AMED研究開発課題データベース 日本医療研究開発機構（AMED）の助成により行われた研究開発の課題や研究者を収録したデータベースです。

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【成果報告書】

成果の概要

令和3年度は計画通りの進捗であり、設定したマイルストーンは全て達成した。計画の下方修正ははなかった。各研究開発項目の達成事項を下記に記す。

① 機械学習用の学習データ、教師データ作成
236症例、123360枚の脳室および基底核の教師データを作成し深層学習に使用した。これによってマイルストーン200例を達成した。

② 要素技術の妥当性の検証と評価
a) 試作ソフトウェアの画像処理時間がベンチマークソフトの1/3以下を達成した。
b) 開発ソフトウェアの技術的有用性に関してこれまでに6編の論文が受理された。

③ 開発機能の臨床的有用性の評価
a) 試作ソフトウェアを用いた臨床研究が204症例に実施された。
b) 開発機能の臨床的有用性に関して研究期間中に4編の論文が受理された。

④ AI機能のブラッシュアップ
a) 開発ソフトウェアに搭載されている深層学習をチューニングし、抽出精度・安定化・処理速度を向上させた。
b) AIによる脳室領域の自動抽出機能を開発ソフトウェアへ実装した。精度は96.3%であった。
c) 多種疾患が混在する画像データにて精度97.8%で脳抽出に成功し汎化性能が向上した。

⑤ AIとヒトが共同作業をおこなえる医用画像と非医用画像データの融合画像処理
a) 3億ポリゴン以上の正常解剖モデルを完成させた。
b) 開発ソフトウェア上にて正常解剖モデルと医用画像との位置合わせ精度1.19mmを達成した。
c) 医用画像位置合わせ技術において、ユーザインターフェースの改良技術を研究開発した。

⑥ 術中情報をリアルタイムに反映する手術ナビゲーションシステムの開発
a) 開発ソフトウェアとスマート治療室との接続仕様を策定した。
b) スマート治療室へのDICOM出力機能を策定し、その機能を開発した。
c) スマート治療室へのレンダリング機能を策定し、その機能を開発した。
d) スマート治療室への画像位置情報および術前シミュレーション出力情報を策定し、その機能を開発した。

⑦ 統合ソフトウェアの開発、薬機申請業務及び事業化
a) 機能限定版ソフトウェアの医療機器認証を取得した。
b) 機能限定版ソフトウェアをプロジェクト期間中にリリースした。
c) 統合ソフトウェアの仕様を策定した。
d) 統合ソフトウェアの試作機が完成した。
e) スマート治療室との連携を確認した。
f) 国内3社、海外3社の医療機器メーカーとの連携を図った。
g) 統合ソフトウェアの安全性確認と情報セキュリティ対策を完了した。
h) プロジェクト終了後の事業化計画の策定を完了した。

学会誌・雑誌等における論文一覧

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1.Sugino T, Nakajima Y., et al. Loss weightings for improving imbalanced brain structure segmentation using fully comvolutional networks. Healthcare 9(8): 938, 2021

2.Fang H, Igarashi T., et al. Brain surface reconstruction from MRI images based on segmentation networks applying signed distance maps. IEEE ISBI 2021, 2021

3.Yang X, Igarashi T., et al. A two-step surface-based 3D deep learning pipeline for segmentation of intracranial aneurysm. Electrical Engineering and Systems Science, 2021. In press.

学会・シンポジウム等における口頭・ポスター

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1.「手術教育におけるVR技術の活用」金太一、日本VR医学会主催バーチャルワークショップ. 2021年6月26日. Web開催（招待講演）、国内

国内　/　講演

2.「Innovative virtual reality surgical simulation for cerebrovascular disease」金太一、The 15th Japan-Korea Joint Conference on surgery for cerebral stroke. 2021年9月13日. Web開催（招待講演）、国外

国外　/　講演

3.AIを用いた3DCG手術検討ソフトウェアの開発と臨床応用. 金太一、 第80回日本脳神経外科学会総会. 2021年10月27日. 横浜.（シンポジウム）、国内

国内　/　

4.「Virtual reality neurosurgical simulation」金太一、Periyar Neurocon 2021. 2021年11月28日. India（招待講演）、国外

国外　/　講演

5.「3DCG x 医療の新時代」金太一、CGWORLDデザインビズカンファレンス2021秋. 2021年11月26日. Web開催（招待講演）、国内

国内　/　講演

6.MRI画像からの大脳基底核のAIセグメンテーション―Skip connectionによる抽出精度向上の検討―．杉野貴明，金太一，斎藤季，川瀬利弘，小野木真哉，齊藤延人，森健策，中島義和，第30回日本コンピュータ外科学会大会．2021年11月23日．筑波／オンライン（ハイブリッド開催），国内，口頭．

国内　/　口頭