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機能的脳画像解析のための多層マルチブロックスコアリング法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K11788
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分60030:統計科学関連
研究機関佐賀大学

研究代表者

川口 淳  佐賀大学, 医学部, 教授 (60389319)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2023年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード脳・神経 / 画像解析 / 機能的脳画像解析 / ネットワーク解析 / スコアリング / 生物統計 / ビッグデータ / データサイエンス / 脳科学
研究開始時の研究の概要

本研究では,健常者と患者を含む複数の対象者において,一人あたり複数時点測定の時系列を有する機能的脳画像データから各個人のネットワークスコアを推定し, それに脳形態や遺伝子情報などそれ以外の情報も組み込ませることができるようなスコアを用いて解析する方法を開発する.
このスコアを用い新規対象者の画像データから疾患診断確率を算出するための関係式におけるパラメータを統計学的に推定する.こうして新規対象者に対して疾患診断確率を計算する方法を開発し,疾患の早期発見のために疾患の初期段階,もしくは未解明領域の実データに応用する.

研究成果の概要

脳機能画像から各個人のネットワークを推定し,同時にその個人脳機能の接続性を利用して疾患診断のためのスコアを算出するアルゴリズムを開発した.ソフトウェアの開発も行い,シミュレーション研究と実際の認知症と健常者からなる脳画像データへの適用の結果において,構築されたモデルを使用して認知症を高精度に予測できることを示した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年,脳科学は学術的にも社会的にも関心が高い.医学では,特に精神神経領域において,疾患の早期発見,病態の客観的評価,疾患サブタイプ分類などの研究が盛んに行われている.推定されたネットワークからアウトカム (病気や健康など) を決定するための予測式を構築することができ,脳の機能的接続性を脳障害の診断をするための有用なバイオマーカーとして利用することを可能とした.

報告書

(4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
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Network-based diagnostic probability estimation from resting-state functional magnetic resonance imaging2023

    • 著者名/発表者名
      Kawaguchi Atsushi
    • 雑誌名

      Mathematical Biosciences and Engineering

      巻: 20 号: 10 ページ: 17702-17725

    • DOI

      10.3934/mbe.2023787

    • 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] 脳画像データハーモナイゼーションにおける統計学的解析方法2022

    • 著者名/発表者名
      川口 淳
    • 雑誌名

      日本磁気共鳴医学会雑誌

      巻: 42 号: 1 ページ: 1-14

    • DOI

      10.2463/jjmrm.2021-1740

    • NAID

      130008115167

    • ISSN
      0914-9457, 2434-0499
    • 年月日
      2022-02-15
    • 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] Individual voxel-based morphometry adjusting covariates in multiple system atrophy.2021

    • 著者名/発表者名
      Ebina J, Hara K, Watanabe H, Kawabata K, Yamashita F, Kawaguchi A, Yoshida Y, Kato T, Ogura A, Masuda M, Ohdake R, Mori D, Maesawa S, Katsuno M, Kano O, Sobue G.
    • 雑誌名

      Parkinsonism Relat Disord.

      巻: 90 ページ: 114-119

    • DOI

      10.1016/j.parkreldis.2021.07.025

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 脳画像AI解析における信頼性2023

    • 著者名/発表者名
      川口淳, 石丸悠子, 高尾結佳, 大迫亮介
    • 学会等名
      2023年度 人工知能学会全国大会(第37回)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] マルチモーダル脳画像解析2022

    • 著者名/発表者名
      川口 淳
    • 学会等名
      第44回IBISML研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 異種脳画像統合解析のためのネスト成分法2021

    • 著者名/発表者名
      田尻 涼、川口 淳
    • 学会等名
      日本計算機統計学会第35回大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 深層学習により生成した脳画像は解析に使用できるのか2021

    • 著者名/発表者名
      田尻 涼、川口 淳
    • 学会等名
      科研費シンポジウム「データサイエンス・統計学における方法論と応用の新展開」
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 医療データサイエンス2021

    • 著者名/発表者名
      川口 淳
    • 学会等名
      2021年度統計データサイエンス研究集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] Multivariate Analysis for Neuroimaging Data2021

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Kawaguchi
    • 総ページ数
      224
    • 出版者
      CRC Press
    • ISBN
      9781000369878
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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