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AIによる肺癌超低線量CT検診及び肺結節鑑別診断用コンピューター支援装置開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K07675
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分52040:放射線科学関連
研究機関神戸大学

研究代表者

竹中 大祐  神戸大学, 医学研究科, 非常勤講師 (60258233)

研究分担者 大野 良治  藤田医科大学, 医学部, 教授 (30324924)
吉川 武  神戸大学, 医学研究科, 特命講師 (40332788)
関 紳一郎  神戸大学, 医学研究科, 特命助教 (30773519)
西村 善博  神戸大学, 医学研究科, 名誉教授 (20291453)
眞庭 謙昌  神戸大学, 医学研究科, 教授 (50362778)
岸田 雄治  神戸大学, 医学部附属病院, 特命助教 (90792250)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード放射線医学 / CT / 人工知能 / 被曝線量低減 / 画像診断支援 / 肺癌検診 / 低線量CT / AI / Deep Learning
研究成果の概要

本研究では「Deep Learningを用いた人工知能(AI)による肺癌CT検診および良・悪性鑑別診断を目的としたコンピュータ支援診断装置の開発と超低線量CTプロトコールへの応用」するため,①Deep Learning法を用いた新たなAIによるComputer-Aided Volumetryを開発,②肺癌検診用超低線量CTプロトコールを策定するための基礎実験を行うとともに,③肺結節患者を策定した撮像プロトコールにて撮像し,開発したDeep Learningを用いたAI搭載CAD装置による肺結節評価を行った。そして、その研究成果を国内学会で発表するとともに、海外一流誌にて研究成果を発表中である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

1990年代の後半より臨床応用されてきたMDCTにおいて、近年臨床応用が進められている逐次近似再構成および逐次再構成などの新たな再構成法により低線量CTや超低線量CTの臨床応用が進められている。あわせて、NLSTによるCT肺癌検診の有用性及び日本肺癌学会による肺癌取扱い規約第8版における肺癌内のすりガラス濃度部分および充実部分の成分分析による病期分類や予後の差などが指摘されている。
本研究では人工知能を併用した新たなCAD装置の臨床応用を可能にするとともに新たな低線量CT検査を可能にした。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 1件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 10件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Newly developed artificial intelligence algorithm for COVID-19 pneumonia: utility of quantitative CT texture analysis for prediction of favipiravir treatment effect2022

    • 著者名/発表者名
      Ohno Yoshiharu、Aoyagi Kota、Arakita Kazumasa、et al.
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Radiology

      巻: - 号: 8 ページ: 800-813

    • DOI

      10.1007/s11604-022-01270-5

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Machine learning for lung CT texture analysis: Improvement of inter-observer agreement for radiological finding classification in patients with pulmonary diseases.2021

    • 著者名/発表者名
      Ohno Y, Aoyagi K, Takenaka D, Yoshikawa T, Ikezaki A, Fujisawa Y, Murayama K, Hattori H, Toyama H.
    • 雑誌名

      Eur J Radiol.

      巻: 134 ページ: 109410-109410

    • DOI

      10.1016/j.ejrad.2020.109410

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Machine learning for lung texture analysis on thin-section CT: Capability for assessments of disease severity and therapeutic effect for connective tissue disease patients in comparison with expert panel evaluations2021

    • 著者名/発表者名
      Ohno Yoshiharu、Aoyagi Kota、Takenaka Daisuke、Yoshikawa Takeshi、Fujisawa Yasuko、Sugihara Naoki、Hamabuchi Nayu、Hanamatsu Satomu、Obama Yuki、Ueda Takahiro、Hattori Hidekazu、Murayama Kazuhiro、Toyama Hiroshi
    • 雑誌名

      Acta Radiologica

      巻: - 号: 10 ページ: 1363-1373

    • DOI

      10.1177/02841851211044973

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Differentiation of Benign from Malignant Pulmonary Nodules by Using a Convolutional Neural Network to Determine Volume Change at Chest CT2020

    • 著者名/発表者名
      Ohno Yoshiharu、Aoyagi Kota、Yaguchi Atsushi、Seki Shinichiro、Ueno Yoshiko、Kishida Yuji、Takenaka Daisuke、Yoshikawa Takeshi
    • 雑誌名

      Radiology

      巻: 296 号: 2 ページ: 432-443

    • DOI

      10.1148/radiol.2020191740

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Differentiation of Benign from Malignant Pulmonary Nodules by Using a Convolutional Neural Network to Determine Volume Change at Chest CT2020

    • 著者名/発表者名
      Ohno Y, Aoyagi K, Yaguchi A, Seki S, Ueno Y, Kishida Y, Takenaka D, Yoshikawa T.
    • 雑誌名

      Radiology

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Variability and Standardization of Quantitative Imaging: Monoparametric to Multiparametric Quantification, Radiomics, and Artificial Intelligence.2020

    • 著者名/発表者名
      Hagiwara A, Fujita S, Ohno Y, Aoki S.
    • 雑誌名

      Investigative Radiology

      巻: - 号: 9 ページ: 601-616

    • DOI

      10.1097/rli.0000000000000666

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of acquisition method and reconstruction algorithm for CT number measurement on standard-dose CT and reduced-dose CT: a QIBA phantom study2019

    • 著者名/発表者名
      Ohno Yoshiharu、Fujisawa Yasuko、Fujii Kenji、Sugihara Naoki、Kishida Yuji、Seki Shinichiro、Yoshikawa Takeshi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Radiology

      巻: 37 号: 5 ページ: 399-411

    • DOI

      10.1007/s11604-019-00823-5

    • NAID

      50014127806

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Radiation dose reduction techniques for chest CT: Principles and clinical results2019

    • 著者名/発表者名
      Ohno Yoshiharu、Koyama Hisanobu、Seki Shinichiro、Kishida Yuji、Yoshikawa Takeshi
    • 雑誌名

      European Journal of Radiology

      巻: 111 ページ: 93-103

    • DOI

      10.1016/j.ejrad.2018.12.017

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Reconstruction Parameters on the Quantitative Analysis of Chest Computed Tomography2019

    • 著者名/発表者名
      Kim Hyungjin、Goo Jin Mo、Ohno Yoshiharu、Kauczor Hans-Ulrich、Hoffman Eric A.、Gee James C.、van Beek Edwin J.R.
    • 雑誌名

      Journal of Thoracic Imaging

      巻: 34 号: 2 ページ: 92-102

    • DOI

      10.1097/rti.0000000000000389

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Ultra-high Resolution CT と Area-Detector CTにおける低線量下CT値測定の検討2022

    • 著者名/発表者名
      大島夕佳,濱渕菜邑,秋野成臣,伊藤雄也,木全洋奈,藤井健二,藤澤恭子,服部秀計,大野良治,外山 宏
    • 学会等名
      第13回呼吸機能イメージング研究会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 超高精細CTにおけるCOPDに対するCT検診用撮像法の被曝低減に関する基礎的検討:撮像モード及び再構成法に関する検討2022

    • 著者名/発表者名
      大野良治,大島夕佳,濱渕菜邑,秋野成臣,木全洋奈,藤井健二,藤澤恭子,村山和宏,外山 宏
    • 学会等名
      第41回日本CT検診学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Deep Learning Reconstruction vs. Hybrid-Type and Model-Based Iterative Reconstructions: Radiation Dose Reduction of Lung Density Evaluation on Ultra-High Resolution and Area-Detector CTs as QIBA Study2022

    • 著者名/発表者名
      Ohno Y, Akino N, Ito Y, Kimata H, Fujii K, Fujisawa Y, Murayama K, Toyama H
    • 学会等名
      28th European Congress of Radiology (ECR2022)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Machine Learning for Lung CT Texture Analysis in Connective Tissue Disease: Capability for Disease Severity and Therapeutic Effect Evaluations.2021

    • 著者名/発表者名
      Ohno Y, Aoyagi K, Takenaka D, Yoshikawa T, Fujisawa Y, Sugihara N, Hattori H, Murayama K, Toyama H
    • 学会等名
      CARS 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ultra-High-Resolution and Area-Detector CTs for Lung Density Assessment: Comparison of Radiation Dose Reduction Capability among Hybrid-Type and Model-Based Iterative Reconstructions and Deep Learning Reconstruction at QIBA Recommended Phantom Study2021

    • 著者名/発表者名
      Shigamura C. Ohno Y, Hamabuchi N, Watanabe A, Kataoka Y, Ida Y, Akino N, Ito Y, Kimata H, Fujii K, Nakanishi S, Murayama K, Katada K, Toyama H
    • 学会等名
      107th Scientific Assembly and Annual Meeting of Radiological Society of North America (RSNA 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3D CADv System with and without CNN: Comparison of Nodule Component Measurement Accuracy and Differentiation in Routine Clinical Practice Data2020

    • 著者名/発表者名
      Ohno Y, Aoyagi K, Kishida Y, Seki S, Ueno Y, Yaguchi A, Takenaka D, Yoshikawa T
    • 学会等名
      CARS 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CT を用いた肺癌の最新診療2020

    • 著者名/発表者名
      大野良治
    • 学会等名
      第61回日本肺癌学会学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 人工知能を用いた3D Computer-Aided Volumetry (CADv) の肺結節経過観察CT における有用性に関する検討2020

    • 著者名/発表者名
      大野良治,青柳康太,谷口敦司,竹中大祐,吉川 武
    • 学会等名
      第27回日本CT検診学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 低線量CT肺がん検診における至適撮像法の確立とCADおよび人工知能の活用2020

    • 著者名/発表者名
      大野良治
    • 学会等名
      第27回日本CT検診学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 3D Computer-Aided Volumetry (CADv) System with AI System: Comparison of Quantitative Nodule Component Measurement Accuracy and Pulmonary Nodule Differentiation Capability on Repeated CT Examination2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshiharu Ohno, Kota Aoyagi, Yuji Kishida, Shinichiro Seki, Yoshiko Ueno, Atsushi Yaguchi, Takeshi Yoshikawa
    • 学会等名
      European Congress of Radiology (ECR) 2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3D CADv System with and without CNN: Comparison of Nodule Component Measurement Accuracy and Differentiation in Routine Clinical Practice Data2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshiharu Ohno, Kota Aoyagi, Yuji Kishida, Shinichiro Seki, Yoshiko Ueno, Atsushi Yaguchi, Takeshi Yoshikawa
    • 学会等名
      Computer Assisted Radiology and Surgery(CARS)2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Capability of Quantitative Assessment of Subsegmental Bronchi on Thin-Section CT to Evaluate the Therapeutic Effects in Patients with Pulmonary Lymphangitis Carcinomatosa2019

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Takenaka, Yoshiharu Ohno, Chika Tanaka, Erika Matsushiro, Ayumi Higashida, Tomohisa Hashimoto, Hiroaki Maeda, Setsu Sakamoto, Miyako Satouchi
    • 学会等名
      2019 World Conference on Lung Cancer
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 肺結節自動容積測定(Computer-Aided Volumetry)によるConvolutional Neural Networkの有用性に関する検討2019

    • 著者名/発表者名
      大野良治, 谷口敦司, 青柳康太, 岸田雄治, 関 紳一郎, 上野嘉子, 吉川 武
    • 学会等名
      第26回日本CT検診学会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 3D fully convolutional network-based segmentation of lung nodules in CT images with a clinically inspired data synthesis method2019

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Yaguchi, Kota Aoyagi, Akiyuki Tanizawa, Yoshiharu Ohno
    • 学会等名
      SPIE Medical Imaging 2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Comparison of Capability for Nodule Component Measurement and Management on Follow-Up CT Examinations between 3D CADv Systems with and without CNN2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshiharu Ohno, Atsushi Yaguchi, Kota Aoyagi, Yuji Kishida, Shinichiro Seki, Yoshiko Ueno, Takeshi Yoshikawa, akamichi Murakami
    • 学会等名
      European Congress of Radiology (ECR) 2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The utility of the ultra-high-resolution CT to evaluate the detailed bronchial tree for COPD2019

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Takenaka, Ayumi Higashida, Yasuhide Kono, Tomohisa Hashimoto, Hiroaki Maeda, Setsu Sakamoto
    • 学会等名
      European Congress of Radiology (ECR) 2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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