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人工知能を用いた膵疾患診断に対する有用性の検証

研究課題

研究課題/領域番号 21K15938
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分53010:消化器内科学関連
研究機関愛知県がんセンター(研究所)

研究代表者

桑原 崇通  愛知県がんセンター(研究所), システム解析学分野, 研究員 (10816408)

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
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード消化器内科 / 人工知能 / deep learning / EUS / 膵癌 / 膵嚢胞 / 膵臓 / 超音波内視鏡
研究開始時の研究の概要

膵癌や膵管内乳頭粘液性腫瘍(IPMN)など画像診断単独では診断が困難な膵疾患に対する診断能向上のために、申請者は超音波内視鏡(EUS)画像に対して人工知能(AI)を用いた新規画像診断技術開発を行っている。全国規模の多施設前向き研究を計画する。また、スーパーコンピューターを用いて多施設で集積した画像を学習させAIのさらなる診断能向上を図り、日本消化器内視鏡学会から画像収集やAI作成の研究協力を受け以下の研究を行う。
1)IPMN良悪性診断に対する多施設後ろ向き研究
2)膵腫瘍の良悪性診断に対する多施設後ろ向き研究
3)膵疾患鑑別に対する多施設前向き研究

研究成果の概要

1)IPMN良悪性診断に対する多施設後ろ向き研究:全体で約600例のIPMN症例のEUS画像を集積、スーパーコンピューターを用いてIPMNの良悪性判定を行うAIを開発しその精度を判定したところaccuracy 87%という結果であった。現在論文作成中である。2)膵腫瘍の良悪性診断に対する多施設後ろ向き研究、3)膵疾患鑑別に対する多施設前向き研究:2)3)に関して研究計画を立案し製品化へ向けて企業と協議したが膵疾患の有病率の低さのため市場が狭く開発コストが回収できないという返答が多く製品化を断念した。出口戦略変更のためデータ収集の方法も変更が必要となり2)3)は計画中止した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

超音波内視鏡(EUS)画像をAIによって解析することによって、膵疾患診断(膵腫瘍、膵嚢胞)において既存の画像診断技術より高度に診断することが可能であったことが示された。この技術を内視鏡診断機器に搭載することで、今まで診断困難であった病変を場所を選ばず診断できる可能性が示唆された。膵疾患の診断は医師によりかなり差異があるため、医療の質の均てん化できる可能性がある。しかしながら、現状市場規模が小さく製品化への道筋が立っていない状況である。今後製品化へのコストを下げる研究を新たに立ち上げ社会実装を試みる予定である。

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

    (29件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 6件、 招待講演 7件)

  • [雑誌論文] Current status of artificial intelligence analysis for the treatment of pancreaticobiliary diseases using endoscopic ultrasonography and endoscopic retrograde cholangiopancreatography2024

    • 著者名/発表者名
      Takamichi Kuwahara, Kazuo Hara, Nobumasa Mizuno, Shin Haba, Nozomi Okuno, Toshitaka Fukui, Minako Urata, Yoshitaro Yamamoto
    • 雑誌名

      DEN open

      巻: 4 号: 1

    • DOI

      10.1002/deo2.267

    • 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] 消化器領域における超音波診断AIの現状と展望2024

    • 著者名/発表者名
      桑原 崇通, 原 和生, 水野 伸匡, 羽場 真, 奥野 のぞみ, 清水 泰博
    • 雑誌名

      月刊新医療

      巻: 51 ページ: 94-97

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] IPMN画像診断におけるAIの役割2024

    • 著者名/発表者名
      桑原 崇通, 原 和生, 水野 伸匡, 羽場 真, 奥野 のぞみ, 清水 泰博
    • 雑誌名

      Bio clinica = バイオクリニカ

      巻: 39 ページ: 17-21

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] ひとくちメモ 内視鏡分野の人工知能(AI)2024

    • 著者名/発表者名
      桑原 崇通, 原 和生, 水野 伸匡, 羽場 真, 奥野 のぞみ, 清水 泰博
    • 雑誌名

      日本医師会雑誌

      巻: 152 ページ: 1096-1096

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] 特集 胆膵の画像・内視鏡診断の進歩-早期診断と正確な診断のために 13.胆膵疾患におけるAI診断はどこまで進んだか?2023

    • 著者名/発表者名
      桑原 崇通, 原 和生, 水野 伸匡, 羽場 真, 奥野 のぞみ, 清水 泰博
    • 雑誌名

      臨床消化器内科

      巻: 38 ページ: 1693-1698

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] 膵癌・胆道癌診療におけるAI活用の展望2023

    • 著者名/発表者名
      桑原 崇通, 原 和生, 水野 伸匡, 羽場 真, 奥野 のぞみ, 清水 泰博
    • 雑誌名

      Medical Practice

      巻: 40 ページ: 168-168

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Artificial intelligence using deep learning analysis of endoscopic ultrasonography images for the differential diagnosis of pancreatic masses2023

    • 著者名/発表者名
      Kuwahara T, Hara K, Mizuno N, et al.
    • 雑誌名

      Endoscopy

      巻: 55 号: 02 ページ: 140-149

    • DOI

      10.1055/a-1873-7920

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diagnosing malignant distal bile duct obstruction using artificial intelligence based on clinical biomarkers2023

    • 著者名/発表者名
      Sugimoto Y, Kurita Y, Kuwahara T et al.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1 ページ: 3262-3265

    • DOI

      10.1038/s41598-023-28058-5

    • 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
  • [雑誌論文] 胆膵領域AIの現状と今後の展望2022

    • 著者名/発表者名
      桑原崇通 原和生
    • 雑誌名

      日本消化器病学会雑誌

      巻: 119 号: 7 ページ: 610-625

    • DOI

      10.11405/nisshoshi.119.610

    • ISSN
      0446-6586, 1349-7693
    • 年月日
      2022-07-10
    • 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
  • [学会発表] 超音波内視鏡ビッグデータを用いた膵嚢胞検出 AI の開発2023

    • 著者名/発表者名
      桑原崇通 原和生
    • 学会等名
      第109回日本消化器病学会総会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Development of artificial intelligence for pancreatic cyst detection using semi-supervised learning2023

    • 著者名/発表者名
      Takamichi Kuwahara
    • 学会等名
      第105回日本消化器内視鏡学会総会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 消化器領域における超音波AIの現状と課題2023

    • 著者名/発表者名
      桑原崇通 原和生
    • 学会等名
      日本超音波医学会第95回学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 膵神経内分泌腫瘍診断における人工知能を用いたイメージバイオマーカー 開発2023

    • 著者名/発表者名
      桑原崇通 原和生
    • 学会等名
      第54回日本膵臓学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 膵腫瘍鑑別AIの開発2023

    • 著者名/発表者名
      桑原崇通 原和生
    • 学会等名
      JDDW2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 人工知能による膵嚢胞病変の検出と診断2022

    • 著者名/発表者名
      桑原崇通 原和生
    • 学会等名
      第108回日本消化器病学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Deep learningを用いたIPMN病変の検出と良悪性診断2022

    • 著者名/発表者名
      桑原崇通 原和生
    • 学会等名
      第103回日本消化器内視鏡学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 膵腫瘤診断AIの開発2022

    • 著者名/発表者名
      桑原崇通 原和生
    • 学会等名
      日本超音波医学会第95回学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Artificial intelligence analysis for the evaluation of PanNEN grading2022

    • 著者名/発表者名
      桑原崇通 原和生
    • 学会等名
      第53回日本膵臓学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 半教師学習を用いた効率的な膵嚢胞検出AIの開発2022

    • 著者名/発表者名
      桑原崇通 原和生
    • 学会等名
      JDDW2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Deep learning analysis for the diagnosis of pancreatic diseases2022

    • 著者名/発表者名
      Takamichi Kuwahara
    • 学会等名
      DDW2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Utilization of artificial intelligence for the development of an EUS-convolutional neural network model2022

    • 著者名/発表者名
      Takamichi Kuwahara
    • 学会等名
      IDEN2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Artificial intelligence in EUS diagnosis for pancreatic cystic lesions2022

    • 著者名/発表者名
      Takamichi Kuwahara
    • 学会等名
      KDDW2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 膵腫瘍診断AI作成の問題点とその克服2021

    • 著者名/発表者名
      桑原 崇通
    • 学会等名
      第107回日本消化器病学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Usefulness of Deep Learning Analysis for the Diagnosis of Pancreatic diseases.2021

    • 著者名/発表者名
      Takamichi Kuwahara
    • 学会等名
      第101回日本消化器内視鏡学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 人工知能による膵嚢胞病変の検出と診断2021

    • 著者名/発表者名
      桑原崇通
    • 学会等名
      第52回日本膵臓学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 膵腫瘍診断AIの有用性2021

    • 著者名/発表者名
      桑原崇通
    • 学会等名
      JDDW2022
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Deep learningを用いたIPMNの良悪性診断の現状と今後の展望2021

    • 著者名/発表者名
      桑原崇通
    • 学会等名
      第25回日本外科病理学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Usefulness of Deep Learning Analysis for the Diagnosis of IPMN on EUS2021

    • 著者名/発表者名
      Takamichi Kuwahara
    • 学会等名
      IDEN2021
    • 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 analysis for the diagnosis of pancreatic cysts on EUS2021

    • 著者名/発表者名
      Takamichi Kuwahara
    • 学会等名
      EUS2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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