Cancer Diagnosis and Prognosis Assistance Based on Multidisciplinary Computational Anatomy

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project Area: Multidisciplinary computational anatomy and its application to highly intelligent diagnosis and therapy
• Project/Area Number: 26108007
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: Niki Noboru 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) ; 大松 広伸 国立研究開発法人国立がん研究センター, 東病院, 副科長 (40415518) ; 三嶋 理晃 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (60190625)
• 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 / マルチスケール・マルチモダリティ画像データベース

Outline of Final Research Achievements

This project applied the multidisciplinary computational anatomy models to the discovery of imaging biomarkers that capture multi-dimensional complexity of tumors to predict the tumor behavior before treatment begins. The main goal of this project was to develop cancer CADe/CADx systems based on the multidisciplinary computational anatomy models which support clinicians to detect early-stage cancers and to determine risk-adaptive treatments. This project contributed to constructing fundamentals of multidisciplinary computational anatomy research area through the organically-combined research progress with A01 group which performs fundamental research of multidisciplinary computational anatomy and A03 group which aims at clinical and scientific applications of multidisciplinary computational anatomy. Our achievements may accelerate the identification of reliable and meaningful quantitative imaging biomarkers for the tumor to develop the core technologies of cancer CADe/CADx systems.

Free Research Field

医用画像に基づく計算解剖の多元化と高度知能化診断・治療への展開

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は，大規模なマルチスケールCT画像・臨床・病理・遺伝子情報データベースの構築とミクロからマクロのマルチスケール臓器構造と臨床・病理・遺伝子情報を関連付けて臓器の成長過程や病態の発症・進展機序を時空間において定量的に捉えて表現する手法の確立に寄与した．空間分解能100μmを越える次世代CTの実用化が加速している今日，本研究の成果は次世代イメージング画像を利活用して悪性腫瘍に罹患しやすい人を精密に層別化し，重点的に検診を行い，悪性腫瘍の進化を予測して重篤化前に最適な治療を可能にする「個の医療」の実現に繋がることが期待され，国民の「健康寿命」の延伸への貢献は大きい．