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2021 年度 実績報告書

心電図解析によるてんかん発作の検知・予知システム確立のための広帯域頭蓋内脳波解析

研究課題

研究課題/領域番号 19K09475
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

前原 健寿  東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (40211560)

研究分担者 藤原 幸一  名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (10642514)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードてんかん発作予知 / 頭蓋内電極 / 部分てんかん / 広帯域脳波解析 / Autoencoder (AE) モデル / 定位的頭蓋内脳波
研究実績の概要

我々は従来、長時間ビデオ脳波記録患者を対象に心拍変動(HRV)解析がてんかん患者の覚醒時発作予知に有効であることを報告してきた(Fujiwara et al. IEEE Trans Biomed Eng 2016)。しかし本システムを臨床応用するためには解決すべき問題点として以下の2つが挙げられる。1)心拍変動に対するアルゴリズム解析がてんかん発作予知に有効であることを証明しているがその機序は明らかでない。2)先行研究における発作検知感度は93%と従来の頭皮脳波を用いた発作予測感度74%より良好であるものの、偽陽性率は0.8/hrと高くなっているため、偽陽性を減らすための新たな研究が必要である。
本研究では、頭蓋内脳波による検討を行い 73%の発作予知率と0.52回 /hrという成績を得た。
1)発作の機序に関しては、73%という高い発作予知率からは、B)頭蓋内脳波で記録される発作より以前に、脳内に発作を誘発する何らかの変化が起こり、心拍変動を生じているのであろうと推測できた。ただし、この発作予知率は頭皮脳波の発作予知率よりも若干低いことから発作予知できなかった脳波に対してHFO(高周波律動)及びDC(direct current)電位変化を用いた広帯域脳波解析を施行したが、発作予知できた脳波と比較して特徴的な変化を見出すことはできなかった。
2)の偽陽性に関しては、0.18回 /hrと非常に低い偽陽性率を得ることができた症例も存在した。6時間に1回の偽陽性であり、精度を上げることで心電図を用いたてんかん発作予知は臨床的に有用であることが示唆された。また頭蓋内脳波で記録されたelectrical seizure(臨床発作を伴わない発作でビデオ頭皮脳波では発作では偽陽性)の一部で発作予知が可能であった。このことから頭皮脳波に基づく発作予知にはある程度の限界があることも示唆された。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Current Status and Future Objectives of Surgical Therapies for Epilepsy in Japan.2021

    • 著者名/発表者名
      Mikuni N, Usui N, Otsubo H, Kawai K, Kishima H, Maehara T, Mine S, Yamamoto T.
    • 雑誌名

      Neurol Med Chir (Tokyo)

      巻: 61 ページ: 6190628

    • DOI

      10.2176/nmc.st.2021-0230

    • 査読あり
  • [雑誌論文] わたくしの考える抗てんかん薬の使い方 ペランパネルのMonotherapy、Early add-on、Late add-onの有効性と忍容性2021

    • 著者名/発表者名
      前原 健寿
    • 雑誌名

      クリニシアン

      巻: 68 ページ: 446-471

  • [雑誌論文] 脳神経外科領域におけるclinical toolおよびresearch topicとしての頭皮、皮質脳波の現状2021

    • 著者名/発表者名
      前原 健寿, 稲次 基希, 橋本 聡華, 清水 一秀
    • 雑誌名

      臨床神経生理学

      巻: 49 ページ: 209-211

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Management of Post-traumatic Seizures and Epilepsy2021

    • 著者名/発表者名
      Inaji M, Maehara T
    • 雑誌名

      No Shinkei Geka

      巻: 49 ページ: 986-993

  • [学会発表] pileptic Seizure Prediction Based on Heart Rate Variability in a Patient with Intractable Epilepsy Due to Trauma under Electrocorticogram Monitoring: A Case Report2021

    • 著者名/発表者名
      Miho Sakuma, MD, Miho Miyajima, Motoki Inaji, Masato Serino, Koichi Fujiwara, Kano Manabu, Taketoshi Maehara
    • 学会等名
      75th AES
    • 国際学会
  • [学会発表] 慢性頭蓋内脳は記録中に心拍変動解析を用いたてんかん発作予知を行った外傷性難治てんかん患者の1例2021

    • 著者名/発表者名
      佐久間美帆、宮島美穂、稲次基希、芹野真郷、藤原幸一、加納学、前原健寿
    • 学会等名
      第80回日本脳神経外科学会総会
  • [学会発表] Wide-band analysis for ictal ECoG2021

    • 著者名/発表者名
      Taketoshi Maehara, Motoki Inaji, Satoka Hashimoto
    • 学会等名
      14th AESC
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2022-12-28  

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