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Establishment of an algorithm for predicting postoperative delirium using EEG analysis

Research Project

Project/Area Number 21K16556
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 55050:Anesthesiology-related
Research InstitutionHirosaki University

Principal Investigator

Kinoshita Hirotaka  弘前大学, 医学部附属病院, 助教 (70897660)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Keywords術後譫妄 / α波 / 脳波 / 好中球リンパ球比 / 脳内炎症 / 脆弱な脳 / 尿酸 / 高齢者 / レミマゾラム / 脊椎手術 / 好中球・リンパ球比 / 血小板・リンパ球比 / うつ / 炎症
Outline of Research at the Start

術後譫妄は、加齢に伴う神経変化に周術期ストレスが加わることで脳内炎症が惹起され、発症すると考えられている。より早期かつ簡便に脳内炎症を検知し、術後譫妄を予測する可能性のある方法として全身麻酔中の脳波測定があげられる。全身麻酔薬として使用されるプロポフォール、セボフルラン、デスフルラン、2020年に日本で承認されたレミマゾラムベシル酸塩等の各種麻酔薬や炎症による脳波の差異が、術後譫妄とどのように関連するかを検討し、術後譫妄早期発見のためのアルゴリズムを算出することを目指す。

Outline of Final Research Achievements

We have investigated whether EEG during general anesthesia is useful as a means of early prediction for "neuroinflammation", which is considered to be a pathological mechanism of postoperative delirium. We reported the relative ratio of the alpha power is significantly lower in patients with postoperative delirium underwent highly invasive surgeries such as head and neck reconstruction and esophageal cancer surgery. Rather than age and neutrophil-lymphocyte ratios, which have been thought to be associated with postoperative delirium, the relative ratio of the alpha power reflected "vulnerable brain" and is the most useful marker for predicting postoperative delirium. In addition, we reported that the usefulness of preoperative neutrophil-lymphocyte ratios as a predictive marker for preoperative delirium in highly invasive malignant surgery.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

全身麻酔中の脳波から術後譫妄を予測できるようになったことで、麻酔科医が術後譫妄に対し介入できる可能性を拓げた。また、麻酔導入時点で術後譫妄の発症がある程度規定されていることを脳波解析により客観的に証明したことで、術前の予防介入の重要性を示すことができた。全身麻酔中の脳波、特にα波は「脳の脆弱性」を示唆しており、α波の出現は術後譫妄予防に向けた術前介入の指標となりうる。また、加齢や術前の全身炎症を示唆する好中球リンパ球比との関連を探ることによって、術後譫妄の病態機序解明に向け一助となったと考えている。

Report

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

    (21 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 3 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Remimazolam and Remifentanil Anesthetics for an Adolescent Patient with Stiff-Person Syndrome: A Case Report2024

    • Author(s)
      Morita Hironobu、Kinoshita Hirotaka、Kiyokawa Masayo、Kushikata Tetsuya、Hirota Kazuyoshi
    • Journal Title

      A&A Practice

      Volume: 18 Issue: 2 Pages: e01758-e01758

    • DOI

      10.1213/xaa.0000000000001758

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Perioperative Frontal Relative Ratio of the Alpha Power of Electroencephalography for Predicting Postoperative Delirium After Highly Invasive Surgery: A Prospective Observational Study.2023

    • Author(s)
      1.Kinoshita H, Saito J, Kushikata T, Oyama T, Takekawa D, Hashiba E, Sawa T, Hirota K.
    • Journal Title

      Anesth Analg

      Volume: - Issue: 6 Pages: 12791-1288

    • DOI

      10.1213/ane.0000000000006424

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Association of cervical atherosclerosis on Doppler ultrasonography and postoperative delirium in patients undergoing spinal surgery: a single-center, retrospective, observational study2023

    • Author(s)
      Kumagai Gentaro、Wada Kanichiro、Asari Toru、Nitobe Yohshiro、Kinoshita Hirotaka、Kushikata Tetsuya、Hirota Kazuyoshi、Ishibashi Yasuyuki
    • Journal Title

      European Spine Journal

      Volume: 32 Issue: 10 Pages: 3352-3359

    • DOI

      10.1007/s00586-023-07823-0

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Association between preoperative neutrophil?lymphocyte ratio, uric acid, and postoperative delirium in elderly patients undergoing degenerative spine surgery2023

    • Author(s)
      Kato Kodai、Kinoshita Hirotaka、Kumagai Gentaro、Takekawa Daiki、Nitobe Yohshiro、Asari Toru、Wada Kanichiro、Kushikata Tetsuya、Ishibashi Yasuyuki、Hirota Kazuyoshi
    • Journal Title

      Journal of Anesthesia

      Volume: 38 Issue: 1 Pages: 35-43

    • DOI

      10.1007/s00540-023-03273-6

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Higher neutrophil-lymphocyte ratio is associated with depressive symptoms in Japanese general male population2022

    • Author(s)
      Kinoshita Hirotaka、Takekawa Daiki、Kudo Takashi、Sawada Kaori、Mikami Tatsuya、Hirota Kazuyoshi
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 12 Issue: 1 Pages: 9268-9268

    • DOI

      10.1038/s41598-022-13562-x

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Successful management of a patient with preoperative respiratory failure due to a solid giant retroperitoneal tumor: a case report2022

    • Author(s)
      Kinoshita Hirotaka、Hashiba Eiji、Uchida Satoshi、Hirota Kazuyoshi
    • Journal Title

      JA Clinical Reports

      Volume: 8 Issue: 1 Pages: 85-85

    • DOI

      10.1186/s40981-022-00575-8

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Availability of preoperative neutrophil-lymphocyte ratio to predict postoperative delirium after head and neck free-flap reconstruction: A retrospective study2021

    • Author(s)
      Kinoshita Hirotaka、Saito Junichi、Takekawa Daiki、Ohyama Tasuku、Kushikata Tetsuya、Hirota Kazuyoshi
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 16 Issue: 7 Pages: e0254654-e0254654

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0254654

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Higher neutrophil-to-lymphocyte ratio, mean platelet volume, and platelet distribution width are associated with postoperative delirium in patients undergoing esophagectomy: a retrospective observational study2021

    • Author(s)
      Oyama Tasuku、Kinoshita Hirotaka、Takekawa Daiki、Saito Junichi、Kushikata Tetsuya、Hirota Kazuyoshi
    • Journal Title

      Journal of Anesthesia

      Volume: 36 Issue: 1 Pages: 58-67

    • DOI

      10.1007/s00540-021-03007-6

    • NAID

      40022822406

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] サルコペニアの術後せん妄への影響: 脳波αパワー相対比を用いた研究2024

    • Author(s)
      木下 裕貴, 内田 達士, 大山 翼, 竹川 大貴, 中井 希紫子, 二階堂 義和, 斎藤 淳一, 橋場 英二, 櫛方 哲也, 廣田 和美
    • Organizer
      第51回日本集中治療医学会学術集会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Stiff-Person症候群患者にレミマゾラムとレミフェンタニルを用いて全身麻酔管理を施行した1症例2024

    • Author(s)
      盛田 大喜, 木下 裕貴, 床次 玲未, 芳賀 悠, 清川 聖代, 櫛方 哲也, 廣田 和美
    • Organizer
      第51回日本集中治療医学会学術集会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 脊椎変性疾患患者における術前の好中球リンパ球比および尿酸と術後せん妄の関連2023

    • Author(s)
      加藤 広大, 木下 裕貴, 竹川 大貴, 櫛方 哲也, 廣田 和美
    • Organizer
      日本麻酔科学会北海道・東北支部第13回学術集会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] ICU 入室後24時間データを用いた術後せん妄予測のための推論モデルの確立2023

    • Author(s)
      木下 裕貴, 佐々木 賀広, 齋藤 くるみ, 内田 達士, 平井 直樹, 堀 実怜, 竹川 大貴, 橋場 英二, 櫛方 哲也, 廣田 和美
    • Organizer
      日本集中治療医学会第7回東北支部学術集会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 周術期せん妄の予防戦略と 薬理学的介入2023

    • Author(s)
      木下 裕貴
    • Organizer
      日本クリティカルケア看護学会2022年度せん妄ケアセミナー
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      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 自施設JIPADデータを用いた深層学習による術後せん妄予測モデルの確立2023

    • Author(s)
      木下 裕貴、佐々木 賀広, 齋藤 くるみ、内田 達士、平井 直樹、 堀 実怜、竹川 大貴、橋場 英二、櫛方 哲也、廣田 和美
    • Organizer
      第50回日本集中治療医学会学術集会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Chronological changes in multiple frontal EEG characteristics after general anesthesia in patients with or without postoperative delirium2022

    • Author(s)
      Kinoshita H, Hashiba E, Oyama T, Takekawa D, Saito J, Kushikata T, Hirota K
    • Organizer
      The 35th congress of European society of intensive care medicine
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      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 高侵襲手術における全身麻酔中の脳波変化と術後せん妄の関連2022

    • Author(s)
      木下 裕貴、櫛方 哲也、廣田 和美
    • Organizer
      日本臨床麻酔学会第42回大会
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      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 周術期せん妄と予防戦略2022

    • Author(s)
      木下 裕貴
    • Organizer
      第4回日本神経麻酔集中治療学会セミナー
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    • Invited
  • [Presentation] 食道癌手術における予後推定栄養指数と術後せん妄との関連性の検討:後ろ向き研究2022

    • Author(s)
      大山 翼、竹川 大貴、木下 裕貴、斎藤 淳一、櫛方 哲也、廣田 和美
    • Organizer
      日本麻酔科学会第69回学術集会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 頭頚部再建手術における術前好中球・リンパ球比と術後せん妄発症の関連性:後ろ向き研究2021

    • Author(s)
      木下 裕貴、大山 翼、竹川 大貴、斎藤 淳一、櫛方 哲也、廣田 和美
    • Organizer
      日本麻酔科学会第68回学術集会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 悪性腫瘍手術における術中脳波の周波数変化と術前炎症マーカーとの関連性:前向き研究2021

    • Author(s)
      木下 裕貴、大山 翼、三上 典子、竹川 大貴、櫛方 哲也、廣田 和美
    • Organizer
      第25回日本神経麻酔集中治療学会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 高度肥満を伴うKlippel-Trenaunay-Weber症候群 患者に対する2度の麻酔経験2021

    • Author(s)
      木下 裕貴、櫛方 哲也、平井 直樹、北山 眞任、廣田 和美
    • Organizer
      日本蘇生学会第40回学術集会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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

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