| 研究課題/領域番号 |
20K08084
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分52040:放射線科学関連
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
有村 秀孝 九州大学, 医学研究院, 教授 (20287353)
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| 研究分担者 |
田中 謙太郎 九州大学, 大学病院, 助教 (00536849)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 画像生検 / 穴解析 / 肺癌 / 位相幾何学 / ベッチ数マップ / 画像不変量 / 画像生検法 / ベッチ数特徴量 / 遺伝子画像バイオマーカー / EGFRサブタイプ分類 / 再発予測 / EGFR変異肺癌 / 遺伝子変異 / 特徴量 / 予後予測 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
医用画像から求めた特徴量に基づき遺伝子変異を検出するため、申請者は画像生検法を提案した。さらに分子標的薬治療支援を最終目的として、予後予測へつなぐ基礎研究を行ってきた。しかし、各患者や撮像装置間の画質の変動が原因で、上記検出と予後予測性能が低下することが分かった。そこで、本研究では頑強な画像特徴量を明らかにすることで、遺伝子変異肺癌の予後予測可能な非侵襲的画像生検法を開発する。
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| 研究成果の概要 |
本研究で着目した理論は位相幾何学で、それは柔らかい幾何学と呼ばれ，具体的な形態を考慮せず，穴の数だけで対象物を分類できる理論である．本研究では“穴解析”と呼ぶ[有村秀孝他．医用画像情報学会雑誌 2023]．EGFR 変異陽性の肺癌には空洞やバブルなどが画像に現れやすいとの報告があるため，穴解析が有効と考えた。本研究では、ベッチ数マップ特徴量を用いてEGFR変異に対応する画像不変特徴量を明らかにし、非侵襲的画像生検法を開発した。本研究で立てた仮説である「位相幾何学に基づくベッチ数マップの特徴量が肺癌のEGFR変異（Del19/L858R変異のサブタイプ分類を含む）を検出できる」ことを示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
位相幾何学に基づくベッチ数マップ特徴量による予測モデルは、非小細胞肺癌患者におけるEGFR変異の同定において、CT装置／撮像パラメータの変動に対して従来モデルよりも高い頑健性を示した。さらに、EGFR Del19/L858R変異のサブタイプの特徴と遺伝学的関連を示した3Dベッチ数マップ特徴量は、従来特徴量と比較してサブタイプ分類に高い精度を示した。
現状の生検では、不均一な遺伝子変異を持つ腫瘍の遺伝子変異予測を過小または過大評価する可能性があるが、この問題を提案する画像生検が解決できる可能性がある。また、生検不可または拒否の患者に対して画像生検を適用できる。
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