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Efficient Training Data Generation for Automatic Image Quality Assessment of FDG-PET Images by Machine Learning

Research Project

Project/Area Number 20K08091
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 52040:Radiological sciences-related
Research InstitutionKyoto College of Medical Science

Principal Investigator

MATSUMOTO Keiichi  京都医療科学大学, 医療科学部, 准教授 (60393344)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2022: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
KeywordsFDG-PET / 機械学習 / 画質自動判定 / PET / 標準化
Outline of Research at the Start

本邦の学会が標準化を目的に定めたPET/CT装置の画質評価基準は欧米の基準よりも高い測定精度と再現性を期待できる基準であり、基準を満たす装置で得られたデータを用いることで短期間かつ低コストで新しい治療薬や治療法の有効性を実証できる可能性がある。
しかしながら、学会が定めた画質評価基準の適否を確認するためには、学会のPET撮像施設認証制度を受審する必要があり、時間と費用が必要になる。
本研究は、迅速かつ簡便に画質評価可能な自動判定プログラムを構築するために必要となる膨大な教師データを限られた実測データから作成し、その妥当性を検討する。

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study was to disseminate image quality criteria for [18F]-FDG whole-body PET imaging determined by the academic society in Japan. In this study, we developed a system to automatically determine the image quality of PET images and also investigated the characteristics of the automatic PET image evaluation system (Phantom Analysis Toolkit; PAT) using several numerical phantoms.
The results of the PAT analysis differed depending on the position of the numerical phantom in the field of view. We were able to collect a lot of training data for machine learning, which is necessary to automatically determine the image quality of PET images. It was thought that the image quality of PET images could be automatically determined using image quality criteria that are consistent with those of Western academic societies.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本邦の関連学会が見直しを進めている[18F]-FDGを用いた全身PET撮像の画質基準は、欧米諸国の基準と比較して整合性が取れているだけでなく、より高い精度と再現性で定量的指標を取得することができるため、画質基準に適合したPET画像は定量的画像バイオマーカーとして活用できると考えられる。
画質基準を迅速かつ簡便に評価することができれば、質の高い診療を行うことができるだけでなく、定量的画像バイオマーカーを用いて短期間かつ低コストで新しい治療薬や治療法の有効性を実証できる可能性が示唆された。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (28 results)

All 2023 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results) Book (3 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Dosimetry and efficacy of a tau PET tracer [18F]MK-6240 in Japanese healthy elderly and patients with Alzheimer's disease2023

    • Author(s)
      Ohnishi A, Akamatsu G, Ikari Y, Nishida H, Shimizu K, Matsumoto K, Aita K, Sasaki M, Yamamoto Y, Yamane T, Senda M.
    • Journal Title

      Annals of Nuclear Medicine

      Volume: 37 Pages: 108-120

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] New standards for phantom image quality and SUV harmonization range for multicenter oncology PET studies2022

    • Author(s)
      Akamatsu G, Shimada N, Matsumoto K, Daisaki H, Suzuki K, Watabe H, Oda K, Senda M, Terauchi T, Tateishi U
    • Journal Title

      Annals of Nuclear Medicine

      Volume: 36 Issue: 2 Pages: 144-161

    • DOI

      10.1007/s12149-021-01709-1

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  • [Journal Article] SPECT投影データを用いた脳ファントムの減弱補正2020

    • Author(s)
      松本圭一, 小村拓夢, 金城由門, 竹内健太郎, 柄本和輝, 遠藤啓吾
    • Journal Title

      核医学技術

      Volume: 40 Pages: 399-406

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  • [Journal Article] がんFDG-PETにおける定量的指標の標準化に向けたファントム試験手順書および画像評価手法の確立2020

    • Author(s)
      立石宇貴秀,松本圭一,大崎洋充,鈴木一史,島田直毅,赤松剛
    • Journal Title

      核医学

      Volume: 58 Pages: 15-17

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    • Open Access
  • [Presentation] Development of Poisson noise reduction method using wavelet based BayesShrink technique in brain SPECT2022

    • Author(s)
      Matsumoto K, Wada Y, Murase K, Endo K
    • Organizer
      35th Annual Congress of the European Association of Nuclear Medicine
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    • Author(s)
      Akamatsu G, Ohnishi A, Ikari Y, Nishida H, Shimizu K, Matsumoto K, Aita K, Sasaki M, Yamane T, Senda M
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      The 13th Congress of the World Federation of Nuclear Medicine and Biology
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  • [Presentation] Exploratory evaluation of brain accumulation pattern and degree of a novel tau PET tracer [18F]MK6240 in Japanese patients with mild Alzheimer's disease.2022

    • Author(s)
      Ohnishi A, Akamatsu G, Ikari Y, Nishida H, Shimizu K, Matsumoto K, Aita K, Sasaki M, Yamane T, Senda M
    • Organizer
      The 13th Congress of the World Federation of Nuclear Medicine and Biology
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      Akamatsu G, Shimada N, Matsumoto K, Daisaki H, Suzuki K
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    • Author(s)
      松本圭一,清水敬二,岡田乃栄,岡田嘉子,菊澤梨花, 武田こまち, 遠藤啓吾
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      第42回日本核医学技術学会総会学術大会
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  • [Presentation] Phantom Analysis Toolkitを用いたPET画像の画質管理の妥当性2021

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      松本圭一,青木芳加,植村楓,高本詩穂,吉村彩菜,遠藤啓吾
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      島田直毅,赤松剛,松本圭一,大崎洋充,鈴木一史,織田圭一,千田道雄,立石宇貴秀,寺内隆司
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      赤松剛,島田直毅,松本圭一,大崎洋充,鈴木一史,織田圭一,千田道雄,立石宇貴秀,寺内隆司
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      Akamatsu G, Shimada N, Matsumoto K, Daisaki H, Suzuki K, Oda K, Senda M, Tateishi U, Terauchi T
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    • Author(s)
      Shimada N, Akamatsu G, Matsumoto K, Daisaki H, Suzuki K, Oda K, Senda M, Tateishi U, Terauchi T
    • Organizer
      Society of Nuclear Medicine and Molecular Imaging 2020 Annual Meeting
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] がんFDG-PETにおける定量的指標の標準化に向けたファントム試験手順書および画像評価手法の確立2020

    • Author(s)
      立石宇貴秀,松本圭一,大崎洋充,鈴木一史,島田直毅,赤松剛
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  • [Presentation] 診療用PET装置のイメージング性能の進歩:新旧32装置のファントム画像評価2020

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      赤松剛,島田直毅,松本圭一,大崎洋充,鈴木一史,織田圭一,千田道雄,立石宇貴秀,寺内隆司
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      島田直毅,赤松剛,松本圭一,大崎洋充,鈴木一史,織田圭一,千田道雄,立石宇貴秀,寺内隆司
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  • [Presentation] 新規タウPETトレーサー[18F]MK6240の全身動態と被ばく線量評価2020

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      赤松剛,大西章仁,井狩彌彦,西田広之,清水敬二,松本圭一,相田一樹,佐々木將博,千田道雄
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      井狩彌彦,松本圭一,赤松剛,清水敬二,西田広之,伊藤健吾,石井賢二,千田道雄
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      井狩彌彦,赤松剛,松本圭一,清水敬二,井原涼子,伊藤健吾,石井賢二,森啓,岩坪威,嶋田裕之,千田道雄
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      井狩彌彦,赤松剛,松本圭一,清水敬二,西田広之,織田圭一,福喜多博義,千田道雄
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      https://www.kyoto-msc.jp/wp-content/uploads/2022/05/2021_gyouseki.pdf

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      https://www.kyoto-msc.jp/wp-content/uploads/2021/06/2020_gyouseki.pdf

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      https://www.kyoto-msc.jp/wp-content/uploads/2020/07/2019_gyouseki.pdf

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URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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