2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a general-purpose computer-aided diagnosis system using VAE that can be used for a small number of cases
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21H03840
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
木戸 尚治 大阪大学, 医学系研究科, 特任教授(常勤) (90314814)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 裕紀 大阪大学, 医学系研究科, 特任助教(常勤) (20845599)
梁川 雅弘 大阪大学, 医学系研究科, 講師 (00546872)
富山 憲幸 大阪大学, 医学系研究科, 教授 (50294070)
平野 靖 山口大学, 医学部附属病院, 准教授 (90324459)
間普 真吾 山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (70434321)
神谷 亨 九州工業大学, 大学院工学研究院, 教授 (80295005)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | VAE / 異常検知 / コンピュータ支援診断 / 説明可能なAI |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，大量の正常コンピュータ断層撮影（CT）画像を用いて学習された深層学習モデルの一つであるVariational Autoencoder (VAE)を用いたモデルによる異常検知を基盤として，異常病変の診断支援を実行するコンピュータ支援診断（Computer-aided Diagnosis: CAD）システムを構築することを目的とする．
本年度は関連病院のMIクリニックにIRB申請をおこない8万例のPET/CTのDICOM画像とその所見レポートを病院のDICOMサーバからダウンロードしてデータベース化し，各研究グループで共有できるようにした．
これらの画像を用いて，人工知能画像診断学共同研究講座（研究代表者・木戸），山口大学（研究分担者・間普，平野），九州工業大学（研究分担者・神谷），立命館大学（中山），藤田医科大学（寺本）らと共同研究を開始した．
各研究者の現時点での研究内容は，木戸（自然言語処理を用いた読影所見レポートの部位別自動分類），間普・平野（自然言語処理を用いたシソーラスに着目した読影所見レポートの分類），神谷（言語情報を用いた肺癌のradiomics解析），中山（胸部CT画像を用いた教師無し異常検知AIの開発），寺本（腹部臓器のセマンティックセグメンテーション）である．
腹部臓器の自動セグメンテーションに関しては国際学会に発表をおこなっており，自然言語処理を用いた所見レポートの部位別自動分類に関して英文論文投稿を準備中である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
MIクリニックからの画像収集が順調に進行し，今年度の最初に各研究グループで共有することができた．
研究の打ち合わせと成果報告をWebを用いた形式で定期的におこなうことにより，各研究グループの進捗上状況を把握することがスムーズにできた．
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| Strategy for Future Research Activity |
現在，本研究ではMIクリニックの画像症例データとそれに対する所見レポートデータ8万例をデータベース化して用いている．今後は，自然言語処理を用いた所見レポートの部位別自動分類の技術などを用いて病変と所見の詳細な紐付けをおこなう．また，画像データや所見レポートに対する放射線科医によるアノテーション作業をさらに進めていくことを予定している．
現在，研究グループは，研究代表やと分担者を含む3大学と研究協力者2大学で構成されている．今後，大阪大学整形外科グループが参加を予定している．各グループでは画像を用いた検出や領域抽出，所見レポートに対する自然言語処理等をおこなっている．今後はそれぞれの研究をさらに進めるとともに，各グループの研究成果として得られたアノテーションされた画像や所見データ，アルゴリズムの共有をおこない研究を加速させていく．
成果発表に関しては，既に学会発表を複数おこなっており，自然言語処理を用いた読影所見レポートの部位別自動分類に関する英文論文投稿を準備している．今後は各グループからの研究発表を予定している（日本医用画像工学会，北米放射線学会，SPIE Medical Imaging, CARS, MICACAI等），また論文投稿（特に英文投稿）を予定している（IEEE Transactions on Medical Imaging, Medical Image Analysis, Radiology Artificial Intelligence等）．さらに，各グループの共同研究として，連名での学会発表や共同執筆の論文発表を予定している．
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Research Products
(28 results)
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[Journal Article] Diagnostic performance for pulmonary adenocarcinoma on CT: comparison of radiologists with and without three-dimensional convolutional neural network2021
Author(s)
Yanagawa M, Niioka H, Kusumoto M, Awai K, Tsubamoto M, Satoh Y, Miyata T, Yoshida Y, Kikuchi N, Hata A, Yamasaki S, Kido S, Nagahara H, Miyake J, Tomiyama N
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Journal Title
European Radiology
Volume: 31
Pages: 1978-1986
DOI
Peer Reviewed
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