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PET-NIRS融合イメージングによるアルツハイマー病診断の高度化と脳機能の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17H04118
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 医学物理学・放射線技術学
研究機関東北大学

研究代表者

渡部 浩司  東北大学, サイクロトロン・ラジオアイソトープセンター, 教授 (40280820)

研究分担者 田代 学  東北大学, サイクロトロン・ラジオアイソトープセンター, 教授 (00333477)
志田原 美保 (古本美保)  東北大学, 工学研究科, 講師 (20443070)
茨木 正信  秋田県立循環器・脳脊髄センター(研究所), 放射線医学研究部, 主任研究員 (40360359)
松原 佳亮  秋田県立循環器・脳脊髄センター(研究所), 放射線医学研究部, 研究員 (40588430)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2018年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2017年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
キーワードPET / NIRS / 画像融合 / アルツハイマー病診断 / 脳血流 / Blood flow / 医学物理 / 認知症 / 核医学物理学
研究成果の概要

脳機能の高度診断のため、PETとNIRSの完全同時測定手法を開発し、その検証を[O-15]水 PET検査を用いて行った。また、アルツハイマー病診断薬である複数のタウタンパクPET薬剤の臨
床的評価を客観的に示すことができるClinical Usefulness Index (CUI)値を提唱し、その有効性を評価した。また、多施設研究に利用するための、多数のモダリティデータを格納できるデータベースを開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

脳機能を測定するモダリティとしてPETとNIRSはそれぞれ個別にデータ収集されてきた。本研究では、2つのモダリティのデータを完全に同時に収集できることを示した。これにより、これまで同時に求めることができなかった脳の機能を同時に収集可能であり、認知症診断の高精度化と短時間化に資する可能性が高い。また、新たなPET診断薬の開発において、本研究で提唱するCUI値がアミロイドβ薬剤だけではなく、タウタンパク薬剤においても応用が可能であり、薬剤開発において重要な指針を与えうる。さらに、本研究の成果は、多施設臨床研究を実施する上において必須のインフラを与えることができ、今後の多施設研究の推進に寄与する。

報告書

(4件)
  • 2020 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 8件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 8件、 招待講演 8件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Multimodal Functional Near-Infrared Spectroscopy in Monitoring Cerebral Haemodynamic: A Review Article2020

    • 著者名/発表者名
      Fairuz Mohd Nasir、Hiroshi Watabe
    • 雑誌名

      Asian Journal of Medicine and Biomedicine

      巻: 4 号: 1 ページ: 47-52

    • DOI

      10.37231/ajmb.2020.4.1.330

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Validation of the Image Registration Technique from Functional Near Infrared Spectroscopy (fNIRS) Signal and Positron Emission Tomography (PET) Image2020

    • 著者名/発表者名
      Fairuz Mohd Nasir、Hiroshi Watabe
    • 雑誌名

      Int J Manag Human

      巻: 4 号: 9 ページ: 63-69

    • DOI

      10.35940/ijmh.i0877.054920

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A systematic performance evaluation of head motion correction techniques for 3 commercial PET scanners using a reproducible experimental acquisition protocol2019

    • 著者名/発表者名
      Takato Inomata,Shoichi Watanuki,Hayato Odagiri,Takeyuki Nambu,Nicolas A. Karakatsanis,Hiroshi Ito,Hiroshi Watabe,Manabu Tashiro,Miho Shidahara
    • 雑誌名

      Annals of Nuclear Medicine

      巻: - 号: 7 ページ: 459-470

    • DOI

      10.1007/s12149-019-01353-w

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Registration of Positron Emission Tomography (PET) Image and Functional Near Infrared Spectroscopy (NIRS) Data2019

    • 著者名/発表者名
      Nasir Fairuz Binti Mohd、Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University, Sendai, Japan、Kikuchi Asuka、Watanuki Shoichi、Miyake Masayasu、Tashiro Manabu、Watabe Hiroshi
    • 雑誌名

      International Journal of Bioscience, Biochemistry and Bioinformatics

      巻: 9 号: 1 ページ: 9-19

    • DOI

      10.17706/ijbbb.2019.9.1.9-19

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Renal statistical map for positron emission tomography with [O-15] water2019

    • 著者名/発表者名
      Mahabubur Rahman, Hiroshi Watabe, Miho Shidahara, Shoichi Watanuki, Manabu Tashiro, Takefumi Mori, Sadayoshi Ito, Yusuke Ohsaki,
    • 雑誌名

      American journal of nuclear medicine and molecular imaging

      巻: 9 ページ: 193-202

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Online molecular image repository and analysis system: A multicenter collaborative open-source infrastructure for molecular imaging research and application2018

    • 著者名/発表者名
      Rahman Mahabubur、Watabe Hiroshi
    • 雑誌名

      Computers in Biology and Medicine

      巻: 96 ページ: 233-240

    • DOI

      10.1016/j.compbiomed.2018.04.001

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of the Feasibility of Screening Tau Radiotracers Using an Amyloid Biomathematical Screening Methodology2018

    • 著者名/発表者名
      Nai Ying-Hwey、Watabe Hiroshi
    • 雑誌名

      Computational and Mathematical Methods in Medicine

      巻: 2018 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1155/2018/6287913

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Investigation of the quantitative accuracy of low-dose amyloid and tau PET imaging.2018

    • 著者名/発表者名
      Nai YH, Watanuki S, Tashiro M, Okamura N, Watabe H.
    • 雑誌名

      Radiol Phys Technol.

      巻: 11 号: 4 ページ: 451-459

    • DOI

      10.1007/s12194-018-0485-y

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A comparison of five partial volume correction methods for Tau and Amyloid PET imaging with [(18)F]THK5351 and [(11)C]PIB.2018

    • 著者名/発表者名
      Shidahara M, Thomas BA, Okamura N, Ibaraki M, Matsubara K, Oyama S, Ishikawa Y, Watanuki S, Iwata R, Furumoto S, Tashiro M, Yanai K, Gonda K, Watabe H.
    • 雑誌名

      Ann Nucl Med.

      巻: 59 号: 7 ページ: 671-674

    • DOI

      10.1007/s12149-017-1185-0

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effects of levocetirizine and diphenhydramine on regional glucose metabolic changes and hemodynamic responses in the human prefrontal cortex during cognitive tasks.2018

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi A, Nasir FBM, Inami A, Mohsen A, Watanuki S, Miyake M, Takeda K, Koike D, Ito T, Sasakawa J, Matsuda R, Hiraoka K, Maurer M, Yanai1 K, Watabe H, Tashiro M.
    • 雑誌名

      Human Psychopharmacology.

      巻: 33 号: 2

    • DOI

      10.1002/hup.2655

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 137Cs transmission imaging and segmented attenuation corrections in a small animal PET scanner2017

    • 著者名/発表者名
      Nai Ying-Hwey、Ose Takayuki、Shidahara Miho、Watabe Hiroshi
    • 雑誌名

      Radiological Physics and Technology

      巻: 10 号: 3 ページ: 321-330

    • DOI

      10.1007/s12194-017-0407-4

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biomathematical screening of amyloid radiotracers with clinical usefulness index2017

    • 著者名/発表者名
      Nai Ying-Hwey、Shidahara Miho、Seki Chie、Watabe Hiroshi
    • 雑誌名

      Alzheimer's & Dementia: Translational Research & Clinical Interventions

      巻: 3 号: 4 ページ: 542-552

    • DOI

      10.1016/j.trci.2017.08.006

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Automatic evaluation of Pharmacokinetics for Amyloid tracers2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Watabe
    • 学会等名
      17th Annual Conference of The Egyptian Society of Nuclear Medicine Specialists
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Automatic evaluation of Pharmacokinetics for Amyloid tracers2019

    • 著者名/発表者名
      Watabe, Hiroshi and Nai, Ying HWay and Shidahara, Miho
    • 学会等名
      17th Annual Conference of The Egyptian Society of Nuclear Medicine Specialists
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] How to overcome PET drawbacks?2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Watabe
    • 学会等名
      SNU-NIRS Workshop
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Proposal of an Evaluation-Method to Compare Head Motion Correction Systems among Clinical PET Scanners2018

    • 著者名/発表者名
      Takato Inomata, Miho Shidahara,Shoichi Watanuki,Manabu Tashiro, Hiroshi Watabe
    • 学会等名
      日本医学放射線技術学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Registration of Positron Emission Tomography (PET) Image and Functional near Infrared Spectroscopy (NIRS) Data2018

    • 著者名/発表者名
      Nasir, Fairuz Binti Mohd and Watabe, Hiroshi
    • 学会等名
      8th International Conference of Biomedical Engineering
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] RI for PET imaging2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Watabe
    • 学会等名
      RISE18
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] PETデータの動態解析2018

    • 著者名/発表者名
      渡部浩司
    • 学会等名
      医療放射線技術研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Open Source Collaborative Infrastructure for International Multicenter Molecular Imaging Research2018

    • 著者名/発表者名
      Mahabubur Rahman
    • 学会等名
      3rd International Conference on Medical Physics in Radiation Oncology and Imaging (ICMPROI) - 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] コンパートメントモデルを理解しよう2017

    • 著者名/発表者名
      渡部浩司
    • 学会等名
      日本核医学学術大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Effects of antihistamines on regional cerebral glucose metabolism and perfusion during cognitive tasks2017

    • 著者名/発表者名
      Asuka Kikuchi
    • 学会等名
      AOCNMB2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On-line MIRA (Molecular Image Repository and Analysis) for molecular imaging research.2017

    • 著者名/発表者名
      Mahabubur Rahman
    • 学会等名
      AOCNMB2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] PETによる創薬の試み2017

    • 著者名/発表者名
      渡部浩司
    • 学会等名
      第13回東北大学REDEEMシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] International Standards for Nuclear Medicine and Molecular Imaging2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Watabe
    • 学会等名
      日本医学物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] Radiotracer Screening with CUI

    • URL

      http://www.rim.cyric.tohoku.ac.jp/software/CUI-Software

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] Radiotracer Screening with CUI

    • URL

      http://www.rim.cyric.tohoku.ac.jp/software/CUI-Software/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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