多元計算解剖モデルを利用した腫瘍診断支援システム

2018 年度 実績報告書

• 研究領域: 医用画像に基づく計算解剖学の多元化と高度知能化診断・治療への展開
• 研究課題/領域番号: 26108007
• 研究機関: 徳島大学
• 研究代表者: 仁木 登 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 非常勤講師 (80116847)
• 研究分担者: 河田 佳樹 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 教授 (70274264) ; 鈴木 秀宣 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 助教 (50546710) ; 島田 光生 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 教授 (10216070) ; 原田 雅史 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 教授 (20228654) ; 安倍 正博 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 教授 (80263812) ; 井本 逸勢 愛知県がんセンター(研究所), 分子遺伝学分野, 分野長 (30258610) ; 梅谷 啓二 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 特別嘱託研究職員 (50344396) ; 楠本 昌彦 国立研究開発法人国立がん研究センター, 中央病院, 科長 (90252767) ; 石井 源一郎 国立研究開発法人国立がん研究センター, 先端医療開発センター, 分野長 (00270869) ; 飯沼 元 国立研究開発法人国立がん研究センター, 中央病院, 医長 (60222824) ; 青景 圭樹 国立研究開発法人国立がん研究センター, 東病院, 医員 (20544753) ; 松元 祐司 国立研究開発法人国立がん研究センター, 中央病院, 医員 (00600579) ; 中野 恭幸 滋賀医科大学, 医学部, 教授 (00362377) ; 阪井 宏彰 京都大学, 医学研究科, 非常勤講師 (50362489)
• 研究期間 (年度): 2014-07-10 – 2019-03-31
• キーワード: 多元計算解剖モデル / 腫瘍診断支援システム / 肺を中心に大腸・腎臓に発生する悪性腫瘍の本態解明 / 3次元ミクロからマクロの病態

研究実績の概要

本研究は，健康寿命を短縮する危険度の高い悪性腫瘍（肺，大腸，腎臓）の早期発見とライフステージに応じた適切な治療管理による重症化予防を実現するために，多元計算解剖モデルによる肺を中心に大腸・腎臓に発生する悪性腫瘍の本態解明に挑み，これに基づいて高度知能化した腫瘍診断支援システムを研究開発するものである．4次元CT，広視野μCT, PET/CTの最先端イメージングの画像情報を中心にして臨床・病理・遺伝子情報と効果的に融合して悪性腫瘍の本態解明を導く．肺を中心に大腸・腎臓を対象に悪性腫瘍発病・進化過程をマルチスケール・マルチモダリティ画像と臨床・病理・遺伝子情報を用いてA01で実現される多元計算解剖モデルの基礎数理に基づいて数理統計的に統合解析する．このため，1．マルチスケール・マルチモダリティ画像データベース構築（3次元ミクロ・マクロ画像情報，臨床・病理・遺伝子情報の集積），2．基礎研究（マクロからミクロレベルの画像による病態の解明，画像情報と遺伝子情報の統合解析），3．開発研究（罹患ハイリスクグループの層別化，悪性腫瘍の進化の定量化，鑑別・予後予測技術の創出とそれを利活用したシステムの構築），4．実用化研究（腫瘍診断・治療支援システム開発と臨床現場での評価）を行う．
本年度は，協力医療機関の倫理審査委員会の承認を得て画像データベース構築を継続して実施し，基礎・開発研究に重点をおいて画像情報と遺伝子情報の統合解析，3次元ミクロからマクロ構造の解析技術，肺を中心に大腸・腎臓の形態・機能解析技術，悪性腫瘍の進化の定量化，鑑別・予後予測技術の研究開発を推進し，これらの技術に基づいた腫瘍診断・治療支援システム開発を行い，その有用性の評価を実施した．

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] Cleveland Clinic/Harvard Medical School(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: Cleveland Clinic/Harvard Medical School
• [雑誌論文] Pulmonary blood vessels extraction from dual-energy CT images using a synchrotron radiation micro-CT (2019)
  • 著者名/発表者名: K. Saito, S. Ohnishi, S. Fuketa, Y. Kawata, N. Niki, K. Umetani, H. Sakai, Y. Nakano, T. Okamoto, H. Itoh
  • 雑誌名: Proc. SPIE 10953, SPIE Medical Imaging 2019 巻: - ページ: 109530G
  • DOI: 10.1117/12.2512369
  • 査読あり
• [雑誌論文] Computer-aided CT image features improving the malignant risk prediction in pulmonary nodules suspicious for lung cancer (2019)
  • 著者名/発表者名: Y. Kawata, T. Kageyama, N. Niki, M. Kusumoto, H. Ohmatsu, K. Aokage, G. Ishii, Y. Matsumoto, T. Tsuchida, K. Eguchi, M. Kaneko
  • 雑誌名: Proc. SPIE 10950, SPIE Medical Imaging 2019 巻: - ページ: 109501J
  • DOI: 10.1117/12.2512614
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deep radiomic precision CT imaging for prognostic biomarkers for interstitial lung diseases (2019)
  • 著者名/発表者名: T. Uemura, M. Matsuhiro, C. Watari, J. Nappi, R. Nasirudin, T. Hironaka, Y. Kawata, N. Niki, H. Yoshida
  • 雑誌名: Proc. SPIE 10954, SPIE Medical Imaging 2019 巻: - ページ: 109541E
  • DOI: 10.1117/12.2512058
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Metastatic lymph node analysis of colorectal cancer using quadruple-phase CT images (2019)
  • 著者名/発表者名: K. Bando, R. Nishimoto, H. Suzuki, Y. Kawata, N. Niki, G. Iinuma
  • 雑誌名: Proc. SPIE 10950, SPIE Medical Imaging 2019 巻: - ページ: 109503U
  • DOI: 10.1117/12.2512738
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cryobiopsy during flex-rigid pleuroscopy: an emerging alternative biopsy method in malignant pleural mesothelioma. A comparative study of pathology. (2019)
  • 著者名/発表者名: Nakai T, Matsumoto Y, Sasada S, Tanaka M, Tsuchida T, Ohe Y, Motoi N.
  • 雑誌名: Jpn J Clin Oncol. 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1093/jjco/hyz032.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differences of tumor microenvironment between stage I lepidic-positive and lepidic-negative lung adenocarcinomas. (2018)
  • 著者名/発表者名: Katsumata S, Aokage K, Miyoshi T, Tane K, Nakamura H, Sugano M, Kojima M, Fujii S, Kuwata T, Ochiai A, Hayashi R, Tsuboi M, Ishii G.
  • 雑誌名: J Thorac Cardiovasc Surg 巻: 156(4) ページ: 1679-1688
  • DOI: 10.1016/j.jtcvs.2018.05.053
  • 査読あり
• [雑誌論文] The ratio of cancer cells to stroma within the invasive area is a histologic prognostic parameter of lung adenocarcinoma. (2018)
  • 著者名/発表者名: Ichikawa T, Aokage K, Sugano M, Miyoshi T, Kojima M, Fujii S, Kuwata T, Ochiai A, Suzuki K, Tsuboi M, Ishii G.
  • 雑誌名: Lung Cancer 巻: 118 ページ: 30-35
  • DOI: 10.1016/j.lungcan
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nintedanib prevented fibrosis progression and lung cancer growth in idiopathic pulmonary fibrosis. (2018)
  • 著者名/発表者名: Fukunaga K, Yokoe S, Kawashima S, Uchida Y, Nakagawa H, Nakano Y.
  • 雑誌名: Respirol Case Rep. 巻: 6(8) ページ: e00363
  • DOI: 10.1002/rcr2.363
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sub-solid nodule detectability in seven observers of seventy-nine clinical cases: comparison between ultra-low-dose chest digital tomosynthesis with iterative reconstruction and chest radiography by receiver-operating characteristics analysis. (2018)
  • 著者名/発表者名: Nagatani Y, Takahashi M, Ikeda M, Nitta N, Miyata K, Hanaoka J, Nakano Y, Matsuo S, Hamada Y, Sonoda A, Otani H, Ushio N, Ohta S, Murakami Y, Kaneko C, Inoue A, Kida T, Murata K.
  • 雑誌名: European Journal of Radiology 巻: 107 ページ: 166-174
  • DOI: 10.1016/j.ejrad.2018.08.006.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of Ground Glass Opacity and the Corresponding Pathological Findings on Survival in Patients with Clinical Stage I Non-Small Cell Lung Cancer. (2018)
  • 著者名/発表者名: Aokage K, Miyoshi T, Ishii G, Kusumoto M, Nomura S, Katsumata S, Sekihara K, Tane K, Tsuboi M.
  • 雑誌名: J Thorac Oncol. 巻: 13(4) ページ: 533-542
  • DOI: 10.1016/j.jtho.2017.11.129.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Radiologic-Pathologic Correlation of Solid Portions on Thin-section CT Images in Lung Adenocarcinoma: A Multicenter Study. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yanagawa M, Kusumoto M, Johkoh T, Noguchi M, Minami Y, Sakai F, Asamura H, Tomiyama N, Investigators of JSTR Lung Cancer Working Group.
  • 雑誌名: Clin Lung Cancer. 巻: 19(3) ページ: e303-e312
  • DOI: 10.1016/j.cllc.2017.12.005.
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-resolution wide-field synchrotron radiation micro-CT for large human lung specimen imaging (2018)
  • 著者名/発表者名: Umetani Keiji, Itoh Harumi, Yoshiki Kawata, Noboru Niki
  • 雑誌名: Proc. SPIE 10816, SPIE 巻: - ページ: 108160A
  • DOI: 10.1117/12.2501282
  • 査読あり
• [雑誌論文] A GWAS identifies gastric cancer susceptibility loci at 12q24.11-1 12 and 20q11.21. (2018)
  • 著者名/発表者名: Tanikawa C, Kamatani Y, Toyoshima O, Sakamoto H, Ito H, Takahashi A, Momozawa Y, Hirata M, Fuse N, Takai-Igarashi T, Shimizu A, Sasaki M, Yamaji T, Sawada N, Iwasaki M, Tsugane S, Naito M, Hishida A, Wakai K, Furusyo N, Murakami Y, Nakamura Y, Imoto I, et al.
  • 雑誌名: Cancer Sci. 巻: 109(12) ページ: 4015-4024
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genome-wide association study to identify a new susceptibility locus for central serous chorioretinopathy in the Japanese population. (2018)
  • 著者名/発表者名: Miki A, Sakurada Y, Tanaka K, Semba K, Mitamura Y, Yuzawa M, Tajima A, Nakatochi M, Yamamoto K, Matsuo K, Imoto I, Honda S.
  • 雑誌名: Invest Ophthalmol Vis Sci. 巻: 59(13) ページ: 5542-5547
  • DOI: 10.1167/iovs.18-25497.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genome-wide association study identifies ERBB4 on 2q34 as a novel locus associated with sperm motility in Japanese men. (2018)
  • 著者名/発表者名: Sato Y, Tajima A, Sato T, Nozawa S, Yoshiike M, Imoto I, Yamauchi A, Iwamoto T.
  • 雑誌名: J Med Genet. 巻: 55(6) ページ: 415-421
  • DOI: 10.1136/jmedgenet-2017-104991.
  • 査読あり
• [学会発表] 胸部CT画像・診療情報による肺結節の悪性リスクモデルの構築 (2019)
  • 著者名/発表者名: 景山 健, 河田 佳樹, 鈴木 秀宣, 仁木 登, 楠本 昌彦, 大松 広伸, 青景 圭樹, 土田 敬明, 松元 裕司, 江口 研二, 金子 昌弘
  • 学会等名: 第26回日本CT検診学会学術集会
• [学会発表] 胸部3次元CT画像を用いたじん肺の粒状影の定量的評価 (2019)
  • 著者名/発表者名: 日野 公貴, 松廣 幹雄, 鈴木 秀宣, 河田 佳樹, 仁木 登, 加藤 勝也, 岸本 卓巳, 芦澤 和人
  • 学会等名: 第26回日本CT検診学会学術集会
• [学会発表] 3時相造影CT画像を用いた大腸がんの転移性リンパ節解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 坂東 佳祐, 西本 廉, 鈴木 秀宣, 河田 佳樹, 仁木 登, 飯沼 元
  • 学会等名: 第26回日本CT検診学会学術集会
• [学会発表] 低線量ＣＴ肺がん検診のCADe/CADxシステム (2019)
  • 著者名/発表者名: 仁木 登
  • 学会等名: 第11回呼吸機能イメージング研究会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] 拡大CT画像を用いた肺腺がん(病期IA)のコンピュータ支援予後予測 (2019)
  • 著者名/発表者名: 河田 佳樹, 仁木 登, 楠本 昌彦, 大松 広伸, 青景 圭樹, 石井 源一郎, 土田 敬明, 松元 裕司, 江口 研二, 金子 昌弘
  • 学会等名: 第11回呼吸機能イメージング研究会学術集会
• [学会発表] 低線量3次元CT画像を用いた骨粗鬆症診断支援システム (2019)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 秀宣, 河田 佳樹, 仁木 登, 中野 恭幸, 楠本 昌彦, 土田 敬明, 江口 研二, 金子 昌弘
  • 学会等名: 第11回呼吸機能イメージング研究会学術集会
• [学会発表] 放射光CTによる気管支・血管ベース肺3次元構造解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 大西 悟, 斉藤 くるみ, 泓田 彰汰, 河田 佳樹, 仁木 登, 梅谷 啓二, 岡本 俊宏, 阪井 宏彰, 中野 恭幸, 伊藤 春海
  • 学会等名: 第11回呼吸機能イメージング研究会学術集会
• [学会発表] 長期経年低線量CT画像を用いた肺気腫関連SNPの探索, (2019)
  • 著者名/発表者名: 野﨑 元貴, 遠藤 和輝, 守本 達郎, 鈴木 秀宣, 河田 佳樹, 仁木 登, 丹下 正一朗, 増田 清士, 井本 逸勢, 金子 昌弘,
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告医用画像
• [学会発表] 3時相腹部造影CT画像による直腸がんの領域リンパ節解析, (2019)
  • 著者名/発表者名: 西本 廉, 坂東 佳祐, 鈴木 秀宣, 河田 佳樹, 仁木 登, 飯沼 元,
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告医用画像
• [学会発表] 胸部CT画像・診療情報による肺がん確率予測モデルの構築, (2019)
  • 著者名/発表者名: 景山 健, 河田 佳樹, 仁木 登, 楠本 昌彦, 大松 広伸, 青景 圭樹, 土田 敬明, 松元 裕司, 江口 研二, 金子 昌弘,
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告医用画像
• [学会発表] 放射光CT画像による肺3次元ミクロ構造の血管系解析, (2019)
  • 著者名/発表者名: 泓田 彰汰, 斉藤 くるみ, 大西 悟, 河田 佳樹, 仁木 登, 梅谷 啓二, 阪井 宏彰, 中野 恭幸, 岡本 俊宏, 伊藤 春海,
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告医用画像
• [学会発表] 低線量ＣＴ肺がん検診のCADe/CADxシステム (2018)
  • 著者名/発表者名: 河田 佳樹，鈴木 秀宣，仁木 登
  • 学会等名: 画像電子学会 第288回研究会
  • 招待講演
• [学会発表] 多時相造影CT画像を用いた腎臓解析, (2018)
  • 著者名/発表者名: 松下 和樹, 岩﨑 正弥, 鈴木 秀宣, 河田 佳樹, 仁木 登, 飯沼 元,
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告医用画像
• [学会発表] 3次元CT画像を用いたじん肺の重症度診断基準に関する粒状影の定量的評価, (2018)
  • 著者名/発表者名: 日野 公貴, 松廣 幹雄, 鈴木 秀宣, 河田 佳樹, 仁木 登, 加藤 勝也, 岸本 卓巳, 芦澤 和人,
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告医用画像
• [学会発表] ゲノム・画像情報を用いた早期COPD検診法の研究開発, (2018)
  • 著者名/発表者名: 野﨑 元貴, 遠藤 和輝, 守本 達郎, 鈴木 秀宣, 河田 佳樹, 仁木 登, 丹下 正一朗, 増田 清士, 井本 逸勢, 金子 昌弘,
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告医用画像
• [学会発表] 造影マルチスライスCT画像における大腸がんの転移性リンパ節解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 坂東 佳祐, 鈴木 秀宣, 河田 佳樹, 仁木 登, 飯沼 元
  • 学会等名: 第37回日本医用画像工学会大会
• [学会発表] 3次元CT画像を用いたじん肺の重症度診断基準の定量的評価 (2018)
  • 著者名/発表者名: 日野 公貴, 松廣 幹雄, 鈴木 秀宣, 河田 佳樹, 仁木 登, 加藤 勝也, 岸本 卓巳, 芦澤 和人
  • 学会等名: 第37回日本医用画像工学会大会
• [学会発表] 多時相造影CT画像を用いた腎臓解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 松下 和樹, 鈴木 秀宣, 河田 佳樹, 仁木 登, 飯沼 元
  • 学会等名: 第37回日本医用画像工学会大会
• [学会発表] 放射光CT画像による肺細葉の3次元構造解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 泓田 彰汰, 斉藤 くるみ, 大西 悟, 河田 佳樹, 仁木 登, 梅谷 啓二, 阪井 宏彰, 中野 恭幸, 岡本 俊宏, 伊藤 春海
  • 学会等名: 第37回日本医用画像工学会大会
• [学会発表] PANCANモデル，Lung-RADSにおける肺結節の悪性リスク評価 (2018)
  • 著者名/発表者名: 景山 健, 河田 佳樹, 仁木 登, 楠本 昌彦, 大松 広伸, 青景 圭樹, 土田 敬明, 松元 裕司, 江口 研二, 金子 昌弘
  • 学会等名: 第37回日本医用画像工学会大会
• [学会発表] ゲノム・画像情報を用いた早期COPD検診法の研究開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 野崎 元貴, 鈴木 秀宣, 河田 佳樹, 仁木 登, 増田 清士, 井本 逸勢, 金子 昌弘
  • 学会等名: 第37回日本医用画像工学会大会