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尺度混合分布族に基づく筋電位信号モデルの提案と生体ゆらぎ評価への応用

基于尺度混合分布族的肌电位信号模型的提出及其在生物波动评价中的应用

基本信息

批准号：
18J22370
负责人：
古居彬
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では，分散分布の概念を導入した尺度混合分布族に基づいて筋電位信号の確率モデルを提案し，筋活動中のゆらぎの定量評価を行なう．また，提案する確率モデルの枠組みを他の生体信号へ応用することで，確率モデルベースドな生体信号中のゆらぎ評価法を確立し，生体信号識別や評価への展開を目指す．本研究員は当該年度，(1) 表面筋電位の確率モデルの構築とその応用，(2) 様々な生体信号に対するモデル構築に関して研究を遂行した．■表面筋電位の確率モデルの構築とその応用筋電位信号のガウス性が分散のゆらぎによって決定されるという仮説に基づき，尺度混合分布ベースドな筋電位信号の確率モデルを提案した（IEEE TBME, 2019）．また，本モデルに基づく筋疲労評価法を構築し，筋疲労に応じて分散分布の特徴が非線形的に変化することを発見した（EMBC2019）．さらに，本モデルを筋電パターン識別へと応用し，従来手法と比較して高精度な識別が可能であることを示した（IEICE2020）．■様々な生体信号に対するモデル構築提案する尺度混合モデルの枠組みに基づき，脳波や末梢交感神経活動に関する確率モデルを構築した．多次元モデルとして構築された脳波のモデルは，バンドパスフィルタの並列であるフィルタバンクと組み合わせることで，脳波の各周波数帯域に潜在する確率的ゆらぎの特徴を取得可能である．この脳波モデルを睡眠脳波解析へと応用し，睡眠段階に応じて出現する特徴波を精度よく検出可能であることを示した（SI2019）．また，末梢交感神経活動に関するモデルは，身体内部における交感神経の電気的活動と，身体表面から計測可能な血管の力学特性との間の関係をモデル化したものである．このモデルを用いることで，従来は針状の電極を挿入することでしか計測できなかった交感神経活動を非侵襲に推定できる可能性を示した（IEICE2020）．

In this study, the concept of dispersion distribution is introduced and the accuracy of tendon potential signal is proposed. The quantitative evaluation of tendon activity is carried out. To establish a method for identifying and evaluating biological signals, the authors propose a method for identifying and evaluating biological signals. During this year, we conducted research on (1) the accuracy and construction of surface rib potentials, and (2) the relationship between biological signals and structure.■ The accuracy of the surface tendon potential signal is determined by the dispersion of the tendon potential signal (IEEE TBME, 2019). This paper presents a method of fatigue assessment based on the theory of fatigue, and the characteristics of fatigue dispersion distribution are discussed in detail (EMBC2019). This article describes how to compare the methods of high precision identification (IEICE2020). The biological signal is related to the structure of the scale of the mixture, the basic structure of the wave terminal interaction, and the accuracy of the structure. The characteristics of the potential accurate rate of the multiple frequency band of the multiple frequency band can be obtained. The analysis of sleep wave is used to detect the occurrence of characteristic wave in sleep stage (SI2019). The relationship between the activity of sympathetic nerves and the electrical activity of sympathetic nerves inside the body and the mechanical properties of blood vessels that may be measured on the surface of the body. The possibility of detecting sympathetic nerve activity and estimating non-invasive nerve activity is demonstrated (IEICE2020).

项目成果

期刊论文数量（15）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

末梢交感神経活動に基づく人間の疼痛評価

基于周围交感神经活动的人体疼痛评估

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
秋吉駿;古居彬;平野陽豊;隅山慎;棟安俊文;三戸景永;曽智;笹岡貴史;吉野敦雄;神谷諭史;中村隆治;佐伯昇;吉栖正生;河本昌志;山脇成人;辻敏夫
通讯作者：
辻敏夫

末梢血管剛性を用いた筋交感神経活動の非侵襲的推定

利用外周血管硬度无创评估肌肉交感神经活动

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Muneyasu Toshifumi;Hirano Harutoyo;Furui Akira;Soh Zu;Nakamura Ryuji;Saeki Noboru;Okada Yoshiyuki;Kawamoto Masashi;Yoshizumi Masao;Yoshino Atsuo;Sasaoka Takafumi;Yamawaki Shigeto;Tsuji Toshio;坂川俊樹，古居彬，平野陽豊，秋吉駿，笹岡貴史，曽智，岡田芳幸，吉野敦雄，中村隆治，佐伯昇，吉栖正生，河本昌志，山脇成人，辻敏夫
通讯作者：
坂川俊樹，古居彬，平野陽豊，秋吉駿，笹岡貴史，曽智，岡田芳幸，吉野敦雄，中村隆治，佐伯昇，吉栖正生，河本昌志，山脇成人，辻敏夫

A Scale Mixture-based Stochastic Model of Surface EMG Signals with Variable Variances

具有可变方差的表面肌电信号的基于尺度混合的随机模型