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人知を超えた乳房X線画像診断能力をもつ革新的AI支援システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K19892
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分90:人間医工学およびその関連分野
研究機関東北大学

研究代表者

本間 経康  東北大学, 医学系研究科, 教授 (30282023)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
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: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード計算機支援診断システム / 人工知能支援診断 / 乳がん / 乳房X線撮影
研究成果の概要

本研究では、専門医レベルを凌駕する革新的なX線画像診断をデータ駆動で実現するような、新時代の人工知能支援診断(artificial intelligence-aided diagnosis, AID)システムの開発に挑戦した。その結果、乳がん画像検診用AIDシステムの他、胃がん画像検診用AIDシステム、ならびに死後画像を用いた死因鑑別用AIDシステムなどを開発し、その有効性を検証した。とくに、乳がん所見の一部では専門医の診断能を上回る革新的性能を達成し、その可能性を実証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発したAIDシステムは、臨床上十分有用な高性能を達成した。このような医師の診療業務を支援、さらには一部を代替可能な高性能AIの実用化により、医師の業務量低減や非専門領域に対する支援、さらには遠隔医療などを含めた効率化を実現することが可能になり、地方における医師不足に起因する医療提供の持続可能性や、都市部に比して専門医偏在に起因する医療の均てん化問題などの改善に繋がると期待される。

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

    (36件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (7件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 7件、 招待講演 8件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] Univerisity of Saskatchewan(カナダ)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] Chinese Academy of Sciences(中国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Saskatchewan(カナダ)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Chinese Academy of Sciences(中国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Saskatchewan(カナダ)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Chinese Academy of Sciences(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] サスカチュワン大学(カナダ)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Adaptive Gaussian Mixture Model-Based Statistical Feature Extraction for Computer-Adided Diagnosis of Micro-Calcification Clusters in Mammograms2020

    • 著者名/発表者名
      70.Z. Zhang, X. Zhang, K. Ichiji, Y. Takane, S. Yanagaki, Y. Kawasumi, T. Ishibashi, N. Homma
    • 雑誌名

      SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Learning Entropy as a Learning-Based Information Concept2019

    • 著者名/発表者名
      Bukovsky Ivo、Kinsner Witold、Homma Noriyasu
    • 雑誌名

      Entropy

      巻: 21 号: 2 ページ: 166-166

    • DOI

      10.3390/e21020166

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] 乳がん病変検出のための深層学習を用いた計算機支援画像診断システム2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木真太郎,張暁勇,本間経康,市地慶,高根侑美,柳垣聡,川住祐介,石橋忠司,吉澤誠
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集

      巻: 54 ページ: 659-669

    • NAID

      130007437725

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 3D Deep Learning-Based Computer-Aided Diagnosis for Drowning Diagnosis Using Post-Mortem Computed Tomography2022

    • 著者名/発表者名
      Yuwen Zeng, Xiaoyong Zhang, Yusuke Kawasumi, Akihito Usui, Kei Ichiji, Masato Funayama, Noriyasu Homma
    • 学会等名
      AROB-ISBC-SWARM
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 深層学習による死後肺CT画像を用いた説明可能な溺死鑑別システムに関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      坂本奨太、張暁勇、本間経康、川住祐介、臼井章人、小河原輝正、舟山眞人、市地慶、杉田典大、吉澤誠
    • 学会等名
      第18回コンピューテーショナル・インテリジェンス研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] An Interpretable Deep Learning Method for Forensic Diagnosis of Drowning2021

    • 著者名/発表者名
      Yuwen Zeng, Xiaoyong Zhang, Yusuke Kawasumi, Masato Funayama, Akihito Usui, Kei Ichiji, Noriyasu Homma
    • 学会等名
      電気関係学会東北 支部連合大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Deep Learning-Based Interpretable Computer-Aided Diagnosis of Drowning for Forensic Radiology2021

    • 著者名/発表者名
      Yuwen Zeng, Xiaoyong Zhang, Yusuke Kawasumi, Akihito Usui, Kei Ichiji, Masato Funayama, Noriyasu Homma
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 医療AI実装と教育2021

    • 著者名/発表者名
      本間経康、酒井正夫、張暁勇、市地慶
    • 学会等名
      Clinical AI x AI-MAILs Joint Symposium
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Deep CNN-Based Computer-Aided Diagnosis for Drowning Detection using Post-mortem Lungs CT Images2021

    • 著者名/発表者名
      Amber Habib Qureshi, Xiaoyong Zhang, Kei Ichiji, Yusuke Kawasumi, Akihito Usui, Masato Funayama, Noriyasu Homma
    • 学会等名
      IEEE BIBM 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 医用画像診断の深化2021

    • 著者名/発表者名
      本間 経康
    • 学会等名
      東北大学Clinical AI Annual Symposium
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A Deep Learning Aided Drowning Diagnosis for Forensic Investigations Using Post-Mortem Lung CT Images2020

    • 著者名/発表者名
      Noriyasu Homma, Xiaoyong Zhang, Amber Habib Qureshi, Takuya Konno, Yusuke Kawasumi, Akihito Usui, Masato Funayama, Ivo Bukovsky, Kei Ichiji, Norihiro Sugita, Makoto Yoshizawa
    • 学会等名
      42nd Annual International Conference of IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Feature Fusion に基づく深層学習を用いた乳房X 線画像上の病変検出2020

    • 著者名/発表者名
      今 佑太朗,張 暁勇,本間 経康, 吉澤 誠
    • 学会等名
      計測自動制御学会東北支部第329回研究集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] CIの医学応用とモデリング2020

    • 著者名/発表者名
      本間 経康
    • 学会等名
      計測自動制御学会システム・情報部門学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 深層学習との共創が拓く医用画像診断の深化2020

    • 著者名/発表者名
      本間 経康
    • 学会等名
      計測自動制御学会CIフォーラム2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Human ability enhancement for reading mammographic masses by a deep learning technique2020

    • 著者名/発表者名
      Noriyasu Homma, Kyohei Noro, Xiaoyong Zhang, Yutaro Kon, Kei Ichiji, Ivo Bukovsky, Akiko Sato, Naoko Mori
    • 学会等名
      2020 IEEE International Conference on Bioinformatics and Biomedicine
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 深層学習による死後CT画像を用いた溺死鑑別2020

    • 著者名/発表者名
      本間経康、佐藤亮太、張暁勇、今野拓也、Amber Qureshi、市地慶、臼井彰人、川住祐介、舟山眞人
    • 学会等名
      第47回知能システムシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Mammography読影における腫瘤の良悪性鑑別性能向上のための深層学習CAD2020

    • 著者名/発表者名
      野呂恭平,張暁勇,柳垣聡,森菜緒子,市地慶,本間経康
    • 学会等名
      東北・北陸地区国立大学放射線技術科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] A Comparison Study of Deep Learning Techniques for Mass Detection in Mammograms2019

    • 著者名/発表者名
      K. Noro, X. Zhang, H. Takano, K. Ichiji, N. Homma
    • 学会等名
      American Association of Physisists in Medicine Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CIと医学は相性が良い?2019

    • 著者名/発表者名
      本間経康
    • 学会等名
      第16回Computational Intelligence研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 深層学習とマルチモダリティの可能性2019

    • 著者名/発表者名
      本間経康
    • 学会等名
      第9回東北放射線医療技術学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 乳腺濃度の左右非対称性と乳癌との関係性の解析2019

    • 著者名/発表者名
      遠藤唯華, 陳家旗, 張暁勇, 市地慶, 高根侑美, 柳垣聡, 石橋忠司, 本間経康
    • 学会等名
      第9回東北放射線医療技術学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Risk Analysis of Bilateral Mammographic Density Differences for Breast Cancer: A Case-Control Study2019

    • 著者名/発表者名
      Jiaqi Chen、Xiaoyong Zhang、Tadashi Ishibashi、Yumi Takane、Satoru Yanagaki、Daisuke Shibuya、Kei Ichiji、Makoto Osanai、Noriyasu Homma
    • 学会等名
      The 27th Annual Meeting of the Japanese Breast Cancer Society
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Classification of Masses in Mammogram: A Comparison Study of State-of-the-Art Deep Learning Technologies2018

    • 著者名/発表者名
      H. TAKANO, X. ZHANG, N. HOMMA, M. YOSHIZAWA
    • 学会等名
      AAPM Annual Meeting 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 乳房X線画像における良悪性鑑別が難しい腫瘤に対する深層学習の性能評価2018

    • 著者名/発表者名
      野呂恭平, 張暁勇, 高野寛己, 市地慶, 柳垣聡, 高根侑美, 石橋忠司, 本間経康
    • 学会等名
      第46回日本放射線技術学会秋季学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Computer-Aided Diagnosis of Micro-Calcication Clusters in Mammograms Using an Adaptive Gaussian Mixture Model2018

    • 著者名/発表者名
      Zhang ZHANG, Xiaoyong ZHANG, Kei ICHIJI, Makoto OSANAI, Noriyasu HOMMA
    • 学会等名
      SICEシステム・情報部門学術講演会2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 乳房X線画像における画像診断が難しい腫瘤に対する深層学習を用いた良悪性鑑別の試み2018

    • 著者名/発表者名
      野呂恭平, 張暁勇, 高野寛己, 市地慶, 柳垣聡, 高根侑美, 石橋忠司, 本間経康
    • 学会等名
      第14回コンピューテーショナル・インテリジェンス研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 医療と深層学習の共進化2018

    • 著者名/発表者名
      本間経康
    • 学会等名
      第8回次世代医療開発セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 深層学習は乳癌画像をどう読むか2018

    • 著者名/発表者名
      本間経康
    • 学会等名
      第28回日本乳癌画像研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] 放射線治療AIと外科治療AI、第7章2020

    • 著者名/発表者名
      藤田 広志、有村 秀孝、諸岡 健一編、本間経康
    • 総ページ数
      250
    • 出版者
      オーム社
    • ISBN
      9784274225475
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-07-25   更新日: 2023-01-30  

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