Radiogenomicsのための動的心臓形状・ゲノム・生活習慣情報モデリング

用于放射基因组学的动态心脏形状/基因组/生活方式信息建模

• 批准号: 20K19924
• 负责人: 宮内 翔子
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K19924/
• 关键词: 心臓MRI; 遺伝子情報; 虚血性心疾患診断支援システム; セグメンテーション; 次元圧縮; 動的心臓形状; radiogenomics; 相関モデル

拍動による形状変形を伴う心臓を対象として，動的な3次元形状情報とゲノム情報および生活習慣の関連性について分析することで，radiogenomicsのための相関モデルの構築を目指し，研究を進めている．前年度までに，UK Biobankから心臓MRI・ゲノム情報および生活習慣等の患者メタデータの取得を行った．さらに，4次元の心臓MRI情報を低次元空間に圧縮し，心臓の動的形状情報として抽出するための深層学習モデルを構築した．2022年度は，これらを用いて，心臓の動的形状情報とメタデータを入力とする，虚血性心疾患診断支援システムの構築を行った．本支援システムは，生成モデルとMultilayer perceptronを組み合わせることで構築されており，疾患の診断に寄与している心臓の解剖学的特徴を，圧縮前の元の空間で可視化することが可能である．200名分（虚血性心疾患患者100名，健常者100名）のデータセットを用いた実験を通して，心臓の動的情報もしくは生活習慣情報等の患者メタデータのみを入力として用いる場合よりも，２つの情報を同時に入力した場合に診断精度が向上することを確認した．この研究成果は，国内の研究会にて発表済みである．さらに，構築したシステムを，ゲノム情報も入力として扱えるよう拡張し，ゲノム情報を入力情報として追加することで，診断精度が向上することを確認した．本研究成果は，2023年度国際学会にて発表予定（採択済み）である．

我们正在进行研究，目的是通过分析动态的三维信息，基因组信息和心脏的生活方式相关性，以构建放射基因组学的相关模型。到上一年，我们获得了患者的元数据，例如来自英国生物库的心脏MRI /基因组信息和生活方式习惯。此外，构建了一个深度学习模型，用于将四维心脏MRI信息压缩为低维空间，并将其作为心脏的动态形状信息提取。在2022财年，我们曾使用动态形状信息和心脏的元数据来建立锚定心脏病诊断支持系统。该支持系统是通过将生成的模型与多层感知器相结合的，并且可以可视化心脏的解剖特征，从而有助于在压缩前在原始空间中诊断疾病的诊断。通过200人（100名缺血性心脏病患者，100人）的数据集，只有患者的元数据（例如心脏或生活方式信息）被证实，当诊断准确性得到提高时同时。这项研究的结果已在国内研究小组宣布。此外，已经确认了施工系统的扩展，因此可以将基因组信息作为输入来处理，并且可以将基因组信息作为输入信息添加以提高诊断准确性。这项研究的结果将于2023年在国际学会宣布（通过）。

项目成果

脳内部組織からの距離場とActive Appearance Modelによる患者脳内部構造の推定

利用内部脑组织的距离场和主动外观模型估计患者大脑内部结构

• 发表时间: 2022
• 作者: 宮内 翔子;渡邊 匠吾;宮城 靖;諸岡 健一
• 通讯作者: 諸岡 健一

患者の心臓動的形状とメタデータを用いた虚血性心疾患診断システムの構築

利用患者心脏动态形状和元数据构建缺血性心脏病诊断系统

• 发表时间: 2022
• 作者: 宮内 翔子;諸岡 健一;倉爪 亮
• 通讯作者: 倉爪 亮

研究者の研究成果を記載したwebページ

包含研究人员研究成果的网页

Diagnostic support system for coronary artery disease using dynamic heart shapes and metadata

使用动态心脏形状和元数据的冠状动脉疾病诊断支持系统

• 发表时间: 2023
• 作者: Shunsuke Takashima;Shoko Miyauchi;Ken’ichi Morooka;and Ryo Kurazume
• 通讯作者: and Ryo Kurazume

3次元心臓モデルのためのフレーム補間手法の構築

3D心脏模型帧插值方法的构建

• 发表时间: 2022
• 作者: チャン チュジェ;宮内 翔子;諸岡 健一，倉爪 亮
• 通讯作者: 諸岡 健一，倉爪 亮