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小児脳腫瘍のPrecision Diagnosisの確立

研究課題

研究課題/領域番号 20K16791
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
研究機関九州大学

研究代表者

菊地 一史  九州大学, 医学研究院, 助教 (20529838)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードMRI / 小児脳腫瘍 / 拡散強調画像 / Arterial Spin Labeling / Stretched DWI / CEST / Amide Proton Transfer / arterial spin labeling / amide proton transfer / heterogeneity index / マルチパラメトリック解析 / 動脈血スピンラベル画像 / 化学交換飽和移動画像 / 動脈スピンラベリング法 / 化学交換飽和移動 / stretched-DWI / IVIM / 機会学習 / テキスチャー解析 / 精密診断 / Radiogenomics / 分子イメージング
研究開始時の研究の概要

脳腫瘍はまれな疾患であるが、小児固形腫瘍においては最多であり、術前画像診断は治療法の選択・決定や予後予測において極めて重要である。本研究の目的は、以下の3つである。
1. 造影剤を用いない非侵襲的なMRI画像撮像法の比較・分析
2. Radiomics手法を用いた画像特徴量の抽出・分析
3. AIを用いた診断法の最適化 (Multiparametric) による精密な診断法の確立
本研究では、非造影による非侵襲的な撮像法で得られた画像から、Radiomics法による特徴量の抽出により、形態的診断を超えて「目には見えない」遺伝子異常を画像から診断する方法の確立を目指す。

研究成果の概要

本研究では小児脳腫瘍患者において、MRIのmultiparametric解析を用いて、術前悪性度評価に寄与する因子を明らかにした。これにより、正確な画像診断を通じて生検の回避や最適な生検部位の決定、MRIシークエンスの優先順位や選択を支援することが期待される。腫瘍内部の均一性を示すα値と腫瘍血流量を示すCBFが、良悪性の鑑別に最も有用な因子であることが判明した。特に鎮静が必要な小児患者においては、これらのパラメータを優先して撮像することが重要である。本研究の結果により、正確な脳腫瘍の診断、造影剤の使用省略による注射およびアレルギー反応の回避、鎮静に伴う副作用の回避、医療費の抑制が期待される。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の学術的意義は、小児脳腫瘍の術前診断において、MRIのmultiparametric解析が悪性度評価に有効であることを明らかにした点にある。特に、腫瘍内部の均一性を示すα値と腫瘍血流量を示すCBFが良悪性の鑑別に寄与することを示したことは、臨床現場における診断精度の向上が期待される。これにより、生検の回避や部位の適正化が行われ、患者の負担を軽減できる可能性がある。
社会的意義は、MRIシークエンスの選択と優先順位の最適化により、鎮静や造影剤使用のリスクを低減し、医療費の抑制が期待される。また、正確な診断によって治療計画が適切に立てられ、治療効果の向上や予後の改善に繋がることが期待される。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 14件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Comparison of diagnostic performance of radiologist- and AI-based assessments of T2-FLAIR mismatch sign and quantitative assessment using synthetic MRI in the differential diagnosis between astrocytoma, IDH-mutant and oligodendroglioma, IDH-mutant and 1p/19q-codeleted2024

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi Kazufumi、Togao Osamu、Yamashita Koji、Momosaka Daichi、Kikuchi Yoshitomo、Kuga Daisuke、Yuhei Sangatsuda、Fujioka Yutaka、Narutomi Fumiya、Obara Makoto、Yoshimoto Koji、Ishigami Kousei
    • 雑誌名

      Neuroradiology

      巻: 66 号: 3 ページ: 333-341

    • DOI

      10.1007/s00234-024-03288-0

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Brain volume measured by synthetic magnetic resonance imaging in adult moyamoya disease correlates with cerebral blood flow and brain function2024

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi Kazufumi、Togao Osamu、Yamashita Koji、Isoda Takuro、Nishimura Ataru、Arimura Koichi、Nakamizo Akira、Yoshimoto Koji、Ishigami Kousei
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 14 号: 1 ページ: 5468-5468

    • DOI

      10.1038/s41598-024-56210-2

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Grading of gliomas using 3D CEST imaging with compressed sensing and sensitivity encoding2023

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiro Wada, Osamu Togao, Chiaki Tokunaga, Masahiro Oga, Kazufumi Kikuchi, Koji Yamashita, Hidetaka Yamamoto, Masami Yoneyama, Koji Kobayashi, Toyoyuki Kato, Kousei Ishigami, Hidetake Yabuuchi
    • 雑誌名

      European Journal of Radiology

      巻: 158 ページ: 110654-110654

    • DOI

      10.1016/j.ejrad.2022.110654

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Quantitative relaxometry using synthetic MRI could be better than T2-FLAIR mismatch sign for differentiation of IDH-mutant gliomas: a pilot study2022

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi Kazufumi、Togao Osamu、Yamashita Koji、Momosaka Daichi、Kikuchi Yoshitomo、Kuga Daisuke、Hata Nobuhiro、Mizoguchi Masahiro、Yamamoto Hidetaka、Iwaki Toru、Hiwatashi Akio、Ishigami Kousei
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1038/s41598-022-13036-0

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Three-dimensional chemical exchange saturation transfer imaging using compressed SENSE for full z-spectrum acquisition.2022

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiro Wada, Chiaki Tokunaga, Osamu Togao, Akio Hiwatashi, Kazufumi Kikuchi, Masami Yoneyama, Koji Kobayashi, Toyoyuki Kato, Koji Yoshimoto, Kousei Ishigami, Hidetake Yabuuchi
    • 雑誌名

      Magnetic Resonance Imaging

      巻: 92 ページ: 58-66

    • DOI

      10.1016/j.mri.2022.05.014

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A deep learning-based approach for the diagnosis of adrenal adenoma: a new trial using CT2022

    • 著者名/発表者名
      Kusunoki Masaoki、Nakayama Tomohiro、Nishie Akihiro、Yamashita Yasuo、Kikuchi Kazufumi、Eto Masatoshi、Oda Yoshinao、Ishigami Kousei
    • 雑誌名

      The British Journal of Radiology

      巻: 95 号: 1135

    • DOI

      10.1259/bjr.20211066

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inverse Association Between Resting-State Putamen Activity and Iowa Gambling Task Performance in Patients With Obsessive-Compulsive Disorder and Control Subjects2022

    • 著者名/発表者名
      Hasuzawa Suguru、Tomiyama Hirofumi、Murayama Keitaro、Ohno Aikana、Kang Mingi、Mizobe Taro、Kato Kenta、Matsuo Akira、Kikuchi Kazufumi、Togao Osamu、Nakao Tomohiro
    • 雑誌名

      Frontiers in Psychiatry

      巻: 13

    • DOI

      10.3389/fpsyt.2022.836965

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A deep convolutional neural network-based automatic detection of brain metastases with and without blood vessel suppression2022

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi Yoshitomo、Togao Osamu、Kikuchi Kazufumi、Momosaka Daichi、Obara Makoto、Van Cauteren Marc、Fischer Alexander、Ishigami Kousei、Hiwatashi Akio
    • 雑誌名

      European Radiology

      巻: 32 号: 5 ページ: 2998-3005

    • DOI

      10.1007/s00330-021-08427-2

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gamma distribution model of diffusion MRI for evaluating the isocitrate dehydrogenase mutation status of glioblastomas2022

    • 著者名/発表者名
      Takase Hanae、Togao Osamu、Kikuchi Kazufumi、Hata Nobuhiro、Hatae Ryusuke、Chikui Toru、Tokumori Kenji、Kami Yukiko、Kuga Daisuke、Sangatsuda Yuhei、Mizoguchi Masahiro、Hiwatashi Akio、Ishigami Kousei
    • 雑誌名

      The British Journal of Radiology

      巻: 95 号: 1133

    • DOI

      10.1259/bjr.20210392

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vessel-Selective 4D-MRA Using Superselective Pseudocontinuous Arterial Spin-Labeling with Keyhole and View-Sharing for Visualizing Intracranial Dural AVFs2022

    • 著者名/発表者名
      Togao O.、Obara M.、Kikuchi K.、Helle M.、Arimura K.、Nishimura A.、Wada T.、Murazaki H.、Van Cauteren M.、Hiwatashi A.、Ishigami K.
    • 雑誌名

      American Journal of Neuroradiology

      巻: 43 号: 3 ページ: 368-375

    • DOI

      10.3174/ajnr.a7426

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Assessment of cerebral perfusion in moyamoya disease with dynamic pseudo-continuous arterial spin labeling using a variable repetition time scheme with optimized background suppression2022

    • 著者名/発表者名
      Togao Osamu、Obara Makoto、Yamashita Koji、Kikuchi Kazufumi、Arimura Koichi、Nishimura Ataru、Nakamizo Akira、Wada Tatsuhiro、Tokunaga Chiaki、Mikayama Ryoji、Yamashita Yasuo、Hamano Hiroshi、Van Cauteren Marc、Ishigami Kousei、Baba Shingo
    • 雑誌名

      Neuroradiology

      巻: 65 号: 3 ページ: 529-538

    • DOI

      10.1007/s00234-022-03095-5

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Papillary craniopharyngioma coexisting with an intratumoral abscess in a pediatric patient: A case report and review of the literature2021

    • 著者名/発表者名
      Takagi Katsuhiro、Kikuchi Kazufumi、Hiwatashi Akio、Togao Osamu、Sangatsuda Yuhei、Kuga Daisuke、Mizoguchi Masahiro、Yamamoto Hidetaka、Iwaki Toru、Ishigami Kousei
    • 雑誌名

      Acta Radiologica Open

      巻: 10 号: 7 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1177/20584601211030661

    • 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
  • [雑誌論文] Differentiation of high-grade from low-grade diffuse gliomas using diffusion-weighted imaging: a comparative study of mono-, bi-, and stretched-exponential diffusion models2020

    • 著者名/発表者名
      Kusunoki Masaoki、Kikuchi Kazufumi、Togao Osamu、Yamashita Koji、Momosaka Daichi、Kikuchi Yoshitomo、Kuga Daisuke、Hata Nobuhiro、Mizoguchi Masahiro、Iihara Koji、Suzuki Satoshi O.、Iwaki Toru、Akamine Yuta、Hiwatashi Akio
    • 雑誌名

      Neuroradiology

      巻: 62 号: 7 ページ: 815-823

    • DOI

      10.1007/s00234-020-02456-2

    • 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
  • [雑誌論文] Diagnostic accuracy for the epileptogenic zone detection in focal epilepsy could be higher in FDG-PET/MRI than in FDG-PET/CT2020

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi Kazufumi、Togao Osamu、Yamashita Koji、Momosaka Daichi、Nakayama Tomohiro、Kitamura Yoshiyuki、Kikuchi Yoshitomo、Baba Shingo、Sagiyama Koji、Ishimatsu Keisuke、Kamei Ryotaro、Mukae Nobutaka、Iihara Koji、Suzuki Satoshi O.、Iwaki Toru、Hiwatashi Akio
    • 雑誌名

      European Radiology

      巻: - 号: 5 ページ: 2915-2922

    • DOI

      10.1007/s00330-020-07389-1

    • 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
  • [学会発表] VISIBLE: Improvement in Vessel Visibility and Application of Machine Learning to Detect Brain Metastases2023

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi K, Togao O, Yamashita K, Obara M, Ishigami K
    • 学会等名
      2023 ISMRM & ISMRT Annual Meeting & Exhibition
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 毛様細胞性星細胞腫とびまん性星細胞腫の比較: 非造影MRIによるヒストグラム解析2020

    • 著者名/発表者名
      菊地一史、栂尾 理、桃坂大地、菊池嘉朋、樋渡昭雄
    • 学会等名
      第79回日本医学放射線学会総会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Differentiation between Pilocytic Astrocytomas and Diffuse Astrocytomas using DWI, ASL, and CEST: A Histogram Analysis.2020

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi K, Togao O, Momosaka D, Kikuchi Y, Hiwatashi A.
    • 学会等名
      ASNR 58th Annual Meeting & NER Foundation Symposium 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] 症例で学ぶ中枢神経の画像診断2023

    • 著者名/発表者名
      安陪 等思 (監修), 平井 俊範 (編集), 吉浦 敬 (編集), 上谷 浩之 (編集, 著)
    • 総ページ数
      400
    • 出版者
      金原出版
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [図書] 症例で学ぶ中枢神経の画像診断[Web動画付]2023

    • 著者名/発表者名
      安陪 等思、平井 俊範、吉浦 敬、上谷 浩之
    • 総ページ数
      400
    • 出版者
      金原出版
    • ISBN
      9784307071307
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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