広報・広聴活動プレスリリース

2019年02月08日

服薬時の脳反応から神経発達症の早期診断を支援する基礎技術を開発
光トポグラフィーを用い、患者負担の少ない注意欠如・多動症(ADHD)の治療をめざす

株式会社日立製作所
学校法人自治医科大学
学校法人国際医療福祉大学
学校法人中央大学

 

服薬時の脳反応から神経発達症の早期診断を支援する基礎技術を開発
光トポグラフィーを用い、患者負担の少ない注意欠如・多動症(ADHD)の治療をめざす

 

 

 株式会社日立製作所(執行役社長兼CEO:東原 敏昭/以下、日立)、学校法人自治医科大学(学長:永井 良三/以下、自治医科大学)、学校法人国際医療福祉大学(学長:大友 邦/以下、国際医療福祉大学)、学校法人中央大学(学長:福原 紀彦/以下、中央大学)は、神経発達症である注意欠如・多動症(ADHD*1)患者が自閉スペクトラム症(ASD*2)を併発しているかどうかの早期診断を支援するための基礎技術を開発しました。本技術は、ADHD患者が初めて治療薬を服薬した時の脳反応を光トポグラフィー*3で計測してASD併発の有無を自動解析するもので、約82%の正確度で予測できることを確認しました。従来、診断には数ヶ月にわたる経過観察が必要でしたが、本技術を活用することで、2時間程度でASD併発を診断できる可能性が示されました。今後、日立、自治医科大学、国際医療福祉大学、中央大学は、臨床研究を通じて本技術の開発を進め、神経発達症患者に対し健やかな発達を支援できる社会の実現をめざします。

 

 ADHDやASDは、長期間続くと不登校やひきこもりのほか、うつ病などにつながることもあるとされています。近年、ADHDとASDの両方の特徴を持つ患者が少なくないことが報告され*4、両症状の併発の有無に合わせて診断することが必要になっています。しかし、併発有無を見極めるには数ヶ月にわたる経過観察が必要なため、治療法や療育法の決定に時間がかかり、患者やご家族の負担になっていました。この課題解決に向けて、2018年3月に、自治医科大学を中心とした研究により、服薬経験がないADHD患者の治療薬服用前後の脳活動パターンを用いて、ASD併発の有無による病態の違いを可視化できることが明らかになりました*5。今回、この知見をもとに、ADHD患者がASDを併発しているかを自動的に解析するアルゴリズムを開発しました。技術の開発プロセスと特長は以下となります。

 

Step 1. 服薬後の脳反応計測
 治療薬の服薬経験のないADHD患者32名(同意いただいたASD併発患者11名、非併発患者21名)に対して、塩酸メチルフェニデート徐放剤*6服用1.5時間後に簡単な課題(特定の絵が出た時だけボタンを押す)を実施し、脳反応の光トポグラフィー信号を10分程度計測しました。

 

Step 2. 最適な脳活動部位の決定
 Step 1で計測した信号と数カ月後の診断結果を機械学習した結果、脳の注意関連領域(中前頭回-角回)*7と運動関連領域(中心前回)*8の活動量を用いることがASD併発の有無を見分けるために、最適であることがわかりました。上記2種類の関連領域の活動量を2次元的にプロットし、それぞれROC曲線*9によって決められた適切な閾値を設けることで、最も正確に分類できることがわかりました。

 

Step 3. 自動解析アルゴリズムへの実装
 今回開発した最適な脳活動部位の信号を用いたアルゴリズムと既発表のノイズ除去アルゴリズム*10を統合し、自動解析アルゴリズムへの実装を実現しました。

 

 本技術の効果を確認するために、クロスバリデーション*11の手法を用いて、数カ月後の診断結果に対する予測正確度を検証したところ約82%となり、診断支援技術として実用できる可能性が示されました。これまで、ご家族などへの問診から医師が数ヶ月かけていた診断が、客観的な指標を診断に加えることで、早期に治療・療育方針を決定し、ご家族の患者に対する接し方にもアドバイスできることが期待されます。

 

 今後、日立、自治医科大学、国際医療福祉大学、中央大学は、臨床研究を通じて本技術の開発を進め、神経発達症患者に対して健やかな発達を支援できる社会の実現をめざします。
 なお、本成果の一部は、2019年2月8日発刊のFrontier in Human Neuroscience*12に掲載いたします。

 

プレスリリース全文は以下のPDFよりご確認いただけます。

■報道機関お問い合わせ先
<神経科学的な内容に関すること>
学校法人中央大学 広報室広報課
 〒192-0393 東京都八王子市東中野742-1
  TEL:042-674-2050 
  Email:kk@tamajs.chuo-u.ac.jp