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Developing an Explanatory Medical AI System Using Radiological Images

Research Project

Project/Area Number 21K07656
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 InstitutionTeikyo University

Principal Investigator

Kotoku Jun'ichi  帝京大学, 医療技術学部, 教授 (70450195)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords人工知能 / 医療データ / 説明可能性 / 放射線画像 / 医療AI / 解釈可能性 / 放射線診断
Outline of Research at the Start

本研究の目的は,説明可能な医療AIのための数理モデルの開発である.医療AIの精度の近年の向上には目を見張るものがあるが,現実の医療現場には今ひとつ浸透していないのが現状である.大きな障害となっているのは,医師が画像を含む医療AIの判断を納得して自らの判断に取り込むことができないということであろう.医師をはじめとする医療スタッフが医療AIを道具として医療を進めるためには,説明可能性は必須の事項である.
本研究では,医用画像などから診断根拠を提示できる診断技術の開発を行い,医療現場で医師が安心して判断の根拠の一つとして使えるような,説明可能性の技術の開発を目指す.

Outline of Final Research Achievements

This study aims to develop a method to enhance the interpretability of the basis of judgment, which has been a significant barrier to the adoption of medical AI in clinical practice. In this study, we developed a method to control the basis of judgment of a model to an anatomically plausible part. Additionally, we conducted applied research on the National Health Insurance Big Data of Osaka Prefecture data and on the prognostic prediction of heart failure patients.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

医学AIの性能は,エキスパートの医師に匹敵するほどまで達している分野もあるなかで,臨床の普及の妨げとなっている判断根拠の不透明さを向上させることで,医療AIの普及や,医療の質の向上に大きく貢献できる.

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (46 results)

All 2024 2023 2022 2021 Other

All Journal Article (14 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 13 results,  Open Access: 9 results) Presentation (23 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 8 results) Book (1 results) Remarks (5 results) Patent(Industrial Property Rights) (3 results)

  • [Journal Article] Sparse-view image reconstruction with total-variation minimization applied to sparsely sampled projection data from SiPM-based photon-counting CT2024

    • Author(s)
      Sato D.、Arimoto M.、Kotoku J.、Kawashima H.、Kobayashi S.、Okumura K.、Murakami K.、Lucyana F.、Tomoda T.、Kataoka J.、Sagisaka M.、Terazawa S.、Shiota S.
    • Journal Title

      Journal of Instrumentation

      Volume: 19 Issue: 2 Pages: C02010-C02010

    • DOI

      10.1088/1748-0221/19/02/c02010

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    • Author(s)
      Hirata Yukina、Tsuji Takumasa、Kotoku Jun'ichi、Sata Masataka、Kusunose Kenya
    • Journal Title

      Heart

      Volume: 110 Issue: 8 Pages: 586

    • DOI

      10.1136/heartjnl-2023-323320

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    • Author(s)
      Kusunose Kenya、Tsuji Takumasa、Hirata Yukina、Takahashi Tomonori、Sata Masataka、Sato Kimi、Albakaa Noor、Ishizu Tomoko、Kotoku Jun’ichi、Seo Yoshihiro、Izumo Masaki、Okada Atsushi、Izumi Chisato、Inami Shu、Takeda Yasuharu、Onishi Toshinari、Izumi Yuki、Kumagai Akiko、Fukuda Tomoko、Takahashi Naohiko、et al.
    • Journal Title

      European Heart Journal Open

      Volume: 4 Issue: 1 Pages: 136-136

    • DOI

      10.1093/ehjopen/oead136

    • URL

      https://pure.teikyo.jp/en/publications/92ebd438-f45c-44fe-8044-210aa6fd22b9

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      Kusunose Kenya、Hirata Yukina、Yamaguchi Natsumi、Kosaka Yoshitaka、Tsuji Takumasa、Kotoku Jun’ichi、Sata Masataka
    • Journal Title

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      Volume: 10 Pages: 1081628-1081628

    • DOI

      10.3389/fcvm.2023.1081628

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    • Author(s)
      Tsuji T, Hirata Y, Kusunose K, Sata M, Kumagai S, Shiraishi K, Kotoku J
    • Journal Title

      BMC Medical Imaging

      Volume: 23 Issue: 1 Pages: 1-18

    • DOI

      10.1186/s12880-023-01019-0

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      Kataoka Akihisa、Takata Takeshi、Yanagawa Ayaka、Kito Kento、Arakawa Masataka、Ishibashi Ruri、Katayama Taiga、Mitsui Miho、Nagura Fukuko、Kawashima Hideyuki、Hioki Hirofumi、Watanabe Yusuke、Kozuma Ken、Kotoku Jun’ichi
    • Journal Title

      JACC: Asia

      Volume: 3 Issue: 2 Pages: 301

    • DOI

      10.1016/j.jacasi.2022.12.008

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      Volume: 64 Issue: 2 Pages: 379

    • DOI

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      Japanese Journal of Medical Physics (Igakubutsuri)

      Volume: 42 Issue: 3 Pages: 123-142

    • DOI

      10.11323/jjmp.42.3_123

    • ISSN
      1345-5354, 2186-9634
    • Year and Date
      2022-09-30
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      情報処理

      Volume: 63 Issue: 2 Pages: d19-d47

    • DOI

      10.20729/00215856

    • NAID

      170000186215

    • Year and Date
      2022-01-15
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    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 12 Issue: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-022-20149-z

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      Toyoda T.、Kataoka J.、Sagisaka M.、Arimoto M.、Sato D.、Yoshiura K.、Kawashima H.、Kobayashi S.、Kotoku J.、Terazawa S.、Shiota S.、Ueda M.
    • Journal Title

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment

      Volume: 1040 Pages: 167181-167181

    • DOI

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      Kusunose Kenya、Hirata Yukina、Yamaguchi Natsumi、Kosaka Yoshitaka、Tsuji Takumasa、Kotoku Jun’ichi、Sata Masataka
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      Volume: 9 Pages: 1703-1703

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      Volume: 913 Issue: 2 Pages: 83-83

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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