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再構成低線量CT画像と仮想観察者実験システムを用いた被ばく低減の診断能評価

研究課題

研究課題/領域番号 15K09898
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 放射線科学
研究機関熊本大学

研究代表者

白石 順二  熊本大学, 大学院生命科学研究部(保), 教授 (30551311)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード低線量CT画像 / 観察者実験 / シミュレーション / ROC 解析 / 人工知能 / 機械学習 / machine observer / 医療ひばく / コンピュータ断層撮影(CT) / 医療被ばく / ROC解析 / コンピュータ断層撮影(CT) / 低線量
研究成果の概要

本研究では、コンピュータ断層撮影(CT)検査における撮影線量(医療被ばく)の最適化を目的として、通常の線量で撮影されたCT画像から低線量CT画像を再構築する手法を用いて、撮影線量を減少させた場合に低下する可能性がある診断能を評価するための手法を開発し、同時にその評価手法の正当性の検証を試みた。
診断能の評価では、人工知能を用いてヒトの代わりにコンピュータが低コントラスト信号を検出するシステム開発の基礎的な実験を行い、その可能性を検証した。また、医療被ばくの最適化については、線量レベルの異なる画像を比較評価することで、統計的に優劣判定を行う一対比較法の新しい手法を開発し、それを論文で発表した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

CT画像の低線量化は国民だけでなく、多くの臨床医が望むことであり、その低線量CT画像を既存のCT画像から容易に再構成できる本再構成法は、CT撮影における線量の最適化だけでなく、線量の変化に伴う病変の表示変化を学習する目的にも有用であると考える。
また、本研究で開発したコンピュータによる仮想観察者実験システムや新しい一対比較法の手法、そして、様々な観察者実験用のソフトウエアを用いることにより、これまで以上に観察者実験の実施が容易になり、さらには、ヒトによる観察者実験の制約のために検討されていなかった様々な項目についての検証が今後は可能となると考えられる。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 自動解析ソフトウエアを用いたシェッフェの一対比較法による画像評価:撮影線量を模擬的に変化させた CT 画像の比較評価2019

    • 著者名/発表者名
      Shiraishi Junji、Okazaki Yuuka、Goto Makoto
    • 雑誌名

      日本放射線技術学会雑誌

      巻: 75 号: 1 ページ: 32-39

    • DOI

      10.6009/jjrt.2019_JSRT_75.1.32

    • NAID

      130007563380

    • ISSN
      0369-4305, 1881-4883
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Verification of modified receiver-operating characteristic software using simulated rating data2018

    • 著者名/発表者名
      Shiraishi Junji、Fukuoka Daisuke、Iha Reimi、Inada Haruka、Tanaka Rie、Hara Takeshi
    • 雑誌名

      Radiological Physics and Technology

      巻: 11 号: 4 ページ: 406-414

    • DOI

      10.1007/s12194-018-0479-9

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A computer simulation method for low-dose CT images by use of real high-dose images: a phantom study2016

    • 著者名/発表者名
      1.Takenaga T, Katsuragawa S, Goto M, Hatemuna M, Uchiyama Y, Shiraishi J
    • 雑誌名

      Radiological Physics and Technology

      巻: 9 号: 1 ページ: 44-52

    • DOI

      10.1007/s12194-015-0332-3

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 胸部単純X線像における結節影検出能評価のためのモデルオブザーバー開発2018

    • 著者名/発表者名
      境 宏,白石 順二
    • 学会等名
      第74回日本放射線技術学会総会学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] マシンオブザーバーによる低コントラスト信号検出のROC解析2018

    • 著者名/発表者名
      藤川 龍之介,白石 順二
    • 学会等名
      第75回日本放射線技術学会総会学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Deep Learningによる一般単純X線像の撮影部位自動分類のための基礎的検討2018

    • 著者名/発表者名
      吉川 直輝, 白石 順二
    • 学会等名
      第75回日本放射線技術学会総会学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ROC観察者実験用ソフトウエアを用いた一対比較法による画質評価2017

    • 著者名/発表者名
      白石順二,福岡大輔,田中利恵,原 武史
    • 学会等名
      第19回医用画像認知研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] One-way ANOVA with paired comparison analysis for medical image quality evaluation2017

    • 著者名/発表者名
      Junji Shiraishi
    • 学会等名
      The 25th Chinese Society of Imaging Technology In Tianjin
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Verification of the representability of simulated low-dose CT Images using a paired comparison method2017

    • 著者名/発表者名
      Yuka Okazaki, Makoto Goto, Junji Shiraishi
    • 学会等名
      The 4th International Congress of Radiological Science and Technology
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] LCD評価のための擬人化PCシステムによるROC解析2016

    • 著者名/発表者名
      境 宏,白石順二
    • 学会等名
      第11回九州放射線医療技術学術大会
    • 発表場所
      別府国際コンベンションセンター
    • 年月日
      2016-11-05
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒトとしての特性を探る2016

    • 著者名/発表者名
      白石順二
    • 学会等名
      第44回日本放射線技術学会秋季学術大会
    • 発表場所
      ソニックシティ
    • 年月日
      2016-10-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ROC・FROC 解析のススメ2016

    • 著者名/発表者名
      白石順二
    • 学会等名
      第72回日本放射線技術学会総会学術大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2016-04-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒトに代わってコンピュータがROC実験を行うシステムの開発2016

    • 著者名/発表者名
      白石順二,武中祐樹
    • 学会等名
      メディカルイメージング連合フォーラム
    • 発表場所
      那覇市ぶんかテンブス館4Fテンブスホール
    • 年月日
      2016-01-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 擬似観察者システムによるROC 解析を用いたLCD の画質評価2016

    • 著者名/発表者名
      境 宏,白石順二
    • 学会等名
      第18回医用画像認知研究会
    • 発表場所
      熊本市国際交流会館
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 単純な信号の検出における観察者とコンピュータの特性比較2015

    • 著者名/発表者名
      武中祐樹,白石順二
    • 学会等名
      第11回 九州放射線医療技術学術大会
    • 発表場所
      宮崎観光ホテル
    • 年月日
      2015-10-31
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] 医画塾:熊本大学大学院生命科学研究部 桂川・白石・内山研究室

    • URL

      http://www.img.hs.kumamoto-u.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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