2020 Fiscal Year Research-status Report

Development of disease sign recognition algorithm and high-resolution transformation of in vivo tongue mucosa image applying deep learning technologies

Research Project

Project/Area Number	19K10190
Research Institution	The Nippon Dental University
Principal Investigator	吉村建日本歯科大学, 新潟生命歯学部, 教授 (90297953)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	山際伸一筑波大学, システム情報系, 准教授 (10574725) 土田智子日本歯科大学新潟短期大学, その他部局等, 講師 (30341994) 岩崎信一北陸大学, 医療保健学部, 教授 (70147833) 中村直樹日本歯科大学新潟短期大学, その他部局等, 教授 (80198225) 浅沼直樹日本歯科大学新潟短期大学, その他部局等, 教授 (90231886)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2023-03-31
Keywords	舌粘膜 / 機械学習 / 舌乳頭
Outline of Annual Research Achievements	本年度はコロナ禍の影響で対面による会議や意見交換などが不可能であるため、オンラインによる会議を山際・岩崎・土田を中心として頻回開催し、意見交換を行った。活発な意見交換がなされたが、そこで2020年に取得したデータセットによる解析においての問題が焦点となった。このデータは全て女性（平均20.27歳）のものであり、解析対象となる総数は多くない。そのままでは教師データとして今後の解析に関し難しい局面が発生する可能性が予想された。解決案が話し合われ、１）被検者データの総数を増やす。２）男性のデータを加えるなど対象データの性差に幅を持たせる。３）年齢層に幅を持たせた被検者のデータを加える、などの解決案が協議された。しかしながら現状のコロナ流行下において新規に被検者の口腔内、特に舌粘膜表面に受光部を接触させて行う画像取得は（スタンダード・プリコーションの考え方からも）感染のリスクが大きく、遂行に関し被検者・術者の双方に危険性がある事は明白であった。現時点においては新規に画像データの採取・追加の計画を立案・実施する事は非常に難しいという結論に達した。その中で、研究分担者の岩崎より以前、自身の研究において学生さんや教員に対し舌粘膜の画像を取得し、金沢工業大学の高野佐代子先生と空拓実氏と形態計測研究に用いた舌粘膜表面の撮影画像データを使わないかという提案がなされた。本データの取得に際しては北陸大学の倫理委員会の承認を得られており、取得された画像は土田らの論文での手法に準拠し互換性がある。この提案を端緒として金沢工業大学の高野先生にも本プロジェクトに研究分担者として参画して頂き、解析に加わって頂く協議も進捗し、参画への内諾を得ることができた。これにより、今後、さらなる解析を展開する見通しが立った。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason コロナ禍の影響で新規に教師データである被検者の口腔内、特に舌粘膜表面に受光部を接触させて行う追加的画像取得は（スタンダード・プリコーションの考え方からも）感染のリスクが大きく、遂行に関し被検者・術者の双方に危険性がある。コロナウイルス流行・国内の罹患状況から追加的なデータ取得は疾病終息（接種などによる集団免疫）後に行うのが望ましく、現状での取得は難しいことなどの問題点の打開に向けた調整が今年度必要とされたため。研究分担者・研究協力者においてもキャンパス内立ち入りの制限など、本研究遂行に若干の影響が発生したため。
Strategy for Future Research Activity	今回承諾が得られた研究分担者である岩崎より、保有している撮影画像データの提供を受ける。同時に北陸大学からのデータ使用の申請と共にオプトアウトなど必要とされる手続きを開始する。同時に金沢工業大学の高野佐代子先生、北陸大学の先生方にも研究分担者・研究協力者などの参画の手続きを行い、解析を推進する。
Causes of Carryover	コロナ禍におき、出張および実装検証などの対面形式を伴う研究遂行に支障が発生したため。また、教師データの追加なども必要とされたが、コロナ禍につき、新たな教師データの取得自体が暫くの期間困難となり、その対策に時間を費やすこととなったため。次年度においては山際先生、高野先生の研究室の学生でプログラム作成技能がある者に解析アルゴリズムと処理プログラムの作成・解析サーバの操作・運用をアルバイトプログラマーとして依頼する計画である。