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ディープラーニングによるDSA画像のモーションアーチファクトからの開放

研究課題

研究課題/領域番号 20K16769
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
研究機関大阪公立大学 (2022-2023)
大阪市立大学 (2020-2021)

研究代表者

植田 大樹  大阪公立大学, 大学院医学研究科, 研究員 (90779480)

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
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2022年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円)
2021年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円)
2020年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワード人工知能 / AI / 深層学習 / Deep learning / 画像変換 / GAN / 敵対的学習 / DSA / インターベンショナルラジオロジー / IVR / Deepl earning / Interventional radiology / Interventional Radiology
研究開始時の研究の概要

血管造影検査において欠くことのできない重要な技術の一つがdigital subtraction angiography (DSA)である。ライブ画像からマスク画像をサブトラクションすることで造影された血管のみを描出する技術で、病変までの血管走行の確認から病変の診断にまで広く用いられる。だがDSAは臨床的には患者の動きのある症例や腸管などに対しては適応が困難である。本研究ではディープラーニングの技術でアーチファクトから開放されたDSA画像を作成することを目的とする。

研究成果の概要

本研究では、ディープラーニングを用いてDSA画像のミスレジストレーションアーチファクトを低減するモデルを開発した。頭部及び腹部の血管造影画像を用いて検証を行ったところ、ディープラーニングで生成した画像は、従来のDSA画像と比較して定量的にも定性的にも同等以上の画質を示した。本モデルにより、体動のある症例においてもアーチファクトの少ない血管像が得られ、より円滑な検査・治療の実現が期待される。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発したディープラーニングモデルは、従来のDSA画像に伴うミスレジストレーションアーチファクトを大幅に低減し、体動のある症例においても鮮明な血管像を提供できる。これにより、血管造影検査・治療の精度向上や時間短縮が期待でき、患者への負担軽減にもつながる。本モデルは、世界に先駆けて開発された革新的技術であり、国内外の医療現場への普及が期待される。

報告書

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

    (9件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 6件、 招待講演 6件)

  • [雑誌論文] Mask-less Two-dimensional Digital Subtraction Angiography Generation Model for Abdominal Vasculature using Deep Learning2022

    • 著者名/発表者名
      Yonezawa Hiroki、Ueda Daiju、Yamamoto Akira、Kageyama Ken、Walston Shannon Leigh、Nota Takehito、Murai Kazuki、Ogawa Satoyuki、Sohgawa Etsuji、Jogo Atsushi、Kabata Daijiro、Miki Yukio
    • 雑誌名

      Journal of Vascular and Interventional Radiology

      巻: S1051-0443 号: 7 ページ: 00123-3

    • DOI

      10.1016/j.jvir.2022.03.010

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Deep Learning?based Angiogram Generation Model for Cerebral Angiography without Misregistration Artifacts2021

    • 著者名/発表者名
      Ueda Daiju、Katayama Yutaka、Yamamoto Akira、Ichinose Tsutomu、Arima Hironori、Watanabe Yusuke、Walston Shannon L.、Tatekawa Hiroyuki、Takita Hirotaka、Honjo Takashi、Shimazaki Akitoshi、Kabata Daijiro、Ichida Takao、Goto Takeo、Miki Yukio
    • 雑誌名

      Radiology

      巻: Online 号: 3 ページ: 203692-203692

    • DOI

      10.1148/radiol.2021203692

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Young Leaders Roundtable: What to expect for AI Reading Room 20432023

    • 著者名/発表者名
      Daiju Ueda, Rennie Chen, Arunnit Boonrod, Tan Min On
    • 学会等名
      The Asian-Oceanian Congress of Neuroradiology 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Generation of synthetic subtraction angiograms in abdominal region using deep learning2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Yonezawa, Daiju Ueda, Akira Yamamoto, Ken Kageyama, Shannon Walston, Takehito Nota;, Kazuki Murai, Satoyuki Ogawa, Etsuji Sohgawa, Atsushi Jogo, Daijiro Kabata, Yukio Miki
    • 学会等名
      The Cardiovascular and Interventional Radiological Society of Europe
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] AI applications to aneurysms2021

    • 著者名/発表者名
      Daiju Ueda
    • 学会等名
      The 13th Asian-Oceanian Congress of Neuroradiology
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Deep Learning for Cerebral Aneurysms Diagnosis and Treatment2021

    • 著者名/発表者名
      Daiju Ueda
    • 学会等名
      The 59th Annual Meeting of the American Society of Neuroradiology
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] AI Applications to cerebrovascular imaging2021

    • 著者名/発表者名
      Daiju Ueda
    • 学会等名
      Society for Imaging Informatics in Medicine 2021 Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] AI applications to neuroradiology2021

    • 著者名/発表者名
      Daiju Ueda
    • 学会等名
      The 3rd Annual Scientific Meeting of Asian Society of Magnetic Resonance in Medicine
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] AIによるMRAからの脳動脈瘤検出とDSAのミスレジストレーションからの開放2021

    • 著者名/発表者名
      植田大樹
    • 学会等名
      神経放射線学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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