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人工知能による救急傷病患者の画像診断支援システム開発研究

研究課題

研究課題/領域番号 19H03755
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分55060:救急医学関連
研究機関東北大学

研究代表者

工藤 大介  東北大学, 医学系研究科, 准教授 (30455844)

研究分担者 早川 峰司  北海道大学, 大学病院, 准教授 (10374282)
中川 敦寛  東北大学, 大学病院, 教授 (10447162)
麦倉 俊司  東北大学, 東北メディカル・メガバンク機構, 教授 (20375017)
植田 琢也  東北大学, 医学系研究科, 教授 (40361448)
久志本 成樹  東北大学, 医学系研究科, 教授 (50195434)
高瀬 圭  東北大学, 医学系研究科, 教授 (60361094)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2022年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2021年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2019年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
キーワード人工知能 / 機械学習 / 画像診断 / CT / 救急患者
研究開始時の研究の概要

本研究では、人工知能による救急傷病者のCT画像診断システムを開発する。放射線科専門医が不在である日本の救急現場では、画像診断の質の担保と画像読影に割く時間の節約が課題である。
人工知能による救急医療分野の画像診断システムは、大まかな診断による緊急度優先順位付けにとどまっており、その後の放射線科医による詳細な診断を前提としている。これを超えるために、我々は深層学習前のデータクリーニングとして、症例ごとに不均一な臓器の位置情報均一化が最重要課題と考えており、そのアルゴリズムを開発する。
これにより深層学習の質を向上し、放射線科専門医と同等の診断能力を持つシステムを開発する。

研究成果の概要

頭部CT画像の診断アルゴリズム開発という課題において、機械に正常像を把握させることで異常を検知することを第1段階に設定した。ある程度のレベルにまで到達したが、臨床に応用できるレベルを目指して、精度向上のための試行錯誤を繰り返し行った。しかし、まだ確立はできていない。人工知能および画像関連研究として、機械学習によるサブクラス分類により抗凝固薬が有効となる可能性があるサブクラスを同定できることを報告した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

CT画像の正常像を機械が把握して、正常から逸脱するものを異常として検知するというアルゴリズムは、今後精度を高めることによって、臨床応用ができる可能性がある。具体的には、ヒトの目では気付きにくい微細な所見(軽微な硬膜下血腫やくも膜下出血)を指摘できるようになれば、放射線診断医ではない医師の画像診断を支援することができる。放射線診断医が不在の病院や、夜間・休日などの不在の時間帯にも救急患者の画像診断の質を保つことができ、救急医療の質向上により国民の健康を守ることに繋がる。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Acute Ischemic Stroke Therapy in a Hybrid Emergency Room: An Institutional Observational Cohort Study2023

    • 著者名/発表者名
      Ito Yuta、Kudo Daisuke、Fujita Motoo、Osawa Shin-ichiro、Nakagawa Atsuhiro、Kushimoto Shigeki
    • 雑誌名

      Journal of Endovascular Resuscitation and Trauma Management

      巻: 6 号: 3 ページ: 121-126

    • DOI

      10.26676/jevtm.264

    • 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
  • [雑誌論文] Association between low body temperature on admission and in-hospital mortality according to body mass index categories of patients with sepsis2022

    • 著者名/発表者名
      Ito Yuta、Kudo Daisuke、Kushimoto Shigeki
    • 雑誌名

      Medicine

      巻: 101 号: 44 ページ: e31657-e31657

    • DOI

      10.1097/md.0000000000031657

    • 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
  • [雑誌論文] Web-based application for predicting the potential target phenotype for recombinant human thrombomodulin therapy in patients with sepsis: analysis of three multicentre registries2022

    • 著者名/発表者名
      Goto Tadahiro、Kudo Daisuke、Uchimido Ryo、Hayakawa Mineji、Yamakawa Kazuma、Abe Toshikazu、Shiraishi Atsushi、Kushimoto Shigeki
    • 雑誌名

      Critical Care

      巻: 26 号: 1 ページ: 145-145

    • DOI

      10.1186/s13054-022-04020-1

    • 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
  • [雑誌論文] Antiplatelet pretreatment and mortality in patients with severe sepsis: A secondary analysis from a multicenter, prospective survey of severe sepsis in Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Masakazu、Kudo Daisuke、Ohbe Hiroyuki、Kushimoto Shigeki
    • 雑誌名

      Journal of Critical Care

      巻: 69 ページ: 154015-154015

    • DOI

      10.1016/j.jcrc.2022.154015

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 敗血症のpersonalized medicine. 機械学習によるサブクラス分類2022

    • 著者名/発表者名
      工藤大介, 後藤匡啓, 久志本成樹
    • 雑誌名

      救急医学

      巻: 46 ページ: 362-369

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Associations between low body mass index and mortality in patients with sepsis: A retrospective analysis of a cohort study in Japan.2021

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Sato, Daisuke Kudo, Shigeki Kushimoto, Masatsugu Hasegawa, Fumihito Ito, Sathoshi Yamanouchi, Hiroyuki Honda, Kohkichi Andoh, Hajime Furukawa, Yasuo Yamada, Yuta Tsujimoto, Manabu Okuyama, Masakazu Kobayashi.
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 16 号: 6 ページ: e0252955-e0252955

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0252955

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Timing of quarantine discontinuation of a COVID-19 long-hauler2021

    • 著者名/発表者名
      Abe Toshikazu
    • 雑誌名

      QJM: An International Journal of Medicine

      巻: Mar 10 号: 1 ページ: 114-114

    • DOI

      10.1186/s13054-021-03541-5

    • 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
  • [学会発表] 未来討論 救急医学における研究の重要性を考える:リサーチの価 値と魅力. 異質化を踏まえた個別化急性期医療へ.2022

    • 著者名/発表者名
      工藤大介
    • 学会等名
      第50回日本救急医学会総会・学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 敗血症性DICをリコンビナント・トロンボモジュリンが治療する2022

    • 著者名/発表者名
      工藤大介
    • 学会等名
      第49回日本集中治療医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 敗血症凝固フェノタイプとリコンビナントトロンボモジュリンの治療効果:機械学習モデルによるフェノタイプの同定2021

    • 著者名/発表者名
      工藤 大介、後藤 匡啓、内御堂 亮、早川 峰司、山川 一馬、阿部 智一、白石 淳、久志本 成樹
    • 学会等名
      第49回日本救急医学会総会・学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 人工知能による救急傷病者のCT画像診断システムの開発2020

    • 著者名/発表者名
      工藤大介、早川峰司、久志本成樹
    • 学会等名
      第23回日本臨床救急医学会学術総会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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