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PET/CT画像と病理画像を用いた肺癌診断用イメージングバイオマーカーの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K09070
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 医学物理学・放射線技術学
研究機関藤田医科大学

研究代表者

寺本 篤司  藤田医科大学, 保健学研究科, 教授 (00513780)

研究分担者 塚本 徹哉  藤田医科大学, 医学部, 教授 (00236861)
今泉 和良  藤田医科大学, 医学部, 教授 (50362257)
外山 宏  藤田医科大学, 医学部, 教授 (90247643)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード人工知能 / 医用画像 / 肺がん / 診断 / PET/CT / 病理画像 / 深層学習 / 鑑別 / 敵対的生成ネットワーク / 自動分類 / 肺癌 / Classification / Deep learning / 医療・福祉 / 画像
研究成果の概要

肺がんは死亡原因の第一位になっており,社会的問題になっている.本研究では,鑑別診断で撮像するPET/CT画像と,確定診断で撮影する顕微鏡画像を用いて,多数の特徴量(イメージングバイオマーカー)を算出し、肺疾患を高い精度で診断できる技術を開発することを目的とした.本研究では、まず肺疾患患者の画像データを収集し、特徴量の算出を行い、それらに基づき機械学習法で肺結節の良悪性や組織型分類を行う。検証の結果、複数の画像を組み合わせることで分類精度が向上することが確認された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

PET/CT画像のような放射線画像と、病理画像を対象とした深層学習の研究は多数行われているが、それらを組合せた研究は実施例が極めて少ない。本研究は深層学習や統計的手法を駆使した診断支援処理を実現しようとしたものであり、学術的な意義がある。また、画像診断を専門としない主治医にとって,本研究で算出できるようにした画像バイオマーカーは病変部の特徴を把握しやすく,予後判定や治療方針の決定にも活用できる.これらの技術によって肺がんの早期診断や正確な診断が実現する可能性が高く、患者のQOL向上や医療費の削減につながる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 1件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 15件) 図書 (5件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] National Institute of Health/NVIDIA(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] National Institute of Health(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Multiplanar analysis for pulmonary nodule classification in CT images using deep convolutional neural network and generative adversarial networks2020

    • 著者名/発表者名
      Y.Onishi, A.Teramoto, M.Tsujimoto, T.Tsukamoto, K.Saito, H.Toyama, K.Imaizumi, H.Fujita
    • 雑誌名

      International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery

      巻: 15 号: 1 ページ: 173-178

    • DOI

      10.1007/s11548-019-02092-z

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Deep learning approach to classification of lung cytological images: Two-step training using actual and synthesized images by progressive growing of generative adversarial networks2020

    • 著者名/発表者名
      A.Teramoto, T.Tsukamoto, A.Yamada, Y.Kiriyama, K.Imaizumi, K.Saito, H.Fujita
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 15 号: 3 ページ: e0229951-e0229951

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0229951

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 液状細胞診画像と患者情報の併用による肺癌組織型自動分類の基礎的検討2019

    • 著者名/発表者名
      山田あゆみ, 寺本篤司, 桐山諭和, 塚本徹哉, 今泉和良, 星雅人, 齋藤邦明, 藤田広志
    • 雑誌名

      Medical Imaging Technology

      巻: 37 号: 5 ページ: 230-234

    • DOI

      10.11409/mit.37.230

    • NAID

      130007752665

    • ISSN
      0288-450X, 2185-3193
    • 年月日
      2019-11-25
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Automated classification of benign and malignant cells from lung cytological images using deep convolutional neural network2019

    • 著者名/発表者名
      A.Teramoto, A.Yamada, Y.Kiriyama, T.Tsukamoto, K.Yan, L.Zhang, K.Imaizumi, K.Saito, H.Fujita
    • 雑誌名

      Informatics in Medicine Unlocked

      巻: 16 ページ: 100205-100205

    • DOI

      10.1016/j.imu.2019.100205

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Automated pulmonary nodule classification in computed tomography images using a deep convolutional neural network trained by generative adversarial networks2019

    • 著者名/発表者名
      Y.Onishi, A.Teramoto, M.Tsujimoto, T.Tsukamoto, K.Saito, H.Toyama, K.Imaizumi, H.Fujita
    • 雑誌名

      BioMed Research International

      巻: 6051939 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1155/2019/6051939

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 放射線診断領域における人工知能の応用2019

    • 著者名/発表者名
      寺本篤司,
    • 雑誌名

      癌と化学療法

      巻: 46 ページ: 418-422

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Automated classification of pulmonary nodules through a retrospective analysis of conventional CT and two-phase PET images in patients undergoing biopsy2018

    • 著者名/発表者名
      A.Teramoto, M.Tsujimoto, T.Inoue, T.Tsukamoto, K.Imaizumi, H.Toyama, K.Saito, H.Fujita
    • 雑誌名

      Asia Oceania Journal of Nuclear Medicine and Biology

      巻: 7 ページ: 29-37

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Basic study on the automated detection method of skull fracture in head CT images using surface selective black-hat transform2018

    • 著者名/発表者名
      A.Yamada, A.Teramoto, K.Kudo, T.Otsuka, H.Anno, H.Fujita
    • 雑誌名

      Journal of Medical Imaging and Health Informatics

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fluctuation of quantitative values on acquisition time and the reconstruction conditions in 99mTc-SPECT2018

    • 著者名/発表者名
      M.Tsujimoto, S.Shirakawa, A.Teramoto, M.Ishiguro, K.Nakane, Y.Ida, H.Toyama
    • 雑誌名

      Nuclear Medicine Communications

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 肺結節自動検出処理におけるディープラーニング応用2017

    • 著者名/発表者名
      寺本篤司
    • 雑誌名

      医用画像情報学会雑誌

      巻: 34 ページ: 54-56

    • NAID

      130006846717

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Automated classification of lung cancer types from cytological images using deep convolutional neural networks2017

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Teramoto, Tetsuya Tsukamoto, Yuka Kiriyama, Hiroshi Fujita
    • 雑誌名

      BioMed Research International

      巻: 2017 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Automated segmentation and detection of increased uptake regions in bone scintigraphy using SPECT/CT images2017

    • 著者名/発表者名
      Masakazu Tsujimoto, Atsushi Teramoto, Seiichiro Ota, Hiroshi Toyama, Hiroshi Fujita
    • 雑誌名

      Annals of Nuclear Medicine

      巻: 32 ページ: 197-205

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Automated Classification Method of Lung Tumor Type using Cytological Image and Clinical Record2020

    • 著者名/発表者名
      A.Yamada, A.Teramoto, Y.Kiriyama, T.Tsukamoto, K.Imaizumi, M.Hoshi, K.Saito and H. Fujita
    • 学会等名
      IWAIT 2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hybrid Scheme of Pulmonary Nodule Classification Using Deep Convolutional Neural Network in PET/CT and Microscopic Images2019

    • 著者名/発表者名
      A.Teramoto, A.Yamada, M.Tsujimoto, T.Tsukamoto, K.Saito, H.Toyama, K.Imaizumi, H.Fujita
    • 学会等名
      the 13th Asia Oceania Congress of Nuclear Medicine and Biology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Automated Classification of Pulmonary Nodules in CT Images Using Generative Adversarial Networks and Deep Convolutional Neural Networks2019

    • 著者名/発表者名
      Y.Onishi, A.Teramoto, M.Tsujimoto, T.Tsukamoto, K.Saito, H.Toyama, K.Imaizumi, H.Fujita
    • 学会等名
      the 13th Asia Oceania Congress of Nuclear Medicine and Biology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvement of classification performance of pulmonary nodules in CT images using multiple deep convolutional generative adversarial networks2019

    • 著者名/発表者名
      Y.Onishi, A.Teramoto, M.Tsujimoto, T.Tsukamoto, K.Saito, H.Toyama, K.Imaizumi, H. Fujita
    • 学会等名
      CARS 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Automated malignancy analysis of microscopic lung images using a deep convolutional neural net- work and generative adversarial networks2019

    • 著者名/発表者名
      A.Teramoto, A.Yamada, Y.Kiriyama, T.Tsukamoto, K.Yan, L.Zhang, K.Imaizumi, K.Saito, H.Fujita
    • 学会等名
      CARS 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] What is GAN? Contribution to Radiology Using Cutting Edge Technology2019

    • 著者名/発表者名
      Y.Onishi, A.Teramoto, H.Toyama, K.Saito, H.Fujita
    • 学会等名
      RSNA2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Automated classification and segmentation of malignant pulmonary cells in the cytological image2018

    • 著者名/発表者名
      A.Teramoto, A.Yamada, Y.Kiriyama, T.Tsukamoto, Y.Ke, Z.Ling, RM.Summers, K.Saito, H.Fujita, "Automated classification and segmentation of malignant pulmonary cells in the cytological image," 4th Digit
    • 学会等名
      4th Digital Pathology Congres Asia
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fine-tuning deep convolutional neural networks for classification of lung cancer types from cytological images2018

    • 著者名/発表者名
      T.Tsukamoto, A.Teramoto, Y.Kiriyama, A.Yamada
    • 学会等名
      4th Digital Pathology Congres Asia
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Automated classification of pulmonary nodule in CT images:Development of analysis method using multi DCNNs2018

    • 著者名/発表者名
      Y.Onishi, A.Yamada, M.Tujimoto, T.Inoue, A.Teramoto, K.Imaizumi, H.Toyama, K.Saito, H.Fujita
    • 学会等名
      40th Annual International Conference of the IEEE EMBS
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Decision support system for lung cancer using PET/CT and microscopic images2018

    • 著者名/発表者名
      A.Teramoto, A.Yamada, T.Tsukamoto, Y.Kiriyama, M.Tsujimoto, T.Inoue, K.Imaizumi, H.Toyama, K.Saito, H.Fujita
    • 学会等名
      40th Annual International Conference of the IEEE EMBS
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3-Minute Recipe for Deep Learning: Principle, Hardware, and Software2018

    • 著者名/発表者名
      A.Teramoto, H.Fujita
    • 学会等名
      RSNA2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Preliminary study on the automated analysis of pulmonary nodules in early and delayed phase PET/CT images using support vector machine2017

    • 著者名/発表者名
      A.Teramoto, M.Tsujimoto, T.Inoue, T.Tsukamoto, K.Imaizumi, H.Toyama, H.Fujita
    • 学会等名
      2017 Asian Nuclear Medicine Academic Forum
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Computer aided method for the hot-spot analysis using SPECT/CT images: development of bone segmentation and hot-spot analysis2017

    • 著者名/発表者名
      M.Tsujimoto, A.Teramoto, S.Ota, M.Ishiguro, H.Toyama, H.Fujita
    • 学会等名
      2017 Asian Nuclear Medicine Academic Forum
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Automated detection of small breast tumors in dedicated breast PET images: development of adaptive thresholding technique2017

    • 著者名/発表者名
      N.Minoura, A.Teramoto, O.Yamamuro, K.Murase, A.Ito, K.Takahashi, K.Omi, M.Nishio, H.Fujita
    • 学会等名
      2017 Asian Nuclear Medicine Academic Forum
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Automated classification of lung tumors using PET/CT and microscopic images2017

    • 著者名/発表者名
      A.Teramoto, T.Tsukamoto, Y.Kiriyama, M.Tsujimoto, H.Toyama, K.Imaizumi, H.Fujita
    • 学会等名
      CARS2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 細胞診画像を用いた肺癌組織型の自動分類に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      竹内野々子, 山田あゆみ, 寺本篤司, 塚本徹哉, 藤田広志
    • 学会等名
      医用画像情報学会 平成29年度年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 肺癌細胞の自動分類処理における従来型識別処理と深層学習の識別性能比較2017

    • 著者名/発表者名
      寺本篤司, 山田あゆみ, 竹内野々子, 塚本徹哉, 藤田広志
    • 学会等名
      平成29年度生体医工学会東海支部大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] CT画像を用いた肺結節の良悪性自動解析手法に関する検討~Deep Convolutional Neural Network を用いた識別性能の初期的評価~2017

    • 著者名/発表者名
      大西佑弥,山田あゆみ, 寺本篤司, 辻本正和, 井上敬浩, 外山宏, 今泉和良, 藤田広志
    • 学会等名
      平成29年度生体医工学会東海支部大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] CT画像を用いたDeep convolutional neural networkによる肺結節の良悪性自動解析に関する予備的検討2017

    • 著者名/発表者名
      大西佑弥, 山田あゆみ, 寺本篤司, 辻本正和, 井上敬浩, 外山 宏, 今泉和良, 藤田広志
    • 学会等名
      第10回中部放射線医療技術学術大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] Deep Learning in Medical Image Analysis, Advances in Experimental Medicine and Biology 12132019

    • 著者名/発表者名
      A.Teramoto, A.Yamada, T.Tsukamoto, K.Imaizumi, H.Toyama, K.Saito, H.Fujita
    • 総ページ数
      12
    • 出版者
      Springer Nature Switzerland AG
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] 医用画像ディープラーニング入門2019

    • 著者名/発表者名
      藤田広志(監修・編)
    • 総ページ数
      20
    • 出版者
      オーム社
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] よくわかる医用画像情報学2018

    • 著者名/発表者名
      石田隆行監修
    • 総ページ数
      14
    • 出版者
      オーム社
    • ISBN
      9784274221316
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] Artificial Intelligence in Decision Support Systems for Diagnosis in Medical Imaging2018

    • 著者名/発表者名
      A. Teramoto and H. Fujita
    • 総ページ数
      24
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] 医用画像情報工学2018

    • 著者名/発表者名
      藤田広志、寺本篤司、岡部哲夫 編
    • 総ページ数
      230
    • 出版者
      医歯薬出版株式会社
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] Teramoto laboratory

    • URL

      http://www.fujita-hu.ac.jp/~teramoto/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-02-21  

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