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2020 Fiscal Year Research-status Report

ディープラーニングによるDSA画像のモーションアーチファクトからの開放

Research Project

Project/Area Number 20K16769
Research InstitutionOsaka City University

Principal Investigator

植田 大樹  大阪市立大学, 大学院医学研究科, 医員 (90779480)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Keywords深層学習 / Deep learning / 人工知能 / DSA / Interventional Radiology
Outline of Annual Research Achievements

以下、研究実施計画に照らして、5つのステップに分けて説明する。
ステップ①データの収集:当院での倫理委員会の承認の下、撮影機器から直接頭部血管画像のオリジナルデータを収集し、その中からオリジナルのライブ画像とそのDSA画像を抽出した。ステップ②データの事前準備:オリジナルの ライブ画像とそのDSA画像のいずれも、 IVRを専門とする医師によってミスレジストレーションアーチファクトのあるもの、ミスレジストレーションアーチファクトのないものに分けられた。ステップ③アルゴリズムの開発:pix2pixというネットワークを採用し、開発を完了した。pix2pixを選択した理由は、類似した画像間の特徴量の抽出を得意とするからである。ステップ④アルゴリズムの学習:ライブ画像 (描出血管+背景)及び、ライブ画像からマスク像を引いたDSA画像 (描出血管のみ)をペアで学習させ、ミスレジストレーションから開放された、DSAと相同な画像が作成できた。ステップ⑤アルゴリズムの評価:定量評価(Peak Signal to Noise RatioとStructural Similarity)・定性評価(放射線科医による視覚評価)のいずれでも高い評価を得た。

以上のステップ①から⑤の内容をまとめて、原稿を作成した。この原稿を関連各所に確認いただいたのちに、英文校正し最終調整を行った。その原稿を、放射線科雑誌であるRadiologyに提出し、数回のrevisionの末に2021年3月30日にオンライン上でpublishされた。また、本研究は第50回神経放射線学会でも発表された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

AIモデルの作成や開発が想定以上に早く進んだため。

Strategy for Future Research Activity

本モデルを腹部血管領域に応用し、さらなる論文作成を行う。
また、publishされたモデルを海外学会などでも発表する(オンラインを想定)。

Causes of Carryover

コロナで使用計画にわずかな変更があったため、次年度使用額が生じた。
使用計画は、次の論文校正費や雑費に当てる予定である。

  • Research Products

    (2 results)

All 2021

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (1 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Deep Learning?based Angiogram Generation Model for Cerebral Angiography without Misregistration Artifacts2021

    • Author(s)
      Ueda Daiju、Katayama Yutaka、Yamamoto Akira、Ichinose Tsutomu、Arima Hironori、Watanabe Yusuke、Walston Shannon L.、Tatekawa Hiroyuki、Takita Hirotaka、Honjo Takashi、Shimazaki Akitoshi、Kabata Daijiro、Ichida Takao、Goto Takeo、Miki Yukio
    • Journal Title

      Radiology

      Volume: online Pages: online

    • DOI

      10.1148/radiol.2021203692

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] AIによるMRAからの脳動脈瘤検出とDSAのミスレジストレーションからの開放2021

    • Author(s)
      植田大樹
    • Organizer
      神経放射線学会
    • Invited

URL: 

Published: 2021-12-27  

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