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Estimation of Stroke Risk based on Shape Classification of Retinal Vein by Using Self-Organizing Map

Research Project

Project/Area Number 19K20356
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 61040:Soft computing-related
Research InstitutionKurume National College of Technology

Principal Investigator

Koga Hiroaki  久留米工業高等専門学校, 制御情報工学科, 准教授 (10807861)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywords形状分類 / 眼底 / 自己組織化マップ / 規格化 / 医用画像処理 / 脳卒中リスク推定 / 動脈硬化診断 / 深層学習
Outline of Research at the Start

本研究では,形状分類を用い,眼底画像から脳卒中リスクを推定する手法を開発する.
眼底は,人体で血管を直接観察できる唯一の部位であり,眼底の血管における動静脈交叉部の静脈の形状から,脳卒中リスクを推定可能である.しかしながら,交叉部の静脈形状の評価は,基準を決めることが困難であり,定量化されていない.
申請者は,特定の特徴量を用いずに,自己組織化マップという手法を用いて,形状そのものを分類することで,交叉部の静脈形状の定量評価を目指す.
交叉部の静脈形状の定量評価が実現できれば,検査時の脳卒中リスクのみでなく,患者個人の脳卒中リスクの経年変化を追跡でき,治療効果の評価や将来のリスク予測が可能である.

Outline of Final Research Achievements

The eye fundus is the only region where blood vessels can be directly observed in the human body. The risk of stroke can be estimated from the degree of the arteriovenous crossing phenomenon on the fundus. However, the evaluation of the degree of arteriovenous crossing phenomenon has not been quantified because it is difficult to determine the criteria. We classified the shape itself by SOM, and quantitatively evaluated the degree of arteriovenous crossing phenomenon based on the shape data obtained by SOM. Furthermore, we visualized the similarity of the evaluation results in a two-dimensional map to track changes over time.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で開発した診断支援システムは,曖昧であった診断基準や医師の経験に基づく総合的な診断をソフトコンピューティング理論を用いてシステムに取り込んだものであり,従来の古典的な信号処理,画像処理では実現できなかったものである.本システムにより,動脈硬化重症度が定量評価及び可視化されるため,治療方針が立てやすくなった.また,本システムにより動脈硬化の定量評価が可能になったことにより,脳卒中だけではなく脳血管障害との関連が示唆されている認知症の解析にも活用が期待される.

Report

(5 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (2 results) (of which Open Access: 2 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Symmetry-based shape classification of fundus blood vessels by self-organizing map for arteriosclerosis diagnosis2022

    • Author(s)
      Kimotsuki Yoshitomo、Koga Hiroaki
    • Journal Title

      The Japanese Journal of Ergonomics

      Volume: 58 Issue: Supplement Pages: 2G1-03-2G1-03

    • DOI

      10.5100/jje.58.2G1-03

    • ISSN
      0549-4974, 1884-2844
    • Year and Date
      2022-07-30
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] Study on mandibular contour tracking method that sequentially updates the search direction for swallowing ability estimation2022

    • Author(s)
      KANEGAE Taisei、KOGA Hiroaki
    • Journal Title

      The Japanese Journal of Ergonomics

      Volume: 58 Issue: Supplement Pages: 2G1-02-2G1-02

    • DOI

      10.5100/jje.58.2G1-02

    • ISSN
      0549-4974, 1884-2844
    • Year and Date
      2022-07-30
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Presentation] CNN による肺疾患予測における経年変化追跡に向けたSOMを用いた患者類似度の可視化2023

    • Author(s)
      宮下美里,古賀裕章
    • Organizer
      第28回高専シンポジウム
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 動脈硬化自動診断に向けたSOMによる眼底血管輪郭線の量子化手法の検討2021

    • Author(s)
      井上 陽水, 古賀 裕章
    • Organizer
      第37回ファジィ システムシンポジウム
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 動脈硬化自動診断に向けた自己組織化マップによる眼底静脈の形状分類2020

    • Author(s)
      井上 陽水,向田 眞志保,古賀 裕章,内野 英治
    • Organizer
      第61回日本人間工学会大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Shape Classification of Retinal Vein for Diagnosis of Arteriosclerosis Using SOM2 with Automatic Affine Translation.2020

    • Author(s)
      Hiroaki Koga, Yuki Okami, Mashiho Mukaida, Eiji Uchino
    • Organizer
      2020 RISP International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] SOMによる眼底血管の形状分類におけるデータ規格化手法の検討2020

    • Author(s)
      井上 陽水,古賀 裕章
    • Organizer
      電子情報通信学会スマートインフォメディアシステム研究会
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2024-01-30  

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