脳容積・白質微細構造の大規模データ解析による睡眠障害のバイオマーカー探索

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K15833
• Research Institution: Juntendo University
• Principal Investigator: 早川 弥生 順天堂大学, 医学部, 准教授 (30812763)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2026-03-31
• Keywords: 睡眠障害 / DTI-ALPS / 脈絡叢体積 / PSQI

Outline of Annual Research Achievements

R5年度は、R4年度に学会発表した内容を論文化し発表するとともに、引き続き脳の睡眠障害に関連するMRI指標としてdiffusion tensor image analysis along the perivascular space （DTI-ALPS） indexを用い、コホート研究である文京ヘルススタディーの大規模データを対象として脳の変化と睡眠障害の関連について検討した。脳脊髄液機能に関与すると考えられる脈絡叢体積に注目し、ALPS-index、脈絡叢体積と睡眠障害の関連を調べた。睡眠の質の評価として Pittsburgh sleep quality index（PSQI）を用い、 PSQI6 点未満を健常群（N=52）、PSQI6 点以上を睡眠障害群（N=52）として群間比較を行い、睡眠障害群では健常群に比してALPS-indexの有意な低下（p = 0.04, Cohen’s d = －0.28）、脈絡叢体積の増加（p = 0.10, Cohen’s d = 0.24）を認めた。また、睡眠障害群においてALPS-indexと脈絡叢体積 には有意な負相関が見られた（r = －0.35, false discovery rate [FDR]-corrected p = 0.03）。これらの結果は地域在住高齢者における睡眠の質の低下に伴うglymphatic systemの障害を反映している可能性が示唆された。

Current Status of Research Progress

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

Reason

ALPS-indexによる解析を行い、睡眠の質と glymphatic system機能との関連を示し、論文化し発表した。コホート研究である文京ヘルススタディーの大規模データを対象に、ALPS-index、脈絡叢体積と睡眠障害の関連について検討し、学会発表を行った。

Strategy for Future Research Activity

ALPS-index以外の指標も用いて脳の微細構造変化と睡眠障害の関連の検討を進める。結果は随時学会や論文にて発表を行う。また、研究期間後半に向けて縦断解析の準備を行う。

Causes of Carryover

引き続き学会参加にオンラインを活用したこと、データ保存や解析等に既存の備品を用いて効率化できたことにより、効果的な研究費使用ができた。次年度、未使用額は今後の解析や学会発表、論文化費用に充てる予定である。

Research Products

• [Journal Article] Glymphatic system impairment in sleep disruption: diffusion tensor image analysis along the perivascular space (DTI-ALPS) (2023)
  • Author(s): Saito Y, Hayakawa Y(equal contribution), Kamagata K, Kikuta J, Mita T, Andica C, Taoka T, Uchida W, Takabayashi K, Tuerxun R, Mahemuti Z, Yoshida S, Kitagawa T, Arai T, Suzuki A, Sato K, Nishizawa M, Akashi T, Shimoji K, Wada A, Aoki S
  • Journal Title: Japanese Journal of Radiology Volume: 41 Pages: 1335～1343
  • DOI: 10.1007/s11604-023-01463-6
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Automation of a Rule-based Workflow to Estimate Age from Brain MR Imaging of Infants and Children Up to 2 Years Old Using Stacked Deep Learning (2023)
  • Author(s): Wada Akihiko、Saito Yuya、Fujita Shohei、Irie Ryusuke、Akashi Toshiaki、Sano Katsuhiro、Kato Shinpei、Ikenouchi Yutaka、Hagiwara Akifumi、Sato Kanako、Tomizawa Nobuo、Hayakawa Yayoi、Kikuta Junko、Kamagata Koji、Suzuki Michimasa、Hori Masaaki、Nakanishi Atsushi、Aoki Shigeki
  • Journal Title: Magnetic Resonance in Medical Sciences Volume: 22 Pages: 57～66
  • DOI: 10.2463/mrms.mp.2021-0068
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 睡眠の質に伴うDTI-ALPSおよび脈絡叢体積の変化 (2023)
  • Author(s): 菊田潤子、鎌形康司、早川弥生、田岡俊昭、高林海斗、斎藤勇哉、内田航、陳紅愷、吉田聖奈、山崎奎吾、和田昭彦、加賀英義、田村好史、河盛隆造、綿田裕孝、青木茂樹
  • Organizer: 第51回日本磁気共鳴医学会大会
• [Presentation] 深層学習モデルを用いた血管周囲腔自動検出における頭部T1/T2 強調像の有効性の検証 (2023)
  • Author(s): 郭森, 菊田潤子, 鎌形康司, 陳紅愷, 斎藤勇哉, 高林海斗, 内田航, 大塚裕次朗, 早川 弥生, 和田昭彦, 青木茂樹
  • Organizer: 第51回日本磁気共鳴医学会大会