AI技術によるインスリン自己注射管理指導のためのエコーシステムの開発

Research Project

Project/Area Number	21K10568
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 58050:Fundamental of nursing-related
Research Institution	Japan Healthcare University (2022) Hokkaido University (2021)
Principal Investigator	菊地実日本医療大学, 保健医療学部, 准教授 (70642411)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	永瀬晃正東京医科大学, 医学部, 兼任准教授 (10408114) 吉田祐子札幌保健医療大学, 保健医療学部, 講師 (10646805) 杉森博行北海道大学, 保健科学研究院, 准教授 (20711899)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000) Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000) Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2021: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords	システム構築 / 画像自動判読 / エコーファントム / 携帯型超音波診断装置 / AI / 自動画像判読 / インスリン由来アミロイドーシス / 超音波画像診断 / 人工知能 / 皮下硬結 / インスリン療法
Outline of Research at the Start	本研究は、AI（人工知能）技術による糖尿病インスリン治療に合併する皮下硬結の超音波画像自動判読システムを構築し、このシステムを看護師が自己注射管理指導に実践活用することを目指し、皮下硬結から生じるインスリン薬効の不応性による血糖不安定、インスリン製剤の過剰投与などを改善し、糖尿病患者の利益さらには国民医療費軽減へ寄与することを期待するものである。
Outline of Annual Research Achievements	当該年度の研究は新型コロナウィルス感染拡大の影響があり、前年度ほどではなかったものの、計画どおりには進まない状況が継続したが、AIによるエコー画像判読システムに使用するハードウェア（タブレット型超音波診断装置、自動画像判読システム起動用パソコン、関連周辺機器）については調達が完了し、自動画像判読システム起動のためのソフトウェアのインストール、機器間の接続調整など順調に進めることができたため、全体システムの構築は概ね完了することができた。画像判読システムの設定後に動作検証を行った結果、これまで準備した深層学習用の教師データが上手く起動せず自動画像判読に不具合が発生したため、新たに本システムのタブレット型エコー装置による教師データの収集が必要なことが判明した。そのため、研究協力施設においてデータ収集を依頼するため、データ収集に伴う研究倫理申請を行い、データ収集の実行準備を進めているところである。また、エコーファントムを使った画像判読システムの真正性、正確性の検証については、研究協力者であるOST株式会社池田氏とエコーファントムの作成を進めており、１回目の試作品の評価を行った結果、改良が必要となり、現在は２回目の試作品の完成待ち状態で、改良版が完成次第再度検証を行う。研究成果の報告については、日本工業出版　超音波TECHNOへ本研究のシステムについての論文を投稿し、特集：臨床現場での活躍が期待される医療超音波検査技術に掲載された(超音波TECHNO 2023.3-4 vol.35 no.2 p17-20)。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 当該年度は新型コロナウィルス感染拡大が最大規模となり、行動制限によりシステム構築ならびに研究使用機材の打ち合わせ等ができない時期もあり研究進行に障害があった。
Strategy for Future Research Activity	画像判読システムの教師データの収集とその後の検証を実施する。さらに、画像判読システムの真正性、正確性の検証に使用するエコーファントムを完成させ、検証実験を行う。研究成果の報告については、超音波医学会関連の研究報告会で発表し、学会誌への論文投稿の準備を進める。