グラフ理論を応用した脳内連結解析によるパーキンソン症候群の診断補助ソフト開発

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19K17157
• 研究機関: 国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター
• 研究代表者: 重本 蓉子 国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, 病院 放射線診療部, 医師 (00815384)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 構造ネットワーク解析

研究実績の概要

グラフ理論を用いた構造ネットワーク解析は、従来の萎縮を検出する方法に代わり、脳内のネットワーク異常を早期から検出しうる方法として期待されている。まず、われわれは、近年登場した脳構造の局所的な類似度に着目した手法を用い、健常者におけるネットワーク指標画像のデータベースを構築した。
健常者において年齢・性別に応じて全脳のネットワーク指標がどのように変化するか検討した。812人の3DT1強調画像を取得した健常者（59.3±14歳、女性：男性＝407：405）において、個人脳のネットワーク解析を行い、以下のネットワーク指標（normalized　clustering、normalized path length、small-world coefficient)を算出した。健常者のネットワークは年齢に関わらず効率のよいスモールワールド性を保っていたが、加齢とともにスモールワールド性は低下し、ランダムネットワークに近付いた。性別の効果は、70歳未満で女性は男性よりネットワークは高値を示し、加齢とともに男性と同等の低下速度を示した。一方、70歳以上では女性は男性より加齢とともにネットワークが低下する速度は速く、男女差は認めなかった。70歳前後で女性のネットワークが急速に変化する原因として、正常加齢における言語機能の女性の優位性が挙げられ、70歳未満ではネットワークの低下がマスクされ女性は男性よりネットワークは高値を示したが、70歳以上ではこの代償反応が破綻し男女差は消失したと考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Age and Sex-Related Effects on Single-Subject Gray Matter Networks in Healthy Participants. (2023)
  • 著者名/発表者名: Shigemoto Y, Sato N, Maikusa N, Sone D, Ota M, Kimura Y, Chiba E, Okita K, Yamao T, Nakaya M, Maki H, Arizono E, Matsuda H.
  • 雑誌名: J Pers Med. 巻: 13 ページ: 419
  • DOI: 10.3390/jpm13030419.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Correlation between the regional brain volume and glymphatic system activity in progressive supranuclear palsy. (2023)
  • 著者名/発表者名: Ota M, Sato N, Takahashi Y, Shigemoto Y, Kimura Y, Nakaya M, Chiba E, Matsuda H.
  • 雑誌名: Dement Geriatr Cogn Disord. 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1159/000530075.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Voxel-based analysis of age and gender effects on striatal [123I] FP-CIT binding in healthy Japanese adults. (2022)
  • 著者名/発表者名: Shigemoto Y, Matsuda H, Kimura Y, Chiba E, Ohnishi M, Nakaya M, Maikusa N, Ogawa M, Mukai Y, Takahashi Y, Sako K, Toyama H, Inui Y, Taki Y, Nagayama H, Ono K, Kono A, Sekiguchi K, Hirano S, Sato N.
  • 雑誌名: Ann Nucl Med. 巻: 36 ページ: 460-467
  • DOI: 10.1007/s12149-022-01725-9.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Frontal lobe-dominant cerebral blood flow reduction and atrophy can be progressive in Duchenne muscular dystrophy. (2022)
  • 著者名/発表者名: Mori-Yoshimura M. Aizawa K, Shigemoto Y, Ishihara N, Minami N, Nishino I, Yoshida S, Sato N, Takahashi Y.
  • 雑誌名: Neuromuscul Disord. 巻: 32 ページ: 477-485
  • DOI: 10.1016/j.nmd.2022.02.008.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Clinical and neuroimaging findings in patients with lissencephaly/subcortical band heterotopia spectrum: a magnetic resonance conventional and diffusion tensor study. (2022)
  • 著者名/発表者名: Chiba E, Kimura Y, Shimizu-Motohashi Y, Miyagawa N, Ota M, Shigemoto Y, Ohnishi M, Nakaya M, Nakagawa E, Sasaki M, Sato N.
  • 雑誌名: Neuroradiology. 巻: 64 ページ: 825-836
  • DOI: 10.1007/s00234-021-02836-2.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Potential Treat-to-Target Approach for Methamphetamine Use Disorder: A Pilot Study of Adenosine 2A Receptor Antagonist With Positron Emission Tomography. (2022)
  • 著者名/発表者名: Okita K, Matsumoto T, Funada D, Murakami M, Kato K, Shigemoto Y, Sato N, Matsuda H.
  • 雑誌名: Front Pharmacol. 巻: 13 ページ: 820447
  • DOI: 10.3389/fphar.2022.820447.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] MR Imaging Detection of CNS Lesions in Tuberous Sclerosis Complex: The Usefulness of T1WI with Chemical Shift Selective Images. (2022)
  • 著者名/発表者名: Fujii H, Sato N, Kimura Y, Mizutani M, Kusama M, Sumitomo N, Chiba E, Shigemoto Y, Takao M, Takayama Y, Iwasaki M, Nakagawa E, Mori H.
  • 雑誌名: AJNR Am J Neuroradiol. 巻: 43 ページ: 1202-1209
  • DOI: 10.3174/ajnr.A7573.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Upper cerebellar glucose hypermetabolism in patients with temporal lobe epilepsy and interictal psychosis. (2022)
  • 著者名/発表者名: Sone D, Sato N, Shigemoto Y, Kimura Y, Matsuda H.
  • 雑誌名: Epilepsia Open. 巻: 7 ページ: 657-664
  • DOI: 10.1002/epi4.12645.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Relationships Between the Deposition of Amyloid-β and Tau Protein and Glymphatic System Activity in Alzheimer's Disease: Diffusion Tensor Image Study. (2022)
  • 著者名/発表者名: Ota M, Sato N, Nakaya M, Shigemoto Y, Kimura Y, Chiba E, Yokoi Y, Tsukamoto T, Matsuda H.
  • 雑誌名: J Alzheimers Dis. 巻: 90 ページ: 295-303
  • DOI: 10.3233/JAD-220534.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Harmonized Z-Scores Calculated from a Large-Scale Normal MRI Database to Evaluate Brain Atrophy in Neurodegenerative Disorders. (2022)
  • 著者名/発表者名: Maikusa N, Shigemoto Y, Chiba E, Kimura Y, Matsuda H, Sato N.
  • 雑誌名: J Pers Med. 巻: 12 ページ: 1555
  • DOI: 10.3390/jpm12101555.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Clinical impact of amyloid PET using 18F-florbetapir in patients with cognitive impairment and suspected Alzheimer's disease: a multicenter study. (2022)
  • 著者名/発表者名: Matsuda H, Okita K, Motoi Y, Mizuno T, Ikeda M, Sanjo N, Murakami K, Kambe T, Takayama T, Yamada K, Suehiro T, Matsunaga K, Yokota T, Tateishi U, Shigemoto Y, Kimura Y, Chiba E, Kawashima T, Tomo Y, Tachimori H, Kimura Y, Sato N.
  • 雑誌名: Ann Nucl Med. 巻: 36 ページ: 1039-1049
  • DOI: 10.1007/s12149-022-01792-y.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Free water derived by multi-shell diffusion MRI reflects tau/neuroinflammatory pathology in Alzheimer's disease. (2022)
  • 著者名/発表者名: Nakaya M, Sato N, Matsuda H, Maikusa N, Shigemoto Y, Sone D, Yamao T, Ogawa M, Kimura Y, Chiba E, Ohnishi M, Kato K, Okita K, Tsukamoto T, Yokoi Y, Sakata M, Abe O.
  • 雑誌名: Alzheimers Dement (N Y). 巻: 8 ページ: e12356
  • DOI: 10.1002/trc2.12356.
  • 査読あり
• [学会発表] Alzheimer’s diseaseに対するFree water imagingとタウ/神経炎症PETとの相関関係 (2023)
  • 著者名/発表者名: 仲谷元, 佐藤典子, 松田博史, 舞草伯秀, 重本蓉子, 曽根大地, 山尾天翔, 木村有喜男, 千葉英美子, 阿部修
  • 学会等名: 第52回日本神経放射線学会
• [学会発表] 筋萎縮性側索硬化症における中心前回の血流定量化（第2報） (2023)
  • 著者名/発表者名: 山川 徹，齊藤 勇二，重本 蓉子，佐藤 典子，髙橋 祐二
  • 学会等名: 第64回日本神経学会学術大会
• [学会発表] 筋萎縮性側索硬化症における中心前回の血流定量化 (2022)
  • 著者名/発表者名: 山川 徹，齊藤 勇二，重本 蓉子，佐藤 典子，髙橋 祐二
  • 学会等名: 第63回日本神経学会学術大会
• [学会発表] Alzheimer’s diseaseに対するFree water imagingとタウ/神経炎症PETとの相関関係 (2022)
  • 著者名/発表者名: 仲谷元, 佐藤典子, 松田博史, 舞草伯秀, 重本蓉子, 曽根大地, 山尾天翔, 木村有喜男, 千葉英美子, 阿部修
  • 学会等名: 第41回日本認知症学会学術集会
• [学会発表] MRI縦断画像解析法を用いたアルツハイマー病・軽度認知障害の脳萎縮評価 (2022)
  • 著者名/発表者名: 舞草伯秀, 木村有喜男, 重本蓉子, 千葉英美子, 松田博史, 佐藤典子
  • 学会等名: 第41回日本認知症学会学術集会
• [図書] Radiology-Nuclear Medicine Diagnostic Imaging: A Correlative Approach Diseases of the Central Nervous System (Pages: 163-193) (2023)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Matsuda, Eku Shimosegawa, Yoko Shigemoto, Noriko Sato, Hiroyuki Fujii, Fumio Suzuki, Yukio Kimura, Atsuhiko Sugiyama
  • 総ページ数: 912
  • 出版者: Wiley-Blackwell
  • ISBN: 9781119603610