2023 Fiscal Year Research-status Report
Development of AI-based Calcium Score Using non-ECG Gated CT for Prediction of Future Cardiovascular Events
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21K08088
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| Research Institution | Juntendo University |
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Principal Investigator |
代田 浩之 順天堂大学, 保健医療学部, 特任教授 (40197596)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤本 進一郎 順天堂大学, 医学部, 准教授 (70385871)
佐藤 英介 順天堂大学, 保健医療学部, 准教授 (00439150)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 冠動脈石灰化スコア / 心電図非同期下胸部単純CT画像 / 人工知能 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和5年度は昨年度にアルゴリズムの開発を終了した、ディープラーニングを用いて心電図同期下胸部単純CTから石灰化スコアを自動測定する解析ソフトを使って、自施設の409例とexternalコホートの400例に対しバリデーション行った結果を論文として報告した（（Takahashi D, Fujimoto D, et al. Eur Heart J Open. 2023）。
心電図非同期下胸部単純CTから人工知能技術を用いて石灰化スコアを計測するアルゴリズムについてはその開発をほぼ終了した。従来計画していたアルゴリズムから、合成非同期胸部単純CT画像を人工的に作成し教師データを増やすことで、心電図同期下胸部単純CTと類似の画像に変換するプロセスの部分を強化し、冠動脈のセグメンテーションに関しては今年度に報告した人工知能を用いた冠動脈石灰化スコア自動化測定アルゴリズムの技術を応用して冠動脈石灰化スコアを算出するプログラムとした。これにより冠動脈全体の石灰化スコアだけでなく、冠動脈枝それぞれのスコアに対しても精度の高い自動化測定が実現されている。このアルゴリズムの開発によりスタンフォード大学より提供されている約200例の画像セットを用いたバリデーションおいて当初開発を進めていたアルゴリズムよりも有意に精度を上昇させることができた。現在我々が多施設研究で既に収集した約100例の画像セットを用いて外的バリデーションを行い、過去に報告されている心電図非同期下胸部単純CTから冠動脈石灰化を測定するアルゴリズムと同等以上の精度への到達を確認している段階である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
令和5年度における研究はやや遅れが生じている。当初は心電図非同期下胸部単純CTから人工知能技術を用いて石灰化スコアを計測する解析ソフトのバリデーションも終了し、当年度で研究を終了する予定であったが、精度をあげるためのアルゴリズムの改良を行ったため当初の予定より遅れが生じた。現在外的バリデーションを施行している段階であり、この結果が過去に報告されている心電図非同期下胸部単純CTから冠動脈石灰化を測定するアルゴリズムと同等以上の精度に到達した段階で終了とする。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和6年度は外的バリデーションを終了し一定の精度に到達しなかった場合は、問題点を抽出しアルゴリズムを改良する。最終的に期待している精度に到達した段階で学会発表、論文報告を行って本研究を終了とする。
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| Causes of Carryover |
本年度中に心電図非同期下胸部単純CTから石灰化スコアを計測するアルゴリズム開発の研究に対する学会出張や学会発表、論文報告を行うことができなかったため予想より低予算であった。次年度は研究成果を発表するための学会参加・出張費と論文校正・投稿にかかる費用や心電図非同期下胸部単純CTから石灰化スコアを計測するアルゴリズム開発における解析のためのPC費用等に使用する予定である。
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[Presentation] Fully-automated Coronary Calcium Quantification on ECG-gated Non-contrast Chest CT Using Deep-learning with Novel Heart-labeling Method.2023
Author(s)
Daigo Takahashi, Shinichiro Fujimoto,Yui Nozaki, Ayako Kudo1, Yuko Kawaguchi1, Kazuhisa Takamura1, Makoto Hiki1, Eisuke Sato, Nobuo Tomizawa, Hiroyuki Daida, Tohru Minamino.
Organizer
The 87th Annual Scientific Meeting of the Japanese Circulation Society,
