MRI・PETによる神経膠腫の遺伝子型診断と機械学習を用いた自動診断法の研究
| Project/Area Number |
21K20834
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0901:Oncology and related fields
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
奥知 左智 京都大学, 医学研究科, 特定病院助教 (30910517)
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| Project Period (FY) |
2021-08-30 – 2023-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 神経膠腫 / 遺伝子 / MRI / PET / IDH / 画像診断 |
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| Outline of Research at the Start |
神経膠腫は遺伝子型に依存して予後が変化することが近年知られるが、神経膠腫の予後に関連する遺伝子型と、MRIやPETなどの画像から得られる指標との関連は未だ十分な見解の一致が得られていない。本研究では、神経膠腫の遺伝子型の診断と関連する指標をMRI・PETデータから抽出し、また、臨床現場で遺伝子型の画像診断を広く実用化するため、機械学習を用いて神経膠腫の遺伝子型の自動診断を実用化することを目的とする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は神経膠腫の予後に関係する遺伝子変異を、術前検査であるMRIやPETの画像から得られる指標を用いて術前診断することを目的としている。対象とする遺伝子としては、Isocitrate dehydrogenase （IDH）変異と、telomerase reverse transcriptase promoter （TERTp） 変異を対象として行っている。
IDH変異型の鑑別に関しては、grade2,grade3の神経膠腫を対象として行っている。拡散強調像から得られるADC値に関しては、筆者の先行論文で検討し有用であることが確認されており、今回の研究ではAPT画像と造影灌流画像（DSC）から得られるCBVについて検討を行った。ROC 解析において、APT(mean) はAUC 0.529、CBV (mean) はAUC 0.547であり鑑別能は低いという結果であった。
TERTp変異の鑑別に関しては、予後が悪いとされるIDH野生型の神経膠腫の中で、TERTp変異のあるものとないものに分類し、MRIから得られるADCとCBVについて定量値の計測を行った。今後、解析し、結果を論文投稿予定としている。
また、より安定した脳腫瘍のADC値の測定のため、新たな拡散強調像である2D turbo gradient- and spin-echo diffusion-weighted imaging with non-Cartesian BLADE trajectory (TGSE-BLADE DWI)の検討を行った。健常者と患者を検討し、副鼻腔近傍やクリップ近傍で歪みやアーチファクトが少ないことを証明し、日本磁気共鳴医学会で発表、来月には国際磁気共鳴学会で発表予定である。現在、論文投稿中である。
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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
IDH変異型の鑑別に関しては、grade2,grade3の神経膠腫を対象として有用な画像指標の検討をおこなっている。筆者の先行論文で検討し有用であることが確認されているADC値から追加して、今回の研究ではAPT画像と造影灌流画像（DSC）から得られるCBVについて検討を行っている。ROC 解析を行い、APT(mean)、CBV (mean) の鑑別能はやや低いという結果がでた。
TERTp変異の鑑別に関しては、予後が悪いとされるIDH野生型の神経膠腫の中で、TERTp変異のあるものとないものに分類し、MRIから得られるADCとCBVやFDG-PETにおけるSUV値について定量値の計測を行った。今後、解析し、結果を論文投稿予定としている。
より安定したADC値の測定のため、新たな拡散強調像であるTGSE-BLADE DWIについても検討を行い、国際学会で発表が決定しており、また論文投稿中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
IDH遺伝子変異に関して、APT画像と造影灌流画像（DSC）の診断能が低かったため、造影灌流画像（DCE）を使用して有用性を検討する。また、客観的な形態評価からの診断能を検討するため、texture解析を追加する。
TERTp変異に関しても、現在測定しているADCとCBVに追加して、同様に造影灌流画像（DCE）やtexture解析の有用性についても検討する。MRIのみでなく、FDG-PETから得られるSUV値も検討予定である。
現在、cyclin-dependent kinase inhibitor (CDKN) 2A/B ホモ接合性欠失については遺伝子を調べられている神経膠腫が少なく、症例を蓄積中である。蓄積次第、画像指標との関連の検討を開始する。
上記の結果を合わせて、それぞれの遺伝子変異について、MRIやPET両者を含めた診断能の高い画像の組み合わせを検討する
また、自動診断のため、腫瘍を自動でsegmentationする必要があり、より正確に腫瘍をsegmentationする方法を比較検討する。
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Report
(1 results)
Research Products
(11 results)
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[Journal Article] High intratumoral susceptibility signal grade on susceptibility-weighted imaging is a risk factor for hemorrhage after stereotactic biopsy2022
Author(s)
Masahiro Tanji, Yohei Mineharu, Akihiko Sakata, Sachi Okuchi, Yasutaka Fushimi, Masahiro Oishi, Yukinori Terada, Noritaka Sano, Yukihiro Yamao, Yoshiki Arakawa, Kazumichi Yoshida, Susumu Miyamoto
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Journal Title
Journal of Neurosurgery
Volume: -
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Peer Reviewed
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