人工知能を用いた膵癌CT自動診断システム開発とスクリーニング・早期診断への応用
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22K07638
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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 52040:Radiological sciences-related
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
祖父江 慶太郎 神戸大学, 医学部附属病院, 准教授 (90622027)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村上 卓道 神戸大学, 医学研究科, 教授 (20252653)
上嶋 英介 神戸大学, 医学部附属病院, 助教 (40645561)
上野 嘉子 神戸大学, 医学研究科, 助教 (50625134)
増田 充弘 神戸大学, 医学研究科, 講師 (60512530)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | 膵癌 / 人工知能 / 造影CT / 深層学習 / スクリーニング / 早期診断 |
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| Outline of Research at the Start |
膵癌は生命予後が最も不良な癌であるが、早期診断された膵癌では5年生存率が80%を超える群が存在する。一方、膵癌は効果的なスクリーニング法が確立されていない上に早期膵癌は腫瘤としての形状を同定しにくいため、放射線科診断専門医でもCTで発見することは容易でない。
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| Outline of Annual Research Achievements |
腹部造影CT画像に対して画像AI技術を用い、膵腫瘤および膵癌に付随する頻度の高い二次所見（主膵管拡張、主膵管狭窄、膵萎縮）の自動検出による膵癌自動診断システムの構築を試みた。深層学習を用いて、膵実質、膵管、腫瘤の各領域を自動抽出し、抽出結果に基づき膵腫瘤性病変ならびに二次所見の有無を判定可能なAIエンジンを構築した。トレーニングセット・バリデーションセットとして膵癌群587例、対照群432例を用い、テストデータとして関連施設より収集した膵癌群62例、対照群90症例を対象に、膵腫瘤検出AI単独による膵癌検出精度ならびに膵腫瘤検出AIと二次所見検出AIの組合せによる膵癌検出精度を評価・算出した。
テストデータにおける腫瘤検出AIのみによる膵癌検出能は、感度73.3%、特異度96.7%であった。腫瘤検出AIと二次所見検出AIの組合せによる膵癌検出能は、感度93.5%、特異度84.4%であった。二次所見検出AIを組み合わせることにより検出感度が向上するとともに、腫瘤検出AI単独では検出できなかったTisやT1等の小膵癌に対しても検出成功例が増加した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究全体のスケジュールのうち、① 人工知能を用いたCTによる膵癌自動診断アルゴリズム構築、② 早期膵癌におけるCT画像の特徴抽出と自動診断アルゴリズム構築、が順調に実施されているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度に実施された、① 人工知能を用いたCTによる膵癌自動診断アルゴリズム構築、② 早期膵癌におけるCT画像の特徴抽出と自動診断アルゴリズム構築、に加えて、③ 膵癌自動診断システムを用いた膵癌スクリーニング・早期診断の臨床試験実施、に向けて研究を遂行する予定である。
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Report
(1 results)
Research Products
(7 results)
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[Journal Article] Integrated analysis of tertiary lymphoid structures in relation to tumor-infiltrating lymphocytes and patient survival in pancreatic ductal adenocarcinoma2023
Author(s)
Tanaka T, Masuda A, Inoue J, Hamada T, Ikegawa T, Toyama H, Sofue K, Shiomi H, Sakai A, Kobayashi T, Tanaka S, Nakano R, Yamada Y, Ashina S, Tsujimae M, Yamakawa K, Abe S, Gonda M, Masuda S, Inomata N, Uemura H, Kohashi S, Nagao K, Kanzawa M, Itoh T, Ueda Y, Fukumoto T, Kodama Y
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Journal Title
Journal of Gastroenterology
Volume: 58
Issue: 3
Pages: 277-291
DOI
Related Report
Peer Reviewed
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[Journal Article] Deep learning image reconstruction to improve accuracy of iodine quantification and image quality in dual-energy CT of the abdomen: a phantom and clinical study2022
Author(s)
Fukutomi A, Sofue K, Ueshima E, Negi N, Ueno Y, Tsujita Y, Yabe S, Yamaguchi T, Shimada R, Kusaka A, Hori M, Murakami T
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Journal Title
European Radiology
Volume: 33
Issue: 2
Pages: 1388-1399
DOI
Related Report
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