安静時fMRIを用いた前臨床期アルツハイマー病画像バイオマーカーの開発

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K09348
• Research Institution: Teikyo University
• Principal Investigator: 林 俊宏 帝京大学, 医学部, 教授 (60505890)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 安静時fMRI / アルツハイマー病

Outline of Annual Research Achievements

本研究計画は，アルツハイマー病の大規模臨床観察研究である米国のアルツハイマー病神経画像戦略において取得された安静時fMRIのデータを用いて，ロバストな前臨床期ADの画像バイオマーカー開発を目指すものである．
高齢者の安静時fMRIデータは，高齢者の撮像中の体動が若年者と比較して多くて大きいため，画像にアーティファクトが入るのが解析の支障となっている．高齢者に特化した体動ノイズに対処する強力な画像前処理を行うために，fMRIデータのノイズプロパティ分析を行い，動作補正の剛体運動パラメターを用いたリグレッションと，スパイク的な体動を示したスキャンに対するリグレッションを行い，さらに独立成分分析を用いた体動を含めたあーティファクトのコンポーネントの選択的除去を行うシステムを構築した．
また，前臨床期アルツハイマーでは，楔前部・後部帯状回を中心とするデフォルトネットワークの機能的神経結合度の低下が安静時fMRIにて観察される主な所見であるが，病態に即した正確な評価のためには機能的神経結合度も亜病型ごとに異なる関心領域を設定する必要があり，先行研究の結果を参考に関心領域を設定し，安静時fMRIの部分データを用いた予備解析を行い，病態に即した加重係数を加味した指数の妥当性を検討している．また従来のデフォルトネットワーク由来の指標との優劣を比較検討している．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本研究の目的であるロバストな前臨床期アルツハイマー病の画像バイオマーカー開発を達成するためには，それぞれ以下の３つの要素
を解決することが重要であると考え，研究計画を立てた．
１．高齢者に特化した体動ノイズに対処する強力な画像前処理
２．ノイズにロバストな関心領域の設定と統計解析法
３．前臨床期アルツハイマー病の病態に即した関心領域設定と新指標の開発
本年度は２と３について解析パイプラインとして構築して，関心領域設定と新指標の開発を行っていたが，年度途中の異動により研究用機器の運搬と再セットアップが必要となり，さらに本計画で用いていた前所属での既存の研究用機器が使用できなくなったため，研究期間を延長し，解析環境再構築を行っている．

Strategy for Future Research Activity

解析環境再構築を完了させ，開発した前臨床期アルツハイマー病の画像バイオマーカー（指標）と従来のデフォルトネットワーク由来の指標との優劣を比較検討し，その結果を発表したいと考えている．

Causes of Carryover

年度途中に東京大学から帝京大学への異動に伴い研究用機器の運搬と再セットアップが必要となり，そこで本計画で用いていた東京大学に既存の研究用機器で帝京大学に移管できず使用不能となる機器（データサーバー）があることが判明したため解析環境の再構築をすることとなり，研究期間の延長と解析環境再構築に向ける予算の繰り越しを行った．次年度使用額はデータサーバ整備と研究成果発表に関する諸経費に用いる予定である．