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ハイブリッド学習によるLaxative-free CTコロノグラフィ検査法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K07578
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52040:放射線科学関連
研究機関大島商船高等専門学校

研究代表者

橘 理恵  大島商船高等専門学校, 情報工学科, 教授 (90435462)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードCTコロノグラフィ / 電子クレンジング / 大腸がん検診 / 深層学習 / 機械学習 / 医用システム / Laxative-free
研究開始時の研究の概要

大腸がん検診の検査法の一つにCT画像から仮想的に大腸内視鏡画像を生成し,大腸内の診断を行うCTコロノグラフィ検査がある.CTコロノグラフィ検査では,仮想的に腸管洗浄を行う電子クレンジング(electronic cleansing:EC)を用いることで被験者の負担を減らすことが期待できるが緩下剤を服用する必要がある.
本研究課題では,新たに3次元CT画像およびvirtual endoscopyの動画像を用いたハイブリッド学習によるEC法を開発し,大腸がん検診の受診率向上を目指した「緩下剤なしのCTC検査」の実現を目的とする.

研究成果の概要

本研究では3次元画像を用いた自己学習型GANによるEC手法と,virtual endoscopy像を用いたrecyle-GANによる EC手法を開発した.最終目標として両手法を組み合わせることによる最良のEC手法の実装を目指したが,virtual endoscopy像を用いたEC手法の精度が悪く,最終目標の実現に至らなかった.しかし,自己学習型GANによるEC手法では画像アノテーションのない小規模データセットに対してサブボクセル精度でECを実行できることが確認できた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

開発した自己学習型GANを用いた電子クレンジング手法は従来法に比べ,自然なクレンジング画像の生成を可能とした.臨床現場における使用が可能となれば,従来に比べCTコロノグラフィ検査による電子クレンジングの精度向上が期待でき,大腸がん検診における被験者の負担を減らす効果及び検診率向上が期待できる.

報告書

(4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
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件)

  • [国際共同研究] Massachusetts General Hospital(米国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Massachusetts General Hospital(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Massachusetts General Hospital(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Self-Supervised Adversarial Learning with a Limited Dataset for Electronic Cleansing in Computed Tomographic Colonography: A Preliminary Feasibility Study2022

    • 著者名/発表者名
      Rie Tachibana, Janne J. Nappi, Toru Hironaka, Hiroyuki Yoshida
    • 雑誌名

      Cancers

      巻: 14 号: 17 ページ: 4125-4125

    • DOI

      10.3390/cancers14174125

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Performance evaluation of self-supervised 3D GAN for electronic cleansing in photon-counting CT colonography2023

    • 著者名/発表者名
      Rie Tachibana, Janne Nappi, Toru Hironaka, Stephen R. Yoshida, Dufan Wu, Rajiv Gupta, Katsuyuki Taguchi, Hiroyuki Yoshida
    • 学会等名
      The 37th International Conference on Computer-Assisted Radiology and Surgery
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electronic cleansing in photon-counting CT colonography by use of self-supervised 3D-GAN2023

    • 著者名/発表者名
      Rie Tachibana, Janne Nappi, Toru Hironaka, Stephen Yoshida, Dufan Wu, Rajiv Gupta, Hiroyuki Yoshida
    • 学会等名
      SPIE Medical Imaging 2023
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Performance evaluation of self-supervised 3D GAN for electronic cleansing in CT colonography2022

    • 著者名/発表者名
      Rie Tachibana, Janne J. Nappi, Toru Hironaka, Hiroyuki Yoshida
    • 学会等名
      The 36th International Conference on Computer-Assisted Radiology and Surgery
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Recycle-GAN を用いた大腸 CT 画像における電子洗浄法 に関する基礎検討2022

    • 著者名/発表者名
      河野冬紀,橘理恵
    • 学会等名
      2022 年度(第 73 回)電気・情報関連学会中国支部連合大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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