High Speed Electric and Magnetic Field calculation Algorithm for fMRI-MEG Integrative Analysis of Neural Activity
High Speed Electric and Magnetic Field calculation Algorithm for fMRI-MEG Integrative Analysis of Neural Activity
批准号:
17560371
负责人:
HAMADA Shoji
金额:
$2.24万
依托单位:
依托单位国家:
日本
项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份:
2005
资助国家:
日本
项目状态:
已结题
起止时间:
2005 至 2006
中文摘要
1.提出了一种“极平移等效多极矩方法(EMMM-PT)”。这种方法使我们能够数值计算多球模型中拉普拉斯方程所描述的精确解。我们还开发了一种用于体素模型的快速多极表面电荷模拟方法(FMM-SCM-V)。该方法采用了著名的高效0(N)求解器FMM,使我们能够处理基于磁共振图像的由几个到几亿个体素组成的高分辨率人体模型。2.对脑磁线圈信号幅度的数值计算方法进行了分类。其中一条途径是用Geselowitz公式追踪边界上的等效电流偶极→势→磁通量,另一条途径是用伊顿互易定理追踪交流线圈电流→感应电场-磁通量。通过EMMM-PT的数值分析,验证了这两种方法在多媒体组织模型中的识别性。3.通过比较FMM-SCM-V和EMMM-PT在七球头模型灰质区的计算结果,对FMM-SCM-V的精度进行了评估。在体素尺寸为0.34 mm的情况下,电场误差向量的标准偏差约为0.81%(以灰质区域的最大场归一化)。在这种情况下,体素的数量、表面元素的数量和计算时间是106,575,801体素,4,936,874个元素,59分钟。FMRI-MEG综合方法是基于由Sarvas方程计算出的引导场矩阵,利用“反常应用的最小二乘法”和“线性约束自适应波束形成器”来实现的。研究发现,后者的非自适应版本等同于前者,并且这两种方法在空间和时间分辨率特性上各有优缺点。
英文摘要
1.We have developed an 'equivalent multipole moment method with polar translations (EMMM-PT)'. This method enables us to numerically calculate exact solution described by Laplace's equation in multi spheres model. We also have developed a 'fast-multipole surface-charge-simulation method for voxel models (FMM-SCM-V)'. This method adopts the FMM that is well known as an efficient 0(N) solver, and it enables us to treat high-resolution human model composed of several to hundred million voxels based on MR images.2.Numerical calculation procedures for magnitude of MEG coil signal are classified. One way traces 'Equivalent current dipole→Potential on boundary→Magnetic flux by Geselowitz formula', the other traces 'AC coil current→Induced electric field-Magnetic flux by Eaton's reciprocity theorem'. Analyses by EMMM-PT numerically proved the identification of these two ways in multi-media tissue models.3.The accuracy of FMM-SCM-V is estimated by comparing the numerical results by FMM-SCM-V and EMMM-PT in the grey matter region of a seven spheres head model. The standard deviation of error vector of the electric field is about 0.81% (normalized by the maximum field in the grey matter region) in the case of 0.34mm voxel size. In this case, the number of voxels, the number of surface elements, and calculation time are 106,575,801 voxels, 4,936,874 elements, 59 min. 39 sec., respectively.4.fMRI-MEG Integrative method is performed by utilizing 'an anomalously applied least squares' and 'linearly-constrained adaptive beamformer' based on the lead field matrix calculated by the Sarvas equation. It has been found that a non-adaptive version of the latter is equivalent to the former, and the both methods have advantages and disadvantages in the spatial and temporal resolution properties.
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任意低周波ダイポール磁界印加時の導体球内誘導電界の解析式
施加任意低频偶极子磁场时导体球内感应电场的解析公式
DOI:
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发表时间:
2006
期刊:
電気学会論文誌A 126巻7号
影响因子:
--
作者:
[濱田昌司, 北野允大, 小林哲生, Shoji Hamada, 濱田昌司, 北野允大]
通讯作者:
北野允大
f MRI-MEG統合解析への線形制約付きアダプティブビームフォーマの適用に関する検討
f 线性约束自适应波束形成器在MRI-MEG集成分析中的应用研究
DOI:
--
发表时间:
2006
期刊:
生体医工学 44巻4号
影响因子:
--
作者:
[濱田昌司, 北野允大, 小林哲生, Shoji Hamada, 濱田昌司, 北野允大, 大橋俊平]
通讯作者:
大橋俊平
fMRI-MEG統合解析への線形制約付きアダプティブビームフォーマの適用に関する検討
线性约束自适应波束形成器在fMRI-MEG集成分析中的应用研究
DOI:
--
发表时间:
2006
期刊:
生体医工学 Vol. 44, No. 4
影响因子:
--
作者:
[大橋俊平, 隠浪康行, 鄭址旭, 濱田昌司, 小林哲生]
通讯作者:
小林哲生
近似品質管理付きACAによる正則化最小二乗解の高速計算法
近似质量控制的ACA正则化最小二乘解快速计算方法
DOI:
--
发表时间:
2005
期刊:
電気学会論文誌A 125巻5号
影响因子:
--
作者:
[濱田昌司, 立松明芳]
通讯作者:
立松明芳
Suuti Denkai Keisan no Kiso to Ouyou
Suuti Denkai Keisan no Kiso 与 Ouyou
DOI:
--
发表时间:
2006
期刊:
Tokyo Denki Daigaku Syuppan-kyoku
影响因子:
--
作者:
[Tadasu Takuma, Shoji Hamada]
通讯作者:
Shoji Hamada
共 20 条
Controlling current distribution in voxel head model for transcranial magnetic stimulation using a coil array in whole-cortex MEG coil pattern
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批准号:22560419
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项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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资助金额:$2.66万
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财政年份:2010
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负责人:HAMADA Shoji
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依托单位:
Numerical electromagnetic field analysis in human head models composed of millimeter size cubic voxels for Magnetoencephalography
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批准号:19500386
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项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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资助金额:$2.33万
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财政年份:2007
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负责人:HAMADA Shoji
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依托单位:
国内基金
海外基金
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基于fMRI与肠道菌群-代谢组学探讨电针改善阿尔茨海默病认知功能的肠-脑机制研究
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批准号:JCZRLH202602171
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项目类别:省市级项目
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资助金额:--
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批准年份:2026
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负责人:
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依托单位:
急性运动干预对青少年亲社会行为的影响:基于不同社交情境fMRI任务的神经机制研究
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批准号:JCZRLH202600517
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项目类别:省市级项目
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资助金额:--
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批准年份:2026
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负责人:
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依托单位:
基于fMRI靶向rTMS联合针刺治疗膝骨关节炎的随机对照试验:疗效评估与中枢-外周协同调控机制研究
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批准号:2026JJ80257
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项目类别:省市级项目
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资助金额:--
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批准年份:2026
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负责人:刘晓瑜
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依托单位:
基于fMRI的脑卒中后腕手功能障碍的脑网络机制及针刺-经颅磁外周中枢双向干预的临床效应及脑调控机制研究
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批准号:2026JJ81047
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项目类别:省市级项目
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资助金额:--
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批准年份:2026
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负责人:艾潇
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依托单位:
fMRI引导下基于时间干涉无创深部脑电刺激对脑卒中吞咽障碍的疗效及机制研究
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批准号:2026JJ82515
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项目类别:省市级项目
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资助金额:--
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批准年份:2026
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负责人:胡婉玲
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依托单位:
面向非平稳演化抑郁状态的fMRI数据深度时频注意力因子化分析
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批准号:JCZRLH202500995
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项目类别:省市级项目
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资助金额:--
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批准年份:2025
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负责人:
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依托单位:
基于高分辨fMRI的rTMS治疗运动员慢性踝关节不稳的脑精准定位和网络机制研究
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批准号:JCZRLH202500348
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项目类别:省市级项目
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资助金额:--
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批准年份:2025
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负责人:
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依托单位:
基于汉语任务态fMRI和深度学习的中国颞叶癫痫手术预后预测和亚型识别
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批准号:QN25H090006
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项目类别:省市级项目
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资助金额:--
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批准年份:2025
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负责人:王康润
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依托单位:
吞咽动作观察脑区rTMS对脑卒中吞咽困难患者大脑fMRI皮层分析的影响
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批准号:
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项目类别:省市级项目
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资助金额:--
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批准年份:2025
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负责人:曾明
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依托单位:
基于张量分解的复值fMRI动态功能连接分析研究
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批准号:2025JJ50394
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项目类别:省市级项目
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资助金额:--
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批准年份:2025
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负责人:邝利丹
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依托单位: