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2022 年度 実績報告書

深層学習によるてんかんの脳波・脳磁図の自動診断

研究課題

研究課題/領域番号 19K18388
研究機関大阪大学

研究代表者

藤田 祐也  大阪大学, 大学院医学系研究科, 招へい教員 (20839097)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワードてんかん / 深層学習 / phase-amplitude coupling / deep learning / MEG / PAC / epilepsy
研究実績の概要

てんかんは診断には脳波や脳磁図の判読が必須である。しかしながら、これらの判読には時間がかかり、専門性が必要であるため、正確かつ簡単に診断するシステムの開発が望まれている。近年、人工知能の分野が発達し、Deep learningの進歩により様々な分野への実用化が進んでいる。
本研究では、初年度で90名のてんかん患者、90名の健常者にご協力いただき、我々の施設で脳磁図用に開発したDeep learning model(convolutional neural network : MNet)を用いて、てんかん患者と健常者の自動判別を行なった。また、診断に有用とされている特徴量(Power, Functional connectivity)や、てんかん発作と発作間欠期の識別に有用とされる特徴量、phase-amplitude couplingをMNetと組み合わせることで、MNetによる識別精度の向上及び抽出された特徴量の解明を試みた。PowerやFunctional connectivityといった特徴量とMNetを組み合わせた場合は、MNet単独と識別率は変わらなかった。一方で、MNetとphase-amplitude couplingを組み合わせることで診断率が向上することを明らかにし、phase-amplitude couplingがMNetが抽出する特徴量とは異なる側面の情報を持っていることを明らかにした。
また、これらの結果は単施設の結果であったため、汎化を目指し多施設の脳磁図データバンクの作成を行なった。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2022

すべて 雑誌論文 (3件)

  • [雑誌論文] Abnormal phase-amplitude coupling characterizes the interictal state in epilepsy2022

    • 著者名/発表者名
      Fujita Yuya、Yanagisawa Takufumi、Fukuma Ryohei、Ura Natsuko、Oshino Satoru、Kishima Haruhiko
    • 雑誌名

      Journal of Neural Engineering

      巻: 19 ページ: 026056~026056

    • DOI

      10.1088/1741-2552/ac64c4

  • [雑誌論文] Voluntary control of semantic neural representations by imagery with conflicting visual stimulation2022

    • 著者名/発表者名
      Fukuma Ryohei、Yanagisawa Takufumi、Nishimoto Shinji、Sugano Hidenori、Tamura Kentaro、Yamamoto Shota、Iimura Yasushi、Fujita Yuya、Oshino Satoru、Tani Naoki、Koide?Majima Naoko、Kamitani Yukiyasu、Kishima Haruhiko
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 5 ページ: -

    • DOI

      10.1038/s42003-022-03137-x

  • [雑誌論文] Evaluating the Safety of Simultaneous Intracranial Electroencephalography and Functional Magnetic Resonance Imaging Acquisition Using a 3 Tesla Magnetic Resonance Imaging Scanner2022

    • 著者名/発表者名
      Fujita Yuya、Khoo Hui Ming、Hirayama Miki、Kawahara Masaaki、Koyama Yoshihiro、Tarewaki Hiroyuki、Arisawa Atsuko、Yanagisawa Takufumi、Tani Naoki、Oshino Satoru、Lemieux Louis、Kishima Haruhiko
    • 雑誌名

      Frontiers in Neuroscience

      巻: 16 ページ: -

    • DOI

      10.3389/fnins.2022.921922

URL: 

公開日: 2023-12-25  

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