| 研究課題/領域番号 |
21K07540
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分52030:精神神経科学関連
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| 研究機関 | 東京医科歯科大学 |
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研究代表者 |
宮島 美穂 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (70616177)
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| 研究分担者 |
加納 学 京都大学, 情報学研究科, 教授 (30263114)
山川 俊貴 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 客員教授 (60510419)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | てんかん個別医療 / ウェアラブルモニタリング / 発作周期 / 時間生物学 / てんかん発作予測 / 機械学習 / ウェアラブル計測 / てんかん発作モニタリング / 自律神経機能 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
申請者らは、心拍変動モニタリングに基づくてんかん発作予測システムの開発に取り組んできたが、予測精度の個人差が大きいという課題があった。
本研究の目的は、一方で発作周期や睡眠覚醒リズム、ストレス状態が、個々の患者の発作発生のタイミングに与える影響をを同定することである。絆創膏型心拍計等によりてんかん患者の自律神経機能などを長期間計測し、睡眠・覚醒リズムや月経周期、ストレス等の影響を組み込んだ個別化発作予測アルゴリズムを構築する。この新規開発したアルゴリズムと従来のアルゴリズムの発作予測性能の比較を通じて、生体リズムやストレスが発作発生に与える影響を明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
今年度は、個別の生物学的周期と発作との関係を検証するためのてんかん患者のデータ収集を行うとともに、発作予知アルゴリズムの改良を行った。
てんかん患者のデータ収集は、院内での長時間ビデオ脳波検査中の患者を対象として行った。絆創膏型のウェアラブル心電計に加え本研究チームが開発に関与したシャツ型電極を用いたウェアラブル計測システムによる心電図、身体加速度のモニタリングも実施した。またリストバンド型デバイスによる皮膚電気抵抗や皮膚表面温のモニタリングも並行して行った。
心拍変動に基づく発作予知アルゴリズムについては、2段階発作予知モデルの計算負荷低減および性能改善を目指した改良を行った結果、感度約70%，FP率0.3回/h以下を達成したまた、新たにApproximate NNベースのRRI補正アルゴリズムを開発し、一部のノイズの多い心電図データの解析も可能となった。今後の生物学的周期の解析に活用する予定である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
1－3年度目に新型コロナウィルス感染拡大の影響を受け、検査入院の減少や受け入れ態勢の変化などによって患者からのデータ収集等が大幅に遅延した。
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| 今後の研究の推進方策 |
来年度は院内とともに、院外でのデータ収集を行い、長期的なバイオリズムと発作周期の関係を検証する。心拍変動に基づく発作予知アルゴリズムの改良も同時に行い、これらの結果を統合して個別性を高めた発作予知システムの構築を進め、成果発表を行う。
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