Akita University Institutional Repository System (秋田大学学術情報リポジトリ)

中, 麻衣子

Japanese

Rapid intraoperative Ki-67 immunocytochemistry for lung cancer using non-contact alternating current electric field mixing

小川, 丈太

セルオートマトン法およびレベルセット法に基づく凝固組織・偏析予測のための数値モデルに関する研究

宮部, 結

Quantification of Aspergillus fumigatus antigen Asp f 1 in airway tissue and allergic inflammation

東海林, 諒

Intravascular administration of acridine orange and zoledronate in a bone metastasis model of breast cancer.

髙橋, 修平

Impact of germline HLA genotypes on clinical outcomes in patients with urothelial cancer treated with pembrolizumab

COSSA, EUCLESIA PAULINA FRANCISCO

English

Geological and Geochemical Characteristics of the Mugomo and Chifumbazi Gold Deposits, Tete Province, Mozambique - Constraints on the Ore Genesis

鈴木, 仁美

氏  名 ・（本籍）     鈴木 仁美（秋田県） 
専 攻 分 野 の 名 称    博士(医学) 
学 位 記 番 号    医博甲第 1100 号 
学 位 授 与 の 日 付    令和 5 年 9 月 29 日 
学 位 授 与 の 要 件    学位規則第 4 条第 1 項該当 
研 究 科 ・ 専 攻    医学系研究科医学専攻 
学 位 論 文 題 名     
 
 
 
 
論 文 審 査 委 員     （主査） 柴田 浩行 教授 
論 文 審 査 委 員     （副査）  田中 正光 教授    寺田 幸弘 教授 
CD98 expression can be a predictive factor of resistance to radiotherapy 
in head and neck squamous cell carcinoma 
（頭頸部扁平上皮癌において、CD98 の発現は放射線治療抵抗性を予測する
マーカーである。） 
Akita University
学 位 論 文 内 容 要 旨 
 
 
CD98 expression can be a predictive factor of resistance to radiotherapy 
in head and neck squamous cell carcinoma 
（頭頸部扁平上皮癌において、CD98 の発現は放射線治療抵抗性を予測するマーカ
ーである。） 
 
申請者氏名 鈴木 仁美 
 
 
 
研  究  目  的 
 
 頭頸部扁平上皮癌の治療の一つには放射線治療があげられるが、放射線抵抗性を示す場合
には予後不良である。放射線抵抗性は癌幹細胞の存在に起因するとされており、頭頚部扁平
上皮癌の癌幹細胞マーカーとして、CD98、CD44、CD133、ALDH1、ABCG2 などが報告されている。
CD98 は、重鎖（hc）と軽鎖（lc）がジスルフィド結合でつながった細胞表面膜タンパクであ
り、CD98hc はインテグリンのシグナル増幅に重要な役割を果たし、CD98lc はアミノ酸トラン
スポーターとして機能する。生検検体を用いて、CD98 が放射線治療に対する抵抗性のマーカ
ーとなり得るか、また、癌幹細胞マーカーである Nanog、SOX2、Oct4 との関連について検討
した。 
 
研  究  方  法 
 
 2010 年から 2021 年にかけて当院で術前未治療の生検標本 202 例に対して免疫組織化学染
色を行った。経過観察期間は平均 31.6 カ月であった。治療法は、シスプラチンまたはセツキ
シマブを併用した放射線療法、および手術が選択された。染色腫瘍細胞の割合によって、ス
コア 0（≦10％）、スコア 1（11-25％）、スコア 2（26-50％）、スコア 3（51％≦）の 4 段階に
分類した。スコア 2 以上を CD98 発現陽性とした。 Nanog、SOX2、OCT4 についても、連続切
片で免疫染色を行った。 
 
研  究  成  績 
 
202 名全患者のうち CD98 高発現群は 147 例、CD98 低発現群は 55 例、 5 年生存率は CD98
高発現群 46.4%、CD98 低発現群 58.0%であった（P=0.051）。5 年無増悪生存率は CD98 高発
現群 34.9％、CD98 低発現群 53.2％（P = 0.033）であった。Cox 比例ハザードモデルで解析
し、CD98 は無増悪生存率の予後因子であることが示された（P = 0.044）。放射線化学療法を
行った 103 例のうち CD98 高発現群は 71 例、CD98 低発現群は 32 例だった。5 年生存率は、
CD98 高発現群 36.2％、CD98 低発現群 69.2％（P = 0.006）であった。5 年無増悪生存率は、
CD98 高発現群 24.6％、CD98 低発現群 60.0％であった（P = 0.003）。CD98 は放射線化学療
法における独立した予後因子であることが示された。外科的治療群では 5 年生存率・無増悪
生存率において、CD98 発現により有意差は認めなかった。 CD98 の高発現を認める症例では、
Nanog、SOX2、OCT4 いずれも高発現を認めた。 
 
結    論 
 
CD98 を高発現する癌細胞は放射線抵抗性の性質をもち、癌幹細胞マーカーを有意に発現す
ることがわかった。治療前に CD98 の発現が高い患者を診断することで、外科的治療を含めた
個別化治療の提供につながり、予後改善に寄与する可能性がある。さらに、CD98 を標的とし
た治療法の確立により、放射線感受性の向上と、予後改善を期待することができる。 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Akita University
 
学位（博士－甲）論文審査結果の要旨 
 
主 査：柴田 浩行 
申請者：鈴木 仁美 
 
 
論文題名： 英文 CD98 expression can be a predictive factor of resistance to radiotherapy 
in head and neck squamous cell carcinoma 
（和訳）頭頸部扁平上皮癌において、CD98 の発現は放射線感受性を予測するマーカーであ
る。 
 
 
要旨 
【背景】CD98 はがん幹細胞のマーカーであり、頭頸部がんの放射線感受性に関与している。
本研究では頭頸部がんの予後予測因子や放射線耐性の予測因子として CD98 を応用できない
かについて調べた。【方法】頭頸部がんと診断された患者の生検サンプルを免疫組織化学染色
で調べた。切除後、平均 31.6 ヶ月の経過観察を行った。治療方法としては手術の他に、シス
プラチン、またはセツキシマブを併用した放射線治療が選択された。検体は CD98 の高発現
群と低発現群の二群に分けられた。【結果】103 名の患者が化学放射線療法（CRT）か分子標
的併用放射線療法（BRT）を受けた。CRT もしくは BRT を受けた患者の全生存率は低発現
群で 69.2%、高発現群で 36.2%であった。無増悪生存率は低発現群で 60.0%、高発現群で
24.6%であった。CD98 の染色性は全生存率と無増悪生存率の独立した予後因子と考えられ
た。このうち、99 名が外科治療を受けているが、外科治療を受けた患者においては CD98 の
染色性に差はなかった。 
【結語】将来、CD98 の染色性で放射線感受性を決定することができるようになると思われ
る。頭頸部がんでは、放射線感受性を知ることで予後が有意に改善される可能性がある。 
 
１) 斬新さ 
 CD98 はがん幹細胞のマーカーとして知られており、頭頸部がんの放射線感受性に関与し
ていることが判明している。がん幹細胞は OCT4、Nanog、CD133 などを発現しており、こ
れらのマーカーを発現していると生存率が低くなることが知られている。2019 年に
Digomann らが SLG3A2/CD98 heavy chain は放射線感受性のマーカーとなることを示して
いるが、これらはあくまでも細胞株を用いた検証である。本研究では CD98 が頭頸部がんの
予後予測因子や放射線耐性の予測因子として応用できないかについて、103 名の CRT もし
くは BRT を受けた頭頸部がん患者を用いて調べた。CD98 の染色性は全生存率と無増悪生
存率の独立した予後因子となることを検証した。多数の臨床検体で検討した点に斬新さが認
められる。 
２）重要性 
 頭頸部がんは世界中で年間 660 万人が罹患し、第６位に位置する悪性腫瘍である。治療法
として放射線治療と外科的切除が検討されるが、治癒率は 50-60%に過ぎない。放射線治療
が奏効しないと局所再発や転移を引き起こし、その場合の予後は不良である。治療抵抗性の
要因にがん幹細胞の存在が挙げられる。CD98 はがん幹細胞のマーカーであり、放射線感受
性に関与していると考えられていた。本研究では臨床検体を用いて CD98 の染色性と全生存
率と無増悪生存率の関係を明らかにした。頭頸部がん治療における放射線治療の役割は大き
く、CD98 が放射線治療抵抗性の予測因子となることを示した点は重要である。 
３）研究方法の正確性 
 免疫組織化学染色とその解釈は他の研究でも用いられた確立された方法を用いて病理学者
によって厳密に実施された。本研究は臨床研究で、その実施に際して、秋田大学の研究倫理
委員会の審査を受けている。ヘルシンキ宣言を遵守して行われた。結果の解釈においては統
計学的な手法を用いて解析し、正しく結論を導き出している。本研究は Pol J Pathol 誌のレ
ビューアーの査読を受けて、アクセプトされており、本研究の方法の正確性などは第三者的
にも証明されている。 
４）表現の明瞭さ 
 論文では背景、方法、結果、結論が簡潔に述べられており、その表現は明瞭である。 
 
 以上述べたように，本論文は学位を授与するに十分値する研究と判定された。 
Akita University


CD98 expression can be a predictive factor of resistance to radiotherapy in head and neck squamous cell carcinoma

Seino Keiko

Nakano Tomoyuki

Tanaka Toshiaki

Hozumi Yasukazu

Topham Matthew K.

Goto Kaoru

Iseki Ken

Ablation of DGKα facilitates α‐smooth muscle actin expression via the Smad and PKCδ signaling pathways during the acute phase of CCl4‐induced hepatic injury

安部, 勇輔

 
氏名（本籍） 安部 勇輔（秋田県※1） 
専攻分野の名称 博士（工学）※2 
学 位 記 番 号  理博※3 第 ２６８ 号      
学位授与の日付 令和５年９月２９日 
学位授与の要件 学位規則第 4条第 1項※4該当   
研究科・専攻  理工学研究科 総合理工学専攻※5 
学位論文題目  
（英文） 
環境配慮型活物質を用いる次世代リチウムイオン電池の充放電特
性 
（Charging and Discharging Performances of Advanced Li-ion 
Batteries Using Eco-friendly Active Materials） 
論文審査委員  
（主査）教授 熊谷 誠治 
（副査）教授 田島 克文 
（副査）教授 大川 浩一 
（副査）准教授 カビール ムハムドゥル 
注釈記号および下記は、提出の際に削除いただけますと幸いです。 
※1本籍は都道府県のみ記入すること。また、留学生の場合は国籍を記入すること。 
※2「（工学・理学・資源学）」から 1つ選択すること。 
※3工学資源学研究科所属の場合は「工博」とすること。 
※4論博の場合は「第 2項」とすること。 
※5工学資源学研究科所属の場合は「工学資源学研究科 <所属> 専攻」として記載すること。 
 
論文内容の要旨 
Li遷移金属酸化物正極と炭素質負極によって特徴付けられるリチウムイオン電池（LIB）
は，重要なエネルギー貯蔵デバイスとして登場した。LIB は，ゼロエミッション車や再生
可能エネルギーによる送電網などの分野において広範な用途で用いられ，カーボンニュー
トラルな社会の実現に貢献している。LIBとその構成材料の需要は今後 10年間で飛躍的に
増加すると予想されている。LIB の正極には，高い正極電位と十分なリチウム化比容量を
得るために，レアメタルを豊富に含む Li遷移金属酸化物が利用されてきた。特に，Li，Ni，
Co および Mn から成る三元系 Li 遷移金属酸化物の正極活物質は車載用途で広く採用され
ている。しかしながら，これらレアメタルのサプライチェーンは，国際情勢によって大き
Akita University
な影響を受ける可能性がある。そのため，持続可能な LIBの生産システムを構築するため，
これらの金属をリサイクルすることに関心が高まってきている。一方，LIB の負極は，そ
の負極電位が低く安定していることから，1990 年代の LIB の実用化以来，黒鉛が LIB 負
極の主な選択肢となっている。長い時間をかけて，LIB に黒鉛を使用するための技術的経
験が蓄積されてきた。しかしながら，次世代 LIB には，より高いリチウム化比容量，優れ
たレートおよびサイクル性能，ならびに長寿命を有する負極材が要求される。このような
技術的要求に応えるために，LIB 電極活物質の持続可能な製造方法についての詳細な調査
が必要である。そこで，本学位論文では，農業廃棄物由来および使用済み LIB から回収し
たレアメタルに由来する環境に優しい活物質を用いた LIBの充放電性能に焦点を当てる。 
Li，Ni，Co および Mn などのレアメタルは，LIB 正極活物質の重要な構成要素である。
これら金属の不確実な将来のサプライチェーンに対処するため，LIB 廃棄物に関して信頼
性が高くて効率的なリサイクル方法を確立することが重要である。使用済み LIB から Ni，
CoおよびMnの実用的な回収プロセスの 1つは，大気暴露なしで電池スタック全体を熱分
解することで，より安全で時間効率の良い前処理を確実とする。このプロセスでは，LIB
スタックの熱分解残さである“ブラックマス”を精製し，不純物を含む Ni，CoおよびMn
の水酸化物へと変換する。これら金属水酸化物は炭酸リチウムと混合して空気中で焼成し，
リサイクル LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2を生成する。過剰な Li および残留 F とともに，Al，Cu，
およびFeを合計で4質量％の金属不純物を含むリサイクルLiNi1/3Co1/3Mn1/3O2を用いたそ
の正極は，ハーフセルおよびフルセル構成のもと電気化学的に特性付けした。リサイクル
LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2は，市販 LIB正極活物質 LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2と比較して，リチウム化
比容量はやや低かったが，非常に高い容量保持率（2 Cで 1000サイクル後に 91.2%）を示
した。この結果は，リチウム化比容量がわずかに減少するものの，金属不純物の共存はそ
の LIB正極にわずかな悪影響しかもたらさないことを示している。これは，熱分解した LIB
スタックから回収した LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正極活物質は LIBに有効に使用できることを示
唆している。 
複合材料は，LIB 負極として使用した場合，優れた電気化学的特性が得られることで知
られている。本研究では，ハードカーボン（HC）とナノサイズシリコン（N-Si）を 8:2の
質量比で混合し，LIB 負極活物質として使用した。ハーフセル構成における定電流電気化
学評価では，複合負極は 0.1 Cで高容量（531 mAh g−1）を示し，0.1から 10 Cまでの電流
密度の増加に対して優れた安定性を示した。実用的な LIB 負極性能を評価するため，
LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2｜8:2 HC/N-Siフルセルを用いた充放電サイクル試験を実施した。フル
セルの組立て前，異なるカットオフ負極比容量（200–600 mAh g−1）で複合負極をプレリチ
ウム化した。LIB フルセルの複合負極における過剰プレリチウム化の影響について検討し
た。プレリチウム化工程でカットオフ負極比容量を 500 mAh g−1以上に設定することで，
8:2 HC/N-Si複合負極を用いたフルセルは，2 Cで 200サイクルを超えても最も高い容量保
持率（>62％）を示した。これら成果は，複合 LIB 負極に対して適切なプレリチウム化レ
Akita University
ベルを選択することの重要性を強調している。 
LIB負極の持続可能で環境に優しい製造を実現するため，農業廃棄物であるもみ殻（RH）
について検討した。RHは，年間，世界で約 1億 5千万トン排出されているが，現在の利用
は一部の農業および家畜の分野に限られている。日本では，排出された RH の約 30%が有
効に利用されていない。RH 由来炭素（C）および酸化ケイ素（SiOx）の複合材を作製し，
LIB 負極としての電気化学的特性を評価した。C/SiOx複合材は，生の RH を不活性条件の
もと 600 °Cで加熱することで生成し，その後，蒸留水での SiOxの洗浄，もしくは NaOH
水溶液で部分的にあるいは完全に SiOxを除去した。それらを次に 1000 °C で加熱し，45，
24および 5質量％の SiOxを含む 3種類の C/SiOxを製造した。これら複合材の LIB負極性
能をハーフセルおよびフルセル構成で評価し，C/SiOxにおける SiOxの役割を調査した。ハ
ーフセル構成では，Cおよび SiOx成分の比容量はそれぞれ 375および 475 mAh g−1にそれ
ぞれ決定した。フルセル試験では，プレリチウム化を要求された C/SiOx複合材の安定した
負極動作が示された。LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正極とプレリチウム化 C/SiOx負極から成る LIB
フルセルは，高い初期クーロン効率（〜85％）を示した。充放電電流密度が増加するにつ
れて，容量保持率は SiOxの含有量が高いほど改善した。サイクル試験では，最も高い SiOx
含有量のフルセルがセル比容量の大幅な減少を示した。LIB フルセルとして十分なレート
およびサイクル特性，ならびに SiOx含有量の違いと考慮すると，RH由来 C/SiOxは，LIB
に関して実行可能で持続可能な負極活物質であることが見出された。 
本研究は，環境に優しい活物質を用いた次世代 LIB の開発に焦点を当てている。LIB ス
タックの熱分解残さから回収したリサイクル正極，および RH由来 C/SiOx複合負極に関す
る知見が得られた。本論文では，“グリーン LIB”の概念および産業上の利点を提案した。
これら進歩は，持続可能な LIB の製造に貢献でき，最終的にはカーボンニュートラルな社
会の実現を支援できる。 
論文審査結果の要旨 
低炭素社会の実現のため，環境負荷低減を目指す取り組みが重要になってきている。特
に産業界では，電気自動車の開発や再生可能エネルギー発電の導入が活発に進められてお
り，電気エネルギーを貯蔵するために使用される化学電池への注目が集まっている。化学
電池の中でもリチウムイオン電池（LIB）の高性能化，低コスト化，耐環境性の向上など資
する研究開発は，脱炭素社会の実現のために，社会から強く要請されている。 
そのような背景から本論文では，使用済み LIB の正極活物質におけるコバルト，ニッケ
ル，マンガンのレアメタル資源の回収と再利用，さらにバイオマス資源の有効利用を意図
した，いわゆる環境配慮型 LIB について研究がなされた。LIB の正極活物質において，使
用済み電池から回収したレアメタル，LIB 負極活物質において，未利用バイオマスを原料
とする複合材料の適用可能性について検討された。その結果，LIB 正負極に環境配慮型活
物質を採用する場合に有用な新知見が見出され，さらに産業波及効果が期待できる新技術
Akita University
が開発された。上記の研究成果を含み，本論文は以下のようにまとめられた。 
第 1章では，LIB 開発にかかる歴史および LIBの化学電池としての特徴が述べられた。 
第 2 章では，LIB 正負極活物質の最新の研究動向，正極活物質に含まれるレアメタルの
リサイクル技術および負極活物質としてのもみ殻の応用に関する文献調査結果が示された。 
第 3 章では，使用済み LIB から回収したレアメタルを原料に製造した正極活物質の物性
および電気化学特性について調査された。使用済み LIB からレアメタルを回収する新たな
方法が提案され，その方法は，安全性の高いリサイクルプロセスを実現できること，さら
に，そのレアメタルを含むリサイクル正極活物質は，金属不純物を多く含有するものの，
市販正極活物質と比較しても，十分な繰り返し充放電耐性を有することが示された。また，
その要因についても深く考察された。 
第 4 章では，ハードカーボン／ナノシリコン混合負極活物質の初回充放電時のリチウム
損失を低減させるリチウムプレドープ技術について調査された。異なるリチウムプレドー
プ処理を施したハードカーボン／ナノシリコン負極活物質の性能を評価し，リチウムドー
プ容量が LIB の充放電特性に及ぼす影響を明らかにした。リチウムプレドープはリチウム
損失の大きい負極活物質を採用する上では有用な技術となることが示された。 
第 5 章では，もみ殻を原料にハードカーボン／シリカ複合材料が製造され，LIB 負極活
物質への適用の可能性について調査された。その複合材料中のシリカ含有量を変化させ，
それを負極活物質として用いた LIB のレートおよびサイクル特性への影響が調査された。
負極にリチウムプレドープを施すことで，その LIB は初回サイクルから安定した充放電性
能を示した。シリカを除去しない負極活物質を用いた LIBは，387 Wh/kgのエネルギー密
度を示し，黒鉛を負極活物質に用いる LIB より高いエネルギー密度を示した。すなわち，
シリカ除去の必要性は低く，シリカを除去しないもみ殻由来ハードカーボン／シリカ複合
材料は LIB負極活物質として有望であることが示された。 
第 6章でこれまでの研究内容が総括された。 
本論文は，環境負荷を最小化した電極活物質を用いる LIB の製造に関する新知見や新技
術を提供しており，脱炭素社会の実現に向けて，エネルギー貯蔵分野から大きな技術的な
貢献を果たすものである。 
以上により，本論文は博士（工学）の学位論文として合格と認められる。 
 
Akita University


Charging and Discharging Performances of Advanced Li-ion Batteries Using Eco-friendly Active Materials

小笠原, 正弥

氏  名 ・（本籍）     小笠原 正弥（秋田県） 
専 攻 分 野 の 名 称    博士(医学) 
学 位 記 番 号    医博甲第 1103 号 
学 位 授 与 の 日 付    令和 5 年 9 月 29 日 
学 位 授 与 の 要 件    学位規則第 4 条第 1 項該当 
研 究 科 ・ 専 攻    医学系研究科医学専攻 
学 位 論 文 題 名     
 
 
 
 
論 文 審 査 委 員     （主査） 野村 恭子 教授 
論 文 審 査 委 員     （副査）  脇 裕典 教授    宮腰 尚久 教授 
Exploratory validation of sleep-tracking devices in patients with 
psychiatric disorders 
（精神疾患患者における睡眠測定デバイスの探索的精度検証） 
Akita University
学 位 論 文 内 容 要 旨 
 
 
Exploratory validation of sleep-tracking devices in patients with 
psychiatric disorders 
（精神疾患患者における睡眠測定デバイスの探索的精度検証） 
 
申請者氏名 小笠原正弥 
 
 
 
研  究  目  的 
 
近年登場したウェアラブルデバイスによって，在宅で簡便に睡眠パラメータや睡
眠段階を計測できるようになった.睡眠を計測するデバイスはリストバンド型，指
輪型，マットレス下に設置する機器など様々な種類がある.これらのデバイスは加
速度計や心拍変動の情報をもとに睡眠状態を推定している.また，自宅で測定可能
な小型脳波計も開発されている.睡眠ポリグラフ検査（polysomnography, PSG）研
究では精神疾患におけるレム睡眠や徐波睡眠の異常が認められ，精神症状とも関
連していることが報告されており，ウェアラブルデバイスによる縦断的な睡眠測
定は診断並びに症状把握に有用である可能性があるが，その妥当性の検証が必要
である. 
睡眠測定デバイスの精度検証は睡眠測定の gold standard である PSG と比較して
行われる.これまで健常者を対象とした精度検証が幾つか行われており，在宅での
睡眠測定に用いられてきたアクチグラフィーよりも高い睡眠/覚醒の判定精度が
報告されている.一方で，精神疾患患者を対象とした精度検証はほとんど行われて
おらず，未解明である.精神疾患患者は健常者と比較して異なる睡眠脳波の構造を
持ち，睡眠パラメータの構築も異なることが報告されている.睡眠測定デバイスは
機械学習を睡眠判定に用いており，その教師データに健常者を使用しているため，
精神疾患患者がこれらのデバイスを使用した際に睡眠判定の精度が低下する可能
性がある. 
 我々は精神疾患患者における睡眠測定デバイスの精度を検証するために，PSG と
3 つの睡眠測定デバイスを同時装着して測定を行い，その妥当性を評価した. 
 
研  究  方  法 
 
 秋田大学医学部附属病院へ通院している精神疾患患者 52 名（女性 32 名，48.1
±17.2 歳）が参加した.精神疾患の診断は精神疾患の診断・統計マニュアル
（diagnostic and statistical manual of mental disorders-5; DSM-5）に準じ
て行った（統合失調症 18 名，うつ病 19 名，双極性障害 3 名，睡眠障害 12 名）.
睡眠検査室で PSG に加え，ポータブル脳波計 Sleepgraph（プロアシスト社），リス
トバンド型デバイスの Fitbit Sense（ Fitbit 社），アクチグラフィーである
MTN-220/221（キッセイコムテック社）を装着し同時測定を行った. 
 
研  究  成  績 
 
エポックごとに比較した睡眠/覚醒判定の感度と特異度は，それぞれ以下の通り
であった： Sleepgraph (0.95, 0.76), Fitbit Sense (0.95, 0.45), MTN-220/221 
(0.93, 0.40).本研究で検証した各デバイスの睡眠/覚醒判定は，健常者を対象と
した従来の報告と同等かより高い精度を示した. 
睡眠段階の判定精度は，Sleepgraph ではレム睡眠は感度・特異度ともに非常に高
く(0.91, 0.93)，深い睡眠と浅い睡眠の感度は相対的に低かった（0.79, 0.44）.
一方 Fitbit Sense は Sleepgraph と比較して感度は全ての睡眠段階で低く留まっ
た.Fitbit Sense は浅い睡眠の特異度が低く，浅い睡眠を過剰に判定する傾向があ
り，他の睡眠段階の感度が低下していた. 
睡眠指標の Bland-Altman 分析では，Sleepgraph は PSG との平均差が小さく，高
い精度を示した.Fitbit Sense と MTNでは各睡眠指標の測定差に比例バイアスを認
め，睡眠不良（総睡眠時間が短い，睡眠効率が低い，睡眠潜時が長い，睡眠開始
後の覚醒時間が長いなど）の被験者で精度が低下していた. 
 
結    論 
 
我々の精度検証結果は睡眠測定デバイスが精神疾患患者の客観的睡眠状態を評
価する有望な手段となり得ることを示している.少数チャンネルのポータブル睡
眠脳波計である Sleepgraph では他のデバイスと比較して高い睡眠判定精度が得ら
れた. 
Akita University
 
学位（博士－甲）論文審査結果の要旨 
 
主 査：野村恭子 
 
申請者：小笠原正弥 
 
 
論文題名： 英文 Exploratory validation of sleep-tracking devices in patients with 
psychiatric disorders 
（和訳）精神疾患患者における睡眠測定デバイスの探索的精度検証 
 
要旨 
 精神疾患患者において、小型脳波計、腕時計型睡眠計、活動量計の 3 つのウェアラブル機
器の睡眠測定の有効性を検証した研究である。52 名の精神疾患患者を対象とし、睡眠ポリグ
ラフをゴールドスタンダードとし各機器の睡眠/覚醒および睡眠段階の判定の有効性指標を
算出し、睡眠パラメータの測定差を Bland-Altman plot を用いて評価した。その結果、小型
脳波計の睡眠/覚醒判定精度が最も高く、その他の機器では睡眠不良の被検者ほど睡眠パラメ
ータの測定差が大きくなることを明らかにした。これらの結果から、著者は小型脳波計を精
神疾患患者の客観的睡眠評価に用いることの優位性を示したといえる。 
 
１) 斬新さ 
健常被検者における睡眠測定機器の精度検証は様々な機器で行われているが、精神疾患患
者を対象に精度検証した研究はなく、これらを対象としたことは斬新的な点である。精神疾
患のあるものでは、睡眠障害は多く、正確な評価をする際の基礎資料となる。睡眠ポリグラ
フをゴールドスタンダードとし複数の機器を同時に測定することで各機器の性能を直接比較
した点でも斬新な研究である。 
 
２）重要性 
 精神疾患には高率に睡眠問題が併存するため、精神医療において睡眠の正確な評価は避け
て通れない臨床課題である。既存の睡眠測定デバイスは機械学習を睡眠判定に用いており、
その教師データに健常者を使用しているため、精神疾患の患者を対象に行った本研究結果は
重要なエビデンスを提示するものと思われる。また精神疾患の患者における精神症状の把握
や治療効果判定、向精神薬の副作用評価、再発の早期兆候を捉える臨床マーカーになり得る
上でも有用である。著者は本研究で各機器の精神疾患患者における性能と制限を示しており、
今後各機器から縦断的に得られた客観的な睡眠評価と精神症状との関連を検討する上で重要
である。 
３）研究方法の正確性 
 精度比較の基準として用いられている睡眠ポリグラフの判定と小型脳波計の睡眠判定は睡
眠脳波の判読に熟練した脳波技師によって行われている。同一被検者内での睡眠/覚醒の判定
精度は各機器で 1 夜目と 2 夜目に強い相関を認めており、信頼性の高い結果であると考えら
れる。 
４）表現の明瞭さ 
 研究目的、方法、結果、考察を簡潔、明瞭に記載している。有効性指標としての、感度、
特異度、陽性／陰性的中率の点推定値と９５％信頼区間の記載、PSG を gold standard にお
いてそれぞれの危機を比較を行っている点など、検査の疫学として基本的な解析が行われて
いる。また相関係数も変数が正規分布しなかったため、Spearman にて計算するなど、細部
にわたりしっかりと分析できていた。すでに英文論文もアクセプトされており、研究目的，
方法，実験結果，考察を簡潔，明瞭に記載していると考える。 
  
 以上述べたように，本論文は学位を授与するに十分値する研究と判定された。 
 
Akita University


Exploratory validation of sleep-tracking devices in patients with psychiatric disorders

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