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2022 年度 実施状況報告書

呼吸器疾患予後予測システムの開発 新型コロナウイルス感染症から慢性進行性疾患まで

研究課題

研究課題/領域番号 22K12836
研究機関千葉大学

研究代表者

川田 奈緒子  千葉大学, 真菌医学研究センター, 特任准教授 (00400896)

研究分担者 羽石 秀昭  千葉大学, フロンティア医工学センター, 教授 (20228521)
岩男 悠真  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子医科学研究所 先進核医学基盤研究部, 研究員 (40758330)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
キーワードCOVID-19 / 画像診断 / 深層学習
研究実績の概要

今年度はCOVID-19患者の臨床情報と胸部CT画像を統合し、酸素供給の有無を予測する深層学習(DL)モデルを構築した。臨床情報(患者背景、臨床症状、血液検査)と胸部CT検査を施行したCOVID-19患者を後方視的に登録したデータセットを用いた。提案法では 臨床情報とCT画像をそれぞれ単体で多層畳み込み構造を通し情報の抽出を行った後に統合し、ResNet構造を有するネットワークに通した後に、酸素供給の有無を予測した。 追加検証として提案モデルを他施設で取得されたデータセットへ適用した。。提案したDLモデルは、酸素需要予測において単一入力モデルよりも高い予測精度を示し、他施設検証でも安定した精度を示した。さらに構築モデルにおける各情報の寄与度を算出し、モデル予測の妥当性を示した。

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

モデル構築については概ね作成し、検証を行っている

今後の研究の推進方策

COVID-19について治療経過までを含めたモデルの構築と予測画像の作成を目指している。また他の呼吸器疾患へのモデル適用について検証する予定である。

次年度使用額が生じた理由

今年度に購入予定の備品(ノートPC GPU搭載 約50万)の納入が遅れたこと
投稿中の論文(オープンアクセス費用 約50万円)の掲載の可否の決定が遅れていること

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2023 2022

すべて 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [学会発表] 画像から捉えるCOPD2023

    • 著者名/発表者名
      川田奈緒子
    • 学会等名
      第14回呼吸機能イメージング研究会学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] COVID-19における臨床パラメータと胸部CT画像を統合したDLモデルによる酸素需要の予測2023

    • 著者名/発表者名
      川田奈緒子
    • 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関連肺炎を対象とした経時的胸部CT間非剛体レジストレーション手法の性能評価2023

    • 著者名/発表者名
      岩男悠真
    • 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] COPDにおける性差の影響2023

    • 著者名/発表者名
      川田奈緒子
    • 学会等名
      第63回呼吸器学会学術講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] 新型コロナウイルス感染症における重症化予測モデルの構築2023

    • 著者名/発表者名
      川田奈緒子
    • 学会等名
      第63回呼吸器学会学術講演会
  • [学会発表] Quantitative Assessment of CT Imaging Changes in Lung Abnormalities in Patients with COVID-19 Pneumonia2023

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama A
    • 学会等名
      The 82nd Annual Meeting of the Japan Radiological Society
    • 国際学会
  • [学会発表] Predicting the necessity of supplemental oxygen in COVID-19 infected patients with the temporal variation of radiomics features in chest CT2022

    • 著者名/発表者名
      Yuki Sekiguchi
    • 学会等名
      Computer Assisted Radiology and Surgery (CARS) 2022
    • 国際学会

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公開日: 2023-12-25  

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