| Project/Area Number |
21K08088
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 53020:Cardiology-related
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| Research Institution | Juntendo University |
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Principal Investigator |
代田 浩之 順天堂大学, 保健医療学部, 特任教授 (40197596)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤本 進一郎 順天堂大学, 医学部, 准教授 (70385871)
佐藤 英介 順天堂大学, 保健医療学部, 准教授 (00439150)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
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| Keywords | 冠動脈石灰化スコア / 心電図非同期下胸部単純CT画像 / 人工知能 |
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| Outline of Research at the Start |
冠動脈石灰化スコア(CACS)は無症候性患者においても心血管イベントリスク層別化の有用性が証明されているが、本邦では保険償還が認められておらず、かつ心電図同期下での撮像が必要なためその適応施行が限られている。そこで健康診断や通常診療で撮像されている心電図非同期下胸部単純CT画像から深層学習を用いてCACSや冠動脈狭窄重症度を予測するモデルを作成し精度の高いリスク層別化を実現することを目的とする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和5年度は昨年度にアルゴリズムの開発を終了した、ディープラーニングを用いて心電図同期下胸部単純CTから石灰化スコアを自動測定する解析ソフトを使って、自施設の409例とexternalコホートの400例に対しバリデーション行った結果を論文として報告した（（Takahashi D, Fujimoto D, et al. Eur Heart J Open. 2023）。
心電図非同期下胸部単純CTから人工知能技術を用いて石灰化スコアを計測するアルゴリズムについてはその開発をほぼ終了した。従来計画していたアルゴリズムから、合成非同期胸部単純CT画像を人工的に作成し教師データを増やすことで、心電図同期下胸部単純CTと類似の画像に変換するプロセスの部分を強化し、冠動脈のセグメンテーションに関しては今年度に報告した人工知能を用いた冠動脈石灰化スコア自動化測定アルゴリズムの技術を応用して冠動脈石灰化スコアを算出するプログラムとした。これにより冠動脈全体の石灰化スコアだけでなく、冠動脈枝それぞれのスコアに対しても精度の高い自動化測定が実現されている。このアルゴリズムの開発によりスタンフォード大学より提供されている約200例の画像セットを用いたバリデーションおいて当初開発を進めていたアルゴリズムよりも有意に精度を上昇させることができた。現在我々が多施設研究で既に収集した約100例の画像セットを用いて外的バリデーションを行い、過去に報告されている心電図非同期下胸部単純CTから冠動脈石灰化を測定するアルゴリズムと同等以上の精度への到達を確認している段階である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
令和5年度における研究はやや遅れが生じている。当初は心電図非同期下胸部単純CTから人工知能技術を用いて石灰化スコアを計測する解析ソフトのバリデーションも終了し、当年度で研究を終了する予定であったが、精度をあげるためのアルゴリズムの改良を行ったため当初の予定より遅れが生じた。現在外的バリデーションを施行している段階であり、この結果が過去に報告されている心電図非同期下胸部単純CTから冠動脈石灰化を測定するアルゴリズムと同等以上の精度に到達した段階で終了とする。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和6年度は外的バリデーションを終了し一定の精度に到達しなかった場合は、問題点を抽出しアルゴリズムを改良する。最終的に期待している精度に到達した段階で学会発表、論文報告を行って本研究を終了とする。
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