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

2023 年度 実績報告書

• 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年度に本科研費（基盤研究C）を頂き、滋賀医科大学放射線技師に時間外MRI撮影時に謝金を支払えるようになり、2022年9月までに健常ボランティア１３７人、NPH患者43人に3D T1強調、3D T2強調、4D FLOW MRI(脳脊髄液・脳血管）を撮像した。これら全ての研究参加者の脳MRIから、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、東京大学大学院・生産技術研究所、大阪大学大学院基礎工学研究科、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に研究申請からスタートし、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』については2022年12月１日に承認され（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』については、2023年1月23日に承認（管理番号：60-22-0111)された。
承認後から研究を再開し、NPH患者の紹介も次第に増え、3D T1強調、3D T2強調、4D FLOW MRI(脳脊髄液・脳血管）に加えて、IVIMも含めて、30人ほどは撮影できたが、大学病院運用上の問題で健常ボランティアの撮影がまだできていない。
令和3年度以降、国際誌に31論文（うち筆頭著者は11論文）に掲載され、国際学会は筆頭演者で13回（うち教育講演を含めた招聘講演7回）行った。国際共同研究では、国際水頭症学会が主体となった令和4年にNPHの名称変更を検討する国際グループが組織され、特発性正常圧水頭症（iNPH）をハキム病（Hakim disease）と名称変更が決定し、令和6年3月にWorld Neurosurgeryの水頭症の特集号に掲載された。

備考

国際水頭症学会の中で組織された名称変更研究グループ（スウェーデン、イギリス、日本）が新たに発足し、システマティックレビューにより、大人の慢性水頭症の名称に関連した48の異なる名称を整理して、7つの新たなグループを定義した。協議を重ねた結果、特発性正常水頭症（iNPH）の名称をやめ、新たにHakim’s disease（ハキム病）とすることを新たに提案した。

研究成果

• [国際共同研究] UCLH (London)(英国)
  • 国名: 英国
  • 外国機関名: UCLH (London)
• [国際共同研究] Gothenburg大学 Sahlgrenska Academy(スウェーデン)
  • 国名: スウェーデン
  • 外国機関名: Gothenburg大学 Sahlgrenska Academy
• [雑誌論文] Aging and Sex Differences in Brain Volume and Cerebral Blood Flow (2024)
  • 著者名/発表者名: Hiroto Kawano, Shigeki Yamada, Yoshiyuki Watanabe, Satoshi Ii, Tomohiro Otani, Hirotaka Ito, Ko Okada, Chifumi Iseki, Motoki Tanikawa, Shigeo Wada, Marie Oshima, Mitsuhito Mase, Kazumichi Yoshida.
  • 雑誌名: Aging and Disease 巻: 15 ページ: eCollection
  • DOI: 10.14336/AD.2023.1122
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Classification of Chronic Hydrocephalus in Adults: A Systematic Review and Analysis (2024)
  • 著者名/発表者名: Tullberg Mats、Toma Ahmed K.、Yamada Shigeki、Laurell Katarina、Miyajima Masakazu、Watkins Laurence D.、Wikkels? Carsten
  • 雑誌名: World Neurosurgery 巻: 183 ページ: 113～122
  • DOI: 10.1016/j.wneu.2023.12.094
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Automatic assessment of disproportionately enlarged subarachnoid-space hydrocephalus from 3D MRI using two deep learning models (2024)
  • 著者名/発表者名: Yamada Shigeki、Ito Hirotaka、Matsumasa Hironori、Ii Satoshi、Otani Tomohiro、Tanikawa Motoki、Iseki Chifumi、Watanabe Yoshiyuki、Wada Shigeo、Oshima Marie、Mase Mitsuhito
  • 雑誌名: Frontiers in Aging Neuroscience 巻: 16 ページ: eCollection
  • DOI: 10.3389/fnagi.2024.1362637
  • 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: Yamada Shigeki、Otani Tomohiro、Ii Satoshi、Kawano Hiroto、Nozaki Kazuhiko、Wada Shigeo、Oshima Marie、Watanabe Yoshiyuki
  • 雑誌名: European Radiology 巻: 33 ページ: 7099～7112
  • DOI: 10.1007/s00330-023-09632-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Minimally invasive treatment for glioblastoma through endoscopic surgery including tumor embolization when necessary: a technical note (2023)
  • 著者名/発表者名: Sakata Tomohiro、Tanikawa Motoki、Yamada Hiroshi、Fujinami Ryota、Nishikawa Yusuke、Yamada Shigeki、Mase Mitsuhito
  • 雑誌名: Frontiers in Neurology 巻: 14 ページ: eCollection
  • DOI: 10.3389/fneur.2023.1170045
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Tightened Sulci in the High Convexities as a Noteworthy Feature of Idiopathic Normal Pressure Hydrocephalus (2023)
  • 著者名/発表者名: Yamada Shigeki、Ito Hirotaka、Matsumasa Hironori、Tanikawa Motoki、Ii Satoshi、Otani Tomohiro、Wada Shigeo、Oshima Marie、Watanabe Yoshiyuki、Mase Mitsuhito
  • 雑誌名: World Neurosurgery 巻: 176 ページ: e427～e437
  • DOI: 10.1016/j.wneu.2023.05.077
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biomechanical effects of hyper-dynamic cerebrospinal fluid flow through the cerebral aqueduct in idiopathic normal pressure hydrocephalus patients (2023)
  • 著者名/発表者名: Maeda Shusaku、Otani Tomohiro、Yamada Shigeki、Watanabe Yoshiyuki、Ilik Selin Yavuz、Wada Shigeo
  • 雑誌名: Journal of Biomechanics 巻: 156 ページ: 111671～111671
  • DOI: 10.1016/j.jbiomech.2023.111671
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Artificial Intelligence Distinguishes Pathological Gait: The Analysis of Markerless Motion Capture Gait Data ??Acquired by an iOS Application (TDPT-GT) (2023)
  • 著者名/発表者名: Iseki Chifumi、Hayasaka Tatsuya、Yanagawa Hyota、Komoriya Yuta、Kondo Toshiyuki、Hoshi Masayuki、Fukami Tadanori、Kobayashi Yoshiyuki、Ueda Shigeo、Kawamae Kaneyuki、Ishikawa Masatsune、Yamada Shigeki、Aoyagi Yukihiko、Ohta Yasuyuki
  • 雑誌名: Sensors 巻: 23 ページ: 6217～6217
  • DOI: 10.3390/s23136217
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Fluctuations in Upper and Lower Body Movement during Walking in Normal Pressure Hydrocephalus and Parkinson’s Disease Assessed by Motion Capture with a Smartphone Application, TDPT-GT (2023)
  • 著者名/発表者名: Iseki Chifumi、Suzuki Shou、Fukami Tadanori、Yamada Shigeki、Hayasaka Tatsuya、Kondo Toshiyuki、Hoshi Masayuki、Ueda Shigeo、Kobayashi Yoshiyuki、Ishikawa Masatsune、Kanno Shigenori、Suzuki Kyoko、Aoyagi Yukihiko、Ohta Yasuyuki
  • 雑誌名: Sensors 巻: 23 ページ: 9263～9263
  • DOI: 10.3390/s23229263
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Age-Related Changes in Cerebrospinal Fluid Dynamics in the Pathogenesis of Chronic Hydrocephalus in Adults (2023)
  • 著者名/発表者名: Yamada Shigeki、Ito Hirotaka、Tanikawa Motoki、Ii Satoshi、Otani Tomohiro、Wada Shigeo、Oshima Marie、Watanabe Yoshiyuki、Mase Mitsuhito
  • 雑誌名: World Neurosurgery 巻: 178 ページ: 351～358
  • DOI: 10.1016/j.wneu.2023.07.110
  • 査読あり
• [雑誌論文] Secular trends and features of thalamic hemorrhages compared with other hypertensive intracerebral hemorrhages: an 18-year single-center retrospective assessment (2023)
  • 著者名/発表者名: Katano Hiroyuki、Nishikawa Yusuke、Uchida Mitsuru、Yamanaka Tomoyasu、Hayashi Yuki、Yamada Shigeki、Tanikawa Motoki、Yamada Kazuo、Mase Mitsuhito
  • 雑誌名: Frontiers in Neurology 巻: 14 ページ: eCollection
  • DOI: 10.3389/fneur.2023.1205091
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Computational modeling of multiscale collateral blood supply in a whole-brain-scale arterial network (2023)
  • 著者名/発表者名: Otani Tomohiro、Nishimura Nozomi、Yamashita Hiroshi、Ii Satoshi、Yamada Shigeki、Watanabe Yoshiyuki、Oshima Marie、Wada Shigeo
  • 雑誌名: PLOS Computational Biology 巻: 19 ページ: 1011452～1011452
  • DOI: 10.1371/journal.pcbi.1011452
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Japanese nationwide questionnaire survey on delayed cerebral infarction due to vasospasm after subarachnoid hemorrhage (2023)
  • 著者名/発表者名: Nishikawa Yusuke、Yamada Shigeki、Uchida Mitsuru、Yamanaka Tomoyasu、Hayashi Yuki、Katano Hiroyuki、Tanikawa Motoki、Iwama Toru、Iihara Koji、Morioka Motohiro、Mase Mitsuhito
  • 雑誌名: Frontiers in Neurology 巻: 14 ページ: eCollection
  • DOI: 10.3389/fneur.2023.1296995
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Preventive effect of intermittent cerebrospinal fluid drainage for secondary chronic hydrocephalus after aneurysmal subarachnoid hemorrhage (2023)
  • 著者名/発表者名: Yamanaka Tomoyasu、Nishikawa Yusuke、Iwata Takashi、Shibata Teishiki、Uchida Mitsuru、Hayashi Yuki、Katano Hiroyuki、Tanikawa Motoki、Yamada Shigeki、Mase Mitsuhito
  • 雑誌名: Fluids and Barriers of the CNS 巻: 20 ページ: eCollection
  • DOI: 10.1186/s12987-023-00486-5
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 早期診断のイノベーション：歩容解析APPと画像診断AIソフトの開発と発展 “iNPH” 診断と治療政策の新しいステージ (2024)
  • 著者名/発表者名: 山田茂樹
  • 学会等名: 日本正常圧水頭症学会
  • 招待講演
• [学会発表] 全頭蓋内環境の脳脊髄液動態モデル (2024)
  • 著者名/発表者名: 山田 茂樹, 大谷 智仁, 伊井 仁志, 伊藤 広貴, 伊関千書, 谷川 元紀, 渡邉 嘉之, 和田 成生, 大島 まり, 間瀬 光人
  • 学会等名: 日本正常圧水頭症学会
  • 招待講演
• [学会発表] 脳循環血液流量の加齢性変化における性差 (2024)
  • 著者名/発表者名: 山田 茂樹, 河野 浩人, 伊藤 広貴, 大谷 智仁, 伊井 仁志, 伊関 千書, 谷川 元紀, 和田 成生, 大島 まり, 吉田 和道, 渡邉 嘉之, 間瀬 光人
  • 学会等名: STROKE2024 第49回日本脳卒中学会学術集会
• [学会発表] これからの認知症診療に活躍する脳ドックとiNPH (2023)
  • 著者名/発表者名: 山田 茂樹, 伊藤 広貴, 松政 宏典, 伊井 仁志, 前田 修作, 武石 直樹, 大谷 智仁, 谷川 元紀, 渡邉 嘉之, 和田 成生, 大島 まり, 間瀬 光人
  • 学会等名: 第62回日本生体医工学会大会
  • 招待講演
• [学会発表] スマートフォンアプリTDPT-GTによる病的歩容の定量評価 (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, 上田 茂雄, 寳子丸 稔, 石川 正恒, 太田 康之, 間瀬 光人
  • 学会等名: 第62回日本生体医工学会大会
• [学会発表] 「特発性正常圧水頭症と類縁疾患：診断と治療の最前線」深層学習を用いた3次元MRIからのDESH自動検出と領域抽出 (2023)
  • 著者名/発表者名: 山田 茂樹, 伊藤 広貴, 松政 宏典, 伊井 仁志, 前田 修作, 武石 直樹, 大谷 智仁, 谷川 元紀, 渡邉 嘉之, 和田 成生, 大島 まり, 間瀬 光人
  • 学会等名: 第32回日本脳ドック学会総会
  • 招待講演
• [学会発表] Physiology of CSF Circulation: What can imaging tell about CSF Physiology (2023)
  • 著者名/発表者名: 山田茂樹
  • 学会等名: Hydrocephalus 2023 (第15回国際水頭症学会）
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Neuroimaging: Advances in 3D and 4D imaging of CSF & AI-based diagnosis of DESH (2023)
  • 著者名/発表者名: 山田 茂樹, 伊井 仁志, 大谷 智仁, 伊藤 広貴, 谷川 元紀, 伊関千書, 渡邉 嘉之, 和田 成生, 大島 まり, 間瀬 光人
  • 学会等名: Hydrocephalus 2023 (第15回国際水頭症学会）
  • 国際学会
• [学会発表] 慢性成人水頭症に対するV-Pシャント術とL-Pシャント術の術式選択 (2023)
  • 著者名/発表者名: 山田茂樹, 山中 智康, 林 裕樹, 内田 充, 西川 祐介, 岡 雄一, 谷川 元紀, 片野 広之, 間瀬 光人
  • 学会等名: 第104回日本脳神経外科学会中部支部学術集会
• [学会発表] Integrating four-dimensional flow MRI & intravoxel incoherent motion MRI for cerebrospinal fluid dynamics (2023)
  • 著者名/発表者名: Shigeki Yamada, Yoshiyuki Watanabe, Tomohiro Otani, Satoshi Ii, Hirotaka Ito, Chifumi Iseki, Motoki Tanikawa, Shigeo Wada, Marie Oshima, Mitsuhito Mase
  • 学会等名: The 8th Annual Scientific Meeting of the ISMRM Japanese Chapter (ISMRM JPC 2023)
  • 国際学会
• [学会発表] スマートフォンアプリTDPT-GTによる歩容評価 (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, 太田 康之, 上田 茂雄, 寳子丸 稔, 饗場 郁子, 石川 正恒, 間瀬 光人
  • 学会等名: 第10回日本転倒予防学会学術集会
• [学会発表] MRIからのDESHを自動検出するAIの開発 (2023)
  • 著者名/発表者名: 山田 茂樹, 伊藤 広貴, 松政 宏典, 伊井 仁志, 大谷 智仁, 谷川 元紀, 渡邉 嘉之, 和田 成生, 大島 まり, 間瀬 光人
  • 学会等名: 第82回日本脳神経外科学会学術総会
• [学会発表] iNPHに対するV-Pシャント術とL-Pシャント術の術式選択 (2023)
  • 著者名/発表者名: 山田 茂樹, 山中 智康, 間瀬 光人
  • 学会等名: 第15回日本水頭症脳脊髄液学会
  • 招待講演
• [学会発表] 水頭症・脳脊髄液の臨床研究をめぐる国際動向 ～ Hydrocephalus 2023に参加して (2023)
  • 著者名/発表者名: 山田茂樹
  • 学会等名: 第15回日本水頭症脳脊髄液学会
  • 招待講演
• [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 (2023)
  • 著者名/発表者名: 山田 茂樹, 山中 智康, 間瀬 光人
  • 学会等名: 第15回日本水頭症脳脊髄液学会
• [学会発表] 神経内視鏡医に必要な最新の髄液生理学. ここまで分かった，ここまで見える：水頭症における 髄液動態の最新画像 (2023)
  • 著者名/発表者名: 山田茂樹
  • 学会等名: 第30回日本神経内視鏡学会
  • 招待講演
• [学会発表] 特発性正常圧水頭症への早期介入：ICTを活用した正常圧水頭症の診断 (2023)
  • 著者名/発表者名: 山田茂樹
  • 学会等名: 第42回日本認知症学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] Advancements in iNPH Diagnosis: Evaluating Imaging and Gait Impairment with Deep Learning (2023)
  • 著者名/発表者名: 山田茂樹
  • 学会等名: 2nd Korean Dementia Association NPH Research Group International Symposium on Hydrocephalus
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Innovations in iNPH Diagnosis: Analyzing Imaging and Gait Impairment through Deep Learning (2023)
  • 著者名/発表者名: 山田茂樹
  • 学会等名: 2nd KNUCH International Symposium on Hydrocephalus
  • 国際学会 / 招待講演
• [図書] 医療用3Dワークステーションで学ぶ 脳神経外科手術戦略シミュレーション (2024)
  • 著者名/発表者名: 井川房夫, 中冨浩文, 山田茂樹 (担当:共編者(共編著者), 範囲:基本開頭術、水頭症手術)
  • 総ページ数: 333
  • 出版者: 中外医学社
  • ISBN: 9784498428102
• [備考] 成人慢性水頭症名称変更研究
  • URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1878875023018260?via%3Dihub