各種生体信号処理の統合による食品感性定量化に関する研究

整合多种生物信号处理的食品敏感性量化研究

基本信息

批准号：
05J07089
负责人：
阪田治
金额：
$ 0.7万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05J07089/
关键词：
生体信号解析多次元信号処理食品感性工学脳波腸音 fMRI

项目摘要

本研究課題は、生体信号中に反映されていると思われる、食品に対する人間の感性が表れるパラメータを特定し、それをもって食品感性の定量化の手法確立を目指すものである。その各種生体信号として、脳波・筋電位・腹部音響信号(腸音)・脳血流(fMRI)を対象としている。それぞれの生体信号について同時進行で研究を行っており、ここでは各進捗について述べる。脳波および筋電位については、感性情報処理に必要となる基礎的信号処理手法の開発を中心に行った。摂食時記録脳波の解析法の開発を行う一方、多次元脳波の因果性解析手法の理論的研究を行った。具体的には、摂食時に記録した脳波に混入する筋電位の影響を取り除いて純粋な脳波成分を抽出するための信号処理手法の開発を行った。さらに、従来の多次元信号処理手法にはない、新しい多次元時系列の時空間的相関パラメータの定義を行った。腸音については、摂取する食品の違いによって腸音発生頻度に変化が現れるかどうかを確かめるため、20人程度の被験者を用意し、栄養士・看護師監修の下で作成した複数のメニューを被験者に与えて腸音の計測を行った。なお、計測した腸音データは、被験者による違い・食前食後の時間経過・消化し易さによる違い、のそれぞれが反映されるよう組まれた実験仕様の下で得られたものである。脳血流については、fMRI実験のタスクとして被験者の嗜好を最優先に選択した食品メニューを用意し、それを摂取しながら計測を行った。なお、その際に特定の食品に含まれる特定の化学成分による影響を取り除き、被験者の嗜好のみを抽出可能な実験仕様を設定した。脳波および筋電位については解析理論・手法の開発を行い、腸音およびfMRIについては食品感性パラメータ抽出を可能とすると思われる食品サンプル群を用いた測定データの収集を行い、それをもって初年度の研究実績とした。

该研究主题旨在确定代表人类对被认为反映在生物信号中的食物的敏感性的参数，并建立一种使用这些参数来量化食物敏感性的方法。这些各种生物学信号包括脑电图，肌电潜力，腹部声学信号（肠声）和脑血流（fMRI）。每个生物学信号正在同时研究，每个进展将在此处描述。关于脑电图和肌电潜力，我们专注于开发处理敏感信息所需的基本信号处理方法。在开发一种分析喂养过程中脑电图记录的方法的同时，我们对多维脑电图的因果分析方法进行了理论研究。具体而言，我们已经开发了一种信号处理方法来去除肌电势的影响，该方法被混合在进食过程中记录的脑波并提取纯脑波成分。此外，我们定义了多维时间序列的新时空相关参数，这在传统的多维信号处理技术中找不到。关于肠道声音，大约有20名受试者准备检查肠道声音的频率是否会根据所消耗的食物而变化，并且在营养师或护士的监督下给予了多个菜单，以测量肠道声音。测得的肠声数据是根据实验规格获得的，旨在反映受试者之间的差异，进餐前后的时间过程以及易于消化。关于脑血流，在fMRI实验的任务中准备了一个食物菜单，并在摄取fMRI实验的任务时进行了测量。在这种情况下，除去了特定食品中包含的特定化学成分的影响，并建立了只能提取受试者口味的实验规格。我们开发了脑电图和肌电潜力的分析理论和方法，对于肠道声音和fMRI，我们使用被认为可以提取食物敏感性参数的食物样本收集了测量数据，并将其用于构成我们研究结果的第一年。