| 研究課題/領域番号 |
21K09098
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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56010:脳神経外科学関連
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| 研究機関 | 名古屋市立大学 (2022-2023)
滋賀医科大学 (2021) |
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研究代表者 |
山田 茂樹 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 講師 (40422969)
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| 研究分担者 |
渡邉 嘉之 滋賀医科大学, 医学部, 教授 (20362733)
大島 まり 東京大学, 大学院情報学環・学際情報学府, 教授 (40242127)
野崎 和彦 滋賀医科大学, 医学部, 客員教授 (90252452)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (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: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 4D Flow MRI / IVIM MRI / 脳脊髄液 / 脳老化シミュレーション / 脳体積 / 流体力学 / AI / 画像解析 / 脳血管 / 脳循環 / 脳代謝 / 正常圧水頭症 / 数値流体力学 / 脳室拡大 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
4D Flow MRIと数値流体力学を融合した流体解析を新たに開発し、複雑な形状の脳室とくも膜下腔の中を移動する遅い複雑な脳脊髄液の3次元的な流体情報(流速、流量、逆流率、せん断応力など)を解析し、正常圧水頭症における1）脳室拡大の機序解明、2) 髄液シャント術前後の脳脊髄液の動態変化、3) 脳脊髄液の動態と脳機能（歩行，認知，排尿機能）の障害の関係性の3課題を3年間で遂行する。脳脊髄液の動態と症状進行の関係性や術後変化が明らかとなれば、シャント術後の髄液排出量の調整に科学的な根拠を与えることができると考えている。
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| 研究成果の概要 |
CSFの拍動性運動を4D Flow MRIで観察し、振動せん断応力（OSS)を新たに提案した。IVIM MRIの灌流成分のf値 (%)がCSFの微細な拍動性運動の定量値となることを報告。健常者は加齢によって、クモ膜下腔が徐々に拡大するが、脳室は60歳までは形態・大きさが維持され、60歳以降にマジェンディ孔とルシュカ孔の拡大とともに脳室が拡大することを発見した。
さらに、脳脊髄液腔、脳室、高位円蓋部・正中の脳溝、シルビウス裂・脳底槽の4領域を3D MRIから自動抽出するAIと、これらの4領域からDESH、脳室拡大、高位円蓋部・正中の脳溝の狭小化、シルビウス裂・脳底槽の拡大を判定するAIを開発した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の成果により、ハキム病（iNPH）に特徴的なDisproportionately Enlarged Subarachnoid-space Hydrocephalus (DESH)と脳室拡大をきたす原因に関連するCSF動態の加齢性変化を明らかにすることができた。
また、脳MRI画像からDESHの判定に重要な領域を自動で抽出し、DESHの自動判定に加えて、DESHの程度や特徴を数値化した。これらのAIモデルを社会実装し、診断・治療の地域偏在を減らし（AIによる医療の均てん化）、高齢者の生活自立の向上や健康寿命の延伸に貢献する。
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