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2019 年度 実施状況報告書

人工知能を用いた、非造影MRI乳癌検診技術の確立

研究課題

研究課題/領域番号 19K08131
研究機関東海大学

研究代表者

高原 太郎  東海大学, 工学部, 教授 (50308467)

研究分担者 吉岡 直紀  国際医療福祉大学, 大学病院, 教授 (10292913)
風間 俊基  東海大学, 医学部, 准教授 (70375781)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード乳癌 / MRI診断 / 深層学習
研究実績の概要

癌は女性の癌罹患率トップで、勤労世帯(若年)に発生するため社会損失が大きい。ドゥイブス マンモグラフィ(DWIBS Mammography: DWIBS-MMG)は、これまでの研究で、(1) X-MMGより高い検出能・(2)完全無被曝・(3)無痛という特長が分かっている。しかし同法の施行には、マンパワー(画像診断医)の限界が存在し普及が難しい。
このためAI(深層学習)を用いて自動診断できるようにすることで、問題を解決する。

2019年は、モデルの構築を試行した。開発が予定よりもかなり遅れたが、12月にモデルができたため、b=1500 s/mm^2の拡散強調画像における有意高信号濃霧と、T2強調画像における嚢胞の有無についての自動診断能を調べた。画像処理能力が高いとされているXpectionを用いた。嚢胞検出は癌の検出には直接しないが、拡散強調画像の有意高信号には、濃縮嚢胞が含まれる(contamination)を起こすため、有意高信号から嚢胞部分を差分する必要があるためである。前者のAUCは0.87、後者のAUCは0.94で、いま少しの能力の向上が必要と考えられた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

昨年末にシェイクダウンテストを行い、(1) 拡散強調画像での異常信号検出 (2) 脂肪抑制T2強調画像における嚢胞の検出において、前述した結果を得た。この結果を元に改良を加える計画であったが、新型コロナウィルスの蔓延に伴う影響で、自由な移動とディスカッションに制限が生じ、研究が遅れている。6月から好転する見込みがでてきたので、今後さらに研究を進める予定である。

今後の研究の推進方策

今後は、入力症例数を増やし、また嚢胞のなかで濃縮嚢胞であることの判定を改善するため、従来使用していた拡散強調画像と脂肪抑制T2強調画像のみならず、脂肪抑制T1強調画像も加えて検討を行い、年内に性能評価を行う予定である。

次年度使用額が生じた理由

昨年は、モデル作成が遅れたために、学会発表などによる出張費、およびコンピュータ・ソフト購入費で実行しないものが発生した。本年は後半に発表できる可能性があり、そのために使用する予定である。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件、 招待講演 9件)

  • [雑誌論文] Quantitative Assessment of Bone Metastasis in Prostate Cancer Using Synthetic Magnetic Resonance Imaging2019

    • 著者名/発表者名
      Arita Yuki、Takahara Taro、Yoshida Soichiro、Kwee Thomas C.、Yajima Shugo、Ishii Chikako、Ishii Ryota、Okuda Shigeo、Jinzaki Masahiro、Fujii Yasuhisa
    • 雑誌名

      Investigative Radiology

      巻: 54 ページ: 638~644

    • DOI

      10.1097/RLI.0000000000000579

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Progressive Site-Directed Therapy for Castration-Resistant Prostate Cancer: Localization of the Progressive Site as a Prognostic Factor2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Soichiro、Takahara Taro、Arita Yuki、Ishii Chikako、Uchida Yusuke、Nakagawa Keiko、Toda Kazuma、Sakamoto Tsuyoshi、Kijima Toshiki、Yokoyama Minato、Ishioka Junichiro、Matsuoka Yoh、Saito Kazutaka、Yoshimura Ryoichi、Fujii Yasuhisa
    • 雑誌名

      International Journal of Radiation Oncology*Biology*Physics

      巻: 105 ページ: 376~381

    • DOI

      10.1016/j.ijrobp.2019.06.011

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Usefulness of the inchworm sign on DWI for predicting pT1 bladder cancer progression2019

    • 著者名/発表者名
      Yajima Shugo、Yoshida Soichiro、Takahara Taro、Arita Yuki、Tanaka Hiroshi、Waseda Yuma、Yokoyama Minato、Ishioka Junichiro、Matsuoka Yoh、Saito Kazutaka、Kihara Kazunori、Fujii Yasuhisa
    • 雑誌名

      European Radiology

      巻: 29 ページ: 3881~3888

    • DOI

      10.1007/s00330-019-06119-6

    • 査読あり
  • [学会発表] DWIBS法によるがんの治療経過観察と乳がん検診への応用2020

    • 著者名/発表者名
      高原 太郎
    • 学会等名
      レアバリアント研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] Non-contrast MRI of the breast2020

    • 著者名/発表者名
      Taro Takahara
    • 学会等名
      IMAGO Meetiong of the University Medical Center Utrecht
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] MRI/DWI guided treatment and response assessment2020

    • 著者名/発表者名
      Taro Takahara
    • 学会等名
      International Symposium IMAGE GUIDED THERAPY
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 非造影MRIによる乳癌診断の新しいアプローチ2020

    • 著者名/発表者名
      高原 太郎
    • 学会等名
      第29回日本乳癌画像研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 非造影MRIによる乳がん検診の実践- 1000 例施行時の成績2019

    • 著者名/発表者名
      高原 太郎
    • 学会等名
      第47回日本磁気共鳴医学会大会
  • [学会発表] Non-contrast MRI of the breast2019

    • 著者名/発表者名
      Taro Takahara
    • 学会等名
      100th German Roentgen Congress
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 非造影MRIによる乳がん検診をめぐる社会情勢とその実践2019

    • 著者名/発表者名
      高原 太郎
    • 学会等名
      四国乳房画像研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 非造影MRIによる乳がん検診の実績2019

    • 著者名/発表者名
      高原 太郎
    • 学会等名
      第50回Radiology Ultrasound研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 非造影MRIによる乳がん検診の実践2019

    • 著者名/発表者名
      高原 太郎
    • 学会等名
      第51回Rad-US学術講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] DWIBS法の特性と、FDG-PETの補完画像としての使い方ー特に癌の経過観察に関して2019

    • 著者名/発表者名
      高原 太郎
    • 学会等名
      第59回日本核医学会学術総会
    • 招待講演
  • [学会発表] 非造影MRIを用いた乳癌スクリーニング-各ベンダーの画質特性2019

    • 著者名/発表者名
      高原 太郎
    • 学会等名
      第47回日本磁気共鳴医学会大会

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公開日: 2021-01-27  

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