X線CT画像における骨転移の自動診断システムの開発および初期臨床応用

• 研究課題/領域番号: 15K19775
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 放射線科学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 花岡 昇平 東京大学, 医学部附属病院, 特任講師 (80631382)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
• キーワード: 医用画像工学 / 転移性骨腫瘍 / X線CT / 深層学習 / コンピュータ支援検出 / 医用画像処理 / セグメンテーション / 異常検知 / 骨転移 / コンピュータ支援診断 / 放射線診断学

研究成果の概要

CT画像からの骨転移の検出について、深層学習を用いた前回検査との比較による強調表示アルゴリズムを作成した。前回のCT画像と今回のCT画像を入力すると、骨硬化性転移、溶骨性転移のどちらも検出し、出力することができる。単純な時間差分ではなく、深層学習により骨密度の予想変化と、さらに予想変化のばらつきを計算してからそれにしたがって異常検知を行うので、より偽陽性が少ない。このため、2次元投影像でも簡単に転移の場所が見えるようにすることができ、読影医への負担も最小限にとどめられたところに本手法の意義があるものと考える。

研究成果

• [雑誌論文] Landmark-guided diffeomorphic demons algorithm and its application to automatic segmentation of the whole spine and pelvis in CT images (2017)
  • 著者名/発表者名: Hanaoka S, Masutani Y, Nemoto M, Nomura Y, Miki S, Yoshikawa T, Hayashi N, Ohtomo K, Shimizu A.
  • 雑誌名: International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery 巻: 12(3) 号: 3 ページ: 413-430
  • DOI: 10.1007/s11548-016-1507-z
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Automatic detection of vertebral number abnormalities in body CT images (2017)
  • 著者名/発表者名: Hanaoka S, Nakano Y, Nemoto M, Nomura Y, Takenaga T, Miki S, Yoshikawa T, Hayashi N, Masutani Y, Shimizu A
  • 雑誌名: International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery 巻: 印刷中 号: 5 ページ: 719-732
  • DOI: 10.1007/s11548-016-1516-y
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 脊椎骨転移の検出における経時差分CTの有用性の検討 (2018)
  • 著者名/発表者名: 星合 壮大
  • 学会等名: 2018年度日本医学放射線学会 2018年4月13日 パシフィコ横浜
• [学会発表] Residual network-based unsupervised temporal image subtraction for highlighting bone metastases (2018)
  • 著者名/発表者名: S. Hanaoka, T. Masumoto, S. Hoshiai, Y. Nomura, T. Takenaga, M. Murata, S. Miki, T. Yoshikawa, N. Hayashi, O. Abe
  • 学会等名: CARS 2018 Computer Assisted Radiology and Surgery. June 20 - 23, 2018, Hotel NH Collection Friedrichstrasse, Berlin, Germany
  • 国際学会
• [学会発表] Fully automatic definition of anatomical landmarks in medical images: a feasibility study (2016)
  • 著者名/発表者名: Hanaoka S, Nomura Y, Nemoto M, Miki S, Yoshikawa T, Hayashi N, Ohtomo K, Shimizu A
  • 学会等名: Computer Assisted Radiology and Surgery 2016
  • 発表場所: Heidelberg, Germany
  • 年月日: 2016-06-21
  • 国際学会
• [学会発表] Fully automatic definition of anatomical landmarks in medical images: a feasibility study (2016)
  • 著者名/発表者名: Shouhei Hanaoka, Yukihiro Nomura, Mitsutaka Nemoto, et al.
  • 学会等名: CARS (computer assisted radiology and surgery) 2016
  • 発表場所: Heidelberg, Germany
  • 年月日: 2016-06-21
  • 国際学会