超高精細CTのRadiomics解析による非小細胞肺癌治療合併症予測法の開発

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20K08037
• 研究機関: 藤田医科大学
• 研究代表者: 大野 良治 藤田医科大学, 医学部, 教授 (30324924)
• 研究分担者: 近藤 征史 藤田医科大学, 医学部, 教授 (00378077) ; 村山 和宏 藤田医科大学, 医学部, 准教授 (40622931) ; 今泉 和良 藤田医科大学, 医学部, 教授 (50362257) ; 林 真也 藤田医科大学, 医学部, 教授 (60313904) ; 服部 秀計 藤田医科大学, 医学部, 講師 (70351046) ; 外山 宏 藤田医科大学, 医学部, 教授 (90247643) ; 星川 康 藤田医科大学, 医学部, 教授 (90333814)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 放射線医学 / CT / 人工知能

研究実績の概要

2020-2022年度にて超高精細CT（Ultra-High-Resolution CT: 以下UHR-CT）および320列面検出器型CT（Area-Detector CT: 以下ADCT）にてRadiological Society of North AmericaのQuantitative Imaging Biomarker Allianceに準拠したThe Phantom Laboratory社製COPDGene IIファントムを種々の被曝線量にてUHR-CTで撮像し，0.25mm, 0.5mmおよび1mmスライス厚で512-1024×512-1024マトリックスで，従来の逐次近似再構成，逐次再構成及びDeep Learningを用いたDeep Learning Reconstruction（DLR）法にて再構成を行い、被曝低減及び再構成法に関しての評価を行い、研究成果を米放射線学会（Radiological Society of North America: 以下RSNA）のRSNA 2021および2022，欧州放射線学会（European Society of Radiology）のECR 2022および2023と第13回および第14回呼吸機能イメージング研究会学術集会にて発表をし、European Radiologyにて研究成果を発表した。
あわせて、2021-2022年度は肺疾患定量評価とRadiomics解析によるUHR-CT撮像法と再構成法策定のため、前年の結果をもとに肺疾患患者の通常線量、低線量および超低線量CTをUHR-CTにて撮像し、従来より用いられているHybrid-Type Iterative Reconstructionと人工知能応用再構成法であるDeep Learning Reconstruction法で再構成を行い、各種肺疾患評価能を評価するとともに、開発した各種AIにて評価を行った。なお，本研究成果はRSNA 2023，Computer-Assisted Radiology and Surgery（CARS）2023、ECR 2024や呼吸機能イメージング研究会学術集会などに投稿予定あるいは発表予定である。あわせて、研究成果を海外一流誌に投稿中あるいは投稿する予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Comparison of lung CT number and airway dimension evaluation capabilities of ultra-high-resolution CT, using different scan modes and reconstruction methods including deep learning reconstruction, with those of multi-detector CT in a QIBA phantom study (2022)
  • 著者名/発表者名: Ohno Yoshiharu、Akino Naruomi、Fujisawa Yasuko、Kimata Hirona、Ito Yuya、Fujii Kenji、Kataoka Yumi、Ida Yoshihiro、Oshima Yuka、Hamabuchi Nayu、Shigemura Chika、Watanabe Ayumi、Obama Yuki、Hanamatsu Satomu、Ueda Takahiro、Ikeda Hirotaka、Murayama Kazuhiro、Toyama Hiroshi
  • 雑誌名: European Radiology 巻: 33 ページ: 368～379
  • DOI: 10.1007/s00330-022-08983-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Newly developed artificial intelligence algorithm for COVID-19 pneumonia: utility of quantitative CT texture analysis for prediction of favipiravir treatment effect (2022)
  • 著者名/発表者名: Ohno Yoshiharu、Aoyagi Kota、Arakita Kazumasa、Doi Yohei、Kondo Masashi、et al
  • 雑誌名: Japanese Journal of Radiology 巻: 40 ページ: 800～813
  • DOI: 10.1007/s11604-022-01270-5
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 「COVID-19肺炎解析ソフトウェアSCO-PA01(COVID-19 Analysis)」の開発経緯と使用経験 (2022)
  • 著者名/発表者名: 大野良治
  • 雑誌名: インナービジョン 巻: 37 ページ: 1-3
• [学会発表] omputer-Aided Simple Triage (CAST) for COVID-19 Pneumonia based on RSNA Expert Consensus Statement and Radiological Finding Evaluations in Multi-Center Study. (2023)
  • 著者名/発表者名: Ohno Y, Aoki T, Endo M, Koyama H, Moriya H, Okada F, Higashino T, Sato H, Oyama-Manabe N, Matsumoto J.
  • 学会等名: 29th European Congress of Radiology (ECR2023)
  • 国際学会
• [学会発表] Machine Learning Based Computer-Aided Simple Triage (CAST) : Capability for COVID-19 Pneumonia Triage in Multicenter and Multi-Reader Study. (2023)
  • 著者名/発表者名: Ohno Y, Aoki T, Endo M, Koyama H, Moriya H, Okada F, Higashino T, Sato H, Manabe N, Matsumoto J, Arakita K, Aoyagi K, Ikeda Y, Kaminaga S, Taniguchi A, Sugihara N.
  • 学会等名: 37th Computer Assisted Radiology and Surgery (CARS2023)
  • 国際学会
• [学会発表] Deep Learning Reconstruction vs. Hybrid-Type Iterative Reconstruction: Capabilities for Radiation Dose Reduction on High-Definition CT. (2023)
  • 著者名/発表者名: Ohno Y, Hamabuchi N, Takenaka D, Kimata H, Ito Y, Fujii K, Akino N, Oshima Y, Nagata H, Ueda T, Ozawa Y, Yoshikawa T, Toyama H.
  • 学会等名: 37th Computer Assisted Radiology and Surgery (CARS2023)
  • 国際学会
• [学会発表] COVID-19肺炎疑い患者に対するCT用Computer-Aided Simple Triage (CAST) Algorithmの有用性に関する多施設共同研究 (2023)
  • 著者名/発表者名: 大野良治，青木隆敏，遠藤正浩，神山久信，森谷浩史，岡田文人，佐藤晴佳，東野貴徳，真鍋徳子，松本純一，青柳康太，荒木田和正，池田佳弘，神長茂生
  • 学会等名: 第14回呼吸機能イメージング研究会学術集会
• [学会発表] COVID-19肺炎に対するCT検査用Computer-Aided Triage (CAT)の有用性に関する検討 (2023)
  • 著者名/発表者名: 大野良治，青木隆敏，遠藤正浩，神山久信，森谷浩史，青柳康太，荒木田和正，池田佳弘，神長茂生
  • 学会等名: 第30回日本CT検診学会学術集会
• [学会発表] キヤノンメディカルシステムズによる人工知能を用いた胸部CTに対する画像診断支援：現状と将来展望 (2023)
  • 著者名/発表者名: 大野良治
  • 学会等名: 第30回日本CT検診学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] Machine Learning Algorithm for Quantitative CT in Patients with COVID-19 Pneumonia: Utility for Favipiravir Treatment Effect Prediction. (2022)
  • 著者名/発表者名: Ohno Y, Aoyagi K, Arakita K, Doi Y, Kondo M, Banno S, Fujisawa Y, Taniguchi A, Ikeda H, Hattori H, Murayama K, Toyama H.
  • 学会等名: he 36th International Conference on Computer-Assisted Radiology and Surgery (CARS2022)
  • 国際学会
• [学会発表] Deep Learning Reconstruction vs. Hybrid-Type and Model-Based Iterative Reconstructions: Radiation Dose Reduction of Lung Density Evaluation on Ultra-High Resolution and Area-Detector CTs as QIBA Study. (2022)
  • 著者名/発表者名: Ohno Y, Akino N, Ito Y, Kimata H, Fujii K, Fujisawa Y, Murayama K, Toyama H.
  • 学会等名: 28th European Congress of Radiology (ECR2022)
  • 国際学会
• [学会発表] Newly Developed Artificial Intelligence Algorithm for COVID-19 Pneumonia: Utility of Quantitative CT Texture Analysis for Prediction of Favipiravir Treatment Effect. (2022)
  • 著者名/発表者名: Ohno Y, Aoyagi K, Arakita K, Fujisawa Y, Taniguchi A, Ikeda H, Hattori H, Murayama K, Toyama H
  • 学会等名: 28th European Congress of Radiology (ECR2022)
  • 国際学会
• [学会発表] Machine Learning Based Computer-Aided Simple Triage (CAST): Capabilities for COVID-19 Pneumonia Triage based on RSNA Expert Consensus Statement and Radiological Finding Evaluations in Multi-Center Study. (2022)
  • 著者名/発表者名: Ohno Y, Aoki T, Endo M, Koyama H, Moriya H, Okada F, Higashino T, Sato H, Manabe N, Matsumoto J, Arakita K, Aoyagi K, Ikeda Y, Kaminaga S, Taniguchi A, Sugihara N.
  • 学会等名: 108th Scientific Assembly and Annual Meeting of Radiological Society of North America (RSNA 2022)
  • 国際学会
• [学会発表] Artificial Intelligence and Computer-Aided Diagnosis for Chest Radiology: Clinical Perspective. (2022)
  • 著者名/発表者名: Ohno Y
  • 学会等名: The 29th Chinese Congress of Radiology in 2022
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 人工知能を含む画像診断による定量的治療効果評価及び予測 (2022)
  • 著者名/発表者名: 大野良治
  • 学会等名: 第60回日本癌治療学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] Ultra-high Resolution CT と Area-Detector CTにおける低線量下CT値測定の検討 (2022)
  • 著者名/発表者名: 大島夕佳，濱渕菜邑，秋野成臣，伊藤雄也，木全洋奈，藤井健二，藤澤恭子，服部秀計，大野良治，外山 宏.
  • 学会等名: 第13回呼吸機能イメージング研究会学術集会
• [学会発表] 超高精細CTにおけるCOPDに対するCT検診用撮像法の被曝低減に関する基礎的検討：撮像モード及び再構成法に関する検討 (2022)
  • 著者名/発表者名: 大野良治，大島夕佳，濱渕菜邑，秋野成臣，木全洋奈，藤井健二，藤澤恭子，村山和宏，外山 宏
  • 学会等名: 第29回日本CT検診学会学術集会
• [学会発表] Machine Learningを用いた人工知能による膠原病肺CTにおける病勢評価に関する検討 (2022)
  • 著者名/発表者名: 大野良治，大島夕佳，濱渕菜邑，青柳康太，木全洋奈，藤井健二，藤澤恭子，村山和宏，外山 宏
  • 学会等名: 第29回日本CT検診学会学術集会
• [学会発表] COVID-19肺炎のCT診断，経過観察および治療効果予測 (2022)
  • 著者名/発表者名: 大野良治
  • 学会等名: 第13回呼吸機能イメージング研究会学術集会
  • 招待講演