2022 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, 大学院医学系研究科, 特任教授(常勤) (90314814)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
梁川 雅弘 大阪大学, 大学院医学系研究科, 講師 (00546872)
鈴木 裕紀 大阪大学, 大学院医学系研究科, 特任助教(常勤) (20845599)
富山 憲幸 大阪大学, 大学院医学系研究科, 教授 (50294070)
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)
平野 靖 山口大学, 医学部附属病院, 准教授 (90324459)
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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（Computer-aided Diagnosis:CAD）システムを構築することを目的とする．
本研究では、関連病院のMIクリニックから入手した8万例のPET/CTのDICOM画像とその所見レポートを既にデータベース化した．
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）らと共同研究を実施している．
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、PET/CT画像からのVision Transformerを用いた病変検出），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）などである．
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が採択されている．また多数の国際・国内学会での発表をおこなっている．
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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
国際学会や国内学会での発表や論文の投稿や採択などが順調におこなわれている．
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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．今後は日本医用画像データペース（J-MID）の100万症例の画像と所見レポートのデータを使用した研究に発展させる予定である．
大量の画像データを用いた処理を、現在の研究室のGPUを用いておこなっているが、データ数の増大や処理の複雑化にともない、さらに大規模な計算が必要となる。この対策として、大阪大学が保有しているスーパーコンピュータのSQUIDを用いた計算をおこなうことを予定している．
現在のところ、画像症例と所見レポートは直接紐付けられていないが、これらの紐付けを検討している．画像症例とレポートが紐付けされることにより、マルチモーダル学習へと研究を発展させることを予定している．現在既に、腹部領域の異常検知をおこなうことを目的として所見レポートデータを用いた表現学習の研究を開始している．
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Research Products
(28 results)
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[Journal Article] Radiologists with and without deep learning-based computer-aided diagnosis: comparison of performance and interobserver agreement for characterizing and diagnosing pulmonary nodules/masses2022
Author(s)
Wataya T, Yanagawa M, Tsubamoto M, Sato T, Nishigaki D, Kita K, Yamagata K, Suzuki Y, Hata A, Kido S, Tomiyama N
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Journal Title
European Radiology
Volume: 33
Pages: 348-359
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Development and external validation of a deep learning-based computed tomography classification system for COVID-192022
Author(s)
Kataoka Y, Baba T, Ikenoue T, Matsuoka Y, Matsumoto J, Kumasawa J, Tochitani K, Funakoshi H, Hosoda T, Kugimiya A, Shirano M, Hamabe F, Iwata S, Kitamura Y, Goto T, Handa T, Kido S, Fukuma S, Tomiyama N, Hirai T, Ogura T
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Journal Title
Annals of Clinical Epidemiology
Volume: 4
Pages: 110-119
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Three-dimensional conditional generative adversarial network-based virtual thin-slice technique for the morphological evaluation of the spine2022
Author(s)
Nakamoto A, Hori M, Onishi H, Ota T, Fukui H, Ogawa K, Masumoto J, Kudo A, Kitamura Y, Kido S, Tomiyama N
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 12
Pages: 1-8
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Development of artificial intelligence for automated measurement of cervical lordosis on lateral radiographs2022
Author(s)
Fujimori T, Suzuki Y, Takenaka S, Kita K, Kanie Y, Kaito T, Ukon Y, Watabe T, Nakajima N, Kido S, Okada S
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 12
Pages: 15732
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Use of artificial intelligence to identify data elements for The Japanese Orthopaedic Association National Registry from operative records2022
Author(s)
Kita K, Uemura K, Takao M, Fujimori T, Tamura K, Nakamura N, Wakabayashi G, Kurakami H, Suzuki Y, Wataya T, Nishigaki D, Okada S, Tomiyama N, Kido S
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Journal Title
Journal of Orthopaedic Science
Volume: 28
Pages: 1
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] JOANRを自動化するシステムの開発 ―手術記録から情報を抽出するAI―2022
Author(s)
喜多洸介, 上村圭亮, 高尾正樹, 田村和則, 中村宜雄, 若林元, 鈴木裕紀, 濱田英敏, 菅野伸彦, 岡田誠司, 木戸尚治
Organizer
第37回日本整形外科学会基礎学術集会
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[Presentation] JOANRを自動化するシステムの開発 ―手術記録から情報を抽出するAI―2022
Author(s)
喜多洸介, 上村圭亮, 高尾正樹, 田村和則, 中村宜雄, 若林元, 鈴木裕紀, 濱田英敏, 菅野伸彦, 岡田誠司, 木戸尚治
Organizer
第139回 中部日本整形外科災害外科学会・学術集会
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