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画像不変量を用いたEGFR変異サブタイプ別TKI治療予後シミュレータの開発

Research Project

Project/Area Number 21J12635
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 52040:Radiological sciences-related
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

二宮 健太  九州大学, 医学系学府, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2021-04-28 – 2022-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Keywordsレディオミクス / トポロジー / EGFR遺伝子変異 / 機械学習 / 肺がん
Outline of Research at the Start

肺癌における上皮成長因子受容体(EGFR)遺伝子変異において、EGFRチロシンキナーゼ阻害薬(TKI)を用いた個別化治療は非常に有用性が高い。しかしTKI治療開始からおよそ一年後には、約50%の患者で処方された薬剤への肺癌細胞の耐性獲得が起こり、治療予後が著しく悪化するため、治療法の再検討が必要となる。そこで、最適な治療法変更タイミングを予測できる手法が望まれるが、現在の遺伝子検査では耐性獲得の有無やそれらが起こる時期などを事前に予測できない。本研究では、先進的な医用画像解析技術開発を行い、人工知能技術を応用することで、高い精度でTKI治療予後シミュレーションを行うシステムを開発する。

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、肺がんの遺伝子変異のサブタイプ鑑別のための位相幾何学不変量のベッチ数を用いた新たな特徴量および分類モデルの開発を行った。肺がんのCT画像からベッチ数を計算し、それらを画像化するベッチ数マップを計算する手法を開発した。ベッチ数マップからヒストグラムやテクスチャ特徴量(ベッチ数特徴量)を計算した。サポートベクターマシンを用いてベッチ数特徴量に基づいたEGFR変異の有無とサブタイプの鑑別モデルを構築し、鑑別精度の比較を行った。また、精度比較のため三次元のCT画像から抽出した従来特徴量に基づいた分類モデルを構築した。EGFR変異鑑別と変異のサブタイプ分類においてベッチ数特徴量を用いた場合に従来特徴量よりも高い精度を示した。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2022 2021

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Synergistic combination of a topologically invariant imaging signature and a biomarker for the accurate prediction of symptomatic radiation pneumonitis before stereotactic ablative radiotherapy for lung cancer: A retrospective analysis2022

    • Author(s)
      K. Ninomiya, H. Arimura, T. Yoshitake, T. Hirose and Y. Shioyama
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: - Issue: 1 Pages: e0263292-e0263292

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0263292

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Computational Prediction of Symptomatic RP Based on Planning Computed Tomography Images Using Topologically Invariant Betti Numbers Prior to Stereotactic Body Radiation Therapy2021

    • Author(s)
      K. Ninomiya
    • Organizer
      2021 AAPM Annual Meeting
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Radiogenomic imaging biopsy for EGFR-Mutated patients with non-small cell lung cancer based on contrast CT images using invariant Betti numbers2021

    • Author(s)
      K. Ninomiya
    • Organizer
      the 121th Scientific Meeting of the Japan Society of Medical Physics
    • Related Report
      2021 Annual Research Report

URL: 

Published: 2021-05-27   Modified: 2024-03-26  

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