权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

独立成分分析を用いた脳機能画像解析法の実用化

独立成分分析脑功能图像分析方法的实际应用

基本信息

批准号：
20650038
负责人：
高橋俊光
金额：
$ 1.86万
依托单位：
Juntendo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2010
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20650038/
关键词：
fMRI 独立成分分析受容言語

项目摘要

平成22年度は、独立成分分析(ICA)を用いた脳機能画像解析法の実用化として、近年注目をされている近赤外スペクトロスコピー(NIRS)を用いた脳機能計測にICAの適用を試みた。NIRSによる脳機能計測では、信号に混入する皮膚血流信号の影響が問題とされ、これを脳活動由来の信号と分離除去する方法が模索されてきた。従来のICAを用いた方法では、脳機能活動は局所的に起るのに対し、皮膚血流の変動は広範に生じるという仮定の元に、空間的に広範囲に寄与している独立成分を皮膚血流成分とみなし、NIRS信号からこれを差し引くというものである。しかし、広範囲に寄与する成分が皮膚血流信号であるという生理学的根拠はない。また、各測定チャンネルのヘモグロビンの動態を観察するには、oxyHbとdeoxyHbの両信号をセットで解釈する必要があるが、従来法では片方の信号へのICAの適用しかなされていない。そこで我々は、これらの問題を補う新たな皮膚血流除去法を提案した。通常間隔の送受光プローブ(30mm)に加え、皮膚層のみを光が通過する短い間隔のプローブ(5mm)でのNIRS信号(5mmNIRS信号)、およびDoppler皮膚血流(Doppler信号)による皮膚血流の同時計測を行った。解析ではまず、5mm間隔のものも含めたNIRSの各チャネルについて、oxyHb信号とdeoxyHb信号を連結しICAを施した。次に、5mmNIRS信号への各独立成分の寄与順(混合行列の要素で表される)に独立成分の重みつき累積和を計算した。続いて、Doppler皮膚信号と各累積和の相関係数を求めた。さらに、その相関係数が基準を越える累積和を皮膚血流を反映した信号とみなし、観測信号から差し引いた。最終的に求まった連結波形からoxyHb信号とdeoxyHb信号の部分に分割した。これにより皮膚血流成分が良好に除去されることが確認された。

In 2002, independent component analysis (ICA) was applied to the functional profiling analysis method. In recent years, attention has been paid to the application of ICA in functional profiling. NIRS function measurement, signal mixing, skin blood flow signal separation and removal method The method of ICA application is to generate the independent component of the skin blood flow in the form of NIRS signal. The components of skin blood flow signal are physiological roots. For example, the dynamic detection of each measurement group is necessary to detect the signal of oxyHb and deoxyHb, and the application of ICA to the signal of anti-chip is also included. A new method for removing blood flow from skin is proposed. Normal interval of light transmission and reception (30mm), skin layer of light transmission, short interval of light transmission (5mm), NIRS signal (5 mm NIRS signal), Doppler skin blood flow (Doppler signal), skin blood flow measurement. Analysis of the presence of oxygen and deoxygenHb signals at intervals of 5mm In addition, the independent components of the 5 mm NIRS signal are sent and ordered (the elements of the mixed column are listed), and the independent components are accumulated and calculated. The correlation coefficient of the cumulative sum of Doppler skin signals is calculated. In addition, the correlation coefficient between the baseline and the skin blood flow is increased. The final link waveform is divided into parts of the oxyHb signal and the deoxyHb signal. The blood flow components of the skin are well removed.