Establishment of noninvasive diagnostic method for dysfunction of lumbar nerve root and cauda equina by the magnetospinography

• Project/Area Number: 26462231
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Orthopaedic surgery
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: Kawabata Shigenori 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, ジョイントリサーチ講座教授 (50396975)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2016: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2015: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2014: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 脊磁計 / 神経機能診断 / 腰部脊柱管狭窄症 / 電気生理学的診断 / 神経磁界計測 / 脊髄機能診断 / 脊髄誘発磁界 / 脊髄誘発電位 / 神経磁界診断 / 神経誘発磁界 / 脳磁計

Outline of Final Research Achievements

In 52 healthy subjects between the ages of 20 and 70, the magnetospinography at the lumbar spine in response to the peroneal nerve stimulation were measured to establish a control group for healthy volunteers. It became clear that the nerve conduction velocity of the cauda equina decreases with age.
We also measured the magnetospinography of the lumbar spine in 43 patients with lumbar nerve lesions and we have improved the measurement method and the diagnosis algorithm of the affected site. A newly developed display method of action current at the depolarization site using virtual electrodes made it possible to diagnose the neuropathy lesion in patients with the lumbar radiculopathy.

Research Products

• [Journal Article] Recent advancements in the SQUID magnetospinogram system (2017)
  • Author(s): 足立善昭、河合淳、春田康博、宮本政和、川端茂徳、関原謙介、上原弦
  • Journal Title: Superconductor Science and Technology Volume: 30(6) Issue: 6 Pages: 063001-063001
  • DOI: 10.1088/1361-6668/aa66b3
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Magnetospinography visualizes electrophysiological activity in the cervical spinal cord (2017)
  • Author(s): Satoshi Sumiya, Shigenori Kawabata, Yuko Hoshino, Yoshiaki Adachi, Kensuke Sekihara, Shoji Tomizawa, Masaki Tomori, Senichi Ishii, Kyohei Sakaki, Dai Ukegawa, Shuta Ushio, Taishi Watanabe, Atsushi Okawa
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 印刷中 Issue: 1
  • DOI: 10.1038/s41598-017-02406-8
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 脊磁計による20代から60代健常人の非侵襲的腰部神経活動評価 (2016)
  • Author(s): 牛尾修太, 川端茂徳，角谷智，関原謙介，足立善昭，大川淳
  • Journal Title: 日本生体磁気学会誌 Volume: 29(1) Pages: 144-145
• [Journal Article] 【脊椎・脊髄外傷診療の最前線】 脊椎・脊髄外傷の診断・評価 脊磁図による脊髄電気生理診断 (2016)
  • Author(s): 川端茂徳
  • Journal Title: 整形外科 Volume: 67(8) Pages: 730-735
• [Journal Article] 脊磁計による胸髄神経活動の評価 (2015)
  • Author(s): 牛尾修太、川端茂徳，角谷智，関原謙介，足立善昭，大川淳
  • Journal Title: 日本生体磁気学会誌 Volume: 28(1) Pages: 194-195
• [Journal Article] 脊磁計による中高年健常者の馬尾神経誘発磁界と馬尾神経伝導速度の測定 (2015)
  • Author(s): 牛尾修太、川端茂徳，角谷智，関原謙介，足立善昭，大川淳
  • Journal Title: 日本生体磁気学会誌 Volume: 28(1) Pages: 192-193
• [Journal Article] 参照信号のアナログフィードバックによる低周波環境磁場雑音低減 (2015)
  • Author(s): 足立善昭, 春田康博, 川端茂徳, 笹野哲郎, 上原弦
  • Journal Title: 日本生体磁気学会誌 Volume: 28(1) Pages: 8-9
• [Journal Article] Biomagnetic Measurement System for Supine Subjects with Expanded Sensor Array and Real-time Noise Reduction (2015)
  • Author(s): 足立善昭、川端茂徳、笹野哲郎、春田康博、小山大介、上原弦、関原謙介
  • Journal Title: Proceedings of 37th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC) Volume: 1 Pages: 7071-7074
  • DOI: 10.1109/embc.2015.7320021
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 脊髄・神経根・末梢神経 脊磁図(MagnetoSpinoGraphy)による脊髄機能診断 (2014)
  • Author(s): 川端茂徳、大川淳
  • Journal Title: Bone Joint Nerve Volume: 4巻2号 Pages: 253-258
• [Journal Article] Calibration for a Multichannel Magnetic Sensor Array of a Magnetospinography System (2014)
  • Author(s): 足立善昭、樋口正法、小山大介、春田康博、川端茂徳、上原弦
  • Journal Title: IEEE Transactions on Magnetics Volume: 50 Issue: 11 Pages: 5001304-5001304
  • DOI: 10.1109/tmag.2014.2326869
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 脊磁計実用機の試作開発 (2014)
  • Author(s): 足立善昭、春田康博、上原弦、川端茂徳、関原健介
  • Journal Title: 日本生体磁気学会誌 Volume: 27巻1号 Pages: 86-87
• [Presentation] Non-invasive fuctional evaluation of lumbar nerve root and cauda equina with high spatial resolution by magnetospinography system (2016)
  • Author(s): Ushio S, Kawabata S. Sumiya S. Ukegawa D. Sekihara K. Adachi Y. Okawa A
  • Organizer: biomag2016
  • Place of Presentation: COEX(韓国 ソール)
  • Year and Date: 2016-10-04
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 脊磁計による健常成人の馬尾伝導速度の非侵襲的機能評価 (2016)
  • Author(s): 牛尾修太, 川端茂徳，角谷智，請川大, 加藤剛, 吉井俊貴，山田剛史, 猪瀬弘之, 榎本光裕, 大川淳
  • Organizer: 第24回腰痛学会
  • Place of Presentation: 甲府富士屋ホテル(山梨県甲府市)
  • Year and Date: 2016-09-02
• [Presentation] 脊磁計による20代から60代健常人の非侵襲的腰部神経活動評価 (2016)
  • Author(s): 牛尾修太, 川端茂徳，角谷智，請川大,関原謙介, 渡部泰士, 山賀匠,足立善昭, 大川淳
  • Organizer: 第31回生体磁気学会
  • Place of Presentation: 金沢市文化ホール(石川県金沢市)
  • Year and Date: 2016-06-09
• [Presentation] 脊磁計による健常成人の馬尾神経活動の非侵襲的機能評価 (2016)
  • Author(s): 牛尾修太, 川端茂徳，角谷智，請川大, 加藤剛, 吉井俊貴，山田剛史, 猪瀬弘之, 榎本光裕, 大川淳
  • Organizer: 第45回日本脊椎脊髄病学会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ 国際会議場・国際展示場（千葉県千葉市）
  • Year and Date: 2016-04-14
• [Presentation] 全頭型脳磁計用球形キャリブレーションコイルアレイによる平面型グラジオメータ 磁束計の感度位置校正 (2016)
  • Author(s): 足立善昭、小山大介、上原弦、川端茂徳
  • Organizer: 第18回ヒト脳機能マッピング学会大会
  • Place of Presentation: 京都大学桂キャンパス（京都府京都市）
  • Year and Date: 2016-03-07
• [Presentation] 20代から60代までの健常成人の脊磁計による頚髄神経活動の非侵襲的機能評価 (2016)
  • Author(s): 牛尾修太,川端茂徳、角谷智、加藤剛、吉井俊貴、猪瀬弘之、山田剛史、榎本光裕、大川淳
  • Organizer: 第37回脊髄機能診断研究会
  • Place of Presentation: イイノホール&カンファレンスセンター（東京都千代田区）
  • Year and Date: 2016-02-06
• [Presentation] Noninvasive Evaluation By Magnetospinography Of Electrophysiological Activity In The Cervical Spine After Peripheral Nerve Stimulation In Humans (2015)
  • Author(s): Satoshi Sumiya, Shigenori Kawabata, Syuta Ushio, Toshitaka Yoshii, Tsuyoshi Kato, Atsushi Okawa
  • Organizer: Cervical spine research society 2015 Annual Meeting
  • Place of Presentation: San Diego（アメリカ合衆国）
  • Year and Date: 2015-12-03
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 脊磁計による体表からの術前胸髄障害部位診断 (2015)
  • Author(s): 牛尾修太,川端茂徳、角谷智、加藤剛、吉井俊貴、猪瀬弘之、山田剛史、榎本光裕、大川淳
  • Organizer: 第５０回日本脊髄障害医学会
  • Place of Presentation: グランドプリンスホテル高輪（東京都港区）
  • Year and Date: 2015-11-19
• [Presentation] 脊磁計による脊髄機能評価 (2015)
  • Author(s): 牛尾修太,川端茂徳、角谷智、加藤剛、吉井俊貴、猪瀬弘之、山田剛史、榎本光裕、大川淳
  • Organizer: 第45回日本臨床神経生理学会
  • Place of Presentation: 大阪国際会議場(大阪府大阪市)
  • Year and Date: 2015-11-05
• [Presentation] 非侵襲的脊髄・神経機能診断装置「脊磁計」 (2015)
  • Author(s): 川端茂徳
  • Organizer: 第45回日本臨床神経生理学会
  • Place of Presentation: 大阪国際会議場(大阪府大阪市)
  • Year and Date: 2015-11-05
  • Invited
• [Presentation] 脊磁計による中高年健常者の馬尾神経の非侵襲的機能評価 (2015)
  • Author(s): 牛尾修太,川端茂徳、角谷智、加藤剛、吉井俊貴、猪瀬弘之、山田剛史、榎本光裕、大川淳
  • Organizer: 第30回日本整形外科学会基礎学術集会
  • Place of Presentation: 富山国際会議場（ 富山県富山市）
  • Year and Date: 2015-10-22
• [Presentation] Biomagnetic Measurement System for Supine Subjects with Expanded Sensor Array and Real-time Noise Reduction (2015)
  • Author(s): 足立善昭、川端茂徳、笹野哲郎、春田康博、小山大介、上原弦、関原謙介
  • Organizer: IEEE EMBC2015
  • Place of Presentation: ミラノ(イタリア)
  • Year and Date: 2015-08-28
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 脊磁計による中高年健常者の馬尾神経誘発磁界と馬尾神経電動速度の測定 (2015)
  • Author(s): 牛尾修太、川端茂徳、角谷智、関原謙介、足立善昭、大川淳
  • Organizer: 第30回生体磁気学会
  • Place of Presentation: 旭川市大雪クリスタルホール（北海道旭川市）
  • Year and Date: 2015-06-05
• [Presentation] 脊磁計による胸髄神経活動の評価 (2015)
  • Author(s): 牛尾修太、川端茂徳、角谷智、関原謙介、足立善昭、大川淳
  • Organizer: 第30回生体磁気学会
  • Place of Presentation: 旭川市大雪クリスタルホール（北海道旭川市）
  • Year and Date: 2015-06-05
• [Presentation] 参照信号のアナログフィードバックによる低周波環境磁場雑音低減 (2015)
  • Author(s): 足立善昭, 春田康博, 川端茂徳, 笹野哲郎, 上原弦
  • Organizer: 第30回生体磁気学会
  • Place of Presentation: 旭川市大雪クリスタルホール（北海道旭川市）
  • Year and Date: 2015-06-05
• [Presentation] 脊磁計にて非侵襲的に測定した脊髄誘発磁界 ～椎間孔を通過する神経電気活動の評価～ (2015)
  • Author(s): 角谷 智、川端 茂徳、牛尾 修太、山田 剛史、猪瀬 弘之、吉井 俊貴、加藤 剛、榎本 光裕、大川 淳
  • Organizer: 第88回日本整形外科学会
  • Place of Presentation: 神戸国際展示場(兵庫県神戸市)
  • Year and Date: 2015-05-21
• [Presentation] 脊磁図による胸髄神経活動の可視化 (2015)
  • Author(s): 牛尾修太,川端茂徳、角谷智、加藤剛、吉井俊貴、猪瀬弘之、山田剛史、榎本光裕、大川淳
  • Organizer: 第44回日本脊椎脊髄病学会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場（福岡県福岡市）
  • Year and Date: 2015-04-18
• [Presentation] 頚椎椎間孔での神経電気活動 ～脊磁計による無侵襲機能評価～ (2015)
  • Author(s): 角谷智、川端茂徳、牛尾修太、山田剛史、猪瀬弘之、吉井俊貴、加藤剛、榎本光裕、大川淳
  • Organizer: 第44回日本脊椎脊髄病学会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場（福岡県福岡市）
  • Year and Date: 2015-04-18
• [Presentation] 頚椎椎間孔の電気生理学的機能診断に向けて (2015)
  • Author(s): 角谷智, 川端茂徳, 牛尾修太, 加藤剛, 吉井俊貴, 猪瀬弘之, 山田剛史, 榎本光裕, 大川淳
  • Organizer: 第36回脊髄機能診断研究会
  • Place of Presentation: イイノホール(東京)
  • Year and Date: 2015-02-07
• [Presentation] 非侵襲的に測定した脊髄誘発磁界での年代別脊髄伝導速度の推移 (2014)
  • Author(s): 角谷智, 川端茂徳, 榎本光裕, 牛尾修太, 山田剛史, 猪瀬弘之, 吉井俊貴, 加藤剛, 大川淳
  • Organizer: 第44回日本臨床神経生理学会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場(福岡)
  • Year and Date: 2014-11-21
• [Presentation] 脊髄の高位電気診断 (2014)
  • Author(s): 四宮謙一, 川端茂徳
  • Organizer: 第44回日本臨床神経生理学会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場(福岡)
  • Year and Date: 2014-11-21
  • Invited
• [Presentation] 脊磁計による頚椎椎間孔の機能評価 (2014)
  • Author(s): 角谷智, 川端茂徳, 榎本光裕, 牛尾修太, 山田剛史, 猪瀬弘之, 吉井俊貴, 加藤剛, 大川淳
  • Organizer: .第7回日本運動器疼痛学会
  • Place of Presentation: ANAクラウンプラザホテル宇部(宇部)
  • Year and Date: 2014-10-25
• [Presentation] 脊磁図による頚椎椎間孔の神経活動の可視化 (2014)
  • Author(s): 角谷智, 川端茂徳, 榎本光裕, 牛尾修太, 山田剛史, 猪瀬弘之, 吉井俊貴, 加藤剛, 大川淳
  • Organizer: 第29回日本整形外科学会基礎学術集会
  • Place of Presentation: 城山観光ホテル(鹿児島)
  • Year and Date: 2014-10-09
• [Presentation] 上肢末梢神経刺激による非侵襲的な脊髄伝導の可視化 (2014)
  • Author(s): 角谷智, 川端茂徳, 牛尾修太, 加藤剛, 大川淳
  • Organizer: 第49回脊髄障害医学会
  • Place of Presentation: 旭川グランドホテル(旭川)
  • Year and Date: 2014-09-11
• [Presentation] Improvement of SQUID Magnetospinography System toward the Practical Use in Hospitals (2014)
  • Author(s): 足立善昭、春田康博、上原弦、川端茂徳、関原健介
  • Organizer: Biomag2014
  • Place of Presentation: カナダ・ハリファクス
  • Year and Date: 2014-08-26
• [Presentation] 脊磁計による脊髄・神経機能診断 (2014)
  • Author(s): 川端 茂徳
  • Organizer: 第47回脊椎外科同好会
  • Place of Presentation: 九段会館(東京)
  • Year and Date: 2014-08-24
  • Invited
• [Presentation] 脊磁計実用機の試作開発 (2014)
  • Author(s): 足立善昭、春田康博、上原弦、川端茂徳、関原健介
  • Organizer: 第29回日本生体磁気学会
  • Place of Presentation: 大阪大学吹田キャンパス コンベンションセンター(大阪)
  • Year and Date: 2014-05-30
• [Presentation] 頚部脊髄・神経誘発磁界による無侵襲機能診断にむけて (2014)
  • Author(s): 角谷智, 川端茂徳, 牛尾修太, 大川淳
  • Organizer: 第29回日本生体磁気学会
  • Place of Presentation: 大阪大学吹田キャンパス コンベンションセンター(大阪)
  • Year and Date: 2014-05-29
• [Presentation] Calibration for a Multichannel Magnetic Sensor Array of a Magnetospinography System (2014)
  • Author(s): 足立善昭、樋口正法、小山大介、春田康博、川端茂徳、上原弦
  • Organizer: Intermag2014
  • Place of Presentation: ドイツ・ドレスデン
  • Year and Date: 2014-05-07
• [Presentation] 脊磁計を用いた正中神経刺激後の頚椎椎間孔の神経機能評価 (2014)
  • Author(s): 角谷智, 川端茂徳, 請川大, 榎本光裕, 牛尾修太, 山田剛史, 猪瀬弘之, 吉井俊貴, 加藤剛, 大川淳
  • Organizer: 第43回日本脊椎脊髄病学会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館(京都)
  • Year and Date: 2014-04-17
• [Presentation] 脊磁計を用いた頚椎椎間孔～脊柱管内への脊髄・神経電気活動の可視化 (2014)
  • Author(s): 角谷智, 川端 茂徳, 大川 淳
  • Organizer: 第41回日本生体電気・物理刺激研究会
  • Place of Presentation: 横浜シンポジア(横浜)
  • Year and Date: 2014-04-05
• [Book] Visualization of electrophysiological activities of spinal cord using magnetospinography (2014)
  • Author(s): Shigenori Kawabata
  • Total Pages: 7
  • Publisher: Springer
• [Patent(Industrial Property Rights)] 生体情報計測装置 (2016)
  • Inventor(s): 川端 茂徳
  • Industrial Property Rights Holder: 川端 茂徳
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2016-195107
  • Filing Date: 2016-09-30
• [Patent(Industrial Property Rights)] 磁気計測装置 (2016)
  • Inventor(s): 川端茂徳
  • Industrial Property Rights Holder: 川端茂徳
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2016-041406
  • Filing Date: 2016-03-03
• [Patent(Industrial Property Rights)] 生体情報計測装置 (2015)
  • Inventor(s): 川端茂徳
  • Industrial Property Rights Holder: 川端茂徳
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2015-092892
  • Filing Date: 2015-04-30
• [Patent(Industrial Property Rights)] 生体磁気計測装置 (2015)
  • Inventor(s): 川端茂徳
  • Industrial Property Rights Holder: 川端茂徳
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Filing Date: 2015-08-05
  • Overseas
• [Patent(Industrial Property Rights)] 神経刺激装置、生体磁界計測システム (2015)
  • Inventor(s): 川端茂徳
  • Industrial Property Rights Holder: 川端茂徳
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2015-232936
  • Filing Date: 2015-10-30