【研究領域課題番号】CT-20K16720/" target="kaken" >20K16720 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

大腸癌肝転移 / MRI / Gd-EOB-DTPA / 生存予後 / 再発予後 / 脈管侵襲 / CT / 病理 / 予後予測

【研究成果の概要】

当該年度までに1編の論文を報告した（Radiology. 2020;297(3):584-594.）。これは肝特異性造影剤であるgadoxetic acidを用いた造影MRI（EOB-MRI）において、大腸癌肝転移周囲の肝実質の所見と切除後の長期予後との関連を評価したものである。具体的には肝転移末梢に、肝実質の早期濃染、gadoxetic acid取り込み低下、胆管拡張のいずれかが見られる場合に全生存期間が短縮し、また胆管拡張例では無再発生存期間が短いという結果を示した。また胆管拡張例では病理学的にも門脈侵襲および胆管侵襲を伴う率が高いことを示した。大腸癌肝転移においては、サイズや個数を除いた画像評価による予後予測の報告はほとんどなく、術前に患者の予後を予測できれば臨床的に意義が大きい。これは個々の患者に応じた治療法の選択にもつながると考えられる。Radiology誌は放射線科領域のtop journalであり、この臨床的意義が高く評価されたものと考えている。
また共著者として同コホートのデータを提供し、病理学的に大腸癌転移の辺縁の発育形態（histological growth pattern）が患者の生存予後および再発予後の独立した予測因子であることを確認した（Hum Pathol. 2022;123:74-83.）。今後はこれを画像で予測可能かどうか検討を続ける予定である。
そのほか同じデータセットを用いて、MR画像のテクスチャ解析によって患者の予後を予測するという研究を行ったが、強い意義のある結果を得られず未報告の状態である。

【研究種目】若手研究

【研究期間】2020-04-01 - 2024-03-31

【配分額】4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)

【研究領域課題番号】CT-20K07989/" target="kaken" >20K07989 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

死後画像診断 / 死亡時画像診断 / Postmortem Imaging / Autopsy imaging / Forensic imaging / 法医画像 / 死後CT / Postmortem CT / Forensic radiology / CT / Postmortem imaging / Autopsy / MRI

【研究成果の概要】

院内非外傷死の患者に横断的に死後CTと病理解剖の両方を施行した(令和2年度は43例)。それぞれの症例について臨床情報収集・死後画像診断報告書の作成・病理解剖報告書の作成を行った。また、法医解剖症例についても、同様に情報収集を行った。
研究①肺の動静脈径の死後変化： 死後CTのみで横断的に行った解析結果を見直し、生前症例との縦断的比較に研究デザインを変更してやり直した。結果は査読付英文国際誌に掲載された。
研究②肝の死後変化：国内学会で発表。結果は査読付英文国際誌に掲載された。
研究③新生児の死後画像所見：英語論文が査読付国際誌に掲載された。
研究④腹水の死後変化：英語論文が査読付国際誌に掲載された。
その他、複数の研究が進行中である。総説も何本か商業誌に掲載された。その他、国内学会・国際学会で学会発表を行っている。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2020-04-01 - 2024-03-31

【配分額】4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)

【研究領域課題番号】CT-19K08201/" target="kaken" >19K08201 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

CT画像 / エネルギースペクトル / 元素推定 / 超音波画像 / MRI画像 / PET画像 / 機械学習 / 人工知能 / 正規化 / CT / MRI / 機能推定 / 画像処理 / 医学物理学 / 機能画像 / レディオミクス

【研究成果の概要】

腫瘍悪性度の分類や予後予測に対し、医用画像解析が遺伝子情報解析に匹敵する可能性が指摘され、レディオミクスと呼ばれる新たな研究分野が形成されつつある。一方、その予測精度を高めるために必要となる高品質で大規模な医用画像データベースの作成において、装置間の機器的な相違や撮影条件の相違が大きな障壁となる。本研究では、この問題の根本的な克服に向け、臨床で撮影される医用画像の多様性を利用して単一の医用画像撮影プロトコルでは実現できない階層の情報抽出に基づいた正規化法を研究した。

【研究の社会的意義】

本研究により、様々なCT画像を仮想的に生成し、それを学習データとして人体密度、実効原子番号、及び人体の主要６元素（水素、炭素、窒素、酸素、りん、カルシウム）の密度分布を高い精度で推定できる手法を実現することができた。また、本研究期間内においてMRI画像、PET画像、超音波画像などの様々な医用画像に対して病気分類等を実現するモデルを実現することができた。この研究成果は、放射線治療・放射線診断をはじめとする分野において高精度な医療を提供することにつながり、今後の社会応用への期待が高まる結果を得ることができた。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31

【配分額】4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)

【研究領域課題番号】CT-18K15542/" target="kaken" >18K15542 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

深層学習 / 骨密度 / 腰椎 / DXA / 肝線維化staging / 腹部画像診断 / CT / MRI / 人工知能

【研究成果の概要】

腹部単純CTから、腰椎のdual-energy X-ray absorptiometry (DXA)骨密度値を推定する深層学習モデルを作成し、査読付き国際学術雑誌European Radiologyで論文発表し、雑誌掲載された。CT画像から腰椎部分を切り出した画像を入力データ、対応する椎体のDXA骨密度値を教師データとして、教師あり深層学習を行った。学習済のモデルを外部施設のデータに適用して性能を検証すると（external validation）、深層学習モデルによる骨密度値予測値とDXA骨密度値との相関係数は0.840（p<0.001）と高い相関が得られ、骨粗鬆症の診断をarea under the receiver operating characteristic curve (AUC) = 0.970で診断することができた。本研究は、DXAを持たない施設でもCT画像からDXA骨密度値を予測することや、CT画像さえあれば過去のDXA骨密度値を推定することを可能とする点で臨床的有用性があると考えられる。
また、深層学習の画像診断への応用に関して、第79回日本医学放射線学会総会（2020年5月15日、web開催）、28th ISMRM Annual Meeting (2020年8月8日、Virtual Conference & Exhibition)において招待講演を行い、国内雑誌（臨床画像2020;36:445-451、インナービジョン2020;35:22-25、Rad Fan 2021;19:23-25）において記事を執筆した。

【研究種目】若手研究

【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31

【配分額】3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)

【研究分野】応用獣医学

【研究領域課題番号】CT-23658253/" target="kaken" >23658253 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

非対称 / 脊椎動物 / 比較解剖学 / 三次元画像解析 / 適応進化 / CT / MRI / 博物館 / 左右対称性 / 画像解析 / 遺体 / 動物園 / 三次元

【研究成果の概要】

野生動物や家畜集団の体制を三次元画像解析による定量的に検討した。シーラカンス類、サンショウウオ類、トカゲ類などに左右非対称性が確認された。家禽ニワトリやハシビロコウの三次元データは、頭部、頸部、胸部に左右非対称的な形態の特殊化が生じていることを示した。本研究計画により、博物館学術資源としての三次元デジタルデータの蓄積・公開利用が成功を収めている。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2011 - 2012

【配分額】3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)

【研究分野】放射線科学

【研究領域課題番号】CT-23591752/" target="kaken" >23591752 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

micro-PET / high field MRI / small animal / brain imaging / molecular imaging / anatomical normalization / PET-CT / mouse / PET / 小動物 / マウス / MRI / 解剖学的情報 / FDG / CT / microPET / 脳解剖 / 糖代謝 / 脳機能 / fusion

【研究成果の概要】

小動物用の高分解能PETは疾患の病態解明や創薬などの重要なツールとして期待されている。本研究では、microPETによる機能イメージングの高磁場MRIを利用した解析するシステムの構築を試みた。独自に開発したPET-MRI共通頭部固定装置を用いて、同一正常マウスの頭部MRIとFDG-PETを撮像し、MRIとPET画像の重ね合わせを行い、デジタルアトラスへ解剖学的標準化を行った。脳FDG-PET画像上で解剖学的部位の同定と脳内各領域の平均糖代謝率を算出した。その結果、解剖学的標準化を用いた自動的定量解析法は、用手的手法と同等の精度を持ち、疾患モデルマウス解析に使用できることを確認した。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2011 - 2013

【配分額】5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)

【研究分野】臨床獣医学

【研究領域課題番号】CT-16380213/" target="kaken" >16380213 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

MRI / 犬 / 脳疾患 / 局所診断 / 神経学的検査 / 臨床検査 / MRI標準断層面 / CT / 標準断層面

【研究成果の概要】

犬の脳疾患MRI撮像における標準断層面を求めて、犬の長頭種,中頭種,短頭種を通じて最も変異の少ないMRI標準断層面を調べ、前脳では中心交連間面,脳幹では第四脳室底面であることを証明した。
過去4年間にわたり蓄積されたMRIデータの分析は、超伝導方式のMRI装置(0.5テスラー以上)により記録されたMRI画像を対象とすることにした。今回この研究に利用できた日本大学の脳疾患症例数は96例:『内訳は、前脳・小脳・脳幹病変9例(9.4%)、前脳・小脳病変10例(10.4%)、前脳・脳幹病変10例(10.4%)、小脳・脳幹病変6例(6.3%)、前脳病変55例(57.3%)、小脳病変6例(6.3%)、脳幹病変0例(0%)』、麻布大学の脳疾患症例数は78例:『内訳は,前脳・小脳・脳幹病変5例(6.4%)、前脳・小脳病変0例(0%)、前脳・脳幹病変4例(5.1%)、小脳・脳幹病変8例(10.3%)、前脳病変43例(55.1%)、小脳病変2例(2.6%)、脳幹病変4例(5.1%)』、日本獣医生命大学の脳疾患症例数は266例:『内訳は,前脳・小脳・脳幹病変12例(4.5%)、前脳・小脳病変6例(2.3%)、前脳・脳幹病変23(8.6%)、小脳・脳幹病変10(3.8%)、大脳病変147(55.3%)、小脳病変7(2.6%)、脳幹病変21(7.9%)、末梢前庭病変34例(12.8%)、その他9例(3.4%)』であった。いずれの大学においても, MRI所見から想定される臨床所見・神経学的検査所見とは異なる臨床所見・神経学的検査所見の認められる症例が確認された。これらは局所診断学確立のための今後の研究の重要な検討課題となる。今後データ数をさらに積み上げていく必要があるが,今回の研究により,犬のMRI局所診断学確立への第一歩を踏み出すきっかけを作ることができたと確信している。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2004 - 2007

【配分額】16,590千円 (直接経費: 15,300千円、間接経費: 1,290千円)

【研究分野】放射線科学

【研究領域課題番号】CT-07770756/" target="kaken" >07770756 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

半導体レーザー / 骨折 / CT / MRI

【研究成果の概要】

1 骨折モデルの作成
大腿骨の横断骨折を作成し、骨折ラインのMR信号強度の変化を見ることを考えた。磁気の影響を受けないチタン材質のスタイマンピンやプレートを用いての創外固定を試みたが、いずれの方法でも骨折ラインの変化を評価するには固定具からのアーチファクトが問題になり、横断骨折での評価は困難であった。そこで、4mm大の円形の穴を脛骨に作成し、この欠損部の治癒過程を評価することにしたが、経過を追ううちに完全骨折になり、それ以上の評価はできなくなった。最終的には下顎骨に4mm大の円形の穴を開け経過を追うことにした。また、評価する部位が横断骨折よりは小さく、変化を見るには分解能の観点からMRよりCTの方が適当と考え、CTでの評価をおこなった。
2 レーザー治療の有効性評価
NZW rabbitの下顎骨に4mm大の欠損をつくり、レーザーを照射した群と照射しない群とで欠損部のサイズの縮小の程度をCTで評価した。Gallium-Alminium-Arsenide半導体レーザー(OHLASE-3D1、波長830nm、出力60mW)を欠損部より5mm離れた体表(照射面積0.02cm^2)に、欠損部作成翌日より1週間連日照射した。照射時間が30秒(エネルギー密度90J/cm^2)のものを2ペア-づづと60秒のものを2ペア-づつ(エネルギー密度180J/cm^2)おこった。欠損部作成後1週目から8週目まで毎週1回、1mm厚1mm送りのスパイラルスキャンでCT撮影し、0.5mmピッチで再構成した画像で評価した。
3 結果
30秒照射と60秒照射いずれにおいても、照射群と非照射群とでは欠損部の縮小程度に有意差は見られなかった。少なくとも今回の照射部位と照射量ではレーザーは骨折治癒の促進には有用とはいえなかった。

【研究種目】奨励研究(A)

【研究期間】1995

【配分額】1,000千円 (直接経費: 1,000千円)