NIRSを用いた精神疾患の早期診断についての実用化研究

文献情報

文献番号
201317041A
報告書区分
総括
研究課題名
NIRSを用いた精神疾患の早期診断についての実用化研究
課題番号
H23-精神-一般-002
研究年度
平成25(2013)年度
研究代表者(所属機関)
福田 正人(国立大学法人 群馬大学 大学院医学系研究科)
研究分担者(所属機関)
  • 住吉 太幹(独立行政法人国立精神・神経医療研究センター上級専門職)
  • 榊原 英輔(東京大学医学部附属病院精神神経科)
  • 檀 一平太(中央大学理工学部人間総合理工学科応用認知科学研究室)
  • 根本 清貴(筑波大学大学院人間総合科学研究科精神病態医学)
  • 石井 礼花(東京大学医学部附属病院精神神経科)
  • 橋本 謙二(千葉大学社会精神保健教育研究センター精神科学)
  • 鈴木 道雄(富山大学大学院医学薬学研究部神経精神医学)
  • 野田 隆政(独立行政法人国立精神・神経医療センター病院第一精神診療部)
  • 山下 典生(岩手医科大学医歯学総合研究所超高磁場MRI診断・病態研究部門)
  • 大渓 俊幸(国立大学法人千葉大学総合安全衛生管理機構)
研究区分
厚生労働科学研究費補助金 疾病・障害対策研究分野 障害者対策総合研究
研究開始年度
平成23(2011)年度
研究終了予定年度
平成25(2013)年度
研究費
13,000,000円
研究者交替、所属機関変更
-

研究報告書(概要版)

研究目的
 2009年4月に精神医療分野で初めての先進医療として認められた「光トポグラフィー検査を用いたうつ症状の鑑別診断補助」(近赤外線スペクトロスコピィNIRS)について、精神疾患の早期診断に有用な検査システムを構築し、診療における補助検査として実用化することを目的とした。
研究方法
 気分障害・統合失調症・発達障害を対象に、NIRS検査結果と臨床症状・薬物反応性・治療経過との関連、およびその背景をなす脳構造・脳機能をMRI・事象関連電位ERP・生体物質血中濃度により検討した。研究は、各施設で倫理委員会や臨床試験委員会の承認を得たもので、被検者からは十分な説明のうえで文書による同意を得た。
結果と考察
1) 気分障害について
①大うつ病のNIRSデータは健常者と比較して積分値(振幅)は小さいが初期変化(傾き)には差がなく、②GAFで評価した社会生活機能との正の相関を腹外側前頭前野で認めた(Kinouら Schizophr Res 2013)。③ATQ-Rで評価したpositiveな自動思考が乏しい大うつ病患者は右上側頭部の賦活が大きく左背外側前頭前野の賦活が小さかった(Kosekiら J Affect Disord 2013)。④先進医療のNIRS検査の時点でSCIDにより大うつ病と診断された症例を1.5年追跡すると、双極性障害への診断変更例ではNIRS積分値が大きく重心値が遅れており、双極性障害のデータと類似していた(Satomuraら BESETO 2013で発表)。

2) 統合失調症について
①統合失調症のNIRSデータは、健常者と比較して積分値(振幅)と初期変化(傾き)がともに小さく、②GAFで評価した社会生活機能との正の相関を前頭極周辺で認めた(Kinouら Schizophr Res 2013)。③慢性期の患者において左右側頭部で精神病未治療期間DUPとの負の相関を認めた(Chouら Prog Psychopharmacol Biol Psychiatry 2014)。④会話中の脳活動が測定可能で、左右側頭部で陰性症状と負の相関を示した(Takeiら J Psychiatr Res 2013)。⑤統合失調症の治療評価と病状予測に有用である可能性について総説した(Koikeら Front Psychiatry 2013)。

3) 発達障害について
①成人の自閉症スペクトラム障害の抑制課題におけるNIRSデータは成人ADHDより左腹外側前頭前野で小さく、81.4%で判別できた(Ishii-Takahashiら NeuroImage Clin 2013)。②小児ADHDにおいてmethylphenidate単回投与前のNIRSデータが小さく、投与後のデータが大きいほど1年後の治療効果が大きかった(Ishii-Takahashiら WFSBP2013で発表)。

4) 鑑別診断における有用性について
精神疾患673名・健常者1,007名を対象とした7施設共同研究において、先進医療の課題におけるNIRSデータを自動解析した2つのパラメータを用いることで、抑うつ状態を示す大うつ病性障害の74.6%、双極性障害・統合失調症の85.5%を正しく鑑別できた(Takizawaら NeuroImage 2014)。この成果は報道発表を行い、読売新聞(2013.9.5.)日経産業新聞(2013.6.21.)などで報道された。

5) 検査法の普及と質の保証
 先行する研究班でまとめた書籍『NIRS波形の臨床判読-先進医療「うつ症状の光トポグラフィー検査」ガイドブック』によりNIRSの検査・解析・判定について標準化と均霑化の基盤を整備するとともに、国立精神・神経医療研究センター病院が開催した「光トポグラフィー講習会」「光トポグラフィー判読セミナー」「光トポグラフィー先進医療ワークショップ」で講師などを担当し、NIRS検査の普及とその質を保証するシステム構築の第一歩とした。
結論
 8気分障害・統合失調症・発達障害の診断、重症度・病態・薬効の評価、発症・予後・診断変更の予測に、NIRS検査が有用であることを示すことができた。こうした成果をもとに、NIRSは「D236-2 光トポグラフィー 2. 抑うつ症状の鑑別診断の補助に使用するもの」として2014年4月より保険収載され、精神疾患についての検査として初めての実用化となった。こうした実用化は、精神疾患の診療の客観性や定量性の改善に資するとともに、精神医療の可視化により当事者中心の医療を推進する手がかりとなるもので、結果として精神医療の向上と医療経済の改善をもたらすものである。

公開日・更新日

公開日
2015-05-20
更新日
-

研究報告書(PDF)

公開日・更新日

公開日
2015-05-22
更新日
-

文献情報

文献番号
201317041B
報告書区分
総合
研究課題名
NIRSを用いた精神疾患の早期診断についての実用化研究
課題番号
H23-精神-一般-002
研究年度
平成25(2013)年度
研究代表者(所属機関)
福田 正人(国立大学法人 群馬大学 大学院医学系研究科)
研究分担者(所属機関)
  • 住吉 太幹(独立行政法人国立精神・神経医療研究センター上級専門職)
  • 榊原 英輔(東京大学医学部附属病院精神神経科)
  • 檀 一平太(中央大学理工学部人間総合理工学科応用認知科学研究室)
  • 根本 清貴(筑波大学大学院人間総合科学研究科精神病態医学)
  • 石井 礼花(東京大学医学部附属病院精神神経科)
  • 橋本 謙二(千葉大学社会精神保健教育研究センター精神科学)
  • 鈴木 道雄(富山大学大学院医学薬学研究部神経精神医学)
  • 野田 隆政(独立行政法人国立精神・神経医療センター病院第一精神診療部)
  • 山下 典生(岩手医科大学医歯学総合研究所超高磁場MRI診断・病態研究部門)
  • 大渓 俊幸(国立大学法人千葉大学総合安全衛生管理機構)
研究区分
厚生労働科学研究費補助金 疾病・障害対策研究分野 障害者対策総合研究
研究開始年度
平成23(2011)年度
研究終了予定年度
平成25(2013)年度
研究者交替、所属機関変更
-

研究報告書(概要版)

研究目的
2009年4月に精神医療分野で初めての先進医療として認められた「光トポグラフィー検査を用いたうつ症状の鑑別診断補助」(近赤外線スペクトロスコピィNIRS)について、精神疾患の早期診断に有用な検査システムを構築し、診療における補助検査として実用化することを目的とした。
研究方法
気分障害・統合失調症・発達障害を対象に、NIRS検査結果と臨床症状・薬物反応性・治療経過との関連、およびその背景をなす脳構造・脳機能をMRI・事象関連電位ERP・生体物質血中濃度により検討した。研究は、各施設で倫理委員会や臨床試験委員会の承認を得たもので、被検者からは十分な説明のうえで文書による同意を得た。
結果と考察
1) 鑑別診断における有用性について
精神疾患673名・健常者1,007名を対象とした7施設共同研究を実施し、先進医療の課題におけるNIRSデータを自動解析した2つのパラメータを用いて、1施設のデータをもとに定めた基準にもとづいて他の6施設のデータを検討したところ、抑うつ状態を示す大うつ病性障害の74.6%、双極性障害・統合失調症の85.5%を正しく鑑別できた(Takizawaら NeuroImage 2014)。
この結果は、①診断基準にもとづいて確実に診断できる患者を対象とし、しかも高齢者や抑うつ症状が軽い患者は除外した、②うつ状態にある「双極性障害または統合失調症」と「うつ病」の比較が中心であった、③結果に影響を与える可能性のある要因である服薬や皮膚血流の影響を十分に検討できなかった、という制約はあるもの、検査結果が一定の臨床的有用性を示すことを明らかにしたものであった。この成果は報道発表を行い、読売新聞(2013.9.5.)日経産業新聞(2013.6.21.)などで報道された。


2) 検査法の普及と質の保証
 先行する研究班でまとめた書籍『NIRS波形の臨床判読-先進医療「うつ症状の光トポグラフィー検査」ガイドブック』によりNIRSの検査・解析・判定について標準化と均霑化の基盤を整備するとともに、国立精神・神経医療研究センター病院が開催した「光トポグラフィー講習会」「光トポグラフィー判読セミナー」「光トポグラフィー先進医療ワークショップ」で講師などを担当し、NIRS検査の普及とその質を保証するシステム構築の第一歩とした。


結論
 気分障害・統合失調症・発達障害の診断、重症度・病態・薬効の評価、発症・予後・診断変更の予測に、NIRS検査が有用であることを示すことができた。こうした成果をもとに、NIRSは「D236-2 光トポグラフィー 2. 抑うつ症状の鑑別診断の補助に使用するもの」として2014年4月より保険収載され、精神疾患についての検査として初めての実用化となった。対象となる患者は、①うつ病と診断され抑うつ症状を示しているが、②治療抵抗性であったり統合失調症・双極性障害が疑われる症状を呈しているために鑑別が必要で、③神経内科医または脳神経外科医により器質的疾患が除外されていることが条件である。
こうした検査としての実用化は、精神疾患の診療の客観性や定量性の改善に資するとともに、精神医療の可視化により当事者中心の医療を推進する手がかりとなるもので、結果として精神医療の向上と医療経済の改善をもたらすものである。また、精神疾患を対象としたNIRS研究の英文原著論文の2/3以上は日本人研究者によるものであり、研究として日本から世界に発信できる分野である。さらに、実際の生活場面に近い状況で脳機能を検査できるという現実性というNIRSの利点を生かして、研究成果を臨床検査として実用化する試みは、translational researchの一例として位置づけられる。

公開日・更新日

公開日
2015-05-20
更新日
-

研究報告書(PDF)

公開日・更新日

公開日
2015-05-22
更新日
-

行政効果報告

文献番号
201317041C

成果

専門的・学術的観点からの成果
精神疾患673名、健常者1,007名を対象とした7施設共同研究を実施し先進医療の課題におけるNIRSデータについて1施設のデータで定めた基準にもとづいて他の6施設のデータを検討したところ抑うつ状態の大うつ病性障害の74.6%、双極性障害・統合失調症の85.5%を正しく鑑別できることを示した(NeuroImage 2014)。精神疾患を対象としたNIRS研究の英文原著論文の2/3程度をしめている日本において、研究成果を臨床検査として実用化したtranslational researchと言える。
臨床的観点からの成果
この検査が2014年に「D236-2 光トポグラフィー 2. 抑うつ症状の鑑別診断の補助に使用するもの」として保険収載されたのは、精神疾患についての検査として世界的に見ても初めての実用化である。こうした実用化は、精神疾患の診療の客観性や定量性の改善に資するものである。本検査について、検査法のガイドブックとなる書籍を刊行し、検査の普及と統一を図った。福田正人・監修,西村幸香・編集『精神疾患の光トポグラフィー検査ガイドブック-NIRS波形の臨床判読』(中山書店,2017年)
ガイドライン等の開発
2009年に承認された先進医療「光トポグラフィー検査を用いたうつ症状の鑑別診断補助」が、2014年に「D236-2 光トポグラフィー 2. 抑うつ症状の鑑別診断の補助に使用するもの」に保険収載された。精神疾患についての検査として初めての実用化である。対象は、①うつ病と診断され抑うつ症状を示しているが、②治療抵抗性であったり統合失調症・双極性障害が疑われる症状を呈しているために鑑別が必要で、③神経内科医または脳神経外科医により器質的疾患が除外されている患者である。
その他行政的観点からの成果
先行する研究班でまとめた書籍『NIRS波形の臨床判読-先進医療「うつ症状の光トポグラフィー検査」ガイドブック』によりNIRSの検査・解析・判定について標準化と均霑化の基盤を整備するとともに、国立精神・神経医療研究センター病院が開催した「光トポグラフィー講習会」「光トポグラフィー判読セミナー」「光トポグラフィー先進医療ワークショップ」で講師などを担当し、その受講が保険請求の要件となっている。
その他のインパクト
精神疾患の診断の補助検査としてNIRSを応用することについて関心が高いことを反映して報道で取りあげられることも多く、NHKスペシャル(2012.2.12.)・読売新聞(2014.9.12.)などのマスメディアや、科学技術振興機構のサイエンスチャンネル(2014.1.31.)などの教育コンテンツとして取りあげられた。

発表件数

原著論文(和文)
0件
原著論文(英文等)
190件
その他論文(和文)
69件
その他論文(英文等)
0件
学会発表(国内学会)
183件
学会発表(国際学会等)
67件
その他成果(特許の出願)
1件
その他成果(特許の取得)
0件
その他成果(施策への反映)
0件
その他成果(普及・啓発活動)
0件

特許

主な原著論文20編(論文に厚生労働科学研究費の補助を受けたことが明記された論文に限る)

論文に厚生労働科学研究費の補助を受けたことが明記された論文に限ります。

原著論文1
Koike S, Takizawa R, Nishimura Y,et.al
Different hemodynamic response patterns in the prefrontal cortical sub-regions according to the clinical stages of psychosis.
Schizophr Res. , 132 (1) , 54-61  (2011)
原著論文2
Koike S, Takizawa R, Nishimura Y,et.al
Association between severe dorsolateral prefrontal dysfunction during random number generation and earlier onset in schizophrenia.
Clin Neurophysiol. , 122 (8) , 1533-1540  (2011)
原著論文3
Nishimura Y, Takizawa R, Muroi M,et.al
Prefrontal cortex activity during response inhibition associated with excitement symptoms in schizophrenia.
Brain Res. , 1370 , 194-203  (2011)
原著論文4
Satomura Y, Takizawa R, Koike S,et.al
Potential biomarker of subjective quality of life: Prefrontal activation measurement by near-infrared spectroscopy.
Soc Neurosci.  (2013)
Epub ahead of print
原著論文5
Takizawa R, Fukuda M, Kawasaki S,et.al
Joint Project for Psychiatric Application of Near-Infrared Spectroscopy (JPSY-NIRS) Group. Neuroimaging-aided differential diagnosis of the depressive state.
Neuroimage. , 85 (1) , 498-507  (2014)
原著論文6
Marumo K, Takizawa R, Kinou M,et.al
Functional abnormalities in the left ventrolateral prefrontal cortex during a semantic fluency task, and their association with thought disorder in patients with schizophrenia.
Neuroimage. , 85 (1) , 518-526  (2014)
原著論文7
Nishimura Y, Takizawa R, Koike S,et.al
Association of decreased prefrontal hemodynamic response during a verbal fluency task with EGR3 gene polymorphism in patients with schizophrenia and in healthy individuals.
Neuroimage. , 85 (1) , 527-534  (2014)
原著論文8
Sato H, Yahata N, Funane T,et.al
A NIRS-fMRI investigation of prefrontal cortex activity during a working memory task.
Neuroimage. , 83 , 158-173  (2013)
原著論文9
Chou PH, Koike S, Nishimura Y,et.al
Distinct effects of duration of untreated psychosis on brain cortical activities in different treatment phases of schizophrenia: A multi-channel near-infrared spectroscopy study.
Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry. , 49C , 63-69  (2013)
原著論文10
Koike S, Nishimura Y, Takizawa R,et.al
Near-Infrared Spectroscopy in Schizophrenia: A Possible Biomarker for Predicting Clinical Outcome and Treatment Response.
Front Psychiatry. , 4 , 145-  (2013)
原著論文11
Kinou M, Takizawa R, Marumo K,et.al
Differential spatiotemporal characteristics of the prefrontal hemodynamic response and their association with functional impairment in schizophrenia and major depression.
Schizophr Res. , 150 (2-3) , 459-467  (2013)
原著論文12
Ishii-Takahashi A, Takizawa R, Nishimura Y, et.al
Prefrontal activation during inhibitory control measured by near-infrared spectroscopy for differentiating between autism spectrum disorders and attention deficit hyperactivity disorder in adults.
Neuroimage Clin. , 4 , 53-63  (2013)
原著論文13
Koike S, Takizawa R, Nishimura Y,et.al
Reduced but broader prefrontal activity in patients with schizophrenia during n-back working memory tasks: a multi-channel near-infrared spectroscopy study.
J Psychiatr Res. , 47 (9) , 1240-1246  (2013)
原著論文14
Iwanami, A., Okajima, Y, Ota,et.al
Task dependent prefrontal dysfunction in persons with Asperger’s disorder investigated with multi-channel near-infrared spectroscopy.
Research in Autism Spectrum Disorders, , 5 (3) , 1187-1193  (2011)
原著論文15
Nishimura Y, Takahashi K, Ohtani T,et.al
Dorsolateral prefrontal hemodynamic responses during a verbal fluency task in hypomanic bipolar disorder.
Bipolar Disorders  (2014)
in press
原著論文16
Monden, Y., Dan, H., Nagashima, M,et.al
Clinically-oriented monitoring of acute effects of methylphenidate on cerebral hemodynamics in ADHD children using fNIRS.
Clinical Neurophysiology. , 123 , 1147-1157  (2012)
原著論文17
Monden Y, Dan H, Nagashima M,et.al
Right prefrontal activation as a neuro-functional biomarker for monitoring acute effects of methylphenidate in ADHD children: An fNIRS study.
NeuroImage:Clinical. , 1 (1) , 131-140  (2012)
原著論文18
Tsuzuki D, Dan I.
Spatial registration for functional near-infrared spectroscopy: from channel position on the scalp to cortical location in individual and group analyses.
NeuroImage. , 85 (1) , 92-103  (2014)
原著論文19
Takei Y, Suda M, Aoyama Y, et.al
Temporal lobe and inferior frontal gyrus dysfunction in patients with schizophrenia during face-to-face conversation: a near-infrared spectroscopy study.
J Psychiat Res , 47 , 1581-1589  (2013)
原著論文20
Noda T, Yoshida S, Matsuda T,et.al
Frontal and right temporal activations correlate negatively with depression severity during verbal fluency task: a multi-channel near-infrared spectroscopy study.
J Psychiatr Res , 46 (7) , 905-912  (2012)

公開日・更新日

公開日
2015-05-22
更新日
2018-06-05

収支報告書

文献番号
201317041Z