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2022 年度 実績報告書

人工知能技術を利用した肺結節の体積倍加時間変化の機序の解明に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K07693
研究機関聖路加国際大学

研究代表者

松迫 正樹  聖路加国際大学, 聖路加国際病院, 医長 (90209528)

研究分担者 原 武史  岐阜大学, 工学部, 教授 (10283285)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
キーワード胸部X線CT / AutoEncoder
研究実績の概要

AutoEncoder(AE)を用いた特徴量の抽出は,経験に大きく依存しない解析法としてよく知られている.最終年度は,体積倍加時間(Volume doubling time: VDT)および腫瘍の良悪性に関して特徴量の抽出とその可視化,そして1回の撮影から得られる良悪性の精度を総合的に明らかにし,論文投稿を完了した.
本研究では胸部CT検査を3~8回受診した診断が確定している患者から得られた画像を対象に実験を行った.良性結節20症例と悪性結節28症例の合計48症例であり,結節状陰影が存在するスライスのうち良性330枚,悪性950枚を用いた.
CT画像から結節領域を切り出し128×128画素に変更し,その画像に対してAEを用いて32×32×4次元の特徴抽出を行った.ここでAEは,画像特徴から元の画像への再構成誤差を最小化するように学習を行った.得られた特徴量を部分空間法,SVM,ランダムフォレストの3つの手法で良悪性の分類を行った.AEの学習は10-fold cross validationで行なった.精度の評価は,ROC曲線下面積(AUC),精度(Accuracy),感度(Sensitivity)で行なった.部分空間法,SVM,ランダムフォレストで得られたAUC/Accuracy/Sensitivityは,それぞれ0.94/0.84/0.92,0.95/0.84/0.92,0.92/0.84/0.92であった.
以上のことから,AEによる画像特徴量の抽出は良悪性鑑別に有益であることが示唆された.また,VDTの値によって特徴量空間における結節状陰影の分布が異なる傾向が確認された.この分布の違いからVDTを特定する方法を見出すことができなかったが,さらなるデータ収集によってVDTの違いによる画像特徴の変化が可視化できる可能性が示された.

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2022

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件)

  • [雑誌論文] Visual classification of three computed tomography lung patterns to predict prognosis of COVID-19: a retrospective study2022

    • 著者名/発表者名
      Yamada Daisuke、Ohde Sachiko、Imai Ryosuke、Ikejima Kengo、Matsusako Masaki、Kurihara Yasuyuki
    • 雑誌名

      BMC Pulmonary Medicine

      巻: 22 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1186/s12890-021-01813-y

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Case of Primary Endobronchial Mucosa-associated Lymphoid Tissue Lymphoma Stable on 16-Year Observation2022

    • 著者名/発表者名
      Ikejima Kengo、Matsusako Masaki、Yamada Daisuke、Murakami Manabu、Ito Reiko、Kanomata Naoki、Kurihara Yasuyuki
    • 雑誌名

      Journal of Thoracic Imaging

      巻: 37 ページ: W109~W111

    • DOI

      10.1097/RTI.0000000000000674

    • 査読あり
  • [雑誌論文] <i>Ex-vivo</i> 1.5T MR Imaging versus CT in Estimating the Size of the Pathologically Invasive Component of Lung Adenocarcinoma Spectrum Lesions2022

    • 著者名/発表者名
      Yamada Daisuke、Matsusako Masaki、Yoneoka Daisuke、Oikado Katsunori、Ninomiya Hironori、Nozaki Taiki、Ishiyama Mitsutomi、Makidono Akari、Otsuji Mizuto、Itoh Harumi、Ojiri Hiroya
    • 雑誌名

      Magnetic Resonance in Medical Sciences

      巻: N/A ページ: 1-10

    • DOI

      10.2463/mrms.mp.2022-0125

    • 査読あり

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公開日: 2023-12-25  

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