Construction of AI algorithm to identify MSI-H gastric cancer from CT images, histopathology, and clinical information

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K07264
• Research Institution: Kindai University
• Principal Investigator: 川上 尚人 近畿大学, 医学部, 講師 (10580615)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 人工知能 / MSI-H / 胃癌 / バイオマーカー / アルゴリズム

Outline of Annual Research Achievements

MSI-H vs. MSS stage II胃癌検体を用いた解析
本研究では、すでにMSI statusが判明しているstage II 胃癌症例におけるCT画像、HE標本、臨床情報（診断時年齢、性別）をinputとし、MSI-HであるかMSSであるかの二値分類を行うモデルを学習する。それぞれのinputを学習する機械学習モデルとして、CT画像においては3次元畳み込みニューラルネットワーク(3D CNN Network)を用いる。HE標本画像は2次元画像のため、2D CNN Networkを用いるが、スライド全体は巨大な画像となるため、複数の部分パッチ画像を入力とする
Multiple Instance Learningを用いて、部分パッチ画像群を入力とした2D CNN Networkを学習する。
MSI statusが判明している胃癌184例の手術症例の「診断時のCT画像(胸腹部)」、「MSI statusが判断された病理検体のHE標本(データ化)」、「MSI statusに付属する臨床情報」はすでに協力機関に送られ現在アルゴリズム構築中である。当初より解析開始が遅れたが、令和6年6-8月の完成を見込んでいる。
本解析で得られたアルゴリズムの精度を確認するために、MSI statusが判明している胃癌検体を用いたvalidation studyを予定している。JCOGで行われた高齢者胃癌を対象としたS-1 vs. Surgery（BIRDIE）試験の付随研究としてMSI statusを見ることが予定されており、上記アルゴリズムが完成後、この試験データをvaliation cohortとする予定である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

データ読込およびアルゴリズム構築作業の外注先との契約に時間を要したため

Strategy for Future Research Activity

「MSI status が判断された病理検体のHE標本」をinputとしてアルゴリズムを構築する。
本解析で得られたアルゴリズムの精度を確認するために、MSI statusが判明している胃癌検体を用いたvalidation studyを予定している。JCOGで行われた高齢者胃癌を対象としたS-1 vs. Surgery（BIRDIE）試験の付随研究としてMSI statusを見ることが予定されており、上記アルゴリズムが完成後、この試験データをvaliation cohortとする予定である。これによりMSI-H胃がんに対するS-1 adjuvantの要不要が判明するほか、積極的にMSI検査をすべき対象が明らかとなる。また現在胃癌周術期治療として免疫チェックポイント阻害剤導入が検討されているが、その有力な候補としてMSI-Hが考えられており、このアルゴリズム導入によりそうした症例を効率よく見出すことが可能となる。

Causes of Carryover

データ読込およびアルゴリズム構築作業の外注先との契約に時間を要し、解析が次年度に持ち越しとなったため