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FDG-PETと機械学習を用いて非典型例や亜種に着目した認知症自動鑑別診断

研究課題

研究課題/領域番号 18K07699
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
研究機関地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所)

研究代表者

坂田 宗之  地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, 研究員 (00403329)

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: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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PET / FDG / 認知症 / 機械学習 / 医用画像
研究成果の概要

認知症の診断や対策には、原因疾患の鑑別診断が不可欠である。本研究グループでは、FDG-PETを入力とした機械学習を用いて認知症の原因疾患の鑑別を自動で行い診断を支援するシステムの構築を目指した一連の研究を行っており、本研究においては非典型例や亜種に着目して研究を行った。具体的には、特徴量抽出法についての検討を行うことで従来法であるサポートベクターマシンを用いた識別精度向上を目指し、2種の手法を用いてPET装置の機種間差や世代間差の補正を行った。その他にもPET画像の三次元再構成法についての検討を行うなど、鑑別診断支援システムの実現へ向けた基礎的な研究を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究のような脳PET画像を用いた機械学習を行うには一般的に多数の症例が必要であり、過去のデータの再解析を含めた多施設共同研究によって集めたデータが用いられることが予想される。本研究で機種間差補正法についての検討が行われ、将来の多施設共同研究での応用の可能性が考えられる。また、PETは他のモダリティに比べ高コストであることに加え、アルツハイマー型認知症に比べ疾患頻度の低い疾患の患者群の症例を多数収集することは困難を伴うことが予想される。本研究では、脳PET画像を同一被験者のMR画像を用いてあらかじめ解剖学的標準化することで学習に必要な症例数を削減できる可能性が示唆された。

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

    (9件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件)

  • [学会発表] SPMを用いた脳FDG画像の統計比較における新旧機種の機種間差補正の検討2021

    • 著者名/発表者名
      坂田宗之, 我妻慧, 織田圭一, 今林悦子, 上髙祐人, 石橋賢士, 多胡哲郎, 豊原潤, 石井賢二
    • 学会等名
      第61回日本核医学会学術総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 脳PETを用いた認知症画像診断におけるMachine Learningの利用2021

    • 著者名/発表者名
      坂田宗之
    • 学会等名
      第36回日本老年精神医学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] FDG画像の機械学習を用いた認知症鑑別診断支援における特徴量増加による精度向上の検討2020

    • 著者名/発表者名
      坂田宗之, 我妻慧, 多胡哲郎, 石橋賢士, 豊原潤, 石井賢二
    • 学会等名
      第60回日本核医学会学術総会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Edge artifacts attributable to point spread function correction included in regularized reconstruction for brain PET imaging2019

    • 著者名/発表者名
      Sakata M, Wagatsuma K, Hirayama A, Kawakami H, Toyohara J, Ishii K
    • 学会等名
      Brain & Brain PET 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Test-retest reliability of adenosine A2A binding in the human brain with 11C-preladenant PET2019

    • 著者名/発表者名
      Sakata M, Wagatsuma K, Tago T, Ishibashi K, Ishii K, Ishiwata K, Toyohara J
    • 学会等名
      Annual Congress of the European Association of Nuclear Medicine
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 11C-preladenantを用いたアデノシンA2A受容体定量測定の再現性検討2019

    • 著者名/発表者名
      坂田宗之、我妻慧、多胡哲郎、石橋賢士、石井賢二、石渡喜一、豊原潤
    • 学会等名
      第59回日本核医学会学術総会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 脳FDG-PET を用いた認知症診断における機械学習の利用2019

    • 著者名/発表者名
      坂田宗之
    • 学会等名
      第31回日本老年学会総会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 脳PETのregularized reconstructionにおける分解能補正の影響2018

    • 著者名/発表者名
      坂田宗之, 我妻慧, 平山明, 川上泰史, 豊原潤, 石井賢二
    • 学会等名
      第58回日本核医学会学術総会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] SRTM法を用いたアミロイドイメージングに対する空間分解能を損なわないノイズ低減アルゴリズムの検討2018

    • 著者名/発表者名
      山田誉大, 木村裕一, 根本充貴, 坂田宗之, 永岡隆, 花岡宏平, 甲斐田勇人, 石井一成
    • 学会等名
      第58回日本核医学会学術総会
    • 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: 2023-01-30  

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