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深層学習を利用した癌の個別化医療に有効なFDG-PET/CT画像上の特徴の抽出

研究課題

研究課題/領域番号 18K12102
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90130:医用システム関連
研究機関岐阜大学

研究代表者

原 武史  岐阜大学, 工学部, 教授 (10283285)

研究分担者 山田 哲  信州大学, 学術研究院医学系(医学部附属病院), 講師 (80419407)
片渕 哲朗  岐阜医療科学大学, 保健科学部, 教授 (00393231)
松迫 正樹  聖路加国際大学, 聖路加国際病院, 医長 (90209528)
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)
キーワードコンピュータ支援診断 / FDG-PET/CT / 核医学画像 / 深層学習 / AutoEncoder / FDG-PET / 異常検知 / PET/CT
研究成果の概要

深層学習を用いてFDG-PET/CT画像から体幹部の悪性腫瘍の自動検出に関する特徴量の自動抽出を試みた.そして,その特徴量を利用した病変部の自動検出法に関して研究を行った.FDG-PET画像における異常集積の検出成功率は80.1%,1症例あたりのFP数は12.5個だった.FP削除手法において深層学習を利用した結果,1症例あたり73.0個のFP削除に成功した.このことから,深層学習を用いて抽出した画像特徴量は,FDG-PET検査における病変部の自動検出に関する診断支援システムへの利用が期待される.

研究成果の学術的意義や社会的意義

機能画像におけるコンピュータ支援診断の開発はまだまだ研究段階であり,その中で,全身のがん探索を実現するFDG-PET/CT検査のためのコンピュータ支援診断において深層学習技術が利用できる例を示した.現在,FDG-PET/CT画像の公開データベースも発表されている状況であり,技術的な進展への寄与と実システムの臨床展開に関する寄与が予想される学術的にも社会的にも意義のある研究である.

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

    (34件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (21件) (うち招待講演 5件) 図書 (4件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [雑誌論文] Evaluation of multi-task learning in deep learning-based positioning classification of mandibular third molars2022

    • 著者名/発表者名
      Sukegawa Shintaro、Matsuyama Tamamo、Tanaka Futa、Hara Takeshi、Yoshii Kazumasa、Yamashita Katsusuke、Nakano Keisuke、Takabatake Kiyofumi、Kawai Hotaka、Nagatsuka Hitoshi、Furuki Yoshihiko
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 684-684

    • DOI

      10.1038/s41598-021-04603-y

    • NAID

      120007186631

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Automatic Segmentation of Pancreatic Tumors Using Deep Learning on a Video Image of Contrast-Enhanced Endoscopic Ultrasound2021

    • 著者名/発表者名
      Iwasa Yuhei、Iwashita Takuji、Takeuchi Yuji、Ichikawa Hironao、Mita Naoki、Uemura Shinya、Shimizu Masahito、Kuo Yu-Ting、Wang Hsiu-Po、Hara Takeshi
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Medicine

      巻: 10 号: 16 ページ: 3589-3589

    • DOI

      10.3390/jcm10163589

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multi-Task Deep Learning Model for Classification of Dental Implant Brand and Treatment Stage Using Dental Panoramic Radiograph Images2021

    • 著者名/発表者名
      Sukegawa Shintaro、Yoshii Kazumasa、Hara Takeshi、Matsuyama Tamamo、Yamashita Katsusuke、Nakano Keisuke、Takabatake Kiyofumi、Kawai Hotaka、Nagatsuka Hitoshi、Furuki Yoshihiko
    • 雑誌名

      Biomolecules

      巻: 11 号: 6 ページ: 815-815

    • DOI

      10.3390/biom11060815

    • NAID

      120007099342

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 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] 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 / 国際共著
  • [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] 深層学習を用いた3次元CT画像からの多臓器位置検出2019

    • 著者名/発表者名
      小島拓也,周 向栄,原 武史,藤田広志
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術報告

      巻: MI2018 ページ: 55-56

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 胸部CT画像から作成した人工胸部X線画像を用いた深層学習による擬似摘出肺X線画像の生成2023

    • 著者名/発表者名
      田中 優多,原 武史,周 向栄,松迫 正樹,野崎 太希,橋本 勇樹,中西 隆伯,原 真,古瀬 司
    • 学会等名
      第14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
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ynthetic data generation for automatic implant classification method in dental panoramic X-ray images2023

    • 著者名/発表者名
      K. Yoshii, S. Sukegawa, T. Hara, K. Yamashita, K. Nakano, K. Takabatake, H. Kawai, H. Nagatsuka, and Y. Furuki
    • 学会等名
      International Forum on Medical Imaging in Asia 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] utomatic Histopathological Patch Image Classification System for Histopathological Diagnosis Using Multi-Resolution Images2023

    • 著者名/発表者名
      T. Aihara, T. Iwashita, X. Zhou, and T. Hara
    • 学会等名
      International Forum on Medical Imaging in Asia 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 蓮沼龍弥,野崎太希,松迫正樹,原 武史,周 向栄,藤田広志2023

    • 著者名/発表者名
      半教師あり相互学習を用いた少数のデータの学習における血管病変領域の自動抽出
    • 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
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 酒井康希,村松千左子,清野雄多,髙橋 龍,林 達郎,西山 航,周 向栄,原 武史,勝又明敏,藤田広志2023

    • 著者名/発表者名
      歯科パノラマX線画像における物体検出と事前知識を用いた歯種と歯牙状態の同時認識
    • 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
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 杉下友麻,原 武史,岩下拓司,周 向栄,藤田広志2023

    • 著者名/発表者名
      膵腫瘍の造影超音波内視鏡画像における物体検出モデルを用いた時間信号強度曲線の自動作成
    • 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
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 深層学習を利用した実験の環境構築と最近の動向2023

    • 著者名/発表者名
      原 武史
    • 学会等名
      第5回歯科人工知能(AI)研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] AIが変えた画像認識技術2023

    • 著者名/発表者名
      原 武史
    • 学会等名
      第41回日本口腔腫瘍学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 機械学習を用いた口腔内写真の撮影位置分類2022

    • 著者名/発表者名
      三輪 優斗,清野 雄多,村松 千左子,髙橋 龍,林 達郎,北野 倫哉,原 武史,周 向栄,飯田 幸弘,勝又 明敏,藤田 広志
    • 学会等名
      2022年度日本生体医工学会東海支部大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 造影超音波内視鏡画像における深層学習を用いた膵腫瘍疾患の自動分類2022

    • 著者名/発表者名
      杉下友麻,原武史,岩下拓司,周向栄,藤田広志
    • 学会等名
      2022年度日本生体医工学会東海支部大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 機械学習を用いた精神疾患や中間表現型ポリジェニックスコアによるパニック症と健常者の判別2022

    • 著者名/発表者名
      田中 優多,大井 一高, 音羽 健司, 嶋多 美穂子,棚橋 俊介, 貝谷 久宣, 西村 文親, 佐々木 司, 谷井 久志, 塩入 俊樹,原 武史
    • 学会等名
      BPCNPNPPP4学会合同年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] AIと人との協調-AIのこれまでとこれから-2022

    • 著者名/発表者名
      原 武史
    • 学会等名
      型技術ワークショップ2022 in ぎふ
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] AI と歩む医療現場の未来2022

    • 著者名/発表者名
      原 武史
    • 学会等名
      公益社団法人愛知県臨床検査技師会一般検査研究班研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 体幹部FDG–PET画像における3D–αGANを用いた3次元画像生成2021

    • 著者名/発表者名
      内田卓妙,原 武史,周 向栄,片渕哲朗,藤田広志
    • 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
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] AIの医療応用の現状2021

    • 著者名/発表者名
      原 武史
    • 学会等名
      第13回中部放射線医療技術学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 教師なし学習を利用した異常検知のPET画像における腫瘍検出への応用2020

    • 著者名/発表者名
      前田健宏,原武史,片渕哲朗,周向栄,松迫正樹,伊藤哲,加藤正也,山田哲,藤田広志
    • 学会等名
      第39回日本医用画像工学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Computer-aided detection of cancer on PET/CT images 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,A.Yamada,H.Fujita
    • 学会等名
      33rd Annual Congress of the European Association of Nuclear Medicine
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] AutoEncoderの正常症例訓練モデルによるFDG-PET画像中の悪性腫瘍検出手法2019

    • 著者名/発表者名
      前田健宏,原武史,周向栄,片渕哲朗,藤田広志
    • 学会等名
      日本医用画像工学会
    • 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画像における軟骨抽出2018

    • 著者名/発表者名
      青木涼真,原 武史,藤田広志,野崎太希
    • 学会等名
      生体医工学シンポジウム2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 深層学習に基づいた画像中の異常検知とFDG-PET画像への応用2018

    • 著者名/発表者名
      前田健宏,原 武史,周向栄,村松千左子,藤田広志
    • 学会等名
      生体医工学シンポジウム2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 深層学習に基づいた体幹部FDG-PET/CT画像における画像特徴空間の構築2018

    • 著者名/発表者名
      前田健宏,原 武史,周向栄,村松千左子,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
  • [図書] 機械学習・ディープラーニングによる“異常検知”技術と活用事例集2022

    • 著者名/発表者名
      執筆者:70名、技術情報協会(分担執筆:原 武史)
    • 総ページ数
      560
    • 出版者
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861049132
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] Multidisciplinary Computational Anatomy: Toward Integration of Artificial Intelligence with MCA-based Medicine2022

    • 著者名/発表者名
      Makoto Hashizume
    • 総ページ数
      413
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9811643245
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [図書] 2021-2022年版 標準 医用画像のためのディープラーニング実践編2020

    • 著者名/発表者名
      原 武史,李 鎔範,村松千左子,松原友子,小田昌宏,藤田広志
    • 総ページ数
      201
    • 出版者
      オーム社
    • ISBN
      4274226395
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [図書] 標準 医用画像の視覚評価法2020

    • 著者名/発表者名
      白石順二,原 武史,田中利恵,福岡大輔,日本放射線技術学会
    • 総ページ数
      215
    • 出版者
      オーム社
    • ISBN
      4274226433
    • 関連する報告書
      2020 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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