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Development of imaging diagnosis support system for emergency patients by artificial intelligence

Research Project

Project/Area Number 19H03755
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 55060:Emergency medicine-related
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

Kudo Daisuke  東北大学, 医学系研究科, 准教授 (30455844)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 早川 峰司  北海道大学, 大学病院, 准教授 (10374282)
中川 敦寛  東北大学, 大学病院, 教授 (10447162)
麦倉 俊司  東北大学, 東北メディカル・メガバンク機構, 教授 (20375017)
植田 琢也  東北大学, 医学系研究科, 教授 (40361448)
久志本 成樹  東北大学, 医学系研究科, 教授 (50195434)
高瀬 圭  東北大学, 医学系研究科, 教授 (60361094)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2019: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Keywords人工知能 / 機械学習 / 画像診断 / CT / 救急患者
Outline of Research at the Start

本研究では、人工知能による救急傷病者のCT画像診断システムを開発する。放射線科専門医が不在である日本の救急現場では、画像診断の質の担保と画像読影に割く時間の節約が課題である。
人工知能による救急医療分野の画像診断システムは、大まかな診断による緊急度優先順位付けにとどまっており、その後の放射線科医による詳細な診断を前提としている。これを超えるために、我々は深層学習前のデータクリーニングとして、症例ごとに不均一な臓器の位置情報均一化が最重要課題と考えており、そのアルゴリズムを開発する。
これにより深層学習の質を向上し、放射線科専門医と同等の診断能力を持つシステムを開発する。

Outline of Final Research Achievements

We aimed to develop an AI diagnostic algorithm for head CT imaging to detect abnormal findings. We have developed that algorithm at a certain level by making machines learn normal findings, but further improvement is needed for precise diagnosis. Thus, we continue developing it by trial and error. We also developed the model to classify the coagulation subclass in patients with sepsis by machine learning. Then, we reported that the anticoagulant agent (recombinant human soluble thrombomodulin) was associated with an improved survival rate in only a subclass.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

CT画像の正常像を機械が把握して、正常から逸脱するものを異常として検知するというアルゴリズムは、今後精度を高めることによって、臨床応用ができる可能性がある。具体的には、ヒトの目では気付きにくい微細な所見(軽微な硬膜下血腫やくも膜下出血)を指摘できるようになれば、放射線診断医ではない医師の画像診断を支援することができる。放射線診断医が不在の病院や、夜間・休日などの不在の時間帯にも救急患者の画像診断の質を保つことができ、救急医療の質向上により国民の健康を守ることに繋がる。

Report

(5 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 6 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Acute Ischemic Stroke Therapy in a Hybrid Emergency Room: An Institutional Observational Cohort Study2023

    • Author(s)
      Ito Yuta、Kudo Daisuke、Fujita Motoo、Osawa Shin-ichiro、Nakagawa Atsuhiro、Kushimoto Shigeki
    • Journal Title

      Journal of Endovascular Resuscitation and Trauma Management

      Volume: 6 Issue: 3 Pages: 121-126

    • DOI

      10.26676/jevtm.264

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Association between low body temperature on admission and in-hospital mortality according to body mass index categories of patients with sepsis2022

    • Author(s)
      Ito Yuta、Kudo Daisuke、Kushimoto Shigeki
    • Journal Title

      Medicine

      Volume: 101 Issue: 44 Pages: e31657-e31657

    • DOI

      10.1097/md.0000000000031657

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Web-based application for predicting the potential target phenotype for recombinant human thrombomodulin therapy in patients with sepsis: analysis of three multicentre registries2022

    • Author(s)
      Goto Tadahiro、Kudo Daisuke、Uchimido Ryo、Hayakawa Mineji、Yamakawa Kazuma、Abe Toshikazu、Shiraishi Atsushi、Kushimoto Shigeki
    • Journal Title

      Critical Care

      Volume: 26 Issue: 1 Pages: 145-145

    • DOI

      10.1186/s13054-022-04020-1

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Antiplatelet pretreatment and mortality in patients with severe sepsis: A secondary analysis from a multicenter, prospective survey of severe sepsis in Japan2022

    • Author(s)
      Kobayashi Masakazu、Kudo Daisuke、Ohbe Hiroyuki、Kushimoto Shigeki
    • Journal Title

      Journal of Critical Care

      Volume: 69 Pages: 154015-154015

    • DOI

      10.1016/j.jcrc.2022.154015

    • Related Report
      2022 Annual Research Report 2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 敗血症のpersonalized medicine. 機械学習によるサブクラス分類2022

    • Author(s)
      工藤大介, 後藤匡啓, 久志本成樹
    • Journal Title

      救急医学

      Volume: 46 Pages: 362-369

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Journal Article] Associations between low body mass index and mortality in patients with sepsis: A retrospective analysis of a cohort study in Japan.2021

    • Author(s)
      Tetsuya Sato, Daisuke Kudo, Shigeki Kushimoto, Masatsugu Hasegawa, Fumihito Ito, Sathoshi Yamanouchi, Hiroyuki Honda, Kohkichi Andoh, Hajime Furukawa, Yasuo Yamada, Yuta Tsujimoto, Manabu Okuyama, Masakazu Kobayashi.
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 16 Issue: 6 Pages: e0252955-e0252955

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0252955

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Timing of quarantine discontinuation of a COVID-19 long-hauler2021

    • Author(s)
      Abe Toshikazu
    • Journal Title

      QJM: An International Journal of Medicine

      Volume: Mar 10 Issue: 1 Pages: 114-114

    • DOI

      10.1186/s13054-021-03541-5

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 未来討論 救急医学における研究の重要性を考える:リサーチの価 値と魅力. 異質化を踏まえた個別化急性期医療へ.2022

    • Author(s)
      工藤大介
    • Organizer
      第50回日本救急医学会総会・学術集会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 敗血症性DICをリコンビナント・トロンボモジュリンが治療する2022

    • Author(s)
      工藤大介
    • Organizer
      第49回日本集中治療医学会学術集会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 敗血症凝固フェノタイプとリコンビナントトロンボモジュリンの治療効果:機械学習モデルによるフェノタイプの同定2021

    • Author(s)
      工藤 大介、後藤 匡啓、内御堂 亮、早川 峰司、山川 一馬、阿部 智一、白石 淳、久志本 成樹
    • Organizer
      第49回日本救急医学会総会・学術集会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 人工知能による救急傷病者のCT画像診断システムの開発2020

    • Author(s)
      工藤大介、早川峰司、久志本成樹
    • Organizer
      第23回日本臨床救急医学会学術総会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2024-01-30  

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