| Project/Area Number |
20K09368
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 56010:Neurosurgery-related
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
クー ウイミン 大阪大学, 大学院医学系研究科, 特任助教(常勤) (70591022)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
貴島 晴彦 大阪大学, 大学院医学系研究科, 教授 (10332743)
福間 良平 大阪大学, 大学院医学系研究科, 特任講師(常勤) (20564884)
谷 直樹 大阪大学, 大学院医学系研究科, 助教 (20598370)
山本 祥太 大阪大学, 大学院医学系研究科, 招へい教員 (20795728)
藤田 祐也 大阪大学, 大学院医学系研究科, 招へい教員 (20839097)
押野 悟 大阪大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (40403050)
西 麻哉 大阪大学, 医学部附属病院, 医員 (80837922)
柳澤 琢史 大阪大学, 高等共創研究院, 教授 (90533802)
木本 優希 大阪大学, 医学部附属病院, 医員 (10889645)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2021: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
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| Keywords | てんかん / 脳波fMRI同時計測 / 外科的治療 / てんかん関連ネットワーク / 頭蓋内脳波 / 高周波振動 / 頭蓋内脳波-頭皮脳波-fMRI同時計測 |
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| Outline of Research at the Start |
外科的治療目的で頭蓋内電極を留置する予定のてんかん患者を対象に、頭皮脳波-fMRI、頭皮脳波-頭蓋内脳波、頭皮脳波-頭蓋内脳波-fMRIを同時計測し、下記を行う予定である。
1.頭皮脳波-fMRI同時計測で同定されるてんかん焦点・ネットワークと頭蓋内電気活動（てんかん焦点に特異的な高周波活動を中心に）との関係を明かす。
2.頭蓋内高周波活動に関連したてんかん焦点とネットワークを特徴付ける。
3.頭蓋内高周波活動を推定できる頭皮脳波上の特徴を生成し、頭蓋内高周波活動に関連したネットワークを推定する非侵襲的な技術を開発する。
4.頭蓋内高周波活動に関連したネットワークが外科的治療へ応用できるかを検討する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、頭蓋内脳波-頭皮脳波-fMRI同時計測を用い、脳内高周波振動に関連したてんかんネットワークに対応した頭皮脳波上のElectrical fingerprintを生成し、非侵襲的な頭皮脳波-fMRI同時計測を用いたてんかん焦点とネットワークの同定における特異度を高め、外科的治療への応用を目指している。
外科的治療目的で頭蓋内電極を留置する予定のてんかん患者を対象に、頭皮脳波-fMRI、頭皮脳波-頭蓋内脳波、頭皮脳波-頭蓋内脳波-fMRIを同時計測し、上記目的の達成を目指している。
現時点で計48人に対して頭皮脳波fMRI同時測定を行った。今年度9人行った中で、頭皮上のてんかん性放電が検出でき、それに関連した脳内の賦活部位を同定し、てんかん性放電に関連したてんかん焦点およびネットワークを描出できたのは5人だった。
頭皮脳波-頭蓋内脳波- fMRIの同時計測については現時点で計19人に対して実施した。取得したデータを用いて、MRI由来のアーチファクトを除去し、脳内の高周波振動を検出する方法を確立した。この検出法を用いて、同時記録された頭蓋内脳波の高周波振動を検出し、各患者の高周波振動に関連した脳内ネットワークの描出に成功した。高周波振動に伴う脳内ネットワークはこれまで報告されたことはなく、この結果をまとめて、今後論文の投稿を目指している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
頭皮脳波-頭蓋内脳波- fMRIの同時計測については倫理的な観点より承認が得られたのは成人のみで、2023年度は当院で頭蓋内電極を留置した患者の多くは小児例だったため、計測できたのは１症例のみだった。その結果、機械学習に必要なデータを得るのに遅れが生じている。
また、頭蓋内高周波振動の検出方法の検討に予想よりも時間がかかってしまったため、データ解析の遅れが生じている。
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| Strategy for Future Research Activity |
脳内高周波振動に関連したてんかんネットワークに対応した頭皮脳波上のElectrical fingerprintを生成する上で、頭皮脳波-頭蓋内脳波-fMRIの同時計測のデー タが必要で、上記48人頭皮脳波fMRI同時計測した患者の中から、すでに13人は協力していただき、頭皮脳波-頭蓋内脳波-fMRIの同時計測のデータを取得したが、 機械学習に必要なデータ量としては不十分で、今後も続けて協力していただける患者をリクルートし、データの取得をしていく予定である。
一方、2023年度当院で頭蓋内電極の留置を行った患者の多くが小児例だった影響で、本研究に協力していただける頭蓋内電極が留置されている患者の数も減ったため、目標とするデータ量の取得が達成できなかった。その対策として、今年度に可能な限り患者をリクルートし、解析に必要なデータ量を集めていく予定である。
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