遺伝病のthin slice撮像と人工知能による磁気共鳴画像診断法の樹立

• Project/Area Number: 21K07651
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 52040:Radiological sciences-related
• Research Institution: Nagoya City University
• Principal Investigator: 中川 基生 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 講師 (60590982)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 齋藤 伸治 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (00281824) ; 野澤 久美子 地方独立行政法人神奈川県立病院機構神奈川県立こども医療センター(臨床研究所), 臨床研究所, 部長 (20619986) ; 下平 政史 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 准教授 (60597821) ; 小澤 良之 名古屋市立大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (90569005)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: AI / 遺伝病 / MRI / 脳神経

Outline of Research at the Start

遺伝病の中には脳形態の異常や特異顔貌をもつ疾患も多い。しかし、それらを客観的に評価する方法は確立されていない。脳実質の評価には通常磁気共鳴画像法(MRI)が用いられるが、従来法ではスライス厚が大きく正確に評価できない。また、特異顔貌も主観的な評価に頼る部分が大きく、客観性に欠ける。近年開発された3.0テスラMRIによりthin slice画像を撮像すれば、脳形態の詳細な評価や3D構築により顔貌の客観的評価が可能となる。また近年人工知能(AI)が発達し画像診断の正診率が向上している。これらを踏まえて本研究では、thin slice画像、かつAIによる補助を用いた新たな遺伝病の診断法を開発する。

Outline of Annual Research Achievements

当院において3DT1強調像が撮像された小児頭部MRI800例、神奈川県立こども医療センターで3DT1強調像が撮像された小児頭部MRI60例の画像データをもちいて、脳梁形態診断をするプログラムをSony社製Neural Network Consoleで作成した。正診率は96%であり、専門家による診断率に近づけることができた。これらの症例の臨床データ、遺伝学的検査結果と比較検討を行った。
本研究による成果は、第83回日本医学放射線学会(横浜)、European Congress of Radiology 2024で発表予定である。

Current Status of Research Progress

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

Reason

研究開始当初はコロナウイルスによる影響で、共同研究施設である神奈川県立こども医療センターとの連携が若干困難であった。しかし、現在遅延を取り戻し当院、共同研究施設の症例収集と解析ソフト作成は順調に進行している。

Strategy for Future Research Activity

AIのプログラムの内容により診断能が多分に変化するため、安定した高い診断能をもつAIプログラムを構築できるよう検討する。また、AIは一般的に学習できる症例が多ければ多いほど診断制度がますため、本研究に参加可能なその他の研究施設を探し、協力を仰ぐ予定である。