マルチモーダルMRI,fMRI および表現型データの非負行列分解は,ADHD におけるデフォルトモードサブネッ トワークの差異を明らかにする

Non-negative matrix factorization of multimodal MRI,
fMRI and phenotypic data reveals differential changes in
default mode subnetworks in ADHD
Neuroimage, vol.102, pp. 207-219, 2014
20170821_sfujii

マルチモーダルニューロイメージングフレームワークでは,1 人の被験者に関するデータが,機能的MRI,構
造的MRI,行動的および/または表現型情報などの固有の異なるソースから収集される.各ソースが提供する情報
は独立したものではない.各モダリティの特徴のサブセットは,生成モデルを使用して解釈できる1 つ以上の共
通の潜在的な大きさにマップする.これらの潜在的な次元または「トピック」は,各個人の機能の背後にある生
成プロセスのまばらな概要を提供する.教師なしの生成モデルであるトピックモデリングは,一見異なる機能を
共通の領域にマッピングするために使用されてきた.fMRI,MRI,表現型および行動測定を含むマルチモーダル
ADHD データの潜在構造を推論するために,Non-Negative Matrix Factorization(NMF)を使用する.我々は4
つの異なるNMF アルゴリズムを比較し,最も疎な分解がADHD と健康な患者の間で最も差別的であることを見
出した.モーション,デフォルトモードのネットワークアクティビティ,および入力データの他の特徴など,解釈
可能で認識可能な範囲に対応するところを特定する.たとえば,ADHD-不注意診断でクラスタ化されたデフォル
トモードのサブネットワークに関連する構造的および機能的なグラフ理論の機能である.後部帯状回,楔前部,お
よび海馬傍回の領域などのデフォルトモードネットワーク(DMN)領域の構造測定は,すべてADHD-不注意に
よる診断に関連していた.腹側DMN サブネットワークではADHD-I においてより多くの機能的接続があり,背
側DMN ではより少ない機能接続がある.ADHD のトピックは診断サイトに依存しており,地理的な場所の診断
上の違いを示唆している.我々は,ADHD-200 分類競合に照らして我々の所見を評価し, 教師なしで指名されたト
ピックを以前に公開された教師あり学習方法と対比させる.最後に,これらの潜在変数の有効性を,730 例の患者
におけるADHD の分類に用いてバイオマーカーとして示す.累積的に,この原稿は,ADHD のマルチモーダル
データが潜在的な次元によってどのように解釈されるかを扱っている.

NIRS に基づく大脳自己調節解析のためのウェーブレット変換法の検討

A Review of Wavelet Transform Time-Frequency Methods for NIRS-Based Analysis of Cerebral Autoregulation
IEEE reviews in biomedical engineering, vol.8, pp.78-85, 2015
20170711_sfujii

近赤外分光法(NIRS)は大脳自己調節の解析のための適切な技術として提案されている.それはより簡単な取
得方法とアーチファクトフリーな信号が与えられるためである.近年,NIRS や血圧信号を用いて大脳の自己調節
機能の定量化のために多くの高度なウェーブレット変換法が登場している.これらは時間-周波数平面を介した信
号情報の拡張された分割を提供し,関心のある成分の抽出の改善を容易にする.この領域は検討され,この形式
の分析の拡張が提案されている.

NIRS 信号における脳活動から血行動態変化を分離するための時間変化に対する解析的アプローチ

Analytical approach to the temporal changes in NIRS signals to separate hemodynamic change from brain activity
2016 38th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society ,pp.1393-1396, 2016
20170224 syoshitake

近赤外分光法(NIRS) による脳機能測定において,酸素化および脱酸素化ヘモグロビン濃度の時間的変化に焦
点を当て、脳機能信号におけるヘモグロビン濃度の相互相関係数の時間変化に対する分析的アプローチを提案する.酸素化ヘモグロビン濃度と脱酸素化ヘモグロビン濃度の間の相互相関係数は,脳活動については負の値を示し,血行動態変化については正の値を示す.16 チャンネルのfNIRS システムを用いた実験で,提案するアプローチが測定したNIRS 信号の解釈を明確にし,脳活動における血行動態変化の影響を推測するために使用できることが示された.