人工知能を用いた潰瘍性大腸炎関連腫瘍の内視鏡診断法の開発

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K17002
• Research Institution: Showa University
• Principal Investigator: 前田 康晴 昭和大学, 医学部, 助教 (30595616)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 潰瘍性大腸炎関連腫瘍 / 大腸癌 / 人工知能 / 大腸内視鏡 / 自動診断システム

Outline of Annual Research Achievements

本研究は人工知能を用いた潰瘍性大腸炎関連腫瘍の超拡大内視鏡による診断法の開発を目的としている。当初、腫瘍・非腫瘍の鑑別を目的としていた。

人工知能の構築には主に①機械学習のアルゴリズムの開発②機械学習用画像のアノテーションが必要となる。①機械学習のアルゴリズムの開発は先行研究で既に終了しているため、本研究の具体的な目標は②機械学習用画像のアノテーションおよび構築した人工知能の評価である。R3年度は機械学習用画像のアノテーションの基なる、潰瘍性大腸炎関連腫瘍の腫瘍・非腫瘍鑑別のための超拡大内視鏡診断法の構築に取り組んだ。結果をまとめて英文論文とし採択された。(Kudo SE, Maeda Y, Ogata N, et al. Combined endocytoscopy with pit pattern diagnosis in ulcerative colitis-associated neoplasia: a pilot study. Dig Endosc. 2022)

また、超拡大内視鏡診断法に基づき機械学習用画像のアノテーションを行いプロトタイプの作成をおこなった。続いて、病変発見支援のためのソフトウェアの構築のため、現在市販されているCADeでの潰瘍性大腸炎患者サーベイランスでの有用性を報告した(Maeda Y, Kudo SE, Ogata N, Misawa M, Mori Y, Mori K, Ohtsuka K. Can artificial intelligence help to detect dysplasia in patients with ulcerative colitis? Endoscopy. 2021)

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当初の予定通り人工知能ソフトウェアモデルの構築は行えたが、コロナ禍で施設の大腸内視鏡件数が減少したこともあり、性能検証を行うことができなかった。その為研究機関を延長し2022年度に性能検証をおこなうこととした。

Strategy for Future Research Activity

2022年度は構築ソフトウェアの性能検証を行う。
併せて潰瘍性大腸炎患者のサーベイランス内視鏡に特化した病変検出ソフトウェアの構築も継続する予定である。

Causes of Carryover

コロナ禍で施設の内視鏡件数が減少し、研究が計画より遅延している。次年度使用額はAIの精度評価を行う際のAI実装用コンピューター購入費や国内、海外学会で報告する際の旅費、更に英語論文として報告する際の英文校正費などに充てる。

Research Products

• [Journal Article] Identification of a small, depressed type of colorectal invasive cancer by an artificial intelligence-assisted detection system (2022)
  • Author(s): Kudo Shin-ei、Misawa Masashi、Mori Yuichi、Kawabata Yurie、Maeda Yasuharu、Miyachi Hideyuki、Mori Kensaku
  • Journal Title: Endoscopy Volume: 54 Pages: E592～E593
  • DOI: 10.1055/a-1704-8103
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Beyond complete endoscopic healing: Goblet appearance using an endocytoscope to predict future sustained clinical remission in ulcerative colitis (2022)
  • Author(s): Takishima Kazumi、Maeda Yasuharu、Ogata Noriyuki, et al
  • Journal Title: Digestive Endoscopy Volume: 34 Pages: 1030～1039
  • DOI: 10.1111/den.14202
• [Journal Article] Use of advanced endoscopic technology for optical characterization of neoplasia in patients with ulcerative colitis: a systematic review (2022)
  • Author(s): Maeda Yasuharu、Kudo Shin‐ei、Ogata Noriyuki、Kuroki Takanori、Takashina Yuki、Takishima Kazumi、Ogawa Yushi、Ichimasa Katsuro、Mori Yuichi、Kudo Toyoki、Hayashi Takemasa、Miyachi Hideyuki、Ishida Fumio、Nemoto Tetsuo、Ohtsuka Kazuo、Misawa Masashi
  • Journal Title: Digestive Endoscopy Volume: Epub ahead of print Pages: -
  • DOI: 10.1111/den.14335
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Evaluation in real-time use of artificial intelligence during colonoscopy to predict relapse of ulcerative colitis: a?prospective study (2022)
  • Author(s): Maeda Yasuharu、Kudo Shin-ei、Ogata Noriyuki、Misawa Masashi、Iacucci Marietta、Homma Mayumi、Nemoto Tetsuo、Takishima Kazumi、Mochida Kentaro、Miyachi Hideyuki、Baba Toshiyuki、Mori Kensaku、Ohtsuka Kazuo、Mori Yuichi
  • Journal Title: Gastrointestinal Endoscopy Volume: 95 Pages: 747～756.e2
  • DOI: 10.1016/j.gie.2021.10.019
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Current problems and perspectives of pathological risk factors for lymph node metastasis in T1 colorectal cancer: Systematic review (2022)
  • Author(s): Ichimasa Katsuro、Kudo Shin‐ei、Miyachi Hideyuki、Kouyama Yuta、Mochizuki Kenichi、Takashina Yuki、Maeda Yasuharu、Mori Yuichi、Kudo Toyoki、Miyata Yuki、Akimoto Yoshika、Kataoka Yuki、Kubota Takafumi、Nemoto Tetsuo、Ishida Fumio、Misawa Masashi
  • Journal Title: Digestive Endoscopy Volume: Epub ahead of print Pages: -
  • DOI: 10.1111/den.14220
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Impact of the clinical use of artificial intelligence?assisted neoplasia detection for colonoscopy: a large-scale prospective, propensity score?matched study (with video) (2022)
  • Author(s): Ishiyama Misaki、Kudo Shin-ei、Misawa Masashi、Mori Yuichi、Maeda Yasuhara、Ichimasa Katsuro、Kudo Toyoki、Hayashi Takemasa、Wakamura Kunihiko、Miyachi Hideyuki、Ishida Fumio、Itoh Hayato、Oda Masahiro、Mori Kensaku
  • Journal Title: Gastrointestinal Endoscopy Volume: 95 Pages: 155～163
  • DOI: 10.1016/j.gie.2021.07.022
  • Peer Reviewed
• [Presentation] REAL-TIME USE OF ARTIFICIAL INTELLIGENCE DURING COLONOSCOPY PREDICTS RELAPSE OF ULCERATIVE COLITIS: A PROSPECTIVE STUDY (2021)
  • Author(s): Y. Maeda, S.-e. Kudo, N. Ogata, M. Misawa, K. Takishima, K. Mochida, K. Tanaka, H. Nakamura, K. Ichimasa, T. Kudo, T. Hayashi, K. Wakamura, H. Miyachi, T. Baba, F. Ishida, H. Itoh, M. Oda, K. Mori, K. Ohtsuka, Y. Mori,
  • Organizer: UEG Week 2021
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 内視鏡人工知能による潰瘍性大腸炎の活動性モニタリング (2021)
  • Author(s): 前田康晴, 工藤進英, 小形典之
  • Organizer: JDDW2021