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Optimizing stereotactic targeting for severe refractory tremor and investigation of tremor control mechanism

Research Project

Project/Area Number 21K09116
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 56010:Neurosurgery-related
Research InstitutionThe Tazuke Kofukai

Principal Investigator

戸田 弘紀  公益財団法人田附興風会, 医学研究所 神経・感覚運動器研究部, 部長 (80414118)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywordsthalamus / subthalamus / zona incerta / cerebellothalamic tract / 振戦 / 大脳皮質 / 大脳基底核 / 視床 / 定位機能神経外科手術
Outline of Research at the Start

生活の程度を妨げる強い振戦は、外科的治療を要する例がある。本研究では、外科治療で用いる画像データを、標準的な脳構造と照合し振戦に関わる領域と神経回路の画像を詳細に検討する。この解析から振戦に関わる領域と回路にどの程度治療を加えると最適な効果が得られるかを解明することができる。
さらに標準化されたデータを、現在より侵襲の少ない治療として普及しつつある集束超音波治療の標的決定に応用すると、難治性振戦の方により安全で効果的な治療を提供することができるようになることが期待される。

Outline of Annual Research Achievements

ヒト脳を対象とし、定位機能神経外科治療前後の神経画像と生理学的情報を用いて、視床腹側核、視床腹部を中心に、小脳、大脳基底核、大脳皮質 の役割を検討する研究を行なっている。これまでに視床前腹側(VA)核、視床VL核と視床腹部(posterior subthalamic area,PSA)の振戦治療標的空間を"tremor target box"として、VA, VL, PSA, 吻側不確帯(caudal zona incerta, cZI)への淡蒼球系と小脳系の投射線維の可視化(戸田 他 脳神経外科[医学書院]2021; Sugiyama, Toda; Front Hum Neurosci 2022)や脳深部刺激療法による臨床的改善度と複数の刺激領域の比較から想定する刺激最適部位となりうるcZIの重要性を報告し (杉山、澤田、戸田ら 機能的脳神経外科 2023)、関連国際学会で講演した(WSSFN 2022, Asian Australasian CNS 2022, Asian Australasian Society for Stereotactic and Functional Neurosurgery 2023)。さらに上述の"tremor target box"とその周辺の刺激最適部位と小脳、大脳基底核、大脳皮質間との連携を可視化するデータ解析を行なった(杉山、澤田、戸田ら、投稿中)。また視床腹側核/視床腹部の可視化に定量的磁化率強調画像(QSM)の有用性を示した実例を報告し(Ohtsuki, Sawada, Toda, J Neurosurg Case Lessons 2024)、より多くの症例で治療最適化条件をMRガイド下集束超音波治療例(投稿中)及び定位破壊術症例(投稿中)で検討した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

定位脳手術症例データを用いた磁化率マッピング画像、拡散テンソル画像、LeadDBSの3次元神経回路解析法が確立された。視床・視床腹部、さらに小脳視床路、 淡蒼球視床路の可視化され、「パーキンソン病と本態性振戦に対する後腹側視床領域, 淡蒼球視床路, 脚橋被蓋核の定位脳手術」(脳神経外科、医学書院, 2021) と"A Single DBS-Lead to Stimulate the Thalamus and Subthalamus: Two-Story Targets for Tremor Disorders, Front Hum Neurosci. 2022; 16: 790942"を 発表した。さらに、この画像解析法を用いて、振戦例の視床腹部を検証したデータを「パーキンソン病に対する視床下核脳深部刺激療法再調整例におけるイメーガイドプログラミングの有用性:2症例の検討」として現在「定位・機能神経外科」誌に報告し、さらにより多く の症例を検証したデータ解析結果を投稿中であり、QSMを用いた画像結果をまず有用例として報告したのちに(Ohtsuki, Sawada, Toda, J Neurosurg Case Lessons 2024)、より多くの症例で異なる外科治療との組み合わせから検証した内容を現在投稿中である。これら投稿手続きに際して、やや遅延が生じており、2024年中に論文としての報告を完了させる見込みである。

Strategy for Future Research Activity

本研究に関する方法論は確立されており、データの検証も進んでいるため、2024年度中に投稿中の論文の校訂作業を進める予定である。

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 4 results)

  • [Journal Article] Quantitative susceptibility mapping and a nonlinearly transformed atlas for targeting the ventral intermediate nucleus of the thalamus in a patient with tremor and thalamic hypertrophy: illustrative case2024

    • Author(s)
      Kazuya Ohtsuki, Masahiro Sawada, Wataru Yoshizaki, Takayoshi Ishimori, Nobukatsu Sawamoto, Yasutaka Fushimi, Hiroki Toda
    • Journal Title

      J Neurosurg Case Lessons

      Volume: 7 Issue: 14

    • DOI

      10.3171/case23709

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] ーキンソン病に対する視床下核脳深部刺激療法再調整例におけるイメージガイド下プログラミングの有用性:2症例の検討2023

    • Author(s)
      杉山 純平, 澤田 真寛, 岡 佑和, 今中 翔平, 太田 和馬, 辻村 敦史, 西田 南海子, 樽野 陽亮, 高橋 牧郎, 石守 崇好, 奥村 亮介, 戸田 弘紀
    • Journal Title

      機能的脳神経外科

      Volume: 62 Pages: 105-111

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Single DBS-Lead to Stimulate the Thalamus and Subthalamus: Two-Story Targets for Tremor Disorders2022

    • Author(s)
      Jumpei Sugiyama, Hiroki Toda
    • Journal Title

      Front Hum Neurosci

      Volume: 16 Pages: 1-5

    • DOI

      10.3389/fnhum.2022.790942

    • Related Report
      2022 Research-status Report 2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 特集 定位・機能神経外科の基礎と臨床 Ⅲ 定位・機能神経外科の外科的治療手技 脳深部刺激療法(DBS) その他の標的核に対するDBS-パーキンソン病と本態性振戦に対する後腹側視床領域,淡蒼球視床路,脚橋被蓋核の定位脳手術2021

    • Author(s)
      戸田 弘紀、神辺 大輔、島 淳、西田 南海子、澤本 伸克
    • Journal Title

      Neurological Surgery 脳神経外科

      Volume: 49 Issue: 4 Pages: 820-828

    • DOI

      10.11477/mf.1436204460

    • ISSN
      0301-2603, 1882-1251
    • Year and Date
      2021-07-10
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Functional Neurosurgery for Tremor2023

    • Author(s)
      Hiroki Toda
    • Organizer
      The 13th Scientific Meeting of the Asian-Australasian Society for Stereotactic and Functional Neurosurgery
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Review and Perspective on Magnetic Resonance-guided Focused Ultrasound for Essential Tremor and Parkinson’s Disease2023

    • Author(s)
      Hiroki Toda
    • Organizer
      The 13th Scientific Meeting of the Asian-Australasian Society for Stereotactic and Functional Neurosurgery
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Visualization of anatomical borders of subthalamic nucleus and globus pallidus interna using quantitative susceptibility mapping in patients with Parkinson's disease and dystonia2022

    • Author(s)
      Hiroki Toda
    • Organizer
      16th Asian Australasian Congress of Neurological Surgeons
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Quantitative susceptibility mapping for deep brain stimulation targeting2022

    • Author(s)
      Hiroki Toda
    • Organizer
      World Society of Stereotactic and Functional Neurosurgery meeting 2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

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