胸部単純X線画像を用いた肺年齢推定によるCOPDの早期検出および患者介入の実現
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21K21265
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0909:Sports sciences, physical education, health sciences, and related fields
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| Research Institution | Niigata University of Health and Welfare |
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Principal Investigator |
笠井 聡 新潟医療福祉大学, 医療技術学部, 教授 (60842713)
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| Project Period (FY) |
2021-08-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 胸部単純X線画像 / AI / Deep Learning / 年齢推定 / 呼吸機能推定 / 医用画像AI / COPD / 肺年齢 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究の目的は、プライマリケアで広く撮影されている胸部単純X線画像を入力とした画像解析AIにより肺年齢を推定することにより、COPDの早期検出・早期介入を実現することである。本研究を通して、通常、形態診断で利用される胸部単純X線画像から肺機能情報が抽出可能であること、ブラックボックスであるAIの説明根拠を提示することにより、患者の早期検出・介入に効果があることを明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
胸部単純X線画像に関し、2022年度に386,950症例を新たにデータベースに追加し、計743,586症例の大規模データベースを構築した。また、スパイロメトリー検査データに関しても計60,272件のデータを収集し、データベース化を完了。これらのデータは協力施設2年分のデータであり、繰り返し受検者が多いため、同一被検者の経年変化の研究にも発展可能な貴重なデータベースが構築できた。これらのデータベースを用いて複数のAIモデルの構築を行う研究を行い、実年齢の推定、および、呼吸機能(FEV1、努力性肺活量)の推定に関し、高い相関を得た。特に、呼吸機能を推定する研究において、従来、形態的な異常を検出するために撮影されてきた胸部単純X線画像において、呼吸機能に関する情報も保有している可能性が示唆され、興味深い結果を得ることができた。これにより、慢性閉塞性肺疾患（COPD）の早期検出、早期治療につながることが期待される。
研究の成果は、第78回日本放射線技術学会総会にて、タイトル「胸部単純X線画像を用いた年齢推定AIにおける転移学習の効果」として、第194回医療画像情報学会にて、タイトル「胸部 X 線画像から呼吸機能を推定する AI の開発」として、2022年度北米放射線学会（RSNA）にて、タイトル「Feasibility of artificial-intelligence-based prediction for respiratory function using chest radiograph」として発表した。
これらの成果をまとめた論文を作成中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
COVID-19によるデータ収集の遅れ、および、協力医師との打ち合わせの遅延により、若干の遅れが生じた。これにより、研究結果は出ているものの論文の作成遅延に影響が生じた。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在着手済みの論文作成を早期に完了し、さらに、2年分の被検者データベースから呼吸機能の推移に関する研究を実施予定である。
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Report
(2 results)
Research Products
(4 results)
