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3次元体幹部CT画像からの人体組織・臓器領域の自動認識に関する基礎的研究

Research Project

Project/Area Number 17700424
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Medical systems
Research InstitutionGifu University

Principal Investigator

周 向栄  Gifu University, 大学院・医学系研究科, 助教 (00359738)

Project Period (FY) 2005 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2007: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 2006: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2005: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords人間医工学 / 医用システム / 計算機診断支援 / 医用画像処理
Research Abstract

本年度は,前年度に続いて,人体の解剖学的構造をさらに細かく認識できるように処理手順の開発を進めた。具体的には,人体の骨格と骨格筋の分類手順の開発,およびこれらの性能評価を試みた。まず,本研究はこれまでに認識が困難となっていた腹壁周辺の筋肉(腹直筋,腹斜筋,大腰筋,腰方形筋)の自動認識手順を開発した。そして,開発手順を40歳から80歳の患者17例に適用した結果,12例から良好な認識結果(専門医による手入力との平均一致率は約77%)が得られた。この結果から,これまでに手動で行っていた大腰筋と腹斜筋の筋厚測定は,本手法によって誤差3mm以内で自動的に測定可能であることが示された。また,以上の手法に横隔膜の自動抽出および骨格領域の自動分類手順を加えて,腹腔の組織(骨格,腹筋,内臓脂肪,皮下脂肪)の量を総合的に分析することを実現した。さらに,異常を判断するために,正常人体のばらつきを把握する必要があるため,本研究では136例のCT画像から人体の脊柱における骨密度の正常分布を調査した。その結果,骨密度の異常低下の判断基準として利用できる可能性が示された。CT画像から骨密度,内臓脂肪量,および筋肉量の自動的な測定と,正常分布の把握が完全に実現できれば,骨粗鬆症,メタボリック,シンドローム,運動機能の低下を事前に予測することが可能となり,予防医療に貢献できると考える。
今年度は,体幹部における人体の組織・臓器の存在位置を確率的に表す"人体の電子地図"の作成と,その性能評価も進めた,具体的には,単純CT画像上に人間の目でも認識が困難となる肝臓血管のアトラスを構築し,肝臓血管の中で重要となる中肝静脈の自動抽出に応用した。22症例のCT画像に適用して,中肝静脈の自動抽出が一定の精度で実現できた。それ以外には,人体の気管支構造の形状情報の調査も行い,その結果に基づいて,気管支における"電子地図"の作成も行った。

Report

(3 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (25 results)

All 2008 2007 2006 2005 Other

All Journal Article (17 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (7 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Automated estimation of the upper surface of the diaphragm in 3-D CT images2008

    • Author(s)
      X.Zhou, H.Ninomiya, T.Hara, H.Fujita, R.Yokoyama, H.Cheng, T.Kiryu, and H.Hoshi
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Biomedical Engineering 55

      Pages: 351-353

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      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] X線CT像における気管・気管支の形状情報の計測2008

    • Author(s)
      林 達郎, 周 向栄, 陳 華岳, 原 武史, 藤田広志, 横山龍二郎, 兼松雅之, 星 博昭
    • Journal Title

      医用画像情報学会論文誌 (印刷中)

    • NAID

      130000097667

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 骨格と骨格筋の解剖学的位置関係に基づく体幹部X線CT画像からの骨格筋の自動抽出2008

    • Author(s)
      神谷直希, 周 向栄, 陳 華岳, 原 武史, 藤田広志, 横山龍二郎, 兼松雅之, 星 博昭
    • Journal Title

      電子情報通信学会論文誌 J91(印刷中)

    • NAID

      110007381112

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 体幹部非造影X線CT画像における肝臓アトラスの自動生成法の構築とその肝臓自動抽出法への応用2008

    • Author(s)
      北川輝彦, 周 向栄, 原 武史, 藤田広志, 横山龍二郎, 近藤浩史, 兼松雅之, 星 博昭
    • Journal Title

      電子情報通信学会論文誌 J91(印刷中)

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] X線CT像における脊椎椎体部の骨密度の調査2007

    • Author(s)
      林 達郎, 周 向栄, 陳 華岳, 原 武史, 藤田広志, 横山龍二郎, 兼松雅之, 星 博昭
    • Journal Title

      医用生体工学 45

      Pages: 256-266

    • NAID

      110006614028

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      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 肝臓電子アトラスと線強調フィルタによる体幹部非造影X線CT像からの中肝静脈の自動抽出2007

    • Author(s)
      北川輝彦, 周 向栄, 原 武史, 藤田広志, 横山龍二郎, 近藤浩史, 兼松雅之, 星 博昭
    • Journal Title

      日本放射線技術学会雑誌 63

      Pages: 1382-1387

    • NAID

      110006532009

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      2007 Annual Research Report
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  • [Journal Article] 体幹部領域の単純CT画像における解剖学的正常構造の認識2006

    • Author(s)
      周 向栄, 藤田広志
    • Journal Title

      Medical Imaging Technology 24・3

      Pages: 167-172

    • NAID

      10019160352

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      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Automatic segmentation and recognition of anatomical lung structures from high-resolution chest CT images2006

    • Author(s)
      X.Zhou, T.Hayashi, T.Hara, H.Fujita, R.Yokoyama, T.Kiryu, H.Hoshi
    • Journal Title

      Computerized Medical Imaging and Graphics 30・5

      Pages: 299-313

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      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 単純X線CT画像における肝臓血管の自動抽出法の初期検討2006

    • Author(s)
      川尻 傑, 周 向栄, 張 学軍, 原 武史, 藤田広志, 横山龍二郎, 近藤浩史, 兼松雅之, 星 博昭
    • Journal Title

      医用画像情報学会雑誌 23・5

      Pages: 141-144

    • NAID

      130000097695

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      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Automated identification of diaphragm in non-contrast torso CT images and its application to computer-aided diagnosis systems2006

    • Author(s)
      X.Zhou, H.Ninomiya, T.Hara, H.Fujita, R.Yokoyama, H.Chen, M.Kanematsu, H.Hoshi
    • Journal Title

      International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery 1・1

      Pages: 366-367

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      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Constructing a probabilistic model for automated liver region segmentation using non-contrast X-ray torso CT images2006

    • Author(s)
      X.Zhou, T.Kitagawa, T.Hara, H.Fujita, X.Zhang, R.Yokoyama, H.Kondo, M.Kanematsu, H.Hoshi
    • Journal Title

      Proc. of 9th International Conference for Medical Image Computing and Computer-Assisted Intervention - MICCAT 2006 4191・Part II

      Pages: 856-863

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      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 胸部骨格情報を利用した3次元体幹部マルチスライスCT画像からの胸郭の抽出2005

    • Author(s)
      周 向栄, 小林晋士, 原 武史, 藤田広志, 他
    • Journal Title

      電子情報通信学会論文誌D-II J88-D-II(9)

      Pages: 1999-2002

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      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] アトラスに基づく体幹部マルチスライスCT画像からの胸部骨格の構造認識2005

    • Author(s)
      周 向栄, 小林晋士, 原 武史, 藤田広志, 他
    • Journal Title

      医用画像情報学会雑誌 22・3

      Pages: 220-228

    • NAID

      130000097728

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      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] モデルマッチングによる胸部マルチスライスCT画像からの大動脈抽出方法の改良2005

    • Author(s)
      佐藤真知子, 周 向栄, 原 武史, 他
    • Journal Title

      医用画像情報学会雑誌 22・3

      Pages: 203-209

    • NAID

      130000097726

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      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Automated Recognition of Anatomical Structure from Torso CT Images2005

    • Author(s)
      X.Zhou, T.Hara, H.Fujita, et al.
    • Journal Title

      Proc.of the 4th Japan-Korea Joint Meeting on Medical Physics and the 5th Asia-Oceania Congress of Medical Physics, Japanese Journal of Medical Physics Vol.25 Supplement No.3-1

      Pages: 46-50

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      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Preliminary Study for Automated Recognition of Anatomical Structure from Torso CT images2005

    • Author(s)
      X.Zhou, T.Hara, H.Fujita, et al.
    • Journal Title

      Proc.of the 27th Annual International Conference of the IEEE Engineering In Medicine and Biology Society (EMBS)

      Pages: 340-340

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      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Construction of a Probabilistic Atlas for Automated Liver Segmentation in Non-contract Torso CT Images2005

    • Author(s)
      X.Zhou, T.Kitagawa, K.Okuo, et al.
    • Journal Title

      Proc.of the 19th International Congress and Exhibition of Computer Assisted Radiology and Surgery

      Pages: 1169-1174

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      2005 Annual Research Report
  • [Presentation] Automated segmentation of middlehepaticvein in non-contrast X-ray CT images based on an atlas-driven approach2008

    • Author(s)
      T.Kitagawa, X.Zhou, T.Hara, H.Fujita.R.Yokoyama, H.Kondo, G.Lee, M.Kanematsu, H.Hoshi
    • Organizer
      SPIE Medical Imaging 2008
    • Place of Presentation
      San Diego,US
    • Year and Date
      2008-02-18
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] X線CT像における人体の椎体海綿骨の骨密度の不均質性に関する研究2008

    • Author(s)
      林 達郎, 周 向栄, 陳 華岳, 原 武史, 藤田広志, 横山龍二郎, 桐生拓司, 兼松雅之, 星 博昭
    • Organizer
      電子情報通信学会医用画像研究会
    • Place of Presentation
      沖縄県那覇市,日本
    • Year and Date
      2008-01-26
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] X線CT画像における胸郭下口の自動抽出と横隔膜の自動推定への応用2008

    • Author(s)
      二宮啓彰, 周 向栄, 陳 華岳, 原 武史, 藤田広志, 横山龍二郎, 兼松雅之, 星 博昭
    • Organizer
      電子情報通信学会医用画像研究会
    • Place of Presentation
      沖縄県那覇市,日本
    • Year and Date
      2008-01-26
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 体幹部X線CT画像における骨格の位置情報を用いた側腹筋と大腰筋の自動認識2007

    • Author(s)
      神谷直希, 周 向栄, 陳 華岳, 原 武史, 藤田広志, 横山龍二郎, 兼松雅之, 星 博昭
    • Organizer
      電子情報通信学会医用画像研究会
    • Place of Presentation
      九州大学病院,日本
    • Year and Date
      2007-09-20
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] X線CT像における椎体間の骨密度値の相関性の研究2007

    • Author(s)
      林 達郎, 周 向栄, 陳 華岳, 原 武史, 藤田広志, 横山龍二郎, 桐生拓司, 兼松雅之, 星 博昭
    • Organizer
      電子情報通信学会医用画像研究会
    • Place of Presentation
      九州大学病院,日本
    • Year and Date
      2007-09-20
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Automated segmentation and recognition of abdominal wall muscles in X-ray torso CT imagesand its application in abdominal CAD2007

    • Author(s)
      X.Zhou, N.Kamiya, T.Hara, H.Fujita, H.Chen, R.Yokoyama, and H.Hoshi
    • Organizer
      International Congress and Exhibition of Computer Assisted Radiology and Surgery
    • Place of Presentation
      ベルリン・ドイツ
    • Year and Date
      2007-06-29
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] ヘッセ行列を利用した線強調フィルタによる体幹部単純X線CT像からの肝臓内血管の自動抽出2007

    • Author(s)
      北川輝彦, 周 向栄, 原 武史, 藤田広志, 横山龍二郎, 近藤浩史, 兼松雅之, 星 博昭
    • Organizer
      電子情報通信学会医用画像研究会
    • Place of Presentation
      三重大学,日本
    • Year and Date
      2007-05-24
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.fjt.info.gifu-u.ac.jp/publication/

    • Related Report
      2007 Annual Research Report

URL: 

Published: 2005-04-01   Modified: 2016-04-21  

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