2022 Fiscal Year Annual Research Report
Basic Research for the effect of radiation therapy using artificial intelligence
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19H03596
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
櫻井 英幸 筑波大学, 医学医療系, 教授 (50235222)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
沼尻 晴子 (橋井晴子) 筑波大学, 医学医療系, 講師 (00712845)
水本 斉志 筑波大学, 医学医療系, 准教授 (20512388)
二村 保徳 筑波大学, システム情報系, 准教授 (30736210)
照沼 利之 筑波大学, 医学医療系, 助手 (40361349)
秋山 浩 筑波大学, 医学医療系, 教授 (70818830)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 人工知能 / 放射線治療 / 予後予測 / 晩期有害事象 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
人工知能技術を利用し，がんの放射線治療における「腫瘍の制御確率の予測プログラム」，および「正常組織の有害事象予測プログラム」に関する基盤的研究を行い，臨床で利用可能なプログラムの開発につなげるためのトランスレーショナルリサーチを行う．治療前後の病理標本をデジタル化し，2年後の無病悪生存イベント有無を正解クラスとし，訓練群と検証群に分割し学習，評価を行った．機械学習はPython言語のscikit-learnライブラリのLogisticRegression，SVC，DecisionTreeClassifier，RandomForestClassifierの分類モデルを用いた．3分割交差検証を適用し，各モデルの分類精度をROC曲線下面積（AUC）を求め比較した．その結果，前処理を行い機械学習に用いることができたデータは97例(72%)，観察期間中央値は27ヶ月(0.6-86ヶ月)，イベントありは28例(29%)であった．分類モデルのLogisticRegression，SVC，DecisionTreeClassifier，RandomForestClassifierのAUCはそれぞれ0.64，0.46，0.66，0.73であった．分類されたクラスのうち，予後に相関する因子が発見された．子宮頸がん根治放射線治療後の予後予測として，機械学習による分類モデルが有用である可能性が示唆され，論文投稿中である．
正常組織への影響は，過去に放射線治療または陽子線治療が実施された症例の治療計画時（治療前）のCTスキャンを利用した3次元画像，経過観察の際に撮影されたCTやMRIなどの3次元画像を標準化，モデル化するプログラムを作成ているところである．これを用いて，過去の画像変化から照射線量と骨の成長率の計算式を作成する予定である．
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(10 results)
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[Journal Article] A Retrospective Study of Renal Growth Changes after Proton Beam Therapy for Pediatric Malignant Tumor.2023
Author(s)
Li Y, Mizumoto M, Oshiro Y, Nitta H, Saito T, Iizumi T, Kawano C, Yamaki Y, Fukushima H, Hosaka S, Maruo K, Kamizawa S, Sakurai H.
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Journal Title
Current Oncology
Volume: 30
Pages: 1560-1570
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Abnormal sensation during total body irradiation: a prospective observational study.2022
Author(s)
Mizumoto M, Oshiro Y, Miyamoto T, Sumiya T, Shimizu S, Iizumi T, Saito T, Makishima H, Numajiri H, Nakai K, Okumura T, Sakae T, Maruo K, Sakurai H.
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Journal Title
Journal of Radiation Research
Volume: 63
Pages: 792-795
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Large volume was associated with increased risk of acute non-hematologic adverse events in the hybrid of intracavitary and interstitial brachytherapy for locally advanced uterine cervical cancer: preliminary results of prospective phase I/II clinical trial.2022
Author(s)
Murakami N, Watanabe M, Uno T, Sekii S, Tsujino K, Kasamatsu T, Machitori Y, Aoshika T, Kato S, Hirowatari H, Kaneyasu Y, Nakagawa T, Ikushima H, Ando K, Murata M, Yoshida K, Yoshioka H, Murata K, Ohno T, Okonogi N, Saito A, Ichikawa M, Okuda T, Tsuchida K, Sakurai H, et al.
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Journal Title
Japanese Journal of Clinical Oncology
Volume: 52
Pages: 859-868
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] 放射線治療中の異常感覚に関する多施設共同前向き観察研究2022
Author(s)
水本斉志, 大城佳子, 角谷泰輔, 清水翔星, 石田俊樹, 中村雅俊, 斎藤高, 牧島弘和, 飯泉天志, 沼尻晴子, 中井啓, 櫻井英幸.
Organizer
日本放射線腫瘍学会第35回学術大会
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[Presentation] 小児腫瘍に対する陽子線治療後の軟部組織成長に関する検討2022
Author(s)
新田葉月, 水本斉志, 李宜諾, 角谷泰輔, 石田俊樹, 中村雅俊, 清水翔星, 飯泉天志, 斎藤高, 牧島弘和, 沼尻晴子, 中井啓, 櫻井英幸.
Organizer
日本放射線腫瘍学会第35回学術大会
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