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ディープラーニング×医療|deep learningでがんを見つける?|がん検診を人工知能が行なう時代になる!?




【目次】

■がん検診を人工知能が行なう時代になる!?

Enlitic
Enlitic

参考画像:The wonderful and terrifying implications of computers that can learn | Jeremy Howard | TEDxBrussels|YouTubeスクリーンショット

がん検診は人工知能で!Deep Learningが悪性腫瘍を見逃さない

(2015/8/5、ITpro)

人工知能をがん検診に応用することで、悪性腫瘍を高精度で見つけ出す技術の開発が進んでいる。メディカルイメージをDeep Learningの手法で解析すると、熟練した医師より正確にがん組織などの病変を見つけ出す。

人工知能をがん検診に活用する技術の開発が進んでいるそうです。

■ディープ・ラーニングでがんを見つける?

サンフランシスコに拠点を置くベンチャー企業Enliticは、Deep Learningを医療データに応用したシステムを開発している。イメージデータをDeep Learningの手法で解析し、病気を判定する(上の写真)。イメージデータにはレントゲン写真、MRI、CTスキャン、顕微鏡写真などが使われる。検査結果に悪性腫瘍などがあるかどうかを高速にかつ正確に判定する。

今回紹介したEnliticのシステムは、おそらくディープ・ラーニングの手法で組織構造の特徴を学習させ、被験者の組織画像から悪性腫瘍があるかどうかを組織構造の特性から探し出すものだと思われます。

The wonderful and terrifying implications of computers that can learn | Jeremy Howard | TEDxBrussels




■ディープ・ラーニングとは?

ディープラーニングとはそもそも何なのでしょうか?

「コンテンツの秘密」(著:川上量生)では、ディープラーニングのことをこのように説明しています。

ディープ・ラーニングとは、簡単に説明すると、なにかを学習するときに、いちどに全部を学習するのではなく、基礎から応用へと何段階かに分けて学習するような学習方法のことです。

ディープ・ラーニングとは、多くの段階に分けて学習を行うことのようですが、具体的にはよくわかりません。

天才プログラマーが予測する「AIが導く未来」 人間の「なんとなく」は合理的に判断される

(2017/8/24、東洋経済オンライン)

言い方を変えると、今までのコンピュータによる最適化の能力では、答えは基本的に1つしかない。それがディープラーニングだと、答えがそもそもないのです。「確たる答えはないけど、なんとなくこう」っていうのがディープラーニングです。

人工知能の動向(2016/3/17、NRI)では、機械学習とディープラーニングの違いについて次のように紹介しています。

従来の機械学習とディープラーニングの違い
従来の機械学習とディープラーニングの違い

参考画像:人工知能の動向(2016/3/17、NRI)

従来の機械学習とは、人間が特徴を定義するため、複雑な特徴を表現できないという弱点があります。

ディープラーニング(深層学習)とは、機械学習の手法の一つで、人工知能が学習データから特徴を抽出、つまり、AI自身がデータからルールと知識を獲得していく方法です。

Machine Learning and Human Bias|YouTube

機械学習において重要なことは、多くの学習データを用意することなのですが、例えば、Googleは、機械学習用データを集めるために、落書きをしてもらうサービスを提供しています。

【参考リンク】

ビッグデータとは何か|平成24年版情報通信白書|総務省によれば、ICT(情報通信技術)の進展により、多種多量なデータ(ビッグデータ)を生成・収集・蓄積することが可能になったのですが、このことも機械学習が注目されるようになった背景としてあります。

ディープラーニングは「音声認識」「画像認識」「言語処理」などで用いられていて、画像認識に関しては、例えばECサイトでの商品画像による商品検索に活用されているそうです。

AI活用事例|ディープラーニングの商品検索への応用
AI活用事例|ディープラーニングの商品検索への応用

参考画像:人工知能の動向(2016/3/17、NRI)

Enliticの場合は、レントゲン写真、MRI、CTスキャン、顕微鏡写真などの画像データをディープラーニングで学習させ病気を判定することに活用していると考えられます。

→ AI(人工知能)と機械学習(マシンラーニング)と深層学習(ディープラーニング)の違いとは? について詳しくはこちら

■IBMのWatsonとの違いは?

IBM Watsonは、人工知能を医療分野に応用し成果を上げているが、Enliticのアプローチとは大きく異なる。Watsonは、Cognitive Computingと呼ばれ、大量のデータから意味を引き出すことを目的とする。医学論文や臨床試験結果など、大量のドキュメントを読み込み、そこから治療に関する知見を得る。医師が治療方針を決定する際に利用する(上の写真)。

一方、Enliticは、Deep Learningの手法でメディカルイメージを解析し症状を判定する。イメージ解析ツールとして位置づけられ、医師の視覚として活躍している。さらにDeep Learningの特性とし、高速で学習する能力を備えている。つまりEnliticは、短時間で熟練医師を超える能力を獲得する。両者共に人工知能を医療分野に適用しているが、そのアーキテクチャーは大きく異なる。

IBMの「WATSON」によってがん治療がスピードアップする!?によれば、Watsonは膨大な量の医療データや論文などのデータベースが格納されており、患者のデータを高速で解析し、医療データを照らし合わせることで、患者に最も最適と思われる治療方針を提案することで、医師や患者が意思決定の支援をするシステムです。

同じ人工知能を活用するシステムといっても、がん治療に対するアプローチは全く違っています。

しかし、人工知能「Watson」に医療画像解析を追加|IBM、Merge Healthcareを10億ドルで買収によれば、IBMは、医療用画像解析技術をMerge Healthcareを買収することで、Watsonに医療画像分析の機能を追加しようとしていると思われるので、その違いは小さくなるかもしれません。

■まとめ

今後は、人工知能を医療に活用されるようになり、IBMのWatsonとEnliticのような画像診断を組み合わせたものもできてくるでしょう。

大事なことは、より多くの患者のデータを得て、より精度の高いシステムを作り上げることです。

そのためには、病院同士が連携して、データを共有していくことが大事になっていくのではないでしょうか。







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楽天、がん光免疫療法(近赤外線光免疫療法)の実用化に取り組むアスピリアン・セラピューティクスに出資|きっかけは三木谷さんの父親が膵臓がんを患ったこと

【目次】




■楽天、がん光免疫療法(近赤外線光免疫療法)の実用化に取り組むアスピリアン・セラピューティクスに出資|きっかけは三木谷さんの父親が膵臓がんを患ったこと

アスピリアン・セラピューティクス
アスピリアン・セラピューティクス

参考画像:アスピリアン・セラピューティクス|スクリーンショット

楽天、がん治療に参入 米免疫VBに2割超出資

(2017/11/27、日本経済新聞)

新しいがん治療法として注目される「光免疫療法」の商業化を進めている米ベンチャー企業、アスピリアン・セラピューティクス(カリフォルニア州)に2割超出資して持ち分法適用会社とする。

楽天は新しいがん治療法として注目されている「光免疫療法」の実用化に取り組んでいるアスピリアン・セラピューティクスに出資し、三木谷浩史会長兼社長が経営に参画しているそうです。

→ がん光免疫療法、3月から日本(国立がん研究センター東病院)でも治験開始|アスピリアン・セラピューティクス について詳しくはこちら

【参考リンク】

医療で世界にイノベーションを起こす~がん治療法の実用・事業化に向けて~

(2017/9/6、Rakuten today)

三木谷 4年前、私の父がすい臓がんを患いました。すい臓がんは、もっとも治療が難しいと言われるがんです。私は父の病気をどうにかして治したいと、最先端の治療法を求めて世界中を飛び回りました。論文をたくさん読み、ハーバード、スタンフォード、パリ大学など、各国で最先端の研究をしている名医と呼ばれる医者にも数多く会い、どうすれば父のがんを治せるか、あらゆる可能性を探しました。

小林 医者として、がんと向き合ううちに、外科手術、放射線、抗がん剤という、これまでのがん治療に限界を感じ、基礎研究の道に入りました。20年を超えるNIHでの研究でたどり着いたのが、がん細胞だけを狙い打ちする「近赤外線光免疫療法」という、まったく新しいがん治療法です。

その治療法の技術ライセンスに基づき、実用化に向けた臨床試験(治験)に取り組んでいるのが、三木谷さんに出資いただいているアスピリアン・セラピューティクス社です。

楽天の三木谷さんのお父さんが膵臓がんを患っていて、最先端の研究・治療法などがんの治療に関心を持ち調べている中で紹介されたのが「光免疫療法」だったそうです。

お父さんの治療には残念ながら間に合わなかったそうですが、「近赤外線光免疫療法」の開発者である米国立衛生研究所(NIH)の主任研究員の小林久隆さんから臨床で実用化するための資金集めに苦労しているという話を聞いたことから個人での資金援助を始め、現在ではアスピリアン・セラピューティクス社に楽天から出資を行なうようになっています。

【参考リンク】




■がん光免疫療法(近赤外線光免疫療法)とは?

近赤外線光免疫療法では、がんをやっつける方法として2つの方法があるそうです。

1.がん細胞を直接攻撃する治療法

がん細胞の表面にある突起物だけに結合する特殊なタンパク質(抗体)に「IR700」という色素を乗せて、静脈に注射する。すると全身を駆け巡る抗体がIR700と共に、がん細胞の表面の突起を見つけてドッキングする。

ドッキングした細胞がある場所を目掛けて近赤外線を当てると、「IR700」が化学反応を起こして細胞膜を傷つけ、その傷口から水が入ることによってがん細胞は、ものの1分程度で膨張し、破裂して無くなります。

2.がん細胞を匿っている「共犯者」の制御性T細胞を破壊する治療法

制御性T細胞に結合する抗体を使って、この抗体に「IR700」を乗せます。腫瘍の中にいてがんを匿っている制御性T細胞にドッキングした抗体を狙って近赤外線を当てると、制御性T細胞が破壊され、がん細胞は隠れ家を失い丸裸になります。すると、患者本人の免疫システムが作動し始め、がん細胞は体内の免疫細胞の総攻撃を受けて、死んでしまうのです。

日本でも治験が始まる!#がん光免疫療法(#近赤外線光免疫療法)とは?簡単にわかりやすく!によれば、「がん光免疫療法(近赤外線光免疫療法:Near Infrared Photoimmunotherapy, NIR-PIT)」は、がん細胞に結合する抗体と近赤外光を吸収して化学反応する特殊な色素を組み合わせた抗体薬物複合体(Antibody-Drug Conjugate, ADC)を使用し、近赤外光が照射されると、がん細胞が膨潤して破裂し、がん細胞が死滅するという治療法です。







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肝臓がん・肺がんは厳しい結果|がん患者の5年後生存率

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OT

by Phalinn Ooi(画像:Creative Commons)

肝臓と肺がん、厳しい生存率 治療5年後を集計

(2015/9/14、日本経済新聞)

国立がん研究センターは14日、2007年にがん診療連携拠点病院でがんと診断され治療を始めた患者の5年後の生存率を公表した。

<中略>

ほかの臓器も含め、すべてのがんを合わせると64.3%だった。

主要ながんの5年生存率は乳房で92.2%、大腸は72.1%、胃は71.2%。肝臓は35.9%、肺は39.4%だった。

国立がん研究センターが発表した2007年にがん診療連携拠点病院でがんと診断され治療を始めた患者の5年後の生存率によれば、乳がん大腸がん胃がんは比較的高く、肝臓がん肺がんは厳しい結果となっています。

→ 肝臓がん について詳しくはこちら

→ 肺がんの症状・原因・予防するための検査 について詳しくはこちら







【参考リンク】
続きを読む 肝臓がん・肺がんは厳しい結果|がん患者の5年後生存率

糖尿病の人の大腸がんになるリスクは1.4倍、肝臓がんは1.97倍、膵臓がんは1.85倍も高い

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■糖尿病の人の大腸がんになるリスクは1.4倍、肝臓がんは1.97倍、膵臓がんは1.85倍も高い

Diabetes

by Fotos GOVBA(画像:Creative Commons)

なぜ糖尿病の人は「がん」になりやすいのか?

(2015/2/18、プレジデント社)

「日本糖尿病学会と日本癌学会の合同委員会の報告では、糖尿病の人はそうでない人に比べて1.2倍がんになりやすく、特に、大腸がんになるリスクは1.4倍、肝臓がんは1.97倍、すい臓がんは1.85倍も高い」。船橋市立医療センター代謝内科部長の岩岡秀明さんは、そう指摘する。

まとめます。

  • 糖尿病の人はそうでない人に比べて、1.2倍がんになりやすい
  • 糖尿病の人はそうでない人に比べて、大腸がんになるリスクは1.4倍
  • 糖尿病の人はそうでない人に比べて、肝臓ガンになるリスクは1.97倍
  • 糖尿病の人はそうでない人に比べて、膵臓がんになるリスクは1.85倍

記事によれば、糖尿病の人がなぜがんになりやすいのかについてのメカニズムははっきりとわかっていないそうですが、インスリンは細胞を成長させ増殖させるホルモンなので、インスリンが増えると細胞のがん化につながるのではないか、また高血糖による炎症ががんを招いているのではないか、などが考えられるようです。

ただ、膵臓がんに関しては、膵臓はインスリンを分泌する臓器であり、糖尿病の人が膵臓がんになりやすいとは考えやすいですよね。

すい臓がんやその治療によってインスリンが不足したり出なくなったりして糖尿病になる場合もあり、糖尿病の陰にすい臓がんが隠れていることもあります。

膵臓がんはほとんど自覚症状がなく、また発見するのが難しい病気ですので、糖尿病または糖尿病予備軍と診断された場合には、その点をチェックしていただくとよいかもしれません。

→ 糖尿病の症状・初期症状 について詳しくはこちら







■糖尿病の予防

亜鉛

糖尿病の人はインスリンの作用が十分でないため、細胞が十分な量のブドウ糖を血液中から取り込むことができません。

その結果、体のエネルギーが不足し、疲れやすくなります。

すい臓でインスリンを作る際には、亜鉛が欠かせません。

亜鉛にはインスリンの働きを持続させる働きもあります。

→ 亜鉛を含む食品 についてはこちら

【関連記事】

亜鉛サプリ通販

タウリン

タウリンには、すい臓機能を高め、インスリンの分泌を良くする働きがあると言われ、糖尿病の予防に良いとされています。

マグネシウムとタウリンを多く摂取している人は、高血圧・高脂血症・糖尿病・肥満が少ないそうです。

タウリンを含む食品 についてはこちら

【関連記事】

タウリンサプリ通販

【糖尿病の症状】
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緑茶でがん予防・悪玉コレステロール値低下・便秘改善|#ためしてガッテン(#NHK)

2011年1月12日放送のためしてガッテンでは、緑茶の健康パワーを取り上げました。




【目次】

■がん予防と緑茶

Tea plantation_18

by ajari(画像:Creative Commons)

がんの死亡率が低い町の特徴として、緑茶の生産地が多いという特徴があるそうです。

※緑茶のがん予防効果については、効果ありという研究と、効果無しという研究があり、まだはっきりしていません。

ただし、お茶をたくさん飲む掛川市でがん死亡率が日本一低いことは事実です。

現在、研究が続けられている掛川市での大規模調査でお茶にがん予防効果があることが明らかになるのではと、期待されています。

現時点では、緑茶にがん予防効果があるかどうかはまだはっきりしていないそうです。

しかし、緑茶の生産地にがんの死亡率が低い街が多いのは事実なのだそうで、今後の研究に期待したいですね。

■悪玉コレステロール値改善!メタボ対策!

3ヶ月間協力してもらい、お茶の濃厚エキスの入ったカプセルと、でんぷんなどが入ったニセモノのカプセルを飲み続けてもらい、体にどんな変化があるのか調べました。

すると、本物のカプセルを飲んだグループは悪玉コレステロール値が平均9.02減少ウェストも平均1.86センチ低下しました。

ニセモノのカプセルを飲んでいたグループには大きな変化は見られませんでした。

お茶の濃厚エキスには悪玉コレステロール値改善効果があるという結果が出たそうです。

そして、この結果からお茶がメタボ動脈硬化の改善・予防に効果があることが期待できそうです。

→ 悪玉コレステロールを減らす方法|LDLコレステロールを下げる食品・食事 について詳しくはこちら




■腸内環境改善に緑茶

ガッテンでは、理化学研究所の辨野義己(べんの・よしみ)先生の力を借りて、お茶と腸内細菌の関係を大実験してみました。

普段、緑茶を飲む習慣のない人々10人に集まってもらい、10日間お茶を飲み続けてもらいました。

お茶を飲み始める前の善玉菌の割合は、10人の平均で16.6パーセントでした。

それが、10日間お茶を飲み続けてもらったところ、10人全員で善玉菌の割合が向上。平均で26.1パーセントに改善しました。

便秘など、おなかの悩みが改善された人も多くいました。

お茶を飲み続けたことで、善玉菌の割合が向上し、便秘が改善した人もいたそうです。

ところが、その後、お茶を飲むのを1週間やめてもらったところ、善玉菌の割合はなんと飲み始める前とほぼ同じ値の17.4パーセントにまで下がってしまったのです。

継続して飲み続けることが大事だということですね。

■掛川のお茶の特徴

掛川で一般に飲まれているのは「深蒸し」と呼ばれる製法で作られたお茶です。色が濃く、細かい浮遊物がたくさん含まれているのが特徴です。

この浮遊物を分析してもらったところ、普通のお茶にはほとんど含まれない成分が見つかりました。

βカロテンには抗酸化作用ビタミンEには血行促進作用免疫機能改善効果クロロフィルには腸内環境を整える働きがあると言われています。

掛川のお茶は深蒸しと呼ばれる製法でつくられたお茶で、普通のお茶にはほとんど含まれないβカロテンやビタミンE、クロロフィルといった成分が含まれているそうです。

●深蒸し製法の特徴

長時間蒸すことで茶葉の組織がぼろぼろになり、様々な成分が出やすくなります。

渋み成分カテキンと、細胞のかけらがくっつきあうことで、渋みを感じにくく、飲みやすいお茶になるのです。

■すり鉢茶

深蒸し茶と同様の効果が得られるお茶の作り方が紹介されました。

まず、すり鉢お茶の葉を2グラム弱入れ、熱湯を小さじ1杯ほど足し、すりこぎで1分ほどすります。

ペースト状になったお茶の葉に、熱湯を200ミリリットルほど加えて1分ほど置き、茶こしでこすだけで完成です。

お茶好きの方は試してみてくださいね。







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