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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

研究課題

研究課題/領域番号 19K17157
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分52040:放射線科学関連
研究機関国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター

研究代表者

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)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードネットワーク解析 / 健常者 / 年齢 / 性別 / パーキンソン病 / 構造ネットワーク解析 / パーキンソン症候群
研究開始時の研究の概要

グラフ理論を用いた構造ネットワーク解析は、従来の萎縮を検出する方法に代わり、パーキンソン病などの変性疾患における異常を早期から検出しうる方法として期待されている。われわれは、最近登場した脳構造の局所的な類似に着目した手法を用いて、疾患毎のネットワークパターンを抽出することで、パーキンソニズムを来す変性疾患の早期診断および鑑別能向上を目指す。さらに健常者におけるネットワーク指標画像のデータベースを構築し、各患者のネットワーク指標画像を入力することによって自動的にパーキンソニズムをきたす変性疾患の鑑別や早期診断を可能とするソフトウェアを開発する。

研究成果の概要

健常者812人の脳MRIを用いて構造ネットワーク解析を行い、局所のネットワーク指標画像のデータベースを作成した。次に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、進行性核上性麻痺、多系統萎縮症)において同様に解析を行い、疾患特異的なネットワーク異常を検出した。各疾患を比較解検討した結果、局所のネットワーク指標の一つであるClustering coefficientは灰白質での萎縮部位と比べて脳機能の低下部位と一致しており、鑑別に有用と考えられた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

MRIのグラフ理論を用いたネットワーク解析は、パーキンソニズムをきたす疾患の鑑別に有用であった。この手法は他の疾患にも応用可能と思われるため、さまざまな神経変性疾患の診断補助として日常診療に役立てることができうると考える。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2023 2022 2021 2019

すべて 雑誌論文 (15件) (うち国際共著 6件、 査読あり 15件、 オープンアクセス 11件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Age and Sex-Related Effects on Single-Subject Gray Matter Networks in Healthy Participants.2023

    • 著者名/発表者名
      Shigemoto Y, Sato N, Maikusa N, Sone D, Ota M, Kimura Y, Chiba E, Okita K, Yamao T, Nakaya M, Maki H, Arizono E, Matsuda H.
    • 雑誌名

      J Pers Med.

      巻: 13 号: 3 ページ: 419-419

    • DOI

      10.3390/jpm13030419

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Correlation between the regional brain volume and glymphatic system activity in progressive supranuclear palsy.2023

    • 著者名/発表者名
      Ota M, Sato N, Takahashi Y, Shigemoto Y, Kimura Y, Nakaya M, Chiba E, Matsuda H.
    • 雑誌名

      Dement Geriatr Cogn Disord.

      巻: - 号: 3 ページ: 177-183

    • DOI

      10.1159/000530075

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Voxel-based analysis of age and gender effects on striatal [123I] FP-CIT binding in healthy Japanese adults2022

    • 著者名/発表者名
      Shigemoto Yoko、Matsuda Hiroshi、Kimura Yukio、Chiba Emiko、Ohnishi Masahiro、Nakaya Moto、Maikusa Norihide、Ogawa Masayo、Mukai Yohei、Takahashi Yuji、Sako Kazuya、Toyama Hiroshi、Inui Yoshitaka、Taki Yasuyuki、Nagayama Hiroshi、Ono Kenjiro、Kono Atsushi、Sekiguchi Kenji、Hirano Shigeki、Sato Noriko
    • 雑誌名

      Annals of Nuclear Medicine

      巻: 36 号: 5 ページ: 460-467

    • DOI

      10.1007/s12149-022-01725-9

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Frontal lobe-dominant cerebral blood flow reduction and atrophy can be progressive in Duchenne muscular dystrophy.2022

    • 著者名/発表者名
      Mori-Yoshimura M. Aizawa K, Shigemoto Y, Ishihara N, Minami N, Nishino I, Yoshida S, Sato N, Takahashi Y.
    • 雑誌名

      Neuromuscul Disord.

      巻: 32 号: 6 ページ: 477-485

    • DOI

      10.1016/j.nmd.2022.02.008

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Clinical and neuroimaging findings in patients with lissencephaly/subcortical band heterotopia spectrum: a magnetic resonance conventional and diffusion tensor study.2022

    • 著者名/発表者名
      Chiba E, Kimura Y, Shimizu-Motohashi Y, Miyagawa N, Ota M, Shigemoto Y, Ohnishi M, Nakaya M, Nakagawa E, Sasaki M, Sato N.
    • 雑誌名

      Neuroradiology.

      巻: 64 号: 4 ページ: 825-836

    • DOI

      10.1007/s00234-021-02836-2

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Potential Treat-to-Target Approach for Methamphetamine Use Disorder: A Pilot Study of Adenosine 2A Receptor Antagonist With Positron Emission Tomography.2022

    • 著者名/発表者名
      Okita K, Matsumoto T, Funada D, Murakami M, Kato K, Shigemoto Y, Sato N, Matsuda H.
    • 雑誌名

      Front Pharmacol.

      巻: 13 ページ: 820447-820447

    • DOI

      10.3389/fphar.2022.820447

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] MR Imaging Detection of CNS Lesions in Tuberous Sclerosis Complex: The Usefulness of T1WI with Chemical Shift Selective Images.2022

    • 著者名/発表者名
      Fujii H, Sato N, Kimura Y, Mizutani M, Kusama M, Sumitomo N, Chiba E, Shigemoto Y, Takao M, Takayama Y, Iwasaki M, Nakagawa E, Mori H.
    • 雑誌名

      AJNR Am J Neuroradiol.

      巻: 43 号: 8 ページ: 1202-1209

    • DOI

      10.3174/ajnr.a7573

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Upper cerebellar glucose hypermetabolism in patients with temporal lobe epilepsy and interictal psychosis2022

    • 著者名/発表者名
      Sone Daichi、Sato Noriko、Shigemoto Yoko、Kimura Yukio、Matsuda Hiroshi
    • 雑誌名

      Epilepsia Open

      巻: 7 号: 4 ページ: 657-664

    • DOI

      10.1002/epi4.12645

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Relationships Between the Deposition of Amyloid-β and Tau Protein and Glymphatic System Activity in Alzheimer's Disease: Diffusion Tensor Image Study.2022

    • 著者名/発表者名
      Ota M, Sato N, Nakaya M, Shigemoto Y, Kimura Y, Chiba E, Yokoi Y, Tsukamoto T, Matsuda H.
    • 雑誌名

      J Alzheimers Dis.

      巻: 90(1) 号: 1 ページ: 295-303

    • DOI

      10.3233/jad-220534

    • 関連する報告書
      2022 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] Harmonized Z-Scores Calculated from a Large-Scale Normal MRI Database to Evaluate Brain Atrophy in Neurodegenerative Disorders2022

    • 著者名/発表者名
      Maikusa Norihide、Shigemoto Yoko、Chiba Emiko、Kimura Yukio、Matsuda Hiroshi、Sato Noriko
    • 雑誌名

      Journal of Personalized Medicine

      巻: 12 号: 10 ページ: 1555-1555

    • DOI

      10.3390/jpm12101555

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Clinical impact of amyloid PET using 18F-florbetapir in patients with cognitive impairment and suspected Alzheimer's disease: a multicenter study.2022

    • 著者名/発表者名
      Matsuda H, Okita K, Motoi Y, Mizuno T, Ikeda M, Sanjo N, Murakami K, Kambe T, Takayama T, Yamada K, Suehiro T, Matsunaga K, Yokota T, Tateishi U, Shigemoto Y, Kimura Y, Chiba E, Kawashima T, Tomo Y, Tachimori H, Kimura Y, Sato N
    • 雑誌名

      Ann Nucl Med

      巻: 36 号: 12 ページ: 1039-1049

    • DOI

      10.1007/s12149-022-01792-y

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Free water derived by multi-shell diffusion MRI reflects tau/neuroinflammatory pathology in Alzheimer's disease2022

    • 著者名/発表者名
      Nakaya M, Sato N, Matsuda H, Maikusa N, Shigemoto Y, Sone D, Yamao T, Ogawa M, Kimura Y, Chiba E, Ohnishi M, Kato K, Okita K, Tsukamoto T, Yokoi Y, Sakata M, Abe O.
    • 雑誌名

      Alzheimers Dement (N Y)

      巻: 10;8(1) 号: 1

    • DOI

      10.1002/trc2.12356

    • 関連する報告書
      2022 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] Voxel-based correlation of 18F-THK5351 accumulation with gray matter structural networks in cognitively normal older adults2021

    • 著者名/発表者名
      Yoko Shigemoto, Daichi Sone, Norihide Maikusa, Yukio Kimura, Fumio Suzuki, Hiroyuki Fujii, Noriko Sato, Hiroshi Matsuda
    • 雑誌名

      eNeurologicalSci

      巻: 23 ページ: 100343-100343

    • DOI

      10.1016/j.ensci.2021.100343

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Single-subject gray matter networks in temporal lobe epilepsy patients with hippocampal sclerosis2021

    • 著者名/発表者名
      Shigemoto Yoko,Maikusa Norihide, Matsuda Hiroshi et al.
    • 雑誌名

      Epilepsy Research

      巻: 177 ページ: 106766-106766

    • DOI

      10.1016/j.eplepsyres.2021.106766

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Gray matter structural networks related to 18 F-THK5351 retention in cognitively normal older adults and Alzheimer's disease patients2021

    • 著者名/発表者名
      Yoko Shigemoto, Daichi Sone, Kyoji Okita, Norihide Maikusa, Tensho Yamao, Yukio Kimura, Fumio Suzuki, Hiroyuki Fujii, Koichi Kato, Noriko Sato, Hiroshi Matsuda
    • 雑誌名

      eNeurologicalSci

      巻: 22 ページ: 100309-100309

    • DOI

      10.1016/j.ensci.2021.100309

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Alzheimer’s diseaseに対するFree water imagingとタウ/神経炎症PETとの相関関係2023

    • 著者名/発表者名
      仲谷元, 佐藤典子, 松田博史, 舞草伯秀, 重本蓉子, 曽根大地, 山尾天翔, 木村有喜男, 千葉英美子, 阿部修
    • 学会等名
      第52回日本神経放射線学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 筋萎縮性側索硬化症における中心前回の血流定量化(第2報)2023

    • 著者名/発表者名
      山川 徹,齊藤 勇二,重本 蓉子,佐藤 典子,髙橋 祐二
    • 学会等名
      第64回日本神経学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 筋萎縮性側索硬化症における中心前回の血流定量化2022

    • 著者名/発表者名
      山川 徹,齊藤 勇二,重本 蓉子,佐藤 典子,髙橋 祐二
    • 学会等名
      第63回日本神経学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Alzheimer’s diseaseに対するFree water imagingとタウ/神経炎症PETとの相関関係2022

    • 著者名/発表者名
      仲谷元, 佐藤典子, 松田博史, 舞草伯秀, 重本蓉子, 曽根大地, 山尾天翔, 木村有喜男, 千葉英美子, 阿部修
    • 学会等名
      第41回日本認知症学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] MRI縦断画像解析法を用いたアルツハイマー病・軽度認知障害の脳萎縮評価2022

    • 著者名/発表者名
      舞草伯秀, 木村有喜男, 重本蓉子, 千葉英美子, 松田博史, 佐藤典子
    • 学会等名
      第41回日本認知症学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] NODDI, 構造ネットワーク, 脳年齢.2021

    • 著者名/発表者名
      松田博史, 曽根大地, 重本蓉子, 佐藤典子.
    • 学会等名
      第40 回日本認知症学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Voxel-based correlation of 18F-THK5351 accumulation with gray matter structural networks in cognitively normal older adults.2021

    • 著者名/発表者名
      Shigemoto Y, Sone D, Maikusa N, Kimura Y, Suzuki F, Fujii H, Sato N, Matsuda H.
    • 学会等名
      AAIC 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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.
    • 学会等名
      第61回日本核医学会学術総会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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.
    • 学会等名
      第61回日本核医学会学術総会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] タウ蛋白蓄積とコネクティビティの関連2019

    • 著者名/発表者名
      重本蓉子
    • 学会等名
      第38回日本認知症学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] Radiology-Nuclear Medicine Diagnostic Imaging: A Correlative Approach Diseases of the Central Nervous System (Pages: 163-193)2023

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Matsuda, Eku Shimosegawa, Yoko Shigemoto, Noriko Sato, Hiroyuki Fujii, Fumio Suzuki, Yukio Kimura, Atsuhiko Sugiyama
    • 総ページ数
      912
    • 出版者
      Wiley-Blackwell
    • ISBN
      9781119603610
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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