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2023 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

Research Project

Project/Area Number 21H03840
Research InstitutionOsaka University

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)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 梁川 雅弘  大阪大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (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)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
KeywordsVAE / 異常検知 / コンピュータ支援診断 / 説明可能なAI
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.

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (21 results)

All 2024 2023

All Journal Article (15 results) (of which Peer Reviewed: 9 results,  Open Access: 9 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Domain transformation using semi-supervised CycleGAN for improving performance of classifying thyroid tissue images2024

    • Author(s)
      Ichiuji Y, Mabu S, Hatta, S, Inai, K, Higuchi, S, Kido, S
    • Journal Title

      International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery

      Volume: - Pages: 1-11

    • DOI

      10.1007/s11548-024-03061-x

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Automated entry of paper-based patient-reported outcomes: Applying deep learning to the Japanese orthopaedic association back pain evaluation questionnaire2024

    • Author(s)
      Kita K, Fujimori T, Suzuki Y, Kaito T, Takenaka S, Kanie Y, Furuya M, Wataya T, Nishigaki D, Sato J, Noriyuki T, Okada S, Kido S
    • Journal Title

      Computers in Biology and Medicine

      Volume: 172 Pages: 101897

    • DOI

      10.1016/j.compbiomed.2024.108197

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Prediction of solid and micropapillary components in lung invasive adenocarcinoma: radiomics analysis from high-spatial-resolution CT data with 1024 matrix2024

    • Author(s)
      Ninomiya K, Yanagawa M, Tsubamoto M, Sato Y, Suzuki Y, Hata A, Kikuchi N, Yoshida Y, Yamagata K, Doi S, Ogawa R, Tokuda Y, Kido S, Tomiyama N
    • Journal Title

      Japanese Journal of Radiology

      Volume: - Pages: 1-9

    • DOI

      10.1007/s11604-024-01534-2

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 高精細CTが肺癌画像診断に与える影響:形態および定量評価2024

    • Author(s)
      梁川雅弘,秦明典,鈴木裕紀,木戸尚治,富山憲幸
    • Journal Title

      臨床放射線

      Volume: 69 Pages: 11-18

  • [Journal Article] Usefulness of Three-Dimensional Iodine Mapping Quantified by Dual-Energy CT for Differentiating Thymic Epithelial Tumors2023

    • Author(s)
      Doi S, Yanagawa M, Matsui T, Hata A, Kikuchi N, Yoshida Y, Yamagata K, Ninomiya K, Kido S, Tomiyama, N
    • Journal Title

      Journal of Clinical Medicine

      Volume: 12 Pages: 5610

    • DOI

      10.3390/jcm12175610

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Hybrid Multiple-Organ Segmentation Method Using Multiple U-Nets in PET/CT Images2023

    • Author(s)
      Suganuma Y, Teramoto A, Saito K, Fujita H, Suzuki Y, Tomiyama N, Kido S
    • Journal Title

      Applied Sciences

      Volume: 13 Pages: 10765

    • DOI

      10.3390/app131910765

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Bimodal artificial intelligence using TabNet for differentiating spinal cord tumors;integration of patient background information and images2023

    • Author(s)
      Kita K, Fujimori T, Suzuki Y, Kanie Y, Takenaka S, Kaito T, Taki T, Ukon Y, Furuya M, Saiwai H, Nakajima N, Sugiura T, Ishiguro H, Kamatani T, Tsukazaki H, Sakai Y, Takami H, Tateiwa D, Hashimoto K, Wataya T, Nishigaki D, Sato J, Hoshiyama M, Tomiyama N, Okada S, Kido S
    • Journal Title

      iScience

      Volume: 26 Pages: 107900

    • DOI

      10.1016/j.isci.2023.107900

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Disease Area Detection for Chest X‐Ray Image Diagnosis Using Deep Learning with Pseudo Labeling and Ensemble Learning2023

    • Author(s)
      Gerdprasert T, Mabu S, Kido S
    • Journal Title

      IEEJ Trans

      Volume: 18 Pages: 1772-1780

    • DOI

      10.1002/tee.23902

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] High-quality semi-supervised anomaly detection with generative adversarial networks2023

    • Author(s)
      Sato Y, Sato J, Tomiyama N, Kido S
    • Journal Title

      International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery

      Volume: - Pages: 1-11

    • DOI

      10.1007/s11548-023-03031-9

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Improved artificial intelligence discrimination of minor histological populations by supplementing with color‐adjusted images2023

    • Author(s)
      Hatta S, Ichiuji Y, Mabu S, Kugler M, Hontani H, Okoshi T, Fuse H, Kawada T, Kido S, Imamura Y, Naiki H, Inai K
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1038/s41598-023-46472-7

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 第42階日本医用画像工学会大会の開催にあたって 未来への道筋をひらく2023

    • Author(s)
      木戸尚治
    • Journal Title

      病院新聞

      Volume: - Pages: -

  • [Journal Article] Ⅲ 医療分野におけるAIモデルの最新動向 1.医用画像処理と自然言語処理の融合2023

    • Author(s)
      木戸尚治
    • Journal Title

      INNERVISION

      Volume: 38 Pages: 33-35

  • [Journal Article] AIは「良きパートナー」。共存する道を探ろう。2023

    • Author(s)
      木戸尚治
    • Journal Title

      DOEFF

      Volume: 12 Pages: 6-7

  • [Journal Article] 肺癌の診療におけるRadiomics, Radiogenomicsの活用2023

    • Author(s)
      木戸尚治
    • Journal Title

      臨床放射線

      Volume: 68 Pages: 861-865

  • [Journal Article] JAMIT2023 大会開催報告2023

    • Author(s)
      木戸尚治
    • Journal Title

      JAMIT News Letter

      Volume: 44.45 Pages: 1-4

  • [Presentation] Application of natural language processing in AI-CAD2024

    • Author(s)
      Kido S, Kita K, Nishigaki D, Tomiyama N
    • Organizer
      International Workshop on Advanced Image Technology 2024
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Bimodal Artificial Intelligence Differentiating Spinal Tumors based on Integrated Magnetic Resonance Imaging and Patient Information2023

    • Author(s)
      Kita K, Takahito F, Suzuki Y, Okada S, Kido S
    • Organizer
      Spineweek2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 頭部CT所見重要度分類における能動学習アルゴリズムの比較2023

    • Author(s)
      綿谷朋大,佐藤淳哉,喜多洸介,富山実幸,鈴木裕紀,木戸尚治,富山憲幸
    • Organizer
      第42回日本医用画像工学会大会
  • [Presentation] 放射線画像診断における人工知能の役割と応用:コンピュータ支援診断の最新技術と臨床への展開2023

    • Author(s)
      木戸尚治
    • Organizer
      2023年電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • [Presentation] 架空画像で訓練した2D U-Netによる,定量化磁化率マッピング3D画像の生成2023

    • Author(s)
      綿谷朋大,平岡悠,佐藤淳哉,喜多洸介,富山実幸,鈴木裕紀,高橋洋人,鈴木裕紀,木戸尚治,富山憲幸
    • Organizer
      第2回日本医用画像電子情報・人工知能研究会
  • [Presentation] 肺疾患の診断におけるAIの現状と課題:最新の技術と臨床への応用可能性2023

    • Author(s)
      木戸尚治
    • Organizer
      リウマチ性疾患WEBセミナー~最新の医療AI・人工知能から再考する~

URL: 

Published: 2024-12-25  

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