グラフ理論を応用した脳内連結解析によるパーキンソン症候群の診断補助ソフト開発

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K17157
• Research Institution: National Center of Neurology and Psychiatry
• Principal Investigator: 重本 蓉子 国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, 病院 放射線診療部, 医師 (00815384)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 構造ネットワーク解析 / パーキンソン病 / パーキンソン症候群

Outline of Annual Research Achievements

グラフ理論を用いた構造ネットワーク解析は、日常診療で取得可能な3DT1強調画像を用いて脳内ネットワークの評価が可能である。本研究は、これまでの群間比較解析を個人ベースに発展させ、脳内ネットワークの動態に関するこれまでにない新たな知見を生み出す可能性が期待される。解析で得られたネットワーク指標の定量値を標準脳上にマッピングすることで、パーキンソニズムをきたす変性疾患患者（パーキンソン病、多系統萎縮症、進行性核上性麻痺、大脳皮質基底核変性症）において、より詳細な解剖学的位置の同定が可能となると考える。ネットワーク指標画像の正常データベースを構築することで、患者の早期発見や鑑別能向上が期待される。まず、健常者のMRI画像を用いてネットワーク解析を行い、得られたネットワーク指標から正常データベースを構築する。次に、パーキンソニズムをきたす変性疾患患者においても同様にネットワーク解析を行い、疾患毎のネットワークパターンを抽出する。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

パーキンソニズムをきたす変性疾患患者（パーキンソン病、多系統萎縮症、進行性核上性麻痺、大脳皮質基底核変性症）の収集に時間を要したため。

Strategy for Future Research Activity

パーキンソニズムをきたす変性疾患患者（パーキンソン病、多系統萎縮症、進行性核上性麻痺、大脳皮質基底核変性症）においてネットワーク解析を行い、各疾患に特徴的な指標を算出し、早期診断や鑑別能向上に有用か検討する。また、健常者における全脳のネットワーク解析に年齢および性別が与える影響について、学会発表および論文化を目指す。

Causes of Carryover

COVID-19の影響によって旅費が少なくなったため、次年度への繰り越しが生じた。

Research Products

• [Journal Article] Gray matter structural networks related to 18 F-THK5351 retention in cognitively normal older adults and Alzheimer's disease patients (2021)
  • Author(s): Shigemoto Y, Sone D, Maikusa N, Kimura Y, Suzuki F, Fujii H, Sato N, Matsuda H.
  • Journal Title: eNeurologicalSci Volume: 23 Pages: 100343
  • DOI: 10.1016/j.ensci.2021.100343
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Single-subject gray matter networks in temporal lobe epilepsy patients with hippocampal sclerosis. (2021)
  • Author(s): Shigemoto Y, Sato N, Sone D, Maikusa N. Yamao T, Kimura Y, Chiba E, Suzuki F, Fujii H, Takayama Y, Iwasaki M, Nakagawa E, Matsuda H.
  • Journal Title: Epilepsy Res Volume: 177 Pages: 106766
  • DOI: 10.1016/j.eplepsyres.2021.106766
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Voxel-based analysis of age and gender effects on striatal [123I] FP-CIT binding in healthy Japanese adults. (2021)
  • Author(s): Shigemoto Y, Matsuda H, Kimura Y, Chiba E, Ohnishi M, Nakaya M, Maikusa N, Ogawa M, Mukai Y, Takahashi Y, Sako K, Toyama H, Inui Y, Taki Y, Nagayama H, Ono K, Kono A, Sekiguchi K, Hirano S, Sato N.
  • Journal Title: Annals of Nuclear Medicine Volume: 36 Pages: 460-467
  • DOI: 10.1007/s12149-022-01725-9
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] NODDI, 構造ネットワーク, 脳年齢. (2021)
  • Author(s): 松田博史, 曽根大地, 重本蓉子, 佐藤典子.
  • Organizer: 第40 回日本認知症学会学術集会
  • Invited
• [Presentation] Voxel-based correlation of 18F-THK5351 accumulation with gray matter structural networks in cognitively normal older adults. (2021)
  • Author(s): Shigemoto Y, Sone D, Maikusa N, Kimura Y, Suzuki F, Fujii H, Sato N, Matsuda H.
  • Organizer: AAIC 2021
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 健常成人における123I-イオフルパン-SPECTのボクセル解 析：年齢および性別が与える影響. (2021)
  • Author(s): 重本蓉子, 佐藤典子, 木村有喜男, 千葉英美子, 大西正紘, 仲谷元, 舞草伯秀, 向井 洋平, 高橋祐二, 松田博史.
  • Organizer: 第61回日本核医学会学術総会
• [Presentation] 大規模健常データベースを用いたHarmonized Z-scoreによるAD代理マーカーの検討. (2021)
  • Author(s): 舞草伯秀, 重本蓉子, 木村有喜男, 千葉英美子, 松田博史, 佐藤典子.
  • Organizer: 第61回日本核医学会学術総会