2023 年度研究成果報告書

胸部X線写真から血行動態を定量的に評価する人工知能の開発と臨床応用

研究課題

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研究課題/領域番号	20KK0375
研究種目	国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(A))
配分区分	基金
審査区分	小区分53020:循環器内科学関連
研究機関	三重大学
研究代表者	鳥羽修平三重大学, 医学部附属病院, 助教 (20806111)
研究期間 (年度)	2021 – 2023
キーワード	胸部レントゲン写真 / 小児循環器学 / 先天性心疾患 / 人工知能 / フォンタン手術 / 国際共同研究
研究成果の概要	胸部X線写真から血行動態指標を定量的に予測する人工知能の性能向上のため、公開大規模データセットを用いた事前学習を経たグレースケール画像専用の人工知能モデルを開発し、その性能を既存の人工知能モデルと比較した。比較には小児の肺炎診断に関する公開データセットを使用した。学習時間と診断能いずれにおいても、新規に開発した人工知能モデルにおいて、既存のモデルと比較して改善を認めた。さらにボストン小児病院のデータを用いて、フォンタン型手術術前患者における胸部X線写真からの肺血管の状態の予測を行い、人工知能により定量的な予測が可能であることを示した。
自由記述の分野	小児循環器学
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究の成果により、胸部X線写真から血行動態指標を定量評価するための高性能な人工知能の基盤モデルが得られた。本モデルを応用することで、胸部X線写真からの低侵襲かつ安価な血行動態指標評価手法の開発が加速し、循環器診療における新たな検査手法の確立が期待される。また胸部X線写真からFontan型手術の予後を予測することが可能となり、今後より正確な手術適応の判断が可能になり、先天性心疾患手術の治療成績が向上することが期待される。