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膵疾患に対する人工知能を用いた自動診断の研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K15769
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分53010:消化器内科学関連
研究機関愛知県がんセンター(研究所)

研究代表者

桑原 崇通  愛知県がんセンター(研究所), がん予防研究分野, 研究員 (10816408)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード人工知能 / deep learning / 膵嚢胞 / IPMN / 膵腫瘍 / 膵管癌 / 膵神経内分泌腫瘍 / 慢性膵炎 / 膵臓 / 超音波内視鏡
研究成果の概要

人工知能を用い、他モダリティでは診断困難な膵嚢胞や膵腫瘍の良悪性診断を試みた。膵嚢胞の一種であるIPMN50例を対象とし、ResNet50をベースにAIモデルを作成、tensorflowを用いて学習させ10-fold交差検証を用いて評価した。その結果AIは正診率94%で良悪性診断を行うことが可能であった。
膵腫瘍に関しては膵管癌、神経内分泌腫瘍、自己免疫性膵炎、慢性膵炎の4疾患約900例を対象とし、EffcientNet-b4をAIモデルとして使用、pytorchを用い、スーパーコンピュータを用いて学習させ外的検証まで行った。その結果AIは膵管癌か否かを正診率90%で行うことが可能であった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

AIによって超音波内視鏡(EUS)画像を解析することで他モダリティでは判定困難な膵疾患を高精度に診断することが可能であることを示した。今後薬事申請を踏まえた研究計画を立て一般的臨床で使用できるようにすることを目指す。それにより膵疾患の治療タイミングを逃さない、または不要な手術を減らすことができるなど膵疾患に対する治療判断の精度を向上することができるようになる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (10件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Current status of artificial intelligence analysis for endoscopic ultrasonography2021

    • 著者名/発表者名
      Kuwahara T, Hara K, Mizuno N, et al
    • 雑誌名

      Dig Endosc

      巻: 33 号: 2 ページ: 298-305

    • DOI

      10.1111/den.13880

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Usefulness of Deep Learning Analysis for the Diagnosis of Malignancy in Intraductal Papillary Mucinous Neoplasms of the Pancreas2019

    • 著者名/発表者名
      Kuwahara T, Hara K, Mizuno N, et al.
    • 雑誌名

      Clinical and Translational Gastroenterology

      巻: 印刷中 号: 5 ページ: e00045-e00045

    • DOI

      10.14309/ctg.0000000000000045

    • 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] Diagnostic ability of artificial intelligence using deep learning analysis of cyst fluid in differentiating malignant from benign pancreatic cystic lesions2019

    • 著者名/発表者名
      Kurita Y, Kuwahara T, Hara K, et al.
    • 雑誌名

      Scientific reports

      巻: - 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-019-43314-3

    • 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
  • [学会発表] 超音波内視鏡画像を用いた膵疾患に対するAI診断の取り組み2021

    • 著者名/発表者名
      桑原 崇通
    • 学会等名
      日本消化器病学会 第3回ビッグデータ・AI研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Deep learningを用いた膵腫瘍良悪性診断2021

    • 著者名/発表者名
      桑原崇通, 原和生, 清水泰博
    • 学会等名
      第51回日本膵臓学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Usefulness of Deep Learning Analysis for the Diagnosis of Malignancy in IPMN.2020

    • 著者名/発表者名
      Kuwahara T, Hara K, Shimizu Y.
    • 学会等名
      Japanese Digestive Disease Week (JDDW)2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 膵疾患診断AIの有効性と学習効率化への取り組み2020

    • 著者名/発表者名
      桑原崇通、清水泰博、水野伸匡
    • 学会等名
      Japanese Digestive Disease Week (JDDW)2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 人工知能を用いた膵疾患診断の有用性2020

    • 著者名/発表者名
      桑原崇通, 原和生, 清水泰博
    • 学会等名
      第99回日本消化器内視鏡学会総会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] AIを用いたIPMN良悪性診断2019

    • 著者名/発表者名
      桑原崇通、原和生、丹羽康正
    • 学会等名
      第97回日本消化器内視鏡学会総会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 人工知能を用いたIPMN良悪性診断の試み2019

    • 著者名/発表者名
      桑原崇通、原和生、丹羽康正
    • 学会等名
      第105回日本消化器病学会総会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Deep learningを用いたIPMN良悪性診断2019

    • 著者名/発表者名
      桑原崇通 奥野のぞみ 原和生
    • 学会等名
      JDDW2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] AIを用いたIPMN良悪性診断の試み2019

    • 著者名/発表者名
      桑原崇通 水野伸匡 原和生
    • 学会等名
      第105回日本消化器病学会総会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 嚢胞液解析を用いた膵嚢胞診断の現状とニューラルネットワークを用いた診断能向上の試み2018

    • 著者名/発表者名
      栗田裕介 桑原崇通 原和生
    • 学会等名
      第104回日本消化器病学会総会
    • 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: 2022-01-27  

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