Papers - Minamitani, Haruyuki

筋電気刺激における目標値フィルタを備えたヒト足首関節角制御システム

藤田欣也, 板倉直明, 久保公人, 南谷晴之

電子情報通信学会論文誌(1987) J70-D ( 8 ) 1651-1658 1987.08

Research paper (conference, symposium, etc.), Joint Work

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機能的電気刺激による関節角制御において, 煩雑な実験的手法を要していた関節角制御システムの設計に設計理論の応用を試みた。すなわち, 線形補正したステップ応答波形から制御対象の伝達関数を最小２乗法を用いて決定し, 北森法によってＰI,ＰＩＤ制御器を設計して足首関節角を制御した。さらにオーバーシュートを軽減し, 操作量の変動を小さくするために, 系を２自由度系として外乱応答はそのままで目標値応答を変える一方法として目標値フィルタを制御器に付加した結果, 良好な関節角応答特性が得られた。

境界強調機能を合わせ持つメディアンフィルタ

堀越　力, 南谷晴之

電子情報通信学会論文誌 (1987) J70-D ( 8 ) 1679-1682 1987.08

Research paper (conference, symposium, etc.), Joint Work

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メディアルフィルタに濃淡値しきい値, 分散しきい値および分散の差のしきい値を設定することで, メディアンフィルタを掛けながら, 境界強調または境界抽出ができる新メディアンフィルタを考案した。このフィルタを顕微鏡画像に応用し, リンパ球の境界抽出に関して有効な結果が得られた。

ラット腸間膜集合リンパ管収縮運動と小腸運動の連関性

大塩　力, 南谷晴之, 堀越　力, 土屋雅春

リンパ学, 10, 1, (1987)    54-58 1987.08

Joint Work

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ラット腸間膜集合リンパ管の収縮運動がそのリンパ流源となっている腸の運動と密接な関係を把握する目的で, 顕微鏡画像処理システムを用いてリンパ管の管径変化と腸管運動を計測した。さらにリンパ管収縮運動のリズムと回腸の運動リズムとの関連をみるため両者の相互相関関数およびそれぞれのリズム性の周波数スペクトラムを求めた。両者の運動の間には固有の周期は異なるものの, 互いに共通する長周期のリズム性が認められ, 高い連関性が示唆された。

Measurement of lymphocyte velocity in the collecting lymphatics using high speed video recorder andimage processing system

H. Minamitani, T. Horikoshi, C. Oshio, M. Suematsu & M. Tsuchiya

4th World Cong. Microcircul.(1987 August, Tokyo)  1987.08

Joint Work

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ラット腸間膜集合リンパ管を対象に脈動性リンパ流速とリンパ流量を顕微鏡画像処理法を用いて定量的に計測した。リンパ流速についてはリンパ球の画像抽出, そのフレーム間対応ずけ, 速度ベクトルの算出を行い, リンパ管内の速度分布を求めた。一方, リンパ流量については管径計測を行い, 円管近似による断面積算出後, その時点の平均流速との積から求めた。流速, 流量ともに脈動現象として観測され, 逆流もしばしば起こることが確認された。

Video image analysis on contractile motion and volume changes of collecting lymphatics

H. Minamitani, C. Yuzawa, T. Horikoshi, C. Oshio, E. Sekizuka & M. Tsuchiya

4th World Cong. Microcircul.(1987 August, Tokyo)  1987.08

Joint Work

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ラット腸間膜集合リンパ管のリズミカルな収縮運動とリンパ管の容積変化を解析するために, 顕微鏡動画像処理システムを用いてリンパ管壁の自動抽出とリンパ管径の自動測定を行うアルゴリズムの改良を行った。本法ではグラディエントオペレータ, 方向コード, リンパ管走行ベクトルに加えて管径予測ベクトル等を使用し, 解析スタート点をマニュアル指定するだけで前処理を行うことなく目的のデータが得られた。その結果, リンパ管容積変化の正確な算定が可能となった。

Lymphatic system at low flow states

C. Oshio, H. Minamitani, C. Yuzawa, T. Horikoshi, E. Sekizuka & M. Tsuchiya

4th World Cong. Microcircul.(1987 August, Tokyo)  1987.08

Joint Work

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微小循環系の低血流状態におけるリンパ流と血流の相関性を明らかにするために腸間膜の細動静脈の血流量と集合リンパ管のリンパ流量を高速度ビデオレコーダと画像処理システムを用いて測定した。リンパ流は脱血ショック中の動脈および静脈血流の減少に比例して時間遅れなく減少する。また, リンパ系は微小血管系の変化に対して敏速な応答を示すが, それは能動的ではなくむしろ受動的なふるまいをするという所見が得られた。

機能的電気刺激による筋張力制御システムの設計と評価

板倉直明, 藤田欣也, 久保公人, 南谷晴之

第10回バイオメカニズムシンポジウム論文集 (1987)    79-89 1987.07

Research paper (conference, symposium, etc.), Joint Work

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筋張力を制御するためのディジタル閉ループ制御システムを提案した。システムのコントローラ設計において新しい制御理論を導入し, 所望の応答が得られる簡単な設計法を示した。構築した筋張力制御システムにより筋の特性変化を補償して筋張力を定常位置偏差なく制御することができた。また用いたコントローラの中では, 立ち上がり時間, オーバーシュート量に関してＰＩコントローラが最も良い結果を示した。

Forced Oscillation法におけるキャリブレーションについての考察―RandomNoise を利用した呼吸器系インピーダンス測定―

安田誠一, 増田純一, 関口弘昌, 長野政雄, 南谷晴之

医科器械学会誌57, 7, (1987)    315-318 1987.07

Research paper (scientific journal), Joint Work

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ランダムノイズ波を用いた強制振動法において, 臨床応用を考慮した簡便なメカニカルインピーダンスのキャリブレーション法を提案した。本法では測定系自体のインピーダンスや位相差, さらにキャリブレーション値の周波数特性も十分に考慮しており, 強制振動法による呼吸器インピーダンスの測定に応用可能である。

運動視標追跡中の注意力とスムーズパーシュート運動特性との関係

海老沢嘉伸, 南谷晴之, 守　靖之, 高瀬守一朗

Human Interface, News & Reports,2 (1987)    235-240 1987.07

Joint Work

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Target Brightness Feedback法を用いて, 視標追跡中の被験者の注意力を喚起し, 追跡眼球運動のスムースパーシュート特性が注意力によってどのように変化するかを調べた. さらに, 特性変化の起こる理由を追跡眼球運動モデルによるシミュレーションで考察し, 実験と理論結果の比較検討を試みた。注意力の向上によりスムースパーシュートの最高速度, ゲインの増大,位相の遅れ等の現象が見られたが, これらの現象は視標認知時間が延長するために起こる可能性が確認された。

ＦＥＳによる関節角制御システムの改善と負荷問題

藤田欣也, 板倉直明, 久保公人, 南谷晴之

第10回バイオメカニズムシンポジウム論文集（1987)    71-78 1987.07

Research paper (conference, symposium, etc.), Joint Work

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機能的電気刺激によって下肢運動の機能再建を図るため, 腓腹筋, 前頚骨筋, 大腿直筋, 大腿屈筋群を刺激し, 足関節の底屈, 背屈, 膝関節の伸展, 屈曲の４動作を可能とする関節角制御システムを構築した. このような拮抗筋刺激と目標値フィルタによる過渡特性の改善を行い, 両関節動作の制御と負荷変動に伴う特性変化の補償が可能であることを示した。

Spurious frequency spectra caused by the scattered light from transparent channel wall in the laser Doppler velocimetry

E. Okada & H. Minamitani

Jpn. J. Appl. Phys. 26, 6, (1987)    941-946 1987.06

Joint Work

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レーザードップラ速度計を用いて流速を測定する際に生ずる疑似周波数スペクトルの性質を解析し, そのスペクトル周波数と振幅が受光器の位置とアパーチャアサイズによって変わることを見い出した。疑似信号による周波数の広がりは, いわゆるFrequency Broadeningとは異なり, 管壁などからの散乱光が参照光となりヘテロダイン検波されるために起こることを明らかにした。

レーザードップラ速度計における疑似信号の影響の除去

岡田英史, 南谷晴之

計測自動制御学会論文集23, 6, (1987)    636-638 1987.06

Research paper (conference, symposium, etc.), Joint Work

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差動型レーザードップラ速度計を用いて細管内流などの管壁近傍流の測定を行うと, 対象の速度に対応した真のスペクトラムのほかに管壁からの散乱光の多重干渉による疑似信号のスペクトラムが観測される。本研究ではこの疑似信号の持性を理論的ならびに実験的に検討し, その周波数が受光系の位置に依存するという性質を利用して疑似信号の影響を除去する方法を考案し, その実現を図った。

臨床医学と理工学との接点―近代医療とコンピュータリゼーション―

南谷晴之

医学のあゆみ, 141, 6, (1987)    331-332 1987.05

Single Work

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臨床医学に対する理工学技術の寄与, 発展を概説し, 特に今日の医療におけるコンピュータの利用と将来展望を述べた。

Effect of lipid absorption on lymphocyte traffic in rat mesentric lymphatics-Analysis by high-speed microscopic video system

S. Miura, E. Sekizuka, C. Oshio, H.Minamitani

Am. J. Physiol., 253, 5, G596/G600(1987)  1987.05

Joint Work

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腸管からリンパ系への栄養吸収作用の係わりあいを調べるために腸間膜集合リンパ管のリンパ移送におけるオリーブオイル等の脂質注入効果を解析した。超高速ビデオテープレコーダと画像処理システムを用い, ラット腸間膜集合リンパ管内のリンパ球濃度を計測し, 脂質注入量との関係を求めた。脂質吸収量に応じてリンパ移送量は増加する傾向にあり, 吸収とリンパ移送の間には両者を制御する高い相関システムが存在することが示唆された。

低キューリー点強磁性体剌入による実験腫瘍の組織内加温法

柄川　順, 築山　巌, 南谷晴之, 馬場正幸, 射谷和徳, 内藤　紘

日本ハイパーサーミア学会誌3, 1(1987)    35-39 1987.04

Research paper (scientific journal), Joint Work

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低キューリー点強磁性体であるニッケル・銅合金（Ｎｉ70.4％, Ｃｕ29.6％）の針を用い,500 ｋＨｚの低周波磁気加温を行い, その温度持性を検討した後に, 寒天ファントム, 家兎筋肉に対する剌入加温基礎実験と家兎実験腫瘍の組織内加温を行った。その結果, 局所的に腫瘍に対してハイパサーミア効果があることを見い出した。

大動脈内の血流計測と人工弁移植後の血流ダイナミックス

南谷晴之, 村田孝一, 岡田英史, 矢野秀幸, 福岡　豊

第４回センシングフォーラム論文集 計測自動制御学会(1987)    13-16 1987.04

Research paper (conference, symposium, etc.), Joint Work

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人工弁移植後の大動脈弓内の血流動態, 乱流持性を検討する目的で, ３本の主要血管分枝を有する曲がりのきついアクリル製大動脈弓モデルを用い, 人工弁装着時の血流動態をレーザードップラ流速計により計測した。大動脈弓内の軸方向流速分布, 乱流エネルギー密度, 乱流スペクトルの他に人工弁のエネルギー損失, 有効開口面積を算出し, 人工弁の装着方向依存性を評価した。各種傾斜型ディスク弁の装着方向はMajor Orifice が大動脈湾曲の外側に向けるのが最適であることが定量的に示された。

カテ先圧トランスジューサの気道内圧測定用としての評価

安田誠一, 増田純一, 関口弘昌, 長野政雄, 南谷晴之

医科器械学会誌54, 2, (1987)    54-58 1987.02

Research paper (scientific journal), Joint Work

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カテ先圧トランスジューサを末梢気道内圧測定に用いる際の持性評価と問題点を検討した。３Ｆのカテーテルを用い, スピーカーシステムの振動を利用した実験系により, ステップファンクションテスト, 正弦波の周波数応答, 位相差, 動物実験等のテストを行い, その有効性を確認した。実験犬の気道内圧測定では末梢気道内圧が十分に反映されていると考えられ, 中枢気道と末梢気道を分離測定する肺機能研究の上で有用性が期待された。

大動脈内血流動態からみたSt. Jude　Medical 弁のValve Orientation の検討

村田孝一, 南谷晴之, 岡田英史, 今村洋二, 梅津泰洋, 井上　正

日本人工臓器学会誌「人工臓器」16, 1, (1987)    371-374 1987.02

Research paper (scientific journal), Joint Work

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大動脈モデルと定常流循環システムを用い, ＳＪＭ弁の近傍および大動脈弓内の血流動態（平均流速, 乱流エネルギー密度分布）をレーザードップラ流速計により計測し, その流体力学的持性のValve Orientation （ＶＯ）依存性弁直上から上行大動脈にかけて持有のパタ?ンを示したが, それ以後では明確な差異は見られなかった。一方, 乱流エネルギー密度分布ではＶＯの差異は顕著に現れ, ２枚の弁葉が大動脈弓湾曲に対して直角に開閉するＶＯが持に低値を示した。ＳＪＭ弁の使用に際しても弁装着方向に十分注意を払う必要

大動脈内の血流計測―人工弁置換後の流体力学的持性―

南谷晴之, 村田孝一, 岡田英史, 矢野秀幸, 福岡　豊

第４回流体計測シンポジウム論文集 計測自動制御学会, (1987)    69-72 1987.01

Research paper (conference, symposium, etc.), Joint Work

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３本の主要血管分枝を有する曲がりのきついアクリル製大動脈弓モデルを用い, その起始部に種々の人工弁を装着した場合の血流動態をレーザードップラ流速計により計測した。大動脈弓内の軸方向流速分布, 乱流エネルギー密度, 相対乱流強度分布を求めると同時に側壁圧力分布を求め, それらの人工弁の装着方向依存性を検討した。人工弁装着後の流体力学的持性は人工弁の構造のみならず装着方向によって大きな差異が生じることが判明した。

癌細胞形態変化の画像認識

熊木良成, 南谷晴之, 堀越　力, 野沢志郎

第17回画像工学コンファレンス論文集 (1986)    275-278 1986.12

Research paper (conference, symposium, etc.), Joint Work

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癌細胞の周期的形態変化を画像処理によって識別する方法について研究した。原画像から核と細胞質をそれぞれ別個に領域抽出し, 核と細胞質の持徴量を算出する。持に対象の凹凸度を表す特徴量Vdifを導入し, 面積, 周囲長, 円形度などの持徴量をもとに判別分析法により細胞形　態の識別を可能にした, 学習データに対して93.9％の認識率が得られ, 計算機による細胞形態の識別が可能であることが示された。