脳深部刺激術におけるclosed-loop systemの応用と脳機能解析

2021 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 20K09387
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 谷 直樹 大阪大学, 医学系研究科, 助教 (20598370)
• 研究分担者: 貴島 晴彦 大阪大学, 医学系研究科, 教授 (10332743) ; 福間 良平 大阪大学, 医学系研究科, 特任助教(常勤) (20564884) ; 山本 祥太 大阪大学, 医学系研究科, 招へい教員 (20795728) [辞退] ; 森 信彦 大阪大学, 医学系研究科, 特任研究員(常勤) (20833924) ; 藤田 祐也 大阪大学, 医学部附属病院, 医員 (20839097) ; 押野 悟 大阪大学, 医学系研究科, 准教授 (40403050) ; 橋本 洋章 大阪大学, 医学系研究科, 招へい教員 (50770674) ; 三浦 慎平 大阪大学, 医学部附属病院, 医員 (50869716) ; 細見 晃一 大阪大学, 医学系研究科, 特任講師(常勤) (70533800) ; クー ウイミン 大阪大学, 医学系研究科, 特任助教(常勤) (70591022) ; 枝川 光太朗 地方独立行政法人大阪府立病院機構大阪急性期・総合医療センター(臨床研究支援センター), 脳神経外科, 副部長 (40722806)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 脳深部刺激術 / Local Field Potential / パーキンソン病 / adaptive DBS / beta oscillation

研究実績の概要

2020年11月から基底核Local Field Potential (LFP)の記録が可能であるImplantable Pulse Generator (IPG) (PERCEPTTM TM)の仕様が可能となった。我々は２０２０年１１月以来パーキンソン病２０症例にPERCEPTTM PCの植え込み術を行い、脳深部刺激療法を開始している。これら２０症例の安静時、運動時のLFPを記録し、パーキンソン病症状に特徴的なbiomarkerとなりうるLFP情報の解析を開始し、運動症状と連動し変化するベータ帯域のLFP変化を捉えている。この結果は学会報告を行っている。運動症状と連動して変化するベータ帯域変化を刺激に応用するclosed-loop systemを利用した脳深部刺激療法(adaptive Deep Brain Stimulation; aDBS)は、電極留置半年後を目安に開始している。現在、１１症例で症例登録し運動機能評価を開始している。これらの結果はadaptive DBSの初期経験として学会報告、雑誌、書籍などを通して報告している。本年度は国際学会(Movement Disorder Society)での発表を予定している。
さらに、パーキンソン病の歩行障害であるすくみ足のbiomarkerを探索するべく、パーキンソン病患者での歩行機能、脳波測定を行なっている。現在のところwearable device (GaitUp)を用いた歩行機能の測定を３１人、wearable device (Kinesia360)を用いた日常運動機能測定を２０人、歩行時の歩行機能評価wearable deviceとportable EEG同時測定も２０人で行なった。測定はすべて動画撮影も同時に行なっている。学会報告は未だ行っていないが、パーキンソン病特有の安静時脳波を捉えており、今後解析方法を運動時の脳波に応用しすくみ足のbiomarkerとなるような脳波を捉えるべく解析を進める。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

Closed loop systemの利用が可能な刺激装置の埋め込み、歩行障害biomarker探索に必要な運動情報、神経機能情報の測定、記録は順調に進んでいる。
運動症状に連動して変化するLFP変化を捉え、LFPをbiomarkerとしたadaptive DBSの導入も順調に進んでおり、現在は中期的な効果の評価を行っている症例もある。
歩行機能biomarker解析は解析方法の確立の目処がたち、本年度解析を進める予定である。

今後の研究の推進方策

本年度も引き続き、PERCEPT PCの留置を進めるとともにadaptive DBSの評価を継続する。歩行時の運動機能、脳機能評価は記録が集積されつつあり、本年度は解析を進める。

次年度使用額が生じた理由

予定していた研究機材を購入したが、より安価で機能に問題のない機材に変更することができたため残金が生じた。

研究成果

• [雑誌論文] Magnetoencephalography detects phase-amplitude coupling in Parkinson’s disease (2022)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Masataka、Yanagisawa Takufumi、Fukuma Ryohei、Tani Naoki、Oshino Satoru、Mihara Masahito、Hattori Noriaki、Kajiyama Yuta、Hashimoto Ryota、Ikeda Manabu、Mochizuki Hideki、Kishima Haruhiko
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 12 ページ: 1835
  • DOI: 10.1038/s41598-022-05901-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] 特集 定位・機能神経外科の基礎と臨床 Ⅱ 定位・機能神経外科手術の対象となる主な疾患 振戦に対する定位的外科治療 (2021)
  • 著者名/発表者名: 谷 直樹、押野 悟、細見 晃一、Khoo Hui Ming、貴島 晴彦
  • 雑誌名: Neurological Surgery 脳神経外科 巻: 49 ページ: 760～768
  • DOI: 10.11477/mf.1436204454
  • 査読あり
• [雑誌論文] Indication of MR Image-guided Focused Ultrasound (2021)
  • 著者名/発表者名: Kishima Haruhiko、Oshino Satoru、Tani Naoki、Hosomi Koichi
  • 雑誌名: Japanese Journal of Neurosurgery 巻: 30 ページ: 519～526
  • DOI: 10.7887/jcns.30.519
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Case Report: Hemorrhagic Venous Infarction after Deep Brain Stimulation Surgery Probably Due to Coagulation of Intradural Veins (2021)
  • 著者名/発表者名: TANI Naoki、YAEGAKI Takahide、KISHIMA Haruhiko
  • 雑誌名: NMC Case Report Journal 巻: 8 ページ: 315～318
  • DOI: 10.2176/nmccrj.cr.2020-0305
  • 査読あり
• [学会発表] 非内側側頭葉てんかんに対する海馬温存焦点切除術 (2022)
  • 著者名/発表者名: 谷直樹、押野悟、Khoo Hui Ming、細見晃一、平田雅之、藤田祐也、三浦慎平、江村拓人、木本優希、松橋崇寛、岩田貴光、栁澤琢史、貴島晴彦
  • 学会等名: 第45回日本てんかん外科学会
• [学会発表] BrainSenseどうすんねん？- Percept PCのセンシング設定方法とTips (2022)
  • 著者名/発表者名: 谷直樹
  • 学会等名: 第61回日本定位機能神経外科学会
• [学会発表] SenSight directional leadとPercept PC - DBSにどのような変革をもたらすか？ (2022)
  • 著者名/発表者名: 谷直樹
  • 学会等名: 第61回日本定位機能神経外科学会
  • 招待講演
• [学会発表] PERCEPTTM PC から取り出した視床下核Local Field Potential (2021)
  • 著者名/発表者名: 谷直樹、押野悟、細見晃一、栁澤琢史、Khoo Hui Ming、藤田祐也、江村拓人、木本優希、松橋崇寛、何馨、AbdiReza、貴島晴彦
  • 学会等名: 第35回日本ニューモデュレーション学会
  • 招待講演
• [学会発表] 機能脳神経外科の魅力とその限界，将来 (2021)
  • 著者名/発表者名: 谷直樹
  • 学会等名: 第41回日本脳神経外科コングレス総会
  • 招待講演
• [学会発表] 外視鏡 ORBEYE を用いたてんかん手術 (2021)
  • 著者名/発表者名: 谷直樹、押野悟、Khoo Hui Ming、藤田祐也、三浦慎平、江村拓人、貴島晴彦
  • 学会等名: 第54回日本てんかん学会
• [学会発表] Adaptive deep brain stimulationの初期経験 (2021)
  • 著者名/発表者名: 谷直樹、押野悟、細見晃一、Khoo Hui Ming、藤田祐也、江村拓人、三浦慎平、木本優希、松橋崇寛、何馨、RezaAbdi、柳澤琢史、貴島晴彦
  • 学会等名: 第80回日本脳神経外科学会学術総会
• [学会発表] 脳卒中後てんかんに対する薬物治療 (2021)
  • 著者名/発表者名: 谷直樹
  • 学会等名: 第33回大阪血管内治療研究会
• [図書] 16章 機能脳神経外科, 2 運動異常症 (2021)
  • 著者名/発表者名: 谷直樹、貴島晴彦
  • 総ページ数: 48
  • 出版者: 金芳堂