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Establishing the methodology for detecting heterogeneous intra-organ sensitivity for radiotherapy

Research Project

Project/Area Number 17K16497
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Radiation science
Research InstitutionNational Cancer Center Japan

Principal Investigator

Kobayashi Kazuma  国立研究開発法人国立がん研究センター, がん分子修飾制御学分野, 連携大学院生 (00747610)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywords放射線腫瘍学 / がん / 医用画像 / 人工知能 / 機械学習 / 放射線治療 / 解剖学的標準化 / Radiomics / 深層学習 / アノテーション / 非剛体レジストレーション / テンソル分解 / 三次元統計解剖学 / 非剛体レジストレーション、
Outline of Final Research Achievements

To establish precision radiation oncology driven by artificial intelligence, we developed some fundamental technologies and software. First, we developed a three-dimensional statistical analysis to extract meaningful spatial pattern associated with clinical outcomes based on machine learning techniques and proved its efficiency in the prediction of sensitive regions inside the prostate after radiotherapy. Second, we invented annotation software to make label data from medical images in an efficient manner supported by pre-trained deep learning models. Currently, a project on a large number of medical images is ongoing to develop various kinds of clinical decision support software.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

従来の放射線治療における有害事象評価は、本来あるべき臓器内部の位置により異なる放射線感受性を考慮することが出来なかった。我々の三次元統計解析法は機械学習のモデリングを駆使することによって、患者の集団データから臓器内部の不均一な放射線感受性を推定することを可能にし、これは個別化・精密化された放射線腫瘍学の確立に有用である。また、近年発達が著しい深層学習の医用画像応用を加速するための基盤的ソフトウェアとなり得るツールを開発し、現在これに基づいた研究開発を活発に行っている。これにより、医用画像診断や放射線治療計画の効率化・自動化に貢献することが出来る見込みである。

Report

(3 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2019 2018 2017

All Presentation (5 results) (of which Invited: 3 results) Book (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Presentation] 人工知能技術により変革される放射線医学2019

    • Author(s)
      小林和馬
    • Organizer
      第1回日本メディカルAI学会学術集会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 人工知能技術により変革される放射線医学2019

    • Author(s)
      小林和馬
    • Organizer
      第32回日本放射線腫瘍学会高精度放射線外部照射部会学術大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 臨床応用を志向した人工知能技術を活用した統合的ながん医療システムの開発2019

    • Author(s)
      浜本隆二、小林和馬
    • Organizer
      第78回日本医学放射線学会総会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Integrating Artificial Intelligent System with Clinical Workflow of Radiologist in the Hospital2018

    • Author(s)
      小林和馬、三宅基隆、渡辺裕一、菅原洋平、向井まさみ、中島典昭、栗原宏明、中山優子、楠本昌彦、三原直樹、浜本隆二
    • Organizer
      第77回日本癌学会学術総会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 深層畳み込みニューラルネットワークによる腫瘍セグメンテーションの試み2017

    • Author(s)
      小林和馬、他
    • Organizer
      第30回日本放射線腫瘍学会学術大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Book] Brachytherapy: Techniques and Evidences2019

    • Author(s)
      Yasuo Yoshioka, Jun Itami, Masahiko Oguchi, Takashi Nakano
    • Total Pages
      304
    • Publisher
      Springer
    • ISBN
      9811304890
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] アノテーション支援装置、アノテーション支援方法及びアノテーション支援プログラム2019

    • Inventor(s)
      小林和馬、三宅基隆、浜本隆二
    • Industrial Property Rights Holder
      小林和馬、三宅基隆、浜本隆二
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2019-010287
    • Filing Date
      2019
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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