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2019 Fiscal Year Research-status Report

Texture analysis for personalized treatment of head and neck cancer

Research Project

Project/Area Number 18K15573
Research InstitutionNational Cancer Center Japan

Principal Investigator

久野 博文  国立研究開発法人国立がん研究センター, 東病院, 医長 (50544475)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Keywordsテクスチャ解析 / Radiomics / 頭頸部癌 / 画像診断 / dual energy CT
Outline of Annual Research Achievements

頭頸部癌に対する集学的治療法は多様化し,個別化治療に向けた治療法の開発が進んでいる.画像を用いた非侵襲的な治療効果予測方法の確立は,適切な治療方針決定と過度な治療の抑制に寄与すると考えられる.本研究は,頭頸部癌のCT/MRI画像データを用いてテクスチャ/Radiomics解析を行い,治療効果予測に有効な精度の高い特徴を探索し,診断法の確立に向けたモデル構築を目指している.組織学的に頭頸部癌と確認され,治療開始前1ヶ月以内に同一の定められたプロトコールで造影CT検査もしくはMRI検査を受けている患者群の約3500症例の治療前CT/MRI画像データベースから,臨床的に有効な精度の高いテクスチャ特徴を探索するために複数の症例グループに対する探索的検討を平行して行った.1) 局所進行性舌癌の手術症例の術前CT/MRI画像を用いてテクスチャ/Radiomics解析を行い,Lasso(正則化項)を用いて有効特徴を抽出,機械学習にて評価を行い,術後再発を含めた予後を予測する良好なモデル構築を検討した.2) 頭頸部癌の術前CT画像によるリンパ節転移の判定に対してテクスチャ/Radiomics解析し,特にHIV感染陽性によるFDG-PET偽陽性との鑑別に有効な特徴量が得られた.本検討の成果は国際誌に報告した.3) Dual-energy CTのデータを用いて甲状腺腫瘍の良悪性鑑別に有効なテクスチャ/Radiomics特徴の探索を行い,従来行われてきたdual-energy imagingによるヨード量測定などの定量的測定法と比較を行った.本検討の成果は国際誌に報告した.最終年は,主に進行舌癌についての治療効果予測モデルを術後治療の有無なども考慮に入れたモデル構築を探索し,日常臨床に応用していく上で解決すべき課題の整理にも取り組んでいく.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

当初の50種類の小規模の特徴量を解析するテクスチャ解析から,1400以上の特徴量をもつRadiomics解析と機械学習を用いたモデル構築を行う方針に変換した。今年度はより信頼性の高い解析法を取り入れたことでモデル構築が複雑化し、昨年度に比べ解析のスピードが遅れているが、実臨床への応用に向けた課題が徐々に明確化している。全体としては、おおむね順調に進展している。

Strategy for Future Research Activity

これまでに得られた成果をもとに、日常臨床に応用していく上で解決すべき課題の整理にも取り組んでいく方針である.また,これまでの成果を国際学会にて発表・論文化を遂行していくとともに,他の頭頸部癌原発巣グループの治療効果予測に対しても引き続き探索を続けていく予定である.

  • Research Products

    (14 results)

All 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 2 results) Book (3 results)

  • [Int'l Joint Research] Boston Medical Center, Boston University(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      Boston Medical Center, Boston University
  • [Journal Article] Quantitative Assessment of Thyroid Nodules Using Dual-Energy Computed Tomography: Iodine Concentration Measurement and Multiparametric Texture Analysis for Differentiating between Malignant and Benign Lesions2020

    • Author(s)
      Tomita Hayato、Kuno Hirofumi、Sekiya Kotaro、Otani Katharina、Sakai Osamu、Li Baojun、Hiyama Takashi、Nomura Keiichi、Mimura Hidefumi、Kobayashi Tatsushi
    • Journal Title

      International Journal of Endocrinology

      Volume: 2020 Pages: 1~8

    • DOI

      10.1155/2020/5484671

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Extra-nodal extension in head and neck cancer: how radiologists can help staging and treatment planning2020

    • Author(s)
      Hiyama Takashi、Kuno Hirofumi、Nagaki Takahiko、Sekiya Kotaro、Oda Shioto、Fujii Satoshi、Hayashi Ryuichi、Kobayashi Tatsushi
    • Journal Title

      Japanese Journal of Radiology

      Volume: 38 Pages: 489-506

    • DOI

      10.1007/s11604-020-00929-1

  • [Journal Article] 舌癌の術前画像診断2019

    • Author(s)
      久野博文、檜山貴志、小林達伺
    • Journal Title

      頭頸部癌

      Volume: 45 Pages: 392-296

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Frequency and predictors of detecting early locoregional recurrence/disease progression of oral squamous cell carcinoma with high-risk factors on imaging tests before postoperative adjuvant radiotherapy2019

    • Author(s)
      Kibe Yuichi、Nakamura Naoki、Kuno Hirofumi、Hiyama Takashi、Hayashi Ryuichi、Zenda Sadamoto、Motegi Atsushi、Hojo Hidehiro、Nakamura Masaki、Ariji Takaki、Oyoshi Hajime、Akimoto Tetsuo
    • Journal Title

      International Journal of Clinical Oncology

      Volume: 24 Pages: 1182~1189

    • DOI

      10.1007/s10147-019-01479-x

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Exploring radiomic machine-learning classifiers extracted from CT and MRI for predicting the risk of postoperative recurrence in patients with an advanced squamous cell carcinoma of the tongue2019

    • Author(s)
      Hirofumi Kuno, Tomohiro Enokida, Takashi Hiyama, Shioto Oda, Tatsushi Kobayashi
    • Organizer
      105th Scientific assembly and annual meeting, Radiological Society of North America
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] CT-Based Analysis Using Radiomics for Predicting Pathological Response after Preoperative Chemotherapy in Patients with Locally Advanced Esophageal Cancer2019

    • Author(s)
      Shioto Oda, Hirofumi Kuno, Takashi Hiyama, Tatsushi Kobayashi
    • Organizer
      105th Scientific assembly and annual meeting, Radiological Society of North America
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 進行舌癌における術後再発リスク予測のための機械学習に基づくMRI-radiomicsモデルの構築2019

    • Author(s)
      久野博文、榎田智弘、檜山貴志、織田潮人、田原信、小林達伺
    • Organizer
      第32回 頭頸部放射線研究会
  • [Presentation] Navigation map for head and neck cancer: anatomical routes of tumor spread at the crossroads of the neck2019

    • Author(s)
      Hirofumi Kuno, Takashi Hiyama, Shioto Oda, Tatsushi Kobayashi
    • Organizer
      105th Scientific assembly and annual meeting, Radiological Society of North America
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 舌癌の術前画像診断2019

    • Author(s)
      久野博文
    • Organizer
      第10回 日本頭頸部癌学会教育セミナー
    • Invited
  • [Presentation] Multimodality imaging for radiotherapy treatment planning of head and neck cancer2019

    • Author(s)
      Hirofumi Kuno
    • Organizer
      Regional Workshop on PET/CT PET/MRI for Radiotherapy Treatment Planning, International Atomic Energy Agency
    • Invited
  • [Book] Diagnostic Imaging of Laryngeal and Hypopharyngeal Cancers, in Diagnostic Imaging in Head and Neck Cancer (ed: Hiroya Ojiri)2020

    • Author(s)
      Hirofumi Kuno (chapter 5)
    • Total Pages
      221
    • Publisher
      Springer Singapore
    • ISBN
      978-981-15-3188-0
  • [Book] 尾尻博也、酒井修・編:頭頸部のCT・MRI.改訂第3版2019

    • Author(s)
      久野博文:章分担著者(8章上咽頭、11章下咽頭)
    • Total Pages
      880
    • Publisher
      メディカル・サイエンス・インターナショナル
    • ISBN
      978-4-8157-0157-4
  • [Book] 進展経路からアプローチする頭頸部癌の画像診断, 画像診断 2019年7月号2019

    • Author(s)
      久野博文:編著者
    • Total Pages
      120
    • Publisher
      学研メディカル秀潤社
    • ISBN
      4-7809-0518-4

URL: 

Published: 2021-01-27  

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