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2011 年度 実施状況報告書

拡散テンソル線維路解析とサポートベクトルマシンによるアルツハイマー病の早期診断

研究課題

研究課題/領域番号 23591788
研究機関奈良県立医科大学

研究代表者

田岡 俊昭  奈良県立医科大学, 医学部, 准教授 (30305734)

研究分担者 吉川 公彦  奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (10161506)
坂本 雅彦  奈良県立医科大学, 医学部, 助教 (60592194)
岸本 年史  奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (60201456)
木内 邦明  奈良県立医科大学, 医学部, 助教 (20398449)
研究期間 (年度) 2011-04-28 – 2014-03-31
キーワードアルツハイマー病 / 拡散テンソル画像
研究概要

これまでの研究で、拡散テンソル画像の解析により、アルツハイマー病では重症度に応じて、鉤状束および帯状束の拡散異方性の低下、拡散能の上昇がみられることを確認できた。本年度は今までの測定に加えて、のべ100検査のテンソルトラクトグラフィーを施行し、データの蓄積を行っている。また、平行して、この拡散テンソルの概念を一歩進めたq-space imagigでの鈎状束、後部帯状回の解析も行っている。q-space imaging(QSI)は、複数の異なる強度のMPGを印加した一連の拡散強調像から得られる信号減衰曲線から、スピン変位の確率分布を得る手法である。アルツハイマー病(AD)症例でQSIを行い、鈎状束、後部帯状束について、0偏位確率密度(0MaxProb)、確率分布の半値全幅変位(dFWHM)、軸平均拡散尖度(mAKC)を算出し、対象例と比較検討した。対象はAD群6例、対照群6例である。両側の鉤状束、後部帯状束と考えられる線維路をVOLUME-ONEおよび dTV. FZRを用いて作成し、0MaxProb、dFWHM、mAKCを算出した。これらの係数をAD群と対照群で比較検討した。AD症例では0MaxProbが鈎状束で左3.06%、右3.18%、後部帯状束で左3.29%、右3.31%と、いずれも対照群より有意に低値となった。dFWHMは鈎状束で左12.2μm、右11.8μm、後部帯状束で左11.6μm、右11.6μmと、左後部帯状束を除き対照群より有意に高値となった。mAKCはAD群の鈎状束で左0.55、右0.58、後部帯状束で左0.61、右0.61と、いずれも対照群より有意に低値となった。AD症例では、対照群と比較して、辺縁系回路の神経束の0MaxProbは低下、dFWHMは拡大、mAKCは低下を示した。神経線維の脱落などのADに関連した変化を反映したものと推察された。

現在までの達成度 (区分)
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

これまでの研究で、拡散テンソル画像の解析により、アルツハイマー病では重症度に応じて、鉤状束および帯状束の拡散異方性の低下、拡散能の上昇がみられることを確認できた。本年度は今までの測定に加えて、のべ100検査のテンソルトラクトグラフィーを施行し、データの蓄積を行っている。また、平行して行っているQSIでの検討については、すでに日本神経放射線学会での報告を行った。

今後の研究の推進方策

二年以上にわたる臨床所見、心理テストの所見の経緯が追跡できている症例に関して、正常群、MCIからアルツハイマー病に移行した群、MCIで安定していた群、軽度のアルツハイマー群に分けての検討を行う。さらに、MCI症例ですでに抗認知症薬を投与されている症例に関して、症状の進行が抑えられた群、症状の進行が抑えられなかった群に関しても検討する。これらの症例で、tract-based-analysisにより得られた、対象とする線維路の拡散異方性、拡散能のデータの組み合わせから、サポートベクトルマシン(SVM)による上記の各群間の判別を行う。SVMは代表的なフリーソフトであるSVM-Lightを用いる。SVM-LightはLinux上で働くソフトであり、Cornell大学のJoachims氏からフリーウェアとして提供されている。上記の各群のデータを用いて、同ソフトの「学習モジュール」により識別のための学習モデルを作成し、各群間の識別のための分離平面を得る。この分離平面から、同ソフトの「識別モジュール」により、個々の症例での拡散テンソルデータが、上記各群のいずれに属するかを決定する。上記のSVMによる判別の妥当性を検証する目的で、ROC解析を行うとともに、感度、特異性、正確度に関しての検証を行う。

次年度の研究費の使用計画

解析ソフトの違いによる測定値の変化を検討する目的で、Dti Studio、nordicICE 、FMRIB’s Software Libraryといった、複数のソフトウェアによる解析も併用する予定であるが、一部は有料ソフトウェアであり、その購入費用に当てる。また、研究成果の報告を、国際磁気共鳴医学会(ISMRM)や北米放射線学会で行う予定であり、その旅費等に当てる。

  • 研究成果

    (1件)

すべて 2012

すべて 学会発表 (1件)

  • [学会発表] q-space imagingによる、アルツハイマー病症例の辺縁系回路のtract based解析2012

    • 著者名/発表者名
      田岡俊昭、坂本雅彦、明石敏昭、堀正明、青木茂樹、増谷佳孝、打越将人、木内邦明、森川将行、岸本年史、吉川公彦
    • 学会等名
      第41回 日本神経放射線学会 シンポジウム
    • 発表場所
      三重県志摩市賢島・志摩観光ホテル
    • 年月日
      2012年2月2日

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公開日: 2013-07-10  

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