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2020 年度 実施状況報告書

機械学習によるFDG-PET画像の画質自動判定のための効率的な教師データ作成

研究課題

研究課題/領域番号 20K08091
研究機関京都医療科学大学

研究代表者

松本 圭一  京都医療科学大学, 医療科学部, 准教授 (60393344)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードFDG-PET / 機械学習 / 画質自動判定
研究実績の概要

陽電子放射断層撮影(PET)とコンピュータ断層撮影(CT)を組み合わせたPET/CTは、[(18)F]-FDGを放射性医薬品として用いることにより、他の画像診断では得ることのできない生体内の糖代謝活性を画像化できる。また、Standardized Uptake Value(SUV)などの定量的指標を用いて腫瘍性疾患の診断、治療方針の決定、治療効果判定、新しい抗がん剤治療の治験なども行われるが、PETは測定原理上、装置や投与放射能量、待機時間や撮像時間、画像処理条件など多種多様な要因に依存して画質や定量的指標が異なる特徴を有しているため、学会主導で標準化が推進されている。
本研究では、わが国が定めたPET/CTの画質基準を普及させることを目的に実測したPET/CTデータから機械学習用の教師データを作成する研究を行っている。本研究の実施計画は、①実測PETデータを用いて多数の近似実測データを作成、②近似データと実測データとの相違を検討、③機械学習用の教師データを用いてPETの画質を自動判定、から成る。
初年度は①について研究を進めるため関連学会と連携して、本邦のみならず欧米でも頻用されているPET/CTを用いて約400種類のPETデータを収集し、かつ機械学習を行うための環境整備を構築し始めた。
実測PETデータから近似実測データを作成するためには膨大な処理時間が必要なだけでなく、データの適切な保管管理が極めて重要であると示唆された。また収集したPETデータの解析結果から欧米の画質基準と整合性を取るために、わが国が定めている画質基準の改定を急ぐ必要があると考えられた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

(1)実測PETデータを用いて多数の近似実測データを作成については、本邦で実用化されているほぼ全てのPET/CTを用いてPETデータ収集できた一方で、今後欧米諸国との整合性を取るためにも我が国における現行の画質基準を改定する必要性が示唆された。全体としては関連学会とも協力し、おおむね順調に進展している。
(2)近似データと実測データとの相違検討については、近似実測データの作成がやや遅れている。実測データに対して前処理を施してから機械学習する方が望ましいことがわかり、円滑に機械学習を行うための環境整備を検討中である。

今後の研究の推進方策

(1)欧米の画質基準と整合性を取るために関連学会に働きかけて、わが国が定めている画質基準の改定を検討していただく。
(2)実測したPETデータから効率よく近似データを作成する方法を可及的速やかに構築し、実測データとの相違を検討する。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2020 その他

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 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] SPECT投影データを用いた脳ファントムの減弱補正2020

    • 著者名/発表者名
      松本圭一, 小村拓夢, 金城由門, 竹内健太郎, 柄本和輝, 遠藤啓吾
    • 雑誌名

      核医学技術

      巻: 40 ページ: 399-406

    • 査読あり
  • [雑誌論文] がんFDG-PETにおける定量的指標の標準化に向けたファントム試験手順書および画像評価手法の確立2020

    • 著者名/発表者名
      立石宇貴秀,松本圭一,大崎洋充,鈴木一史,島田直毅,赤松剛
    • 雑誌名

      核医学

      巻: 58 ページ: 15-17

    • オープンアクセス
  • [学会発表] 5-year progress on imaging performance of commercial PET scanners: a multi-center study towards harmonization of FDG-PET2020

    • 著者名/発表者名
      Akamatsu G, Shimada N, Matsumoto K, Daisaki H, Suzuki K, Oda K, Senda M, Tateishi U, Terauchi T
    • 学会等名
      Society of Nuclear Medicine and Molecular Imaging 2020 Annual Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] A multi-center phantom study towards harmonization of FDG-PET: variability in maximum and peak SUV in relation to image noise2020

    • 著者名/発表者名
      Shimada N, Akamatsu G, Matsumoto K, Daisaki H, Suzuki K, Oda K, Senda M, Tateishi U, Terauchi T
    • 学会等名
      Society of Nuclear Medicine and Molecular Imaging 2020 Annual Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] がんFDG-PETにおける定量的指標の標準化に向けたファントム試験手順書および画像評価手法の確立2020

    • 著者名/発表者名
      立石宇貴秀,松本圭一,大崎洋充,鈴木一史,島田直毅,赤松剛
    • 学会等名
      第60回日本核医学会学術総会
  • [学会発表] 診療用PET装置のイメージング性能の進歩:新旧32装置のファントム画像評価2020

    • 著者名/発表者名
      赤松剛,島田直毅,松本圭一,大崎洋充,鈴木一史,織田圭一,千田道雄,立石宇貴秀,寺内隆司
    • 学会等名
      第60回日本核医学会学術総会
  • [学会発表] FDG-PET標準化に向けた多施設ファントム試験:イメージノイズと定量値との関係2020

    • 著者名/発表者名
      島田直毅,赤松剛,松本圭一,大崎洋充,鈴木一史,織田圭一,千田道雄,立石宇貴秀,寺内隆司
    • 学会等名
      第60回日本核医学会学術総会
  • [学会発表] 新規タウPETトレーサー[18F]MK6240の全身動態と被ばく線量評価2020

    • 著者名/発表者名
      赤松剛,大西章仁,井狩彌彦,西田広之,清水敬二,松本圭一,相田一樹,佐々木將博,千田道雄
    • 学会等名
      第60回日本核医学会学術総会
  • [学会発表] アミロイドPET検査時のルート投与残渣計測の重要性2020

    • 著者名/発表者名
      井狩彌彦,松本圭一,赤松剛,清水敬二,西田広之,伊藤健吾,石井賢二,千田道雄
    • 学会等名
      第60回日本核医学会学術総会
  • [学会発表] アルツハイマー病研究における18F-flortaucipirタウPET画像の定量評価と視覚評価2020

    • 著者名/発表者名
      井狩彌彦,赤松剛,松本圭一,清水敬二,井原涼子,伊藤健吾,石井賢二,森啓,岩坪威,嶋田裕之,千田道雄
    • 学会等名
      第60回日本核医学会学術総会
  • [学会発表] アルツハイマー病研究におけるPET撮像施設認定の画質評価2020

    • 著者名/発表者名
      松本圭一, 赤松剛,井狩彌彦,清水敬二,西田広之,千田道雄
    • 学会等名
      第60回日本核医学会学術総会
  • [学会発表] 日本核医学会PET撮像施設認証の監査における指摘および改善対応2020

    • 著者名/発表者名
      井狩彌彦,赤松剛,松本圭一,清水敬二,西田広之,織田圭一,福喜多博義,千田道雄
    • 学会等名
      第60回日本核医学会学術総会
  • [図書] 新・医用放射線技術実験 基礎編 第4版2020

    • 著者名/発表者名
      安部 真治、小田 敍弘、小倉 泉、小山 修司 編, 松本圭一, 向井孝夫, 村瀬研也
    • 総ページ数
      496
    • 出版者
      共立出版
    • ISBN
      978-4-320-06195-8
  • [備考] 教員業績

    • URL

      https://www.kyoto-msc.jp/wp-content/uploads/2020/07/2019_gyouseki.pdf

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公開日: 2021-12-27  

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