AIで早期胃がん領域の高精度検出に成功 -早期発見・領域検出で早期治療に大きく貢献-

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2018/07/21 理化学研究所 国立がん研究センター

AIで早期胃がん領域の高精度検出に成功 -早期発見・領域検出で早期治療に大きく貢献-

理化学研究所(理研)光量子工学研究センター画像情報処理研究チームの横田秀夫チームリーダー、竹本智子研究員、国立がん研究センター東病院消化管内視鏡科の矢野友規科長、池松弘朗医長、堀圭介医員らの共同研究チーム※は、少数の正解データにより構築された人工知能(AI)による、早期胃がんの高精度な自動検出法を確立しました。

本研究成果は、検診における胃がんの見逃しを減らすことで、早期発見、早期治療につながると期待できます。

早期胃がんは、進行性胃がんや大腸がんなどと比較すると形態的特徴が多彩で炎症との判別が難しく、内視鏡画像検査では専門医でも発見しにくいことがあります。今回、共同研究チームは機械学習の方法の一つ、ディープラーニングを使って、内視鏡画像から早期胃がんを自動検出する方法を考えました。ディープラーニングを画像中の物体検出へ応用する場合、一般には数十~数百万枚の正解画像が学習用データとして必要ですが、早期胃がんの場合、良質の正解画像を大量に収集することは困難です。そこで、少数の正解画像から小領域をランダムに切り出し、さらにデータ拡張技術を利用して画像を約36万枚まで増やしました。その画像をコンピュータに学習させた結果、陽性的中率(コンピュータが「がん」と判断した画像中、実際に「がん」であった割合)は93.4%、陰性的中率(コンピュータが「正常」と判断した画像中、実際に「正常」であった割合)は83.6%でした。さらに、早期胃がんの有無に加えて、その領域まで高精度で自動検出することに成功しました。

本研究は、米国ハワイで開催される学会40th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Societyにおいて研究成果の発表(7月20日付け:日本時間7月21日)を行います。

医師の診断(緑)とコンピュータの自動検出(紫)が示した早期胃がんの領域の写真

図 医師の診断(緑)とコンピュータの自動検出(紫)が示した早期胃がんの領域

※共同研究チーム

理化学研究所 光量子工学研究センター 画像情報処理研究チーム
チームリーダー 横田 秀夫(よこた ひでお)
(兼務副グループディレクター 科技ハブ産連本部 医科学イノベーションハブ推進プログラム 健康医療データ多層統合プラットフォーム推進グループ)
研究員 竹本 智子(たけもと さとこ)
テクニカルスタッフI 西村 将臣(にしむら まさおみ)
研修生 坂井 良匡(さかい よしまさ)

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