| 講演名 | 2023-11-14 医用画像の匿名化機構を盛り込んだ深層学習ベースの画像診断支援システムの構築 岩井 亮斗(東邦大/産総研), 鴻巣 竜之介(東邦大/産総研), 野里 博和(産総研), 中島 悠(東邦大), |
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| 抄録(和) | 人工知能（AI）を用いた医用画像の診断支援システムは，既に消化器内視鏡検査などにおいて認可を受けて，実際の臨床現場で使われ始めている．現状は検査機器に組み込まれる形での製品構成が主流である．今後AIモデルをクラウド上に置き，対象の検査画像をインターネット経由で受信するクラウドサービス化により，既存の医療機器がそのまま利用可能となり，医療機関への導入コストを抑え，AI技術のさらなる普及が期待できる．しかし，インターネットを介して機微な医療画像を送受信する懸念として，患者由来の医用画像そのものが漏洩する危険性が懸念されている．そこで，本研究では，画像を不可逆的に変換する画像匿名化を施すとともに，高い病変分類性能を達成する画像匿名化機構を備えた画像診断支援システムを提案する．本手法では，医用画像そのものは分類AIモデルには入力せず，変分オートエンコーダ(VAE： Variational Auto-Encoder)機構による画像匿名化が行われた特徴量を基に深層学習モデルにより分類する．具体的には，VAEと分類モデルの学習時に，分類誤差を分類モデルとVAEに順に逆伝搬させることで，VAE自体は，分類に必要な情報のみを特徴量として再構成するように学習する．これにより，元の画像情報が再構成されない画像匿名化を実現する．本研究では，MNISTやFashion-MNIST，CIFAR-10を用いた効果検証と，実際の医用画像として膀胱内視鏡画像を用いた実証実験を行い，画像の匿名化及び分類の性能評価を行った． |
| 抄録(英) | When medical imaging AI models are hosted on cloud service there is a risk of sensitive medical images being leaked when transmitted over the Internet. In order to overcome this problem, this study proposes an image diagnosis support system with an image anonymization mechanism that irreversibly transforms images and achieves lesion classification. In the proposed approach, medical images are not directly fed to the classification AI model. Instead, a Variational Auto-Encoder (VAE) mechanism is used to extract anonymized features that can be classified by a later classification AI model. Specifically, during the training of the VAE and the classification model, the classification error is backpropagated to teach the VAE to only reconstruct necessary information for classification as features. This study demonstrates the effectiveness of the proposed method for classification and anonymization by utilizing the MNIST dataset, the Fashion-MNIST dataset, the CIFAR-10 dataset and clinical cystoscope images. |
| キーワード(和) | 画像匿名化 / 機械学習 / 医用画像 / クラウドサービス / 診断支援 |
| キーワード(英) | Image Anonymization / machine learning / medical images / cloud service / diagnosis support |
| 資料番号 | MICT2023-30,MI2023-23 |
| 発行日 | 2023-11-07 (MICT, MI) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | MI / MICT |
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| 開催期間 | 2023/11/14(から1日開催) |
| 開催地（和） | 九州工業大学戸畑キャンパス |
| 開催地（英） | |
| テーマ（和） | 医用画像工学一般，ヘルスケア・医療情報通信技術，一般 |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | 原口 亮(兵庫県立大) / 田中 宏和(広島市大) |
| 委員長氏名（英） | Ryo Haraguchi(Univ. of Hyogo) / Hirokazu Tanaka(Hiroshima City Univ.) |
| 副委員長氏名（和） | 羽石 秀昭(千葉大) / 北坂 孝幸(愛知工大) / 杉本 千佳(横浜国大) / 安在 大祐(名工大) |
| 副委員長氏名（英） | Hideaki Haneishi(Chiba Univ.) / Takayuki Kitasaka(Aichi Inst. of Tech.) / Chika Sugimoto(Yokohama National Univ.) / Daisuke Anzai(Nagoya Inst. of Tech.) |
| 幹事氏名（和） | 平野 靖(山口大) / 大竹 義人(奈良先端大) / 高林 健人(岡山県立大) / 伊藤 孝弘(広島市立大) |
| 幹事氏名（英） | Yasushi Hirano(Yamaguchi Univ.) / Yoshito Otake(NAIST) / Kento Takabayashi(Okayama Pref. Univ.) / Takahiro Ito(Hiroshima City Univ) |
| 幹事補佐氏名（和） | 原 武史(岐阜大) / 諸岡 健一(岡山大) / 村松 大陸(電通大) / 中山 奈津紀(名大) / 田中 亜実(立命館大) / 李 鯤(香川大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Takeshi Hara(Gifu Univ.) / Kenichi Morooka(Okayama Univ.) / Dairoku Muramatsu(Univ. of Electro & Comm.) / Natsuki Nakayama(Nagoya Univ.) / Ami Tanaka(Ritsumeikan Univ.) / Kun Li(Kagawa Univ.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Medical Imaging / Technical Committee on Healthcare and Medical Information Communication Technology |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 医用画像の匿名化機構を盛り込んだ深層学習ベースの画像診断支援システムの構築 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Medical image diagnosis support system with image anonymization based on deep learning techniques |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 画像匿名化 / Image Anonymization |
| キーワード(2)（和/英） | 機械学習 / machine learning |
| キーワード(3)（和/英） | 医用画像 / medical images |
| キーワード(4)（和/英） | クラウドサービス / cloud service |
| キーワード(5)（和/英） | 診断支援 / diagnosis support |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 岩井 亮斗 / Katsuto Iwai |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 東邦大学/国立研究開発法人 産業技術総合研究所(略称：東邦大/産総研) Toho University/National Institute of Advanced Industrial Science and Technology(略称：Toho Univ./AIST) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 鴻巣 竜之介 / Ryuunosuke Kounosu |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 東邦大学/国立研究開発法人 産業技術総合研究所(略称：東邦大/産総研) Toho University/National Institute of Advanced Industrial Science and Technology(略称：Toho Univ./AIST) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 野里 博和 / Hirokazu Nosato |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 国立研究開発法人 産業技術総合研究所(略称：産総研) National Institute of Advanced Industrial Science and Technology(略称：AIST) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 中島 悠 / Yuu Nakajima |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 東邦大学(略称：東邦大) Toho University(略称：Toho Univ.) |
| 発表年月日 | 2023-11-14 |
| 資料番号 | MICT2023-30,MI2023-23 |
| 巻番号（vol） | vol.123 |
| 号番号（no） | MICT-256,MI-257 |
| ページ範囲 | pp.21-24(MICT), pp.21-24(MI), |
| ページ数 | 4 |
| 発行日 | 2023-11-07 (MICT, MI) |