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脳容積・白質微細構造の大規模データ解析による睡眠障害のバイオマーカー探索

Research Project

Project/Area Number 21K15833
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

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

Principal Investigator

早川 弥生  順天堂大学, 医学部, 准教授 (30812763)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywords睡眠障害 / DTI-ALPS / 脈絡叢体積 / PSQI / 磁気共鳴画像 / 地域在住高齢者 / 脳容積
Outline of Research at the Start

睡眠の質に関連する脳の器質的変化についての研究は少なく、不眠症やうつ病、睡眠時無呼吸症などの疾患をもつ患者を対象としたものが散見される。しかし実際には一般生活者の中にも睡眠障害を有する場合も多くあると考えられる。本研究では、大規模被験者データを対象に、革新的な磁気共鳴画像(MRI)解析法を用いて睡眠の質と脳の器質的変化の関連を明らかにし、睡眠の質の客観的なバイオマーカーを探索するとともに、睡眠障害やそれが引き起こす精神疾患や生活習慣病の予防やより有効な早期介入法の開発を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

脳の睡眠障害に関連するMRI指標としてのdiffusion tensor image analysis along the perivascular space(DTI-ALPS)indexに加え、脈絡叢体積(choroid plexus volume:CPV)を用いて脳の構造変化と睡眠障害の関連について検討を進めた。睡眠の質はPittsburgh Sleep Quality Index(PSQI)により評価し、スコアの高い、つまり睡眠障害のある高齢者群では、健常群と比較してDTI-ALPS indexが有意に低下しており、睡眠障害により脳の老廃物排泄機能(glymphatic system)が低下している可能性が示された。また、ALPS indexとCPVとの間には負の相関が認められ、さらに認知機能スコア(MoCA)との間には正の相関が確認された。これらの結果から、睡眠障害が脳構造や機能に与える影響を支持する知見が得られた。本内容は論文化・発表を行った。さらに、コホート研究である文京ヘルススタディーのfollow up MRIデータについて、baselineと同様の方法を用いて全脳および各脳領域別の容積算出を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

ALPS-index以外のCPVなどの指標も用いて睡眠障害と脳の変化の関連の検討を行い、結果を論文にて発表した。また、研究期間後半に向けた縦断解析の準備として、コホート研究開始から5年後のfollow upデータのうちMRIデータを用いて、1回目と同様の方法を用いて容積算出を行った。

Strategy for Future Research Activity

コホート研究で2020年以降に蓄積してきた再評価データを活用し、経時的に評価することで、脳容積やALPS-index、その他の指標を用いて睡眠障害が脳構造に与える影響を縦断的に検討する。

Report

(4 results)
  • 2024 Research-status Report
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2024 2023

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Decreased Water Diffusivity Along the Perivascular Space in Older Adults With Poor Sleep Quality2024

    • Author(s)
      Kikuta Junko、Kamagata Koji、Takabayashi Kaito、Hayakawa Yayoi、Taoka Toshiaki、Saito Yuya、Uchida Wataru、Guo Sen、Yoshida Seina、Yamazaki Keigo、Wada Akihiko、Kaga Hideyoshi、Tamura Yoshifumi、Kawamori Ryuzo、Watada Hirotaka、Aoki Shigeki
    • Journal Title

      Journal of Neuroscience Research

      Volume: 102 Issue: 12 Pages: 1-13

    • DOI

      10.1002/jnr.70005

    • Related Report
      2024 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Optimizing GPT-4 Turbo Diagnostic Accuracy in Neuroradiology through Prompt Engineering and Confidence Thresholds.2024

    • Author(s)
      Wada A, Akashi T, Shih G, Hagiwara A, Nishizawa M, Hayakawa Y, Kikuta J, Shimoji K, Sano K, Kamagata K, Nakanishi A, Aoki S.
    • Journal Title

      Diagnostics (Basel, Switzerland).

      Volume: 17;14(14) Issue: 14 Pages: 1541-1541

    • DOI

      10.3390/diagnostics14141541

    • Related Report
      2024 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Glymphatic system impairment in sleep disruption: diffusion tensor image analysis along the perivascular space (DTI-ALPS)2023

    • Author(s)
      Saito Y, Hayakawa Y(equal contribution), Kamagata K, Kikuta J, Mita T, Andica C, Taoka T, Uchida W, Takabayashi K, Tuerxun R, Mahemuti Z, Yoshida S, Kitagawa T, Arai T, Suzuki A, Sato K, Nishizawa M, Akashi T, Shimoji K, Wada A, Aoki S
    • Journal Title

      Japanese Journal of Radiology

      Volume: 41 Issue: 12 Pages: 1335-1343

    • DOI

      10.1007/s11604-023-01463-6

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Automation of a Rule-based Workflow to Estimate Age from Brain MR Imaging of Infants and Children Up to 2 Years Old Using Stacked Deep Learning2023

    • Author(s)
      Wada Akihiko、Saito Yuya、Fujita Shohei、Irie Ryusuke、Akashi Toshiaki、Sano Katsuhiro、Kato Shinpei、Ikenouchi Yutaka、Hagiwara Akifumi、Sato Kanako、Tomizawa Nobuo、Hayakawa Yayoi、Kikuta Junko、Kamagata Koji、Suzuki Michimasa、Hori Masaaki、Nakanishi Atsushi、Aoki Shigeki
    • Journal Title

      Magnetic Resonance in Medical Sciences

      Volume: 22 Issue: 1 Pages: 57-66

    • DOI

      10.2463/mrms.mp.2021-0068

    • NAID

      130008127687

    • ISSN
      1347-3182, 1880-2206
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Effectiveness of brain T1/T2-weighted images for automatic detection of perivascular space using the deep learning model2024

    • Author(s)
      Sen Guo, Junko Kikuta, Koji Kamagata, Yuya Saito, Kaito Takabayashi, Wataru Uchida, Yujiro Otsuka, Yayoi Hayakawa, Akihiko Wada, Shigeki Aoki
    • Organizer
      第22回アジア・オセアニア放射線学術会
    • Related Report
      2024 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 大規模言語モデル (LLM) による画像診断アシスト:プロンプトエンジニアリングでの制度改善の試み2024

    • Author(s)
      和田昭彦, 明石敏昭, 萩原彰文, 西澤光生, 早川弥生, 菊田潤子, 下地啓五, 佐野勝廣, 鎌形康司, 中西淳, 青木茂樹
    • Organizer
      第3回日本医用画像電子情報・人工知能研究会
    • Related Report
      2024 Research-status Report
  • [Presentation] 睡眠の質に伴うDTI-ALPSおよび脈絡叢体積の変化2023

    • Author(s)
      菊田潤子、鎌形康司、早川弥生、田岡俊昭、高林海斗、斎藤勇哉、内田航、陳紅愷、吉田聖奈、山崎奎吾、和田昭彦、加賀英義、田村好史、河盛隆造、綿田裕孝、青木茂樹
    • Organizer
      第51回日本磁気共鳴医学会大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 深層学習モデルを用いた血管周囲腔自動検出における頭部T1/T2 強調像の有効性の検証2023

    • Author(s)
      郭森, 菊田潤子, 鎌形康司, 陳紅愷, 斎藤勇哉, 高林海斗, 内田航, 大塚裕次朗, 早川 弥生, 和田昭彦, 青木茂樹
    • Organizer
      第51回日本磁気共鳴医学会大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 睡眠の質の低下に伴うglymphatic system機能変化 DTI-ALPSを用いた検討2023

    • Author(s)
      早川弥生、三田剛嗣、菊田潤子、鎌形康司、高林海斗、内田航、和田昭彦、田岡俊昭、長縄慎二、青木茂樹
    • Organizer
      第52回日本神経放射線学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-12-26  

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