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2012 Fiscal Year Annual Research Report

テイラーメイド型日本人脳座標アトラスの開発

Research Project

Project/Area Number 24390345
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

宮城 靖  九州大学, 医学研究院, 共同研究員 (10380403)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 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)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywords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
Research Abstract

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。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

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。

Strategy for Future Research Activity

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。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

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。

  • Research Products

    (17 results)

All 2013 2012

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (13 results)

  • [Journal Article] Construction of Brain Simulator System for Computer-aided Diagnosis and Therapy : Progress Overview FY20112012

    • Author(s)
      Miyagi Y, Morooka K, Fukuda T, et al.
    • Journal Title

      The 3rd International Symposium on Computational Anatomy

      Pages: 108-109

  • [Journal Article] Short circuit in deep brain stimulation.2012

    • Author(s)
      Samura K, Miyagi Y, Okamoto T, et al.
    • Journal Title

      Journal of Neurosurgery

      Volume: 117 Pages: 955-961

    • DOI

      10.3171/2012.8.JNS112073

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Comment : Neuromodulation 20132012

    • Author(s)
      Miyagi Y
    • Journal Title

      Neuromodulation

      Volume: 16 Pages: 51

    • DOI

      10.1111/j.1525-1403.2012.00466.x

  • [Journal Article] 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

    • Author(s)
      宮城靖
    • Journal Title

      機能的脳神経外科

      Volume: 51 Pages: 6-10

    • DOI

      ISSN1344-9699

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] マウス脚内核(EPN)ニューロンの多様性と三次元的分布2013

    • Author(s)
      宮本雄太, 福田孝一
    • Organizer
      第118回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • Place of Presentation
      高松
    • Year and Date
      2013-03-30
  • [Presentation] 仰臥位によるDBS植込手術2013

    • Author(s)
      宮城靖, 陳献
    • Organizer
      第52回日本定位・機能神経外科学会
    • Place of Presentation
      岡山
    • Year and Date
      2013-01-19
  • [Presentation] 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

    • Author(s)
      左村和宏, 宮城靖, 他
    • Organizer
      第52回日本定位・機能神経外科学会
    • Place of Presentation
      岡山
    • Year and Date
      2013-01-19
  • [Presentation] 非運動性症状に対する視床下核刺激の効果2013

    • Author(s)
      左村和宏, 宮城靖, 他
    • Organizer
      第52回日本定位・機能神経外科学会
    • Place of Presentation
      岡山
    • Year and Date
      2013-01-18
  • [Presentation] 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

    • Author(s)
      松下至誠, 宮城靖
    • Organizer
      第52回日本定位・機能神経外科学会
    • Place of Presentation
      岡山
    • Year and Date
      2013-01-18
  • [Presentation] 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

    • Author(s)
      左村和宏, 宮城靖, 他
    • Organizer
      日本脳神経外科学会第71回学術総会
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2012-10-19
  • [Presentation] Recurrence of dystonia during pallidal stimulation in early childhood.2012

    • Author(s)
      MiyagiY, Koike Y
    • Organizer
      Neuroscience 2012
    • Place of Presentation
      New Orleans, USA
    • Year and Date
      2012-10-17
  • [Presentation] A Method for Mapping Brain Atlas to Patient Brain Structure by Least-Squares Mesh Method.2012

    • Author(s)
      Kobayashi K, Morooka K, Miyagi Y
    • Organizer
      34th Annual International IEEE EMBS Conference (EMBC2012)
    • Place of Presentation
      San Diego, USA
    • Year and Date
      2012-08-30
  • [Presentation] 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

    • Author(s)
      宮城靖, 福田孝一, 諸岡健一, 他
    • Organizer
      第37回日本外科系連合学会学術集会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2012-06-28
  • [Presentation] Brain shift : 定位脳手術におけるエラー因子2012

    • Author(s)
      宮城靖
    • Organizer
      第37回日本外科系連合学会学術集会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2012-06-28
  • [Presentation] 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

    • Author(s)
      宮城靖
    • Organizer
      第37回日本外科系連合学会学術集会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2012-06-28
  • [Presentation] 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

    • Author(s)
      左村和宏, 宮城靖, 他
    • Organizer
      第37回日本外科系連合学会学術集会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2012-06-28
  • [Presentation] 当院における脊髄刺激療法2012

    • Author(s)
      松下至誠, 宮城靖
    • Organizer
      第37回日本外科系連合学会学術集会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2012-06-28

URL: 

Published: 2014-07-16  

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