視床下核脳深部刺激療法治療効果の確率的視覚マッピングに基づく治療の最適化

2023 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 22K15714
• 研究機関: 横浜市立大学
• 研究代表者: 木村 活生 横浜市立大学, 附属市民総合医療センター, 助教 (60438140)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2025-03-31
• キーワード: Parkinson Disease / Deep Brain Stimulation / Local Field Potential / Subthalamic Nucleus / Closed Loop DBS

研究実績の概要

本年度は昨年度に引き続き研究対象患者の組み込みを続けた．昨年度に研究への組み込みを行った症例に対しては，研究データを症例毎に電極位置とその周辺構造物・線維，術中試験刺激結果，各刺激点の刺激効果，長期刺激部位・効果，長期予後・有害事象について評価を行い，各症例の画像解析を施行した．一部既存情報の活用の際に，取得した医療画像の解析に想定外の手順を要するものがあることが判明した．これは医療機器更新の際にデータ記録のフォーマットに一部変更が生じていたためであり，互換性を持たせるためにソフトウェア改修を行ったが，大きく時間を要した．今年度に一部ソフトウェア改修の追加作業を実施し，作業を完了する見通しである．中間解析結果に関しては，学会発表の形で本領域に精通した研究者との意見交換を行い，方針検討・変更を行った．現時点で解析完了しているデータをもとに確立的モデルを用いた手術計画策定と予後予測のための研究解析を開始した．前述の解析対象症例数の増加に伴い，結果の差異が生じる可能性は十分予測されるが，必要機器の選定・入手・調整には時間を要することから方法論確立を先行するために作業を開始した．前述の作業に引き続き確率的モデルの検証と予後予測精度向上の検討を行う予定である．このために当該領域の先進的な研究を遂行している研究者との意見交換を行うため，学会出張を行った．新型コロナウィルス感染症感染拡大に伴う社会的な制限が残存した影響で，症例ごとの評価に遅延が発生した部分もあったが，現時点まで画像関連の作業を優先し研究を推進した．神経生理情報を含めたモデル構築作業に関しては遅滞が生じている．一部解析環境の整備に時間を要した部分もあり，引き続きこの分野における作業の一層の推進をはかる．

現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

本研究は臨床情報の活用を基本としている．新型コロナウイルス感染症感染拡大に伴う診療制限のため本研究対象である脳深部刺激療法適応患者の診療に制限が生じていた．また制限緩和後も他の優先すべき疾患への診療が優先されたため，通常時と比較し脳深部刺激療法手術や評価の計画立案から実際の治療完了までに引き続き概ね6ヶ月程度の遅滞が生じた．この関係で研究に必要な情報の取得に遅滞が生じた．研究に必要な機器設定や改修のために外部業者への物品発注や調整が必要であったが，こうした点に関しても新型コロナウイルス感染症感染拡大による影響と，急激な円安に伴い，機器メーカーからの納品にこれまで以上に時間を要した．物品発注に際し，見積もり取得までの時間が延長するなど影響が見られ遅滞が生じた．

今後の研究の推進方策

本研究は2年間の研究期間の下に行うことを計画していたが，前述の理由により研究遂行に遅延を生じている．1年間の期間延長を申請しており，延長期間を含めた研究期間内での研究推進を行っていく．本研究の推進過程は以下の4段階に分けられる．1.確率的モデルの作成：既存の取得情報をもとに症例毎に電極位置とその周辺構造物・線維，術中試験刺激結果，各刺激点の刺激効果，長期刺激部位・効果，長期予後・有害事象について評価し，各症例の画像上に結果を表示する．それらを標準化脳にマッピングし，STN内の各部位を刺激した際の改善率として3次元確率的モデルを作成する．2.確立的モデルを用いた手術計画策定と予後予測：上記モデルをもとに手術計画を策定・手術施行した症例について，モデルの妥当性を検証する．今後のSTNDBS施行例において，解析した標準化モデルと各症例の融合像を作成し，症例プロファイル毎の推奨電極留置部位及び刺激最適部位予測と予後推定を行い，症例ごとに最も改善効果が高いと予測される電極留置部位を算出する．3.確立的モデルの有用性の検証と予測精度向上：長期予後（術後3・6ヶ月後）と予測結果の相違を検証し，確率的モデルの修正・精度向上を図る．4.確立的モデルの高精度化と安全性評価：神経生理情報を含めたモデル構築を完成する．
1.2に関しては残存している作業を推進する．3.4のうち，特に神経生理情報の解析に時間を要している．環境整備を整備し作業を推進する．

次年度使用額が生じた理由

研究遂行に必要である機器は既存の設備の更新，改修，購入を行う予定である．研究対象症例の既存データの仕様に際し，ソフトウェア改修が生じたこと，改正施行数に合わせて物品購入を都度行うことから予算の残額発生と次年度での支出予定が生じた．

研究成果

• [雑誌論文] Real-world local field potential recordings in patients with deep brain stimulation for Parkinson's disease (2024)
  • 著者名/発表者名: Fasano Alfonso、Mure Hideo、Bick Sarah Kathleen、Schiess Mya、Witt Thomas、Kimura Katsuo、Singer Alexa、Sannelli Claudia、Morelli Nathan、Oyama Genko
  • 雑誌名: Parkinsonism & Related Disorders 巻: 6 ページ: 106090～106090
  • DOI: 10.1016/j.parkreldis.2024.106090
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Impact of Istradefylline on Levodopa Dose Escalation in Parkinson’s Disease: ISTRA ADJUST PD Study, a Multicenter, Open-Label, Randomized, Parallel-Group Controlled Study (2024)
  • 著者名/発表者名: Hatano Taku、Sengoku Renpei、Nagayama Hiroshi、Yanagisawa Naotake、Yoritaka Asako、Suzuki Keisuke、Nishikawa Noriko、Mukai Yohei、Nomura Kyoichi、Yoshida Norihito、Seki Morinobu、Matsukawa Miho Kawabe、Terashi Hiroo、Kimura Katsuo、et. al.
  • 雑誌名: Neurology and Therapy 巻: 13 ページ: 323～338
  • DOI: 10.1007/s40120-023-00574-6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 【パーキンソン病2023-基礎・臨床の最新動向-】パーキンソン病の治療 パーキンソン病の進行期治療 デバイス治療(DBS) (2023)
  • 著者名/発表者名: 木村活生，田中章景
  • 雑誌名: 日本臨床 巻: 81 ページ: 1201-1208
• [雑誌論文] 進行期Parkinson病の治療戦略 Device aided therapy時代の進行期Parkinson病の治療戦略と将来の展望 (2023)
  • 著者名/発表者名: 木村 活生, 田中 章景
  • 雑誌名: 神経治療学 巻: 40 ページ: 363-367
• [学会発表] Long-term outcome of adaptive DBS using LFP sensing technology (2023)
  • 著者名/発表者名: Katsuo Kimura, Hitaru Kishida, Noriko Hayashi, Yuichi Higashiyama, Yosuke Miyaji, Hideto Joki, Hiroshi, Doi, Hideyuki Takeuchi, Takefumi Higashijima, Takashi Kawasaki, Naohisa Ueda, Fumiaki Tanaka
  • 学会等名: 13th Scientific Meeting of the Asian Australasian Society for Stereotactic and Functional Neurosurgery
  • 国際学会
• [学会発表] Characteristics of cases in which stimulation was programmed for multiple targets in deep brain stimulation therapy for Parkinson's disease. (2023)
  • 著者名/発表者名: Katsuo Kimura, Hitaru Kishida, Noriko Hayashi, Yuichi Higashiyama, Yosuke Miyaji, Hideto Joki, Hiroshi Doi, Takefumi Higashijima, Takashi Kawasaki, Naohisa Ueda, Fumiaki Tanaka
  • 学会等名: International Congress of Parkinson’s Disease and Movement Disorders, Copenhagen, Denmark 2023
  • 国際学会
• [学会発表] Local field potential and programming characteristics of adaptive deep brain stimulation for Parkinson’s Disease in Japan (2023)
  • 著者名/発表者名: Katsuo Kimura, Hideo Mure, Hideki Oshima, Haruhiko Kishima, Nagako Murase, Yoshio Tsuboi, Takashi Tsuboi, Tatsuya Takezaki, Yoshinori Higuchi, Yasushi Shimo, Takao Hashimoto, Alexa Singer, Katherine Stromberg, Nathan Morelli, Isabelle Buffin, Kazuhiro Hidaka, Genko Oyama
  • 学会等名: The European Society for Stereotactic and Functional Neurosurgery Congress 2023
  • 国際学会
• [学会発表] 不随意運動をマスターする！Movement disorders 症例検討会 (2023)
  • 著者名/発表者名: 木村 活生，田中 章景
  • 学会等名: 第64回日本神経学会総会
  • 招待講演
• [学会発表] 運動障害疾患の機能外科アップデート運動障害疾患の機能外科アップデート 術後のフォロー,プログラミング・内服調整の実際 (2023)
  • 著者名/発表者名: 木村 活生, 岸田 日帯, 川崎 隆, 上田 直久, 田中 章景
  • 学会等名: 第17回パーキンソン病・運動障害疾患コングレス
  • 招待講演