痛覚 認知機 能の 電気生 理学 的検 討
MUSIC (multiple signal classification)法 に よ る 解 析
二
宮
庸
太
郎
キ ー ワ ー ド: multiple signal classification (MUSIC) algorithm, pain-related somatosensory evoked magnetic fields, whole-head-type magnetoencephalography 緒 言 感 覚 入 力 に よ る高 次 脳 機 能 の電 気 生 理 学 的 解 析 は, 近 年 の 脳 磁 図 な どの 発 達 に よ り大 き な 進 歩 を み せ て い るが,そ の 解 析 の 根 幹 を な す 方 法 の 一 つ と し て 電 流 源 推 定 が あ る.こ れ ま で,単 一 等 価 電 流 双 極 子
(single equivalent current dipole: single ECD) が 電 流 源 推 定 の モ デ ル と して 広 く用 い られ て い る1-5). しか し, single ECDは 電 流 源 の 個 数 制 限 や 電 流 源 を 点 と仮 定 す る 必 要 が あ る な ど制 限 が あ り,高 次 脳 機 能 の よ う な複 数 の 脳 部 位 で の 複 雑 な処 理 過 程 を 有 す る もの を解 析 す る 際 の 障 害 と な っ て い る.そ の た め 中 枢 神 経 系 に お け る複 雑 な 現 象 の 解 析 に は,複 数 の 電 流 源 を効 果 的 に か つ 正 確 に 処 理 す る 方 法 の 発 展 が 望 ま れ て い る.こ れ ま で に も複 数 の 電 流 源 の 解 析 に multiple ECDやBrain Electric Source Analysis
(BESA)な どの ア ル ゴ リズ ム を用 い て の 複 数 電 流 源 の 解 析 が 試 み られ て き た が,い ず れ も事 前 に 電 流 源 の 個 数 が わ か っ て い る 必 要 が あ る な どの 問 題 点 が 提 起 さ れ て き た.そ こ で 我 々 は こ れ らの 問 題 点 を解 決 出 来 る 方 法 と してMUltiple SIgnal Classification
(MUSIC)ア ル ゴ リ ズ ム6)を 脳 磁 図 に 応 用 し た. MUSICも 複 数 の 電 流 源 の 推 定 を行 う方 法 で あ る7-8) が,こ の 推 定 法 で は,事 前 にdipoleの 個 数 が 分 か っ て い る 必 要 は な い た め に ど の よ う な 信 号 源 に 対 し て も 局 在 推 定 が 行 え る 利 点 が あ る9).脳 磁 図 (magnetoencephalography: MEG)の 解 析 に MUSICア ル ゴ リズ ム を用 い た 報 告 は 散 見 さ れ る8-l2) が こ の 有 用 性 に つ い て 検 討 し た 報 告 は な い. 我 々 はMUSICア ル ゴ リズ ム を用 い,痛 覚 関 連 脳 磁 界 を解 析 し,電 流 源 の 推 定 法 と し て のMUSICア ル ゴ リズ ム の 有 用 性 を 評 価 し た .痛 覚 関連 脳 磁 界 は こ れ ま で のPET13), fMRI14)等 の 検 討 に よ り両 側 性 の 複 数 の 電 流 源 の 存 在 が ほ ぼ 同 定 さ れ て お り,複 数 電 流 源 の 解 析 対 象 と し て 選 択 し た.疼 痛 に 関 連 す る 脳 高 次 活 動 は,疼 痛 性 障 害 な ど の 精 神 疾 患 に お け る 病 態 と の 関 連 が 示 唆 さ れ る も の で あ る.本 研 究 に よ りMUSICア ル ゴ リズ ム を用 い た 脳 磁 図 の 解 析 の 有 用 性 が 示 され れ ば,高 次 脳 機 能 や 疼 痛 に 関 連 し た 精 神 疾 患 の 病 態 な ど に お け る 臨 床 応 用 へ の 手 が か り に な る こ と も考 え られ る. 対 象 と 方 法 20-50歳 ま で の7人 の 健 常 成 人(女 性3人 ,男 性 4人,平 均 年 齢37歳)を 対 象 と し た .す べ て の 対 象 者 に 対 し て 研 究 目的,研 究 方 法 を 事 前 に 説 明 を し, (平成13年3月21日 受 理) 指 導:黒 田重 利 教 授(岡 山大 学 医 学部 神 経 精神 医学 教 室) 論 文 請 求 先:二 宮 庸 太 郎(岡 山市 鹿 田町2-5-1) 電 話:086-235-7242
134 二 宮 庸 太 郎 同 意 を 得 た.疼 痛 刺 激 の 条 件 はKitamuraら1)の 方 法 に 従 い,左 手 示 指 に3段 階 の 強 度 で 電 気 刺 激 を 与 え た. 3段 階 の 強 度 は 各 被 験 者 の 申 告 に よ っ て 決 定 し,実 際 の 刺 激 強 度 は 個 人 差 は あ る も の の そ れ ぞ れ, 疼 痛 閾 値 未 満(1.4-2.0mA),疼 痛 閾 値(3.0-7.0mA), 疼 痛 閾 値 以 上(6.0-14.0mA)と した.刺 激 条 件 は 持 続 時 間1秒 の 単 相 性 矩 形 波 を 刺 激 間 隔3秒 ±50% (1.5-4.5sec)で100回 刺 激 し,導 出 さ れ た 脳 磁 場 を 記 録 し,加 算 平 均 波 形 を作 成 し た. 3段 階 の 刺 激 は 各2施 行 以 上 実 施 し て 再 現 性 も確 認 し た. 疼 痛 刺 激 に よ る痛 覚 関 連 脳 磁 界 の 測 定 は, 148チ ャ ン ネ ル 全 頭 型 脳 磁 計(Magnes 2500 WH, Biomagnetic Technologies Inc., San Diego, CA, USA)を 用 い て 行 っ た.記 録 は 磁 気 シ ー ル ドル ー ム の 中 で 安 静 閉 眼 臥 位 に て 行 っ た.デ ー タ 収 集 条 件 は, サ ン プ リ ン グ 周 波 数 は678.17Hzで, 0.1Hzか ら200 Hzの 周 波 数 帯 域 の もの を収 集 した 後 加 算 平 均 を行 っ た.こ の 平 均 波 形 に 対 し1Hzか ら50Hzの バ ン ドパ ス フ ィル ター に よ る 処 理 を行 っ た.刺 激 後0-400ms を 解 析 し た.
MRI画 像 はGE signa 1.5T systemを 用 い て, 3D (three-dimentional) spoiled gradient echo pulse sequence (SPGR)に よ り画 像 を得 た.
MUSICア ル ゴ リ ズ ム に よ る 電 流 源 の 解 析 は, Advanced Source Analysis (A. N. T. Software)
を用 い て 行 っ た. MUSICア ル ゴ リ ズ ム リ 原 理 の 詳 細 は,既 に 報 告 さ れ た とお りで あ る6-10)が,簡 潔 に 言 え ば 脳 を1mm単 位 の 小 さ な 格 子 の 集 合 体 と仮 定 し, 個 々 の 交 点 にECDが あ る と想 定 す る も の で あ る。 そ のECDの サ イ ズ を全 て の 格 子 に つ い て 計 算 し た 上 で 等 高 線 を作 成 し,等 高 線 上 の ピー ク の 個 数 を決 定 す る 方 法 で あ る. ま た 一 部 の 対 象 者 に 対 し, BESAプ ロ グ ラ ム を用 い て 電 流 源 解 析 を行 っ た. BESAプ ロ グ ラ ム は,時 空 間 マ ル チ ダ イ ポ ー ル を 使 う もの で,主 成 分 分 析 法 を用 い た 電 流 源 解 析 方 法 で あ り,元 の 波 形 と任 意 に 仮 定 し た 電 流 源 が 形 成 す る と考 え ら れ る 波 形 と の 差 を 想 定 し た 時 間 の 幅 の 中 で 最 小 に 出 来 る位 置 を探 索 し て い く解 析 方 法 で あ る. 結 果 1. 3段 階 の 強 度(疼 痛 閾 値 未 満,疼 痛 閾 値,疼 痛 閾 値 以 上)の 電 気 刺 激 に よ る 体 性 感 覚 誘 発 脳 磁 界 (SEFs) 刺 激 後0-100msのSEFsを 解 析 し た.中 潜 時 成 分(20-80ms)は 全 て の 対 象 者,刺 激 強 度 で は っ き り と認 め ら れ た(図1). MUSICア ル ゴ リ ズ ム に よ り 得 ら れ た 等 高 線 図 をMRI (axial, coronal, sagittal)上 に 重 ね 書 き した.中 潜 時 成 分 は 刺 激 反 対 側 の 一 次 体 性 感 覚 野(primary somatosensory cor tex: SⅠ)周 辺 に 電 流 源 が 推 定 さ れ た(図2). MUSICア ル ゴ リズ ム に よ り推 定 さ れ た 電 流 源 の 位 置 に お い て,そ れ ぞ れ の 成 分 のsingle ECDの 局 在 解 析 を 行 い, MRI (axial, coronal, sagittal)上 に 重 ね 書 き し た.い ず れ の 刺 激 強 度 で も,中 潜 時 成 分 は 刺 激 反 対 側 のSⅠ に 全 て の 施 行 で 確 認 され た(図 3). BESAプ ロ グ ラ ム を 用 い た 電 流 源 推 定 で も single ECDと 同 様 の 結 果 で あ っ た(図4). 図1 3段 階 の強度(疼 痛 閾値 未満,疼 痛 閾値,疼 痛 閾値 以 上)の 電 気刺 激 に伴 う脳磁 図 原波 形 中潜 時成 分,長 潜 時成分 の脳 磁 図反 応 は ともに全 て の セ ッシ ョン,対 照 者 で明 瞭 に認め られ た.ま た長潜 時 成分 は 刺激 強度 の増大 に伴 い振 幅 が増 大 した. 2. 3段 階 の 強 度(疼 痛 閾 値 未 満,疼 痛 閾 値,疼 痛 閾 値 以 上)の 電 気 刺 激 に よ る痛 覚 関 連 脳 磁 界 刺 激 後100-400msの 痛 覚 関 連 脳 磁 界 を解 析 した. 長 潜 時 成 分 は 痺 痛 閾 値 未 満 の 刺 激 で も一 部 の 被 験 者 で は 確 認 さ れ た が,全 例 で 刺 激 強 度 が 増 す に つ れ て 振 幅 が 増 大 し た(図1). MUSICア ル ゴ リ ズ ム に よ り 得 ら れ た 等 高 線 図 をMRI (axial, coronal,
sagittal)上 に 重 ね 書 き し た.長 潜 時 成 分 は 両 側 二 次 体 性 感 覚 野(secondary somatosensory cortex: S
Ⅱ)周 辺 と帯 状 回 周 辺 に 電 流 源 が 推 定 さ れ た(図2). そ れ ぞ れ の 成 分 の 局 在 はsingle ECDの 局 在 に 一 致 し て い た(図3). SⅡ の よ うに 複 数 のdipoleの ピ ク を有 す る もの は 同 時 に 認 め られ た もの もあ っ た. MUSICア ル ゴ リ ズ ム に よ り推 定 さ れ た 電 流 源 の 位 置 に お い て,そ れ ぞ れ の 成 分 のsingle ECDの 局 在 解 析 を 行 い, MRI (axial, coronal, sagittal)上 に 重 ね 書 き し た.長 潜 時 成 分 は 両 側SⅡ と帯 状 回 に 局 在 推 定 さ れ た(図3). BESAプ ロ グ ラ ム を 用 い た 電 流 源 推 定 で もsingle ECDと 同 様 の 結 果 で あ っ た(図 4). 図2 3段 階 の 強 度(疼 痛 閾 値 未 満,疼 痛 閾値,疼 痛 閾 値 以 上)の 電 気 刺 激 に よ るMUSICの 局 在 をMRIに 重 ね 書 き し た も の 中潜 時 成 分 のMUSICピ ー クは 刺 激 反 対 側 のSⅠ 周 辺 に 認 め られ た.長 潜 時 成 分 のMUSICピ ー クは両 側SⅡ 周 辺 と帯 状 回(cingulate gyrus: CG)周 辺 と に 認 め ら れ た. 図3 3段 階 の 強 度(疼 痛 閾 値 未 満,疼 痛 閾 値,疼 痛 閾 値 以 上)の 電 気 刺 激 に よ るECDの 局 在 をMRIに 重 ね 書 き した も の 中 潜 時 成 分 のECDは 刺 激 反 対 側 のSⅠ に 認 め ら れ た. 長 潜 時 成 分 のECDは 両 側SⅡ と帯 状 回(cingulate gyrus: CG)に 認 め ら れ た(そ れ ぞ れ の 黒 点 は,推 定 され た ダ イ ポ ー ル を示 す). 3. MUSICア ル ゴ リズ ム に よ り得 られ た ピー クの 時 間 経 過 SⅠ の ピ ー ク は,疼 痛 閾 値 未 満 の 電 気 刺 激 で は 刺 激 後23-127msに,疼 痛 閾 値 の 刺 激 で は 刺 激 後23-119msに,疼 痛 閾 値 以 上 の 刺 激 で は 刺 激 後20-94ms に 認 め られ た. SⅡ の ピー ク は,そ れ ぞ れ 刺 激 後130 222, 106-250, 114-246msに 認 め ら れ,帯 状 回 の ピー ク は そ れ ぞ れ 刺 激 後293-355, 158-315, 124 327msに 認 め られ た. MUSICア ル ゴ リズ ム の 結 果 は 図5に ま とめ た. SⅠ の ピ ー ク は,す べ て の 刺 激 強 度 で 出 現 頻 度 が ほ ぼ 同 じ で あ っ た.し か し, S Ⅱ と帯 状 回 の ピー ク は 刺 激 強 度 の 増 大 に 伴 い 出 現 頻 度 が 増 加 し た(図5). 考 察 MUSICア ル ゴ リズ ム の 脳 磁 図 解 析 の 初 期 の 応 用 と してMosherら7)に よ る報 告 が あ る.彼 らはMUSIC ア ル ゴ リズ ム と 同 様 に サ ブ ス ペ ー ス 法 を 応 用 し た 主 成 分 分 析 法 に よ るdipole推 定 と, MUSICア ル ゴ リ
136 二 宮 庸 太 郎 ズ ム との 比 較 検 討 を行 い, MUSICア ル ゴ リズ ム を 用 い た 推 定 の 方 が 成 功 率 が 高 い こ と を 報 告 し た. Sin gle ECDモ デ ル を 用 い た 電 気 刺 激 あ る い は そ の 他 の 刺 激 に 伴 う痛 覚 関 連 脳 磁 界 に つ い て は 多数 報 告 さ れ て い る1-5).し か し, MUSICア ル ゴ リ ズ ム を用 い た SEFsの 解 析 の 有 用 性 を 示 し た 報 告 は 少 な い. Sa kumaら11)は, MUSICア ル ゴ リ ズ ム の 変 形 で あ る time-frequency MUSIC (TF-MUSIC)ア ル ゴ リズ ム を用 い てSEFsに 重 畳 す る 高 周 波 振 動 の 信 号 源 推 定 を 行 い,従 来 の 単 一 双 極 子 法 に 対 し て のTF-MUSICの 有 用 性 を 示 し た.
図4 BESAに よ るGlobal field power (GFP)を 表 し た も の(1), BESAに よ る 局 在 を 表 し た も の(2) (1) GFPは,ま ずSource 1が 出 現 し,次 にSource 2とSource 3が ほ ぼ 同 時 に 出 現 し,最 後 にSource 4が 出 現 し た. (2) Source 1は 刺 激 反 対 側 のSⅠ に, Source 2は 刺 激 側 のSⅡ に, Source 3は 刺 激 反 対 側 のSⅡ に, Source 4は 帯 状 回 に 認 め ら れ た. 図5 MUSICの ピー クの 時 間 経 過 SⅠ の ピー ク は 刺 激 強 度 に 関 係 な くほ ぼ 同 様 で あ っ た. しか し, SⅡ と帯 状 回 の ピ ー クは 刺 激 強 度 の 増 大 に伴 い 出 現 頻 度 が 増 加 した.そ れ ぞ れ の 成 分 は 持 続 時 間が 長 い. 3つ の 成 分 の 連 続 性 が は っ き り と認 め ら れ た. Kitamuraら1)は,手 指 の 電 気 刺 激 に よ るECDは, 中 潜 時 成 分 で は 刺 激 反 対 側 のSⅠ に,続 い て 長 潜 時 成 分 は 両 側SⅡ と帯 状 回 に 認 め られ る こ と を報 告 し た.こ のSⅠ,SⅡ と帯 状 回 の 結 果 は,従 来 のsingle ECDモ デ ル を用 い た もの で あ り,個 々 の 電 流 源 の 活 動 が 重 な り合 っ て い る 時 間 帯 で の 推 定 精 度 は か な り 低 下 し た も の と な り,そ の た め 活 動 時 間 の 推 移 に つ い て は 言 及 で き て い な い. 我 々 の 研 究 に お い て, MUSICア ル ゴ リズ ム に よ る 推 定 の 結 果 は,中 潜 時 成 分 は 刺 激 反 対 側 のSⅠ 周 辺 に,長 潜 時 成 分 は 両 側SⅡ と帯 状 回 の 周 辺 に 認 め られ た.こ の 結 果 は 従 来 の 上 肢 の 刺 激 に 伴 う 痛 覚 関 連 脳 磁 界 のsingle ECDモ デ ル の 結 果 と非 常 に 良 く 致 し て い た1).本 研 究 で もMUSICア ル ゴ リズ ム を 用 い て 推 定 し た 電 流 源 の 位 置 をsingle ECDで も 確 認 した が,ほ ぼ 同 じ位 置 で の 電 流 源 の 存 在 が 示 唆 さ れ た. 我 々 は ま た,一 部 の 被 験 者 で は こ れ ま で に 報 告 が あ っ た 複 数 電 流 源 の 解 析 方 法 の 一 つ で あ るBrain Electric Source Analysis (BESA)l5)を 用 い,中 潜 時 成 分 と長 潜 時 成 分 の 解 析 を行 っ た. BESAプ ロ グ ラ ム は 既 知 の 複 数 の 電 流 源 が そ の 場 所 で そ れ ぞ れ が 時 間 的 に ど の よ う な 活 動 状 態 を と るか を 解 析 す る プ ロ グ ラ ム で あ り,高 次 脳 機 能 の 時 間 的 な 推 移 を 知 る に は 非 常 に 有 用 な 方 法 と な っ て い る が,一 方 で, MUSICア ル ゴ リズ ム とは 異 な り,事 前 に 電 流 源 の 個 数 を 想 定 す る 必 要 が あ り,ま た 電 流 源 が 一 ヵ 所 に 常 時 と ど ま っ て い る とい う仮 定 が 必 要 で あ る.今 回 の 結 果 で はMUSICア ル ゴ リズ ム に よ り推 定 さ れ た4ヵ 所 に 電 流 源(対 側SⅠ,両 側SⅡ,帯 状 回) を 推 定 し た と こ ろ ほ ぼ 同 様 の 時 間 的 推 移 が 確 認 さ れ
た.こ れ ら の 結 果 か ら痛 覚 関 連 脳 磁 界 を 解 析 す る 際 にMUSICア ル ゴ リ ズ ム を 利 用 す る こ とに よ り, ECD と 同 等 の 空 間 的 分 解 能, BESAと 同 等 の 時 間 的 分 解 能 の 両 方 を 同 時 に 解 析 可 能 で あ る こ とが 示 さ れ た. Single ECDは 電 流 源 解 析 の 方 法 と して 広 く一 般 的 に 用 い ら れ て お り,こ の 方 法 の 利 点 と して はmsec 単 位 で の 時 間 的 分 解 能 とMRIに 重 ね 合 わ せ る こ と に よ りmm単 位 で の 空 間 的 な 分 解 能 を も っ て 電 流 源 の 同 定 が 出 来 る 点 に あ る.一 方 で 容 積 の あ る は ず の 電 流 源 を重 心 の 形 で しか 描 出 す る こ とが 出 来 な い こ と, 近 接 す る 複 数 の 電 流 源 を一 つ の 点 と して 近 似 させ て し ま う こ と,電 流 源 の 個 数 制 限 が あ る こ と な ど の 問 題 点 が 知 ら れ て い る に も 関 わ らず,こ れ に 変 わ る 方 法 が い ず れ も一 長 一 短 で あ る た め に, single ECDは 現 在 も代 表 的 な 解 析 法 と し て 利 用 さ れ 続 け て い る. 今 回 我 々 が 着 目 し たMUSIC法 の 場 合,時 間 分 解 能 は10msec単 位 とや や 劣 る も の の,空 間 分 解 能 は, single ECDと 同 様 で あ り,ま た 複 数 の 電 流 源 が 予 想 さ れ る 場 合 に も 電 流 源 の 個 数 や 位 置 を知 る こ とが 出 来 る 点 は 中 枢 神 経 系 に お け る 高 次 脳 機 能 の 解 析 に お い て 重 要 な 利 点 で あ る. こ の 研 究 に お い て, MUSICア ル ゴ リズ ム は 一 つ のMR画 像 に お い て 同 時 に 存 在 す る二 つ の 異 な っ た 電 流 源 を 推 定 し た.ま た,複 数 の 電 流 源 を 一 つ の シ リー ズ と し て 得 ら れ る の で,こ の こ と もMUSICア ル ゴ リ ズ ム の 利 点 で あ る. 時 間 的 分 解 能 の 低 下 は 今 回 の 例 の よ う な 長 潜 時 成 分 の 場 合 に は 問 題 に す る 必 要 は 乏 し い と考 え ら れ, む し ろ 我 々 が 示 し た よ うに,若 干 の 工 夫 を 加 え る こ と に よ っ て,個 々 の 電 流 源 の 時 間 的 な 活 動 性 の 推 移 を観 察 す る こ と も で き る.こ れ に よ っ て,単 独 刺 激 に よ る 複 数 の 電 流 源 の 連 続 性 あ る い は 時 間 経 過 に 伴 う変 化 に つ い て の 情 報 が 示 さ れ た と い え る.以 上 よ り, MUSICア ル ゴ リズ ム は 痛 覚 関 連 脳 磁 界 の 結 果 で 示 した よ う に 複 数 の 電 流 源 の 解 析 の 際 に き わ め て 有 用 な 方 法 と な りえ る と考 え られ る.臨 床 医 学 に お い て 疼 痛 に 関 連 す る 問 題 と し て 疼 痛 性 障 害,解 離 性 障 害 な ど の 精 神 医 学 的 障 害 が 存 在 す る が,こ れ ら の 本 態 は 有 効 な 研 究 手 段 も乏 し い た め 明 ら か に な っ て い な い.こ の よ う な 病 態 に は 二 次 感 覚 中 枢 以 降 の 高 次 脳 機 能 と の 関 連 が 推 定 さ れ る が,本 研 究 で 示 し た よ う なMUSICア ル ゴ リ ズ ム に よ る 脳 磁 図 の 解 析 を 利 用 す る こ と に よ り,そ の 病 態 の 理 解 の 一 助 と な る こ と も 期 待 さ れ る. 結 論 痛 覚 関 連 脳 磁 界 のMUSICに お け る ピ ー ク は,中 潜 時 成 分 は 刺 激 反 対 側 のSⅠ 周 辺 に,長 潜 時 成 分 は 両 側SⅡ 周 辺 と 帯 状 回 周 辺 と に 認 め ら れ た.こ れ ら の 結 果 は, single ECDモ デ ル に よ る 報 告 と 同 じ で あ り,本 研 究 で も確 認 さ れ た.こ の よ う に 同 時 に 複 数 のdipoleが 認 め ら れ る 時, MUSICア ル ゴ リ ズ ム は 非 常 に 有 用 で あ り,ま た そ れ ぞ れ のdipoleの 時 間 プ ロ フ ィ ー ル も ま た 認 め ら れ た.脳 磁 図 に お い て,未 知 の 複 数 の 電 流 源 が 予 測 さ れ る 場 合 に, MUSICア ル ゴ リ ズ ム は き わ め て 有 用 な 解 析 法 で あ る と 考 え ら れ,臨 床 応 用 の 可 能 性 が 示 さ れ た. 謝 辞 稿 を終 え る に あ た り,ご 懇 切 な 指 導 と こ校 閲 を 賜 っ た恩 師 岡 山 大 学 医 学 部 神 経 精 神 医 学 教 室 黒 田 重 利 教 授 に 深 謀 の 謝 意 を表 わ し ます.ま た,常 日頃 よ り ご 指 導 頂 い て い る 岡 山 大 学 医 学 部 神 経 精 神 医 学 教 室 山 田 了 士 講 師,岡 山 療 護 セ ン タ ー 北 村 吉 宏 先 生 に 深 謀 の 謝 意 を 表 す と と もに,本 研 究 の 実 施 ・検 討 に ご 援 助 い た だ い た 岡 山 療 護 セ ン タ ー,慈 圭 病 院 及 び 岡 山 大 学 医 学 部 神 経 精 神 医 学 教 室 の 教 室 員 の 方 々 に 深 謝 い た し ま す. 文 献
1) Kitamura Y, Kakigi R, Hoshiyama M , Koyama S, Shimojo M and Watanabe S: Pain-related somatosensory evoked magnetic fields. Electroence phalogr Clin Neurophysiol (1995) 95, 463-474, 2) Kitamura Y, Kakigi R, Hoshiyama M , Koyama S
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-279,
3) Kakigi
R, Koyama S, Hoshiyama
M , Shimojo
M,
Kitamura Y and Watanabe S: Topography of
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somatosensory evoked magnetic fields following pos terior tibial nerve stimulation. Electroencephalogr
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-temporal source analysis. Brain Topogr (1997) 10, 23-30.
Analysis of pain-related
somatosensory
evoked magnetic
fields
using the MUSIC (multiple signal classification)
algorithm
for magnetoencephalography
Youtaro NINOMIYA
Department of Neuropsychiatry,
Okayama University Medical School
Okayama 700-8558, Japan
(Director: Prof. S. Kuroda)
To compute an electrical current source from electrophysiological data, the single equivalent current dipole has been widely used. However, the method is not suitable for analyzing multiple dipoles. We used MUltiple SIgnal Classification (MUSIC) algorithm for analyzing multiple dipole sources in pain-related somatosensory evoked magnetic fields (SEFs) that had been obtained by 148-channel whole head type magnetoencephalography.
Both middle latency (contralateral SĤ) and long latency (bilateral SĨ and cingulate gyri) components were clearly identified in the maps superimpksed on MR images. Not only the MUSIC results were in very good agreement with the single dipole estimation results, but also gave the temporal profiles of each current dipole source in stacks of consecutive maps. Thse results suggested that MUSIC algorithm is an effective tool for the analysis of multiple dipole sources of pain-related SEFs.
