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乳腺超音波検査におけるリアルタイム乳癌検出と悪性度予測人工知能(深層学習)の開発

Research Project

Project/Area Number 22K12872
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 90130:Medical systems-related
Research InstitutionJikei University School of Medicine

Principal Investigator

中田 典生  東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (80237297)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2027-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2026: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2025: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2024: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2023: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords人工知能 / 機械学習 / 深層学習 / 超音波診断 / 乳腺 / 大規模言語モデル
Outline of Research at the Start

乳腺超音波検査動画像から乳腺腫瘤を検出して、その良悪性判定、また悪性と判定した場合はその分子サブタイプおよび予後予測を行う人工知能(以下AI)を開発して、その精度評価を行う。申請者は、今まで超音波静止画像から乳腺腫瘤の良悪性を判定する深層学習を用いたAI診断支援システムを開発してきた。
臨床では超音波検査時、リアルタイムで乳腺の病変を検出する必要があり、動画像に対応するシステム改良が必要である。本研究では申請者がすでに収集した病理診断を診断根拠とした過去7年分の膨大な超音波画像データベースを見直すことにより、患者の術後経過や予後を考慮するとAIによる悪性度予測が可能であると期待される。

Outline of Annual Research Achievements

本研究計画は、乳腺超音波検査動画像から乳腺腫瘤を検出して、その良悪性判定、また悪性と判定した場合はその分子サブタイプおよび予後予測を行う人工知 能(以下AI)を開発して、その精度評価を行う. 2023年度の研究の目標としては、引き続き自施設の乳腺超音波動画像データアーカイブから、リアルタイム動画像乳腺 腫瘤検出および良性判定のためのテストデータを作成することである。2023年度の研究実施計画では、既存の過去7年間の乳腺症例データベースの改修・整理(2023年度):自施設では、2009年から2015年までの7年間の病理組織検査結果を有する乳腺超音波画データベース(全例2992例、内訳は悪性1778例、良性1214 例)が既に構築されている。このデータベースから乳癌の5種類の分子サブタイプ分類(ルミナールA、ルミナールB[HER陰性]、ルミナールB[HER2陽性]、トリプ ルネガティブ、 HER2タイプ)、患者予後(再発転移や遠隔転移の有無、5年生存率)と超音波画像の紐づけ作業を行う(乳腺症例データベースを追加整理)。この超音波画像にはBモード、カラードプラ画像、造影超音波画像が含まれている。この研究のテーマである、乳腺超音波検査の画像から悪性腫瘍の分子サブタイプおよび予後予測を行う人工知能(AI)の研究は、近年進展している分野である。このため、他の研究においても同様の研究が発表されている。そこで、われわれは、ChatGPT等の大規模言語モデルのAIも使用して、より詳細で詳細な所見について分析できるAIの研究開発を進めている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

実際の研究の実施状況としては、データベースから乳癌の5種類の分子サブタイプ分類(ルミナールA、ルミナールB[HER陰性]、ルミナールB[HER2陽性]、トリプ ルネガティブ、 HER2タイプ)、患者予後(再発転移や遠隔転移の有無、5年生存率)と超音波画像の紐づけ作業を行う(乳腺症例データベースを追加整理)作業 が終了しておらず、作業継続中である。

Strategy for Future Research Activity

2024年度半ばまでに、自施設のデータベースから乳癌の5種類の分子サブタイプ分類(ルミナールA、ルミナールB[HER陰性]、ルミナールB[HER2陽性]、トリプル ネガティブ、 HER2タイプ)、患者予後(再発転移や遠隔転移の有無、5年生存率)と超音波画像の紐づけ作業を完了する予定である。その後に リアルタイム動 画像乳腺腫瘤検出および良悪性判定のためのテストデータ作成(2024度)すなわち、自施設には、2020年2月から現在までの全超音波検査の動画像が超音波動画 像集中管理保存システムにて記録保存されている。この記録から、乳腺検査のみを抽出して臨床診断および病理診断から診断名との紐づけを行った動 画像データを作成して、AIのテストデータとする予定である。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2024 2023

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Funded Workshop (1 results)

  • [Journal Article] 【総合健診とAI】医療分野におけるAI革命 画像診断支援からマルチモーダル大規模言語モデルへの展望2023

    • Author(s)
      中田典生
    • Journal Title

      総合健診

      Volume: 51 Pages: 224-228

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Journal Article] Ensemble Learning of Multiple Models Using Deep Learning for Multiclass Classification of Ultrasound Images of Hepatic Masses2023

    • Author(s)
      Nakata Norio、Siina Tsuyoshi
    • Journal Title

      Bioengineering

      Volume: 10 Issue: 1 Pages: 69-69

    • DOI

      10.3390/bioengineering10010069

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 放射線治療におけるAI:特に医療特化型大規模言語モデルについて2024

    • Author(s)
      中田典生
    • Organizer
      第37回高精度放射線外部照射部会学術大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Vision Transformer and Diffusion Classifier Model for Image Classification of Breast Ultrasound Mass Lesions2023

    • Author(s)
      Norio Nakata
    • Organizer
      World Federation for Ultrasound in Medicine and Biology (WFUMB) Congress 2023
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Funded Workshop] World Federation for Ultrasound in Medicine and Biology (WFUMB) Congress 20232023

    • Related Report
      2023 Research-status Report

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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