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脳局所特徴に基づく高精度脳MRI画像解析技術の開発

Publicly Offered Research

Project AreaMultidisciplinary computational anatomy and its application to highly intelligent diagnosis and therapy
Project/Area Number 15H01101
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

伊藤 康一  東北大学, 情報科学研究科, 助教 (70400299)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords画像 / 医用画像解析 / 脳画像解析 / 脳MRI / 脳ネットワーク / 年齢推定
Outline of Annual Research Achievements

本年度は,以下の2項目を実施した.
1.前年度に検討した脳局所特徴および解析手法について,大規模な脳MRI画像データベースを用いて性能評価および解析の実験を行った.まず,健常者からなる脳MRI画像データベースを用いた年齢推定の実験を通して,正常加齢に伴う脳の形態変化が顕著に現れる局所領域を調べた.年齢推定に用いる局所領域を1つずつ削除することで有効な領域を求めた.得られた有効領域は,医学における統計解析の結果と一致することを確認している.有効領域のみを用いて年齢推定することで,推定精度が向上することを確認した.次に,健常者と脳疾患患者において,形態変化が顕著に表れる領域を解析し,診断支援を行うことを検討した.具体的には,アルツハイマー病患者を含む大規模な脳MRI画像データベースを用いて年齢推定実験を行い,健常者とアルツハイマー病患者との間に推定される年齢に差があることを確認した.アルツハイマー病患者の場合は,実際の年齢よりも10歳~20歳程度高く推定される傾向にあり,この結果を診断支援に利用できる可能性がある.以上の成果については,医用画像処理に関する国際会議等で発表を行った.
2.局所領域をノードとし,局所領域間の接続性からエッジを定義することで,複雑な脳機能をネットワークとして表現し,局所領域間で相互作用しながら情報伝達を行っているスモールワールド性を有していることを確認した.健常者とアルツハイマー病患者との間で構成されるネットワークに違いがあることも確認した.これらの知見に基づいて,複雑ネットワーク解析に基づいた脳画像解析が行えることを実証した.

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2017 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 3 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] 華南理工大学(中国)

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Journal Article] An age estimation method using brain local features of T1-weighted images and its performance evaluation2017

    • Author(s)
      Ryuichi Fujimoto
    • Journal Title

      Proceedings of the International Forum on Medical Imaging in Asia 2017

      Volume: - Pages: 63-66

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Age estimation using effective brain local features from T1-weighted images2016

    • Author(s)
      Ryuichi Fujimoto
    • Journal Title

      Proceedings of the 38th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society

      Volume: - Pages: 5941-5944

    • DOI

      10.1109/embc.2016.7592081

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Age estimation method using brain local features for T1-weighted images2015

    • Author(s)
      Chihiro Kondo
    • Journal Title

      Proceedings of 37th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society

      Volume: - Pages: 666-669

    • DOI

      10.1109/embc.2015.7318450

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] An age estimation method using brain local features of T1-weighted images and its performance evaluation2017

    • Author(s)
      Ryuichi Fujimoto
    • Organizer
      International Forum on Medical Imaging in Asia 2017
    • Place of Presentation
      那覇,沖縄,沖縄県那覇市ぶんかテンブス館
    • Year and Date
      2017-01-19
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Brain MRI image analysis and its application to age estimation2016

    • Author(s)
      Koichi Ito
    • Organizer
      2016 Bilateral Workshop between Tohoku University and National Tsing Hua University
    • Place of Presentation
      仙台,宮城,ホテル佐勘
    • Year and Date
      2016-10-25
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 脳局所特徴量を用いた年齢推定とその高精度化に関する検討2016

    • Author(s)
      藤本竜一
    • Organizer
      映像情報メディア学会メディア工学研究会サマーセミナー
    • Place of Presentation
      あわら,福井,北潟湖畔荘
    • Year and Date
      2016-08-31
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 脳局所特徴量を用いた年齢推定手法の高精度化に関する検討2016

    • Author(s)
      藤本竜一
    • Organizer
      平成28年 電気関係学会東北支部連合大会
    • Place of Presentation
      仙台,宮城,東北工業大学
    • Year and Date
      2016-08-30
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Age estimation using effective brain local features from T1-weighted images2016

    • Author(s)
      Ryuichi Fujimoto
    • Organizer
      The 38th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • Place of Presentation
      オーランド,アメリカ
    • Year and Date
      2016-08-19
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 年齢推定に有効な脳局所特徴量の効率的な選択方法に関する検討2016

    • Author(s)
      藤本竜一
    • Organizer
      電子情報通信学会医用画像研究会
    • Place of Presentation
      苫小牧,北海道,苫小牧市民会館
    • Year and Date
      2016-07-25
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] ADNIデータベースの脳ネットワーク解析に関する検討2015

    • Author(s)
      近藤千裕
    • Organizer
      電子情報通信学会医用画像研究会
    • Place of Presentation
      生駒
    • Year and Date
      2015-11-11
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Age estimation method using brain local features for T1-weighted images2015

    • Author(s)
      Chihiro Kondo
    • Organizer
      37th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • Place of Presentation
      Milano, Italy
    • Year and Date
      2015-08-26
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 脳局所特徴量に基づく年齢推定手法とADNIデータベースを用いた性能評価2015

    • Author(s)
      近藤千裕
    • Organizer
      電子情報通信学会医用画像研究会
    • Place of Presentation
      函館
    • Year and Date
      2015-07-15
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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Published: 2015-04-16   Modified: 2018-03-28  

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