大腸内視鏡におけるリアルタイム病理診断支援システムの構築

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25860564
• 研究機関: 昭和大学
• 研究代表者: 森 悠一 昭和大学, 医学部, 助教 (20459209)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: コンピュータ診断支援 / 自動診断 / 大腸ポリープ / 大腸内視鏡 / endocytoscopy / 顕微内視鏡

研究実績の概要

内視鏡検査における大腸ポリープのリアルタイム自動診断システムを構築すべく、研究に取り組んだ。使用した内視鏡はオリンパス社製のプロトタイプ内視鏡endocytoscopy（EC)である。ECは、３８０倍の超拡大能を搭載し、病変のリアルタイムでの顕微観察を可能とし、取得される核および腺腔の画像情報から、リアルタイム病理予測を可能としうる。われわれは、この高精度内視鏡、ECを用いた自動診断システム（初期型）の構築に成功した。
初年度は、核の自動抽出および抽出された核の情報パラメータ（大きさ・形の不整さ・長さ等）を複合的に多変量解析し、リアルタイム病理予測を出力するシステムの開発を行った。プロトタイプのシステムは、倫理委員会の承認のもと、実際に臨床試用し、その診断能について国内外の学会にて報告した後、論文報告を行った。（Mori et al. Gastrointest Endosc.2015)
最終年度は、自動診断プログラムの精度向上に取り組んだ。具体的には初年度に作成したモデルの解析内容に、腺腔情報も付加（Texture解析を利用）し、１枚の画像からより多数のパラメータ（200個以上）を取得することに成功した。このパラメータの学習・分類には機械学習を採用することとし、今現在、最適な学習手法の検定を継続して行っている。Preliminaryなデータでは初年度のモデルよりも大幅に診断能が向上したモデルが構築できている。今後、プログラムをさらに改良し、国内外の学会および論文に報告を行う予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Novel computer-aided diagnostic system for colorectal lesions using endocytoscopy (with videos) (2015)
  • 著者名/発表者名: Mori Y, Kudo SE, Wakamura K, Misawa M, Ogawa Y, Kutsukawa M, Kudo T, Hayashi T, Miyachi H, Ishida F, Inoue H.
  • 雑誌名: Gastrointest Endosc 巻: 81 ページ: 621-9
  • DOI: 10.1016/j.gie.2014.09.008
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Diagnostic performance of endocytoscopy for evaluating the invasion depth of different morphological types of colorectal tumors. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kudo T, Kudo SE, Wakamura K, Mori Y, Misawa M, Hayashi T, Kutsukawa M, Ichimasa K, Miyachi H, Ishida F, Inoue H.
  • 雑誌名: Dig Endosc 巻: in press ページ: in press
  • DOI: 10.1111/den.12469
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Endocytoscopic narrow-band imaging efficiency for inflammatory activity evaluation in ulcerative colitis: A pilot study. (2014)
  • 著者名/発表者名: Maeda Y, Ohtsuka K, Kudo SE, Wakamura K, Mori Y, Ogata N, Wada Y, Misawa M, Yamauchi A, Hayashi S, Kudo T, Hayashi T, Miyachi H, Yamamura F, Ishida F, Inoue H, Hamatani S.
  • 雑誌名: World J Gastroenterol 巻: 21 ページ: 2108-15
  • DOI: 10.3748/wjg.v21.i7.2108
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Efficiency of endocytoscopy in differentiating types of serrated polyps. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kutsukawa M, Kudo SE, Ikehara N, Ogawa Y, Wakamura K, Mori Y, Ichimasa K, Misawa M, Kudo T, Wada Y, Hayashi T, Miyachi H, Inoue H, Hamatani S.
  • 雑誌名: Gastrointest Endosc 巻: 79 ページ: 648-56
  • DOI: 10.1016/j.gie.2013.08.029
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 大腸Endocytoscopyによるコンピュータ自動診断システムの新規開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 森 悠一, et al.
  • 学会等名: JDDW2014
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2014-10-26
• [学会発表] Novel computer-aided diagnosis system for colorectal lesions using endocytoscopy. (2014)
  • 著者名/発表者名: Mori Y et al.
  • 学会等名: UEGW2014
  • 発表場所: Vienna
  • 年月日: 2014-10-21
• [学会発表] 大腸Endocytoscopyによるコンピュータ自動診断システム (2014)
  • 著者名/発表者名: 森 悠一, et al
  • 学会等名: JAMIT2014
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-07-26
• [学会発表] 大腸Endocytoscopyによるコンピュータ自動診断システム (2014)
  • 著者名/発表者名: 森 悠一, et al
  • 学会等名: 第87回日本内視鏡学会総会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2014-05-17
• [学会発表] Novel computer-aided diagnosis system for colorectal lesions using endocytoscopy. (2014)
  • 著者名/発表者名: Mori Y et al.
  • 学会等名: 6th Magnifying Endoscopy Conference
  • 発表場所: Chicago
  • 年月日: 2014-05-06
  • 招待講演
• [学会発表] Novel computer-aided diagnosis system for colorectal lesions using endocytoscopy. (2014)
  • 著者名/発表者名: Mori Y et al.
  • 学会等名: DDW2014
  • 発表場所: Chicago
  • 年月日: 2014-05-05
• [産業財産権] 画像処理装置及び画像処理方法 (2015)
  • 発明者名: 森 悠一、三澤将史、工藤進英、脇坂隆史
  • 権利者名: 森 悠一、三澤将史、工藤進英、脇坂隆史
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2015-036771
  • 出願年月日: 2015-02-26