第2章 カテゴリー流暢性課題における脳血液量 18

近赤外光計測を用いた脳血流動態と認知症早期診断に関する研究

The study on the early diagnosis of dementia and prefrontal blood volume dynamics using near-infrared spectroscopy

高崎健康福祉大学大学院健康福祉学研究科 保健福祉学専攻 博士後期課程

学籍番号 1 4 1 0 4 0 2 氏 名 髙橋 真悟 指導教員 児玉 直樹

第1章 序論 1

1.1 近赤外光 1

1.1.1 近赤外分光法（NIRS） 1

1.1.2 近赤外光を用いた脳血液量計測と保険診療 4

1.1.3 近赤外光計測の特性 5

1.2 認知症 6

1.2.1 認知症の定義と診断基準 6

1.2.2 認知症の病態 9

1.2.2.1 アルツハイマー型認知症 9

1.2.2.2 血管性認知症 10

1.2.2.3 前頭側頭型認知症 10

1.2.2.4 レビー小体型認知症 11

1.2.2.5 その他 11

1.2.3 脳機能と部位 12

1.2.3.1 前頭葉 12

1.2.3.2 側頭葉 13

1.2.3.3 頭頂葉 13

1.2.3.4 後頭葉 13

1.2.3.5 小脳・脳幹 13

1.2.4 認知症における検査 14

1.2.4.1 神経心理学的検査 14

1.2.4.2 画像検査 15

1.3 本研究の目的 16

1.4 本論文の構成 17

第2章 カテゴリー流暢性課題における脳血液量 18

2.1 はじめに 18

2.2 本研究の対象と方法 19

2.2.1 対象と方法 19

2.2.2 頭部近赤外光計測装置（HOT121B） 21

2.2.3 ウェアラブル光トポグラフィ（WOT100） 24

2.2.4 言語流暢性課題 27

2.3.2 WOT100 の計測における結果 33

2.4 考察 42

2.5 まとめ 46

第3章 文字流暢性課題における認知症患者の脳血液量と 認知症検査としての有用性 47

3.1 緒言 47

3.2 方法 48

3.2.1 対象と方法 48

3.2.2 文字流暢性課題（Letter fluency task） 49

3.3 結果 49

3.3.1 脳血液量における結果 49

3.3.2 重心値における結果 60

3.4 考察 64

3.5 まとめ 67

第4章 ストループ課題における健常高齢者および認知症 患者の脳血液量比較 68

4.1 はじめに 68

4.2 本研究の対象および方法 69

4.3 結果 71

4.4 考察 78

4.5 まとめ 81

第5章 結語 82

5.1 本論文の総括 82

5.2 今後の展望 84

謝辞 86

本研究に関する業績 94

1

第 1章 序論

1.1 近赤外光

1.1.1 近赤外分光法（ NIRS ）

近 赤 外 光 は 1800 年 に イ ギ リ ス の音 楽 家 Hershel に よ っ て 見 え な い 熱 線 と し て 発 見 さ れ た が ， 当 時 そ の 測 定 は 難 し く ，1962 年 ア メ リ カ 農 務 省 の Norris が 重 回 帰 分 析 を 用 い た穀 物 の 近 赤 外 ス ペ クト ル か ら の 水 分 定 量 の 可 能 な こと を 報 告 し，近 赤 外 光 を 用 い た 分 析 機 器が 開 発 さ れ た の が 始 ま り で あ る⁽¹⁾。 現 在 の 光 に よ る ヒ ト 脳 機 能 計 測 の 基 礎 技 術 と な っ て い る の は ，1933 年 に 発 表 さ れた Millikan の 多 波 長 分 光 法 に よ る 組 織酸 素 代 謝 計 測 と ，1977 年 に 発 表 さ れ た Jobsis の 近 赤 外 分光 法 に よ る 脳 代 謝 計 測 で あ る^(2),(3)。

近 赤 外 分 光 法 は約 30 年 に わ た って 研 究 さ れ ， 生 体 非 侵襲 計 測 法 の 一 つ と し て 広 く 応用 さ れ て き た 。 特 に 700nm か ら 900 nm の 近 赤 外 波 長 域 は ，主 と し て ヘ モ グ ロ ビ ン な ど のヘ ム に 由 来 す る 吸 収を 反 映 す る た め 生 体 の 酸 素 代 謝 の モ ニ タ ー 領 域 と し て 広 く 用 い ら れ て い る⁽⁴⁾。 こ の 近 赤 外 光 は 水 に よ る強 い 吸 収 を 受 け ず，皮 膚 や 頭 蓋 骨 に 高 い透 過 性 が あ る た め ， 頭 蓋 内 （ 生 体 内 ） に 透 過 し や す い と い う 性 質 を 持 っ て い る 。 ま た ， 先 述 し た よ う に波 長 700nm か ら 900 nm 付 近 の 近 赤 外 光 は 主 に ヘ モ グ ロ ビ ン な ど の 生体 内 色 素 に よ っ て 強く 吸 収 さ れ る 性 質 があ る 。

透 過 試 料 中 に おい て ，あ る 波長 の 光 が 透 明 試 料 に 照 射 され た と き の 吸 光 度 は そ の 試 料 中 に 存 在 す る 光 吸 収 物 質 の 濃 度 と 光 路 長 に 比 例 す る

（Lambert Beer 則 ） こ と が 知 ら れて い る が ， 散 乱 や 反射 に よ る 影 響 が 一 定 で あ る と 仮定 す る と ，非 透 明 試 料 に お い て も こ の 法則 が 成 立 す る と 考 え ら れ て い る（Modified Lambert Beer 則）． こ こ で ，Lambert Beer の 式 は ，

− log (^𝐼_𝐼⁰) = (𝐶 × 𝜀_𝜆× 𝑑) （1-1） と 表 す こ と が でき ，Modified Lambert Beer 則 の 式 は ，

− log (^𝐼_𝐼⁰) = (𝐶 × 𝜀_𝜆× 𝑑′) + 𝑆 （1-2）

2

Fig.1-1 Lambert Beer則とModified Lambert Beer則

と な る^(5),(6)。 ま た ， こ れ ら の 法 則 に つ い て Fig.1-1 に 示 す 。Modified Lambert Beer 則 で は 濃 度 変 化 と 吸光 度 変 化 と の 微 少 区間 に お け る 線 形 関 係 を 仮 定 し ， 散 乱 変 化 の 影 響 を 付け 加 え て い る 。 こ こで ，Ioは 入射 光 の 強 度 ，I は 検 出 光 の 強 度 ，𝑑 は 光 が 通 過 し た 距 離 （ 光 路 長 ），C は 濃 度 （ 媒 体 の 密 度 ），𝜀_𝜆 は モ ル 吸 光 係 数 で あ る 。Modified Lambert Beer 則 の S は 散 乱 に よ る 減 光 を 表 し て お り ，d’ は 散 乱 体 内 に お け る 光 路 長 で あ る 。 し か し ， 散 乱 の 影 響 に よ り d’ は 求 め る こ と が で き な い た め ， Modified Lambert Beer 則 に よ っ て 算 出 で き る も の は「 初 期 値 か ら の 濃 度 変 化 × 光 の 通 っ て き た 距 離」 と な る 。 ま た， 酸 化 ヘ モ グ ロ ビ ン と 脱 酸 素 ヘ モ グ ロ ビン で は 吸 収 ス ペ ク トル が 異 な る た め，複 数 の 波 長 で 求 め た 場 合 ，減光 度 変 化 に つ い て ，連 立 方 程 式 を 解 く こ と で酸 化 ヘ モ グ ロ ビ ン ，脱 酸 素ヘ モ グ ロ ビ ン を 計 測 す るこ と が で き る 。こ の 法 則 を 用 い て 脳 内 の 酸 化 ヘ モ グ ロ ビ ン （Oxy-Hemoglobin）， 脱 酸 素 ヘ モ グ ロ ビ ン

3

Fig.1-2 ヘモグロビンにおける吸収スペクトル

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

650 750 850 950

cm-1/M

nm

酸化ヘモグロビン 脱酸素ヘモグロビン

（Deoxy-Hemoglobin） の 濃 度 変 化 を 求 め て い る 方 法 論 が NIRS

（Near-Infrared Spectroscopy： 近 赤 外 分 光 法 ） で あ り， 脳 血 流 の 変 化 量 の 計 測 に 有 用 と さ れ て い る⁽⁷⁾。 し か し ， 近 赤 外 光 は 脳 内 に 照 射 さ れ る と 散 乱 が 生 じ る。そ の た め ，現在 の 近 赤 外 光 を 用 い た 装置 は 光 路 長 の 計 測 が 不 可 能 で ある た め 計 測 値 は 絶 対値 で は な く，相 対 的 な 変 化 量 で あ る こ と に 注 意 す る必 要 が あ る 。

NIRS で は 酸 化 ヘ モ グ ロ ビ ン と 脱酸 素 ヘ モ グ ロ ビ ン の濃 度 変 化 を 計 測 で き る が，上 記 で 述 べ た よ う に 酸 化ヘ モ グ ロ ビ ン と 脱 酸素 ヘ モ グ ロ ビ ン で は 近 赤 外 光 に対 す る 吸 収 ス ペ ク トル 係 数 が 波 長 域 に よっ て 異 な る。ヘ モ グ ロ ビ ン に 対す る 吸 収 ス ペ ク ト ル に つ い て Fig.1-2 に 示 す 。

酸 化 ヘ モ グ ロ ビン は 波 長 800 nm を 越 え る と 吸 光 係 数 が 高 く ， 脱 酸 素 ヘ モ グ ロ ビ ン では 750 nm 付 近 で 吸 光 係 数 が 高 く な る 。 こ の 2 つ の 波 長 を 用 い る こ と で 酸 化 ヘ モ グ ロ ビ ン と 脱 酸 素 ヘ モ グ ロ ビ ン の 濃 度 変 化 を 計 測 で き る 。 酸化 ヘ モ グ ロ ビ ン に つい て は 950 nm の 波 長 ま で 吸 光 係 数 が 高 い が ，950 nm の 波 長 は 水 の 吸収 率 も 高 く な る た め ，NIRS を 用 い た 計 測 は 700 nm か ら 900 nm ま で の 波 長 が 用 い ら れ る 。 近 赤 外 光 は 可 視

HOT121B

WOT-100

4

光 の 赤 色 光 と 赤外 光 と の 間 の 波 長 であ り ， 波 長 は 600nm か ら 1,800nm 程 度 の 光 を 指 す が ，600 nm か ら 950 nm の 波 長 は 水 に よ る 吸 収 を 受 け ず ，比 較 的深 く ま で 生 体 内 に 透 過 する た め ，生 体 内部 の 情 報 を 得 る 場 合 に こ の 領 域 の 光を 用 い る こ と が 多 い⁽⁸⁾。

脳 の 活 動 は 直 接的 に は 神 経 細 胞 の 活動 電 位 に よ っ て 示 され る が ，こ の 神 経 活 動 の 結 果，エ ネ ル ギ ー 代 謝 が活 発 と な り ，グル コ ー ス や 酸 素 を 脳 に 供 給 す る 血 液量 が 二 次 的 に 増 加 する 。そ の た め ，ヘ モ グ ロ ビ ン 濃 度 変 化 も 脳 機 能 の 重 要 な 指 標 で あ り⁽⁹⁾， 近 赤 外 光 を 用 い た 脳 血 液 量 の 計 測 に お け る 研 究 が 広ま っ て い る 。

1.1.2 近赤外光を用いた脳血液量計測と保険診療

近 赤 外 光 を 用 い た 脳 血 液 量 計 測 は 主 に 精 神 疾 患 領 域 で 広 く 行 わ れ て お り ， 現 在 ，NIRS の 原 理 を 用 い た 光 ト ポ グ ラ フ ィ － 検 査 が 保 険 診 療 と し て 用 い ら れ てい る 。光 トポ グ ラ フ ィ － 検 査 は 近 赤 外 線ス ペ ク ト ロ ス コ ピ ィ（NIRS）の 原 理 を 用 い た も ので あ り ，2009 年 4 月 1 日 に 先 進 医 療 と し て「 光ト ポ グ ラ フ ィ － 検 査 を 用 い た う つ 症 状 の 鑑 別診 断 補 助 」が 厚 生 労 働 省 に 保 険診 療 と し て 承 認 さ れた 。 また 2014 年 4 月 1 日 から は ，

「 抑 う つ 症 状 の鑑 別 診 断 の 補 助 に 使用 す る も の 」とし て ，定 め ら れ た 施 設 基 準 を 満 た す医 療 機 関 に て，保 険 診 療 と し て 実 施 さ れる こ と に な っ た。

保 険 診 療 で 行 われ る 場 合 ，近 赤 外光 等 に よ り ，血 液 中の ヘ モ グ ロ ビ ン の 相 対 的 な 濃 度，濃 度 変 化 等 を 測 定す る も の と し て 薬 事承 認 又 は 認 証 を 得 て い る 医 療 機器 で あ っ て，10 チ ャ ン ネ ル 以 上 の 多 チ ャン ネ ル に よ り 脳 血 液 量 変 化 を 計 測 で き る 機 器 を 使 用 す る こ と が 必 要 で あ る 。「 抑 う つ 症 状 の 鑑 別 診 断 の補 助 に 使 用 す る も の」の 保 険 点 数 は，地 域 の 精 神 科 救 急 医 療 体 制 を 確 保 す る た め に 必 要 な 協 力 等 を 行 っ て い る 精 神 保 健 指 定 医 に よ る 場 合は 400 点 ，それ 以 外 の 場 合 は 200 点 が 算 定 で き る 。また ，算 定 で き る 患 者 は，う つ 病 と し て 治 療 を 行 っ て い る 患 者 であ っ て ，治 療 抵 抗 性 で あ る こ と ，統 合 失 調 症・双 極 性 障 害 が 疑 わ れ る 症状 を 呈 す る こ と 等 に よ り，う つ 病 と 統 合 失 調 症 又 は双 極 性 障 害 と の 鑑 別が 必 要 な 患 者 で あ る こ と と さ れて い る 。

近 赤 外 光 を 用い た 脳 血 液 量 計 測 は ，薬 事 承 認 を 得 て いる 装 置 や 研 究 用 に 開 発 さ れ た 臨床 用 で な い も の な ど ，さ ま ざ ま な 装 置 が開 発 さ れ て い る。

5

薬 事 承 認 を 得 てい る も の は 計 測 部 位が 10 チ ャ ン ネル 以 上 の 多 チ ャ ン ネ ル 装 置 で あ る が ，研 究 用 は 2 チ ャ ン ネ ル の 装 置 か ら 多 チャ ン ネ ル の 装 置 ま で 開 発 さ れ てい る 。簡 易 的 な装 置 は 計 測 部 位 が 限 局 的 で あ る が ，多 チ ャ ン ネ ル の 装 置は 多 部 位 の 計 測 も 可能 で あ る 。

1.1.3 近赤外光計測の特性

こ れ ま で の 脳 機 能 の 測 定 方 法 に は ， 脳 の 神 経 活 動 を 計 測 す る EEG

（Electroencephalogram）や MEG（Magnetoencephalography），脳 血 流 を 計 測 する PET（Positron Emission Tomography）や SPECT（Single Photon Emission Computed Tomography），fMRI（functional Magnetic Resonance Imaging） な ど が あ る 。 神 経 活 動 を 計 測 す る EEG や MEG は ，神 経 活動 を 直 接 計 測 で き る と いう メ リ ッ ト が あ る が，信 号 強 度 が 低 く ，EEG は 空 間 分 解 能 が 低 く ，MEG は 価 格 が 高 い こと か ら ，あ ま り普 及 し て い な い⁽¹⁾。 一 方 ，PET や SPECT は ，信 号 強 度 は 高 い が 時 間 分 解 能 が 低 く ， 放 射 線 を 使 用 す る た め 身 体 に 侵 襲 性 が あ る 。 ま た ，fMRI な ど は 計 測 す る 際に 身 体 に 拘 束 性 が 生じ る 。

NIRS に よ る 計 測 で は ， 可 視 光 に波 長 が 近 い 光 で あ る近 赤 外 光 を 用 い て 脳 血 液 量 を 計測 す る た め ，計測 に よ る 身 体 へ の 侵 襲 性は な い 。そ の た め ， 健 常 者 へ の計 測 が 容 易 に で き る。NIRS を 用 い た 脳 血 液 量 の 計 測 の 特 徴 は ，① 身体 に 無 侵 襲 で あ る こ と，② 比 較 的 安 価 で ある こ と ，③ 計 測 中 に 身 体 の 向 き や 行 動 に 制 約 が な い こ と な ど が 挙 げ ら れ る 。SPECT な ど を 用 い て 認 知 症 患 者 や 精 神 疾 患 の 脳 血 流 に つ い て の 研 究 な ど が 広 く 行 わ れ て い る 一方 ，健 常 者 に つ い ては 侵 襲 性 が あ る こ とか ら 計 測 が 困 難 で あ る が，近 赤 外 光 を 用 い る こ と で健 常 者 に お け る 脳 血流 も 計 測 が 可 能 で あ る 。ま た ，現 在 行 わ れ て いる NIRS 以 外 の 脳 機 能 検査 は ，診 療 放 射 線 技 師 な ど の 医 療 資 格 が な け れ ば 計 測 お よ び 検 査 が で き な い 。 し か し ， 近 赤 外 光 を 用 いた 脳 血 液 量 計 測 は，医 療 資 格 を 必 要 と しな い た め 誰 で も 計 測 が で き る のも 特 徴 で あ る 。

し か し ，近 赤 外 光 を 用 い た 脳 血 液量 計 測 に も デ メ リ ット が あ る 。デ メ リ ッ ト と し て は，① 空 間 分 解 能 が 低い こ と ，② 光 路長 の 問 題 か ら 絶 対 値 が 計 測 で き な いこ と ，③ デ ー タの 解 析 法 が 確 立 さ れ て おら ず ，結 果 の 解 釈 に 注 意 が 必 要で あ る こ と な ど が 挙げ ら れ る 。

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近 赤 外 光 を 用 いた 脳 血 液 量 計 測 は，絶 対 値 の 計 測 が で きな い た め ，脳 血 液 量 の 相 対 変化（ 変 化 量 ）で 解釈 お よ び 検 討 す る 必 要が あ る 。 遂 行 す る 課 題 の 前 に，安 静 状 態 や 単 純 な 課題（ 統 制 条 件 課 題）の 脳 血 液 量 を 記 録 し ，課 題遂 行 中 の 脳 血 液 量 と の 差を と る こ と で ，相 対 変 化 と す る 必 要 が あ る 。遂行 中 の 脳 血 液 量 だ け で は，近 赤 外 光 が 脳 内 を通 過 し た 時 の 散 乱 光 の 影 響 な どが 含 ま れ る が ，統 制 条 件 課 題 遂 行 中 の 脳血 液 量 と の 差 を み る こ と は，課 題 に よ っ て 血 液 量 が変 化 し た 部 分 の み を抽 出 す る こ と に な り ，散 乱 光や 脳 以 外 の 光 の 吸 収 を排 除 し た こ と と な る。そ の た め ，脳 血 液 量 の 計 測 は ブ ロ ッ ク デ ザ イ ン の工 夫 が 必 要 で あ る 。現 在 ，脳 機 能 を 簡 便 に 計 測 で き る 装 置 と し て 近 赤 外 光 を 用 い た 脳 血 液 量 計 測 の 研 究 が 広 く 行 わ れ て おり ， 近 赤 外 光 を 用 いた 脳 血 液 量 計 測 は 精神 疾 患 の 診 断・

治 療 の た め の 臨床 検 査 と し て 期 待 され て い る⁽¹⁰⁾。近 赤 外 光 を 用 い た 脳 血 液 量 計 測 は，非 侵 襲 的 で あ る た め 今 後 ，脳 血 液 量 の 低 下が 指 摘 さ れ て い る 認 知 症 患 者 や健 常 者 に つ い て も 使用 が 期 待 さ れ る 。

1.2 認知症

1.2.1 認知症の定義と診断基準

認 知 症 と は ，生 後 ， 正 常 に 発 達 した 種 々 の 精 神 機 能 が慢 性 的 に 減 退・

消 失 す る 病 態 のこ と で ， 日 常 生 活・社 会 生 活 を 営 め な い状 態 で あ る 。認 知 症 の 診 断 基 準と し て 国 際 的 に 広 く用 い ら れ て い る も のと し て は ，世 界 保 健 機 関 に よ る ICD-10（International Statistical Classification of Diseases-Tenth Revision） や 米 国 精 神 医 学 会 に よ る DSM-Ⅲ -R

（Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, Third Edition, Revised） お よ び DSM-Ⅳ-TR（Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, 4th Edition, Text Revision） が あ る

(11),(12),(13)。 ま た ，ICD-10 に よ る 認 知 症 の 定 義 は 「 通常 ， 慢 性 あ る い は

進 行 性 の 脳 疾 患に よ っ て 生 じ ，記 憶 ，思 考 ，見 当 識 ，理 解 ，計 算 ，学 習 ， 言 語 ， 判 断 等 多 数 の 高 次 脳 機 能 の 障 害 か ら な る 症 候 群 」 と さ れ て お り ， そ の 要 約を Table 1-1 に 示 す 。

ま た，米 国 精 神 医 学 会 に よる DSM-Ⅲ-R お よ び DSM-Ⅳ-TR の 診 断 基 準 の 要 約を Table 1-2，Table 1-3に 示 す 。

7

Table 1-1 ICD-10 に よ る 認 知 症 診断 基 準 の 要 約 G1. 以 下 の 各 項 目 を 示 す 根 拠 が 存 在 す る ．

1）記 憶 力の 低 下 ，新 し い 事 象 に 関す る 著 し い 記 憶 力 の減 退 ．重 症の 例 で は 過 去 に 学習 し た 情 報 の 早 期 も障 害 さ れ ，記 憶 力 の低 下 は 客 観 的 に 確 認 さ れる べ き で あ る ．

2）認 知 能 力 の 低 下 判 断 と 思 考 に 関 する 能 力 の 低 下 や 情 報処 理 全 般 の 悪 化 で あ り ， 従来 の 遂 行 能 力 水 準 から の 低 下 を 確 認 す る ．

3）1），2）に よ り 日 常 生 活 動 作 や 遂行 能 力 に 支 障 を き たす ．

G2. 周 囲 に 対 す る 認 識（ す な わ ち ，意 識 混 濁 が な い こと ）が ，基 準 G1 の 症 状 を は っ きり と 証 明 す る の に 十分 な 期 間 ，保 た れ て いる こ と．

せ ん 妄 の エ ピ ソ ー ド が 重 な っ て い る 場 合 に は 認 知 症 の 診 断 は 保 留 ．

G3. 次 の 1 項 目 以 上 を 認 め る ． 1） 情 緒 易 変 性

2） 易 刺 激 性 3） 無 感 情

4） 社 会 的 行 動 の 粗 雑 化

G4. 基 準 G1 の 症 状 が 明 ら か に 6 か 月 以 上 存 在 し てい て 確 定 診 断 さ れ る ．

Table 1-2 DSM-Ⅲ-R に よ る 認 知 症 診 断 基 準 の 要 約 A. 記 憶 （ 短 期 ・ 長 期 ） の 障 害 ．

B. 次 の う ち 少 な く と も １ 項 目 以 上．

1） 抽 象 的 思 考 の 障 害 2） 判 断 の 障 害

3） 高 次 皮 質 機 能 の 障 害 （ 失 語 ・ 失行 ・ 失 認 ・ 構 成 障 害）

4） 性 格 変 化

C. A・B の 障 害 に よ り 仕 事 ・ 社 会生 活 ・ 人 間 関 係 が 損な わ れ る ． D. 意 識 障 害 の と き に は 診 断 し な い （ せ ん 妄 の 除 外）．

E. 病 歴 や 検 査 か ら の 脳 の 器 質 的 疾患 の 存 在 が 推 測 で きる ．

8

Table 1-3 DSM-IV-TR に よ る 認 知 症 診 断 基 準 の 要 約 A. 多 彩 な 認 知 障 害 の 発 現 ． 以 下の 2 項 目 が あ る ．

1）記 憶 障 害（ 新 し い 情 報 を 学 習 した り ，以 前 に 学 習 し て い た 情 報 を 想 起 す る 能 力 の障 害 ）

2） 次 の 認 知 機 能 の 障 害 が 一 つ 以 上あ る a. 失 語 （ 言語 の 障 害 ）

b. 失 行 （運 動 機 能 は 障 害 さ れ て いな い の に ， 運 動 行為 が 障 害 さ れ る ）

c. 失 認 （ 感 覚 機 能 が 障 害 さ れ て い な い の に ， 対 象 を 認 識 ま た は 同 定 で き な い ）

d. 実行 機 能 （ 計 画 を 立 て る， 組 織 化 す る， 順 序 を 立 て る， 抽 象 化 す る こ と ） の障 害

B. 上 記 の 認 知 障 害 は ， そ の 各 々 が ， 社 会 的 ま た は 職 業 的 機 能 の 著 し い 障 害 を 引 き 起 こ し ， ま た ， 病 前 の 機 能 水 準 か ら の 著 し い 低 下 を 示 す ．

C. そ の 欠 損 は せ ん 妄 の 経 過 中 に のみ 現 れ る も の で は ない ．

ICD-10，DSM-IV-TR の 診 断 基 準 を ま と め る と ，次 の よ う な 条 件 を 満 た す 場 合 に 認 知症 と 診 断 さ れ る 。 ① 記 憶 障 害 を 中 核 に ，失 語 ，失 行 ，失 認 お よ び 遂 行 機能 障 害 な ど の 複 数 の認 知 機 能 に 障 害 が みら れ る 。②後 天 的 な 障 害 の た め一 旦 発 達 し た 知 能 が低 下 し た 状 態 で，脳 の 器 質 性 変 化 が あ り ，脳 の物 質 的 な 異 常 を 基 盤 と し た 状 態 で あ る 。③ 急 性 や 一 時 的 な も の で は な く，症 状 は 持 続 し て い る。④ 認 知 機 能 障 害 に より 社 会 生 活 や 日 常 生 活 活 動 に 支障 を き た し た 状 態 であ る 。⑤ せん 妄 な ど の 意 識 障 害 が な い 時 に も 症 状 がみ ら れ る⁽¹⁴⁾。ICD-10お よ びDSM-IV-TRの 診 断 基 準 は ， 記 憶 障 害 を 必 須と し て い る 。DSM-IV-TR で は ，「 社 会 的 に ま た は 職 業 的 機 能 の 著 し い 障 害 」 項 目 を 必 要 条 件 と し て い る が ，ICD-10 で は 「 日 常 生 活 動 作 の 障 害」を 必 須 条 件 と し てお り ， 社 会 生 活や 職 業 遂 行 に は 触 れ ら れ て い な い 相違 が あ る 。基 本的 な 要 点 と し て ，記 憶 障 害 の み を 呈 す る 例 や 記 銘 力 や 他 の 認 知 機 能 低 下 を 呈 し て い る 例 で あ っ て も 社 会 生 活 や 日 常 生 活 に 支 障が な い 症 例 は 認 知 症と 診 断 し な い。こ れ ら の 基 準 は 記 憶

9

障 害 を 必 須 と し て い る が ， 前 頭 側 頭 型 認 知 症 （ Frontotemporal Dementia ： FTD ）， 前 頭 側 頭 葉 変 性 症 （ Frontotemporal Lobar Degeneration：FTLD） 等 の よ う に 記 憶 障 害 を 中 核 症 状 と し な い 認 知 症 疾 患 に 対 し て 適応 が 困 難 な 場 合 が あり ，推 奨 度 の 高 い 認知 症 診 断 基 準 で は な い 。2013 年 5 月 に は DSM-IV が 改 訂 さ れ ， 新 たな 基 準 で は 記 憶 障 害 が 必 須 で は なく な っ た 。

1.2.2 認知症の病態

認 知 症 は 認 知 機 能 の 障 害 に よ り 社 会 生 活 が 困 難 に な っ た 状 態 で あ る が ，認 知 症は 発 症 原 因 に よ っ て 分 類さ れ る 。認 知 症は 後 天 的 に 認 知 機 能 が 障 害 さ れ，社 会 的 に 自 立 し た 生 活を 営 む こ と が で き なく な っ た 状 態 を い い ，特 に 記 憶 に 関 連 す る 前 頭 前 野の 機 能 低 下 が 指 摘 され て い る⁽¹⁵⁾。主 な 認 知 症 の 種 類は ，ア ル ツ ハ イ マ ー型 認 知 症（AD：Alzheimer ’s Disease），

血 管 性 認 知 症（VaD：Vascular Dementia），前 頭 側 頭 型 認 知 症 ，レ ビ ー 小 体 型 認 知 症 （DLB：Dementia with Lewy Bodies） があ る 。 我 が 国 に お け る 認 知 症 の割 合 は ，ア ル ツ ハ イ マ ー 型 認 知 症 が 約 50%，血 管 性 認 知 症 が 約 20%，レ ビ ー 小 体 型 認 知 症 が 約 10～20%，前 頭 側 頭 型 認 知 症 が 約 7～10%， そ の 他 が 約 5%程 度 で あ る 。

1.2.2.1 アルツハイマー型認知症

ア ル ツ ハ イ マー 型 認 知 症 は 進 行 性の 変 性 疾 患 で あ り，ア ル ツ ハ イ マ ー 型 認 知 症 患 者 の 脳 に は 老 人 斑 と 神 経 原 線 維 変 化 が 数 多 く 出 現 し て い る 。 老 人 斑 の 主 成 分 は ア ミ ロ イ ド β タ ン パ ク （Aβ ） で あ り ， 神 経 原 線 維 変 化 は 主 に 変 成 し た 神 経 細 胞 内 の 過 剰 な リ ン 酸 化 を 受 け た タ ウ タ ン パ ク で あ る 線 維 状 の 構 造 物 で あ る 。Aβ が 数 個 集 合 し た も の を Aβ オ リ ゴ マ ー と い い，こ れ が ア ル ツ ハ イ マ ー 型認 知 症 の 発 病 に 重 要な 役 割 を 果 た し て い る と 考 え られ て い る⁽¹⁶⁾。ア ル ツ ハ イ マ ー 型 認 知 症 の主 な 症 状 は ，記 憶 障 害，見 当 識 障 害 ，実 行障 害 な ど の 中 核 症 状 と，幻 覚・ 妄 想 ， 徘徊 な ど の 行 動・心理 症 状 で あ る 。ア ルツ ハ イ マ ー 型 認 知 症 は，認 知 症 状 が 揃 う は る か 以 前 より ，生 化 学 的 ，病 理 学 的 変 化 が 始 ま る とい わ れ て い る⁽¹⁷⁾。 ア ル ツ ハ イ マ ー型 認 知 症 は ，頭 部 MRI な ど の 形 態 画 像で ，海 馬 の 萎 縮 ， 脳 室 の 拡 大 な どの 特 徴 を 有 す る が，早 期 の 段 階 で は 健 常者 と 区 別 が つ か な い こ と が 多 い⁽¹⁸⁾。ア ル ツ ハ イ マ ー型 認 知 症 患 者 に つ いて は ，ほ ぼ 同 様

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な 経 過 を 辿 っ てお り ，臨 床 経 過 で は 3 段 階 に 分 け ら れ る 。第 1 段 階 で は 記 憶 障 害 が 起 こり ，新 規 の 学 習 が 困難 と な る 。ま た性 格 の 変 化 な ど が 起 こ る が ， 運 動 機能 は 保 た れ て い る 。2 段 階 目 で は 近 時 記憶 と 遠 隔 記 憶 の 機 能 に 障 害 が おこ り ， 空 間 見 当 識 障害 な ど も 起 こ る 。3 段 階 目 で は ， 症 状 は さ ら に 悪 化し 尿 失 禁 な ど が 認 めら れ る 。

ア ル ツ ハ イ マー 型 認 知 症 患 者 の 治療 は ，未 だ根 本 的 な 治 療 法 は 発 見 さ れ て い な い が，症 状 の 緩 和 や 進 行 を遅 ら せ る こ と を 目 的に 薬 物 療 法 や 非 薬 物 療 法 が 行 われ て い る 。薬 物 療法 に つ い て は ， メ マリ ー（ メ マ ン チ ン 塩 酸 塩），ア リ セ プ ト（ ド ネ ペ ジ ル 塩 酸 塩），レ ミ ニ ー ル（ ガ ラ ン タ ミ ン 臭 化 水 素 塩 ）， イ ク セ ロ ン パ ッ チ （ リ バ ス チ グ ミ ン ） な ど が 開 発 さ れ て お り ， メ マ リ ー の 主 な 作 用 機 序 は NMDA(N-Methyl-D-Aspartate)受 容 体 阻 害 ，ア リセ プ ト ，レ ミ ニ ー ル，イ ク セ ロ ン パ ッ チ はコ リ ン エ ス テ ラ ー ゼ 阻 害 で あ る。

1.2.2.2 血管性認知症

血 管 性 認 知 症は 脳 血 管 障 害 が 原 因の 認 知 症 で あ り，ア ル ツ ハ イ マ ー 型 認 知 症 の 次 に 数が 多 い タ イ プ で あ る。NINDS-AIREN 診 断 基 準 で は ，多 発 梗 塞 性 認 知 症，認 知 症 発 現 に 関 連す る 部 位 の 単 一 病 変に よ る 血 管 性 認 知 症 ，小 血 管病 変 性 認 知 症 に 大 別 され る 。血 管 性 認 知症 の 定 義 は ，急 性 ま た は 慢 性 の 脳血 管 障 害 に よ り 脳 神経 組 織 が 破 壊 さ れ，そ の 結 果 ，急 速 に あ る い は 数 ヶ月 を 経 て ，徐 々 に 認 知 機 能 が 低 下 す る もの を い う⁽¹⁶⁾。し か し ，血 管 性 認 知 症 と ア ル ツ ハ イ マー 型 認 知 症 に は 厳 密な 鑑 別 方 法 が な く ， 両 者 を 区 別せ ず に 混 合 型 認 知 症と す る 考 え 方 も あ る。

血 管 性 認 知 症で は ，前 頭 葉 機 能の 低 下 に よ り 注 意 障 害，運 動 障 害 ，感 情 障 害 な ど が 起 こ る 。 ま た ， 言 語 機 能 や 言 語 機 能 の 低 下 も 見 ら れ る が ， ア ル ツ ハ イ マ ー 型 認 知 症 の 言 語 障 害 が 文 法 理 解 障 害 で あ る の に 対 し て ， 血 管 性 認 知 症 の 言 語 障 害 は 語 想 起 ， 呼 称 ， 復 唱 の 障 害 が 特 徴 的 で あ る 。 血 管 性 認 知 症 の予 防 に つ い て は，脳 卒 中 や 脳 梗 塞 ，生 活 習 慣 病 な ど の 危 険 因 子 の 管 理 が重 要 で あ る 。

1.2.2.3 前頭側頭型認知症

前 頭 側 頭 型 認知 症 は 前 頭 側 頭 葉 変性 症 に 分 類 さ れ る 疾患 で あ り ，前 頭

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側 頭 葉 変 性 症 は前 頭 前 野 中 心 の 萎 縮 が み ら れ る 前 頭 側 頭型 認 知 症 ，側 頭 お よ び 中 ・ 下 側 頭 葉 の 萎 縮 を 呈 す る 意 味 性 認 知 症 （SD：Semantic Dementia），左 側 優 位 の シ ル ビ ウ ス裂 周 囲 の 萎 縮 と 血 流低 下 が み ら れ る 進 行 性 非 流 暢 性失 語 （PNFA：Progressive Non-Fluent Aphasia）の 3 型 に 分 類 さ れ る。

主 な 特 徴 と して ，周 遊 な ど の 常 同行 動 ， 利 用 行 動や 模 倣 行 動 な ど が あ り ， 反 社 会 的 行動 も み ら れ る 。

1.2.2.4 レビー小体型認知症

レ ビ ー 小 体 型認 知 症 は 認 知 機 能 障害 の 変 動 ，幻 視，パ ー キ ン ソ ン 症 状 を 主 症 状 と し，大 脳 皮 質 に レ ビ ー 小体 が 出 現 す る 変 性 疾患 で あ る 。レ ビ ー 小 体 と は ド イツ の Heinrich Lewy が 1912 年 に 最 初 に 報 告 さ れ た も の で ，レ ビ ー 小 体 の 主 成 分 は α-シ ヌ ク レ イ ン と い う タ ン パ ク 質 で あ る 。大 脳 皮 質 や 脳 幹 など の 中 枢 神 経，全 身 の 交 感 神 経 の 神 経 細胞 に レ ビ ー 小 体 が 出 現 し ，さま ざ ま な 障 害 を き た す。ま た ，そ の ほ かの レ ビ ー 小 体 型 認 知 症 の 特 徴 と し て ， 失 神 ， 自 律 神 経 障 害 ， う つ 病 状 な ど の 臨 床 症 状 と ， SPECT，PET で 後 頭 葉 の 血 流 低 下が 認 め ら れ る と い う画 像 所 見 が あ る。

ま た ， 示 唆 的 特徴 と し て レ ム 睡 眠 行動 異 常 も あ る 。

1.2.2.5 その他

ア ル ツ ハ イ マー 型 認 知 症 ，血 管性 認 知 症 ，前 頭 側 頭型 認 知 症 ，レ ビ ー 小 体 型 認 知 症 以外 に も 認 知 症 に 関 係す る 疾 患 は 様 々 な もの が あ る 。若 年 性 認 知 症は 64 歳 以 下 の 人 が 発 症 する 認 知 症 の こ と で ある 。 器 質 的 疾 患 に よ り ，近 時記 憶 障 害 や 視 空 間 認 知機 能 の 低 下 ，失 語，失 認 な ど 複 数 の 認 知 機 能 低 下 が生 じ ，日 常生 活 に 支 障 を き た す 認 知 症 を呈 す る よ う に な る 。若 年 性認 知 症 は 生 産 年 齢 で 発 症す る た め ，職 場や 家 計 へ の 直 接 的 な 影 響 が 大 き い 。

ま た ， 近 年 では 軽 度 認 知 障 害 （MCI：Mild Cognitive Impairment） が 認 知 症 の 前 段階 と し て 注 目 さ れ てい る 。MCI の 定 義 と し て ，① 本 人 か ら の も の 忘 れ の 訴 え （ 家 族 も 認 識 し て い る こ と が 望 ま し い ）， ② 客 観 的 な 記 憶 障 害 ，③ 全 般 的 な 認 知 機 能 は正 常 ，④ 日 常 生 活動 作 は 正 常 ，⑤ 認 知 症 で は な い ， の 5 項 目 で あ る⁽¹⁹⁾。MCI は ア ル ツ ハ イマ ー 型 認 知 症 で も な く ， ま た 正常 で も な い た め 認 知症 予 備 群 と も よ ば れる 。

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Fig.1-3 脳の部位

1.2.3 脳機能と部位

人 体 に お け る脳 の 構 造 は 非 常 に 複雑 な 構 造 と な っ て おり ，部 位 に よ っ て 機 能 や 働 き が 異 な っ て い る 。主に 脳 は 大 脳 ，小 脳，脳 幹 で 構 成 さ れ て お り ，大 脳 は 前 頭 葉 ，側 頭葉 ，頭 頂 葉 ，後 頭 葉 に 分 け られ る 。 脳 の部 位 に つ いて Fig.1-3 に 示 す 。

1.2.3.1 前頭葉

前 頭 葉 は 大 脳 皮質 の 中 心 溝 よ り 前 方の 部 分 で あ り，大 脳 全 体 の お お よ そ 3 分 の 1 を 占 め て い る 。前 頭 葉は 前 頭 連 合 野 ，Broca 野 ，運 動 連 合 野 ， 運 動 野 な ど に 分け ら れ て お り ，前 頭 連 合 野 は 前 頭 前 野 とも 呼 ば れ る 。前 頭 葉 は 思 考 や 意思 決 定 ，理 解 ，判 断 ，記 憶 の 制 御 な ど の知 的・精 神 機 能 を 司 る 部 位 で あり ，高 次 脳 機 能 の 重要 な 部 位 で あ る。前 頭 葉 は 言 語 を 理 解 し ， 文 章 を 組 み 立 て ， 発 話 す る 際 に は 前 頭 葉 の Broca 野 ， 側 頭 葉 の Wernicke 野 を 含 む 広 範 囲 の 脳 部 位 が 賦 活 す る こ と が 知 ら れ て い る 。 前 頭 葉 は 後 方 の 大 脳 が 外 部 や 体 内 か ら の 情 報 を 処 理 し て 再 現 し た 外 部 情 報 と ，海 馬（ 側 頭 葉 の 内 側 部 ）など か ら 引 き 出 し た 過 去の 記 憶 を 照 合 し ， 選 択 す べ き 行 動を 判 断 す る と い っ た司 令 塔 の 役 割 も 担 って い る 。

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前 頭 葉 が 損 傷 を受 け る と ，記憶 障 害 や 運 動 性 失 語 な ど の認 知 機 能 や 抑 う つ な ど の 情 動面 の 機 能 が 低 下 す る。

1.2.3.2 側頭葉

側 頭 葉 は 耳 の 周辺 に 位 置 し て お り ，記 憶 ，嗅 覚 ，聴 覚 の 中 枢 ，情 動 な ど の 中 枢 が あ り，記 憶 の 中 枢 は 深 部の 海 馬 が 司 っ て い る。ま た ，言 語 理 解 ，記 憶 や 物事 の 判 断 ，感 情 の 制御 な ど の 機 能 を も っ てい る 。左 側 頭 葉 は Wernicke 野 が あ り ， 言 語 中 枢 の 機 能 を も っ て い る 。

側 頭 葉 が 損 傷 を 受 け る と ， 色 彩 失 認 （ 左 側 頭 葉 ）， 聴 覚 失 認 （ 聴 覚 失 認）， 言 語 障 害 （ 側 頭 葉 内 部）， 記 憶 障 害 な ど の 症 状 が出 る 。

1.2.3.3 頭頂葉

頭 頂 葉 は 大 脳の 上 部 に 位 置 し て おり ，身 体 の 感 覚 や 複雑 な 動 作 の 機 能 を 司 っ て い る 。 ま た ， 頭 頂 葉 は 空 間 認 知 （ 視 空 間 認 知 ）， 左 右 認 識 の 機 能 も も っ て お り， あ り と あ ら ゆ る 感覚 の 中 枢 と な っ て いる 。

頭 頂 葉 の 損 傷で は ，半 側 空 間 無視 ，視 空 間 認 知 の 障 害，観 念 失 行 と 観 念 運 動 失 行 な どの 症 状 を き た す 。

1.2.3.4 後頭葉

後 頭 葉 は 大 脳の 後 方 に 位 置 し て おり ，一 次 視 覚 野 と 視覚 連 合 野 を 含 ん で い る 。視覚 野 は 視 覚 情 報 を 認 識 する 機 能 を も っ て お り，後 頭 葉 は 視 覚 の 中 枢 で あ る 。

後 頭 葉 が 損 傷を 受 け る と ，皮質 性 視 覚 障 害 ，視 空間 失 認 な ど の 症 状 が で る 。ま た，左 後 頭 葉 の 底 面 の 損 傷で は 字 が 読 め な く なる 失 読 と い う 症 状 も あ ら わ れ る。

1.2.3.5 小脳・脳幹

小 脳 は 前 葉，後 葉 ，片 葉 小 節 葉か ら 構 成 さ れ て お り，小 脳 皮 質 は 大 脳 皮 質 に 比 べ て 薄い 。小 脳 は 司 る 役 割に よ っ て「 前 庭 小脳 」，「 脊 髄 小 脳」，

「 大 脳 小 脳 」の 3 つ に 分 類 さ れ る 。前庭 小 脳 は 身 体 の 平 衡 感 覚 ，眼 球 運 動 を 司 っ て お り，脊 髄 小 脳 は 体 感 運動 の 調 節 ，大 脳小 脳 は 運 動 機 能 と 言 語 調 整 の 役 割 があ る 。小 脳が 損 傷 を 受 け る と 測 定 障 害 や四 肢 の 運 動 失 調

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な ど が み ら れ る。

脳 幹 は 脳 と 脊髄 を つ な ぐ 部 分 に 位置 し て お り，生 命 の 維 持 や 本 能 を 司 っ て い る 。 脳 幹 が 損 傷 し 機 能 を 失 う と ， 大 脳 の 活 動 が 妨 げ ら れ る た め ， 身 体 に 重 大 な 問題 が 生 じ る 。

1.2.4 認知症における検査

現 在 ，さ ま ざま な 種 類 の 認 知 症 が 発見 さ れ て い る が ，認 知 症 の 検 査 は 神 経 心 理 学 的 検査 や 画 像 検 査 が 広 く行 わ れ て お り，今 後 も 新 た な 検 査 法 が 必 要 で あ る。ま た ，認 知 症 患者 に つ い て は 脳 機 能 低 下や 脳 の 萎 縮 が 報 告 さ れ て お り^(20),(21)， 脳 の 機 能 を 簡 便 に 計 測 で き る 装 置 の 開 発 が 重 要 で あ る 。

1.2.4.1 神経心理学的検査

認 知 症 の 検 査に つ い て は さ ま ざ まな も の が 行 わ れ て いる が ，神 経心 理 学 的 検 査 は 検 査者 と 患 者 の や り 取 りで 評 価 す る た め，非 侵 襲 的 に 検 査 を 行 う こ と が 可 能で あ る 。神 経 心理 学 的 検 査 は ，大 脳の 機 能 局 在 に 対 応 し た 認 知 機 能 を 評 価 す る も の で あ る が ，MMSE（Mini-Mental State Examination） や 改 訂 長 谷 川 式 簡 易 知 能 評 価 ス ケ ー ル （HDS-R： Hasegawa Dementia Scale-Revised）は ，認 知 症 の ス クリ ー ニ ン グ 検 査 と し て 最 も 頻 繁に 使 用 さ れ て い る⁽²²⁾。

MMSE は 認 知 症 の ス ク リ ー ニ ン グ と し て 世 界 的 に 行 わ れ て い る 検 査 で あ る。MMSE は 認 知 機 能 や 記 憶 力を 測 定 す る 検 査 で あり ，質 問 項 目 は ，

① 時 間 の 見 当 識 ， ② 場 所 の 見 当 識 ， ③ 即 時 想 起 ， ④ 計 算 ， ⑤ 遅 延 再 生 ，

⑥ 物 品 呼 称，⑦ 文 の 復 唱 ，⑧ 口 頭 指 示 ，⑨ 書 字 指 示，⑩ 自 発 書 字 ，⑪ 図 形 模 写 の 11 項 目 か ら な っ て い る 。 満 点 は 30 点 で あ り ，23 点 以 下 が 認 知 症 と さ れ ，24～26 点 は 軽 度認 知 障 害 の 疑 い が あ る とさ れ る 。

長 谷 川 式 簡 易 知 能 評 価 ス ケ ー ル は 長 谷 川 ら に よ っ て 開 発 さ れ た 認 知 機 能 障 害 の 評 価ス ケ ー ル で あ る。こ れ を 元 に 加 藤 ら が 作成 し た も の が 改 訂 長 谷 川 式 簡 易知 能 評 価 ス ケ ー ル であ る 。こ の 検 査 の 質 問 項 目 は 9 問 で あ り，5 分 か ら 10 分 程 度 で 検 査 を 行 う こ と が 可 能 で あ る。質 問 内 容 は ① 年 齢 ，② 日 時 の 見 当 識 ，③ 場 所 の 見 当 識 ，④3 つ の 言 葉 の 記 銘 ，⑤ 計 算，

⑥ 数 字 の 逆 唱 ，⑦3 つ の 言 葉 の 遅 延再 生 ， ⑧5 つ の物 品 記 銘 ， ⑨ 言 語 流 暢 性 で 構 成 さ れて お り ， 満 点は 30 点 で あ る⁽²³⁾。

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MMSE，長 谷 川 式 簡 易 知 能 評 価 スケ ー ル は ，認 知 症 の ス ク リ ー ニ ン グ 検 査 と し て 精 度が 高 い が ，結 果 を 絶 対 的 な も の と 解 釈 せず に 評 価 す る 必 要 が あ る 。

1.2.4.2 画像検査

現 在，画 像 検 査 は 認 知 症 の 鑑 別 診断 に お い て 非 常 に 重要 な 役 割 を 担 っ て い る。X 線 CT（Computed Tomography） や MRI，SPECT，PET な ど を 用 い て 脳 を可 視 化 す る こ と が でき ，画 像 検 査 は 脳 の 萎 縮 所 見 を 得 る こ と を 目 的 に 行わ れ て い る 。

CTと は 細 い X 線 ビ ー ム を 放 射 す る X線 管 と 被 写 体 を挟 ん で 対 向 す る 検 出 器 を 一 対 のス キ ャ ナ と し て 被 写体 を 透 過 し たX線 の 減 衰 信 号 を 検 出 し ，こ の ス キ ャ ナ で 断 面 を 一 巡 し て得 ら れ る 検 出 信 号 から X 線 吸 収 係 数 の 断 層 像 を 構 成す る 方 法 で あ る 。 また ， マ ル チ ス ラ イス CT は 広 範 囲 か つ 短 時 間 ス キ ャン が 可 能 と な っ た もの で あ る 。薄 い ス ラ イ ス で 高 精 度 な 撮 影 が 可 能 と なり ，ア ー チ フ ァ ク ト（ 実 際 の 物 体 で は ない 二 次 的 に 発 生 し た 画 像 ）な ど を 排 除 し ，極 め て 精 度 の 高 い 診 断 画 像 を可 能 に し て い る。

MRI は ，核 磁 気 共 鳴 現 象 を 利 用 し た画 像 診 断 装 置 で あ り ，強 力 な 磁 気 を 体 に 加 え て 体内 の 水 素 原 子 の 磁 気的 な 性 質 を 測 定 し ，そ れ を 画 像 化 す る も の で あ る。最 近 で は，MRI で 撮 影 し た 画 像 を VSRAD（Voxel-Based Specific Regional Analysis System for Alzheimer ’s Disease） を 用 い て 解 析 す る こ と で ，脳 の 萎 縮 ，特に 海 馬 傍 回 の 萎 縮 の 程 度を 評 価 す る こ と が で き る 。

ア ル ツ ハ イ マー 型 認 知 症 で は，CT お よ び MRI で 前 頭 葉 ，側 頭 葉 ，頭 頂 葉 に 萎 縮 が 認め ら れ ，特に 海 馬 傍 回 を 含 む 側 頭 葉 内 側の 萎 縮 を 反 映 し た 下 角 の 拡 大 がみ ら れ る 。レ ビ ー 小 体 型 認 知 症 に つ い ても ア ル ツ ハ イ マ ー 型 認 知 症 と 同様 の 萎 縮 が 認 め ら れる が ，側 頭葉 内 側 の 萎 縮 は 軽 度 で あ る 。 脳 血流 SPECT で は ， 側 頭 葉 ，頭 頂 葉 で 血 流 低 下 がみ ら れ ， 前 頭 葉 外 側 で も 低 下 がみ ら れ る 。前 頭側 頭 型 認 知 症 で は ，前 頭 葉 お よ び 側 頭 葉 の 顕 著 な 萎 縮 が特 徴 的 で あ り，CT と MRI によ っ て 確 認 す る こ と が で き る 。

こ の よ う に 画像 検 査 は 脳 萎 縮 を 評価 で き る た め，認 知 症 の 検 査 と し て 非 常 に 重 要 な 役割 を 担 っ て い る が，画 像 検 査 機 器 は 費 用が 高 く ，侵 襲 性

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や 設 置 施 設 の 問 題 も あ る た め ， 健 常 者 を 対 象 と し た 検 査 は 困 難 で あ る 。 し か し，簡 易 的 か つ 侵 襲 性 が な く 脳の 状 態 を 評 価 で き る 装 置 を 用 い る こ と で 健 常 者 に 対す る 認 知 症 の 検 査 が可 能 と な る 。

1.3 本研究の目的

現 在，脳 科 学 は 精 神 疾 患 や 脳 変 性疾 患 な ど に 対 し て 重要 な 役 割 を 担 っ て い る 。2016 年 5 月 26 日 お よび 27 日 に 開 催 さ れ た伊 勢 志 摩 サ ミ ッ ト に 際 し て は ，「 脳 の 理 解 ， 疾 病 か ら の 保 護 ， 国 際 的 な 脳 関 連 リ ソ ー ス の 開 発」，「 持続 可 能 な 発 展 を 支 え る 災害 レ ジ リ エ ン ス の 強化 」，「 未 来 の 科 学 者 の 育 成 」に つ い て ，参 加 国 の 政 府 首 脳 に 対 す る 提 言を G-Science 学 術 会 議 共 同 声 明と し て 取 り ま と め られ て お り ，世 界 レ ベ ル で そ の 重 要 性 が 確 認 さ れ て いる 。我 が 国 に お い ても 少 子 高 齢 化 社 会 を迎 え て お り ，脳 科 学 が よ り 発 展す る こ と が 期 待 さ れる 。少 子 高 齢 化 社 会で は ，脳 変 性 疾 患 の 一 つ で あ る 認 知 症 の 患 者 数 増 加が 問 題 と な っ て お り，厚 生 労 働 省 が 関 係 省 庁 と 共 同で「 新 オ レ ン ジ プ ラ ン 」を 公 表 す る な ど 早 期 に 解 決 す べ き 課 題 と な っ てい る 。

認 知 症 は 確 立 さ れ た 根 本 的 な 治 療 法 が な く ， 早 期 発 見 が 重 要 で あ る 。 認 知 症 に つ い ては ，認 知 機 能 低 下 以前 に 脳 血 流 の 低 下 が指 摘 さ れ て お り，

早 期 に 脳 血 液 量低 下 を 検 出 す る こ とで ，認 知 症 の 早 期 発見 に 寄 与 で き る。

脳 血 流 を 計 測 でき る SPECT は 侵 襲 的 で あ る た め ， 健常 者 に 対 し て 継 続 的 な 計 測 を 行 うこ と が で き ず，早 期 に 脳 血 流 低 下 を 発 見す る こ と は 困 難 で あ る 。近赤 外 光 を 用 い た 脳 血 液 量計 測 は 非 侵 襲 的 で ある た め ， 継 続 的 に 脳 血 液 量 計 測 し ，認 知 症 患 者 に おけ る 脳 血 液 量 低 下 を検 出 す る こ と で ， 認 知 症 の 早 期 発見 に 寄 与 で き る 可 能性 が あ る 。し かし ，現 在 で は 認 知 症 患 者 を 対 象 と した 近 赤 外 光 に よ る 脳血 液 量 計 測 の 報 告 は少 な い 。

そ こ で 本 研 究 では ，近 赤 外 光 に よ り脳 血 液 量 を 計 測 で きる 装 置 を 用 い て ，認 知 症患 者 お よ び 健 常 高 齢 者 の脳 血 液 量 を 計 測 し ，認 知 症 患 者 に お け る 脳 血 液 量 低下 を 検 出 で き る か 検討 を 行 っ た 。計測 に つ い て は ，さ ま ざ ま な 課 題 で 脳血 液 量 を 計 測 し，認 知 症 患 者 お よ び 健 常高 齢 者 の 脳 血 液 量 の 比 較 を 行 った 。ま た ，精 神疾 患 の 鑑 別 で は 重 心 値 に差 が み ら れ る と 報 告 さ れ て い るた め ，文 字流 暢 性 課 題 遂 行 時 の 脳 血 液 量計 測 で は 重 心 値

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に つ い て も 検 討し た 。

1.4 本論文の構成

本 論 文 は 以 下 の よ う に 構 成 さ れ て い る ．

第 1 章 で は ，近 赤 外 光 ，近 赤 外 光 を用 い た 脳 血 液 量 計 測 ，脳 部 位 と 機 能 に つ い て 述 べた 。ま た ，認 知 症 ，認 知 症 の 種 類 ，認 知 症 検 査 に つ い て 調 査 し ， 研 究 の目 的 に つ い て 述 べ た 。

第 2 章 で は ，カ テ ゴ リ ー 流 暢 性 課題 遂 行 時 に お け る 認知 症 患 者 ，健 常 高 齢 者 お よ び 健常 若 年 者 の 脳 血 液 量 を 計 測 し ，認 知 症 患 者 と 健 常 者 と の 脳 血 液 量 の 差 およ び 作 用 機 序 に つ いて 述 べ る 。ま た，認 知 症 患 者 ，健 常 高 齢 者 に お け る酸 化 ヘ モ グ ロ ビ ン，ト ー タ ル ヘ モ グ ロ ビン に つ い て も 述 べ る 。

第 3 章 で は ，文 字 流 暢 性 課 題 遂 行 時 に お け る 認 知 症 患者 ，健 常 高 齢 者 の 脳 血 液 量 を 計測 し 検 討 を 行 っ た 。ま た ，重 心 値 に つ い て も 解 析 を 行 い，

重 心 値 の 差 に つい て も 述 べ る 。

第 4 章 で は ，ス ト ル ー プ 課 題 遂 行時 に お け る 健 常 高 齢者 と 認 知 症 患 者 の 脳 血 液 量 を 計測 し 検 討 を 行 っ た。ま た ，ス ト ル ープ 課 題 遂 行 時 に お け る 脳 血 液 量 の 様相 に つ い て 述 べ る 。

第 5 章 で は ， 本 論 文 の 総 括 と 今 後の 展 望 に つ い て 言 及 す る 。

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第 2章 カテゴリー流暢性課題における脳

血液量

2.1 はじめに

神 経 活 動 と 酸 化 ヘ モ グ ロ ビ ン 量 と 脱 酸 素 ヘ モ グ ロ ビ ン 量 は 密 な 関 係 が あ る 。はじ め に 神 経 細 胞 活 動 が 上昇 す る と ，組 織の 酸 素 消 費 お よ び 糖 代 謝 が 増 加 す るた め ，一 時 的 に酸 化 ヘ モ グ ロ ビ ン 量 が 減少 し ，脱 酸 素 ヘ モ グ ロ ビ ン 量 が上 昇 す る 。次 いで 大 き な 脳 血 流 の 増 加 が起 こ る た め ，酸 化 ヘ モ グ ロ ビ ン 量 の 増 加 が 生 じ，そ の 兼 ね 合 い で 脱 酸 素ヘ モ グ ロ ビ ン 量 が 減 少 し て い く。一 般 に 運 動 野 や 感覚 野 に お い て は 典 型的 な 酸 化 ヘ モ グ ロ ビ ン 量 の 増 加 と 脱 酸 素 ヘ モ グ ロ ビ ン 量 の 減 少 と い う 組 み 合 わ せ を 認 め る こ と が 多 いが ，虚 血 性 病 変 で 脳循 環 反 応 が 十 分 で ない と 脱 酸 素 ヘ モ グ ロ ビ ン 量 の 変 化 は 異 な る⁽¹⁾。 近 赤 外 光 を 用 い た 脳 血 液 量 計 測 は ， こ れ ら の ヘ モ グ ロ ビン 量 の 変 化 を 計 測 して い る も の で あ り，前 章 で 述 べ た よ う に ，波 長 の 数が 2 つ で あ れ ば 酸 化ヘ モ グ ロ ビ ン 量 と 脱酸 素 ヘ モ グ ロ ビ ン 量 の 分 離 計 測が 可 能 で あ り ，波 長 が 一 つ で あ れば 2 つ を 分 離 し て 計 測 す る こ と は で きな い 。

近 赤 外 光 を 用 いた 計 測 装 置 は，脳 深 部 で の 診 断 精 度 な ど不 十 分 な 点 は あ る も の の，神 経 心 理 学 的 検 査 を 併用 す る こ と に よ り 診断 精 度 が さ ら に 向 上 す る も の と考 え ら れ て い る⁽²⁴⁾。そ の 中 で 言 語 流 暢 性課 題 を 用 い た 脳 血 液 量 と 精 神 疾患 と の 関 係 に つ い ての 研 究 が 数 多 く 報 告さ れ て い る。富 岡 ら は う つ 病 の診 断 で NIRS 検 査を 受 け た 患 者 か ら，病 相 エ ピ ソ ー ド の 変 化 と NIRS 所 見 の 経 時 的 変 化 に つ い て 検 討 し て い る⁽²⁵⁾。下 寺 ら は 近 赤 外 イ メ ー ジ ン グ 装 置 を 用 い て 認 知 障 害 に 感 度 の 高 い 言 語 流 暢 性 課 題 を タ ス ク と し ，統 合 失 調 症 ，双 極 性 障 害 ，う つ 病 ，健 常 者 の 酸 化 ヘ モ グ ロ ビ ン の 変 化 の 測定 を 行 っ て お り，課 題 中 の 統 合 失 調 症 の前 頭 葉 機 能 が 健 常 者 よ り も 低 下し て い る と 報 告 し てい る⁽²⁶⁾。ま た ，岩 橋 ら は 気 分 障 害 の 患 者 20 名 を 対 象 と し ， 単 極 性 障 害と 双 極 性 障 害 群 で 語流 暢 性 課 題 に お け る NIRS測 定 で の 脳 賦 活 パ タ ー ンの 相 違 に つ い て 解 析 し て お り ，NIRS 検 査 を 気 分 障 害 の 客 観 的 鑑 別 方 法 の 新 た な 補 助 的 か つ 客 観 的 検 査 法 と

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病 状 評 価 法 と し て 提 唱 し て い る⁽²⁷⁾。こ の ほ か に も 精 神 疾患 を 対 象 と し た 研 究 報 告 は 数 多く あ り(28),(29),(30)，精 神 疾 患 検 査 と し て の有 用 性 が 示 さ れ て い る 。しか し ，認 知 症 患 者 や 健 常高 齢 者 に お け る 言 語 流 暢 性 課 題 遂 行 と 脳 血 液 量 に 関す る 研 究 報 告 は 少 なく ，認 知 症 の 血 液 量低 下 を 検 出 で き る か 検 証 す る 必要 が あ る 。

本 章 で は，精 神 疾 患 の 検 査 に 利 用 され て い る 言 語 流 暢 性課 題 に 着 目 し た 。言語 流 暢 性 課 題 は 前 頭 前 野 に おけ る 神 経 心 理 学 的 検査 と し て 確 立 さ れ て お り⁽⁷⁾， 言 語 流 暢 性 課 題 に は カ テ ゴ リ ー 流 暢 性 課 題 と 文 字 流 暢 性 課 題 が あ る が，カ テ ゴ リ ー 流 暢 性 課 題は 文 字 流 暢 性 課 題 より 回 答 数 が 多 か っ た と い う 報 告が あ る⁽³¹⁾。そ の た め 我 々 は 先 ず カ テ ゴ リー 流 暢 性 課 題 に 着 目 し ， 頭 部 近 赤 外 光 計 測 装 置 （HOT121B， 日 立 製 作 所 ， 日 本 ） を 用 い て 健 常 若 年 者 と 健 常 高 齢 者，認 知 症 患 者 に お け る カ テゴ リ ー 流 暢 性 課 題 遂 行 時 の 前 頭前 野 領 域 脳 血 液 量 を計 測 し ，比 較 検討 し た 。本 装 置 は 酸 化 ヘ モ グ ロ ビ ンと 脱 酸 素 化 ヘ モ グ ロビ ン の 等 吸 収 点 （Isosbestic point）

に 近 い 810 nm の 単 波 長 の 近 赤 外 光を 用 い て い る た め ，酸 化 ヘ モ グ ロ ビ ン+脱 酸 素 化 ヘ モ グ ロ ビ ン ， つ ま り ト ー タ ル ヘ モ グ ロ ビ ン を 計 測 し て い る 。ま た，虚 血 時 に お け る ヘ モ グ ロビ ン 変 化 を 検 討 す るた め ，認 知 症 患 者 お よ び 健 常 高 齢 者 を 対 象 に 日 立 ハ イ テ ク ノ ロ ジ ー ズ 製 の ウ ェ ア ラ ブ ル 光 ト ポ グ ラ フィ（WOT-100，日 立 ハ イ テ ク ノ ロ ジ ー ズ ，日 本 ）を 用 い て ，前頭 前 野 領 域 に お け る カ テ ゴ リー 流 暢 性 課 題 遂 行 時の 酸 化 ヘ モ グ ロ ビ ン 量 お よ び ト ー タ ル ヘ モ グ ロ ビ ン 量 に つ い て も 比 較 し た 。WOT-100 は 多 波 長 の 装 置で あ り ， 計 測 チ ャ ンネ ル は 10CH で あ る 。

2.2 本研究の対象と方法

2.2.1 対象と方法

HOT121B に よる 計 測 に お け る 対 象は 健 常 若 年者 21 名 （ 男 性 11 名 ， 女 性 10 名 ，平 均 年 齢 21.0±1.4 歳），健 常 高 齢者 16 名（ 男 性 2 名 ，女 性 14 名 ， 平 均 年 齢 80.5±4.6 歳 ，MMSE ス コ ア ：24-30）， 認 知 症 患 者 50 名（ 男 性 12 名 ，女 性 38 名 ，平 均 年齢 83.3±6.7 歳 ，MMSE ス コ ア：0-22）

の 計71名 で あ る 。認 知 症 患 者 に つ い て は55名 に 対し て 計 測 を 行 っ た が，

体 動 や 患 者 自 身 が 装 置 を は ず し て し ま う 等 の 問 題 に よ り 測 定 で き な か

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っ た 者が 5 名 い た た め ，こ れ ら に つ いて は 除 外 し た 。ま た，認 知 症 患 者 50 名 の う ち 課 題理 解 が 困 難 な 患 者は 5 名 で あ っ た 。HOT121B の 計 測 部 位 は 前 頭 前 野 領 域 で あ る 。 血 液 量 デ ー タ に つ い て は 数 値 と し て 出 力 し ， そ の 値 を 用 い て解 析 し た 。測 定 部 位 に 装 着 す る プ ロ ー ブは ア ル コ ー ル で 拭 き 取 り 被 験 者の 額 に 装 着 し ，額 に 汗 を か い て い る 被 験者 は 額 を 拭 き と り 計 測 を 行 い，プ ロ ー ブ の 装 着 状 態を 表 す フ ィ ッ ト 度は 60%以 上 と し た。

WOT-100にお け る 計 測 対 象 は，ア ル ツ ハ イ マ ー 型 認 知症 患 者 38名（ 男 性 11 名 ， 女 性 27 名 ， 年 齢 82.5±5.4）， 健 常 高 齢者 20 名 （ 男 性 2 名 ， 女 性 18 名 ， 年 齢 74.2±5.6） で あ る 。 な お ， 本 研 究 で は脳 梗 塞 や ア ル ツ ハ イ マ ー 型 認 知 症 を 含 む 脳 疾 患 ， 高 血 圧 お よ び 糖 尿 病 の 既 往 歴 が な く ， 物 忘 れ の 訴 え のな い も の を 健 常 高 齢者 と し た 。体 動 が 激 し か っ た 者 が 認 知 症 患 者 では 3 名 ，健 常 高 齢 者 は 1 名 存 在 し ，デ ー タ の 欠 損 が あ る 被 験 者 が 認 知 症 患 者で は2名 存 在 し たた め ，そ れ ら の 対 象 につ い て は 除 外 し，

検 討 を 行 っ た 。WOT-100 に お け る 計 測 部 位 は 前 額 部 （ 前 頭 前 野 領 域 ） で あ る 。

本 章 で 用 い た 課 題 は 精 神 疾 患 や 心 理 学 研 究 な ど で 使 用 さ れ て い る カ テ ゴ リ ー 流 暢 性課 題 と し た 。カテ ゴ リ ー 流 暢 性 課 題 と は，指 定 さ れ た カ テ ゴ リ ー の 単 語 を 時 間 内 に で き る だ け 多 く 挙 げ て い く 課 題 で あ る 。 HOT121B の 計測 で は 0 秒 か ら 30 秒 に 「 あ い う え お 」を 言 わ せ る 統 制 条 件 課 題 （ レ スト ），30 秒 か ら 60 秒 を 野 菜 の 種 類 を言 わ せ る カ テ ゴ リ ー 流 暢 性 課 題（ タ ス ク），そ の 後 60 秒 か ら 90 秒 に 再 度 統 制 条 件 課 題（ レ ス ト ）を 行 い ，脳 血 液 量 を 計 測 し た 。な お ，安 静 時 に キ ャ リ ブ レ ー シ ョ ン を 行 っ て い るが ，安 静 時 に お け る体 動 の 影 響 を 排 除 する た め ，15 秒 時 点 に お い て 0 補 正 を 行 っ た 。WOT-100 に お け る 計 測 の 手 順 で は ， 安 静 時 の 体 動 を 考 慮す る た め ，0 秒 から 30 秒 を 安 静 と し ，30 秒 か ら 60 秒 を 統 制 条 件 課 題 （レ ス ト），60 秒 か ら 90 秒 を カ テ ゴ リ ー流 暢 性 課 題 （ タ ス ク），そ の 後 90 秒 か ら 120 秒に 再 度 統 制 条 件 課 題 を 設定 し ，酸 化 ヘモ グ ロ ビ ン 量 お よび ト ー タ ル ヘ モ グ ロビ ン 量 を 計 測 し た。統 制 条 件 課 題 は HOT121B の 計 測 と 同 様 に「 あ い う え お 」を 発 声 す る 言 語 発 声 課 題 と し ， カ テ ゴ リ ー 流 暢性 課 題 で は 野 菜 の 種類 を 用 い た 。また ， 激 し い 体 動 が あ っ た 対 象 者 は 除 外 し た た め ，WOT-100 の 結 果 は 生 デ ー タ を 用 い て 解 析 を 行 っ た 。

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Fig.2-1 頭 部 近 赤 外 光 計 測 装 置 （HOT121B）

統 計 学 的 検 討は SPSS 12.0J for Windows を 用 い た 。 認 知 症 患 者 お よ び 健 常 高 齢 者，健 常 若 年 者 に お け るレ ス ト と タ ス ク の 平均 値 の 差 の 検 定 に つ い ては paired-t 検 定 を 行 い，3 群 に お け る 平 均 値 の差 の 検 定 に は 一 元 配 置 分 散 分 析を 行 い ， 多 重 比 較 補正 と し て Bonferroni の 方 法 を 用 い た 。WOT-100 に お け る 認 知 症 患 者 と 健 常 高 齢 者 の 比 較 に つ い て は student’s-t 検 定 を 用 い た 。相関 関 係 に つ い て は ピ ア ソン の 積 率 相 関 分 析 を 行 っ た。倫 理 的 配 慮 と し て，全 て の 対 象 者 も し く はそ の 代 託 者 に 対 し て ，事 前 に本 研 究 の 内 容 な ど に つい て 説 明 し ，研 究の 承 諾 を 得 た 。ま た ， 高 崎 健 康 福祉 大 学 研 究 倫 理 委 員会 お よび NTT コ ミ ュ ニ ケ ー シ ョ ン 科 学 基 礎 研 究 所研 究 倫 理 委 員 会 の 承認 を 得 た 。

2.2.2 頭部近赤外光計測装置（ HOT121B）

頭 部 近 赤 外 光計 測 装 置 は 研 究 用 に開 発 さ れ た も の で あり ， 単 波 長 810 nm の近 赤 外 光 を 用 い て 脳 血 流 の 変化 を 計 測 し ， 計 測 デー タ の 再 生 ， 保 存，解 析 を 行 う こ と が で き る 携 帯 可能 な 装 置 で あ る。計 測 装 置をFig.2-1，

計 測 風 景 を Fig.2-2 に 示 し ， 計 測 画面 を Fig.2-3 に 示 す 。 ま た 装 置 の 仕 様 を Table 2-1 に 示 す 。

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Fig.2-2 ヘ ッ ド セ ッ ト の 装 着

Fig.2-3 計 測 画 面

23

Table 2-1 HOT121Bの基本仕様

計 測 項 目

脳 血 流 脈 拍 数 LF/HF プ ロ ー ブ 周 囲 温度

傾 き 表 示

使 用 機 器 （ 質 量）

ヘ ッ ド セ ッ ト （100 g）

デ ー タ 処 理 ユ ニッ ト （1.2 kg）

ノ ー ト パ ソ コ ン（1.2 kg）

LED（ 波 長 ） 810 nm

LED（ 繰 返 周 期 ） 2 kHz パ ル ス （Duty50%）

LED（ 安 全 基 準 ） JIS C 6802 ク ラス 1

温 度 セ ン サ ー （精 度 ） ±1℃ 以 下 （ プ ロ ー ブ 周 囲 温 度 ） 加 速 度 セ ン サ ー （ 定 格 加 速 度 ）±2G

EMI VCCI ク ラ ス B

ヘ ッ ド セ ッ ト USB 給 電

W180×H44×D185（mm）

デ ー タ 処 理 ユ ニッ ト USB 給 電

W260×H50×D180（mm）

ノ ー ト パ ソ コ ン 30WAC ア ダプ タ ー(100V) W270×H23.9×D168 (mm)

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頭 部 近 赤 外 光 計測 装 置 は ヘ ッ ド セ ット ，デ ー タ 処 理 ユ ニッ ト ，ノ ー ト パ ソ コ ンの 3 つ の ユ ニ ッ ト で 構 成 さ れ て い る 。ヘ ッ ド セ ッ ト に は 左 右 に 赤 外 線 LED（Light Emitting Diode）と 2 つの Photodiode（PD1，PD2） か ら 構 成 さ れ るプ ロ ー ブ が 設 け ら れて お り ， 赤 外線 LED か ら 照 射 さ れ る 近 赤 外 光 に よ っ て 脳 の 前 頭 前 野 部 の 血 中 ヘ モ グ ロ ビ ン の 量 的 変 化 を 計 測 で き る 。 ヘッ ド セ ッ ト の LED から は 波 長 810 nm の 近 赤 外 光 を 発 行 し て お り ，PD1 で は 頭 皮 を 通 過 し た 頭 皮 血 流 を 取 得 し て お り ，PD2 か ら は 脳 内 を 通過 し た 脳 血 流 を 取 得し て い る 。 この 2 つ の PD か ら 得 ら れ る デ ー タ を 利 用 す る こ と で 皮 膚 血 流 な ど に よ る ノ イ ズ を 除 去 し て お り ， 脳 内 の 血 流 変 化 を 計 測 し て い る 。 プ ロ ー ブ の 設 置 部 位 に つ い て は ， 脳 波 の 電 極 配 置（ 国 際 10-20 法 ） に よ る Fp1，Fp2 に設 置 し た 。

脳 は 神 経 細 胞 が活 動 す る と ，そ の 周 辺 の 限 ら れ た 領 域 の血 管 が 拡 張 し て 血 流 が 増 加 する 。こ れ に 従 っ て 毛細 血 管 も 拡 張 す る ため 組 織 に 含 ま れ る 血 液 量 が 増 加し ，ヘ モ グ ロ ビ ン の酸 素 化 率 も 変 化 す る が ，本 装 置 は ト ー タ ル ヘ モ グ ロビ ン の み を 計 測 し てい る 。し か し，神 経 活 動 か ら 血 液 量 増 加 ま で に 至 る詳 細 な 機 序 は い ま だに 解 明 さ れ て い な いが ，近 赤 外 光 計 測 装 置 な ど は こ の ヘ モ グ ロ ビ ン 酸 素 化 率 の 変 化 を 捉 え て 神 経 活 動 の 指 標 と し て い る こ と が 多 い⁽¹⁾。 従 来 の 近 赤 外 光 計 測 装 置 は デ ス ク ト ッ プ 型 で あ り ，可 搬性 の な い 装 置 で あ る。 ま た ，デ ス ク ト ップ 型 の 近 赤 外 光 装 置 は 高 価 で あ り ， 施 設 や 外 部 地 域 で 計 測 を 行 う こ と が 困 難 で あ る が ， HOT121B は デ ス ク ト ッ プ 型 の 近 赤外 光 計 測 装 置 に 比 べ， 非 常 に 安 価 で あ り 携 帯 も 可 能で あ る 。

2.2.3 ウェアラブル光トポグラフィ（ WOT-100）

本 章 で 用 い た使 用 し た ウ ェ ア ラ ブル 光 ト ポ グ ラ フ ィ ーは ，近 赤 外 分 光 法 を 用 い た 前 頭部 専 用 の 装 置 で あ る（Fig.2-4）。ま た ，計 測 風 景 を Fig.2-5 に ， 仕 様 に つ いて Table 2-2 に 示 す 。

こ の 装 置 は ヘ ッド セ ッ ト ，携 帯 制御 ボ ッ ク ス ，計 測 コン ト ロ ー ラ か ら 構 成 さ れ て い る。 無 線 LAN に よ り 計 測 コ ン ト ロ ー ラ で計 測 を 制 御 し て お り ，デ ー タを リ ア ル タ イ ム に 表 示す る こ と が 可 能 で ある 。ま た ，ヘ ッ ド セ ッ ト に は 近赤 外 光 の 光 源，検 出 器 が 内 蔵 さ れ 前 頭 前野 に お け る 血 液 量 の 計 測 を 行 うも の で あ る 。光 源 か ら は 705 nm，830 nm の 近 赤 外 光 を

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Fig.2-4 ウ ェ ア ラ ブ ル 光 ト ポ グ ラフ ィ （WOT-100）

Fig.2-5 WOT-100 の 計 測

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Table 2-2 WOT-100の基本仕様

計 測 項 目

酸 化 ヘ モ グ ロ ビン 量 脱 酸 素 ヘ モ グ ロビ ン 量 ト ー タ ル ヘ モ グロ ビ ン 量

使 用 機 器 （ 質 量） ヘ ッ ド セ ッ ト （700g）

携 帯 制御 BOX（650g）

LED（ 波 長 ） 705 nm

830 nm

デ ー タ 取 込 間 隔 200 ms

計 測 CH 10 CH

計 測 モ ー ド ス タ ン ド ア ロ ンモ ー ド 無 線 LAN 接 続 モ ー ド

外 部 入 出 力 入 力 ：2 ch（ ア ナ ロ グ ） 出 力 ：2 ch（TTL， 取 込 間 隔 毎 ）

デ ー タ 出 力 形 式

CSV

（ ヘ モ グ ロ ビ ン信 号 変 化 ， 受 光 強 度 変 化 ）

ヘ ッ ド セ ッ ト W260×H92×D280（mm）

※ 最 大 頭 囲 長 時

携 帯 制御 BOX W150×H62×D115（mm）

※ バ ッ テ リ ー 含

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発 光 し て お り，酸 化 ヘ モ グ ロ ビ ン 量 と 脱 酸 素 ヘ モ グ ロ ビ ン 量 ，ト ー タ ル ヘ モ グ ロ ビ ン 量 の 計 測 が 可 能 で あ る。本 章 で は 酸 化 ヘ モグ ロ ビ ン 量 ，ト ー タ ル ヘ モ グ ロビ ン 量 に つ い て 解 析を 行 っ た 。計 測 チ ャ ン ネ ル は 10 CH で あ り ， サ ン プリ ン グ レ ー ト 間 隔は 200 ms で あ る 。 計 測 チ ャ ン ネ ル に つ い て は ，脳 波 で 用 い ら れ る 電 極 配置 で あ る Fp1，Fp2 を カ バ ー す る 位 置 に ヘ ッ ド セ ット を 装 着 し た 。計 測 チャ ン ネ ル の 詳 細を Fig.2-6 に 示す 。

Fig.2-6 に お け る 光 源 と 検 出 器 の 間 を チ ャ ン ネ ル と し た 。 解 析 に つ い て は ，髪 の 毛 の 影 響 を 考 慮 し ，中 央の CH7，CH10，CH13，CH16 の 4 チ ャ ン ネ ル に つ い て 検 討 し た 。 計 測 に お い て は 被 験 者 の 汗 を 拭 き 取 り ， ヘ ッ ド セ ッ ト に遮 光 シ ー ト を 装 着 し計 測 を 行 っ た 。

ま た ，体 動 によ る ア ー チ フ ァ ク ト を防 ぐ た め ，被 験 者を 椅 子 に 着 席 さ せ 安 静 に す る よう 指 示 し た 。

2.2.4 言語流暢性課題

言 語 流 暢 性 課題 は 椅 子 に か け て 発声 す る の み で 行 う こと が で き ，被 験 者 の 負 担 が 少 な い 。言 語 流 暢 性 課 題に は ，意 味 記 憶，方 略 的 な 語 彙 の 検 索 力 ，情 報処 理 ，遂 行 機 能 な ど 多 くの 認 知 機 能 が 関 与 する と 考 え ら れ て い る⁽²⁵⁾。

ま た ，カ テ ゴ リ ー 流 暢 性 課 題 ，文 字 流 暢 性 課 題 と もに MMSE や RCPM

（Raven's Colored Progressive Matrices） と 高 い 正 の 相 関 が 認 め ら れ て い る が ，ア ル ツ ハ イ マ ー 型 認 知 症の 鑑 別 に は ，文字 流 暢 性 課 題 よ り カ テ ゴ リ ー 流 暢 性課 題 の ほ う が 有 用 であ る と さ れ て い る⁽³¹⁾。

Fig. 2-6 計 測 チ ャ ン ネ ル

Fp2 Fp1

光 源

チ ャ ン ネ ル 検 出 器

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Table 2-3 カ テゴ リ ー 流 暢 性 課 題の 生 成 語 数 認 知 症 患 者 健 常 高 齢 者 健 常 若 年 者

生 成 語 数

（ 平 均 ） 3.4±2.4 8.2±2.2 8.7±2.2

Fig.2-7 各 群 に お け る カ テ ゴ リ ー流 暢 性 課 題 の 生 成 語数 の 比 較 0.0

2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0

認知症患者 健常高齢者 健常若年者

生成語数

*p < 0.05

* *

2.3 結果

2.3.1 HOT121 の計測における結果

認 知 症 患 者 と 健常 高 齢 者 ，およ び 健 常 若 年 者 に お け る カテ ゴ リ ー 流 暢 性 課 題 の 回 答 数を Table 2-3，Fig.2-7 に 示 す 。認 知 症患 者 で は 3.4±2.4，

健 常 高 齢 者 では 8.2±2.2， 健 常 若 年 者 で は 8.7±2.2 と なり ， 健 常 高 齢 者，

健 常 若 年 者 の 課題 回 答 数 は 認 知 症 患者 に 比 べ 有 意 に 高 かっ た 。

次 に ， 認 知 症 患 者 と 健 常 高 齢 者 ， 健 常 若 年 者 の Fp1 に お け る 脳 血 液 量 の 推 移をFig.2-8に，Fp2 に お け る 脳 血 液 量 の 推 移をFig.2-9に 示す 。 統 制 条 件 課 題 と カ テ ゴ リ ー 流 暢 性 課 題 遂 行 時 に お け る Fp1 の 脳 血 液 量 を Table 2-4 に ，Fp2 の 脳 血 液量 を Table 2-5に 示 す 。

第2章 カテゴリー流暢性課題における脳血液量

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Fig.2-8 Fp1 に お け る 脳 血 液 量 の 推 移

Fig.2-9 Fp2 に お け る 脳 血 液 量 の 推 移

-0.05 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25

15 30 45 60 75 90

mMol･mm

Second

健常若年者 健常高齢者 認知症患者

レスト タスク レスト

-0.05 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25

15 30 45 60 75 90

mMol･mm

Second

健常若年者 健常高齢者 認知症患者

レスト タスク レスト

ト ゴ ト

リ ー