Cancer Diagnosis and Prognosis Assistance Based on Multidisciplinary Computational Anatomy

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Multidisciplinary computational anatomy and its application to highly intelligent diagnosis and therapy
• Project/Area Number: 26108007
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 仁木 登 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 非常勤講師 (80116847)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 河田 佳樹 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 教授 (70274264) ; 鈴木 秀宣 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 助教 (50546710) ; 島田 光生 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 教授 (10216070) ; 原田 雅史 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 教授 (20228654) ; 安倍 正博 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 教授 (80263812) ; 井本 逸勢 愛知県がんセンター(研究所), 分子遺伝学分野, 分野長 (30258610) ; 梅谷 啓二 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 特別嘱託研究職員 (50344396) ; 楠本 昌彦 国立研究開発法人国立がん研究センター, 中央病院, 科長 (90252767) ; 石井 源一郎 国立研究開発法人国立がん研究センター, 先端医療開発センター, 分野長 (00270869) ; 飯沼 元 国立研究開発法人国立がん研究センター, 中央病院, 医長 (60222824) ; 青景 圭樹 国立研究開発法人国立がん研究センター, 東病院, 医員 (20544753) ; 松元 祐司 国立研究開発法人国立がん研究センター, 中央病院, 医員 (00600579) ; 中野 恭幸 滋賀医科大学, 医学部, 教授 (00362377) ; 阪井 宏彰 京都大学, 医学研究科, 非常勤講師 (50362489)
• Project Period (FY): 2014-07-10 – 2019-03-31
• Keywords: 多元計算解剖モデル / 腫瘍診断支援システム / 肺を中心に大腸・腎臓に発生する悪性腫瘍の本態解明 / 3次元ミクロからマクロの病態

Outline of Annual Research Achievements

本研究は，健康寿命を短縮する危険度の高い悪性腫瘍（肺，大腸，腎臓）の早期発見とライフステージに応じた適切な治療管理による重症化予防を実現するために，多元計算解剖モデルによる肺を中心に大腸・腎臓に発生する悪性腫瘍の本態解明に挑み，これに基づいて高度知能化した腫瘍診断支援システムを研究開発するものである．4次元CT，広視野μCT, PET/CTの最先端イメージングの画像情報を中心にして臨床・病理・遺伝子情報と効果的に融合して悪性腫瘍の本態解明を導く．肺を中心に大腸・腎臓を対象に悪性腫瘍発病・進化過程をマルチスケール・マルチモダリティ画像と臨床・病理・遺伝子情報を用いてA01で実現される多元計算解剖モデルの基礎数理に基づいて数理統計的に統合解析する．このため，1．マルチスケール・マルチモダリティ画像データベース構築（3次元ミクロ・マクロ画像情報，臨床・病理・遺伝子情報の集積），2．基礎研究（マクロからミクロレベルの画像による病態の解明，画像情報と遺伝子情報の統合解析），3．開発研究（罹患ハイリスクグループの層別化，悪性腫瘍の進化の定量化，鑑別・予後予測技術の創出とそれを利活用したシステムの構築），4．実用化研究（腫瘍診断・治療支援システム開発と臨床現場での評価）を行う．
本年度は，協力医療機関の倫理審査委員会の承認を得て画像データベース構築を継続して実施し，基礎・開発研究に重点をおいて画像情報と遺伝子情報の統合解析，3次元ミクロからマクロ構造の解析技術，肺を中心に大腸・腎臓の形態・機能解析技術，悪性腫瘍の進化の定量化，鑑別・予後予測技術の研究開発を推進し，これらの技術に基づいた腫瘍診断・治療支援システム開発を行い，その有用性の評価を実施した．

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Cleveland Clinic/Harvard Medical School(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: Cleveland Clinic/Harvard Medical School
• [Journal Article] Pulmonary blood vessels extraction from dual-energy CT images using a synchrotron radiation micro-CT (2019)
  • Author(s): K. Saito, S. Ohnishi, S. Fuketa, Y. Kawata, N. Niki, K. Umetani, H. Sakai, Y. Nakano, T. Okamoto, H. Itoh
  • Journal Title: Proc. SPIE 10953, SPIE Medical Imaging 2019 Volume: - Pages: 109530G
  • DOI: 10.1117/12.2512369
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Computer-aided CT image features improving the malignant risk prediction in pulmonary nodules suspicious for lung cancer (2019)
  • Author(s): Y. Kawata, T. Kageyama, N. Niki, M. Kusumoto, H. Ohmatsu, K. Aokage, G. Ishii, Y. Matsumoto, T. Tsuchida, K. Eguchi, M. Kaneko
  • Journal Title: Proc. SPIE 10950, SPIE Medical Imaging 2019 Volume: - Pages: 109501J
  • DOI: 10.1117/12.2512614
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Deep radiomic precision CT imaging for prognostic biomarkers for interstitial lung diseases (2019)
  • Author(s): T. Uemura, M. Matsuhiro, C. Watari, J. Nappi, R. Nasirudin, T. Hironaka, Y. Kawata, N. Niki, H. Yoshida
  • Journal Title: Proc. SPIE 10954, SPIE Medical Imaging 2019 Volume: - Pages: 109541E
  • DOI: 10.1117/12.2512058
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Metastatic lymph node analysis of colorectal cancer using quadruple-phase CT images (2019)
  • Author(s): K. Bando, R. Nishimoto, H. Suzuki, Y. Kawata, N. Niki, G. Iinuma
  • Journal Title: Proc. SPIE 10950, SPIE Medical Imaging 2019 Volume: - Pages: 109503U
  • DOI: 10.1117/12.2512738
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cryobiopsy during flex-rigid pleuroscopy: an emerging alternative biopsy method in malignant pleural mesothelioma. A comparative study of pathology. (2019)
  • Author(s): Nakai T, Matsumoto Y, Sasada S, Tanaka M, Tsuchida T, Ohe Y, Motoi N.
  • Journal Title: Jpn J Clin Oncol. Volume: - Pages: -
  • DOI: 10.1093/jjco/hyz032.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Differences of tumor microenvironment between stage I lepidic-positive and lepidic-negative lung adenocarcinomas. (2018)
  • Author(s): Katsumata S, Aokage K, Miyoshi T, Tane K, Nakamura H, Sugano M, Kojima M, Fujii S, Kuwata T, Ochiai A, Hayashi R, Tsuboi M, Ishii G.
  • Journal Title: J Thorac Cardiovasc Surg Volume: 156(4) Pages: 1679-1688
  • DOI: 10.1016/j.jtcvs.2018.05.053
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The ratio of cancer cells to stroma within the invasive area is a histologic prognostic parameter of lung adenocarcinoma. (2018)
  • Author(s): Ichikawa T, Aokage K, Sugano M, Miyoshi T, Kojima M, Fujii S, Kuwata T, Ochiai A, Suzuki K, Tsuboi M, Ishii G.
  • Journal Title: Lung Cancer Volume: 118 Pages: 30-35
  • DOI: 10.1016/j.lungcan
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nintedanib prevented fibrosis progression and lung cancer growth in idiopathic pulmonary fibrosis. (2018)
  • Author(s): Fukunaga K, Yokoe S, Kawashima S, Uchida Y, Nakagawa H, Nakano Y.
  • Journal Title: Respirol Case Rep. Volume: 6(8) Pages: e00363
  • DOI: 10.1002/rcr2.363
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Sub-solid nodule detectability in seven observers of seventy-nine clinical cases: comparison between ultra-low-dose chest digital tomosynthesis with iterative reconstruction and chest radiography by receiver-operating characteristics analysis. (2018)
  • Author(s): Nagatani Y, Takahashi M, Ikeda M, Nitta N, Miyata K, Hanaoka J, Nakano Y, Matsuo S, Hamada Y, Sonoda A, Otani H, Ushio N, Ohta S, Murakami Y, Kaneko C, Inoue A, Kida T, Murata K.
  • Journal Title: European Journal of Radiology Volume: 107 Pages: 166-174
  • DOI: 10.1016/j.ejrad.2018.08.006.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Influence of Ground Glass Opacity and the Corresponding Pathological Findings on Survival in Patients with Clinical Stage I Non-Small Cell Lung Cancer. (2018)
  • Author(s): Aokage K, Miyoshi T, Ishii G, Kusumoto M, Nomura S, Katsumata S, Sekihara K, Tane K, Tsuboi M.
  • Journal Title: J Thorac Oncol. Volume: 13(4) Pages: 533-542
  • DOI: 10.1016/j.jtho.2017.11.129.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Radiologic-Pathologic Correlation of Solid Portions on Thin-section CT Images in Lung Adenocarcinoma: A Multicenter Study. (2018)
  • Author(s): Yanagawa M, Kusumoto M, Johkoh T, Noguchi M, Minami Y, Sakai F, Asamura H, Tomiyama N, Investigators of JSTR Lung Cancer Working Group.
  • Journal Title: Clin Lung Cancer. Volume: 19(3) Pages: e303-e312
  • DOI: 10.1016/j.cllc.2017.12.005.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] High-resolution wide-field synchrotron radiation micro-CT for large human lung specimen imaging (2018)
  • Author(s): Umetani Keiji, Itoh Harumi, Yoshiki Kawata, Noboru Niki
  • Journal Title: Proc. SPIE 10816, SPIE Volume: - Pages: 108160A
  • DOI: 10.1117/12.2501282
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A GWAS identifies gastric cancer susceptibility loci at 12q24.11-1 12 and 20q11.21. (2018)
  • Author(s): Tanikawa C, Kamatani Y, Toyoshima O, Sakamoto H, Ito H, Takahashi A, Momozawa Y, Hirata M, Fuse N, Takai-Igarashi T, Shimizu A, Sasaki M, Yamaji T, Sawada N, Iwasaki M, Tsugane S, Naito M, Hishida A, Wakai K, Furusyo N, Murakami Y, Nakamura Y, Imoto I, et al.
  • Journal Title: Cancer Sci. Volume: 109(12) Pages: 4015-4024
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Genome-wide association study to identify a new susceptibility locus for central serous chorioretinopathy in the Japanese population. (2018)
  • Author(s): Miki A, Sakurada Y, Tanaka K, Semba K, Mitamura Y, Yuzawa M, Tajima A, Nakatochi M, Yamamoto K, Matsuo K, Imoto I, Honda S.
  • Journal Title: Invest Ophthalmol Vis Sci. Volume: 59(13) Pages: 5542-5547
  • DOI: 10.1167/iovs.18-25497.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Genome-wide association study identifies ERBB4 on 2q34 as a novel locus associated with sperm motility in Japanese men. (2018)
  • Author(s): Sato Y, Tajima A, Sato T, Nozawa S, Yoshiike M, Imoto I, Yamauchi A, Iwamoto T.
  • Journal Title: J Med Genet. Volume: 55(6) Pages: 415-421
  • DOI: 10.1136/jmedgenet-2017-104991.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 胸部CT画像・診療情報による肺結節の悪性リスクモデルの構築 (2019)
  • Author(s): 景山 健, 河田 佳樹, 鈴木 秀宣, 仁木 登, 楠本 昌彦, 大松 広伸, 青景 圭樹, 土田 敬明, 松元 裕司, 江口 研二, 金子 昌弘
  • Organizer: 第26回日本CT検診学会学術集会
• [Presentation] 胸部3次元CT画像を用いたじん肺の粒状影の定量的評価 (2019)
  • Author(s): 日野 公貴, 松廣 幹雄, 鈴木 秀宣, 河田 佳樹, 仁木 登, 加藤 勝也, 岸本 卓巳, 芦澤 和人
  • Organizer: 第26回日本CT検診学会学術集会
• [Presentation] 3時相造影CT画像を用いた大腸がんの転移性リンパ節解析 (2019)
  • Author(s): 坂東 佳祐, 西本 廉, 鈴木 秀宣, 河田 佳樹, 仁木 登, 飯沼 元
  • Organizer: 第26回日本CT検診学会学術集会
• [Presentation] 低線量ＣＴ肺がん検診のCADe/CADxシステム (2019)
  • Author(s): 仁木 登
  • Organizer: 第11回呼吸機能イメージング研究会学術集会
  • Invited
• [Presentation] 拡大CT画像を用いた肺腺がん(病期IA)のコンピュータ支援予後予測 (2019)
  • Author(s): 河田 佳樹, 仁木 登, 楠本 昌彦, 大松 広伸, 青景 圭樹, 石井 源一郎, 土田 敬明, 松元 裕司, 江口 研二, 金子 昌弘
  • Organizer: 第11回呼吸機能イメージング研究会学術集会
• [Presentation] 低線量3次元CT画像を用いた骨粗鬆症診断支援システム (2019)
  • Author(s): 鈴木 秀宣, 河田 佳樹, 仁木 登, 中野 恭幸, 楠本 昌彦, 土田 敬明, 江口 研二, 金子 昌弘
  • Organizer: 第11回呼吸機能イメージング研究会学術集会
• [Presentation] 放射光CTによる気管支・血管ベース肺3次元構造解析 (2019)
  • Author(s): 大西 悟, 斉藤 くるみ, 泓田 彰汰, 河田 佳樹, 仁木 登, 梅谷 啓二, 岡本 俊宏, 阪井 宏彰, 中野 恭幸, 伊藤 春海
  • Organizer: 第11回呼吸機能イメージング研究会学術集会
• [Presentation] 長期経年低線量CT画像を用いた肺気腫関連SNPの探索, (2019)
  • Author(s): 野﨑 元貴, 遠藤 和輝, 守本 達郎, 鈴木 秀宣, 河田 佳樹, 仁木 登, 丹下 正一朗, 増田 清士, 井本 逸勢, 金子 昌弘,
  • Organizer: 電子情報通信学会技術研究報告医用画像
• [Presentation] 3時相腹部造影CT画像による直腸がんの領域リンパ節解析, (2019)
  • Author(s): 西本 廉, 坂東 佳祐, 鈴木 秀宣, 河田 佳樹, 仁木 登, 飯沼 元,
  • Organizer: 電子情報通信学会技術研究報告医用画像
• [Presentation] 胸部CT画像・診療情報による肺がん確率予測モデルの構築, (2019)
  • Author(s): 景山 健, 河田 佳樹, 仁木 登, 楠本 昌彦, 大松 広伸, 青景 圭樹, 土田 敬明, 松元 裕司, 江口 研二, 金子 昌弘,
  • Organizer: 電子情報通信学会技術研究報告医用画像
• [Presentation] 放射光CT画像による肺3次元ミクロ構造の血管系解析, (2019)
  • Author(s): 泓田 彰汰, 斉藤 くるみ, 大西 悟, 河田 佳樹, 仁木 登, 梅谷 啓二, 阪井 宏彰, 中野 恭幸, 岡本 俊宏, 伊藤 春海,
  • Organizer: 電子情報通信学会技術研究報告医用画像
• [Presentation] 低線量ＣＴ肺がん検診のCADe/CADxシステム (2018)
  • Author(s): 河田 佳樹，鈴木 秀宣，仁木 登
  • Organizer: 画像電子学会 第288回研究会
  • Invited
• [Presentation] 多時相造影CT画像を用いた腎臓解析, (2018)
  • Author(s): 松下 和樹, 岩﨑 正弥, 鈴木 秀宣, 河田 佳樹, 仁木 登, 飯沼 元,
  • Organizer: 電子情報通信学会技術研究報告医用画像
• [Presentation] 3次元CT画像を用いたじん肺の重症度診断基準に関する粒状影の定量的評価, (2018)
  • Author(s): 日野 公貴, 松廣 幹雄, 鈴木 秀宣, 河田 佳樹, 仁木 登, 加藤 勝也, 岸本 卓巳, 芦澤 和人,
  • Organizer: 電子情報通信学会技術研究報告医用画像
• [Presentation] ゲノム・画像情報を用いた早期COPD検診法の研究開発, (2018)
  • Author(s): 野﨑 元貴, 遠藤 和輝, 守本 達郎, 鈴木 秀宣, 河田 佳樹, 仁木 登, 丹下 正一朗, 増田 清士, 井本 逸勢, 金子 昌弘,
  • Organizer: 電子情報通信学会技術研究報告医用画像
• [Presentation] 造影マルチスライスCT画像における大腸がんの転移性リンパ節解析 (2018)
  • Author(s): 坂東 佳祐, 鈴木 秀宣, 河田 佳樹, 仁木 登, 飯沼 元
  • Organizer: 第37回日本医用画像工学会大会
• [Presentation] 3次元CT画像を用いたじん肺の重症度診断基準の定量的評価 (2018)
  • Author(s): 日野 公貴, 松廣 幹雄, 鈴木 秀宣, 河田 佳樹, 仁木 登, 加藤 勝也, 岸本 卓巳, 芦澤 和人
  • Organizer: 第37回日本医用画像工学会大会
• [Presentation] 多時相造影CT画像を用いた腎臓解析 (2018)
  • Author(s): 松下 和樹, 鈴木 秀宣, 河田 佳樹, 仁木 登, 飯沼 元
  • Organizer: 第37回日本医用画像工学会大会
• [Presentation] 放射光CT画像による肺細葉の3次元構造解析 (2018)
  • Author(s): 泓田 彰汰, 斉藤 くるみ, 大西 悟, 河田 佳樹, 仁木 登, 梅谷 啓二, 阪井 宏彰, 中野 恭幸, 岡本 俊宏, 伊藤 春海
  • Organizer: 第37回日本医用画像工学会大会
• [Presentation] PANCANモデル，Lung-RADSにおける肺結節の悪性リスク評価 (2018)
  • Author(s): 景山 健, 河田 佳樹, 仁木 登, 楠本 昌彦, 大松 広伸, 青景 圭樹, 土田 敬明, 松元 裕司, 江口 研二, 金子 昌弘
  • Organizer: 第37回日本医用画像工学会大会
• [Presentation] ゲノム・画像情報を用いた早期COPD検診法の研究開発 (2018)
  • Author(s): 野崎 元貴, 鈴木 秀宣, 河田 佳樹, 仁木 登, 増田 清士, 井本 逸勢, 金子 昌弘
  • Organizer: 第37回日本医用画像工学会大会