DEIM Forum 2017 I4-1

認知機能データ解析による軽度認知障害（MCI）の早期発見 児玉 直樹†

川瀬 康裕‡ 竹内 裕之†

†高崎健康福祉大学健康福祉学部医療情報学科 〒370-0033 群馬県高崎市中大類町 37-1

‡医療法人社団川瀬神経内科クリニック 〒955-0823 新潟県三条市東本成寺 20-8

†E-mail: †{kodama, htakeuchi}@takasaki-u.ac.jp, ‡yasuhiro@kawase-nc.or.jp

あらまし 本研究では，アルツハイマー型認知症および軽度認知障害を対象に、これまでにデータベースに蓄積された

VSRAD およびアルツハイマー型認知症評価スケールである ADAS-Jcog を用い，軽度認知障害の早期発見項目を抽出した。本研

究の対象は、物忘れを主訴としてクリニックを受診、認知機能データベースに登録されたアルツハイマー型認知症患者 192 名、

軽度認知障害患者 138名の計 330名である。VSRAD から得られた VOI内萎縮度、全脳萎縮領域の割合、VOI内萎縮領域の割合、

萎縮比の全てにおいて軽度認知障害と軽度アルツハイマー型認知症の間で有意な差が認められた。また、ADAS-Jcog の 11 の下

位検査項目のうち、構成行為のみ有意な差は認められなかったが、それ以外の 10 項目については有意な差が認められた。さら

に、ステップワイズ法による判別分析を行った結果，軽度認知障害と軽度アルツハイマー型認知症を判別するのに投入された項

目は，VSRAD から得られた全脳萎縮領域の割合、ADAS-Jcogの下位項目である見当識，単語再生、再生能力、物品呼称の 4項

目の計 5項目であり、判別率は 80.9％であった。この 5項目は軽度認知障害と軽度アルツハイマー型認知症を鑑別するのに有用

な指標であると考えられた．

キーワード アルツハイマー型認知症，軽度認知障害，VSRAD，ADAS

1. はじめに

認知症疾患にはアルツハイマー型認知症，血管性認

知症，レビー小体型認知症など様々あるが，認知症の

約半数はアルツハイマー型認知症といわれている．ア

ルツハイマー型認知症は発症の早期においてコリンエ

ステラーゼ阻害剤などによる薬物療法，および脳リハ

ビリテーションもしくは脳活性化訓練などの非薬物療

法，もしくはその両方を併用することにより，病状の

進行を遅らせることが可能であるため，認知症の早期

発見は極めて重要である．

近年、認知症の前駆段階として、軽度認知障害（Mild

Cognitive Impairment: MCI）という考え方が定着し、軽

度認知障害は正常と認知症の境界領域として考えられ、

特に健忘型軽度認知障害の約半数はアルツハイマー型

認知症に移行するといわれている。今後、軽度認知障

害を正確に診断し、効果的な非薬物療法を行うことで、

軽度認知障害の病状の進行を抑えるだけでなく、アル

ツハイマー型認知症の発症予防に役立つものと考えら

れる。

こ れ ま で に 我 々 は ， MMSE （ Mini-mental State

Examination）や CDR（Clinical Dementia Rating）など

の認知機能評価スケールを電子化し，非薬物療法の効

果判定を行うことが可能な認知機能データベースを開

発し，2007 年 4 月より医療機関において試験運用を

開始した．その後，データベースの改良等を行い 2010

年 4 月より医療機関に おいて運用を開始している．さ

らに、2016 年 10 月に既存の認知機能データベースを

改良し、ADAS（Alzheimer ʼs Disease Assessment Scale）、

WMS-R （ Wecheler Memory Scale-Reviced ）、 MoCA

（Montreal Cognitive Assessment）、VSRAD（Voxel-based

Spesific Regional analysis system for Alzheimer’s Disease）

などの認知機能検査等をデータベースに追加した。こ

れまでに MMSE は 19,700 データ，CDR は 2,600 デー

タ，VSRAD は 7,600 データ、ADAS は 3,200 データ、

WMS-R は 1,050 データ、MoCA は 800 データが認知機

能データベースに蓄積されている [1], [2]．

認知機能検査として広く用いられている検査とし

ては MMSE と長谷川式簡易知能評価スケール改訂版

（HDS-R）がある。どちらもグローバルな認知機能評

価バッテリーとして汎用性に優れているが，より詳細

な検査が必要な場合には，ADAS が用いられる．ADAS

は本来，認知機能下位尺度（ADAS-cognitive part）と

非認知機能下位尺度（ADAS-non cognitive part）で構成

されているが，日常診療の場面では ADAS-Japanese

version cognitive part（ADAS-Jcog）が使用されている．

認知機能データベースではこの ADAS-Jcog を蓄積し

ている。

本研究では，アルツハイマー型認知症および軽度認

知障害を対象に、これまでにデータベースに蓄積され

た VSRAD およびアルツハイマー型認知症評価スケー

ルである ADAS-Jcog を用い，軽度認知障害の早期発見

項目を抽出したので報告する．

2. VSRAD

VSRAD とは，１mm スライス厚で撮影された三次元

T1 強 調 矢 状 断 画 像 か ら Voxel-Based Morphometry

（VBM）手法を用いて，健常高齢者の MRI 脳画像デ

ータベースと統計学的に比較することにより，患者の

相対的な脳容積を評価するソフトのことである．

VSRAD の画像解析処理としては，ボクセル等大化

を行い，X，Y，Z 方向に同じ１mm の大きさとする．

次に，MRI 画像の信号強度の不均一を補正したうえで，

脳全体から灰白質，白質，脳脊髄液を自動的に分割す

る．分割された灰白質画像に対して，平滑化処理を行

い，X，Y，Z 方向での大きさの補正を非線形変換によ

り行い，再度平滑化処理を行う．このようにして作成

された灰白質濃度画像に対して，健常高齢者の MRI

画像データベースと比較する．比較するにあたり，健

常高齢者の画像データベースの平均画像と標準偏差画

像を用い，脳局所ごとに個々の患者の灰白質濃度が健

常高齢者の平均濃度から何標準偏差離れているかを表

す Z スコアを算出する．つまり，

Ｚスコア＝（健常高齢者の平均ボクセル値－患者のボ

クセル値）／健常高齢者の標準偏差

である．Ｚスコア 2.0 とは，平均値から標準偏差の 2

倍を超えたものということになり，危険率 5％で統計

学的有意差があると評価できる．認知症，特にアルツ

ハイマー型認知症において特異的に灰白質容積が減少

する部位は，海馬および扁桃体，嗅内皮質を中心とす

る内側側頭部であり，これらの容積低下が認知症の早

期より認められている．そのため，内側側頭部に関心

領域が設定されており，この領域内の萎縮の程度（Z

スコアの平均値）を算出している．

なお、本研究では、VOI 内萎縮度（VOI 内の 0 を超

える Z スコアの平均）、全脳萎縮領域の割合（全灰白

質内において Z スコアが 2 以上の領域の割合）、VOI

内萎縮領域の割合（VOI 内の Z スコアが 2 以上の領域

の平均）、萎縮比（全脳萎縮を 1 とした割合）の 4 つの

指標を利用した。

3. ADAS

ADAS はアルツハイマー型認知症患者に特徴的な認

知および非認知機能の障害を評価することを目的に開

発された尺度である [3]．アルツハイマー型認知症の認

知機能障害の進行や薬物などによる治療の効果を検出

する示標として有用であると同時に，アルツハイマー

型認知症のスクリーニング法としても有用であること

が示され，国際的にも広く使用されている．記憶，言

語，行為・構成の 3 領域に関する計 11 の下位検査項目

から構成されており，70 点満点で，得点が高いほど認

知機能障害が強いことを示している．11 の下位検査項

目とは，単語再生，口頭言語能力，言語の聴覚的理解，

自発語の換語困難，口頭命令，物品呼称，構成行為，

観念運動，見当識，単語再認，教示の再生能力であり，

検査時間は約 60 分，15 点は MMSE の 26 点相当であ

ると考えられている．ADAS は学習効果に関わること

がないので，継続的に複数回施行することが可能であ

り，得点の変化によって認知機能の変化を評価するの

に適している [4]．

4. 対象および方法

本研究の対象は、物忘れを主訴としてクリニックを

受診、認知機能データベースに登録されたアルツハイ

マー型認知症患者 192 名、軽度認知障害患者 138 名の

計 330 名である。アルツハイマー型認知症患者は

NINCDS-ADRDA 基準で Probable AD と診断されてお

り、かつ CDR1 に該当する軽度のアルツハイマー型認

知症とした。軽度認知障害患者は Petersen らの提唱し

た MCI の基準を満たしている。MRI 装置は Siemens

社製の Magnetom（ 1.5T）を使用した．MRI 画像は

VSRAD 撮像推奨条件（3DT1 強調水平断画像）により

撮影した．また、ADAS-Jcog は十分にトレーニングを

受けた者が実施した。

本研究では， VSRAD から得られる VOI 内萎縮度、

全脳萎縮領域の割合、VOI 内萎縮領域の割合、萎縮比

の 4 つの指標，ADAS-Jcog の 11 の下位検査項目につ

いて検討するとともに，ステップワイズ法による判別

分析により軽度認知障害を判別するのに有効な項目の

抽出を行った．なお，ステップワイズ法（変数増減法）

の投入有意確率は 0.05，削除有意確率は 0.10 とした．

結果は平均値±標準偏差で示した．

5. 結果

軽度認知障害および軽度アルツハイマー型認知症

における VSRAD から得られた VOI 内萎縮度、全脳萎

縮領域の割合、VOI 内萎縮領域の割合、萎縮比の結果

を表 1 に示す。表 1 より、VOI 内萎縮度、全脳萎縮領

域の割合、VOI 内萎縮領域の割合、萎縮比の全てにお

いて軽度認知障害と軽度アルツハイマー型認知症の間

で有意な差が認められた（p＜0.05）。

表１ VSRAD の結果

VOI 内萎縮度 MCI 1.572±0.821

軽度 AD 2.679±1.326*

全脳萎縮領域

の割合（％）

MCI 4.263±2.202

軽度 AD 7.435±3.721*

VOI 内萎縮領

域の割合（％）

MCI 27.418±27.112

軽度 AD 55.460±32.361*

萎縮比 MCI 6.140±5.598

軽度 AD 7.953±5.061*

*p＜0.05

ADAS-Jcog 合計点の結果を表 2 に示す。表 2 より、

軽度認知障害は 9.16 点、軽度アルツハイマー型認知症

は 20.25 点であり、統計的に有意な差が認められた（ p

＜0.05）。また、ADAS-Jcog 合計点と VOI 内萎縮度、

全脳萎縮領域の割合、VOI 内萎縮領域の割合、萎縮比

それぞれの相関係数を求めたところ、全てにおいて有

意な相関が認められた。最も相関係数の高かった

ADAS-Jcog 合計点と全脳萎縮領域の割合（ｒ=0.538、p

＜0.05）について図 1 に示す。

表２ADAS-Jcog 合計点の結果

MCI 軽度 AD

ADAS-Jcog

合計点 9.16±4.67* 20.25±10.14

*p＜0.05

次に、ADAS-Jcog の 11 の下位検査項目の結果を図 2

に示す。11 項目のうち、構成行為のみ有意な差は認め

られなかったが、それ以外の 10 項目については軽度認

知障害と軽度アルツハイマー型認知症との間で有意な

差が認められた。

軽度認知障害と軽度アルツハイマー型認知症の間で

有意な差が認められた 14 項目についてステップワイ

ズ法による判別分析を行った結果，軽度認知障害と軽

度アルツハイマー型認知症を判別するのに投入された

項目は，VSRAD から得られた全脳萎縮領域の割合、

ADAS-Jcog の下位項目である見当識，単語再生、再生

能力、物品呼称の 4 項目の計 5 項目であった．判別分

析によって抽出された 5 項目を使用した場合、軽度認

知障害と軽度アルツハイマー型認知症の判別率は

80.9％（267／330）であった。

図 1 ADAS-Jcog 下位検査項目の結果

6. 考察

認知症の診断については，症状や認知機能検査，MRI

などの画像検査などの結果を総合的に判断し，診断を

下している．認知症の診断は現在においても熟練した

医師の主観に頼る部分が多いため，経験の短い医師に

とって診断は難しい．そのため，認知症の客観的診断

手法に関する研究が数多くなされている．我々は医師

の負担軽減と認知症の診断支援を目的とした認知機能

データベースをこれまでに開発してきた．これまでに

蓄積された大量のデータを解析することで，認知症の

診断，さらには軽度認知障害の診断に繋がるものと考

えられる [5],[6]．

VSRAD から得られた VOI 内萎縮度、全脳萎縮領域

の割合、VOI 内萎縮領域の割合、萎縮比の 4 項目につ

いて、軽度認知障害および軽度アルツハイマー型認知

症の間において有意な差が認められた。このことから、

軽度認知障害に比べて軽度アルツハイマー型認知症の

方が側頭葉内側部の萎縮が強いこと、また脳全体の萎

縮が進んでいるものと考えられる。また、ADAS-Jcog

合計点および下位検査項目 11 項目のうち 10 項目で軽

度認知障害および軽度アルツハイマー型認知症の間に

おいて有意な差が認められた。ADAS-Jcog はアルツハ

イマー型認知症患者に特徴的な認知および非認知機能

の障害を評価することを目的に開発された尺度であり、

アルツハイマー型認知症のスクリーニング法としても

有用であることが示されている。そのため、ADAS-Jcog

合計点および下位検査項目の 10 項目で有意な差が認

められたものと考えられる。

次に，軽度認知障害と軽度アルツハイマー型認知症

の間で有意な差が認められた 14 項目についてステッ

プワイズ法による判別分析を行った結果，軽度認知障

害と軽度アルツハイマー型認知症を判別するのに投入

された項目は，VSRAD から得られた全脳萎縮領域の

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 20 40 60

全脳萎縮領域の割合（％）

ADAS合計点

0

1

2

3

4

5

6

7

単語再生

口頭言語

聴覚理解

換語困難

口頭命令

物品呼称

構成行為

観念運動

見当識

単語再生

再生能力

MCI 軽度AD

割合、ADAS-Jcogの下位項目である見当識，単語再生、

再生能力、物品呼称の 4 項目の計 5 項目であった．小

森らの研究では，アルツハイマー型認知症患者におい

て ADAS は記憶や言語に関する側頭葉機能や視空間認

知や行為に関係する側頭葉機能の低下に高い感度を示

す こ と が 示 さ れ て い る [7] ． 本 研 究 に お い て も

ADAS-Jcogにおける記憶や言語に関する項目が判別分

析で抽出されており，同様の結果であると考えられる．

以前の我々の MMSE の研究では，MMSE 下位項目であ

る計算，想起の項目が認知症の早期発見に有効である

と報告した [5]．本研究では ADAS-Jcog の見当識，単

語再生、再生能力、物品呼称の 4 項目が抽出されてい

る．この 4 項目は軽度認知障害と軽度アルツハイマー

型認知症を鑑別するのに有効な項目であると考えられ，

この 4 項目を定期的にフォローアップすることで軽度

認知障害から軽度アルツハイマー型認知症への進行を

予測することが可能になるものと考えられる。

謝辞

本研究の一部は日本学術振興会科学研究費補助金基

盤研究（C）26350902 により行われた．

参 考 文 献 [1] 児玉直樹，川瀬康裕：認知機能データベースの開

発とそのデータ解析による軽度認知障害と認知症の鑑別，医学と生物学，vol.153, pp.7-13, 2009

[2] 児玉直樹 , 川瀬康裕：介入効果判定のための認知 機能データベースの開発 , 日本早期認知症学会論 文誌 , vol.1, pp.29-33, 2007

[3] Mohs RC: The Administration Manual for the Alzheimer ʼs Disease Assessment Scale, 1994 Revised Edition.

[4] 本間昭，福沢一吉，塚田義男：Alzheimer's Disease Assessment Scale（ADAS）日本語版の作成．老年精神医学 , vol.3, pp.645-655, 1992

[5] 児玉直樹，川瀬康裕，竹内裕之：医療機関の大規 模データ処理による認知症の早期診断，第 6 回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム，DEIM Forum 2014 F6-3，2014

[6] 児玉直樹，川瀬康裕，竹内裕之：医療機関の大規 模データ処理による認知症の早期発見項目の抽出，第 8 回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム，DEIM Forum 2016 G7-3，2016

[7] 小森賢治郎，池田学，田邉敬貴：痴呆の神経心理学．総合臨床，vol.51, pp.59-66, 2002