| Project/Area Number |
19K18295
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 55050:Anesthesiology-related
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | fMRI / anesthesia / iMRI |
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| Outline of Research at the Start |
手術を受ける患者40名（セボフルラン群20名、プロポフォール群20名）で術前・術後覚醒時のfMRI撮影を行い、脳内ネットワークの解析や術後せん妄との相関解析を行う。またこのうち主に脳外科手術中の患者（セボフルラン群10名、プロポフォール群10名）については全身麻酔下での術中fMRIも行い、術前術後覚醒時との比較も行う。撮像はSiemens Skyra 3T MRIを用いる。seed-based analysisを用いて、セボフルラン群とプロポフォール群、術後せん妄群と非せん妄群の脳機能的結合を比較する。術中fMRIについては覚醒時のfMRI画像と比較し、脳機能的結合を解析する。
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| Outline of Final Research Achievements |
Sixteen adult patients undergoing elective Hardy operation were included in the study. Magnetic field changes (BOLD signal) associated with changes in neural activity were measured, and changes in BOLD signal for each brain region were compared during preoperative and during sevoflurane general anesthesia to analyze changes in neural activity in the brain. The strength of the brain's neural network, synchrony of neural activity in brain regions, and spontaneous neural activity in brain regions were evaluated. Areas where artifacts were observed due to head fixation devices, intracranial air, or displacement of the head from the midline of the MRI system were excluded from the analysis by masking process. Anesthesia weakened the network of the thalamus and globus pallidus and caudate nucleus, decreased synchrony of local neural activity in the thalamus and anterior cingulate cortex, and decreased spontaneous neural activity in the thalamus and precuneus and posterior cingulate gyrus.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究では、意識形成に重要と思われる視床、後帯状回皮質、楔前部の神経活動低下やこれらを中心とした脳神経ネットワークの機能低下が全身麻酔による意識レベル低下を反映している可能性を示唆した。また、セボフルランによる麻酔作用と視床を介した大脳皮質-大脳基底核のループの抑制が関連する可能性を示唆した。加えて、脳経外科手術中のfMRI画像であることに起因する、種々のアーチファクトによる画像欠損がみられたが、マスキング処理により同部位を除外し問題なく解析、評価の対象とすることができた。本研究の手法は、今後脳神経外科手術中のfMRI画像を解析する際に有用となる可能性がある。
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