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Visual field prediction with variational Bayesian model with Variational Autoencoder in glaucoma and retinitis pigmentosa

Research Project

Project/Area Number 20K09784
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 56060:Ophthalmology-related
Research InstitutionSeirei Christopher University

Principal Investigator

朝岡 亮  聖隷クリストファー大学, 看護学研究科, 臨床教授 (00362202)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2024: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords緑内障 / Variational autoencoder / 視野 / 光干渉断層計 / 変分オートエンコーダー
Outline of Research at the Start

深層学習法の一種法であるVariational Autoencoderにより、緑内障患者および網膜色素変性症患者の視野を再構成することで測定ノイズを省き(ノイズフィルター)、視野感度をより正しく評価すること。この方法により得られる視野感度を用いて視野進行をより正しく解析すること。この方法と、応募者らの構築した変分近似ベイズ線形回帰と組み合わせて、より正しい視野進行速度評価を行う事。

Outline of Annual Research Achievements

664眼の緑内障眼の繰り返し測定された中心10度視野から分散共分散行列を算出し、66400シリーズの安定した視野シリーズを作成した。このデータを用いて現在のGuided rogression Analysis定義による進行検出の特異度を調べた。その結果特異度は99.6%であることが分かった。Guided Progression Analysis定義の有意水準を調整して、特異度95%になる定義を新たに作成した。さらに、500眼の各眼10回の実測中心10度視野を用いて、Guided ProgressionAnalysis定義による進行検出の感度を調べた。その結果、新提案の進行定義はGuided Progression Analysis定義よりも有意に進行眼検出の感度が良いことが分かった。得られた結果はBritish Journal Ophthalmology誌上で論文報告を行った。
更に変分近似ベイズ法を組み込み視野を予測することが有用であることを我々は報告しているが、United Kingdom Glaucoma Treatmaent Studyのデータを離床して、光干渉断層計の計測結果をも並行利用することが有用どぁることが分かった。さらに、眼球の生体力学特性や、血流、酸素飽和度を計測することの有用性も分かり、論文誌上で報告を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

コロナ禍でデータ取得にややずれが出たがその他は概ね順調に経過している。

Strategy for Future Research Activity

変分近似ベイズ法を組み込み視野を予測することが有用であることを我々は報告しているが、United Kingdom Glaucoma Treatmaent Studyのデータを離床して、光干渉断層計の計測結果をも並行利用することが有用であることが分かった。この解析についてさらに進行をし、最終結果を論文報告する。
さらに、眼球の生体力学特性や、血流、酸素飽和度を計測することの有用性も分かり、論文誌上で報告を行った。このため、家兎や猿などを用いて非観血的に網膜の血流を測定する方法の検討や解析を行う。

Report

(4 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2024 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 4 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 7 results)

  • [Journal Article] Prediction of visual field progression in glaucoma: existing methods and artificial intelligence2023

    • Author(s)
      Asaoka R, Murata H
    • Journal Title

      Jpn J Ophthalmol

      Volume: 67(5) Issue: 5 Pages: 546-559

    • DOI

      10.1007/s10384-023-01009-3

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Comparing the structure-function relationship between the visual fields measured with variational Bayes linear regression and SITA standard2023

    • Author(s)
      Asaoka R, Murata H, Fujino Y, Aoki S, Hirasawa K, Shoji N.
    • Journal Title

      PlosOne

      Volume: 18(3) Issue: 3 Pages: 0282638-0282638

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0282638

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Validating the usefulness of sectorwise regression of visual field in the central 10°2021

    • Author(s)
      Omoto Takashi、Murata Hiroshi、Fujino Yuri、Matsuura Masato、Yamashita Takehiro、Miki Atsuya、Ikeda Yoko、Mori Kazuhiko、Tanito Masaki、Asaoka Ryo
    • Journal Title

      British Journal of Ophthalmology

      Volume: - Issue: 4 Pages: 497-501

    • DOI

      10.1136/bjophthalmol-2020-317391

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Comparing the usefulness of a new algorithm to measure visual field using the variational Bayes linear regression in glaucoma patients, in comparison to the Swedish interactive thresholding algorithm2021

    • Author(s)
      Murata Hiroshi、Asaoka Ryo、Fujino Yuri、Matsuura Masato、Hirasawa Kazunori、Shimada Satoshi、Shoji Nobuyuki
    • Journal Title

      British Journal of Ophthalmology

      Volume: - Issue: 5 Pages: 2020-318304

    • DOI

      10.1136/bjophthalmol-2020-318304

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Improving structure-function relationship in glaucomatous visual fields by using a Deep Learning-based noise reduction approach2020

    • Author(s)
      Asaoka R, Murata H, Matsuura M, Fujino Y, Yanagisawa M, Yamashita T.
    • Journal Title

      Ophthalmology Glaucoma

      Volume: ** Issue: 3 Pages: 210-217

    • DOI

      10.1016/j.ogla.2020.01.001

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The usefulness of the Deep Learning method of variational autoencoder to reduce measurement noise in glaucomatous visual fields2020

    • Author(s)
      Asaoka R, Murata H, Asano S, Matsuura M, Fujino Y, Miki A, Tanito M, Mizoue S, Mori K, Suzuki K, Yamashita T, Kashiwagi K, Shoji N.
    • Journal Title

      Sci Rep

      Volume: 12 Issue: 1 Pages: 7893-7893

    • DOI

      10.1038/s41598-020-64869-6

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Application of AI in VF Progression in Glaucoma2024

    • Author(s)
      朝岡亮
    • Organizer
      第39回Asia Pacific Academy of Ophthalmology
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] How to Improve the Structure-Function Relationship in Glaucoma?2024

    • Author(s)
      朝岡亮
    • Organizer
      第39回Asia Pacific Academy of Ophthalmology
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] OCT imaging artifacts and abnormalities due to non-glaucomatous diseases, Imaging in Glaucoma: from Basics to Advanced2023

    • Author(s)
      朝岡亮
    • Organizer
      World Glaucoma Congress
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] シンポジウム 緑内障視野-検査と評価の最新アップデート-2022

    • Author(s)
      朝岡亮
    • Organizer
      第33回日本緑内障学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] シンポジウム 緑内障とAI2021

    • Author(s)
      朝岡亮
    • Organizer
      第75回日本臨床眼科学会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 視野とAI技術2020

    • Author(s)
      Asaoka Ryo
    • Organizer
      第9回日本視野画像学会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Corneal biomechanicsと緑内障2020

    • Author(s)
      Asaoka Ryo
    • Organizer
      日本眼科手術学会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Invited

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-12-25  

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