未来予測手術具現化のための脳機能データベース及び標準脳の作成

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Multidisciplinary computational anatomy and its application to highly intelligent diagnosis and therapy
• Project/Area Number: 15H01128
• Research Institution: Tokyo Women's Medical University
• Principal Investigator: 田村 学 東京女子医科大学, 医学部, 講師 (80453174)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: ログ取得 / 行程解析 / 覚醒下手術

Outline of Annual Research Achievements

覚醒下手術予定患者のMRI撮影を術前高磁場撮影を行い、脳溝を中心としたobject-based morphometryに基づき、BrainVISA解析ソフトウェアを用いた入念な術前準備を行った。
計画１実績について：電気刺激装置の位置情報の取得を１４名の患者に対して行った。具体的には、MRI 画像をアップデートしたナビゲーションシステム（BrainLAB 社装置）に読み取り可能な、滅菌されたプローベを準備し電気刺激装置に装着した。画像及び位置情報の読み込みはSlicer 等ソフトウェア上で行い、電気刺激装置の位置情報のログを取得した。ログ情報取得の手法については、研究協力者である山田氏と共に数例の試行を行った後に実際の患者に適用し実現した。成果については学会およびProceedingsとして報告を行った。
計画２実績について：覚醒下手術のビデオにおける検査者タスク提示、電気刺激条件、患者の反応を確認し統合させ、覚醒下手術におけるマッピング工程の可視化の作業を行った。検査者が行う検査タスク（物品呼称、動詞生成、数字のカウンティング、漢字・ひらがな音読、計算）、術者が行う脳表面（MRI で作成した3D 構築脳表画像と顕微鏡映像との相違を確認後）上の電気刺激範囲、反応が起こった位置を電流値と共に可視化する。平成２７年度については２４名の患者の覚醒下手術に参加し行程解析のデータ作成を行った。また、過去のマッピング症例を上記ビデオ記録をもとに１５４名の後方視的解析としてまとめ、学会及びProceedingsとして報告を行った。行程解析については研究協力者である南氏と共同して調査を進め、術後症状も含めさらに研究内容を深化させている。

Current Status of Research Progress

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

Reason

現在のところ、ログ情報を手術中に取得できるプロセスは確立させたためログ取得を自動化出来るようなソフトの改良を加えている。今後は全ての覚醒下手術において自動的なログ取得が行える手法を確立できるようさらに研究開発を進めている。

Strategy for Future Research Activity

計画１に関しては全ての手術においてログ取得を自動化し、簡便かつ確実にデータ取得したものを保存し解析可能とすることである。術中に電気刺激部位の特定と同時に機能部位のデータベース化も同時に進める。
計画２に関して、マッピングで脳機能反応解析を進めながら閾値の設定を行い脳機能毎の詳細な解析を更に進める。
上記計画１と２の結果を基に、当初の計画であった標準脳作成に向けての研究を加速させる。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Neurospin/Timone Hospital(France)
  • Country Name: France
  • Counterpart Institution: Neurospin/Timone Hospital
• [Journal Article] 手術支援機器による術中判断と行動 (2016)
  • Author(s): 村垣善浩, 伊関洋, 丸山隆志, 新田雅之, 齋藤太一, 田村学, 都築俊介, 安田崇之, 岡田芳和, 川俣貴一
  • Journal Title: 脳神経外科ジャーナル Volume: 25(7) Pages: 555-565
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Difficulty in identification of the frontal language area in patients with dominant frontal gliomas that involve the pars triangularis. (2016)
  • Author(s): Saito, T., Y. Muragaki, T. Maruyama, M. Tamura, M. Nitta, S. Tsuzuki, Y. Konishi, K. Kamata, R. Kinno, K. L. Sakai, H. Iseki and T. Kawamata
  • Journal Title: J Neurosurg Volume: 56 Pages: 1-9
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 頭頂葉言語野近傍神経膠腫に対し,硬膜下電極マッピングと覚醒下手術の併用が機能温存と積極的摘出の両立に有効であった1例 (2015)
  • Author(s): 竹林研人, 齋藤太一, 新田雅之, 田村学, 丸山隆志, 村垣善浩, 岡田芳和.
  • Journal Title: Neurological Surgery Volume: 43 Pages: 63-68
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Intraoperative Functional Mapping and Monitoring during Glioma Surgery. (2015)
  • Author(s): Saito T, Muragaki Y, Maruyama, Tamura M, Nitta M, Okada Y.
  • Journal Title: Neurol Med Chir (Tokyo) Volume: 55 Pages: 1-13
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 大脳白質解剖に基づくグリオーマ手術 (2015)
  • Author(s): 丸山隆志, 村垣善浩, 新田雅之, 齋藤太一, 田村学, 伊関洋, 岡田芳和
  • Journal Title: 脳神経外科ジャーナル Volume: 24 Pages: 76-84
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Strategy of Surgical Resection for Glioma Based on Intraoperative Functional Mapping and Monitoring. (2015)
  • Author(s): Tamura M, Muragaki Y, Saito T, Maruyama T, Nitta M, Tsuzuki S, Iseki H, Okada Y
  • Journal Title: Neurol Med Chir (Tokyo) Volume: 55 Pages: 383-398
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 術中言語検査における音声情報を利用した覚醒下手術映像記録のタグ付け (2015)
  • Author(s): 西村俊彦, 長尾智晴, 伊関洋, 村垣善浩, 田村学, 南伸二
  • Journal Title: 医療情報学 Volume: 34-6 Pages: 271-279
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 「覚醒下手術ガイドライン」の解説 (2015)
  • Author(s): 田村学, 丸山隆志, 村垣善浩
  • Journal Title: 脳神経外科速報 Volume: 25-12 Pages: 1292-1299
• [Presentation] 術中MRIと連動するマッピング位置情報のデジタル化 － 未来予測手術のためのデータベース構築 － (2016)
  • Author(s): 田村学, 丸山隆志, 佐藤生馬, Mangin Jean-Francois, 新田雅之, 正宗賢, 山田浩之, 川俣貴一, 伊関洋, 村垣善浩
  • Organizer: 第25回脳神経外科手術と機器学会
  • Place of Presentation: 朱鷺メッセ 新潟コンベンションセンター（新潟市）
  • Year and Date: 2016-03-25
• [Presentation] 神経膠腫摘出のための覚醒下皮質電気刺激言語マッピングにおける精度検討 (2016)
  • Author(s): 田村学, 丸山隆志, 新田雅之, 齋藤太一, 南伸二, 生田聡子, 吉光喜太郎, 岡本淳, 正宗賢, 伊関洋, 金野竜太, 酒井邦嘉, 川俣貴一, 村垣善浩
  • Organizer: 第18回日本ヒト脳機能マッピング学会
  • Place of Presentation: 京都大学桂キャンパス 船井哲良記念講堂（京都市）
  • Year and Date: 2016-03-08
• [Presentation] 脳腫瘍摘出のためのマッピング位置情報デジタル化と脳機能データベース構築 (2016)
  • Author(s): 田村学, 丸山隆志, Mangin Jean-Francois, 新田雅之, 齋藤太一, 生田聡子, 岡本淳, 吉光喜太郎, 小西良幸, 正宗賢, 山田浩之, 南伸二, 川俣貴一, 伊関洋, 村垣善浩
  • Organizer: 第18回日本ヒト脳機能マッピング学会
  • Place of Presentation: 京都大学桂キャンパス 船井哲良記念講堂（京都市）
  • Year and Date: 2016-03-08
• [Presentation] Digitized Brain-mapping Localization and their Compiled Brain-function Database For the Future-predicting Glioma Surgery (2016)
  • Author(s): Tamura M, Maruyama T, Mangin JF, Sato I, Nitta M, Yoshimitsu K, Konishi Y, Okamoto J, Ikuta S, Masamune K, Yamada H, Minami S, Kawamata T, Iseki H, Muragaki Y
  • Organizer: The second International Symposium on Multidisciplinary Computational Anatomy
  • Place of Presentation: 名古屋大学 東山キャンパス 野依記念学術交流館（名古屋市）
  • Year and Date: 2016-02-12
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 未来予測手術実現のための画像情報デジタル化と脳機能データベース構築 (2015)
  • Author(s): 田村学, 丸山隆志, Mangin JF, 新田雅之, 斉藤太一, 生田聡子, 岡本淳, 吉光喜太郎, 小西良幸, 正宗賢, 山田浩之, 南伸二, 川俣貴一, 伊関洋, 村垣善浩
  • Organizer: 第24回日本コンピュータ外科学会
  • Place of Presentation: 東京大学本郷キャンパス（文京区、東京都）
  • Year and Date: 2015-11-23
• [Presentation] 神経膠腫摘出術における覚醒下言語機能皮質マッピングの精度検討 (2015)
  • Author(s): 田村学, 丸山隆志, 新田雅之, 齋藤太一, 南伸二, 生田聡子, 正宗賢, 伊関洋, 川俣貴一, 村垣善浩
  • Organizer: 第13回日本AwakeSurgery学会
  • Place of Presentation: 名古屋国際センター（名古屋市、愛知県）
  • Year and Date: 2015-09-24
• [Presentation] Functional MRI and DTI in Evaluation of Intracranial Gliomas (2015)
  • Author(s): Tamura M, Muragaki Y, Maruyama T, Kinno R, Sakai K, Kawamata T, Masamune K, Iseki H
  • Organizer: The Educational Course “Contemporary management of intracranial gliomas
  • Place of Presentation: Nobosibirsk, Russia
  • Year and Date: 2015-08-14
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Preoperative MRI-based delineation of the sulcal and gyral anatomy and its usefulness for glioma resection in neurosurgery (2015)
  • Author(s): Tamura M, Maruyama T, Nitta M, Saito T, Yoshimitsu K, Konishi Y, Okamoto J, Ikuta S, Masamune K, Mangin J-F, Okada Y, Iseki H, Muragaki Y
  • Organizer: 19th annual conference of the International Society for Computer Aided Surgery (CARS)
  • Place of Presentation: Barcelona, Spain
  • Year and Date: 2015-06-27
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 未来予測手術を見据えた覚醒下手術中の電気刺激位置情報取得 (2015)
  • Author(s): 田村学, 丸山隆志, 新田雅之, 斉藤太一, 生田聡子, 正宗賢, 山田浩之, 南伸二, 川俣貴一, 伊関洋, 村垣善浩
  • Organizer: 第15回日本術中画像情報学会
  • Place of Presentation: 東京サイエンスセンター（川崎市、神奈川県）
  • Year and Date: 2015-06-20
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Advantage of Leksell GammaPlan for Brain Tumor Management: Image Co-registration, Volumetry and Delineation for Brain Mapping (2015)
  • Author(s): Tamura M, Muragaki Y, Hayashi M, Konishi Y, Chernov M, Tamura N, Regis J, Masamune K, Iseki H
  • Organizer: 12th Bi-annual Congress of the International Stereotactic Radiosurgery Society (ISRS)
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（横浜市）
  • Year and Date: 2015-06-10
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Contemporary management of intracranial gliomas - Information-guided Surgery and Precision-guided Therapy - (2015)
  • Author(s): Tamura M, Muragaki Y, Chernov M, Iseki H, Maruyama T, Nitta M, Yoshimitsu K, Konishi Y, Ikuta S, Okamoto J, Niki C, Maeda M, Horise Y, Kishimoto S, Masamune K, Takakura K
  • Organizer: Seminar on Oncology with the XIV International Congress ‘Evidence-based Medicine - The Cornerstone of the Modern Healthcare’
  • Place of Presentation: Khabarovsk, Russia
  • Year and Date: 2015-05-25
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] MRIからの脳溝イメージング情報を活用した脳外科手術支援 (2015)
  • Author(s): 田村学, 丸山隆志, 新田雅之, 斉藤太一, 生田聡子, 正宗賢, Jean-Francois Mangin, 岡田芳和,伊関洋, 村垣善浩
  • Organizer: 第24回脳神経外科手術と機器学会シンポジウム
  • Place of Presentation: ナレッジキャピタルコングレコンベンションセンター（大阪市北区）
  • Year and Date: 2015-04-03