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2022 年度 実績報告書

少数サンプルに対応した深層学習を用いた網膜症病変の自動検出処理の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K12827
研究機関大分大学

研究代表者

畑中 裕司  大分大学, 理工学部, 教授 (00353277)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワードぶどう膜炎 / 少数サンプル / 機械学習 / 重症度推定 / 網膜血管漏出 / セグメンテーション / レジストレーション / 病変検出
研究実績の概要

データ収集の困難なぶどう膜炎の画像解析として、後眼部における網膜血管漏出の自動抽出処理を開発した。網膜血管漏出は、ぶどう膜炎の疾患活動性を監視するための重要なバイオマーカーであることが知られている。蛍光眼底画像(FA)は、ぶどう膜炎の診断と評価の基本であるが、FA所見、特に網膜血管漏出の評価は主観的なものであった。本研究では、超広角眼底画像を使用し、FA画像の初期相と後期FA画像間での差分処理によって網膜血管漏出領域を抽出する処理を開発した。
差分処理のキーポイント取得のために、網膜血管を深層学習モデルU-Netで抽出した。ここで、教師データとする症例が少ないことから、カラー眼底画像のオープンデータを利用してU-Netを学習させた。これにより、FA画像を用いずにU-Netの学習を実現させた。つぎに、RANSACを用いて射影変換し、初期相と後期層の差分処理を行った。最後に、k-means法で血管漏出領域を推定した。
ベーチェット病患者 3 名と網膜血管炎を伴う特発性ブドウ膜炎患者 3 名の FA 画像を実験対象としたとき、血管漏出領域のセグメンテーションモデルが、精度0.434、再現率0.529、Dice係数0.467の結果を得た。さらに、本研究によって自動抽出した血管漏出領域の面積(画素数)と FA 血管漏出スコアの間には有意な相関関係があった。血管漏出の自動セグメンテーションは、後眼部ぶどう膜炎における疾患活動性の客観的かつ定量的な評価に役立つ可能性があると結論づける。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Quantitative Analysis of Retinal Vascular Leakage in Retinal Vasculitis Using Machine Learning2022

    • 著者名/発表者名
      Keino Hiroshi、Wakitani Tomoki、Sunayama Wataru、Hatanaka Yuji
    • 雑誌名

      Applied Sciences

      巻: 12 ページ: 12751~12751

    • DOI

      10.3390/app122412751

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Automated Quantitative Analysis of Anterior Segment Inflammation Using Swept-Source Anterior Segment Optical Coherence Tomography: A Pilot Study2022

    • 著者名/発表者名
      Keino Hiroshi、Aman Takuto、Furuya Ryota、Nakayama Makiko、Okada Annabelle A.、Sunayama Wataru、Hatanaka Yuji
    • 雑誌名

      Diagnostics

      巻: 12 ページ: 2703~2703

    • DOI

      10.3390/diagnostics12112703

    • オープンアクセス
  • [学会発表] データベース構築および利用方法2022

    • 著者名/発表者名
      畑中裕司
    • 学会等名
      日本放射線技術学会第91回画像部会
    • 招待講演
  • [学会発表] 超広角眼底造影画像によるぶどう膜炎の重症度推定2022

    • 著者名/発表者名
      畑中裕司,脇谷知樹,慶野博,砂山渡
    • 学会等名
      医用画像情報学会令和4年度年次(第193回)大会
  • [図書] 学びはじめ歯科医療AIの世界 「補綴臨床 digital and international」2023

    • 著者名/発表者名
      畑中裕司
    • 総ページ数
      4
    • 出版者
      医歯薬出版株式会社

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公開日: 2023-12-25  

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