Investigation of the descending pain inhibitory system in the chronic pain using brain network analysis

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K07730
• Research Institution: Juntendo University
• Principal Investigator: 和田 昭彦 順天堂大学, 医学部, 准教授 (90379686)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 堀 正明 順天堂大学, 医学部, 准教授 (40334867)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 慢性疼痛 / 口腔内灼熱症候群 / 拡散テンソルMRI / コネクトーム / グラフ理論解析

Outline of Annual Research Achievements

本検討の1年目の目標：
慢性疼痛にて加療中の患者を対象として、脳自体に作用する薬剤使用群と下行性疼痛抑制系に作用する薬剤使用群に分けて、下行性疼痛抑制系のネットワークの差を比較する。拡散MRトラクトグラフィによるネットワーク解析手法で、慢性疼痛患者における下行性疼痛抑制系の機能低下の可視化を目標とする。
検討対象を慢性疼痛症候群の一つである舌痛症（口腔内灼熱症候群）として、被験者を募集し、脳拡散MRIの撮像を開始した。コネクトーム解析に必要となるPCを購入し、申請者が所属する施設の技術社のサポートを受けながら、拡散MRテンソル解析、コネクトーム・グラフ理論解析に必要な環境、プログラムのインストールから設定を行い、以前のデータを用いてクオリティー・コントロールを行った。慢性疼痛患者と健常者のデータを収集し、解析を行っている。
拡散MRトラクトグラフィでは、全脳を90箇所の関心領域（領野）に分けて、各領野間の結合（コネクティビティ）を測定している。取得されるコネクティビティ・データは縦横90領野（90ｘ90＝8100）の隣接行列として表される。グラフ理論解析を用いて、これらのデータを解析し、慢性疼痛患者と健常者での脳ネットワークの相違点を明らかにしていく。
本検討では、ネットワーク解析の手法として人工知能技術（機械学習、ディープラーニング）の適応を試行している。技術的情報の収集と実際のプログラム・アルゴリズム開発を開始している。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

現在、データの収集・解析中である。

Strategy for Future Research Activity

被験者の募集、MRI撮像、解析を継続していく予定。治療効果に関しては、治療内容・経過観察の均一性について様々な問題点・課題が浮き上がってきており、これらに対する対処方法、あるいは研究計画の一部変更なども検討していく予定である。

Causes of Carryover

解析に使用するPCを当初の予定より低価格で導入できたため余剰となった。次年度の助成金と合わせて、サブ解析に使用する別途のPCの購入代金に充てる予定。