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2020 年度 実施状況報告書

消化器癌における術中リアルタイムがん診断自動解析システムの新規開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K12848
研究機関昭和大学

研究代表者

青木 武士  昭和大学, 医学部, 准教授 (30317515)

研究分担者 古泉 友丈  昭和大学, 医学部, 講師 (00384412)
田代 良彦  昭和大学, 医学部, 助教 (20636245)
村上 雅彦  昭和大学, 医学部, 教授 (70255727)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
キーワード術中リアルタイムがん診断法 / 共焦点レーザー内視鏡 / がん自動診断解析システム
研究実績の概要

プローブ型共焦点レーザー内視鏡(Confocallaserendomicroscopy;pCLE)は、リアルタイムで顕微鏡レベルの拡大観察が可能である。術中にpCLEを使用することで、良悪性診断や断端診断の際に行われる術中迅速病理診断の質的向上が期待されている。本研究では、消化器ガンにおいてpCLEを用いた術中リアルタイムがん診断法の確立と細胞・組織形態情報を基盤としたガン自動診断解析システムの開発を目的とする。今年度は、手術摘出標本の観察と術中リアルタイム臓器観察を実施し、生体組織イメージングの有用性や安全性の評価を行なった。まず手術摘出標本の観察を行なった。10%fluorescein0.1mLを生理食塩水20mlに希釈したものを各摘出生体組織(肝、胆のう、胆管、膵管)に散布後、pCLEで観察し、pCLEの内視鏡画像と病理組織画像を比較した。次に、昭和大学医学部倫理委員会承認のもと、術中リアルタイム臓器観察を行なった。術中にフルオレサイト2.5ml(250mg)を静注し、pCLEを用いて胆管、主膵管粘膜を観察した。これらの観察では、癌部の粘膜上皮細胞が不規則な構造を持ち、大小不同、darkorblackappearanceを呈していることから、H-E所見と類似していることを確認し、pCLEを用いた術中リアルタイム診断は迅速病理診断を補完する可能性が示唆された。次に、そのpCLE画像を人工知能(Artificial intelligence: AI)を組み合わせ、術中リアルタイムがん診断の可能性を検討した。AI開発ツールのMaximo Visual Inspection(IBM社)を導入し、正常・悪性診断予測モデルを構築した。テストデータを用いて正常・悪性診断を行った結果、悪性所見の正答率は81.3%、正常所見の正答率は92.0%であった。

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

切除標本に対するpCLE観察症例は着々と蓄積されているが、臓器によって撮影された画像のクオリティにばらつきがあり、その条件検討に時間を要している。また、術中リアルタイム観察の症例数の集積に遅れが生じている。

今後の研究の推進方策

今後の推進方策として、まず術中にリアルタイムに観察する症例数を大幅に増やす。そして、pCLEの内視鏡画像と迅速病理診断・最終病理診断との比較検討を継続して行うことで診断精度の向上を行う。それらと並行して今回導入したAIのシステムに適宜教師画像を加えて、精度の良いモデルの構築と、テストデータを用いて各臓器の良悪性診断を行っていく。そして、そのシステムが確立された場合、ICTを介した情報共有システムの構築を行う。情報共有システム上で、pCLE画像データを支障なく安全に閲覧、病理医によるリアルタイムpCLE画像診断とAIによる自動診断を比較し、テーマ実現に向けて研究計画を推進する。

次年度使用額が生じた理由

当初購入を予定していた、共焦点レーザー内視鏡用のプローブを購入しないで済んだため。またCOVID-19により旅費が不要であった。令和2年度には、新しいプローブを購入し、積極的に学会発表と論文発表を行う。そして、AI診断に向けて、システム開発を行なっていく。

  • 研究成果

    (34件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (24件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件) 学会発表 (4件) 図書 (6件)

  • [雑誌論文] Landmarks to identify segmental borders of the liver: A review prepared for PAM‐HBP expert consensus meeting 20212021

    • 著者名/発表者名
      Wakabayashi T, Aoki T. et al.
    • 雑誌名

      Journal of Hepato-Biliary-Pancreatic Sciences

      巻: 29 ページ: 82~98

    • DOI

      10.1002/jhbp.899

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Obesity is not a risk factor for either mortality or complications after laparoscopic cholecystectomy for cholecystitis2021

    • 著者名/発表者名
      Enami Yuta、Aoki Takeshi、Tomioka Kodai、Hakozaki Tomoki、Hirai Takahito、Shibata Hideki、Saito Kazuhiko、Takano Yojiro、Seki Junichi、Oae Sonoko、Shimada Shoji、Nakahara Kenta、Takehara Yusuke、Mukai Shumpei、Sawada Naruhiko、Ishida Fumio、Murakami Masahiko、Kudo Shin-ei
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 ページ: 2384

    • DOI

      10.1038/s41598-021-81963-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intraoperative Shear Wave Elastography as a Quantitative Predictor of Pancreatic Fibrosis and Exocrine Function2021

    • 著者名/発表者名
      WADA YUSUKE、AOKI TAKESHI、FUJIMORI AKIRA、OHIKE NOBUYUKI、KOIZUMI TOMOTAKE、KUSANO TOMOKAZU、MATSUDA KAZUHIRO、NOGAKI KOJI、TASHIRO YOSHIHIKO、HAKOZAKI TOMOKI、SHIBATA HIDEKI、TOMIOKA KODAI、HIRAI TAKAHITO、SAITO KAZUHIKO、YAMAZAKI TATSUYA、MURAKAMI MASAHIKO
    • 雑誌名

      Anticancer Research

      巻: 41 ページ: 1013~1019

    • DOI

      10.21873/anticanres.14856

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Prognostic Impact of Eosinophils and the Eosinophil-to-Lymphocyte Ratio on Survival Outcomes in Stage II Resectable Pancreatic Cancer2021

    • 著者名/発表者名
      Ohkuma Ryotaro、Kubota Yutaro、Horiike Atsushi、Ishiguro Tomoyuki、Hirasawa Yuya、Ariizumi Hirotsugu、Watanabe Makoto、Onoue Rie、Ando Kiyohiro、Tsurutani Junji、Yoshimura Kiyoshi、Aoki Takeshi、Murakami Masahiko、Kobayashi Shinichi、Tsunoda Takuya、Wada Satoshi
    • 雑誌名

      Pancreas

      巻: 50 ページ: 167~175

    • DOI

      10.1097/MPA.0000000000001731

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Safety of Combined Division vs Separate Division of the Splenic Vein in Patients Undergoing Distal Pancreatectomy2021

    • 著者名/発表者名
      Yamada Suguru、Fujii Tsutomu、Sonohara Fuminori、Kawai Manabu、Shibuya Kazuto、Matsumoto Ippei、Fukuzawa Kengo、Baba Hideo、Aoki Takeshi、Unno Michiaki、Satoi Sohei、Kishi Yoji、Hatano Etsuro、Uemura Kenichiro、Horiguchi Akihiko、Sho Masayuki、Takeda Yutaka、Shimokawa Toshio、Kodera Yasuhiro、Yamaue Hiroki
    • 雑誌名

      JAMA Surgery

      巻: 156 ページ: 418~418

    • DOI

      10.1001/jamasurg.2021.0108

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experience of the pancreas duodenectomy for so-called carcinosarcoma of the common bile duct:a case report and review of literature2021

    • 著者名/発表者名
      Sasamoto S、Aoki T、Tashiro Y、Matsuda K、Koizumi T、Kusano T、Wada Y、Shibata H、Tomioka K、Yamashita T、Date H、Ariyoshi T、Goto S、Yamazaki K、Fujimori A、Watanabe M、Enami Y、Otsuka K、Norose T、Ohike N、Yamochi T、Takimoto M、Murakami M
    • 雑誌名

      International Cancer Conference Journal

      巻: 10 ページ: 134~138

    • DOI

      10.1007/s13691-020-00462-y

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High levels of human epididymis protein 4 mRNA and protein expression are associated with chemoresistance and a poor prognosis in pancreatic cancer2020

    • 著者名/発表者名
      O Ryotaro、Y Erica、I Shumpei、K Daisuke、K Yutaro、H Kazuyuki、H Atsushi、I Tomoyuki、H Yuya、A Hirotsugu、S Midori、W Makoto、O Rie、A Kiyohiro、T Junji、Y Kiyoshi、S Tetsuro、A Takeshi、M Masahiko、N Tomoko、O Nobuyuki、T Masafumi、K Shinichi、T Takuya、W Satoshi
    • 雑誌名

      International Journal of Oncology

      巻: 58 ページ: 57~69

    • DOI

      10.3892/ijo.2020.5147

  • [雑誌論文] Consensus Guidelines for the Use of Fluorescence Imaging in Hepatobiliary Surgery2020

    • 著者名/発表者名
      Wang Xiaoying、Teh Catherine S. C.、Ishizawa Takeaki、Aoki Takeshi、Cavallucci David、Lee Ser-Yee、Panganiban Katherine M.、Perini Marcos V.、Shah Sudeep R.、Wang Hongguang、Xu Yinzhe、Suh Kyung-Suk、Kokudo Norihiro
    • 雑誌名

      Annals of Surgery

      巻: Publish Ahead of Print ページ: ー

    • DOI

      10.1097/SLA.0000000000004718

  • [雑誌論文] Delayed mesh infection and mesh penetrating the transverse colon and small intestine after abdominal incisional hernia repair2020

    • 著者名/発表者名
      Tomioka Kodai、Fujioka Toshihiro、Satoh Tohru、Makita Hidetoshi、Tsukui Rika、Aoki Takeshi、Murakami Masahiko
    • 雑誌名

      Journal of Surgical Case Reports

      巻: 2020 ページ: ー

    • DOI

      10.1093/jscr/rjaa409

  • [雑誌論文] Ischemia reperfusion-induced metastasis is resistant to PPARγ agonist pioglitazone in a murine model of colon cancer2020

    • 著者名/発表者名
      Tashiro Yoshihiko、Nishino Hiroto、Higuchi Takashi、Sugisawa Norihiko、Fukuda Yasunari、Yamamoto Jun、Inubushi Sachiko、Aoki Takeshi、Murakami Masahiko、Singh Shree Ram、Bouvet Michael、Hoffman Robert M.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 ページ: ー

    • DOI

      10.1038/s41598-020-75210-6

  • [雑誌論文] Holography-guided percutaneous puncture technique for selective near-infrared fluorescence-guided laparoscopic liver resection using mixed-reality wearable spatial computer2020

    • 著者名/発表者名
      Aoki Takeshi、Koizumi Tomotake、Sugimoto Maki、Murakami Masahiko
    • 雑誌名

      Surgical Oncology

      巻: 35 ページ: 476~477

    • DOI

      10.1016/j.suronc.2020.10.013

  • [雑誌論文] Usefulness of a Transumbilical Incision for Organ Removal in Laparoscopic Hepatectomy2020

    • 著者名/発表者名
      TOMIOKA KODAI、AOKI TAKESHI、MATSUDA KAZUHIRO、FUJIMORI AKIRA、KOIZUMI TOMOTAKE、KUSANO TOMOKAZU、NOGAKI KOJI、TASHIRO YOSHIHIKO、WADA YUSUKE、HAKOZAKI TOMOKI、SHIBATA HIDEKI、HIRAI TAKAHITO、YAMAZAKI TATSUYA、SAITO KAZUHIKO、ENAMI YUTA、MURAKAMI MASAHIKO
    • 雑誌名

      Anticancer Research

      巻: 40 ページ: 6545~6550

    • DOI

      10.21873/anticanres.14679

  • [雑誌論文] Preventing clinically relevant pancreatic fistula with combination of linear stapling plus continuous suture of the stump in laparoscopic distal pancreatectomy2020

    • 著者名/発表者名
      Aoki Takeshi、Mansour Doaa A.、Koizumi Tomotake、Matsuda Kazuhiro、Kusano Tomokazu、Wada Yusuke、Hakozaki Tomoki、Tomioka Kodai、Hirai Takahito、Yamazaki Tatsuya、Watanabe Makoto、Otsuka Koji、Gahin Ahmed Elewa Abbas、Murakami Masahiko
    • 雑誌名

      BMC Surgery

      巻: 20 ページ: ー

    • DOI

      10.1186/s12893-020-00876-8

  • [雑誌論文] Corrigendum to “Solid Pseudopapillary Neoplasm of the Pancreas with High-Grade Malignant Transformation Involving p16-RB Pathway Alterations”2020

    • 著者名/発表者名
      Tomioka Kodai、Ohike Nobuyuki、Aoki Takeshi、Enami Yuta、Fujimori Akira、Koizumi Tomotake、Kusano Tomokazu、Nogaki Koji、Tashiro Yoshihiko、Wada Yusuke、Hakozaki Tomoki、Shibata Hideki、Hirai Takahito、Yamazaki Tatsuya、Fujimasa Koichiro、Norose Tomoko、Isobe Tomohide、Murakami Masahiko
    • 雑誌名

      Case Reports in Surgery

      巻: 2020 ページ: 1~1

    • DOI

      10.1155/2020/5182870

  • [雑誌論文] Laparoscopic Liver Surgery Guided by Virtual Real-time CT-Guided Volume Navigation2020

    • 著者名/発表者名
      Aoki Takeshi、Mansour Doaa A.、Koizumi Tomotake、Wada Yusuke、Enami Yuta、Fujimori Akira、Kusano Tomokazu、Matsuda Kazuhiro、Nogaki Koji、Tashiro Yoshihiko、Hakozaki Tomoki、Shibata Hideki、Tomioka Kodai、Hirai Takahito、Yamazaki Tatsuya、Saito Kazuhiko、Goto Satoru、Watanabe Makoto、Otsuka Koji、Murakami Masahiko
    • 雑誌名

      Journal of Gastrointestinal Surgery

      巻: ー ページ: ー

    • DOI

      10.1007/s11605-020-04784-3

  • [雑誌論文] An Improved Encapsulation Method for Cryopreserving Hepatocytes for Functional Transplantation Using a Thermo-reversible Gelation Polymer2020

    • 著者名/発表者名
      YAMADA KOSUKE、AOKI TAKESHI、ENAMI YUTA、TASHIRO YOSHIHIKO、ZEHAOU ZIN、KOIZUMI TOMOTAKE、KUSANO TOMOKAZU、MATSUDA KAZUHIRO、WADA YUSUKE、SHIBATA HIDEKI、TOMIOKA KODAI、SIRIRATSIVAWONG KRIS、HOFFMAN ROBERT M.、MURAKAMI MASAHIKO
    • 雑誌名

      In Vivo

      巻: 34 ページ: 2309~2316

    • DOI

      10.21873/invivo.12043

  • [雑誌論文] Indocyanine Green Labels an Orthotopic Nude-Mouse Model of Very-Early Colon-Cancer Liver Metastases2020

    • 著者名/発表者名
      TASHIRO YOSHIHIKO、HOLLANDSWORTH HANNAH M.、NISHINO HIROTO、YAMAMOTO JUN、AMIRFAKHRI SIAMAK、FILEMONI FILEMONI、SUGISAWA NORIHIKO、AOKI TAKESHI、MURAKAMI MASAHIKO、HOFFMAN ROBERT M.、BOUVET MICHAEL
    • 雑誌名

      In Vivo

      巻: 34 ページ: 2277~2280

    • DOI

      10.21873/invivo.12038

  • [雑誌論文] Oral Recombinant Methioninase Inhibits Diabetes Onset in Mice on a High-fat Diet2020

    • 著者名/発表者名
      TASHIRO YOSHIHIKO、HAN QINGHONG、TAN YUYING、SUGISAWA NORIHIKO、YAMAMOTO JUN、NISHINO HIROTO、INUBUSHI SACHIKO、SUN YU、ZHU GUANGWEI、LIM HYEIN、AOKI TAKESHI、MURAKAMI MASAHIKO、BOUVET MICHAEL、HOFFMAN ROBERT M.
    • 雑誌名

      In Vivo

      巻: 34 ページ: 973~978

    • DOI

      10.21873/invivo.11865

  • [雑誌論文] Oral Recombinant Methioninase Prevents Nonalcoholic Fatty Liver Disease in Mice on a High Fat Diet2020

    • 著者名/発表者名
      TASHIRO YOSHIHIKO、HAN QINGHONG、TAN YUYING、SUGISAWA NORIHIKO、YAMAMOTO JUN、NISHINO HIROTO、INUBUSHI SACHIKO、SUN YU、LIM HYEIN、AOKI TAKESHI、MURAKAMI MASAHIKO、TAKAHASHI YOSHIHISA、BOUVET MICHAEL、HOFFMAN ROBERT M.
    • 雑誌名

      In Vivo

      巻: 34 ページ: 979~984

    • DOI

      10.21873/invivo.11866

  • [雑誌論文] Virtual reality with three-dimensional image guidance of individual patients’ vessel anatomy in laparoscopic distal pancreatectomy2020

    • 著者名/発表者名
      A Takeshi、K Tomotake、M Doaa A.、F Akira、K Tomokazu、M Kazuhiro、N Koji、T Yoshihiko、H Tomoki、W Yusuke、S Hideki、T Kodai、H Takahito、Y Tatsuya、S Kazuhiko、E Yuta、K Reiko、M Keitaro、Y Kosuke、W Makoto、O Koji、M Masahiko
    • 雑誌名

      Langenbeck's Archives of Surgery

      巻: 405 ページ: 381~389

    • DOI

      10.1007/s00423-020-01871-6

  • [雑誌論文] Six autoantibodies as potential serum biomarkers of hepatocellular carcinoma: A prospective multicenter study2020

    • 著者名/発表者名
      Okada Rei、Otsuka Yuichiro、Wakabayashi Taiga、Shinoda Masahiro、Aoki Takeshi、Murakami Masahiko、Arizumi Shunichi、Yamamoto Masakazu、Aramaki Osamu、Takayama Tadatoshi、Wakiyama Shigeki、Yanaga Katsuhiko、Amikura Katsumi、Kaneko Hironori、Shimada Hideaki
    • 雑誌名

      International Journal of Cancer

      巻: 147 ページ: 2578~2586

    • DOI

      10.1002/ijc.33165

  • [雑誌論文] Laparoscopic Treatment of a Hepatoduodenal Ligament Schwannoma With Infrared Indocyanine Green Fluorescence2020

    • 著者名/発表者名
      T KODAI、A TAKESHI、K TOMOTAKE、E AHMED、K TOMOKAZU、M KAZUHIRO、N KOJI、T YOSHIHIKO、W YUSUKE、H TOMOKI、S HIDEKI、H TAKAHITO、Y TATSUYA、S KAZUHIKO、E YUTA、S IKUYA、N YOKO、A JUN、K ATSUSHI、U SHOJIRO、S YU、U MANABU、S MASASHI、Y HITOSHI、M SAKIKO、M MASAHIKO
    • 雑誌名

      In Vivo

      巻: 34 ページ: 2037~2041

    • DOI

      10.21873/invivo.12004

  • [雑誌論文] Pathological Validity of Using Near-infrared Fluorescence Imaging for Securing Surgical Margins During Liver Resection2020

    • 著者名/発表者名
      TASHIRO YOSHIHIKO、AOKI TAKESHI、HIRAI TAKAHITO、KOIZUMI TOMOTAKE、MANSOU DOAA A.、KUSANO TOMOKAZU、MATSUDA KAZUHIRO、YAMADA KOSUKE、NOGAKI KOJI、HAKOZAKI TOMOKI、WADA YUSUKE、SHIBATA HIDEKI、TOMIOKA KODAI、YAMAZAKI TATSUYA、SAITO KAZUHIKO、FUJIMORI AKIRA、ENAMI YUTA、HOFFMAN ROBERT M.、MURAKAMI MASAHIKO
    • 雑誌名

      Anticancer Research

      巻: 40 ページ: 3873~3882

    • DOI

      10.21873/anticanres.14377

  • [雑誌論文] High expression levels of polymeric immunoglobulin receptor are correlated with chemoresistance and poor prognosis in pancreatic cancer2020

    • 著者名/発表者名
      O Ryotaro、Y Erica、I Shumpei、K Daisuke、K Yutaro、H Kazuyuki、H Atsushi、I Tomoyuki、H Yuya、A Hirotsugu、S Midori、W Makoto、O Rie、A Kiyohiro、T Junji、Y Kiyoshi、S Tetsuro、A Takeshi、M Masahiko、N Tomoko、O Nobuyuki、T Masafumi、K Shinichi、T Takuya、W Satoshi
    • 雑誌名

      Oncology Reports

      巻: 44 ページ: 252~262

    • DOI

      10.3892/or.2020.7610

  • [学会発表] ICG蛍光ナビゲーション手術のこれから 腹腔鏡下肝切除におけるICG蛍光法を用いた手術支援2020

    • 著者名/発表者名
      青木 武士, 村上 雅彦, 古泉 友丈, 草野 智一, 松田 和弘, 野垣 航二, 箱崎 智樹, 和田 友祐, 渡辺 誠, 大塚 耕司
    • 学会等名
      第75回日本消化器外科学会総会
  • [学会発表] 肝胆膵領域手術における術前・術中simulation/navigation 腹腔鏡下解剖学的肝切除における術前シミュレーションとナビゲーションの有用性2020

    • 著者名/発表者名
      青木 武士, 村上 雅彦, 古泉 友丈, 杉本 真樹, 草野 智一, 松田 和弘, 田代 良彦, 和田 友祐, 柴田 英貴, 渡邊 誠, 山崎 靖康, 五藤 哲, 大塚 耕司
    • 学会等名
      第82回日本臨床外科学会
  • [学会発表] がん治療における術中蛍光イメージングの発展2020

    • 著者名/発表者名
      青木 武士
    • 学会等名
      日本レーザー医学会
  • [学会発表] 術中リアルタイム生体組織蛍光イメージングを用いた肝胆膵手術2020

    • 著者名/発表者名
      青木 武士, 古泉 友丈, 藤森 聰, 草野 智一, 松田 和宏, 野垣 航二, 和田 友祐, 箱崎 智樹, 平井 隆仁, 斎藤 和彦, 山崎 達哉, 冨岡 幸大, 大塚 耕司, 渡辺 誠, 五藤 哲, 村上 雅彦
    • 学会等名
      120回 日本外科学会定期学術集会
  • [図書] 術中蛍光イメージング実践ガイド2020

    • 著者名/発表者名
      日本蛍光ガイド手術研究会、石沢 武彰
    • 総ページ数
      354
    • 出版者
      メジカルビュー社
    • ISBN
      978-4-7583-1537-1
  • [図書] 内視鏡外科手術 役立つテクニック100 [Web動画付]2020

    • 著者名/発表者名
      宮澤 光男
    • 総ページ数
      312
    • 出版者
      医学書院
    • ISBN
      978-4-260-04259-8
  • [図書] 消化器外科 最新の蛍光ガイド下手術2020

    • 著者名/発表者名
      青木武士
    • 総ページ数
      112
    • 出版者
      へるす出版
  • [図書] Video Atlas of lntraoperative Applications of Near Infrared Fluorescence Imaging.2020

    • 著者名/発表者名
      Essa M. Aleassa, Kevin M. El-Hayek
    • 総ページ数
      303
    • 出版者
      Springer Nature
  • [図書] Strategies for Curative Fluorescence-Guided Surgery of Cancer.2020

    • 著者名/発表者名
      Robert M Hoffman, Michael Bouvet
    • 総ページ数
      294
    • 出版者
      Academic Press
  • [図書] 消化器外科 最新の肝癌治療 肝癌の術前シミュレーションと術中ナビゲーション2020

    • 著者名/発表者名
      田代良彦
    • 総ページ数
      120
    • 出版者
      へるす出版

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公開日: 2021-12-27  

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