Quantification of ictal wide-band intracranial EEG and its application for precise localization of epileptic focus
Project/Area Number |
22K15729
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Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Review Section |
Basic Section 52020:Neurology-related
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Research Institution | Kyoto University |
Principal Investigator |
小林 勝哉 京都大学, 医学研究科, 特定病院助教 (70737121)
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Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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Keywords | てんかん / 広帯域皮質脳波 / 低周波活動 / 高周波活動 / 深層学習 / てんかん焦点 |
Outline of Research at the Start |
近年、てんかん発作時の広帯域皮質脳波(低周波活動と高周波活動)が、てんかん焦点を示唆する所見として注目されている。しかし、これまで発作時の広帯域皮質脳波は目視により評価されており、評価者による解釈の違いや解析に時間がかかる点が課題であった。本研究では、この課題を解決するべく、これまでの申請者の成果を発展させ、てんかん外科の術前に皮質脳波を記録した患者で、発作時の広帯域皮質脳波の定量化を試みる。さらに、定量化した指標が他の臨床検査所見や術後の発作予後と相関するかを検証し、特異度と汎用性の高いてんかん焦点のバイオマーカーとしての可能性を探索する。
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Outline of Annual Research Achievements |
研究項目1) 発作時の広帯域皮質脳波の定量化 当院で頭蓋内電極を留置し、てんかん外科手術を施行した難治てんかん患者で、本研究に同意が得られている者(特に過去10年で広帯域皮質脳波をデジタル脳波計で既に記録した症例)を後方視的に解析対象とした。該当症例の脳MRIやFDG-PET、神経心理検査、従来の周波数(1-60 Hz)の発作時頭蓋内脳波変化などの臨床データの整理を行った。① てんかん発作時の低周波活動の定量化:てんかん発作時の低周波活動について、持続時間(起始、ピーク、停止)、振幅・パワーを、最も早期あるいは大きな変化を示すコア電極に関して解析した。起始点・ピーク・終止点を自動で同定するプログラムを作成している。② てんかん発作時の高周波活動の定量化:てんかん発作時の高周波活動について、持続時間(起始、停止)、周波数帯域とその変動、パワーの解析をまずはコア電極を中心に開始した。③ 低周波・高周波活動の半自動的同定手法の精度の検証:発作時の低周波活動の半自動的な抽出法の精度を、深層学習(convolutional neural network: CNN)の手法を用いて検証した。テストデータでの発作・発作時の低周波活動の起始部の検出精度はそれぞれ0.88と0.80であった。深層学習による発作時の低周波活動の検出を行った(国内学会発表、国際学術論文へ投稿準備中)。この技術の精度向上・実用化により発作時の低周波活動 がより利用しやすい臨床ツールとなること、さらには将来的にはてんかん発作を予測することへの応用が期待される。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
てんかん発作時の広帯域皮質脳波のうち、低周波活動に関しては深層学習による半自動的同定も行えている。
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Strategy for Future Research Activity |
今後は、てんかん発作時の広帯域皮質脳波のうち、高周波活動に関しても解析を進める。 次年度以降、研究項目2) 定量的なてんかん発作時低周波・高周波活動と臨床所見やてんかん外科治療の術後予後との相関の検証、の研究を進める。
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Report
(1 results)
Research Products
(18 results)
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[Journal Article] Clinical significance of ictal magnetoencephalography in patients undergoing epilepsy surgery.2023
Author(s)
Katagiri M, Wang ZI, Hirfanoglu T, Aldosari MM, Aung T, Wang S, Kobayashi K, Bulacio J, Bingaman W, Najm IM, Alexopoulos AV, Burgess RC.
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Journal Title
Clin Neurophysiol
Volume: 145
Pages: 108-118
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] A Super-Elderly Autopsy Case of Benign Adult Familial Myoclonus Epilepsy with a Heterozygous Mutation.2023
Author(s)
Tojima M, Kobayashi K, Hitomi T, Ishibashi H, Yoshii D, Sainouchi M, Ayaki T, Shimotake A, Usami K, Maki T, Kakita A, Takahashi R, Ikeda A.
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Journal Title
Epileptic Disord
Volume: in press
Issue: 1
Pages: 110-113
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] 総説 てんかん外科における定位的頭蓋内脳波(SEEG)の有用性2022
Author(s)
小林勝哉, Juan Bulacio, Dileep R Nair, Jorge Gonzalez-Martinez, 松本理器
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Journal Title
Neurological Surgery 脳神経外科
Volume: 50
Issue: 5
Pages: 1101-1117
DOI
ISSN
0301-2603, 1882-1251
Year and Date
2022-09-10
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Distinct connectivity patterns in human medial parietal cortices: evidence from standardized connectivity map using cortico-cortical evoked potential2022
Author(s)
Masaya Togo, Riki Matsumoto, Kiyohide Usami, Katsuya Kobayashi, Hirofumi Takeyama, Takuro Nakae, Akihiro Shimotake, Takayuki Kikuchi, Kazumichi Yoshida, Masao Matsuhashi, Takeharu Kunieda, Susumu Miyamoto, Ryosuke Takahashi, Akio Ikeda
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Journal Title
Neuroimage
Volume: Online ahead of print.
Pages: 119639-119639
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Ictal direct current shifts contribute to defining the core ictal focus in epilepsy surgery.2022
Author(s)
Nakatani M, Inouchi M, Daifu-Kobayashi M, Murai T, Togawa J, Kajikawa S, Kobayashi K, Hitomi T, Kunieda T, Hashimoto S, Inaji M, Shirozu H, Kanazawa K, Iwasaki M, Usui N, Inoue Y, Maehara T, Ikeda A.
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Journal Title
Brain Commun.
Volume: 4
Issue: 5
Pages: 1-18
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Clinical and imaging features of nonmotor onset seizure in poststroke epilepsy2022
Author(s)
Kazuki Fukuma, Shunhei Ikeda, Tomotaka Tanaka, Naruhiko Kamogawa, Hiroyuki Ishiyama, Soichiro Abe, Maya Tojima, Katsuya Kobayashi, Akihiro Shimotake, Yuriko Nakaoku, Kunihiro Nishimura, Masatoshi Koga, Kazunori Toyoda, Riki Matsumoto, Akio Ikeda, Masafumi Ihara
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Journal Title
Epilepsia
Volume: 63
Issue: 8
Pages: 2068-2080
DOI
Related Report
Peer Reviewed
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[Journal Article] Developing an Asymmetry Method for Detecting Postictal Hyperperfusion in Poststroke Epilepsy2022
Author(s)
Kazuki Fukuma, Tomotaka Tanaka, Shigetoshi Takaya, Maya Tojima, Katsuya Kobayashi, Akihiro Shimotake, Yoshiaki Morita, Kunihiro Nishimura, Masatoshi Koga, Kazunori Toyoda, Riki Matsumoto, Ryosuke Takahashi, Akio Ikeda, Masafumi Ihara
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Journal Title
Frontiers of neurology
Volume: eCollection
Pages: 877386-877386
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Diagnostic value of an algorithm for autoimmune epilepsy in a retrospective cohort2022
Author(s)
Mitsuhiro Sakamoto, Riki Matsumoto, Akihiro Shimotake, Jumpei Togawa, Hirohumi Takeyama, Katsuya Kobayashi, Frank Leypoldt, Klaus-Peter Wandinger, Takayuki Kondo, Ryosuke Takahashi, Akio Ikeda
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Journal Title
Frontiers of neurology
Volume: eCollection
Pages: 902157-902157
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Association of Cortical Superficial Siderosis with Post-Stroke Epilepsy2022
Author(s)
Tomotaka Tanaka, Kazuki Fukuma, Soichiro Abe, Soichiro Matsubara, Shuhei Ikeda, Naruhiko Kamogawa, Hiroyuki Ishiyama, Satoshi Hosoki, Katsuya Kobayashi, Akihiro Shimiotake, Yuriko Nakaoku, Soshiro Ogata, Kunihiro Nishimura, Masatoshi Koga, Kazunori Toyoda, Riki Matsumoto, Ryosuke Takahashi, Akio Ikeda, Masafumi Ihara
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Journal Title
Annals of Neurology
Volume: Online ahead of print
Issue: 2
Pages: 357-370
DOI
Related Report
Peer Reviewed
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[Presentation] CCEPs may help define optimal target location for closed-loop neuromodulation in epilepsy treatment2022
Author(s)
Katsuya Kobayashi, Kenneth Taylor, Balu Krishnan, Michael J. Mackow, Lauren Feldman, Juan Bulacio, Andreas V. Alexopoulos, Imad Najm, William Bingaman, Richard M. Leahy, Akio Ikeda, Dileep R. Nair
Organizer
63rd Annual Meeting of the Japanese Society of Neurology
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