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Quantification of DAT SPECT in the diagnosis of Parkinson's syndrome and its application to machine learning

Research Project

Project/Area Number 19K17243
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 52040:Radiological sciences-related
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

IWABUCHI Yu  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (90573262)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywordsパーキンソン病 / パーキンソン症候群 / ドーパミントランスポーター / DAT SPECT / MIBGシンチグラフィ / 機械学習 / AI / 定量評価 / レビー小体型認知症 / レビー小体病 / 核医学 / 画像診断
Outline of Research at the Start

パーキンソン病やパーキンソン症候群の診断は従来、臨床症状をもとに診断されることが多く、いわば主治医の主観に頼る部分が大きいことがひとつの問題であった。123I-Ioflupaneは脳内のドパミン神経細胞に存在するドパミントランスポーターの密度や活性に依存して集積する放射性薬剤であるが、この薬剤を用いたSPECT検査(DAT SPECT)を用いることで機能画像による客観的な診断が得られるようになった。一方でこの画像をより正確に評価するための方法はまだ十分に確立されていない。本研究の目的はDAT SPECTの新たな定量化方法や解析・評価方法を検討し、より診断精度の高い評価方法を求めることである。

Outline of Final Research Achievements

DAT SPECT, one of the nuclear medicine exam, plays an important role in the diagnosis of Parkinson's syndrome. In this study, we established quantitative evaluation methods to improve the diagnostic performance of DAT SPECT.
To date, quantitative evaluation have been used based on the intensity of accumulation of radioisotope in the bilateral striatum and the difference between the left and right sides of the striatum. This study confirmed that a more accurate diagnosis can be performed by evaluating changes in the shape of striatal accumulation. In addition, it was demonstrated that incorporating these multiple quantitative indices into machine learning as feature values and combining them with quantitative values from other nuclear medicine exams such as MIBG scintigraphy enables more comprehensive evaluation and improves diagnostic performance.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究成果により核医学検査のひとつであるDAT SPECTによる、より正確かつ客観的なパーキンソン症候群(パーキンソン病含む)の診断体系の確立が出来ると考えられる。また本研究結果は実臨床に直接的に応用可能な内容であり、DAT SPECTでの線条体集積の形態評価を含めた定量解析を実臨床に組み込むことで、パーキンソン症候群の診断能をこれまでより向上させることが出来るという学術的意義があると考える。
パーキンソン症候群をより正確に鑑別診断する事で治療方針の決定や予後の推測などに役立つ臨床情報を得ることができ、さらには予後の改善や介護者の負担軽減にもつながっていくものと思われる。

Report

(5 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2022 2021 2019

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (3 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Striatal Dopaminergic Depletion Pattern Reflects Pathological Brain Perfusion Changes in Lewy Body Diseases2022

    • Author(s)
      Iwabuchi Yu、Shiga Tohru、Kameyama Masashi、Miyazawa Raita、Seki Morinobu、Ito Daisuke、Uchida Hiroyuki、Tabuchi Hajime、Jinzaki Masahiro
    • Journal Title

      Molecular Imaging and Biology

      Volume: 24 Issue: 6 Pages: 950-958

    • DOI

      10.1007/s11307-022-01745-x

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A diagnostic strategy for Parkinsonian syndromes using quantitative indices of DAT SPECT and MIBG scintigraphy: an investigation using the classification and regression tree analysis2021

    • Author(s)
      Iwabuchi Yu、Kameyama Masashi、Matsusaka Yohji、Narimatsu Hidetoshi、Hashimoto Masahiro、Seki Morinobu、Ito Daisuke、Tabuchi Hajime、Yamada Yoshitake、Jinzaki Masahiro
    • Journal Title

      European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging

      Volume: - Issue: 6 Pages: 1833-1841

    • DOI

      10.1007/s00259-020-05168-0

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Impact of the cerebrospinal fluid-mask algorithm on the diagnostic performance of 123I-Ioflupane SPECT: an investigation of parkinsonian syndromes2019

    • Author(s)
      Iwabuchi Y, Nakahara T, Kameyama M, et al
    • Journal Title

      EJNMMI Res.

      Volume: 9 Issue: 1 Pages: 85-85

    • DOI

      10.1186/s13550-019-0558-x

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Impact of a combination of quantitative indices representing uptake intensity, shape, and asymmetry in DAT SPECT using machine learning: comparison of different volume of interest settings2019

    • Author(s)
      Iwabuchi Yu、Nakahara Tadaki、Kameyama Masashi、Yamada Yoshitake、Hashimoto Masahiro、Matsusaka Yohji、Osada Takashi、Ito Daisuke、Tabuchi Hajime、Jinzaki Masahiro
    • Journal Title

      EJNMMI Research

      Volume: 9 Issue: 1 Pages: 7-7

    • DOI

      10.1186/s13550-019-0477-x

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] DAT SPECTにおける集積パターンはレビー小体病の病理学的な脳血流低下と相関する。2022

    • Author(s)
      岩渕雄、志賀哲、亀山征史、宮澤雷太、関守信、伊東大介、内田裕之、田渕肇、陣崎雅弘
    • Organizer
      第62回日本核医学会学術総会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] DAT SPECTとMIBGシンチグラフィーの定量的指標の効果的な併用2021

    • Author(s)
      岩渕雄、亀山征史、松坂陽至、成松英俊、橋本正弘、関守信、伊東大介、田渕肇、山田祥岳、陣崎雅弘
    • Organizer
      第61回日本核医学会学術総会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] DAT SPECTにおける脳脊髄液マスク補正の診断能への影響2019

    • Author(s)
      岩渕 雄
    • Organizer
      第59回日本核医学会学術総会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Book] 臨床放射線2022

    • Author(s)
      岩渕 雄
    • Total Pages
      116
    • Publisher
      金原出版
    • Related Report
      2022 Annual Research Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2024-01-30  

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