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人工知能技術を利用した肺結節の体積倍加時間変化の機序の解明に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K07693
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
研究機関聖路加国際大学

研究代表者

松迫 正樹  聖路加国際大学, 聖路加国際病院, 医長 (90209528)

研究分担者 原 武史  岐阜大学, 工学部, 教授 (10283285)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード肺癌 / 深層学習 / 胸部X線CT / AutoEncoder / 人工知能 / 特徴抽出 / 胸部CT画像 / 結節状陰影 / 胸部 / オートエンコーダー / 定量解析 / 体積倍加時間 / 定量画像解析
研究成果の概要

本研究の目的は,肺がんが疑われる結節に関して,その成長の予測と良悪性判定を,胸部CT画像から得られる結節状陰影の画像特徴から実現することである.結節の成長速度の指標は,腫瘍倍加時間(Volume Doubling Time : VDT)がよく用いられる.したがって,VDTと関連がある画像特徴量を深層学習を用いて抽出することを目的とした.また,画像特徴から結節の良悪性を判定するために,畳み込みニューラルネットワークを利用たAutoEncoderを用いて解析を行い,その良悪性鑑別に関する可能性を明らかにする.

研究成果の学術的意義や社会的意義

肺がんの早期発見は,結節状陰影の検出とその悪性度の予測が重要である.これは医師の高度な経験に基づいて行われる操作であるが,その定量解析を医師の見地から実現し,深層学習を用いて不偏的な画像特徴量を抽出する方法を明らかにした内容である.データベースの拡充が世界的な課題である中,本研究者のみが構築できた世界で唯一といえるデータベースを新たに構築し,定量画像解析が結節状陰影の鑑別に有益であると結論づけた有意義な内容である.

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 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

    (36件)

すべて 2024 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 産業財産権 (1件) 学会・シンポジウム開催 (2件)

  • [雑誌論文] <i>Ex-vivo</i> 1.5T MR Imaging versus CT in Estimating the Size of the Pathologically Invasive Component of Lung Adenocarcinoma Spectrum Lesions2024

    • 著者名/発表者名
      Yamada D, Matsusako M, Yoneoka D, Oikado K, Ninomiya H, Nozaki T, Ishiyama M, Makidono A, Otsuji M, Ito H, Ojiri H.
    • 雑誌名

      Magnetic Resonance in Medical Sciences

      巻: 23 号: 1 ページ: 92-101

    • DOI

      10.2463/mrms.mp.2022-0125

    • ISSN
      1347-3182, 1880-2206
    • 関連する報告書
      2022 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] Visual classification of three computed tomography lung patterns to predict prognosis of COVID-19: a retrospective study2022

    • 著者名/発表者名
      Yamada Daisuke、Ohde Sachiko、Imai Ryosuke、Ikejima Kengo、Matsusako Masaki、Kurihara Yasuyuki
    • 雑誌名

      BMC Pulmonary Medicine

      巻: 22 号: 1 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1186/s12890-021-01813-y

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Case of Primary Endobronchial Mucosa-associated Lymphoid Tissue Lymphoma Stable on 16-Year Observation2022

    • 著者名/発表者名
      Ikejima Kengo、Matsusako Masaki、Yamada Daisuke、Murakami Manabu、Ito Reiko、Kanomata Naoki、Kurihara Yasuyuki
    • 雑誌名

      Journal of Thoracic Imaging

      巻: 37 号: 6 ページ: W109-W111

    • DOI

      10.1097/rti.0000000000000674

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 弱教師あり深層学習を用いたMR画像におけるびまん性を含む血管病変の領域の自動抽出2022

    • 著者名/発表者名
      深谷航生,原 武史,野崎太希,松迫正樹,片渕哲朗,周 向栄,藤田広志
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術報告

      巻: MI2021-87 ページ: 186-187

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      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 深層学習による画像認識入門(3) 自己符号化器と異常検知2021

    • 著者名/発表者名
      原 武史、松迫 正樹
    • 雑誌名

      Medical Imaging Technology

      巻: 39 号: 4 ページ: 189-194

    • DOI

      10.11409/mit.39.189

    • NAID

      130008116949

    • ISSN
      0288-450X, 2185-3193
    • 年月日
      2021-09-25
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 畳み込みニューラルネットワークと統計学的画像を用いたPET/CT画像からの悪性腫瘍の自動検出2021

    • 著者名/発表者名
      相原拓実,松迫正樹,原 武史,野崎太希,片渕哲朗,伊藤 哲,加藤正也,周 向栄,藤田広志
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術報告

      巻: MI2021-9 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Pulmonary Tumor Thrombotic Microangiopathy Appearance on Dual-Energy Computed Tomography2021

    • 著者名/発表者名
      Yamada Daisuke、Murakami Manabu、Matsusako Masaki、Tamura Tomohide、Kurihara Yasuyuki
    • 雑誌名

      American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine

      巻: 203 号: 6 ページ: 759-760

    • DOI

      10.1164/rccm.202004-0907im

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] PET/CT画像および統計的画像を用いた悪性腫瘍の自動抽出法2020

    • 著者名/発表者名
      羽賀愛美,原武史,伊藤哲,加藤正也,松迫正樹,周向栄,片渕哲朗,藤田広志
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: IEICE-119 ページ: 77-81

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 胸部CT画像における結節状陰影の増殖過程の指数関数表現による解析2020

    • 著者名/発表者名
      稲垣松子,原武史,周向栄,野崎太希,松迫正樹
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: IEICE-119 ページ: 67-69

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      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 深層学習を用いた核医学画像の画質改善手法の検討2020

    • 著者名/発表者名
      籾内政哉,原 武史,片渕哲朗,松迫正樹,藤田廣志
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: IEICE-119 ページ: 165-168

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Automatic anatomy partitioning of the torso region on CT images by using a deep convolutional network with majority voting2019

    • 著者名/発表者名
      Xiangrong Zhou, Takuya Kojima, Song Wang, Xinxin Zhou, Takeshi Hara, Taiki Nozaki, Masaki Matsusako, Hiroshi Fujita
    • 雑誌名

      SPIE Medical Imaging

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 深層学習を用いた膝MR画像における軟骨抽出に関して教師データが与える結果の差異2019

    • 著者名/発表者名
      青木涼真,原 武史,野崎太希,松迫正樹,周 向栄,藤田 広志
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術報告

      巻: MI2018 ページ: 63-64

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Quantitative analysis of dopamine transporter imaging using generating MR image from low dose CT image and segmentation by Deep Learning2019

    • 著者名/発表者名
      Shogo Yokoi, Takeshi Hara, Tetsuro Katafuchi, Masaki Matsusako, Xiangrong Zhou, Hiroshi Fujita
    • 雑誌名

      International Forum on Medical Imaging in Asis(IFMIA) 2019

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] COVID-19肺炎の異常検知のための教師なし学習を用いた画像特徴空間の可視化2022

    • 著者名/発表者名
      加賀谷祐太朗,原 武史,周 向栄,野崎太希,松迫正樹,古瀬 司,藤田広志
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 弱教師あり深層学習を用いたMR画像におけるびまん性を含む血管病変の領域の自動抽出2022

    • 著者名/発表者名
      深谷航生,原 武史,野崎太希,松迫正樹,片渕哲朗,周 向栄,藤田広志
    • 学会等名
      電子情報通信学会医用画像研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 畳み込みニューラルネットワークと統計学的画像を用いたPET/CT画像からの悪性腫瘍の自動検出2021

    • 著者名/発表者名
      相原拓実,松迫正樹,原 武史,野崎太希,片渕哲朗,伊藤 哲,加藤正也,周 向栄,藤田広志
    • 学会等名
      電子情報通信学会医用画像研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] COVID-19肺炎の影響と今後の展開 COVID-19肺炎 画像診断のポイント2021

    • 著者名/発表者名
      松迫正樹
    • 学会等名
      日本医学放射線学会秋季臨床大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dual-energy CTが診断の一助となったIVLBCLの1例2021

    • 著者名/発表者名
      山田 大輔, 松迫 正樹, 向井 紀代子, 池島 健吾, 今井 亮介, 小山田 亮佑, 冨島 裕, 栗原 泰之
    • 学会等名
      日本医学放射線学会秋季臨床大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 緩徐に進行した気道内のMALT lymphomaの一例2021

    • 著者名/発表者名
      池島 健吾, 松迫 正樹, 山田 大輔, 村上 学, 伊藤 礼子, 鹿股 直樹, 栗原 泰之
    • 学会等名
      日本医学放射線学会秋季臨床大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 胸部CT画像における結節状陰影からのAutoEncoderを用いた特徴抽出2021

    • 著者名/発表者名
      田中優多,原 武史,周 向栄,野崎太希,松迫正樹
    • 学会等名
      電子情報通信学会・医用画像研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] COVID-19肺炎 ~ 発症の成り立ちと画像診断のポイント ~2021

    • 著者名/発表者名
      松迫正樹
    • 学会等名
      電子情報通信学会・医用画像研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Computer-aided detection of cancer on PET/CT iamges based on anomaly detection using GAN-based deep learning2020

    • 著者名/発表者名
      T. Maeda, M. Haga, T. Hara, T. Katafuchi, X. Zhou, M. Matsusako, S. Ito, M. Kato, A. Yamada, H. Fujita
    • 学会等名
      European association of nuclear medicine 2020 Virtual Congress
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] PET/CT画像および統計画像を用いた悪性腫瘍の自動抽出法2020

    • 著者名/発表者名
      羽賀愛美,原武史,伊藤哲,加藤正也,松迫正樹,周向栄,片渕哲朗,藤田広志
    • 学会等名
      電子情報通信学会 医用画像研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 胸部CT画像における結節状陰影の成長過程の指数関数表現による解析2020

    • 著者名/発表者名
      稲垣松子,原武史,周向栄,野崎太希,松迫正樹
    • 学会等名
      電子情報通信学会 医用画像研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 深層学習を用いた核医学画像の画質改善手法の検討2020

    • 著者名/発表者名
      籾内政哉,原 武史,片渕哲朗,松迫正樹,藤田廣志
    • 学会等名
      電子情報通信学会 医用画像研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 胸部CT画像における結節状陰影の成長速度の解析2019

    • 著者名/発表者名
      稲垣松子,原武史,周向栄,野崎太希,松迫正樹
    • 学会等名
      日本生体医工学会東海支部大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 深層学習を用いた膝MR画像における軟骨領域の自動抽出2019

    • 著者名/発表者名
      深谷 航生,原 武史,周 向栄,野崎 太希,松迫 正樹,藤田 広志
    • 学会等名
      電子情報通信学会 医用画像研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Automatic anatomy partitioning of the torso region on CT images by using a deep convolutional network with majority voting2019

    • 著者名/発表者名
      Xiangrong Zhou, Takuya Kojima, Song Wang, Xinxin Zhou, Takeshi Hara, Taiki Nozaki, Masaki Matsusako, Hiroshi Fujita
    • 学会等名
      SPIE Medical Imaging
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 深層学習を用いた膝MR画像における軟骨抽出に関して教師データが与える結果の差異2019

    • 著者名/発表者名
      青木涼真,原 武史,野崎太希,松迫正樹,周 向栄,藤田 広志
    • 学会等名
      電子情報通信学会 医用画像研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ドパミントランスポーターイメージングにおける脳SPECT/CT像と脳MR像の画像融合と深層学習による領域分割技術に基づく定量解析2018

    • 著者名/発表者名
      横井翔伍,原 武史,片渕哲朗,松迫正樹,周 向栄,藤田広志
    • 学会等名
      日本核医学技術学会総会学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 深層学習による頭部低線量CT像からのMR像の生成2018

    • 著者名/発表者名
      横井翔伍,原 武史,片渕哲朗,松迫正樹,周 向栄,藤田広志
    • 学会等名
      医用画像認知研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 脳SPECT像と脳MR像の画像融合及び2D-FCNによる領域分割を用いたドパミントランスポーターイメージングの定量解析2018

    • 著者名/発表者名
      横井翔伍,原 武史,片渕哲朗,松迫正樹,周 向栄,藤田広志
    • 学会等名
      人工知能応用医用画像研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Manami HAGA, Takeshi HARA, Satoshi ITO, Masaya KATO, Masaki MATSUSAKO, Xiangrong ZHOU, Tetsuro KATAFUCHI, Hiroshi FUJITA2018

    • 著者名/発表者名
      Automatic Segmentation of Tumors Using Z-score Image and Development of System for Cancer Therapy and Dose Measurement
    • 学会等名
      日本医用画像工学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [産業財産権] 頭部CT検査用ゴーグル及び頭部CT検査方法2018

    • 発明者名
      野崎太希,松迫正樹
    • 権利者名
      野崎太希,松迫正樹
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-176501
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] SPIE Medical Imaging2019

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] 北米放射線学会2018

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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