生体磁気計測における信号源推定法に関する研究

生物磁测量中信号源估计方法研究

• 批准号: 05680751
• 负责人: 斎藤 恒雄
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05680751/
• 关键词: 生体磁気逆問題; SQUID; 信号源推定; MUSIC; 信号部分空間法

生体内の電気的活動に伴って微小な磁場が体外に誘起されることが知られている。このような生体磁気信号を高感度の磁気センサーSQUIDを用いて測定し,これから生体内の活動や機能を推定して各種疾患の発見や機序の解明を目指した研究が注目されている。本研究は,多チャンネルSQUID素子によって測定されたデータから磁気信号源の位置とその挙動を推定するための新しい手法としてアレイセンサによる信号源推定法に用いられている信号部分空間法を活用する方式を提案し,その有効性について検討したものである。まず,ビオサバールの法則を用いて体外で測定されたデータから信号源の様相を推定する生体磁気逆問題の基本式を導出した。この基本式から磁気信号源の個数,位置,方向,大きさを求める手法としてMUSIC(Multiple Signal Clasification),信号部分空間法,重み付き信号部分空間法の3つの方法について計算機シミュレーションによってそれぞれの信号源推定能力について検討した。その結果,MUSICは複数の信号源の間に相関がある場合や観測雑音が多い場合には推定能力が著しく劣化するが,測定データが多いときには最尤推定法に漸近する重み付き信号部分空間法は信号源間に相関がある場合や雑音が比較的多い場合でも精度よく信号源の各パラメータを推定できることが明らかとなった。よって,重み付き信号部分空間法が最も適切な方法であると考え,この方法を用いて推定を行ったとき,生体磁気信号の測定条件と信号源の各パラメータの推定精度との関係を明らかにした。本研究で開発した推定法を用いて,心臓から誘起される磁場を多チャンネルSQUID素子を用いて実際に測定した心磁データから信号源の推定を行った結果,ほぼ妥当な推定結果を得ることが出来た。

Born in vivo の electric 気 activity に with っ て tiny な が extracorporeal magnetic field に induced さ れ る こ と が know ら れ て い る. こ の よ う な raw magnetic 気 を signals Gao Gan degrees の magnetic 気 セ ン サ SQUID ー を with い て し, こ れ か ら や function in vivo の activities, presumption を し て various disorders の 発 see や machine sequence の interpret を refers し が た research attention さ れ て い る. は, this study more チ ャ ン ネ ル squids element child に よ っ て determination さ れ た デ ー タ か ら magnetic 気 position signal source の と そ の 挙 dynamic を presumption す る た め の new し い gimmick と し て ア レ イ セ ン サ に よ る source estimate に with い ら れ て い る signal part space method を use す を proposal し る way, そ の have sharper sex に つ い て beg し 検 た も の で あ Youdaoplaceholder0. ま ず, ビ オ サ バ ー ル の law を with い て in で さ れ た デ ー タ か ら source の others in phase presumption を す る raw body magnetic 気 inverse problem の basic type を export し た. Basic type こ の か ら magnetic 気 source の number, location, direction, big き さ を o め る gimmick と し て MUSIC (Multiple Signal Clasification), signal part space method, the heavy み pay き signal part space method の 3 つ の way に つ い て computer シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ っ て そ れ ぞ れ の source presumed ability に つ い て beg し 検 た. そ の results, MUSIC は plural の に phase between the signal source の masato が あ る occasions や 観 雑 measuring sound が い occasions に は presumed ability が the し く degradation す る が, determination of デ ー タ が more い と き に は the presumption of law especially に asymptotic す る heavy み pay き signal part space method は に phase between the signal source masato が あ る occasions や 雑 sound が comparison い occasions で も precision よ く source の Each パラメ パラメ タを is presumed to be で る る とが とが and ら ら となった. よ っ て, heavy み pay き signal part space method the most adequate な も が で あ る と え, こ の way を with い て presumed line を っ た と き, gave birth to the magnetic 気 の determination conditions と source signals の each パ ラ メ ー タ の presumed accuracy と の masato を and Ming ら か に し た. This research で open 発 し た estimate を with い て, heart viscera か ら induced さ れ を る magnetic field more チ ャ ン ネ ル squids element child を with い て be interstate に determination し た heart magnetic デ ー タ か ら source の presumption を line っ た results, ほ ぼ properly the result of presumption な を る こ と が た.

项目成果

前村貴志,工藤博幸,斎藤恒雄: "信号部分空間法による生体磁気信号源の推定" 第8回ディジタル信号処理シンポジウム. 259-266 (1993)

Takashi Maemura、Hiroyuki Kudo、Tsuneo Saito：“使用信号子空间方法估计生物磁信号源”第 8 届数字信号处理研讨会 259-266 (1993)。