Development of screening system for laxative-free CT colonography using hybrid learning

使用混合学习开发无泻药 CT 结肠成像筛查系统

• 批准号: 21K07578
• 负责人: 橘 理恵
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: National Institute of Technology(KOSEN), Oshima College
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K07578/
• 关键词: CTコロノグラフィ; 電子クレンジング; 大腸がん検診; 深層学習; 機械学習; 医用システム; Laxative-free

本研究では，新たに3次元CT画像およびvirtual endoscopyの動画像を用いたハイブリッド学習によるEC法を開発し，「緩下剤なしのCTコロノグラフィ検査」の実現を目指している．令和3年度はvirtual endoscopy像を用いたGANによるEC法の開発をおこない初期実験を試みた．しかし，virtual endoscopy像を用いたEC法は3次元CT画像を用いたEC法と比較すると大幅に精度が劣ることが分かった．そこで，令和4年度は時系列情報を考慮できるrecycleGANを用いたEC法の開発を試みた．腸管に沿った断面画像を用意し学習及び評価の実験を行ったところ，ECを行うことが可能となった．断面画像にmulti-planar reconstruction (MPR)画像を用いた場合の学習が最も良かったがvirtual endoscopy像を直接生成することはできないという欠点が挙げられた．Virtual endoscopy像のみの場合は依然として大幅に精度が劣っていたが，virtual endoscopy像とMPR画像を組み合わせた場合は，直接virtual endoscopy像を生成することができた．しかしながら，依然として従来の3次元CT画像を用いたEC法と比較すると精度が劣るため，更なる改善が必要であることが分かった．

This study で は, new た に three dimensional CT picture お よ び virtual endoscopy の animation like を use い た ハ イ ブ リ ッ ド learning に よ る EC law を open 発 し, "slow down tonic な し の CT コ ロ ノ グ ラ フ ィ 検 check" の be presently を refers し て い る. In the third year of the Reiwa era, the <s:1> virtual endoscopy images were を using the を たGANによるEC method をお development をお な な な initial experiments を tests みた. し か し, virtual endoscopy like を use い た EC law は three dimensional CT picture を use い た EC と comparison す る と に precision が significantly worse る こ と が points か っ た. そ こ で, and 4 year は series intelligence を consider で き る recycleGAN を with い た EC law の open 発 を try み た. Insufflate に along っ た section portrait を intention し learning and び review 価 の be 験 を line っ た と こ ろ, EC を line う こ と が may と な っ た. Section portrait に multi - planar reconstruction (MPR) portrait を い た occasions が の learning good も か っ た が virtual endoscopy as を directly generate す る こ と は で き な い と い う points less が 挙 げ ら れ た. Virtual endoscopy as の み は の occasion still と し て に precision が significantly worse っ て い た が, Virtual endoscopy as と MPR group portrait を み close わ せ は た situations, direct Virtual endoscopy as を generated す る こ と が で き た. し か し な が ら, still と し て 従 to three dimensional CT の portraits を い た EC と comparison す る と precision が substandard る た め, more な る improve が necessary で あ る こ と が points か っ た.

项目成果

Recycle-GAN を用いた大腸 CT 画像における電子洗浄法 に関する基礎検討

基于Recycle-GAN的结肠CT图像电子清洗方法的基础研究

• 发表时间: 2022
• 作者: Rie Tachibana;Janne J. Nappi;Toru Hironaka;Hiroyuki Yoshida;河野冬紀，橘理恵
• 通讯作者: 河野冬紀，橘理恵

Self-Supervised Adversarial Learning with a Limited Dataset for Electronic Cleansing in Computed Tomographic Colonography: A Preliminary Feasibility Study.

• DOI: 10.3390/cancers14174125
• 发表时间: 2022-08-26
• 期刊: CANCERS
• 影响因子: 5.2
• 作者: Tachibana, Rie;Nappi, Janne J.;Hironaka, Toru;Yoshida, Hiroyuki
• 通讯作者: Yoshida, Hiroyuki

Massachusetts General Hospital(米国)

马萨诸塞州总医院（美国）

Electronic cleansing in photon-counting CT colonography by use of self-supervised 3D-GAN

使用自监督 3D-GAN 在光子计数 CT 结肠成像中进行电子清洁

• 发表时间: 2023
• 作者: Rie Tachibana;Janne Nappi;Toru Hironaka;Stephen Yoshida;Dufan Wu;Rajiv Gupta;Hiroyuki Yoshida
• 通讯作者: Hiroyuki Yoshida

Performance evaluation of self-supervised 3D GAN for electronic cleansing in CT colonography

CT结肠成像电子清洁自监督3D GAN的性能评估

• 发表时间: 2022
• 作者: Rie Tachibana;Janne J. Nappi;Toru Hironaka;Hiroyuki Yoshida
• 通讯作者: Hiroyuki Yoshida