パーキンソン病モデルラットの自家神経移植による神経機能回復の画像評価

金沢大学附属病院一側の黒質に定位的に6-OHDAを注入し、パーキンソン病モデルラットを作成した。運動機能的にパーキンソン病モデルラットの機能異常をアポモルフィン投与における回転運動にて評価し、さらに、線条体に頚部から摘出した自家迷走神経節を移植した。ドパミン神経系破壊群、および移植群についてそれぞれ脳の連続切片を作成し、各オートラジオグラフィを行った。オートラジオグラフィには、定量的に解析した。本年度では、加えて、抗tyrosine hydroxylase抗体を用いてABC法に基づく免疫染色を上記オートラジオグラフィと同一切片に対して行い、比較検討した。また、脳血流分布をTc-99m-HMPAOによってオートラジオグラフィで調べた。[H-3]GBR12935を用いたドパミントランスポータへの結合は、破壊側基底核の結合が低下していた。アポモルフィンによる回転運動は、免疫染色の低下度と相関が認められたが、[H-3]GBR12935の低下度は、回転や免疫染色で低下のない群でも認められ、相関は低かった。これは、節前神経のtyrosine hydroxylaseの低下や機能低下が起こるよりも軽度の障害でも[H-3]GBR12935の低下として鋭敏にとらえられることを示している。[H-3]YM09151-2は、少しだが有意に破壊側で結合が増加しており、神経伝達物質の低下に伴うドパミンD2受容体のupregulation反応を示すものと考えられた。[H-3]SCH23390を用いたドパミンD1受容体の変化は両側ともほとんど有意なものではなく、ドパミンD2受容体の変化とは異なることがわかった。神経移植群と非移植群では上記の検討では明らかな差違はないようであった。脳血流分布は、基底核において左右差はなかった。結論として、移植による変化は明らかなもとはなかったが、ドパミントランスポータの低下が神経伝達物質合成酵素であるtyrosine hydroxylaseの低下やドパミン受容体の減少に伴うアポモルフィンによる回転運動がおこるよりも少ない傷害で起こっているという事実が確認された。研究課題/領域番号:09770686, 研究期間(年度):1997 – 1998出典：「パーキンソン病モデルラットの自家神経移植による神経機能回復の画像評価」研究成果報告書　課題番号09770686（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所））（https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-09770686/)を加工して作

局所脳虚血に対するムスカリン作動性アセチルコリン受容体およびmRNAの経時的変化についての核医学的研究

取得学位 : 博士（医学）, 学位授与番号 : 医博甲第1119号, 学位授与年月日：平成6年3月25日,学位授与年：199

障害早期パーキンソン病モデルラットにおけるドパミントランスポータ画像の病態意義

金沢大学附属病院昨年度までに行われたパーキンソンモデルラットを用いて行われたドパミン神経系、血流の各オートラジオグラフィーデータを基にStatistic parametric mappingを用いた統計的画像解析を行った。コントロール群(20例)のオートラジオグラフィー画像をAnalyzeフォーマットに変換してからノーマルテンプレートとマスク画像を作成し、さらに標準化した各脳画像を集積して正常データベースを作成した。脳血流については、刺入部位を除いて有意な脳血流低下部は認めなかった。これに対して、ドパミントランスポータ画像では正常画像に比較して有意な病変側基底核の低下を示した。しかし、D2ドパミン受容体では明らかな低下はなく、むしろやや病変側で高く示された。ステロイドは、神経変性を抑制すると予想されるのでパーキンソンモデルラットへ障害早期に投与することによって、ドパミン神経系、血流に抑制効果が認められるかどうかを検証してみた。脳血流の変化は有意な変化はなかった。ドパミントランスポータの低下には抑制傾向が見られたが、統計的には有意ではなかった。本研究にて、ラットにおけるドパミントランスポータ画像は動物行動学的に明かな異常が出る以前のパーキンソン病早期障害の検出に有効と考えられた。今後、ドパミン神経変性を遅らせる薬剤や神経機能回復をもたらす薬剤が開発されてきた場合に、ドパミントランスポータ画像で治療効果判定を客観的に行えると考えられた。次の、ステップとして、ヒトにおいてパーキンソン病を発症する以前の患者を早期発見する研究を試みたい。ヒトでは、いまだにドパミントランスポータ画像製剤は臨床で認可されていないので、まず心筋モノアミントランスポータの描出が可能なI-123-MIBGを用いて、パーキンソン病の早期発見が可能か否かを検討してみたい。研究課題/領域番号:14770449, 研究期間(年度):2002 – 2004出典：「障害早期パーキンソン病モデルラットにおけるドパミントランスポータ画像の病態意義」研究成果報告書　課題番号14770449（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所））（https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-14770449/)を加工して作

実験的慢性脳梗塞における中枢性ベンゾジアゼピン受容体と脳血流-2核種オートラジオグラフィによる検討-

金沢大学大学院医学系研究

Generative adversarial network-created brain SPECTs of cerebral ischemia are indistinguishable to scans from real patients

Deep convolutional generative adversarial networks (GAN) allow for creating images from existing databases. We applied a modified light-weight GAN (FastGAN) algorithm to cerebral blood flow SPECTs and aimed to evaluate whether this technology can generate created images close to real patients. Investigating three anatomical levels (cerebellum, CER; basal ganglia, BG; cortex, COR), 551 normal (248 CER, 174 BG, 129 COR) and 387 pathological brain SPECTs using N-isopropyl p-I-123-iodoamphetamine (I-123-IMP) were included. For the latter scans, cerebral ischemic disease comprised 291 uni- (66 CER, 116 BG, 109 COR) and 96 bilateral defect patterns (44 BG, 52 COR). Our model was trained using a three-compartment anatomical input (dataset 'A'; including CER, BG, and COR), while for dataset 'B', only one anatomical region (COR) was included. Quantitative analyses provided mean counts (MC) and left/right (LR) hemisphere ratios, which were then compared to quantification from real images. For MC, 'B' was significantly different for normal and bilateral defect patterns (P = 0.08) reached significance relative to images of real patients. With a minimum of only three anatomical compartments serving as stimuli, created cerebral SPECTs are indistinguishable to images from real patients. The applied FastGAN algorithm may allow to provide sufficient scan numbers in various clinical scenarios, e.g., for "data-hungry" deep learning technologies or in the context of orphan diseases

Evaluation of both perfusion and atrophy in multiple system atrophy of the cerebellar type using brain SPECT alone

BACKGROUND: Partial volume effects in atrophied areas should be taken into account when interpreting brain perfusion single photon emission computed tomography (SPECT) images of neurodegenerative diseases. To evaluate both perfusion and atrophy using brain SPECT alone, we developed a new technique applying tensor-based morphometry (TBM) to SPECT. METHODS: After linear spatial normalization of brain perfusion SPECT using (99m)Tc-ethyl cysteinate dimer ((99m)Tc-ECD) to a Talairach space, high-dimension-warping was done using an original (99m)Tc-ECD template. Contraction map images calculated from Jacobian determinants and spatially normalized SPECT images using this high-dimension-warping were compared using statistical parametric mapping (SPM2) between two groups of 16 multiple system atrophy of the cerebellar type (MSA-C) patients and 73 age-matched normal controls. This comparison was also performed in conventionally warped SPECT images. RESULTS: SPM2 demonstrated statistically significant contraction indicating local atrophy and decreased perfusion in the whole cerebellum and pons of MSA-C patients as compared to normal controls. Higher significance for decreased perfusion in these areas was obtained in high-dimension-warping than in conventional warping, possibly due to sufficient spatial normalization to a (99m)Tc-ECD template in high-dimensional warping of severely atrophied cerebellum and pons. In the present high-dimension-warping, modification of tracer activity remained within 3% of the original tracer distribution. CONCLUSIONS: The present new technique applying TBM to brain SPECT provides information on both perfusion and atrophy at the same time thereby enhancing the role of brain perfusion SPEC