の観点から実施していないものがあるが、申請内容にしたがって所望の研究結果が得られているので、本研究はおおむね順調に進展していると考える。

Strategy for Future Research Activity

引き続き当初計画に沿って研究を実施する。
特に、提案する計測デバイスの頭蓋内への慢性留置を可能にする生体適合性コーティングを施す装置を製作し、同コーティングの成膜条件を明らかにするとともに、その機能を計測する環境および試験方法を確立することができたので、これらを有効に活用し研究を推進する。

Research Products

• [Journal Article] Epileptic Seizure Prediction Based on Multivariate Statistical Process Control of Heart Rate Variability Features (2016)
  • Author(s): Koichi Fujiwara, Miho Miyajima, Toshitaka Yamakawa, Erika Abe, Yoko Suzuki, Yuriko Sawada, Manabu Kano, Taketoshi Maehara, Katsuya Ohta, Taeko Sasai-Sakuma, Tetsuo Sasano, Masato Matsuura, Eisuke Matsushima
  • Journal Title: IEEE Transactions on Biomedical Engineering Volume: 63(6) Pages: 1321-1332
  • DOI: 10.1109/TBME.2015.2512276
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Development of Drowsiness Detection Method by Integrating Heart Rate Variability Analysis and Multivariate Statistical Process Control (2016)
  • Author(s): Erika Abe, Koichi Fujiwara, Toshihiro Hiraoka, Toshitaka Yamakawa, Manabu Kano
  • Journal Title: SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration Volume: 9 Pages: 10-17
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Accuracy Comparison of Two Microcontroller-embedded R-wave Detection Methods for Heart-rate Variability Analysis (2015)
  • Author(s): Toshitaka Yamakawa, Ryunosuke Kinoshita, Koichi Fujiwara, Manabu Kano, Miho Miyajima, Tadashi Sakata, Yuichi Ueda
  • Organizer: APSIPA ASC 2015
  • Place of Presentation: Hong Kong
  • Year and Date: 2015-12-16 – 2015-12-19
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Heart Rate Monitoring by Pulse Sensor Embedded Game Controller (2015)
  • Author(s): Erika Abe, Hiroshi Chigira, Koichi Fujiwara, Toshitaka Yamakawa, Manabu Kano
  • Organizer: APSIPA ASC 2015
  • Place of Presentation: Hong Kong
  • Year and Date: 2015-12-16 – 2015-12-19
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Development of NIRS Probe based on LED Sensing That Enables Multimodal Integration (2015)
  • Author(s): Shun Esaki, Toshitaka Yamakawa, Masatsugu Niwayama
  • Organizer: IEEE EMBC 2015
  • Place of Presentation: Milan
  • Year and Date: 2015-08-25 – 2015-08-29
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Epileptic Seizure Prediction based on Multivariate Statistical Process Control of Heart Rate Variability (2015)
  • Author(s): Miho Miyajima, Koichi Fujiwara, Erika Abe, Yoko Suzuki, Yuriko Sawada, Toshitaka Yamakawa, Manabu Kano, Taketoshi Maehara, Katsuya Ohta, Taeko Sasai-Sakuma,Tetsuo Sasano, Masato Matsuura, Eisuke Matsushima
  • Organizer: IEEE EMBC 2015
  • Place of Presentation: Milan
  • Year and Date: 2015-08-25 – 2015-08-29
  • Int'l Joint Research