2023 Fiscal Year Research-status Report
ハイパースペクトルイメージングの口腔粘膜解析dataを用いた新規口腔癌診断AIの開発
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23K09351
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
平岡 慎一郎 大阪大学, 歯学部附属病院, 講師 (70615616)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 晋 大阪大学, 大学院歯学研究科, 教授 (00367541)
川村 晃平 大阪大学, 歯学部附属病院, 医員 (20880157)
熊本 康昭 大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (30611727)
関 壮樹 大阪大学, 大学院歯学研究科, 助教 (60755081)
李 天鎬 岡山理科大学, 情報理工学部, 教授 (70792737)
藤田 克昌 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (80362664)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | 口腔がん / 口腔粘膜疾患 / 人工知能 / ハイパースペクトルイメージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
口腔粘膜疾患診断の課題と口腔がん早期発見の新たな取り組みとして、現在、既存のカメラで撮影した口腔粘膜疾患の写真を利用し、それを人工知能（AI）に 含まれる深層学習（Deep Learning）技術を用いた口腔粘膜疾患診断支援AIシステムの開発を開始しており、現在まで継続的に精度の向上が得られている。しかしながら、光学的な３原色（赤(Red)、緑(Green)、青(Blue)）を抽出する、既存のRGBカラーモデルで得られるデータでは 、これ以上の精度向上が望むことが困難となっている。そこで、より高精度のAIを開発するために新たな取り組みとして、近年開発されたハイ パースペクトルイメージング（Hyperspectral imaging：以下HSI）技術を導入することとした。HSIを用いれば、測定対象物の3次元情報（2次 元の位置情報と測定対象物の画像のピクセル画素ごとに得られたスペクトルデータ）と質的情報が得られる。そのHSIセンサーを口腔粘膜観察に用いるカメラに実装し、口腔癌をはじめ口腔粘膜疾患の形状および性状の特徴抽出を行い、その結果をDeepLearningによって自動的に分類する学習モデルを作成し、口腔癌をさらに高精度で診断するシステムの構築を目指す。本研究は、次世代に向けた口腔粘膜疾患の病態および形状 解明につなげるための基盤的なものになり得る。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
HSI技術による基盤的データの収集を、まず切除検体の病理組織標本を用いて行っているが、HSIでのデータ解析を行う専用ソフトウェアの動作が不安定でありまずはMethodを完成させるPhaseに時間がかかっているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
ハイパースペクトルイメージング（HSI）は、従来の可視光領域に加え、紫外から近赤外線までの広範な波長領域の光を用いて対象物の分光特性を捉える技術であり、生体組織の微細な変化を検出できる可能性を持つ。この技術と深層学習（Deep Learning：DL）を用いた高度なAI画像解析を組み合わせることで、舌癌患者におけるリンパ節転移の早期予測と診断精度の向上を目指す。HSIカメラによるデータ収集については、大阪大学フォトニクスセンター藤田研究室との共同研究にて行う予定である。
昨年度までの研究においては、基礎知識習得に注力し、舌癌リンパ節転移予測研究の基盤となる知識と技術の習得を主としてきた。今年度からは口腔癌の病理組織標本に対して、HSIカメラでのデータ収集および、臨床的有用性を目的とした解析を行う。
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| Causes of Carryover |
購入する予定であったHSIカメラの仕様が、今後の研究実施見込みに対してSpec不足であるため、既存のデバイスでPreliminaryなデータ収集を行うことを中心としていたため次年度使用額が生じた。研究計画にそった機材費に充てる予定である。
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