AIで染色内視鏡画像を再現する技術がAMEDの研究開発課題に決定
本研究は、これまで大腸がんなどの精密診断に不可欠とされてきた「染色内視鏡検査」※1)を、色素を使わずに再現するデジタル技術の世界初の実用化を目指すものです。従来は、インジゴカルミンやクリスタルバイオレットなどの色素を散布・染色することで病変を詳細に観察してきましたが、染色には時間や手技的負担が伴い、安全性や標準化の面で課題もありました。
本研究では、人工知能(AI)を用いて通常の内視鏡画像から染色画像を生成する「仮想色素内視鏡」技術を開発します。これにより、色素を使用せずに高精度な観察を可能にし、より安全で効率的な診断体系の確立を目指します。
■発表のポイント
・色素を使わずにAIで染色内視鏡画像を再現する技術の世界初の実用化を目指す
・内視鏡検査をより安全・簡便にし、患者さんの負担を軽減
・内視鏡診断のデジタル化・標準化を推進し、大腸がんの早期発見および精度向上に貢献する
■研究開発代表者からのひとこと
これまで色素散布・染色は内視鏡診断に不可欠と考えられてきました。本研究は、その常識に挑戦する取り組みです。色素を使用することなく従来の染色観察に匹敵する情報を得られることで、より安全で簡便な検査を実現したいと考えています。色素使用に伴う安全性への配慮という観点からも意義のある技術であり、さらに手技的負担や処置時間の軽減によって、医療現場の効率化と患者さんの負担軽減の両立にも貢献します。デジタル技術によって染色内視鏡検査を再定義し、内視鏡診断の新たな標準を築いていきたいと考えています。
衣笠助教
■発表内容
＜現状＞
大腸がんは日本において罹患数の多いがんの一つです。早期発見には内視鏡検査が重要ですが、病変の詳細な範囲診断・質的診断にはインジゴカルミンやクリスタルバイオレットなどの色素散布・染色を用いる染色内視鏡検査が広く活用されてきました。一方で、染色操作には時間や手技的負担が伴い、安全性や標準化の課題も指摘されています。
＜研究の内容＞
本研究では、人工知能の画像変換技術であるCycleGAN※2)を用い、通常観察画像から染色内視鏡に相当する画像を生成する「仮想色素内視鏡」技術を開発します。色素を実際に散布することなく、同等の観察情報をデジタルで再現することが可能となります(下図)。これにより、(1)染色操作が不要 (2)検査時間の短縮 (3)医師の手技負担の軽減 (4)患者さんの身体的負担軽減 が期待されます。さらにデジタル技術による診断の標準化が進むことで、地域や施設による診断格差の縮小にもつながります。
CycleGANを活用した画像生成のイメージ
■補足・用語説明
※1)染色内視鏡検査：内視鏡検査の際に、病変をより詳しく観察するために色素を散布して粘膜を染める検査方法。インジゴカルミンやクリスタルバイオレットなどの色素を用いることで、病変のわずかな凹凸や広がり、性質の違いを強調し、がんや前がん病変の診断精度を高めることができる。
※2)CycleGAN：人工知能(AI)によって「ある画像を、別の種類の画像に変換する」技術。ペア画像がなくても利用でき、異なる種類の画像同士の特徴を学習し、見た目を変換できる画像生成AIの一つ。
今回の共同研究では、CycleGANを活用した仮想色素内視鏡技術を用い、色素散布による染色観察を実施せずに、内視鏡で撮影した画像をAIで解析して染色観察に近い画像を再現するデジタル技術を適用(特許番号:特許第7127227号、特許権者:株式会社両備システムズ)。
＜社会的な意義＞
本技術は、内視鏡診断をアナログ操作中心の手技からデジタル主導の診断へと進化させる可能性を持っています。将来的には医療機器として社会実装し、国内のみならず世界規模でがん医療の質向上に貢献することが期待されます。医療資源が限られた地域においても、高度な診断を再現可能とする基盤技術となり、グローバルヘルスの観点からも大きな意義を有します。今後は、染色ができない臓器への応用も視野に入れ、研究を進めていきます。
■採択情報
事業名 ： 令和8年度 革新的がん医療実用化研究事業
研究開発課題 ： 新たながん診断情報が得られる先進的な医用イメージング技術の
確立に関する研究
研究開発課題名： 深層生成モデルによるVirtual Chromoendoscopyの臨床的代替性
に関する研究開発
研究開発代表者： 衣笠 秀明助教(岡山大学学術研究院医療開発領域
(岡山大学病院 消化器内科))
研究開発期間 ： 令和8年4月(予定)～令和10年度末
▼令和8年度 「革新的がん医療実用化研究事業」の採択課題について
https://www.amed.go.jp/koubo/03005/02/C_00001.html
なお、本リリースは、国立大学法人岡山大学と共同でのリリースとなります。
【岡山大学について】
名称 ： 国立大学法人岡山大学
所在地 ： 岡山県岡山市北区津島中1丁目1番1号(津島キャンパス)
学長 ： 那須 保友
創立 ： 1949年(旧制岡山医科大学などを母体に設立)
岡山大学ホームページ： https://www.okayama-u.ac.jp/index.html
【株式会社両備システムズについて】
社名 ： 株式会社両備システムズ
本社所在地 ： 岡山県岡山市北区下石井二丁目10-12
杜の街グレースオフィススクエア4階
代表者 ： 代表取締役社長 松田 敏之
設立 ： 1969年12月
資本金 ： 3億円
事業内容 ： 公共、医療、社会保障分野および
民間企業向け情報サービスの提供
(システム構築、アウトソーシング事業)、
ソフトウェア開発、データセンター事業、
ネットワーク構築サービス、セキュリティ事業、
ハードウェア販売および保守サービス、
AI・IoTなど先端技術研究開発
コーポレートサイト： https://www.ryobi.co.jp/
