広島大学生体システム論研究室では，MEグループ，筋電グループ，感性ブレイングループを中心に高次脳機能解析とリハビリテーション応用に関する研究に取り組んでおり，独自に開発したiPadベースの検査アプリや機械学習アルゴリズム，脳画像解析法を用いて高次脳機能と脳損傷の関係解析を進めています．
https://bsys.hiroshima-u.ac.jp/news/17803
一連の研究は「高次脳機能研究会」として展開しており，広島大学 脳・こころ・感性科学研究センター，日比野病院の濱 聖司先生，（株）日立製作所 研究開発グループ 基礎研究センタの神鳥 明彦さん，マクセル（株）の水口 寛彦さんらとの医工連携・産学連携研究です．また，科学技術振興機構（JST）の「研究成果展開事業 研究成果最適展開支援プログラムA-STEP 令和４年度産学共同（育成型）（2022～2024年度）」にも採択されています．
https://bsys.hiroshima-u.ac.jp/news/17357
今回新たに，開発中のiPadベースの検査アプリiTMT (iPad-based Trail Making Test part-A)を用いて高齢リハビリテーション入院患者の認知機能障害を評価することに成功し，Cell Pressから発行されているオープンジャーナル誌であるHeliyonに論文が掲載されました．HeliyonはWeb of Scienceの”MULTIDISCIPLINARY SCIENCES”というカテゴリーのQ1ジャーナル（Journal Impact Factorによるランキング）です．
Multi-temporal features during the tablet-based Trail Making Test part-A can evaluate cognitive dysfunctions in elderly rehabilitation inpatients
Kouki Kubo, Seiji Hama, Akira Furui, Tomohiko Mizuguchi, Akiko Yanagawa, Akihiko Kandori, Hiroto Sakai, Yutaro Morisako, Yuki Orino, Maho Hamai, Kasumi Fujita, Shigeto Yamawaki, and Toshio Tsuji
Heliyon, Volume 10, Issue 13, e33135, pp.1-13, doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e33135, 14 June 2024. (SCI, IF=3.4)
URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405844024091667?via%3Dihub
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今後も臨床応用を意識した研究成果をまとめていければと思っています．ひきつづきよろしくお願いします．
<論文内容>
We investigated a newly developed digitized Trail Making Test using an iPad (iTMT) as a brief cognitive function screening test. We found that the iTMT part-A (iTMT-A) can estimate generalized cognitive function in rehabilitation inpatients examined using the Mini-Mental State Examination (MMSE). Forty-two hospitalized participants undergoing rehabilitation (rehab participants), 30 of whom had cerebral infarction/hemorrhage (stroke participants), performed the iTMT five times (first three times: iTMT-A; fourth: paper version of TMT-A; fifth: the inverse version of iTMT-A) and the MMSE once. Each iTMT-A trial’s completion time was divided into the move and dwell times. In the partial least squares (PLS) regression analysis, the coefficient of determination for estimating the MMSE score was increased by using the dwell and move times extracted from the repeated iTMT-A and the availability of TMT-B, even for subjects with low MMSE scores. These findings indicate that the dwell time of iTMT-A may be important for estimating cognitive function. The iTMT-A extracts significant factors temporally and spatially, and by incorporating the learning effect of repeated trials, it may be possible to screen cognitive and physical functions for rehabilitation patients.
短時間の認知機能スクリーニング検査として，新たに開発したiPadを用いたデジタルトレイルメイキングテスト（iTMT）を検討した．その結果，iTMT part-A（iTMT-A）は，Mini-Mental State Examination（MMSE）を用いて検査されたリハビリテーション入院患者の全般的な認知機能を評価可能であることが明らかになった．リハビリを受ける入院患者42名，うち脳梗塞・脳出血患者30名を対象に，iTMTを5回（1～3回目：iTMT-A，4回目：TTMT-Aの紙版，5回目：iTMT-Aの逆版），およびMMSEを1回実施した．iTMT-Aの各試行の完了時間は，移動時間と滞留時間に分けられた．部分最小二乗（PLS）回帰分析では，MMSE得点が低い被験者においても，繰り返しiTMT-Aから抽出した滞留時間と移動時間，およびTMT-Bの有無を用いることで，MMSE得点を推定する決定係数が増加した．これらの結果は，iTMT-Aの滞留時間が認知機能の推定に重要である可能性を示している．iTMT-Aは時間的・空間的に有意な因子を抽出可能であり，反復試行による学習効果を取り入れることでリハビリテーション患者の認知機能・身体機能のスクリーニングが可能になると考えられる．
