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医療情報システム:IMISを用いた甲状腺癌の画像診断AI構築と発癌機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22K12843
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90130:医用システム関連
研究機関高知大学

研究代表者

田口 崇文  高知大学, 教育研究部医療学系臨床医学部門, 講師 (40437710)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2027-03-31
研究課題ステータス 交付 (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)
2026年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2025年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2024年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード甲状腺癌 / 画像診断 / AI診断 / 内分泌・甲状腺疾患画像データベース / 遠隔画像診断 / 発癌機構 / 細胞内エネルギー代謝 / 甲状腺腫瘍
研究開始時の研究の概要

高知大学医学部附属病院 総合医療情報システム:IMISで蓄積された甲状腺超音波画像を用いて、甲状腺癌判別のための深層学習によるAI解析と、内分泌・甲状腺疾患画像データベースから癌解析アルゴリズムを構築する、AI/アルゴリズムハイブリッド解析システムをプログラミング構築し、遠隔画像診断システムの開発へと応用を目指す。甲状腺癌の発癌機構の解明では、甲状腺癌細胞における細胞内エネルギー/糖代謝調節機構を明らかにし、本機構を標的とする新たな治療戦略の構築を目指す。

研究実績の概要

高知大学医学部附属病院総合医療情報システム:Integrated Medical Information System (IMIS) で蓄積された甲状腺超音波画像を用いて、甲状腺癌画像判別のためのArtificial intelligence (AI) 学習による深層解析と、作成済である網羅的な内分泌・甲状腺疾患画像データベースから癌解析アルゴリズムを構築する、AI/アルゴリズムハイブリッド解析システムをプログラミング構築し、遠隔画像診断システムへの応用や、甲状腺癌の発癌制御機構の解析をすすめる。
甲状腺疾患・癌画像解析の基本データにおいては、既に高知大学医学部附属病院での約20年以上の IMIS (高知大学医学部附属病院総合医療情報システム:Integrated Medical Information System) を用いた診療をもとに、内分泌・甲状腺疾患の網羅的な画像データベースを構築済である。AI画像解析においては、既存の海外市販ソフトウェアである甲状腺超音波画像解析システムを用いて、甲状腺20疾患病型の甲状腺超音波画像AI解析を実施・検証し、第66回日本甲状腺学会総会にて報告した。画像解析のためのアルゴリズム構築においては、基礎となる複数の指標 (超音波画像:腫瘍の輝度、歪み度、結節と非結節部の相対的エコー輝度の数値化、被膜突出の有無、石灰化・嚢胞・嚢胞内病変等の有無)等からの数値・階層化をすすめている。さらに上記既存ソフトウェアも参考に、独自のAI/アルゴリズムハイブリッド解析システムをPythonプログラミングにてソフトウェア構築中であり、同様に総会及び関連研究会で一部機能を報告した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

AI解析においては既存システムを用いず、AI/アルゴリズムハイブリッド解析システムをPythonプログラミングにてソフトウェア構築中である。アルゴリズム解析においてはACR TI RADSでのスコア解析をはじめ、概ね機能実装済である。

今後の研究の推進方策

AI解析の訓練・テストデータの増加、深層解析システムの最適化、アルゴリズム構築、遠隔画像診断システムへの応用及び甲状腺癌の発癌制御機構の解析をすすめる。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] 医療情報システム:IMISを用いた甲状腺癌の画像診断AI構築と発癌機構の解明2022

    • 著者名/発表者名
      田口 崇文
    • 雑誌名

      Medical Science Digest

      巻: 48 ページ: 380-381

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Tissue-Specific Regulation of 11β Hydroxysteroid Dehydrogenase Type-1 mRNA Expressions in Cushing's Syndrome Mouse Model2022

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama M, Iwasaki Y, Nakayama S, Okazaki M, Taguchi T, Tsuda M, Makino S, Fujimoto S, Terada Y
    • 雑誌名

      Steroids

      巻: 183 ページ: 109021-109021

    • DOI

      10.1016/j.steroids.2022.109021

    • 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] 発現頻度の高いirAEマネージメント -内分泌障害-2023

    • 著者名/発表者名
      田口 崇文
    • 学会等名
      高知県 irAEマネージメントカンファレンス
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 糖尿病と甲状腺疾患 -診療UPDATEとAI医療への展望-2023

    • 著者名/発表者名
      田口 崇文
    • 学会等名
      第213回 高知糖尿病研究会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 副腎偶発腫瘍のマネージメント -診療UPDATEとAI 画像解析への展望-2023

    • 著者名/発表者名
      田口 崇文
    • 学会等名
      第47回 高知県内分泌代謝研究会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 甲状腺超音波画像解析ソフトウェアを用いた甲状腺20疾患病型のAI解析の検討2023

    • 著者名/発表者名
      田口 崇文、安田 早佑理、橋本 大輔、江口 智浩、山本 博隆、橿尾 岳、青山 夏希、天野 絵梨、船越 生吾、岡崎 瑞穂、藤本 新平、寺田 典生
    • 学会等名
      第66回 日本甲状腺学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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