脳卒中後てんかんにおける灌流画像診断ソフト及び診断・予後評価ソフトの開発

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K16888
• Research Institution: National Cardiovascular Center Research Institute
• Principal Investigator: 福間 一樹 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 病院, 医師 (20820674)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 脳卒中 / てんかん / SPECT

Outline of Annual Research Achievements

先行研究で構築した脳卒中後てんかんレジストリについて，発作後-発作間欠期に撮影した脳single photon emission computed tomography (SPECT)画像の差分解析を用いた研究で，てんかん活動が拡延した痕跡を証明する発作後遷延性過灌流が高率に認められることを世界に先駆けて明らかにした (J Cereb Blood Flow Metab)．脳波，脳MRI，灌流画像を相補的に使用した診断アルゴリズムを確定し，日本脳卒中学会のシンポジウムで報告した．そして，1回の発作後灌流画像だけで過灌流を自動検出する手法を開発し特許申請を行った．脳卒中病変の無い成人発症焦点性てんかんと脳卒中後てんかんを比較し，発作灌流パターン変化の違いも明らかにした．発作後遷延性過灌流に着目した病態研究は日本脳循環代謝学会のエビデンス認定研究に採択された．
発作後遷延性過灌流，てんかん性放電や一側性周期性放電を中心とした脳波所見，脳卒中病変の画像的特徴について，発作再発や機能予後との関連を明らかにした．

Current Status of Research Progress

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

Reason

脳卒中後てんかんレジストリにおける脳MRI arterial spin labelling (ASL)法と脳SPECTデータの解析を行い，灌流画像診断法を確立した．脳波，脳MRI，灌流画像を相補的に使用した診断アルゴリズムを確定し，日本脳卒中学会のシンポジウムで報告した．そして，1回の発作後灌流画像だけで過灌流を自動検出する手法を開発し特許申請を行った．脳卒中病変の無い成人発症焦点性てんかんと脳卒中後てんかんを比較し，発作灌流パターン変化の違いを報告した．発作後遷延性過灌流に着目した病態研究は日本脳循環代謝学会のエビデンス認定研究に採択された．
発作後遷延性過灌流，てんかん性放電や一側性周期性放電を中心とした脳波所見，脳卒中病変の画像的特徴について，発作再発や機能予後との関連を明らかにした．一側性周期性放電については，京都大学との共同研究で構成因子を詳細に分析し，発作後遺症・機能予後と関連する因子を抽出しており，2020年度の日本神経学会学術集会で報告した．

Strategy for Future Research Activity

1回の発作後SPECTだけで過灌流を自動検出し，脳波判読をアシストする画像診断支援ソフトを開発する．
これまで明らかにした予後に関連する脳波所見と画像特徴量を含めて，人工知能を用いた解析を行い，臨床情報から脳卒中後てんかんの診断・重症度・再発リスクを予測するソフトを作成する予定である．

Causes of Carryover

COVID-19流行による研究進捗の影響があり、2020年度の使用額が少なった。本事業を1年間延長申請しており、残った研究費は解析、結果発表、論文投稿に使用する予定である。

Research Products

• [Journal Article] Visualizing prolonged hyperperfusion in post-stroke epilepsy using postictal subtraction SPECT. (2021)
  • Author(s): Fukuma K (corresponding author), Kajimoto K, Tanaka T, Takaya S, Kobayashi K, Shimotake A, Matsumoto R, Ikeda A, Toyoda K, Ihara M.
  • Journal Title: J Cereb Blood Flow Metab. Volume: 41(1) Pages: 146-156
  • DOI: 10.1177/0271678X20902742.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Nationwide Multi-Center Questionnaire Survey on the Real-World State and Issues Regarding Post-Stroke Complications in Japan. (2021)
  • Author(s): Ikeda S, Washida K, Tanaka T, Kitajima E, Chiba T, Fukuma K, Yoshimoto T, Saito S, Hattori Y, Ihara M.
  • Journal Title: J Stroke Cerebrovasc Dis. Volume: 30(4) Pages: 105656
  • DOI: 10.1016/j.jstrokecerebrovasdis.2021.105656
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] tatin Treatment Can Reduce Incidence of Early Seizure in Acute Ischemic Stroke: A Propensity Score Analysis. (2020)
  • Author(s): 4Matsubara S, Tanaka T, Tomari S, Fukuma K, Ishiyama H, Abe S, Arimizu T, Yamaguchi Y, Ogata S, Nishimura K, Koga M, Ando Y, Toyoda K, Ihara M.
  • Journal Title: Sci Rep. Volume: 10(1) Pages: 1968
  • DOI: 10.1038/s41598-020-58652-w
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] シンポジウム（招待）『遷延性過灌流に着目した脳卒中後てんかんの病態解明（学会認定研究）』， (2020)
  • Author(s): 福間一樹
  • Organizer: 第63回日本脳循環代謝学会学術集会
  • Invited
• [Presentation] シンポジウム（招待）『脳卒中後てんかん』 (2020)
  • Author(s): 福間一樹
  • Organizer: 第45回日本脳卒中学会学術集会
  • Invited
• [Presentation] 成人発症焦点性てんかんにおける発作後SPECT (2020)
  • Author(s): 福間一樹，田中智貴，髙屋成利，池田宗平，鴨川徳彦，古賀政利，猪原匡史
  • Organizer: 第61回日本神経学会学術大会
• [Presentation] 周期性放電を認めた脳卒中後てんかんの臨床転帰に関連する脳波の特異的特徴 (2020)
  • Author(s): 戸島麻耶, 福間一樹, 田中智貴, 梶川駿介, 鴨川徳彦, 池田宗平, 小林勝哉, 下竹昭寛, 宇佐美清英, 松橋眞生, 高橋良輔, 池田昭夫, 猪原匡史
  • Organizer: 第61回日本神経学会学術大会
• [Patent(Industrial Property Rights)] プログラム、画像処理装置及び画像処理方法 (2020)
  • Inventor(s): 福間一樹、猪原匡史、寺岡悟見
  • Industrial Property Rights Holder: 福間一樹、猪原匡史、寺岡悟見
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 特願2020-179200