近赤外分光法による認知機能の定量評価に向けた計測技術に関する研究

近红外光谱定量评价认知功能测量技术研究

• 批准号: 20K04524
• 负责人: 福田 恵子
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan College of Industrial Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K04524/
• 关键词: 近赤外分光法; 脳機能計測; 脳血液量変化; 皮膚血流; 血流動態変化; 脳血流; NIRS; 脳機能

近赤外分光法計測(NIRS: near infrared spectroscopy)による脳機能計測は高齢者の認知機能の評価をはじめとする広い分野での応用が期待されている。本研究はNIRS計測において、みかけの脳活動を分離して認知機能に関する脳活動部位を把握し、認知機能の定量評価に向けた計測技術の確立を目的としている。令和4年度は、新型コロナウイルス感染症対策を施し安全に留意したうえで短期記憶課題と脳トレーニング課題を中心としたNIRS計測の実施と、見かけの脳活動の分離について取り組んだ。研究内容は以下の通りである。（1）認知症予防策として実施されている脳トレーニングから3種類の課題（図形数量、文字数量、曜日演算）を用いて若年層対象のNIRS計測を実施し、課題の難易度や被験者の主観を尺度として評価した。課題正答数にNIRS信号強度が依存することや画像イメージ認知に関連すると想定される右前額部でNIRS信号変化が高い傾向が示された。統計処理や見かけの脳活動の分離手法の適用法を進めている。（2）短期記憶課題では記憶に関連する前額部と左右側頭部を計測対象としたNIRS計測を行い、左右中前頭回と前頭極での活動が統計解析により認められた。センサ配置に依存して活動領域が限定される問題点があるが、、fMRI計測の傾向とも一致し、NIRS計測が短期記憶課題の脳反応評価に有用であることが示唆された。（3）見かけの脳活動を分離するための補正信号取得が可能なセンサの配置での測定のため、装置制御と生体ファントム実験を実施した。補正手段の適用によりセンサ直下の皮膚血液量変化に相当する表層信号が低減され深部信号が検出できることを確認した。

Almost bare outside spectrophotometry measuring (NIRS: near infrared spectroscopy) に よ る 脳 function measuring は high 齢 の の cognitive function assessment 価 を は じ め と す る hiroo い eset で の 応 with が expect さ れ て い る. This study は NIRS measuring に お い て, み か け の 脳 を activity し て cognitive function に masato す る 脳 activity place を grasp し quantitative evaluation, cognitive function の 価 に to け た の measuring technology to establish を purpose と し て い る. Make and 4 year は, new コ ロ ナ ウ イ ル ス adapting just-in-time inventory policy を seaborne shi し security に advertent し た う え で short-term memory task と 脳 ト レ ー ニ ン グ subject を center と し た NIRS measuring の be と, see か け の 脳 の activity に つ い て group take り ん だ. The content of the study である is the following である である. Cognitive disorder (1) to prevent policy と し て be applied さ れ て い る 脳 ト レ ー ニ ン グ か ら 3 kinds の subject (図 number, number of words, obsidian calculus) を with い if て in layer like の seaborne NIRS measuring を be し shi, degree of difficulty subject の や by 験 の main 観 を scale と し て review 価 し た. Subject is answer に NIRS signal strength が dependent す る こ と や portrait イ メ ー ジ cognitive に masato even す る と scenarios さ れ る right the forehead で NIRS signals - high が い tendencies in が shown さ れ た. Statistical processing や see を け 脳 脳 activity <s:1> separation method <e:1> applicable method を enter めて る る る. (2) the short-term memory task で は memory に masato even す る around the forehead と side head を measuring like と seaborne し た NIRS measuring line を い, monitored ahead back to front と で の activity が statistical parsing に よ り recognize め ら れ た. セ ン サ configuration に dependent し て activity areas が qualified さ れ る problem point が あ る が, fMRI measuring の tendency と も consistent し, NIRS measuring が short-term memory task の 脳 anti 応 review 価 に useful で あ る こ と が in stopping さ れ た. (3) see か け の 脳 を activity す る た め の corrections may signal obtained が な セ ン サ の configuration で の determination の た め, device born royal と body フ ァ ン ト ム be 験 を be applied し た. Correction means の applicable に よ り セ ン サ straight down の skin blood volume variations change に quite す る が low surface signal minus さ れ deep signal が 検 out で き る こ と を confirm し た.

项目成果

Evaluation of the relationship between brain activity and mental workload during brain training games by fNIRS

利用 fNIRS 评估大脑训练游戏中大脑活动与脑力负荷之间的关系

• 发表时间: 2022
• 作者: Ryota Ohashi;Daichi Shimada;Masatoshi Koyama;Toshihiko Maemoto;Shigehiko Sasa;Keiko Fukuda
• 通讯作者: Keiko Fukuda

脳トレゲーム実施時の脳血流動態変化のNIRSによる評価

NIRS评估大脑训练游戏期间脑血流动力学变化

• 发表时间: 2022
• 作者: 佐瀬 亮太;石井 望;高橋 応明;陳 強;吉田 弘;福田恵子
• 通讯作者: 福田恵子

深さ選択性近赤外光アルゴリズムの脳機能計測への適用

深度选择性近红外光算法在脑功能测量中的应用

• 发表时间: 2021
• 作者: 福田恵子;若松大和,藤井麻美子
• 通讯作者: 若松大和,藤井麻美子

深さ選択性近赤外光アルゴリズムによる表層信号の抑制効果の向上

利用深度选择性近红外光算法提高表层信号抑制效果

• 发表时间: 2022
• 作者: 山口樹也;大坂昇;松山哲也;和田健司;岡本晃一;川喜多愛;村田香織;杉本憲治;福田 恵子
• 通讯作者: 福田 恵子

行動抑制課題に対する脳反応のfMRI 及びNIRS による評価

使用 fMRI 和 NIRS 评估大脑对行为抑制任务的反应

• 发表时间: 2020
• 作者: 八木沼優，小山祥生，竹田駿介，山田幸生，湯浅友典，相津佳永;Kouji Shibata;福田恵子
• 通讯作者: 福田恵子