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2022 年度 実施状況報告書

脳脊髄液の新規流体解析を用いた正常圧水頭症の病態解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K09098
研究機関名古屋市立大学

研究代表者

山田 茂樹  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 講師 (40422969)

研究分担者 渡邉 嘉之  滋賀医科大学, 医学部, 教授 (20362733)
大島 まり  東京大学, 大学院情報学環・学際情報学府, 教授 (40242127)
野崎 和彦  滋賀医科大学, 医学部, 客員教授 (90252452)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード4D Flow MRI / 脳脊髄液 / 脳血管 / 脳循環 / 脳代謝 / 脳体積 / 脳老化シミュレーション / 正常圧水頭症
研究実績の概要

令和3年度から本科研費(基盤研究C)を頂き、滋賀医科大学で2022年9月までに健常ボランティア137人、正常圧水頭症(NPH)患者43人に3D T1強調、3D T2強調、4D FLOW MRI(脳脊髄液・脳血管)を撮像。全ての研究参加者で脳と脳血管、脳室、くも膜下腔の3Dモデル(stl file)を作成し、3次元流速情報とともに、東京大学・大阪大学、東京都立大学とデータを共有した。
2022年10月に研究代表者が滋賀医科大学から名古屋市立大学に異動となり、まず名古屋市大学のIRBに研究申請を行い、研究課題名『3次元画像解析システムを用いた脳・脳脊髄液・脳血流の動態解析・シミュレーション』が2022年12月1日に承認(管理番号:60-22-0083), 研究課題名『脳・脊椎脊髄疾患の病的歩行を検知する3次元動作解析システム』が2023年1月23日に承認(管理番号:60-22-0111)。
学会発表は、2022年5月に国際MRI学会 (ISMRM、Web参加)で一般口演、2022年9月に国際水頭症学会(スウェーデン)で教育講演と一般口演、韓国認知症学会で招待講演と、国内学会で14件のシンポジウム・招聘・教育講演、8件の一般口演を行った。
共同研究施設との進捗状況報告として、脳循環代謝数理モデル研究会を第4回(2022/9/26 Web開催), 第5回(2022/11/28 Web開催), 第5回(2023/3/4 名古屋市大学で開催)し、TDPT歩行解析研究会を第7回(2022/6/10 Web開催),第8回(2022/8/30 Web開催),第9回(2023/3/9 Web開催)を行った。
論文は国際誌に筆頭(責任)著者として2つの総説と3つの研究原著論文、共著者として3つの研究論文が出版され、3つの和誌に筆頭(責任)著者として出版された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

2022年10月に研究代表者が滋賀医科大学から名古屋市立大学に異動となったが、滋賀医科大学で、かなりのボランティア参加者を得ることができ、MRIによる画像解析研究、スマートフォンによる歩行解析研究ともに、データを収集・解析・論文化まで進めることができた。現在、さらに4つの論文を国際誌に投稿中であり、共同研究期間とも連携して、研究を加速させることができている。

今後の研究の推進方策

収集した健常者と特発性正常圧水頭症患者の脳と脳血管、脳室、くも膜下腔の3D形態情報と4D Flow MRIによる脳血流と脳脊髄液の3D流速情報を解析して新たな知見を得ていくとともに、共同研究機関である東京大学、大阪大学、東京都立大学の工学部でシミュレーションモデルを作成していく。本共同研究グループで、新たに令和5年度「スーパーコンピュータ「富岳」成果創出加速プログラム(次世代超高速電子計算機システム利用の成果促進)」(高性能汎用計算機高度利用事業費補助金)が採択され、研究はさらに加速していくと考えている。
歩行解析については、共同研究機関である国立研究開発法人産業技術総合研究所で、スマートフォンアプリの精度検証実験を終了し、現在、解析を行っている。さらに、共同研究機関を全国に広げている。

備考

成人慢性水頭症の分類について、国際水頭症学会の主要メンバーでシステマティックレビューを行った。現在、論文投稿中。さらに現在、国際水頭症学会で成人慢性水頭症のガイドライン作成に向け、画像部門のリーダーとして参加中。

  • 研究成果

    (41件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (29件) (うち国際学会 5件、 招待講演 17件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Department of Neurology and Neurosurgery/Queen Square National Hospital(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      Department of Neurology and Neurosurgery/Queen Square National Hospital
  • [国際共同研究] Department of Clinical Neuroscience/Sahlgrenska University Hospital(スウェーデン)

    • 国名
      スウェーデン
    • 外国機関名
      Department of Clinical Neuroscience/Sahlgrenska University Hospital
  • [雑誌論文] Cerebrospinal Fluid Production and Absorption and Ventricular Enlargement Mechanisms in Hydrocephalus2023

    • 著者名/発表者名
      Yamada Shigeki、Mase Mitsuhito
    • 雑誌名

      Neurologia medico-chirurgica

      巻: Online ahead of print ページ: 1

    • DOI

      10.2176/jns-nmc.2022-0331

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantitative Gait Feature Assessment on Two-Dimensional Body Axis Projection Planes Converted from Three-Dimensional Coordinates Estimated with a Deep Learning Smartphone App2023

    • 著者名/発表者名
      Yamada Shigeki、Aoyagi Yukihiko、Iseki Chifumi、Kondo Toshiyuki、Kobayashi Yoshiyuki、Ueda Shigeo、Mori Keisuke、Fukami Tadanori、Tanikawa Motoki、Mase Mitsuhito、Hoshimaru Minoru、Ishikawa Masatsune、Ohta Yasuyuki
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 23 ページ: 617~617

    • DOI

      10.3390/s23020617

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Usefulness of intravoxel incoherent motion MRI for visualizing slow cerebrospinal fluid motion2023

    • 著者名/発表者名
      Yamada Shigeki、Hiratsuka Shinnosuke、Otani Tomohiro、Ii Satoshi、Wada Shigeo、Oshima Marie、Nozaki Kazuhiko、Watanabe Yoshiyuki
    • 雑誌名

      Fluids and Barriers of the CNS

      巻: 20 ページ: 16

    • DOI

      10.1186/s12987-023-00415-6

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Aging-related volume changes in the brain and cerebrospinal fluid using artificial intelligence-automated segmentation.2023

    • 著者名/発表者名
      Shigeki Yamada、Tomohiro Otani、Satoshi Ii、Hiroto Kawano、Kazuhiko Nozaki、Shigeo Wada、Marie Oshima、Yoshiyuki Watanabe
    • 雑誌名

      European radiology

      巻: online ページ: online

    • DOI

      10.1007/s00330-023-09632-x

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cerebrospinal Fluid Dynamics in Secondary Normal Pressure Hydrocephalus Subsequently after Hemorrhagic Stroke2023

    • 著者名/発表者名
      Shigeki Yamada、Hirotaka Ito、Masatsune Ishikawa、Makoto Yamaguchi、Kazuo Yamamoto、Kazuhiko Nozaki
    • 雑誌名

      Surgery for Cerebral Stroke

      巻: 51 ページ: 99~106

    • DOI

      10.2335/scs.51.99

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reconsidering Ventriculoperitoneal Shunt Surgery and Postoperative Shunt Valve Pressure Adjustment: Our Approaches Learned From Past Challenges and Failures2022

    • 著者名/発表者名
      Yamada Shigeki、Ishikawa Masatsune、Nakajima Madoka、Nozaki Kazuhiko
    • 雑誌名

      Frontiers in Neurology

      巻: 12 ページ: 798488

    • DOI

      10.3389/fneur.2021.798488

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of Smartphone Application for Markerless Three-Dimensional Motion Capture Based on Deep Learning Model2022

    • 著者名/発表者名
      Aoyagi Yukihiko、Yamada Shigeki、Ueda Shigeo、Iseki Chifumi、Kondo Toshiyuki、Mori Keisuke、Kobayashi Yoshiyuki、Fukami Tadanori、Hoshimaru Minoru、Ishikawa Masatsune、Ohta Yasuyuki
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 22 ページ: 5282~5282

    • DOI

      10.3390/s22145282

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Risk factors for unfavourable outcomes after shunt surgery in patients with idiopathic normal-pressure hydrocephalus2022

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Erena、Kanno Shigenori、Kawakami Nobuko、Narita Wataru、Saito Makoto、Endo Keiko、Iwasaki Masaki、Kawaguchi Tomohiro、Yamada Shigeki、Ishii Kazunari、Kazui Hiroaki、Miyajima Masakazu、Ishikawa Masatsune、Mori Etsuro、Tominaga Teiji、Tanaka Fumiaki、Suzuki Kyoko
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 ページ: 13921

    • DOI

      10.1038/s41598-022-18209-5

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Four-Dimensional Flow Magnetic Resonance Imaging Analysis of Cerebral Aneurysm in the Carotid Rete Mirabile2022

    • 著者名/発表者名
      Kawano Hiroto、Yamada Shigeki、Tsuji Atsushi、Tsuji Keiichi、Nozaki Kazuhiko
    • 雑誌名

      Stroke

      巻: 53 ページ: e519-e520

    • DOI

      10.1161/STROKEAHA.122.040692

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 特発性正常圧水頭症と脳脊髄液動態の加齢性変化2023

    • 著者名/発表者名
      山田 茂樹, 伊藤 広貴, 渡邉 嘉之, 伊井 仁志, 大谷 智仁, 和田 成生, 大島 まり, 谷川 元紀, 間瀬 光人
    • 学会等名
      第52回日本神経放射線学会
  • [学会発表] 深層学習による3次元MRIを用いたDESHの自動検出2023

    • 著者名/発表者名
      山田 茂樹, 伊藤 広貴, 松政 宏典, 渡邉 嘉之, 伊井 仁志, 大谷 智仁, 和田 成生, 大島 まり, 谷川 元紀, 間瀬 光人
    • 学会等名
      第52回日本神経放射線学会
  • [学会発表] 脳脊髄液と脳の環境問題からiNPHの病態を考える(プレミーティングセミナー)2023

    • 著者名/発表者名
      山田茂樹
    • 学会等名
      第24回日本正常圧水頭症学会学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] iNPHを学ぼう <診断: 髄液排泄試験>2023

    • 著者名/発表者名
      山田 茂樹
    • 学会等名
      第24回日本正常圧水頭症学会学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] Hydrocephalus 2022参加報告2023

    • 著者名/発表者名
      山田 茂樹
    • 学会等名
      第24回日本正常圧水頭症学会学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] 3次元MRIを用いたDESH自動検出2023

    • 著者名/発表者名
      山田 茂樹, 伊藤 広貴, 松政 宏典, 渡邉 嘉之, 伊井 仁志, 大谷 智仁, 和田 成生, 大島 まり, 谷川 元紀, 間瀬 光人
    • 学会等名
      第24回日本正常圧水頭症学会学術集会
  • [学会発表] 3次元動作解析iPhoneアプリTDPT-GTによるiNPHの定量的病的歩容評価2023

    • 著者名/発表者名
      山田 茂樹, 青柳 幸彦, 小林 吉之, 伊関 千書, 近藤 敏行, 森口 八郎, 上田 茂雄, 太田 康之, 石川 正恒, 間瀬 光人
    • 学会等名
      第24回日本正常圧水頭症学会学術集会
  • [学会発表] 進化する特発性正常圧水頭症ガイドライン <タップテスト評価の第3版の改良点と問題点>2023

    • 著者名/発表者名
      山田 茂樹
    • 学会等名
      第24回日本正常圧水頭症学会学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] 自立で長生きしよう 特発性正常圧水頭症について~治る歩行障害や認知症~iNPHの病態(市民公開講座)2023

    • 著者名/発表者名
      山田 茂樹
    • 学会等名
      第24回日本正常圧水頭症学会学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] なぜ特発性正常圧水頭症(iNPH)は脳神経内科専門医の診療を必要とするのか?2023

    • 著者名/発表者名
      山田 茂樹
    • 学会等名
      日本神経学会東海北陸地区生涯教育講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] AI Brain Segmentationを用いた脳ドックの未来2023

    • 著者名/発表者名
      山田 茂樹, 河野 浩人, 大谷 智仁, 伊井 仁志, 和田 成生, 大島 まり, 渡邉 嘉之, 間瀬 光人
    • 学会等名
      第48回日本脳卒中学会学術集会
  • [学会発表] 超高齢の特発性正常圧水頭症に対する診断と治療介入2022

    • 著者名/発表者名
      山田 茂樹, 石川 正恒, 野崎 和彦
    • 学会等名
      第35回日本老年脳神経外科学会
    • 招待講演
  • [学会発表] Quantification of fine CSF dynamics using Intra-Voxel Incoherent Motion (IVIM) MRI2022

    • 著者名/発表者名
      Shigeki Yamada;Yoshiyuki Watanabe;Tomohito Otani;Shinnosuke Hiratsuka;Masahiro Yoshimura;Naoki Takeishi;Shigeo Wada;Marie Oshima;Kazuhiko Nozaki
    • 学会等名
      2022 Joint Annual Meeting ISMRM (International Society for Magnetic Resonance in Medicine) -ESMRMB
    • 国際学会
  • [学会発表] iNPH診療へのICTの利活用 ~AI・スマートデバイスの実用化~(プレミーティングセミナー, iNPH診療の意義と発展~社会の要請に応える)2022

    • 著者名/発表者名
      山田 茂樹
    • 学会等名
      第23回日本正常圧水頭症学会
    • 招待講演
  • [学会発表] 3次元動作解析AIスマートフォンアプリを用いた病的歩容の定量化2022

    • 著者名/発表者名
      山田 茂樹, 青柳 幸彦, 上田 茂雄, 伊関 千書, 小林 吉之, 近藤 敏行, 森口 八郎, 石川 正恒, 深見 忠典, 太田 康之, 野崎 和彦
    • 学会等名
      第23回日本正常圧水頭症学会
    • 招待講演
  • [学会発表] Intra-Voxel Incoherent Motion (IVIM) MRIによる微細なCSF動態の可視化2022

    • 著者名/発表者名
      山田 茂樹, 渡邉 嘉之, 平塚 真之輔, 吉村 雅寛, 石川 正恒, 武石 直樹, 大谷 智仁, 和田 成生, 大島 まり, 野崎 和彦
    • 学会等名
      第23回日本正常圧水頭症学会
  • [学会発表] 第三脳室底開窓術が無効であった若年性水頭症に対する4D Flow MRI2022

    • 著者名/発表者名
      山田 茂樹, 石川 正恒, 山口 真, 山本 一夫, 伊藤 広貴, 渡邉 嘉之, 大島まり, 野崎 和彦
    • 学会等名
      第23回日本正常圧水頭症学会
  • [学会発表] 脳区域AI自動抽出による健常者の脳体積2022

    • 著者名/発表者名
      山田 茂樹, 河野 浩人, 大谷 智仁, 伊井 仁志, 渡邉 嘉之, 和田 成生, 大島 まり, 野崎 和彦
    • 学会等名
      第31回日本脳ドック学会総会
  • [学会発表] Deep Learningを用いたMRI脳区域解析による健常脳の加齢性体積減少2022

    • 著者名/発表者名
      山田 茂樹, 河野 浩人, 大谷 智仁, 伊井 仁志, 渡邉 嘉之, 和田 成生, 大島 まり, 野崎 和彦
    • 学会等名
      第61回日本生体医工学会大会
  • [学会発表] 3次元流体情報の脳神経外科手術への活用2022

    • 著者名/発表者名
      山田 茂樹, 河野 浩人, 辻 篤司, 平塚 真之輔, 吉村 雅寛, 渡邉 嘉之, 野崎 和彦
    • 学会等名
      第22回日本術中画像情報学会
    • 招待講演
  • [学会発表] Pre-Meeting Educational Seminar: Conventional MRI Diagnosis, Near-future and State-of-the-art MRI Technology on iNPH2022

    • 著者名/発表者名
      Shigeki Yamada
    • 学会等名
      14th Annual Meeting of the Hydrocephalus Society
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Importance of Oscillating Flow of Cerebrospinal Fluid in idiopathic Normal Pressure Hydrocephalus2022

    • 著者名/発表者名
      Shigeki Yamada;Masatsune Ishikawa;Hirotaka Itou;Shinnosuke Hiratsuka;Yoshiyuki Watanabe;Satoshi Ii;Tomohito Otani;Shigeo Wada;Marie Oshima;Kazuhiko Nozaki
    • 学会等名
      14th Annual Meeting of the Hydrocephalus Society
    • 国際学会
  • [学会発表] 医療特化型AIプラットフォーム「REiLI」を活用した脳神経外科診療【ランチョンセミナー】2022

    • 著者名/発表者名
      山田茂樹
    • 学会等名
      第81回日本脳神経外科学会学術総会
    • 招待講演
  • [学会発表] 脳脊髄液動態の加齢性変化と特発性正常圧水頭症の病態2022

    • 著者名/発表者名
      山田茂樹, 河野 浩人, 大谷 智仁, 前田 修作, 伊井 仁志, 渡邉 嘉之, 和田 成生, 大島 まり, 野崎 和彦
    • 学会等名
      第81回日本脳神経外科学会学術総会
  • [学会発表] iNPHと転倒リスク評価のテクノロジーの進歩2022

    • 著者名/発表者名
      山田茂樹
    • 学会等名
      日本転倒予防学会第9回学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] コロナ禍明け2年ぶりに現地開催された国際水頭症学会Hydrocephalus Meeting in Gothenburg, Sweden, 2022 September 9-12に参加して【ランチョンセミナー】2022

    • 著者名/発表者名
      山田茂樹
    • 学会等名
      第14回日本水頭症脳脊髄液学会
    • 招待講演
  • [学会発表] Cutting Edge of Diagnosis and Research in Imaging for iNPH2022

    • 著者名/発表者名
      Shigeki Yamada
    • 学会等名
      Korean Dementia Association NPH Research Group International Symposium on Hydrocephalus
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] How to detect and not overlook iNPH2022

    • 著者名/発表者名
      Shigeki Yamada
    • 学会等名
      International Symposium on Hydrocephalus in KNUCH(Kyungpook National University Chilgok Hospital)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] iNPH対策の深化に向けた産学連携の推進と社会実装2022

    • 著者名/発表者名
      山田茂樹
    • 学会等名
      認知症政策プロジェクト HGPI (Health and Global Policy Institute: 特定非営利活動法人 日本医療政策機構) セミナー
    • 招待講演
  • [備考] Classification of chronic hydrocephalus in adults

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公開日: 2023-12-25  

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