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Multilayer multiblock scoring for functional brain imaging data analysis

Research Project

Project/Area Number 21K11788
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 60030:Statistical science-related
Research InstitutionSaga University

Principal Investigator

Kawaguchi Atsushi  佐賀大学, 医学部, 教授 (60389319)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2023: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords脳・神経 / 画像解析 / 機能的脳画像解析 / ネットワーク解析 / スコアリング / 生物統計 / ビッグデータ / データサイエンス / 脳科学
Outline of Research at the Start

本研究では,健常者と患者を含む複数の対象者において,一人あたり複数時点測定の時系列を有する機能的脳画像データから各個人のネットワークスコアを推定し, それに脳形態や遺伝子情報などそれ以外の情報も組み込ませることができるようなスコアを用いて解析する方法を開発する.
このスコアを用い新規対象者の画像データから疾患診断確率を算出するための関係式におけるパラメータを統計学的に推定する.こうして新規対象者に対して疾患診断確率を計算する方法を開発し,疾患の早期発見のために疾患の初期段階,もしくは未解明領域の実データに応用する.

Outline of Final Research Achievements

We developed an algorithm to estimate the network of each individual from functional brain images and to calculate a score for disease diagnosis using the connectivity of the individual's brain functions. The software was also developed, and the results of a simulation study and application to brain imaging data from real dementia and healthy subjects showed that the constructed model can be used to predict dementia with a high accuracy.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年,脳科学は学術的にも社会的にも関心が高い.医学では,特に精神神経領域において,疾患の早期発見,病態の客観的評価,疾患サブタイプ分類などの研究が盛んに行われている.推定されたネットワークからアウトカム (病気や健康など) を決定するための予測式を構築することができ,脳の機能的接続性を脳障害の診断をするための有用なバイオマーカーとして利用することを可能とした.

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Network-based diagnostic probability estimation from resting-state functional magnetic resonance imaging2023

    • Author(s)
      Kawaguchi Atsushi
    • Journal Title

      Mathematical Biosciences and Engineering

      Volume: 20 Issue: 10 Pages: 17702-17725

    • DOI

      10.3934/mbe.2023787

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Methods in the Statistical Analysis and Harmonization of Brain Imaging Data2022

    • Author(s)
      川口 淳
    • Journal Title

      Japanese Journal of Magnetic Resonance in Medicine

      Volume: 42 Issue: 1 Pages: 1-14

    • DOI

      10.2463/jjmrm.2021-1740

    • NAID

      130008115167

    • ISSN
      0914-9457, 2434-0499
    • Year and Date
      2022-02-15
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Individual voxel-based morphometry adjusting covariates in multiple system atrophy.2021

    • Author(s)
      Ebina J, Hara K, Watanabe H, Kawabata K, Yamashita F, Kawaguchi A, Yoshida Y, Kato T, Ogura A, Masuda M, Ohdake R, Mori D, Maesawa S, Katsuno M, Kano O, Sobue G.
    • Journal Title

      Parkinsonism Relat Disord.

      Volume: 90 Pages: 114-119

    • DOI

      10.1016/j.parkreldis.2021.07.025

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 脳画像AI解析における信頼性2023

    • Author(s)
      川口淳, 石丸悠子, 高尾結佳, 大迫亮介
    • Organizer
      2023年度 人工知能学会全国大会(第37回)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] マルチモーダル脳画像解析2022

    • Author(s)
      川口 淳
    • Organizer
      第44回IBISML研究会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 異種脳画像統合解析のためのネスト成分法2021

    • Author(s)
      田尻 涼、川口 淳
    • Organizer
      日本計算機統計学会第35回大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 深層学習により生成した脳画像は解析に使用できるのか2021

    • Author(s)
      田尻 涼、川口 淳
    • Organizer
      科研費シンポジウム「データサイエンス・統計学における方法論と応用の新展開」
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 医療データサイエンス2021

    • Author(s)
      川口 淳
    • Organizer
      2021年度統計データサイエンス研究集会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Book] Multivariate Analysis for Neuroimaging Data2021

    • Author(s)
      Atsushi Kawaguchi
    • Total Pages
      224
    • Publisher
      CRC Press
    • ISBN
      9781000369878
    • Related Report
      2021 Research-status Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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