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2019 年度 実施状況報告書

AIによる肺癌超低線量CT検診及び肺結節鑑別診断用コンピューター支援装置開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K07675
研究機関神戸大学

研究代表者

竹中 大祐  神戸大学, 医学研究科, 医学研究員 (60258233)

研究分担者 大野 良治  藤田医科大学, 医学部, 教授 (30324924)
吉川 武  神戸大学, 医学研究科, 特命講師 (40332788)
関 紳一郎  神戸大学, 医学研究科, 特命助教 (30773519) [辞退]
西村 善博  神戸大学, 医学部附属病院, 教授 (20291453)
眞庭 謙昌  神戸大学, 医学研究科, 教授 (50362778)
岸田 雄治  神戸大学, 医学研究科, 非常勤講師 (90792250) [辞退]
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード放射線医学 / CT / 人工知能 / 被曝線量低減
研究実績の概要

2007-2017年に神戸大学医学部附属病院放射線部にてCADアルゴリズム開発および性能評価を目的に被験者の同意を得て取得した320列及び64列CT装置にて撮像された通常線量および低線量CTデータをもとに,Deep Learningの手法により,2003年より我々が継続的に開発および改良してきた肺癌検診用CADアルゴリズムおよび肺結節自動体積測定用CADアルゴリズムをサイバーネット社製解析ソフト開発用ソフト「MATLAB」を用いて改良した。そして,新たにDeep Learningを用いたAIによる肺結節自動体積測定用CADアルゴリズムの精度を3名の放射線科医によって作成されたStandard referenceとの精度評価をするとともに,肺結節患者における両・悪性鑑別診断能を評価した。そして,第27回日本CT検診学会学術集会にて発表するとともに,欧州放射線学会主催のEuropean Congress of Radiology (ECR) 2020やComputer-Assisted Radiology and Surgery (CARS) 2020で発表予定である。また,本研究成果を海外一流誌に投稿し,採択された。
また,現行の低線量CT検診用撮像プロトコールにおいて,逐次近似再構成法や逐次再構成法を応用した再構成アルゴリズムを用いることにより,X線被曝を単純写真と同程度に低減した超低線量CT撮像を可能にするプロトコールを作成する際に,CT値の精度保証が必要であることから,Phantom Laboratory社製COPDGene IIファントムを購入し,各種条件でCT値の評価を行った。そして,研究成果をJapanese Journal of Radiologyにて発表した。また,新たに人工知能を応用した再構成法を開発し,従来の手法との差を評価し,北米放射線学会が主催する106th Annual Meeting of Radiological Society of North America (RSNA 2020)に投稿した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

研究成果発表を行うとともにソフトに関しては海外一流誌であるRadiologyに共同研究者である藤田医科大学 大野良治 臨床教授の論文が採択された。
また,撮像法及び再構成法に関しては同様に藤田医科大学 大野良治 臨床教授がJapanese Journal of Radiologyに研究成果の一部を発表した。そして,新たに開発した人工知能応用再構成法の基礎検討を開始した。

今後の研究の推進方策

現行の予定で研究を継続し,研究成果発表とソフトの改良などを行う。

次年度使用額が生じた理由

COVID-19肺炎による移動自粛などにより,研究打ち合わせに関する出張がなくなったため。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Differentiation of Benign from Malignant Pulmonary Nodules by Using a Convolutional Neural Network to Determine Volume Change at Chest CT2020

    • 著者名/発表者名
      Ohno Y, Aoyagi K, Yaguchi A, Seki S, Ueno Y, Kishida Y, Takenaka D, Yoshikawa T.
    • 雑誌名

      Radiology

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Variability and Standardization of Quantitative Imaging: Monoparametric to Multiparametric Quantification, Radiomics, and Artificial Intelligence.2020

    • 著者名/発表者名
      Hagiwara A, Fujita S, Ohno Y, Aoki S.
    • 雑誌名

      Investigative Radiology

    • DOI

      10.1097/RLI.0000000000000666.

  • [雑誌論文] Effects of acquisition method and reconstruction algorithm for CT number measurement on standard-dose CT and reduced-dose CT: a QIBA phantom study.2019

    • 著者名/発表者名
      Ohno Y, Fujisawa Y, Fujii K, Sugihara N, Kishida Y, Seki S, Yoshikawa T.
    • 雑誌名

      Jpn J Radiol.

      巻: 37 ページ: 399-411

    • DOI

      10.1007/s11604-019-00823-5.

    • 査読あり
  • [学会発表] 人工知能を用いた3D Computer-Aided Volumetry (CADv) の肺結節経過観察CT における有用性に関する検討2020

    • 著者名/発表者名
      大野良治,青柳康太,谷口敦司,竹中大祐,吉川 武
    • 学会等名
      第27回日本CT検診学会学術集会
  • [学会発表] 低線量CT肺がん検診における至適撮像法の確立とCADおよび人工知能の活用2020

    • 著者名/発表者名
      大野良治
    • 学会等名
      第27回日本CT検診学会学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] 3D Computer-Aided Volumetry (CADv) System with AI System: Comparison of Quantitative Nodule Component Measurement Accuracy and Pulmonary Nodule Differentiation Capability on Repeated CT Examination2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshiharu Ohno, Kota Aoyagi, Yuji Kishida, Shinichiro Seki, Yoshiko Ueno, Atsushi Yaguchi, Takeshi Yoshikawa
    • 学会等名
      European Congress of Radiology (ECR) 2020
    • 国際学会
  • [学会発表] 3D CADv System with and without CNN: Comparison of Nodule Component Measurement Accuracy and Differentiation in Routine Clinical Practice Data2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshiharu Ohno, Kota Aoyagi, Yuji Kishida, Shinichiro Seki, Yoshiko Ueno, Atsushi Yaguchi, Takeshi Yoshikawa
    • 学会等名
      Computer Assisted Radiology and Surgery(CARS)2020
    • 国際学会
  • [学会発表] Capability of Quantitative Assessment of Subsegmental Bronchi on Thin-Section CT to Evaluate the Therapeutic Effects in Patients with Pulmonary Lymphangitis Carcinomatosa2019

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Takenaka, Yoshiharu Ohno, Chika Tanaka, Erika Matsushiro, Ayumi Higashida, Tomohisa Hashimoto, Hiroaki Maeda, Setsu Sakamoto, Miyako Satouchi
    • 学会等名
      2019 World Conference on Lung Cancer
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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