神経救急患者の広域周波数帯域脳波を用いた治療予後の高精度新規バイオマーカーの確立

• 研究課題/領域番号: 19K23777
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 0704:神経科学、ブレインサイエンスおよびその関連分野
• 研究機関: 神戸大学 (2020); 京都大学 (2019)
• 研究代表者: 十河 正弥 神戸大学, 医学部附属病院, 助教 (90704784)
• 研究期間 (年度): 2019-08-30 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
• キーワード: 意識障害 / 神経救急 / 低周波活動 / 高周波活動 / 脳波 / 超低周波活動 / 高周波律動 / 集中治療 / infraslow activity / 広域周波数脳波 / short infraslow activity

研究開始時の研究の概要

神経救急患者において頭皮上脳波は予後やてんかん発作の予測に有用な手段だが、通常の脳波検査で得られる情報は十分ではなく、より正確な臨床判断に資する新しい検査技術が求められている。そこで本研究では、近年てんかん原性との関連が指摘されている高周波、低周波律動に着目し、神経救急患者の頭皮上脳波の低周波律動、高周波律動を解析し、どのような病態で律動を認めるか、律動と脳機能予後、発作との関連を検討する。また長時間脳波モニタリングによる、律動の時間的変容を、これまでの動物実験や単離神経細胞を用いた電気生理学的研究で得られている知見と比較検討し、これらの律動の発生機序についても検討する。

研究成果の概要

意識障害患者の頭皮上脳波における、低周波、高周波律動の発作原性、脳機能予後を予測する電気生理学的バイオマーカーとしての役割の確立と生成機序の解明を目指した。
研究代表者はshort infraslow activity(SISA)と命名した低周波律動を報告しており、研究期間中に麻酔薬や代謝性脳症が原因の場合SISAは低振幅か認めないことが多く、急性症候性発作を有する症例ではSISAの振幅が有意に高いことを示した。またもやもや病や内頚動脈狭窄の血行再建術後の再灌流による神経症状出現と関連して低周波律動が出現することを報告しており、意識障害患者における低周波律動の臨床的意義をより確立したものにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

重症患者のおける脳波モニタリングは、非けいれん性てんかん重積などの検出により患者の予後を改善することが報告され、近年注目されている。しかし古典的な脳波において計測される周波数帯域では、特に集中治療領域においててんかん発作の出現や予後について予測することが難しい状況も多い。このような状況で本研究により低周波活動を使用することで、発作や神経学的転帰の予測の可能性を示すことができた。今後も集中治療期の脳波を多施設共同研究で蓄積し、より幅広い病因による意識障害時の低周波律動、高周波律動の解析やsource modelingにより、引き続きこれらの活動の生理学的意義の探索と、臨床応用を目指していく。

研究成果

• [雑誌論文] Electroencephalographic findings in Bickerstaff's brainstem encephalitis: A possible reflection of the dysfunction of the ascending reticular activating system. (2020)
  • 著者名/発表者名: Yoshimura H, Togo M, Ishii J, Ishiyama H, Tamura R, Kimura M, et al.
  • 雑誌名: Clinical Neurophysiology Practice. 巻: 6 ページ: 29-35
  • DOI: 10.1016/j.cnp.2020.11.004
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 橋病変が脱力発作と半側顔面けいれん発作に関与したと診断した難治てんかん発作の1例 (2020)
  • 著者名/発表者名: 十河 正弥, 井内 盛遠, 松本 理器, 澤本 伸克, 池田 昭夫, 髙橋 良輔
  • 雑誌名: 臨床神経学 巻: 60 号: 5 ページ: 362-366
  • DOI: 10.5692/clinicalneurol.cn-001368
  • NAID: 130007847269
  • ISSN: 0009-918X, 1882-0654
  • 査読あり
• [雑誌論文] Engagement of cortico-cortical and cortico-subcortical networks in a patient with epileptic spasms: An integrated neurophysiological study (2020)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Inoue, Katsuya Kobayashi, Riki Matsumoto, Morito Inouchi, Masaya Togo, Jumpei Togawa, Kiyohide Usami, Akihiro Shimotake, Masao Matsuhashi, Takayuki Kikuchi, Kazumichi Yoshida, Hisashi Kawawaki, Nobukatsu Sawamoto, Takeharu Kunieda, Susumu Miyamoto, Ryosuke Takahashi, Akio Ikeda
  • 雑誌名: Clin Neurophysiol 巻: 131 号: 9 ページ: 2255-2264
  • DOI: 10.1016/j.clinph.2020.04.167
  • 査読あり
• [雑誌論文] 橋病変が脱力発作と半側顔面けいれん発作に関与したと診断した難治てんかん発作の一例 (2020)
  • 著者名/発表者名: 十河正弥、井内盛遠、松本理器、澤本伸克、池田昭夫、髙橋良輔
  • 雑誌名: 臨床神経学 巻: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] High Amplitude, Short Infraslow Activity (SISA) With Burst Suppression Could Be Closely Related To Acute Seizures In Comatose Patients. (2019)
  • 著者名/発表者名: Togo M, Hitomi T, Mimura N, Ohira J, Takeyama H, Shimotake A, Yoshimura H, Matsuhashi M, Kawamoto M, Kohara N, Takahashi R.
  • 雑誌名: Epilepsia 巻: 60 ページ: 145-146
  • 査読あり
• [雑誌論文] A score to map the lateral non-primary motor area: multi-spectrum intrinsic brain activity vs. cortical stimulation (2019)
  • 著者名/発表者名: Shuichiro Neshige, Katsuya Kobayashi, Masao Matsuhashi, Masaya Togo, Mitsuhiro Sakamoto, Akihiro Shimotake, Takefumi Hitomi, Takayuki Kikuchi, Kazumichi Yoshida, Takeharu Kunieda, Riki Matsumoto, Hirofumi Maruyama, Ryosuke Takahashi, Susumu Miyamoto, Akio Ikeda
  • 雑誌名: Epilepsia 巻: 60 号: 11 ページ: 2294-2305
  • DOI: 10.1111/epi.16367
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cavernous sinus meningioma with the involvement of the medial sphenoidal wing mimicking hypertrophic pachymeningitis (2019)
  • 著者名/発表者名: Togo Masaya、Yoshimura Hajime、Ohira Junichiro、Funakoshi Yusuke、Tani Shoichi、Hara Shigeo、Sakai Nobuyuki、Kohara Nobuo
  • 雑誌名: Neurology and Clinical Neuroscience 巻: 7 号: 6 ページ: 365-366
  • DOI: 10.1111/ncn3.12324
  • 査読あり
• [学会発表] 代謝性・中毒性脳症の脳波：判読の現状と展望 (2021)
  • 著者名/発表者名: 十河 正弥, 松本 理器
  • 学会等名: 第35回神経救急学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] Modification of effective connectivity strength in interareal cortical networks from the seizure onset zone: a cortico-cortical evoked potential study (2021)
  • 著者名/発表者名: Masaya Togo, Riki Matsumoto, Takuro Nakae, Katsuya Kobayashi, Kiyohide Usami, Akihiro Shimotake, Takayuki Kikuchi, Kazumichi Yoshida, Masao Matsuhashi, Takeharu Kunieda, Susumu Miyamoto, Ryosuke Takahashi, Akio Ikeda
  • 学会等名: The 13th Asian&Oceanian Epilepsy Congress
• [学会発表] Bickerstaff型脳幹脳炎における上行性網様体賦活系の障害に伴う脳波変化. (2020)
  • 著者名/発表者名: 吉村 元, 十河 正弥, 石井 淳子, 比谷 里美, 乾 涼磨, 中澤 晋作, 木村 正夢嶺, 黒田 健仁, 角替 麻里絵, 石山 浩之, 前川 嵩太, 村上 泰隆, 藤原 悟, 尾原 信行, 川本 未知, 幸原 伸夫.
  • 学会等名: 第50回日本臨床神経生理学会学術大会.
• [学会発表] もやもや病血流再建術後の過灌流神経症状と脳波変化との関連：超低域徐波の意義. (2020)
  • 著者名/発表者名: 林 梢, 宇佐美 清英, 十河 正弥, 山尾 幸広, 下竹 昭寛, 舟木 健史, 人見 健文, 菊池 隆幸, 松橋 眞生, 吉田 和道, 宮本 享, 高橋 良輔, 池田 昭夫.
  • 学会等名: 第50回日本臨床神経生理学会学術大会.
• [学会発表] 認知機能低下と高齢発症てんかんを合併した2例の神経心理学的特徴. (2020)
  • 著者名/発表者名: 森本 耕平, 立花 久嗣, 岡山 公宣, 十河 正弥, 上田 健博, 関口 兼司, 古和 久朋, 松本 理器.
  • 学会等名: 第39回日本認知症学会学術集会.
• [学会発表] 難治部分てんかん患者における皮質間ネットワークの特徴と臨床所見との関連：皮質皮質間誘発電位を用いた検討. (2020)
  • 著者名/発表者名: 十河 正弥, 松本 理器, 武山 博文, 小林 勝哉, 宇佐美 清英, 下竹 昭寛, 松橋 眞生, 菊池 隆幸, 吉田 和道, 國枝 武治, 宮本 享, 高橋 良輔, 池田 昭夫.
  • 学会等名: 第50回日本臨床神経生理学会学術大会.
• [学会発表] ISA is associated with transient cortical dysfunction and hyperperfusion in Moyamoya disease (2020)
  • 著者名/発表者名: Hayashi Kozue, Masaya Togo, Kiyohide Usami, Yukihiro Yamao, Akihiro Shimotake, Takefumi Hitomi, Takayuki Kikuchi, Masao Matsuhashi, Kazumichi Yoshida, Susumu Miyamoto, Ryosuke Takahashi, Akio Ikeda
  • 学会等名: 第61回日本神経学会学術大会
• [学会発表] Characteristics of intercortical epileptic network in focal epilepsy patients: a cortico-cortical evoked potential study (2020)
  • 著者名/発表者名: Masaya Togo, Riki Matsumoto, Nobutaka Mukae, Katsuya Kobayashi, Kiyohide Usami, Akihiro Shimotake, Takuro Nakae, Takayuki Kikuchi, Kazumichi Yoshida, Masao Matsuhashi, Takeharu Kunieda, Susumu Miyamoto, Ryosuke Takahashi, Akio Ikeda
  • 学会等名: 第61回日本神経学会学術大会
• [学会発表] High amplitude, short infraslow activity (SISA) with burst suppression could be closely related to acute seizures in comatose patients (2019)
  • 著者名/発表者名: M. Togo , T. Hitomi , N. Mimura , J. Ohira , H. Takeyama , A. Shimotake , H. Yoshimura , M Matsuhashi , M. Kawamoto , N. Kohara , R. Takahashi , A. Ikeda
  • 学会等名: 33rd International Epilepsy Congress
  • 国際学会
• [学会発表] High amplitude, short infraslow activity (SISA) with burst suppression could be closely related to acute seizures in comatose or critical care patients (2019)
  • 著者名/発表者名: M. Togo , T. Hitomi , N. Mimura , J. Ohira , H. Takeyama , A. Shimotake , H. Yoshimura , M Matsuhashi , M. Kawamoto , N. Kohara , R. Takahashi , A. Ikeda
  • 学会等名: 第53回日本てんかん学会学術集会
• [学会発表] M. Togo , R. Matsumoto , A. Shimotake , T. Kobayashi , T. Nakae , T. Kikuchi , M. Matsuhashi , K. Yoshida , T. Kunieda , S. Miyamoto , R. Takahashi , A Ikeda (2019)
  • 著者名/発表者名: Human motor control network as revealed by CCEP connectivity analysis of the negative motor area
  • 学会等名: 第60回日本神経学会学術大会
• [学会発表] 亜急性発症のミオクロニーてんかんの一例 (2019)
  • 著者名/発表者名: 十河正弥 , 戸島摩耶 , 錦織隆成 , 濱口敏和 , 下竹昭寛 , 木村公俊 , 岡田信久 , 當間圭一郎 , 眞木崇州 , 山門穂高 , 髙橋 良輔 , 池田 昭夫
  • 学会等名: 第53回日本てんかん学会学術集会
• [学会発表] 運動、言語関連皮質における皮質間ネットワーク特性：皮質皮質間誘発電位を用いた検討 (2019)
  • 著者名/発表者名: 十河正弥 , 松本理器 , 迎伸孝 , 武山博文 , 中江卓郎 , 小林勝哉 , 宇佐美清英 , 下竹昭寛 , 松橋眞生 , 菊池隆幸 , 吉田和道 , 國枝武治 , 宮本享 , 髙橋良輔 , 池田昭夫
  • 学会等名: 第49回臨床神経生理学会学術集会
• [図書] Clinical Neuroscience (2021)
  • 著者名/発表者名: 十河 正弥, 松本 理器.
  • 総ページ数: 4
  • 出版者: 中外医学社
• [図書] てんかん、早わかり！ 診療アルゴリズムと病態別アトラス (2020)
  • 著者名/発表者名: 十河 正弥, 松本 理器.
  • 総ページ数: 8
  • 出版者: 南江堂
• [図書] 脳神経外科 (2020)
  • 著者名/発表者名: 十河 正弥, 松本 理器.
  • 総ページ数: 7
  • 出版者: 医学書院
• [図書] BRAIN and NERVE. (2020)
  • 著者名/発表者名: 十河 正弥, 森本 耕平, 松本 理器.
  • 総ページ数: 12
  • 出版者: 医学書院
• [図書] 脳神経外科（脳神経外科診療に役立つ薬物療法の知識） (2020)
  • 著者名/発表者名: 十河正弥 , 松本理器
  • 総ページ数: 6
  • 出版者: 医学書院
• [図書] BRAIN and NERVE（誤診しやすい脳波所見:「南半球」のてんかん性放電と正常亜型） (2020)
  • 著者名/発表者名: 十河正弥 , 森本耕平 , 松本理器
  • 総ページ数: 12
  • 出版者: 医学書院
• [図書] てんかん診療の最前線（硬膜下電極記録） (2019)
  • 著者名/発表者名: 十河 正弥 , 松本 理器
  • 総ページ数: 1
  • 出版者: 日本医師会
• [図書] 医薬品副作用学（第3版）（抗てんかん薬） (2019)
  • 著者名/発表者名: 十河 正弥 , 池田 昭夫
  • 総ページ数: 7
  • 出版者: 日本臨牀社