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2018 年度 実施状況報告書

頭頸部癌の個別化治療に向けたテクスチャ解析画像診断法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K15573
研究機関国立研究開発法人国立がん研究センター

研究代表者

久野 博文  国立研究開発法人国立がん研究センター, 東病院, 医長 (50544475)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードテクスチャ解析 / Radiomics / 頭頸部癌 / 画像診断 / dual energy CT
研究実績の概要

頭頸部癌に対する集学的治療法は多様化し,個別化治療に向けた治療法の開発が進んでいる.画像を用いた非侵襲的な治療効果予測方法の確立は,適切な治療方針決定と過度な治療の抑制に寄与すると考えられる.本研究は,頭頸部癌のCT/MRI画像データを用いてテクスチャ/Radiomics解析を行い,治療効果予測に有効な精度の高い特徴を探索し,診断法の確立に向けたモデル構築を目指している.組織学的に頭頸部癌と確認され,治療開始前1ヶ月以内に同一の定められたプロトコールで造影CT検査もしくはMRI検査を受けている患者群の約3500症例の治療前CT/MRI画像データベースから,臨床的に有効な精度の高いテクスチャ特徴を探索するために複数の症例グループに対する探索的検討を平行して行った.1) 局所進行性舌癌の手術症例の術前CT/MRI画像を用いてテクスチャ/Radiomics解析を行い,Lasso(正則化項)を用いて有効特徴を抽出,機械学習にて評価を行い,2年以内の術後再発を予測する良好なモデル構築を得た.2) 頭頸部癌の術前CT画像によるリンパ節転移の判定に対してテクスチャ/Radiomics解析し,特にHIV感染陽性によるFDG-PET偽陽性との鑑別に有効な特徴量が得られた.本検討の成果は国際誌に報告した.3) Dual-energy CTのデータを用いて甲状腺腫瘍の良悪性鑑別に有効なテクスチャ/Radiomics特徴の探索を行い,従来行われてきたdual-energy imagingによるヨード量測定などの定量的測定法と比較を行った.本検討の成果は現在国際誌に投稿した.今後は,これまでに得られた成果をもとに,他の頭頸部癌原発巣グループの治療効果予測に対しても探索し,日常臨床に応用していく上で解決すべき課題の整理にも取り組んでいく.

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

当初は50種類の小規模の特徴量を解析するテクスチャ解析を行いて有効な特徴を探索することから始める予定であったが,近年の機械学習や深層学習研究の急速な進歩に追随すべく,さらに複雑な解析と評価まで行う必要があると判断し,1400以上の特徴量をもつRadiomics解析と機械学習を用いたモデル構築を行うこととした.結果的には当初の進捗以上にすすめることができている.

今後の研究の推進方策

これまでに得られた成果をもとに,日常臨床に応用していく上で解決すべき課題の整理にも取り組んでいく方針である.また,これまでの成果を国際学会にて発表・論文化を遂行していくとともに,他の頭頸部癌原発巣グループの治療効果予測に対しても引き続き探索を続けていく予定である.

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 6件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] Boston Medical Center, Boston University(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Boston Medical Center, Boston University
  • [雑誌論文] CT Texture Analysis of Cervical Lymph Nodes on Contrast-Enhanced [18F] FDG-PET/CT Images to Differentiate Nodal Metastases from Reactive Lymphadenopathy in HIV-Positive Patients with Head and Neck Squamous Cell Carcinoma2019

    • 著者名/発表者名
      Kuno H.、Garg N.、Qureshi M.M.、Chapman M.N.、Li B.、Meibom S.K.、Truong M.T.、Takumi K.、Sakai O.
    • 雑誌名

      American Journal of Neuroradiology

      巻: 40(3) ページ: 543-550

    • DOI

      10.3174/ajnr.A5974

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Bone Subtraction Iodine Imaging Using Area Detector CT for Evaluation of Skull Base Invasion by Nasopharyngeal Carcinoma2018

    • 著者名/発表者名
      Hiyama T.、Kuno H.、Sekiya K.、Tsushima S.、Sakai O.、Kusumoto M.、Kobayashi T.
    • 雑誌名

      American Journal of Neuroradiology

      巻: 40 ページ: 135~141

    • DOI

      10.3174/ajnr.A5906

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Comparison of MR Imaging and Dual-Energy CT for the Evaluation of Cartilage Invasion by Laryngeal and Hypopharyngeal Squamous Cell Carcinoma2018

    • 著者名/発表者名
      Kuno H.、Sakamaki K.、Fujii S.、Sekiya K.、Otani K.、Hayashi R.、Yamanaka T.、Sakai O.、Kusumoto M.
    • 雑誌名

      American Journal of Neuroradiology

      巻: 39 ページ: 524~531

    • DOI

      10.3174/ajnr.A5530

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Quantitative variations in texture analysis features dependent on MRI scanning parameters: A phantom model2018

    • 著者名/発表者名
      Buch Karen、Kuno Hirofumi、Qureshi Muhammad M.、Li Baojun、Sakai Osamu
    • 雑誌名

      Journal of Applied Clinical Medical Physics

      巻: 19 ページ: 253~264

    • DOI

      10.1002/acm2.12482

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Using CT texture analysis to differentiate between nasopharyngeal carcinoma and age-matched adenoid controls2018

    • 著者名/発表者名
      Tsai Amy、Buch Karen、Fujita Akifumi、Qureshi Muhammad Mustafa、Kuno Hirofumi、Chapman Margaret N.、Li Baojun、Oda Masafumi、Truong Minh Tam、Sakai Osamu
    • 雑誌名

      European Journal of Radiology

      巻: 108 ページ: 208~214

    • DOI

      10.1016/j.ejrad.2018.09.012

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Craniofacial Manifestations of Systemic Disorders: CT and MR Imaging Findings and Imaging Approach2018

    • 著者名/発表者名
      Andreu-Arasa V. Carlota、Chapman Margaret N.、Kuno Hirofumi、Fujita Akifumi、Sakai Osamu
    • 雑誌名

      RadioGraphics

      巻: 38 ページ: 890~911

    • DOI

      10.1148/rg.2018170145

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Reply:2018

    • 著者名/発表者名
      Kuno H.、Sakai O.、Hayashi R.
    • 雑誌名

      American Journal of Neuroradiology

      巻: 8 ページ: E98

    • DOI

      10.3174/ajnr.A5756

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Advanced CT imaging and clinical application for head and neck cancer2018

    • 著者名/発表者名
      Kuno Hirofumi
    • 雑誌名

      Toukeibu Gan

      巻: 44 ページ: 342~346

    • DOI

      https://doi.org/10.5981/jjhnc.44.342

    • 査読あり
  • [学会発表] Undifferentiated nasopharyngeal carcinoma:Imaging, staging and analysis of tumor response2018

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Kuno
    • 学会等名
      50th Congress of the International Society of Paediatric Oncology (SIOP2018)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 各領域の進歩:頭頸部2018

    • 著者名/発表者名
      久野博文
    • 学会等名
      第3回Advanced Medical Imaging 研究会(SAMI2018)
    • 招待講演
  • [学会発表] CT画像診断の進歩と頭頸部癌への臨床応用2018

    • 著者名/発表者名
      久野博文
    • 学会等名
      第42回日本頭頸部癌学会
    • 招待講演
  • [図書] 頭頸部の画像診断 改訂第2版2018

    • 著者名/発表者名
      酒井 修・編 久野博文:章分担(鼻腔・副鼻腔・咽頭・喉頭)
    • 総ページ数
      514
    • 出版者
      学研メディカル秀潤社
    • ISBN
      4-7809-0960-0

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公開日: 2019-12-27  

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