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2023 Fiscal Year Research-status Report

放射線診断学の画像とレポートを用いた深層学習の応用

Research Project

Project/Area Number 22K07665
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

西尾 瑞穂  神戸大学, 未来医工学研究開発センター, 特命講師 (50581998)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 藤本 晃司  京都大学, 医学研究科, 特定准教授 (10580110)
杉山 治  近畿大学, 情報学部, 准教授 (40586038)
倉田 靖桐  京都大学, 医学研究科, 助教 (40836178)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Keywords深層学習 / 自然言語処理 / 放射線診断学 / レポート / summarization / multi-modal model
Outline of Annual Research Achievements

JMIDと呼ばれる日本医学放射線学会が管理・運用するデータベースを利用できるようになった。JMIDのデータベースから100万件以上の放射線診断レポートを収集し、そのレポートから文章に関する深層学習のtransformerのモデルを作成した。作成したモデルでは、レポートの所見欄から診断欄を自動生成が可能となった。このモデルを評価し、その結果が査読付き英文誌に掲載された。また、transformerの一つであるChatGPTを使って、レポートから肺癌のTNM分類を推定するモデルの作成も行い、NTCIR17でconference paperとして発表した。

前年に引き続き、胸部単純レントゲン写真からレポートの文章を直接に自動生成するシステムを作成した。作成したモデルはtransformerをベースにしたVision and Languageのモデルで、事前学習済みのtransformerをfine tuningすることでレポートの生成が可能となった。今年度は英語のレポートのみを対象としているが、英語の文章としては問題のないレポートが生成出来た。

上記に加えて、医療画像に関する深層学習のモデルを複数作り、その論文が査読付き英文誌に掲載された。主なものとしては、膀胱癌の自動セグメンテーションのモデル、COVID19のレントゲン写真のコンピューター支援診断のモデル、心周囲脂肪の深層学習のモデル、病理画像の鑑別モデルなどがあげられる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

今年度は、主に(i)放射線診断レポートについての自然言語処理の研究、(ii) 胸部単純レントゲン写真からレポートの文章を生成するtransformerをベースのシステムの開発、(iii)
医療画像に関する深層学習のモデル、の三つを行った。この点から研究はおおむね順調に進展していると考えられる。

Strategy for Future Research Activity

今後は、JMIDのデータベースを使って、CTやMRIの画像から直接レポートの文章を生成するシステムの開発を行う予定である。

Causes of Carryover

新型コロナの影響で、学会発表を控えたため。

Remarks

業績のうちNTCIR-17のconference paperにはDOIがあるが、入力すると科研費のシステムでエラーが出る。

NTCIR-17のconference paperのDOIは次の二つである。10.20736/0002001283、10.20736/0002001299

  • Research Products

    (12 results)

All 2024 2023 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (11 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 11 results,  Open Access: 8 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Zurich/Dalle Molle Institute(スイス)

    • Country Name
      SWITZERLAND
    • Counterpart Institution
      University of Zurich/Dalle Molle Institute
  • [Journal Article] Stromal area differences with epithelial-mesenchymal transition gene changes in conjunctival and orbital mucosa-associated lymphoid tissue lymphoma2024

    • Author(s)
      Tagami Mizuki、Kasashima Hiroaki、Kakehashi Anna、Yoshikawa Atsuko、Nishio Mizuho、Misawa Norihiko、Sakai Atsushi、Wanibuchi Hideki、Yashiro Masakazu、Azumi Atsushi、Honda Shigeru
    • Journal Title

      Frontiers in Oncology

      Volume: 14 Pages: -

    • DOI

      10.3389/fonc.2024.1277749

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Development of Pericardial Fat Count Images Using a Combination of Three Different Deep-Learning Models: Image Translation Model From Chest Radiograph Image to Projection Image of Three-Dimensional Computed Tomography2024

    • Author(s)
      Matsunaga Takaaki、Kono Atsushi、Matsuo Hidetoshi、Kitagawa Kaoru、Nishio Mizuho、Hashimura Hiromi、Izawa Yu、Toba Takayoshi、Ishikawa Kazuki、Katsuki Akie、Ohmura Kazuyuki、Murakami Takamichi
    • Journal Title

      Academic Radiology

      Volume: 31 Pages: 822~829

    • DOI

      10.1016/j.acra.2023.09.014

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fully automatic summarization of radiology reports using natural language processing with large language models2024

    • Author(s)
      Nishio Mizuho、Matsunaga Takaaki、Matsuo Hidetoshi、Nogami Munenobu、Kurata Yasuhisa、Fujimoto Koji、Sugiyama Osamu、Akashi Toshiaki、Aoki Shigeki、Murakami Takamichi
    • Journal Title

      Informatics in Medicine Unlocked

      Volume: 46 Pages: 101465~101465

    • DOI

      10.1016/j.imu.2024.101465

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Automatic segmentation of bladder cancer on MRI using a convolutional neural network and reproducibility of radiomics features: a two-center study2023

    • Author(s)
      Moribata Yusaku、Kurata Yasuhisa、Nishio Mizuho、Kido Aki、Otani Satoshi、Himoto Yuki、Nishio Naoko、Furuta Akihiro、Onishi Hiroyuki、Masui Kimihiko、Kobayashi Takashi、Nakamoto Yuji
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 13 Pages: -

    • DOI

      10.1038/s41598-023-27883-y

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Boosting Radiology Report Generation by Infusing Comparison Prior2023

    • Author(s)
      Kim Sanghwan、Nooralahzadeh Farhad、Rohanian Morteza、Fujimoto Koji、Nishio Mizuho、Sakamoto Ryo、Rinaldi Fabio、Krauthammer Michael
    • Journal Title

      The 22nd Workshop on Biomedical Natural Language Processing and BioNLP Shared Tasks

      Volume: 0 Pages: 50~61

    • DOI

      10.18653/v1/2023.bionlp-1.4

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Machine Learning Model with Texture Analysis for Automatic Classification of Histopathological Images of Ocular Adnexal Mucosa-associated Lymphoid Tissue Lymphoma of Two Different Origins2023

    • Author(s)
      Tagami Mizuki、Nishio Mizuho、Katsuyama-Yoshikawa Atsuko、Misawa Norihiko、Sakai Atsushi、Haruna Yusuke、Azumi Atsushi、Honda Shigeru
    • Journal Title

      Current Eye Research

      Volume: 48 Pages: 1195~1202

    • DOI

      10.1080/02713683.2023.2246696

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Comparison between pystan and numpyro in Bayesian item response theory: evaluation of agreement of estimated latent parameters and sampling performance2023

    • Author(s)
      Nishio Mizuho、Ota Eiji、Matsuo Hidetoshi、Matsunaga Takaaki、Miyazaki Aki、Murakami Takamichi
    • Journal Title

      PeerJ Computer Science

      Volume: 9 Pages: e1620~e1620

    • DOI

      10.7717/peerj-cs.1620

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Computer-aided diagnosis of chest X-ray for COVID-19 diagnosis in external validation study by radiologists with and without deep learning system2023

    • Author(s)
      Miyazaki Aki、Ikejima Kengo、Nishio Mizuho、Yabuta Minoru、Matsuo Hidetoshi、Onoue Koji、Matsunaga Takaaki、Nishioka Eiko、Kono Atsushi、Yamada Daisuke、Oba Ken、Ishikura Reiichi、Murakami Takamichi
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 13 Pages: -

    • DOI

      10.1038/s41598-023-44818-9

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Nodal infiltration in endometrial cancer: a prediction model using best subset regression2023

    • Author(s)
      Matsumoto Yuka Kuriyama、Himoto Yuki、Nishio Mizuho、Kikkawa Nao、Otani Satoshi、Ito Kimiteru、Yamanoi Koji、Kato Tomoyasu、Fujimoto Koji、Kurata Yasuhisa、Moribata Yusaku、Yoshida Hiroshi、Minamiguchi Sachiko、Mandai Masaki、Kido Aki、Nakamoto Yuji
    • Journal Title

      European Radiology

      Volume: 0 Pages: -

    • DOI

      10.1007/s00330-023-10310-1

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Classification of cancer TNM stage from Japanese radiology report using on-premise LLM at NTCIR-17 MedNLP-SC RR-TNM subtask2023

    • Author(s)
      Koji Fujimoto, Mizuho Nishio, Chikako Tanaka, Morteza Rohanian, Farhad Nooralahzadeh, Michael Krauthammer, Fabio Rinaldi
    • Journal Title

      Proceedings of NTCIR-17

      Volume: 0 Pages: 200~207

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Zero-shot classification of TNM staging for Japanese radiology report using ChatGPT at RR-TNM subtask of NTCIR-17 MedNLP-SC2023

    • Author(s)
      Mizuho Nishio, Hidetoshi Matsuo, Takaaki Matsunaga, Koji Fujimoto, Morteza Rohanian, Farhad Nooralahzadeh, Fabio Rinaldi, Michael Krauthammer
    • Journal Title

      Proceedings of NTCIR-17

      Volume: 0 Pages: 155~162

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2024-12-25  

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