Deep Brain Stimulation based on Computer Science and Data Science: Optimization Strategy in Rehabilitation

基于计算机科学和数据科学的深部脑刺激：康复中的优化策略

• 批准号: 21H04956
• 负责人: 平田 晃正
• 金额: $ 27.12万
• 依托单位: Nagoya Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-05 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04956/
• 关键词: 脳電気刺激; 支援ソフトウェア開発; リハビリテーション; 機械学習; 脳電気・磁気刺激; 運動誘発電位; 脳刺激

○MR画像を用いた脳内電流分布シミュレーション患者個々人を対象とした最適刺激ソフトウェア開発を念頭に入れ、昨年度構築した電気的頭部モデルに電極の位置および形状の添付を変化させるインターフェイスを開発した。特に、個々人の組織構成、電極の配置、電極の大きさなどに対するシミュレーションを実施し、計算物理モデル実験において、何が脳内誘導電流密度に影響を与えるかについて考察した。また、臨床研究で重要となる運動野周辺に誘導される電流ばらつきについて統計処理を行うものとする。特に、下肢を対象とし、やや深い位置を刺激した場合のばらつきについて考察した。○健常者を対象とした脳内電流分布と最適刺激パラメータの実験的検証運動誘発電位による一次運動野への刺激有効性の検証を実施した。特に、物理シミュレーション解析で示された一次運動野付近における電流密度の個人差と、tESによる運動皮質興奮性増大の個人差の相関について検証した。一次運動野へのtES実施前後に、磁気刺激により誘発されるMEPを計測し、運動皮質興奮性増大の個人差を評価する。その結果、両者には非線形が存在する可能性があることが示唆された。○行動実験による検証物理シミュレーションで示された一次運動野付近における最大電流密度の個人差が、tESによる運動課題成績に対する促進効果の個人差と合致しているかを検証する。健常者を対象とした一次運動野へのtES実施前後に運動課題（系列指運動課題が候補）を実施し、課題成績の個人差を評価する。２番目の項目と関連し、脳卒中患者の運動誘発電位について分析を行い、波形に大きな相違があることなどを確認した。

MR imaging is used to determine the internal current distribution of the patient. The optimal stimulation solution is used to determine the internal current distribution of the patient. The optimal stimulation solution is used to determine the internal current distribution of the patient. Special, individual tissue composition, electrode configuration, electrode size, electrode Clinical research is important for motor field induction and statistical processing. Special, lower limbs, deep position, stimulation, etc. Normal subjects are subject to physical stimulation, current distribution and physical stimulation, motor induction potential and physical stimulation. In particular, the physical analysis of the motor cortex showed that the individual differences in current density and tES in the primary motor cortex were related to the increase in motor cortex excitability. Measurement of MEP induced by magnetic stimulation and individual differences in motor cortex excitability before and after tES exercise The result is that there is a possibility of non-linear existence. The maximum individual current density of the primary motion field is shown in the physical model of the motion field. Healthy people are often compared to the first exercise field before and after the exercise project (series refers to the exercise project candidate), and the individual difference in project performance is evaluated. 2. Analysis of motor evoked potentials in stroke patients and confirmation of large wave patterns

项目成果

標的及び対側半球の下肢運動野における電界分布を考慮したtDCS刺激条件の評価

考虑目标和对侧半球下肢运动皮层电场分布的 tDCS 刺激条件评估

• 发表时间: 2021
• 作者: Kawano Taizo;Kashiwagi Mitsuaki;Kanuka Mika;Chen Chung-Kuan;Yasugaki Shinnosuke;Hatori Sena;Miyazaki Shinichi;Tanaka Kaeko;Fujita Hidetoshi;Nakajima Toshiro;Yanagisawa Masashi;Nakagawa Yoshimi;Hayashi Yu;山﨑 倫尚，牧 昌次郎，平野 誉;濱島弘紀，ゴメスタメス ホセ，上原信太郎，大高洋平，田中悟志，平田晃正
• 通讯作者: 濱島弘紀，ゴメスタメス ホセ，上原信太郎，大高洋平，田中悟志，平田晃正

小脳を標的とした経頭蓋時間干渉刺激における電極条件の評価

针对小脑的经颅时间干扰刺激的电极条件评估

• 发表时间: 2021
• 作者: Ono;K.;Iwata;A.;Iwamoto;Y.;Fukuma;T.;Hamasaki;K.;& Matsuki;A.;田代幸花，ゴメスタメス ホセ，平田晃正
• 通讯作者: 田代幸花，ゴメスタメス ホセ，平田晃正

Aalto University(フィンランド)

阿尔托大学（芬兰）

小脳局在箇所を標的とする経頭蓋時間干渉刺激における電極条件の評価

针对小脑定位的经颅时间干扰刺激的电极条件评估

• 发表时间: 2022
• 作者: 田代幸花，ゴメスタメス ホセ，平田晃正

TMSを用いた脳機能マッピングのための高速局在化法

基于TMS的脑功能图谱快速定位方法

• 发表时间: 2023
• 作者: 金 誠培;西原諒;Ramasamy Paulmurugan;疋田啓悟，平田晃正
• 通讯作者: 疋田啓悟，平田晃正