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2012 年度 実績報告書

テイラーメイド型日本人脳座標アトラスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 24390345
研究種目

基盤研究(B)

研究機関九州大学

研究代表者

宮城 靖  九州大学, 医学研究院, 共同研究員 (10380403)

研究分担者 諸岡 健一  九州大学, システム情報科学研究院, 准教授 (80323806)
福田 孝一  熊本大学, 大学院・生命科学研究部, 教授 (50253414)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード脳アトラス / 定位脳手術 / 脳深部刺激療法 / パーキンソン病 / ジストニア / 手術支援システム
研究概要

熊本大学生命科学研究部との共同作業により,今年度で日本人脳の完全連続標本作成がほぼ完成している。これ染色後に電子化し,Neuron再構成ソフトウェア(NeurolucidaTM)を用いて脳内微小構造のトレーシングを行い,三次元再構築により全体の形状モデルを作成しているところである。さらに海馬と基底核においては、顕微鏡連動型Neurolucida装置を用いて、高倍率での顕微鏡観察に基づく詳細な組織構築をアトラス内に書き込む作業を開始している。また基底核と海馬の亜核の正確な同定のために,保存してある隣接切片に免疫組織化学染色を行った。これと平行して、淡蒼球内節内部の未知の亜核区分とその三次元的構成を見いだすために、免疫組織化学染色の最適な条件を用いる事ができるマウスの脳での検討を行った。その結果、ヒトの淡蒼球内節に相当するマウス脚内核が、(1)尾側においてパルブアルブミン陽性ニューロンが密集するCore領域と、(2)それを取り巻きながら吻側へ大きく広がるshell領域(ソマトスタチン陽性ニューロンが主体)からなることを世界で初めて見いだし、また連続切片に基づくその三次元再構築像を提示する事に成功し、第118回日本解剖学会総会において発表した。この研究内容は、そのままヒトの淡蒼球内節亜核区分の立体的構成を知る研究に直接応用できることが期待できる。以上に加えて、2例目のヒト脳組織標本作製に着手し、順調に作業を進めている。
さらに九州大学システム情報科学院との共同作業により基底核周囲の局所2Dアトラスを個人のMRIを元にテイラーメイド変形するプログラムを作成中である。特に今年度は最小二乗法によるアトラス変形の結果を検証した。またその作業と平行して,正常人脳MRI(T1強調画像)を各年代別に収集し,脳表,脳室,線条体(尾状核・被殻)の輪郭を抽出し,随時3Dモデル化して形状データを蓄積している。

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

日本人脳の完全連続標本作成の1体目がほぼ完成し,2体目の作成にとりかかり始めた。モデル用の既存脳アトラスの3Dが完成しており、我々の作成した日本人脳標本をもとにこの3Dを変形修正することができるようになったため。

今後の研究の推進方策

今年度は技術補佐員を一名追加し流れ作業を平行し、3Dモデル修正の更なるスピードアップを図る。

次年度の研究費の使用計画

平成24年度に得られた既存アトラスの形状モデルを,脳スライス標本データをもとに変形し、日本人標準脳の3Dアトラスを作製する。技術補佐員の雇用および作業用デスクトップPC・ストレージを追加する。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (13件)

  • [雑誌論文] Construction of Brain Simulator System for Computer-aided Diagnosis and Therapy : Progress Overview FY20112012

    • 著者名/発表者名
      Miyagi Y, Morooka K, Fukuda T, et al.
    • 雑誌名

      The 3rd International Symposium on Computational Anatomy

      ページ: 108-109

  • [雑誌論文] Short circuit in deep brain stimulation.2012

    • 著者名/発表者名
      Samura K, Miyagi Y, Okamoto T, et al.
    • 雑誌名

      Journal of Neurosurgery

      巻: 117 ページ: 955-961

    • DOI

      10.3171/2012.8.JNS112073

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comment : Neuromodulation 20132012

    • 著者名/発表者名
      Miyagi Y
    • 雑誌名

      Neuromodulation

      巻: 16 ページ: 51

    • DOI

      10.1111/j.1525-1403.2012.00466.x

  • [雑誌論文] パーキンソン病の視床下核刺激療法~私はこうしている2012

    • 著者名/発表者名
      宮城靖
    • 雑誌名

      機能的脳神経外科

      巻: 51 ページ: 6-10

    • DOI

      ISSN1344-9699

    • 査読あり
  • [学会発表] マウス脚内核(EPN)ニューロンの多様性と三次元的分布2013

    • 著者名/発表者名
      宮本雄太, 福田孝一
    • 学会等名
      第118回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • 発表場所
      高松
    • 年月日
      2013-03-30
  • [学会発表] 仰臥位によるDBS植込手術2013

    • 著者名/発表者名
      宮城靖, 陳献
    • 学会等名
      第52回日本定位・機能神経外科学会
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2013-01-19
  • [学会発表] 視床下核刺激療法後に抗パーキンソン病薬減量を可能にする術前因子は何か?2013

    • 著者名/発表者名
      左村和宏, 宮城靖, 他
    • 学会等名
      第52回日本定位・機能神経外科学会
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2013-01-19
  • [学会発表] 非運動性症状に対する視床下核刺激の効果2013

    • 著者名/発表者名
      左村和宏, 宮城靖, 他
    • 学会等名
      第52回日本定位・機能神経外科学会
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2013-01-18
  • [学会発表] 腰下肢痛に対し類椎レベルでの脊髄刺激療法が有効であった5症例2013

    • 著者名/発表者名
      松下至誠, 宮城靖
    • 学会等名
      第52回日本定位・機能神経外科学会
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2013-01-18
  • [学会発表] 視床下核刺激療法後に抗パーキンソン病薬減量を可能にする術前因子は何か?2012

    • 著者名/発表者名
      左村和宏, 宮城靖, 他
    • 学会等名
      日本脳神経外科学会第71回学術総会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2012-10-19
  • [学会発表] Recurrence of dystonia during pallidal stimulation in early childhood.2012

    • 著者名/発表者名
      MiyagiY, Koike Y
    • 学会等名
      Neuroscience 2012
    • 発表場所
      New Orleans, USA
    • 年月日
      2012-10-17
  • [学会発表] A Method for Mapping Brain Atlas to Patient Brain Structure by Least-Squares Mesh Method.2012

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi K, Morooka K, Miyagi Y
    • 学会等名
      34th Annual International IEEE EMBS Conference (EMBC2012)
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 年月日
      2012-08-30
  • [学会発表] 脳手術シミュレータを目指した日本人脳座標アトラスの開発2012

    • 著者名/発表者名
      宮城靖, 福田孝一, 諸岡健一, 他
    • 学会等名
      第37回日本外科系連合学会学術集会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2012-06-28
  • [学会発表] Brain shift : 定位脳手術におけるエラー因子2012

    • 著者名/発表者名
      宮城靖
    • 学会等名
      第37回日本外科系連合学会学術集会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2012-06-28
  • [学会発表] 脳深部刺激療法の効果が一過性だった小児全身性ジストニアの2例2012

    • 著者名/発表者名
      宮城靖
    • 学会等名
      第37回日本外科系連合学会学術集会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2012-06-28
  • [学会発表] 脳深部刺激療法術後の長期予後におけるshort circuitの診断・臨床的意義とその対応2012

    • 著者名/発表者名
      左村和宏, 宮城靖, 他
    • 学会等名
      第37回日本外科系連合学会学術集会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2012-06-28
  • [学会発表] 当院における脊髄刺激療法2012

    • 著者名/発表者名
      松下至誠, 宮城靖
    • 学会等名
      第37回日本外科系連合学会学術集会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2012-06-28

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公開日: 2014-07-16  

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