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繰り返し受診マンモグラムを用いたがんの予兆予測AIの開発

Research Project

Project/Area Number 23K10899
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
Research InstitutionNiigata University of Health and Welfare

Principal Investigator

甲斐 千遥  新潟医療福祉大学, 医療技術学部, 助教 (90963934)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 近藤 敏志  室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 教授 (20821060)
笠井 聡  新潟医療福祉大学, 医療技術学部, 教授 (60842713)
Project Period (FY) 2023-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Keywords医用画像AI / 乳がん / 繰り返し受診 / マンモグラム
Outline of Research at the Start

乳がん検診ではマンモグラフィ検査が推奨されているが、マンモグラム上に明らかな乳がん所見を呈していない場合には、医師による診断も困難であり乳がん所見を指摘することが難しい。いったん所見なしと判定された受診者の中には、自覚症状が出るまで検診を長期間受診せず、発見が遅れてしまう可能性があり、定期的な検診の受診勧奨や乳がんの早期発見が大きな課題となっている。本研究の目的は、明らかな乳がん所見を呈していないマンモグラムからデータ診断を用いた人工知能(AI)によって乳がんの予兆を予測し、定期的な検診の受診や医師による診療へ促すシステムの開発を通して、検診の受診勧奨と乳がんの早期発見に貢献することである。

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、明らかな乳がん所見を呈していないマンモグラムからデータ診断を用いた人工知能(AI)によって乳がんの予兆を予測し、定期的な検診の受診や医師による診療へ促すシステムの開発を通して、検診の受診勧奨と乳がんの早期発見に貢献することである。
乳がんの予兆を評価するためには、マンモグラムの比較読影・比較評価が重要となる。そこで本年度は、乳腺量や乳腺構造の左右比較と経時的変化の定量化AIアルゴリズムの開発に取り組んだ。
乳腺量の評価においては、マンモグラムから乳腺量を推定するAIの開発と臨床評価を実施した。乳腺構造の評価においては、マンモグラムの左右差もしくは経時変化の差分を強調するために、マンモグラムのサブトラクション処理を開発した。軟組織からなる乳房では、ポジショニングが難しく毎回同じ画像を再現できないという課題に対し、複数角度から撮影されたマンモグラムから乳房内の局所的乳腺構造の対応点を推定することで、マンモグラム同士の位置合わせを行い、位置合わせを行ったマンモグラムの差分処理を行うことで、サブトラクション処理を実現している。また、位置合わせ精度については乳腺量や乳房厚などのマンモグラムから算出される因子ごとに解析することで、臨床的有用性の評価に着手している。
今後は、開発した定量化AIを臨床評価に適用することで、明らかな乳がん所見を呈していないマンモグラムから乳がんの予兆を評価することができるのか検証していく。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究では繰り返し受診のマンモグラムがポイントとなる。軸となる乳腺量や乳腺構造の左右比較と経時的変化の定量化AIアルゴリズムの開発に取り組むことができた。現在は学会発表と論文化に向けて成果をまとめているところである。

Strategy for Future Research Activity

乳がんの予兆予測AIアルゴリズムの開発のために、現在実施しているAI開発には引き続き努める。今後は、本AIを用いた乳がんの予兆予測を確認するための臨床評価に力を入れ、論文執筆まで完了させたい。

Report

(1 results)
  • 2023 Research-status Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2024 2023 Other

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

  • [Journal Article] Identifying factors that indicate the possibility of non-visible cases on mammograms using mammary gland content ratio estimated by artificial intelligence2024

    • Author(s)
      Kai Chiharu、Otsuka Tsunehiro、Nara Miyako、Kondo Satoshi、Futamura Hitoshi、Kodama Naoki、Kasai Satoshi
    • Journal Title

      Frontiers in Oncology

      Volume: 14

    • DOI

      10.3389/fonc.2024.1255109

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Automated Estimation of Mammary Gland Content Ratio Using Regression Deep Convolutional Neural Network and the Effectiveness in Clinical Practice as Explainable Artificial Intelligence2023

    • Author(s)
      Kai Chiharu、Ishizuka Sachi、Otsuka Tsunehiro、Nara Miyako、Kondo Satoshi、Futamura Hitoshi、Kodama Naoki、Kasai Satoshi
    • Journal Title

      Cancers

      Volume: 15 Issue: 10 Pages: 2794-2794

    • DOI

      10.3390/cancers15102794

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Evaluation of Subtraction Processing for Mammograms Analyzed by Breast Density and Thickness2024

    • Author(s)
      Chiharu Kai, Satoshi Kondo, Tsunehiro Otsuka, Hitoshi Futamura, Satoshi Kasai
    • Organizer
      17th International Workshop on Breast Imaging
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] マンモグラムの左右比較手法の検討2023

    • Author(s)
      坂井凛香, 福島祥之, 甲斐千遥, 大塚恒博, 二村仁, 笠井聡, 近藤敏志
    • Organizer
      画像の認識・理解シンポジウム(MIRU)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Remarks] researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/chiharu-kai

    • Related Report
      2023 Research-status Report

URL: 

Published: 2023-04-13   Modified: 2024-12-25  

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