• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

小児CTにおける深層学習画像再構成を用いた低被ばく撮影法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K17173
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分52040:放射線科学関連
研究機関熊本大学

研究代表者

永山 泰教  熊本大学, 病院, 助教 (60791762)

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
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2021年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2020年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2019年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード小児CT被ばく / 深層学習 / CT画像再構成法 / CT被ばく / 深層学習画像再構成法 / 画像再構成法 / CT画質 / 小児 / 人工知能
研究開始時の研究の概要

小児は放射線感受性が高く、CTに際してX線被ばく線量の最適化が重要である。被ばく線量と画質の間にはトレードオフの関係があり、低被ばくと高画質を両立するには画像ノイズ除去と空間/コントラスト分解能の保持に優れた画像再構成法が必要である。近年、人工知能(Artificial intelligence: AI)技術を用いて画質向上を図る新たな深層学習画像再構成(Deep Learning Based Reconstruction: DLR)が開発された。本研究の目的は、DLRの画質特性を基礎的・臨床的に明らかにし、小児CTにおけるDLRを用いた低被ばく撮像法を開発し、臨床応用することである。

研究成果の概要

小児は成人と比べて放射線感受性が高く、CTに際して線量の最適化が重要である。被ばく線量と画質の間にはトレードオフの関係があり、低被ばくと高画質を両立するには画像ノイズ除去と空間/コントラスト分解能の保持に優れた画像再構成法が必要である。近年、人工知能技術を用いて画質向上を図る新たな深層学習画像再構成(Deep Learning Reconstruction: DLR)が開発された。本研究課題では、DLRの画質特性を検証し、小児CTにおける被ばく低減への臨床応用を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、近年のAI技術の発達に伴い開発されたdeep-learning reconstruction (DLR) の小児CTにおける被ばく低減効果を示した。CT被ばくに起因する潜在的な発がんリスクの低下に寄与する成果であり、社会的意義は大きい。また、AIを活用した画像生成技術の有益な臨床応用例として、将来の研究の基礎となるという観点からも学術的意義の高い研究成果と考える。

報告書

(5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
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 10件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Deep learning-based reconstruction can improve the image quality of low radiation dose head CT2023

    • 著者名/発表者名
      Nagayama Yasunori、Iwashita Koya、Maruyama Natsuki、Uetani Hiroyuki、Goto Makoto、Sakabe Daisuke、Emoto Takafumi、Nakato Kengo、Shigematsu Shinsuke、Kato Yuki、Takada Sentaro、Kidoh Masafumi、Oda Seitaro、Nakaura Takeshi、Hatemura Masahiro、Ueda Mitsuharu、Mukasa Akitake、Hirai Toshinori
    • 雑誌名

      European Radiology

      巻: 33 号: 5 ページ: 3253-3265

    • DOI

      10.1007/s00330-023-09559-3

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lung-Optimized Deep-Learning-Based Reconstruction for Ultralow-Dose CT2023

    • 著者名/発表者名
      Goto Makoto、Nagayama Yasunori、Sakabe Daisuke、Emoto Takafumi、Kidoh Masafumi、Oda Seitaro、Nakaura Takeshi、Taguchi Narumi、Funama Yoshinori、Takada Sentaro、Uchimura Ryutaro、Hayashi Hidetaka、Hatemura Masahiro、Kawanaka Koichi、Hirai Toshinori
    • 雑誌名

      Academic Radiology

      巻: 30 号: 3 ページ: 431-440

    • DOI

      10.1016/j.acra.2022.04.025

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 特集 専攻医1年目で知っておきたいCT 14のこと~指導医からのメッセージ~ これだけは知っておきたい CTの医療被ばく2022

    • 著者名/発表者名
      永山 泰教
    • 雑誌名

      臨床画像

      巻: 38 号: 14 ページ: 12-20

    • DOI

      10.18885/CI.0000001052

    • ISSN
      0911-1069
    • 年月日
      2022-10-30
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Radiation Dose Reduction for 80-kVp Pediatric CT Using Deep Learning-Based Reconstruction: A Clinical and Phantom Study2022

    • 著者名/発表者名
      Nagayama Yasunori、Goto Makoto、Sakabe Daisuke、Emoto Takafumi、Shigematsu Shinsuke、Oda Seitaro、Tanoue Shota、Kidoh Masafumi、Nakaura Takeshi、Funama Yoshinori、Uchimura Ryutaro、Takada Sentaro、Hayashi Hidetaka、Hatemura Masahiro、Hirai Toshinori
    • 雑誌名

      American Journal of Roentgenology

      巻: - 号: 2 ページ: 315-324

    • DOI

      10.2214/ajr.21.27255

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Radiation dose optimization potential of deep learning-based reconstruction for multiphase hepatic CT: A clinical and phantom study2022

    • 著者名/発表者名
      Nagayama Yasunori、Goto Makoto、Sakabe Daisuke、Emoto Takafumi、Shigematsu Shinsuke、Taguchi Narumi、Maruyama Natsuki、Takada Sentaro、Uchimura Ryutaro、Hayashi Hidetaka、Kidoh Masafumi、Oda Seitaro、Nakaura Takeshi、Funama Yoshinori、Hatemura Masahiro、Hirai Toshinori
    • 雑誌名

      European Journal of Radiology

      巻: 151 ページ: 110280-110280

    • DOI

      10.1016/j.ejrad.2022.110280

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] DLRが可能とする低被ばくと高画質の両立2022

    • 著者名/発表者名
      永山泰教
    • 雑誌名

      INNERVISION

      巻: 37 ページ: 4-5

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Deep Learning?based Reconstruction for Lower-Dose Pediatric CT: Technical Principles, Image Characteristics, and Clinical Implementations2021

    • 著者名/発表者名
      Nagayama Yasunori、Sakabe Daisuke、Goto Makoto、Emoto Takafumi、Oda Seitaro、Nakaura Takeshi、Kidoh Masafumi、Uetani Hiroyuki、Funama Yoshinori、Hirai Toshinori
    • 雑誌名

      RadioGraphics

      巻: 41 号: 7 ページ: 1936-1953

    • DOI

      10.1148/rg.2021210105

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 深層学習画像再構成 に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      永山泰教
    • 学会等名
      FCA-Webinar in 熊本・宮崎
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] DLRが可能とする低被ばくと高画質の両立2022

    • 著者名/発表者名
      永山泰教
    • 学会等名
      Global Standard CT Symposium 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Seeing More with Super-Resolution Deep-Learning CT Reconstruction: Physical Property and Clinical Potential2022

    • 著者名/発表者名
      Yasunori Nagayama, Takafumi Emoto, Daisuke Sakabe, Sentaro Takada, Takeshi Nakaura, Yoshinori Funama, Toshinori Hirai
    • 学会等名
      第108回 北米放射線学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Task-based Image Quality Assessments of Super-Resolution Deep-Learning Reconstruction for Coronary CT Angiography2022

    • 著者名/発表者名
      Yasunori Nagayama, Takafumi Emoto, Daisuke Sakabe, Sentaro Takada, Takeshi Nakaura, Yoshinori Funama, Toshinori Hirai
    • 学会等名
      第108回 北米放射線学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Efficacy of Super-Resolution Deep-Learning Reconstruction for the Assessments of Obstructive Coronary Artery Disease on Coronary CT Angiography2022

    • 著者名/発表者名
      Yasunori Nagayama, Takafumi Emoto, Daisuke Sakabe, Sentaro Takada, Takeshi Nakaura, Masafumi Kidoh, Seitaro Oda, Hidetaka Hayashi, Yoshinori Funama, Toshinori Hirai
    • 学会等名
      第108回 北米放射線学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvement of Coronary Stent CT Imaging with Super-Resolution Deep-Learning Reconstruction: An Initial In Vivo Experience2022

    • 著者名/発表者名
      Yasunori Nagayama, Takafumi Emoto, Daisuke Sakabe, Sentaro Takada, Takeshi Nakaura, Masafumi Kidoh, Seitaro Oda, Hidetaka Hayashi, Yoshinori Funama, Toshinori Hirai
    • 学会等名
      第108回 北米放射線学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Deep-learning reconstruction for unenhanced brain CT: Assessment of image quality and dose optimization potential2021

    • 著者名/発表者名
      Yasunori Nagayama
    • 学会等名
      第107回 北米放射線学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 低線量CTにおけるDeep Learningを用いた再構成の画像特性 ファントム研究2021

    • 著者名/発表者名
      坂部 大介 , 船間 芳憲 , 永山 泰教 , 中戸 研吾 , 後藤 淳 , 榎本 隆文 , 羽手村 昌弘
    • 学会等名
      日本放射線技術学会総会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Image quality and radiation dose reduction potential of the novel deep-learning reconstruction algorithm for pediatric body CT2021

    • 著者名/発表者名
      Yasunori Nagayama, Seitaro Oda, Daisuke Sakabe, Takafumi Emoto, Makoto Goto, Takeshi Nakaura, Toshinori Hirai
    • 学会等名
      European Congress of Radiology (ECR) 2021
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Image quality characteristics and dose optimization potential of novel deep-learning reconstruction algorithm: a phantom experiment2021

    • 著者名/発表者名
      Yasunori Nagayama, Daisuke Sakabe, Makoto Goto, Takafumi Emoto, Seitaro Oda, Takeshi Nakaura, Toshinori Hirai
    • 学会等名
      European Congress of Radiology (ECR) 2021
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Impact of deep-learning reconstruction algorithm on image quality of ultralow-dose lung CT: A phantom study2021

    • 著者名/発表者名
      Makoto Goto, Yasunori Nagayama, Daisuke Sakabe, Takafumi Emoto, Masafumi Kidoh, Seitaro Oda, Takeshi Nakaura, Toshinori Hirai
    • 学会等名
      European Congress of Radiology (ECR) 2021
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Imaging characteristics of a deep learning reconstruction at low dose CT: A phantom study2021

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Sakabe, Yoshinori Funama, Yasunori Nagayama, Kengo Nakato, Makoto Goto, Takafumi Emoto1, Masahiro Hatemura
    • 学会等名
      The 77th Annual Meeting of the Japanese Society of Radiological Technology
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Deep Learning-Based Reconstruction to Facilitate Lower Dose Pediatric CT: Technical Principles, Image Characteristics, and Clinical Implementations2020

    • 著者名/発表者名
      Yasunori Nagayama, Daisuke Sakabe, Makoto Goto, Takafumi Emoto, Seitaro Oda, Takeshi Nakaura, Osamu Ikeda, Toshinori Hirai
    • 学会等名
      107th Scientific Assembly and Annual Meeting of the Radiological Society of North America
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Deep learning reconstruction can improve image quality and subjective acceptance in low radiation dose abdominal CT: Comparison with iterative reconstruction algorithm2019

    • 著者名/発表者名
      Seitaro Oda, Narumi Taguchi, Takafumi Emoto, Takeshi Nakaura, Yoshinori Funama, Masafumi Kidoh, Yasunori Nagayama, Hiroyuki Uetani, Akira Sasao, Yasuyuki Yamashita
    • 学会等名
      北米放射線学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi