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Etiological diagnosis and outcome prediction in brain white matter lesions by radiomics analysis

Research Project

Project/Area Number 22K07521
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 52020:Neurology-related
Research InstitutionKyoto Prefectural University of Medicine

Principal Investigator

尾原 知行  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (20616388)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 酒井 晃二  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (20379027)
水野 敏樹  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任教授 (30264782)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
KeywordsRadiomics / CADASIL / 脳小血管病 / 大脳白質病変 / ヒストグラム解析
Outline of Research at the Start

本研究では頭部MRIの大脳白質病変を対象に,Radiomics解析を行い,以下の研究を行う.
1.虚血性白質病変(CADASIL, 高血圧性虚血性白質病変),白質ジストロフィー,脱髄疾患による白質病変に相関する画像特徴量を同定し,大脳白質病変の判別モデルを作成し,検証・評価を行う.
2.CADASILにおける大脳白質病変の臨床転帰を予測する画像特徴量,同様に高血圧性大脳白質病変における脳小血管病の重症度や脳卒中再発リスクと相関する画像特徴量を明らかにし,予測モデルを作成し,検証・評価を行う.

Outline of Annual Research Achievements

CADASILと高血圧性脳小血管病各それぞれ約30症例の頭部MRI FLAIR画像での大脳白質病変のヒストグラム解析を行った。両者ともに脳室周囲白質病変と深部皮質下白質病変で画像特徴量が異なることを明らかにした中で、両者で脳室周囲白質病変の画像特徴量は差がなかったが、深部皮質下白質病変で両者の鑑別が可能な画像特徴量を明らかにした。その結果を2024年5月日本神経学会学術大会、2024年10月にWorld Stroke Congress2024(カナダ トロント)で発表した。本結果は同一MRI機種から得られたMRI画像での解析であったが、さらに他機種のMRIで得られたMRI画像、CADASIL、高血圧性脳小血管病約20例ずつでも同様の解析を行い、結果の再現性を確認した。これにより我々の手法が汎用性があることを示した。この結果は成人発症白質脳症班の班会議でも発表し一定の評価を得て、今後本解析につき2025年度の国内学会発表を予定しており、論文投稿の準備をすすめている。
昨年度CADASIL患者の機能予後が頭部MRIでの大脳白質病変の体積よりヒストグラム解析での特定の画像特徴量と有意に相関することを示したが、本研究結果に関しては現在論文投稿中である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

CADASIL、高血圧性脳小血管病患者共に中等度以上の白質病変を呈する例が、予想していたよりも少なく、患者抽出、画像収集に時間がかかった。

Strategy for Future Research Activity

頭部MRI画像の大脳白質病変のヒストグラム解析によるCADASILと高血圧性脳小血管病の鑑別に関して、本年度は同一のMRI機器のみでの解析でなく、異なる頭部MRI画像でも同一の研究結果を得ることができた。頭部MRI画像の標準化をはかり、撮影した頭部MRI機器に関わらず、多数例での検討を行い、CADASILと高血圧性脳小血管病の大脳白質病変の鑑別の機械学習を目標に研究を進めていく。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Association between cerebrovasoreactivity and stroke in cerebral autosomal dominant arteriopathy with subcortical infarcts and leukoencephalopathy2023

    • Author(s)
      Mukai Mao、Hamano Ai、Mizuta Ikuko、Yokota Isao、Watanabe-Hosomi Akiko、Matsuura Hiraku、Koizumi Takashi、Matsuura Jun、Ohara Tomoyuki、Matsushima Shigenori、Teramukai Satoshi、Yamada Kei、Mizuno Toshiki
    • Journal Title

      Frontiers in Neurology

      Volume: 13 Pages: 1087220-1087220

    • DOI

      10.3389/fneur.2022.1087220

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 遺伝性・孤発性脳小血管病におけるヒストグラム 解析による白質病変の鑑別2024

    • Author(s)
      水野敏樹, 福永大幹, 松浦啓, 酒井晃司, 渡邉-細見明子, 向井麻央, 水田依久子, 山田惠, 尾原知行
    • Organizer
      厚生労働科学研究 令和5年度治験を目的とした、成人発症白質脳症のレジストリーと評価方法に関する研究班班会議
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Small vessel disease and dementia2023

    • Author(s)
      Tomoyuki Ohara
    • Organizer
      第13回日本脳血管・認知症学会総会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Histogram analysis: new methods for diagnosing CADASIL2023

    • Author(s)
      Daiki Fukunaga, Tomoyuki Ohara, Hiraku Matsuura, Akiko Watanabe-Hosomi, Ikuko Mizuta, Koji Sakai, Kei Yamada, Toshiki Mizuno
    • Organizer
      第64回日本神経学会学術大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Histogram analysis: new methods for diagnosing CADASIL2023

    • Author(s)
      Daiki Fukunaga, Tomoyuki Ohara, Hiraku Matsuura, Akiko Watanabe-Hosomi, Ikuko Mizuta, Koji Sakai, Kei Yamada, Toshiki Mizuno
    • Organizer
      World Stroke Congress 2023
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] NOTCH3陰性CADASIL疑い症例における神経核内封入体病の頻度と画像的特徴2023

    • Author(s)
      松浦啓, 水田依久子, 玉井知里, 安田怜, 渡邉-細見明子, 福永大幹, 小泉崇, 向井麻央, 尾原知行, 吉田誠克, 曽根淳, 水野敏樹
    • Organizer
      第13回日本脳血管・認知症学会総会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Anti-platelet treatment for intracranial atherosclerosis2023

    • Author(s)
      Tomoyuki Ohara
    • Organizer
      The 11th Korea-Japan Joint Stroke Conference.
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] CADASILにおける画像診断、治療Update2023

    • Author(s)
      尾原 知行
    • Organizer
      Stroke2023
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 新手法を用いたCADASIL の画像診断:Radiomics 解析2023

    • Author(s)
      福永 大幹
    • Organizer
      第64回日本神経学会学術大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 輝度分布ヒストグラム歪度のCADASIL画像バイオマーカーとしての有用性2022

    • Author(s)
      松浦 啓
    • Organizer
      第12回日本脳血管認知症学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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