広帯域皮質脳波の定量化によるてんかん焦点のバイオマーカーの開発

2023 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 22K15729
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 小林 勝哉 京都大学, 医学研究科, 特定病院助教 (70737121)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2025-03-31
• キーワード: てんかん / 広帯域皮質脳波 / 低周波活動 / 高周波活動 / 深層学習

研究実績の概要

研究項目1) 発作時の広帯域皮質脳波の定量化
前年度に引き続き、当院で頭蓋内電極を留置し、てんかん外科手術を施行した難治てんかん患者を後方視的に解析対象とした。① てんかん発作時の低周波活動の定量化：てんかん発作時の低周波活動について、持続時間、振幅・パワーを、最も早期あるいは大きな変化を示すコア電極に関して解析した。起始点・ピーク・終止点を自動で同定するプログラムを作成した。② てんかん発作時の高周波活動の定量化：てんかん発作時の高周波活動について、持続時間（起始、停止）、周波数帯域とその変動、パワーの解析をまずはコア電極を中心に開始・継続した。③ 低周波・高周波活動の半自動的同定手法の精度の検証：発作時の低周波活動の半自動的な抽出法の精度を、深層学習の手法を用いて検証した。テストデータでの発作・発作時の低周波活動の起始部の検出精度はそれぞれ0.88と0.80であった。深層学習による発作時の低周波活動の検出を行った(国内学会発表、国際学術論文へ投稿準備中)。この技術の精度向上・実用化を進めている。
研究項目2) 定量的なてんかん発作時低周波・高周波活動と臨床所見やてんかん外科治療の術後予後との相関の検証
他施設との共同研究で、時定数2秒で記録されたてんかん発作時頭蓋内脳波の低周波・高周波活動をコア電極で評価した。てんかん発作時低周波・高周波活動とも、コア電極部位の切除が、術後の良好な発作予後と有意に相関することを明らかにし、関連国際学術論文へ投稿、採択された（Izumi M, Kobayashi K, et al. Epilepsia. 2023;64:3294-306.）。てんかん発作時低周波・高周波活動と術後予後との相関を明らかにするとともに、従来は時定数10秒で記録・評価されていた発作時低周波活動を時定数2秒で記録・解析することで、その意義も明らかにすることができた。

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

研究項目1) については、てんかん発作時の広帯域皮質脳波のうち、低周波活動に関して深層学習による半自動的同定も行えている。
研究項目2) については、視察的評価による解析であるが、てんかん発作時低周波・高周波活動と術後予後との相関を明らかにできた。

今後の研究の推進方策

今後は、てんかん発作時の広帯域皮質脳波のうち、高周波活動に関しても解析を進める。

次年度使用額が生じた理由

コロナ禍もあり患者のリクルートが遅れ、その点での研究・解析の遅延がある。今後解析に必要な物品、成果報告のための旅費、その他の費用の使用を計画している。

研究成果

• [雑誌論文] Effective connectivity relates seizure outcome to electrode placement in responsive neurostimulation. (2024)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi K, Taylor KN, Shahabi H, Krishnan B, Joshi A, Mackow MJ, Feldman L, Zamzam O, Medani T, Bulacio J, Alexopoulos AV, Najm I, Bingaman W, Leahy RM, Nair DR.
  • 雑誌名: Brain Commun. 巻: 6(1) ページ: fcae035
  • DOI: 10.1093/braincomms/fcae035.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Specific consistency score for rational selection of epilepsy resection surgery candidates. (2024)
  • 著者名/発表者名: Tojima M, Shimotake A, Neshige S, Okada T, Kobayashi K, Usami K, Matsuhashi M, Honda M, Takeyama H, Hitomi T, Yoshida T, Yokoyama A, Fushimi Y, Ueno T, Yamao Y, Kikuchi T, Namiki T, Arakawa Y, Takahashi R, Ikeda A.
  • 雑誌名: Epilepsia. 巻: Epub ページ: Epub
  • DOI: 10.1111/epi.17945.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Clinical diagnostic criteria of benign adult familial myoclonus epilepsy type 1 are highly concordant with genetic testing. (2023)
  • 著者名/発表者名: Ishibashi H, Kobayashi K, Tojima M, Neshige S, Hitomi T, Ishiura H, Tsuji S, Maruyama H, Takahashi R, Ikeda A.
  • 雑誌名: Neurol Clin Neurosci. 巻: 11(3) ページ: 140-145
  • DOI: 10.1111/ncn3.12696.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Methotrexate-induced subacute myelopathy: a serious but treatable complication. (2023)
  • 著者名/発表者名: Miyoshi T, Kondo T, Nishikori M, Kitawaki T, Kobayashi K, Fujimoto M, Yoshinaga N, Oka S, Asagoe K, Imashuku S, Takaori-Kondo A.
  • 雑誌名: J Clin Exp Hematop. 巻: 63(4) ページ: 251-6
  • DOI: 10.3960/jslrt.23041.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Periodic discharges plus fast activity on electroencephalogram predict worse outcomes in poststroke epilepsy. (2023)
  • 著者名/発表者名: Fukuma K, Tojima M, Tanaka T, Kobayashi K, Kajikawa S, Shimotake A, Kamogawa N, Ikeda S, Ishiyama H, Abe S, Morita Y, Nakaoku Y, Ogata S, Nishimura K, Koga M, Toyoda K, Matsumoto R, Takahashi R, Ikeda A, Ihara M.
  • 雑誌名: Epilepsia. 巻: 64(12) ページ: 3279-93
  • DOI: 10.1111/epi.17760.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Focal ictal direct current shifts by a time constant of 2 seconds were clinically useful for resective epilepsy surgery. (2023)
  • 著者名/発表者名: Izumi M, Kobayashi K, Kajikawa S, Kanazawa K, Takayama Y, Iijima K, Iwasaki M, Okahara Y, Mine S, Iwadate Y, Ikeda A.
  • 雑誌名: Epilepsia. 巻: 64(12) ページ: 3294-3306
  • DOI: 10.1111/epi.17782.
  • 査読あり
• [雑誌論文] BAFMEの臨床神経生理学的新規バイオマーカー． (2023)
  • 著者名/発表者名: 戸島麻耶、小林勝哉、人見健文、宇佐美清英、音成秀一郎、松橋眞生、池田昭夫．
  • 雑誌名: 臨床神経生理学． 巻: 52(2) ページ: 51-6
  • DOI: 10.11422/jscn.51.51
  • 査読あり
• [雑誌論文] BAFMEでの皮質興奮性における経時的進行の変性機構の解明：分子遺伝子学的・電気生理学的検討． (2023)
  • 著者名/発表者名: 音成秀一郎、人見健文、戸島麻耶、小林勝哉、石浦浩之、池田昭夫．
  • 雑誌名: 臨床神経生理学． 巻: 52(2) ページ: 62-6
  • DOI: 10.11422/jscn.51.62
  • 査読あり
• [学会発表] SEEGプランニングに必要となる症候学 (2024)
  • 著者名/発表者名: 小林勝哉．
  • 学会等名: 第47回日本てんかん外科学会
  • 招待講演
• [学会発表] 脳神経内科の視点：てんかん外科治療に対する期待と脳神経内科の役割 (2024)
  • 著者名/発表者名: 小林勝哉．
  • 学会等名: 第47回日本てんかん外科学会
  • 招待講演
• [学会発表] 京都大学医学部附属病院でのてんかん外科治療における院内連携 (2024)
  • 著者名/発表者名: 小林勝哉、下竹昭寛、菊池隆幸、山尾幸広、吉田健司、植野司、宮本雅子、長井佐知子、齊藤祐巳子、出村彩郁、松橋眞生、池田昭夫．
  • 学会等名: 第11回JEPICA
  • 招待講演
• [学会発表] ミオクローヌスの診断・病態評価における臨床神経生理の有用性 -従来の手法から最新の知見まで- (2023)
  • 著者名/発表者名: 小林勝哉．
  • 学会等名: 第17回日本パーキンソン病・運動障害疾患学会コングレス
  • 招待講演
• [学会発表] 脳神経内科医が診るてんかん (2023)
  • 著者名/発表者名: 小林勝哉．
  • 学会等名: 第15回日本てんかん学会東海北陸地方会
  • 招待講演
• [学会発表] 薬剤抵抗性てんかんの理解 -脳波・症候学・画像をもとにした治療アプローチの検討- (2023)
  • 著者名/発表者名: 小林勝哉．
  • 学会等名: 第56回日本てんかん学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] 第1部：「内科系 ー SEEGの理論・仮説設定・プランニング」（1）総論 (2023)
  • 著者名/発表者名: 小林勝哉．
  • 学会等名: 第56回日本てんかん学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] 内側側頭葉切除術後の難治てんかんに対してSEEGを施行した1例 (2023)
  • 著者名/発表者名: 小林勝哉、菊池隆幸、下竹昭寛、山尾幸広、松橋眞生、池田昭夫．
  • 学会等名: 第53回日本臨床神経生理学会学術大会
  • 招待講演
• [学会発表] Abnormally exaggerated somatosensory evoked potential and superimposed high-frequency activities in cortical myoclonus (2023)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi K, Hitomi T, Tojima M, Yamanaka H, Ishibashi H, Matsuhashi M, Ikeda A．
  • 学会等名: 第53回日本臨床神経生理学会学術大会
  • 招待講演
• [図書] てんかん症候群：診断と治療の手引き (2023)
  • 著者名/発表者名: 日本てんかん学会
  • 総ページ数: 308
  • 出版者: メディカルレビュー社
  • ISBN: 978-4-7792-2740-0
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