ポリープ自動診断システムによる、大腸内視鏡診療の変革

• 研究課題/領域番号: 19K08403
• 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53010:消化器内科学関連
• 研究機関: 昭和大学
• 研究代表者: 森 悠一 昭和大学, 医学部, 講師 (20459209)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
• キーワード: 人工知能 / 内視鏡 / 大腸癌 / 大腸ポリープ / 大腸内視鏡

研究開始時の研究の概要

本研究では、「ヒトを超える人工知能」を搭載した大腸ポリープ自動診断システムを評価すべく、国際多施設共同前向き試験を実施する。
大腸の腫瘍性ポリープは前がん病変であるため、摘除が推奨されている。しかし、内視鏡での腫瘍/非腫瘍の鑑別精度は80%台に留まっており、不必要なポリープ切除が横行している。われわれは人工知能(AI)を利用することで、この問題を解決できると考え、95%超の感度・特異度で腫瘍を鑑別しうる自動診断システムを開発した（Mori, et al.Ann Intern Med 2018)。
本課題では、日欧の共同前向き試験を実施することで、有効性を今までにない高いエビデンスレベルで評価する。

研究成果の概要

人工知能を用いたソフトウェアにより、大腸ポリープの正しい鑑別診断が実現し、医療の最適化に貢献しうることを実証するためのプロジェクトである。日本・イギリス・ノルウェーとの国際共同多施設前向き試験を実施した。約１３００名の患者様を対象に、人工知能を用いることによって医師の診断確信度が上昇し、無駄なポリープ切除が減らせることを示せた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

世界初の大規模前向き臨床研究を実施したことにより、人工知能を用いることによって医師の診断確信度が上昇し、無駄なポリープ切除が減らせることを示せた。このデータは、今後人工知能を実臨床に導入していく上で非常に参考になるものであり、行政機関が保険償還の必要性等を考える際の参照データともなりうる。

研究成果

• [国際共同研究] University of Oslo(ノルウェー)
• [国際共同研究] King's College(英国)
• [国際共同研究] University of Oslo(ノルウェー)
• [国際共同研究] King's College(英国)
• [雑誌論文] Real-Time Artificial Intelligence-Based Optical Diagnosis of Neoplastic Polyps during Colonoscopy (2022)
  • 著者名/発表者名: Ishita Barua, Paulina Wieszczy, Shin-ei Kudo, Michael Bretthauer, Yuichi Mori, et al.
  • 雑誌名: NEJM Evidence 巻: x
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Cost-effectiveness of artificial intelligence for screening colonoscopy: a modelling study (2022)
  • 著者名/発表者名: Miguel Areia, Yuichi Mori, Loredana Correale, Cesare Hassan et al.
  • 雑誌名: Lancet Digital Health 巻: x
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] AI everywhere in endoscopy, not only for detection and characterization (2021)
  • 著者名/発表者名: Hassan Cesare、Mori Yuichi、Antonelli Giulio
  • 雑誌名: Endoscopy International Open 巻: 09 号: 04 ページ: E627-E628
  • DOI: 10.1055/a-1373-4799
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Charting a path forward for clinical research in artificial intelligence and gastroenterology (2021)
  • 著者名/発表者名: Glissen Brown Jeremy R.、Waljee Akbar K.、Mori Yuichi、Sharma Prateek、Berzin Tyler M.
  • 雑誌名: Digestive Endoscopy 巻: - 号: 1 ページ: 4-12
  • DOI: 10.1111/den.13974
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Artificial intelligence in colonoscopy ‐ Now on the market. What's next? (2021)
  • 著者名/発表者名: Mori Yuichi、Neumann Helmut、Misawa Masashi、Kudo Shin‐ei、Bretthauer Michael
  • 雑誌名: Journal of Gastroenterology and Hepatology 巻: 36 号: 1 ページ: 7-11
  • DOI: 10.1111/jgh.15339
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Artificial Intelligence System to Determine Risk of T1 Colorectal Cancer Metastasis to Lymph Node (2021)
  • 著者名/発表者名: Kudo Shin-ei、Ichimasa Katsuro、Villard Benjamin、Mori Yuichi、Misawa Masashi、et al.
  • 雑誌名: Gastroenterology 巻: 160 号: 4 ページ: 1075-1084.e2
  • DOI: 10.1053/j.gastro.2020.09.027
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Development of a computer-aided detection system for colonoscopy and a publicly accessible large colonoscopy video database (with video) (2021)
  • 著者名/発表者名: Misawa Masashi、Kudo Shin-ei、Mori Yuichi、Hotta Kinichi、Ohtsuka Kazuo、Matsuda Takahisa、Saito Shoichi、Kudo Toyoki、Baba Toshiyuki、Ishida Fumio、Itoh Hayato、Oda Masahiro、Mori Kensaku
  • 雑誌名: Gastrointestinal Endoscopy 巻: 93 号: 4 ページ: 960-967.e3
  • DOI: 10.1016/j.gie.2020.07.060
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] How Far Will Clinical Application of AI Applications Advance for Colorectal Cancer Diagnosis? (2020)
  • 著者名/発表者名: Mori Y, Kudo SE, Misawa M, Takeda K, Kudo T, Itoh H, Oda M, Mori K.
  • 雑誌名: Journal of the Anus, Rectum and Colon 巻: 4 号: 2 ページ: 47-50
  • DOI: 10.23922/jarc.2019-045
  • NAID: 130007837269
  • ISSN: 2432-3853
  • 年月日: 2020-04-28
  • 査読あり
• [雑誌論文] Establishing key research questions for the implementation of artificial intelligence in colonoscopy: a modified Delphi method (2020)
  • 著者名/発表者名: Ahmad Omer F.、Mori Yuichi、Misawa Masashi、Kudo Shin-ei、et al.
  • 雑誌名: Endoscopy 巻: - 号: 09 ページ: 893-901
  • DOI: 10.1055/a-1306-7590
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Current status and future perspective on artificial intelligence for lower endoscopy (2020)
  • 著者名/発表者名: Misawa Masashi、Kudo Shin‐ei、Mori Yuichi、Maeda Yasuharu、Ogawa Yushi、Ichimasa Katsuro、Kudo Toyoki、Wakamura Kunihiko、Hayashi Takemasa、Miyachi Hideyuki、Baba Toshiyuki、Ishida Fumio、Itoh Hayato、Oda Masahiro、Mori Kensaku
  • 雑誌名: Digestive Endoscopy 巻: 33 号: 2 ページ: 273-284
  • DOI: 10.1111/den.13847
  • NAID: 130008066040
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Can artificial intelligence help to detect dysplasia in patients with ulcerative colitis? (2020)
  • 著者名/発表者名: Maeda Yasuharu、Kudo Shin-ei、Ogata Noriyuki、Misawa Masashi、Mori Yuichi、Mori Kensaku、Ohtsuka Kazuo
  • 雑誌名: Endoscopy 巻: - 号: 07 ページ: E273-E274
  • DOI: 10.1055/a-1261-2944
  • 査読あり
• [雑誌論文] Robust endocytoscopic image classification based on higher-order symmetric tensor analysis and multi-scale topological statistics (2020)
  • 著者名/発表者名: Itoh Hayato、Nimura Yukitaka、Mori Yuichi、Misawa Masashi、Kudo Shin-Ei、Hotta Kinichi、Ohtsuka Kazuo、Saito Shoichi、Saito Yutaka、Ikematsu Hiroaki、Hayashi Yuichiro、Oda Masahiro、Mori Kensaku
  • 雑誌名: International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery 巻: 15 号: 12 ページ: 2049-2059
  • DOI: 10.1007/s11548-020-02255-3
  • NAID: 120007178396
  • 査読あり
• [雑誌論文] Artificial intelligence for polyp detection during colonoscopy: a systematic review and meta-analysis (2020)
  • 著者名/発表者名: Barua Ishita、Vinsard Daniela Guerrero、Jodal Henriette C.、Loberg Magnus、Kalager Mette、Holme Oyvind、Misawa Masashi、Bretthauer Michael、Mori Yuichi
  • 雑誌名: Endoscopy 巻: 53 号: 03 ページ: 277-284
  • DOI: 10.1055/a-1201-7165
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Machine learning in GI endoscopy: practical guidance in how to interpret a novel field (2020)
  • 著者名/発表者名: van der Sommen Fons、de Groof Jeroen、Struyvenberg Maarten、van der Putten Joost、Boers Tim、Fockens Kiki、Schoon Erik J、Curvers Wouter、de With Peter、Mori Yuichi、Byrne Michael、Bergman Jacques J G H M
  • 雑誌名: Gut 巻: 69 号: 11 ページ: 2035-2045
  • DOI: 10.1136/gutjnl-2019-320466
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Proceedings from the First Global Artificial Intelligence in Gastroenterology and Endoscopy Summit. (2020)
  • 著者名/発表者名: Parasa S, Wallace M, Bagci U, Antonino M, Berzin T, Byrne M, Celik H, Farahani K, Golding M, Gross S, Jamali V, Mendonca P, Mori Y, Ninh A, Repici A, Rex D, Skrinak K, Thakkar SJ, van Hooft JE, Vargo J, Yu H, Xu Z, Sharma P.
  • 雑誌名: Gastrointest Endosc. 巻: in press 号: 4 ページ: 938-945.e1
  • DOI: 10.1016/j.gie.2020.04.044
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Cost savings in colonoscopy with artificial intelligence-aided polyp diagnosis: an add-on analysis of a clinical trial (with video). (2020)
  • 著者名/発表者名: Mori Y, Kudo SE, East JE, Rastogi A, Bretthauer M, Misawa M, Sekiguchi M, Matsuda T, Saito Y, Ikematsu H, Hotta K, Ohtsuka K, Kudo T, Mori K.
  • 雑誌名: Gastrointest Endosc. 巻: in press 号: 4 ページ: 905-911.e1
  • DOI: 10.1016/j.gie.2020.03.3759
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Can artificial intelligence standardise colonoscopy quality? (2020)
  • 著者名/発表者名: Mori Yuichi、Kudo Shin-ei、Misawa Masashi
  • 雑誌名: The Lancet Gastroenterology & Hepatology 巻: 5 号: 4 ページ: 331-332
  • DOI: 10.1016/s2468-1253(19)30407-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Treatment policy for colonic laterally spreading tumors based on each clinicopathological feature of 4 subtypes: actual status of pseudo-depressed type. (2020)
  • 著者名/発表者名: Ishigaki T, Kudo SE, Miyachi H, Hayashi T, Minegishi Y, Toyoshima N, Misawa M, Mori Y, Kudo T, Wakamura K, Baba T, Sawada N, Ishida F, Hamatani S.
  • 雑誌名: Gastrointest Endosc 巻: in press 号: 5 ページ: 1083-1094.e6
  • DOI: 10.1016/j.gie.2020.04.033
  • 査読あり
• [雑誌論文] Endocytoscopy with NBI has the potential to correctly diagnose diminutive colorectal polyps that are difficult to diagnose using conventional NBI. (2020)
  • 著者名/発表者名: Kataoka S, Kudo SE, Misawa M, Nakamura H, Takeda K, Toyoshima N, Mori Y, Ogata N, Kudo T, Hisayuki T, Hayashi T, Wakamura K, Baba T, Ishida F.
  • 雑誌名: Endosc Int Open 巻: 3 号: 03 ページ: E360-E367
  • DOI: 10.1055/a-1068-9228
  • 査読あり
• [雑誌論文] Endocytoscopic intramucosal capillary network changes and crypt architecture abnormalities can predict relapse in patients with an ulcerative colitis Mayo endoscopic score of 1. (2020)
  • 著者名/発表者名: Maeda Y, Kudo SE, Ogata N, Mori Y, Misawa M, Homma M, Nemoto T, Ogawa M, Sasanuma S, Sato Y, Kataoka S, Kouyama Y, Sakurai T, Igarashi K, Ogawa Y, Kato K, Ichimasa K, Nakamura H, Kudo T, Hayashi T, Wakamura K, Baba T, Inoue H, Ohtsuka K.
  • 雑誌名: Dig Endosc 巻: in press 号: 7 ページ: 1082-1091
  • DOI: 10.1111/den.13655
  • 査読あり
• [雑誌論文] Endocytoscopy for the differential diagnosis of colorectal low-grade adenoma: a novel possibility for the "resect and discard" strategy. (2020)
  • 著者名/発表者名: Kudo T, Suzuki K, Mori Y, Misawa M, Ichimasa K, Takeda K, Nakamura H, Maeda Y, Ogawa Y, Hayashi T, Wakamura K, Ishida F, Inoue H, Kudo SE.
  • 雑誌名: Gastrointest Endosc 巻: 3 号: 3 ページ: 676-683
  • DOI: 10.1016/j.gie.2019.11.029
  • 査読あり
• [雑誌論文] Artificial Intelligence-assisted System Improves Endoscopic Identification of Colorectal Neoplasms. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kudo SE, Misawa M, Mori Y, Hotta K, Ohtsuka K, Ikematsu H, Saito Y, Takeda K, Nakamura H, Ichimasa K, Ishigaki T, Toyoshima N, Kudo T, Hayashi T, Wakamura K, Baba T, Fumio I, Inoue H, Itoh H, Oda M, Mori K.
  • 雑誌名: Clin Gastroenterol Hepatol. 巻: in press 号: 8 ページ: 1874-1881.e2
  • DOI: 10.1016/j.cgh.2019.09.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simultaneous detection and characterization of diminutive polyps with the use of artificial intelligence during colonoscopy. (2019)
  • 著者名/発表者名: Mori Y, Kudo SE, Misawa M, Mori K.
  • 雑誌名: VideoGIE 巻: 4 号: 1 ページ: 7-10
  • DOI: 10.1016/j.vgie.2018.10.006
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Stable polyp-scene classification via subsampling and residual learning from an imbalanced large dataset (2019)
  • 著者名/発表者名: Itoh Hayato、Roth Holger、Oda Masahiro、Misawa Masashi、Mori Yuichi、Kudo Shin-Ei、Mori Kensaku
  • 雑誌名: Healthcare Technology Letters 巻: 6 号: 6 ページ: 237-242
  • DOI: 10.1049/htl.2019.0079
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Correction: Advanced imaging for detection and differentiation of colorectal neoplasia: European Society of Gastrointestinal Endoscopy (ESGE) Guideline - Update 2019. (2019)
  • 著者名/発表者名: Bisschops R, East JE, Hassan C, Hazewinkel Y, Kaminski MF, Neumann H, Pellis M, Antonelli G, Bustamante Balen M, Coron E, Cortas G, Iacucci M, Yuichi M, Longcroft-Wheaton G, Mouzyka S, Pilonis N, Puig I, van Hooft JE, Dekker E.
  • 雑誌名: Endoscopy 巻: in press 号: 12 ページ: C6-C6
  • DOI: 10.1055/a-1074-5788
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The ability of positron emission tomography/computed tomography to detect synchronous colonic cancers in patients with obstructive colorectal cancer (2019)
  • 著者名/発表者名: Maeda Chiyo、Endo Shungo、Mori Yuichi、Mukai Shumpei、Hidaka Eiji、Ishida Fumio、Kudo Shin-Ei
  • 雑誌名: Molecular and Clinical Oncology 巻: NA
  • DOI: 10.3892/mco.2019.1815
  • 査読あり
• [雑誌論文] Artificial intelligence for early gastric cancer: early promise and the path ahead. (2019)
  • 著者名/発表者名: Mori Y, Berzin TM, Kudo SE
  • 雑誌名: Gastrointest Endosc. 巻: 89 号: 4 ページ: 816-817
  • DOI: 10.1016/j.gie.2018.12.019
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Artificial intelligence and colonoscopy: Current status and future perspectives (2019)
  • 著者名/発表者名: Kudo Shin‐ei、Mori Yuichi、Misawa Masashi、Takeda Kenichi、Kudo Toyoki、Itoh Hayato、Oda Masahiro、Mori Kensaku
  • 雑誌名: Digestive Endoscopy 巻: 31 号: 4 ページ: 363-371
  • DOI: 10.1111/den.13340
  • 査読あり
• [雑誌論文] Artificial intelligence and upper gastrointestinal endoscopy: Current status and future perspective. (2019)
  • 著者名/発表者名: Mori Y, Kudo SE, Mohmed HEN, Misawa M, Ogata N, Itoh H, Oda M, Mori K
  • 雑誌名: Dig Endosc. 巻: epub ahead of print 号: 4 ページ: 378-388
  • DOI: 10.1111/den.13317
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著