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低侵襲ロボット支援解剖と人工知能(AI)を活用した医療関連死解析法構築

研究課題

研究課題/領域番号 20H03908
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58010:医療管理学および医療系社会学関連
研究機関福井大学

研究代表者

稲井 邦博  福井大学, 学術研究院医学系部門, 准教授 (30313745)

研究分担者 小林 英津子  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (20345268)
法木 左近  福井県立大学, 看護福祉学部, 教授 (30228374)
清水 昭伸  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80262880)
木戸 尚治  大阪大学, 大学院医学系研究科, 特任教授(常勤) (90314814)
平野 靖  山口大学, 医学部附属病院, 准教授 (90324459)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2023年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2022年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2021年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2020年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
キーワード病理解剖用ロボット / 医療事故調査 / 医工連携 / オートプシー・イメージング / 人工知能 / 解剖用ロボット / 医療事故調査襲
研究開始時の研究の概要

医療事故調査はカルテレビューと根本原因分析法で構成されるが、医療関連死の場合には医学的解析も必須である。しかし、解析の根幹をなす病理解剖は病理医不足や遺族感情から実施困難な状況にある。そこで、本研究は医工連携で遺体損傷を最小化できるロボット活用「低侵襲解剖」に、解剖情報を補完する人工知能(AI)支援「死亡時画像診断(Ai-CT)」と「検体検査」を併用した医療関連死の原因究明法を確立する。
具体的には診断精度の観点から「低侵襲解剖」に必要最低の標本を摘出可能な解剖用ロボットを開発する。次に低侵襲解剖を補完・診断支援を担うAIを開発する。さらに教育システムを構築し医育面からも解析能向上を目指す。

研究成果の概要

本研究は、医療事故死調査における病理解剖実施を妨げる原因となる、遺体の皮膚切開を必要最小限にする低侵襲解剖用ロボット開発の基盤技術構築と、低侵襲解剖によって不足する解剖情報を補完する手法の構築に焦点を当てた研究を行った。死因究明に最低限必要となる組織量の検討結果に基づき、2 x 3cm大で円筒上の組織を切削するロボットヘッド部を作成した。また、不足する解剖情報を補完するために、敗血症の客観的診断法、死後CTからの肺画像の高精細(超解像度)化、臓器重量推定方法とその活用方法、死後経過時間推定研究を試み一定の成果を見いだした。本研究は、新興感染症における解剖術者の安全確保へも応用が期待される。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、医療関連死を含む死亡症例の正確な病態や死因究明を行うためには、基本的に全身解剖が必要であることを改めて認識させると共に、それが困難な場合は主要臓器からプレパラート各1枚の大きさ程度の組織採取が必須であることを明らかにした。また、近年、新興感染症が猛威を振るう中、解剖ロボットと外科ナビゲーションを連動させることにより、将来的に医療者安全に重要な遠隔解剖への道を拓く結果となった。さらに、今後、医学教育素材の一般公開を進めていく中で、革新的な医用画像教育の構築が可能となることも期待できる結果となった。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (26件) (うち査読あり 22件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件、 招待講演 4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Domain transformation using semi-supervised CycleGAN for improving performance of classifying thyroid tissue images2024

    • 著者名/発表者名
      Ichiuji Yoshihito、Mabu Shingo、Hatta Satomi、Inai Kunihiro、Higuchi Shohei、Kido Shoji
    • 雑誌名

      International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery

      巻: - 号: 11 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1007/s11548-024-03061-x

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 10.3389/fped.2023.11952222023

    • 著者名/発表者名
      Kawamura H, Ikawa M, Hirono K, Kimura J, Okuno T, Kawatani M, Inai K, Hata Y, Nishida N, Yoshida Y.
    • 雑誌名

      Front Pediatr.

      巻: 11 ページ: 1195222-1195222

    • DOI

      10.3389/fped.2023.1195222

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Exploration of sepsis assisting parameters in hospital autopsied-patients: a prospective study.2023

    • 著者名/発表者名
      Inai K, Higuchi S, Shimada A, Hisada K, Hida Y, Hatta S, Kitano F, Uno M, Matsukawa H, Noriki S, Iwasaki H, Naiki H.
    • 雑誌名

      Sci Rep

      巻: 13 号: 1 ページ: 10681-10681

    • DOI

      10.1038/s41598-023-37752-3

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Improved artificial intelligence discrimination of minor histological populations by supplementing with color-adjusted images2023

    • 著者名/発表者名
      Hatta Satomi、Ichiuji Yoshihito、Mabu Shingo、Kugler Mauricio、Hontani Hidekata、Okoshi Tadakazu、Fuse Haruki、Kawada Takako、Kido Shoji、Imamura Yoshiaki、Naiki Hironobu、Inai Kunihiro
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1 ページ: 19068-19068

    • DOI

      10.1038/s41598-023-46472-7

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 肝胆膵疾患領域における医療関連死解析に寄与する介在死因データベース2023

    • 著者名/発表者名
      宇野美雪、樋口翔平、八田聡美、木下一之、法木左近、後藤伸之、内木宏延、稲井邦博
    • 雑誌名

      医療の質・安全学会誌

      巻: 18 ページ: 3-16

    • 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] Pathological evaluation of human pancreatic tissue injuries by machine compression for computer-aided safe pancreatic compression.2022

    • 著者名/発表者名
      K. Inai, D. Kim, N. Takano, M. Uno, S. Noriki, H. Naiki, E. Kobayashi
    • 雑誌名

      Int J CARS

      巻: suppl1 号: S1 ページ: 54-55

    • DOI

      10.1007/s11548-022-02635-x

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 2022年のオートプシーイメージングの動向 オートプシーイメージングと病理学2022

    • 著者名/発表者名
      法木 左近, 丸山 力哉, 江端 清和, 稲井 邦博
    • 雑誌名

      Rad Fan

      巻: 20 ページ: 66-69

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] AiからAIへの展開を可能とする必須条件とは.2022

    • 著者名/発表者名
      稲井邦博, 宇野美雪, 法木左近.
    • 雑誌名

      Rad Fan

      巻: 20 ページ: 15-20

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Robust and fast laparoscopic vision-based ultrasound probe tracking using a binary dot array marker.2022

    • 著者名/発表者名
      L Ma, N Tomii, J Wang, H Kiyomatsu, H Tsukihara, E Kobayashi, I Sakuma.
    • 雑誌名

      Computers in Biology and Medicine

      巻: 145 ページ: 104506-104527

    • DOI

      10.1016/j.compbiomed.2022.105406

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] びまん性肺疾患症例のCT 画像に対する診断支援2021

    • 著者名/発表者名
      平野靖, 木戸尚治
    • 雑誌名

      医用画像情報学会雑誌

      巻: 38 号: 2 ページ: 50-52

    • DOI

      10.11318/mii.38.50

    • NAID

      130008062565

    • ISSN
      0910-1543, 1880-4977
    • 年月日
      2021-07-06
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Changes in magnetic resonance imaging relaxation time on postmortem magnetic resonance imaging of formalin-fixed human normal heart tissue.2021

    • 著者名/発表者名
      K Ebata, S Noriki, K Inai, H Kimura.
    • 雑誌名

      BMC Med Imag

      巻: 21 号: 1 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1186/s12880-021-00666-5

    • 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] ホルマリン固定臓器のMR.2021

    • 著者名/発表者名
      法木左近, 江端清和, 稲井邦博.
    • 雑誌名

      Rad Fan

      巻: 19 ページ: 65-68

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] ディープラーニングを用いたAi-CTに対する死後経過時間推定に有効な画像特徴の発見.2021

    • 著者名/発表者名
      平野靖, 松本惇, 木戸尚治, 稲井邦博.
    • 雑誌名

      Rad Fan

      巻: 19 ページ: 20-22

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] A biomechanical approach to investigate the applicability of the Lake-Thomas Theory in porcine aorta.2021

    • 著者名/発表者名
      K Yamamoto, K Hara, HL Mizuno, K Ishikawa, E Kobayashi, Y Akagi, I. Sakuma A
    • 雑誌名

      International Journal of Integrated Engineering

      巻: 13 号: 5 ページ: 89-97

    • DOI

      10.30880/ijie.2021.13.05.010

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development and evaluation of a prototype detector for an intraoperative laparoscopic coincidence imaging system with PET tracers.2021

    • 著者名/発表者名
      MR Liyanaarachchi, K Shimazoe, H Takahashi, K Nakagawa, E Kobayashi I Sakuma
    • 雑誌名

      International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery

      巻: 16 号: 1 ページ: 29-39

    • DOI

      10.1007/s11548-020-02282-0

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Distributed sensory coding by cerebellar complex spikes in units of cortical segments.2021

    • 著者名/発表者名
      A Michikawa, T Yoshida, S Kuroki, T Ishikawa, SKakei, R Kimizuka, A Saito, H Yokota, A Shimizu, S Itohara, A Miyawaki
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 37 号: 6 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2021.109966

    • 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] Classification of large scale image database of various skin diseases using deep learning.2021

    • 著者名/発表者名
      M Tanaka, ASaito, K Shido, Y Fujisawa, K Yamasaki, M Fujimoto, K Murao, Y Ninomiya, S Satoh, A Shimizu
    • 雑誌名

      Int J CARS

      巻: 16 号: 11 ページ: 1875-1887

    • DOI

      10.1007/s11548-021-02440-y

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Augmented Radiology: Feature Space Transfer Model for Prostate Cancer Stage Prediction.2021

    • 著者名/発表者名
      M Ogino, Z Li, A Shimizu.
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 9 ページ: 102559-102566

    • DOI

      10.1109/access.2021.3098038

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Semi-supervised CycleGAN for domain transformation of chest CT images and its application to opacity classification of diffuse lung diseases2021

    • 著者名/発表者名
      Shingo Mabu, Masashi Miyake, Takashi Kuremoto, Shoji Kido
    • 雑誌名

      International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery

      巻: 16 号: 11 ページ: 1925-1935

    • DOI

      10.1007/s11548-021-02490-2

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Classification of respiratory sounds using improved convolutional recurrent neural network.2021

    • 著者名/発表者名
      N Asatani, T Kamiya, S Mabu, SKido
    • 雑誌名

      Computers & Electrical Engineering

      巻: 94 ページ: 107367-107370

    • DOI

      10.1016/j.compeleceng.2021.107367

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diagnostic performance for pulmonary adenocarcinoma on CT: comparison of radiologists with and without three-dimensional convolutional neural network.2021

    • 著者名/発表者名
      Yanagawa M, Niioka H, Kusumoto M, Awai K, Tsubamoto M, Satoh Y, Miyata T, Yoshida Y, Kikuchi N, Hata A, Yamasaki S, Kido S, Nagahara H, Miyake J, Tomiyama N.
    • 雑誌名

      European Radiology

      巻: 31 号: 4 ページ: 1978-1986

    • DOI

      10.1007/s00330-020-07339-x

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A novel reaction force-fluorescence measurement system for evaluating pancreatic juice leakage from an excised swine pancreas during distal pancreatectomy.2020

    • 著者名/発表者名
      E Kobayashi,S Tsuchiya,Y Akagi,N Tomii,K Nakagawa, K Inai, Y Muragaki, T Asano, D Kim.
    • 雑誌名

      J Hepato-Biliary-Pancreatic Science

      巻: 27 号: 11 ページ: 877-886

    • DOI

      10.1002/jhbp.775

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] CycleGAN を用いた甲状腺組織画像のドメイン変換と識別システムへの応用.2020

    • 著者名/発表者名
      一氏良仁, 間普真吾, 八田聡美, 稲井邦博, 木戸尚治
    • 雑誌名

      日医用画像工会予稿集

      巻: 38 ページ: 111-118

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 多元計算解剖学における高度知能化診断2020

    • 著者名/発表者名
      平野 靖, 神谷 亨, 木戸 尚治
    • 雑誌名

      Medical Imaging Technology

      巻: 38 ページ: 217-228

    • NAID

      130007953807

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] V-Netを用いたAi-CTに対する肝臓領域抽出手法の開発と肝臓の質量推定への応用.2020

    • 著者名/発表者名
      櫛部光哉, 平野靖, 木戸尚治, 木下一之, 稲井邦博, 法木左近.
    • 雑誌名

      日医用画像工会予稿集

      巻: 38 ページ: 117-123

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 深層学習(deep learning)を用いた人工知能構築に要する子宮頸部細胞取得倍率についての検討.2020

    • 著者名/発表者名
      森正樹, 木戸尚治, 津森太亮, 平野靖, 稲井邦博, 樋口翔平, 今村好章.
    • 雑誌名

      日本臨床細胞学会雑誌

      巻: 59 号: 4 ページ: 174-180

    • DOI

      10.5795/jjscc.59.174

    • NAID

      130007899001

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 膵臓の初期弾性率と破断時の反力を一回の圧縮で計測する圧縮試験機の開発2024

    • 著者名/発表者名
      佐々木杏己,山本賢蔵,平林実那子,中川桂一,稲井邦博,金大永,小林英津子
    • 学会等名
      第33回ライフサポート学会フロンティア講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 拡散モデルを用いた胸部 CT 像の超解像2023

    • 著者名/発表者名
      関口 樂,稲井邦博,清水昭伸,木戸尚治
    • 学会等名
      第42回日本医用画像工学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 抗がん剤性肝硬変の鑑別における鑑別における肝体積萎縮速度の活用に関する検討2022

    • 著者名/発表者名
      宇野美雪、稲井邦博、西島昭彦、法木左近、内木宏延、後藤伸之
    • 学会等名
      第32回日本医療薬学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Pathological evaluation of human pancreatic tissue injuries by machine compression for computer-aided safe pancreatic compression devices2022

    • 著者名/発表者名
      K. Inai, D. Kim, N. Takano, M. Uno, S. Noriki, H. Naiki, E. Kobayashi.
    • 学会等名
      36th International Congress and Exhibition, CARS 2022 Computer Assist Radiology and Surgery
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Blind super resolution of lung CT scans using Wiener deconvolutio2022

    • 著者名/発表者名
      S. Bhardwaj, K. Inai, H. Kimura, S. Kido, A. Shimizu
    • 学会等名
      36th International Congress and Exhibition, CARS 2022 Computer Assist Radiology and Surgery
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 深層学習を用いた甲状腺癌の識別2022

    • 著者名/発表者名
      八田聡美, 樋口翔平, 稲井邦博, 今村好章, 一氏良仁, 間普真吾, 本谷秀堅, 木戸尚治, 内木宏延
    • 学会等名
      第111回日本病理学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] AiからAIに向けての必然的な研究の進展.2021

    • 著者名/発表者名
      稲井邦博
    • 学会等名
      第19回オートプシー・イメージング学会学術総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 死のプロセスから見て、医療関連死調査で求められる要件とは.2021

    • 著者名/発表者名
      稲井邦博
    • 学会等名
      第16回医療の質・安全学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 医療事故死調査における介在死因の活用.2021

    • 著者名/発表者名
      宇野美雪, 稲井邦博
    • 学会等名
      第16回医療の質・安全学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 低侵襲病理解剖用ロボット-組織採取用先端デバイスの開発と評価2021

    • 著者名/発表者名
      小林英津子, 園田浩多, 原一晃, 稲井邦博
    • 学会等名
      第16回医療の質・安全学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] Clinical Applications of MCA to Diagnosis. Multidisciplinary Computational Anatomy: Toward Integration of Artificial Intelligence with MCA-based Medicine.2022

    • 著者名/発表者名
      S. Kido, S. Mabu, T. Kamiya, Y. Hirano, R. Tachibana and K. Inai.
    • 総ページ数
      130
    • 出版者
      Springer Nature
    • ISBN
      9789811643255
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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