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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Clinical Applications of Multidisciplinary Computational Anatomy to Diagnosis

Planned Research

Project AreaMultidisciplinary computational anatomy and its application to highly intelligent diagnosis and therapy
Project/Area Number 26108009
Research InstitutionYamaguchi University

Principal Investigator

木戸 尚治  山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (90314814)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 木村 浩彦  福井大学, 学術研究院医学系部門, 教授 (10242596)
法木 左近  福井大学, 学術研究院医学系部門, 准教授 (30228374)
稲井 邦博  福井大学, 学術研究院医学系部門, 准教授 (30313745)
間普 真吾  山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (70434321)
金 亨燮  九州工業大学, 大学院工学研究院, 教授 (80295005)
平野 靖  山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (90324459)
橘 理恵  大島商船高等専門学校, その他部局等, 准教授 (90435462)
Project Period (FY) 2014-07-10 – 2019-03-31
Keywords多元計算解剖 / 計算解剖 / 診断支援 / オートプシ-イメージング / データベース
Outline of Annual Research Achievements

研究成果としては,コンピュータ支援診断(CAD)システム開発に関して,びまん性肺疾患や肺結節やCT大腸内視鏡画像などに対するCADとして,ロバストな関心領域設定手法の開発や深層学習を用いたアルゴリズムの開発をおこなった.さらに深層学習では大量のアノテーション画像が必要であるので,その作成の放射線科医への負担を減らすためにコンピュータが自ら診断基準を設けて診断する教師なし学習やごく少数のラベル付きデータのみを用いる半教師あり学習の手法による画像データの水増しに関する手法を検討した.肺癌に対するCADとして経時差分画像を用いた肺癌の検出手法の開発や術後肺機能評価のための気流シミュレーションモデルの開発をおこなった.また,オートプシー・イメージング画像に対するCADとしてミニブタの経時撮影CT画像のテクスチャ情報を用いた死後経過時間推定アルゴリズムの開発をおこない,今後の人体への応用の可能性を示した.
三次元スキャナを用いた臓器モデルの作成に関して,現在は人体や臓器の表面に着目した画像データ収集はあまりおこなわれていないが,本研究では,これらの表面構造に着目して剖検臓器の三次元スキャナを用いた表面画像データ収集をおこなった.本研究では,びまん性肺疾患研究の第一人者である福井大学の伊藤春海特任教授の指導のもと,伸展固定肺標本を対象として高精度な三次元表面構造データの取得に成功しており,このような表面画像データとCT画像のレジストレーションにより,表面構造情報を保持した三次元臓器モデルの作成をおこなった.この研究はA01奈良先端大との共同研究で実施した.このような三次元モデルは医学生や研修医の臨床教育や外科手術のシミュレーションにおいて有用であると考えられ, 3Dプリンタを用いて個体ごとの臓器モデルを作成することにより,現在のものよりも有用な臓器構造の再現をおこなうことが可能である.

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (53 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (10 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (41 results) (of which Int'l Joint Research: 12 results,  Invited: 12 results) Book (1 results)

  • [Int'l Joint Research] マサチューセッツ総合病院・ハーバード大学/アメリカ国立衛生研究所(NIH)(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      マサチューセッツ総合病院・ハーバード大学/アメリカ国立衛生研究所(NIH)
  • [Journal Article] Postmortem Intravascular Gas Caused by Antemortem Bacterial Sepsis2019

    • Author(s)
      Fumihiro Kitano, Kazuyuki Kinoshita, Sakon Noriki, Kunihiro Inai
    • Journal Title

      Internal Medicine

      Volume: 58 Pages: 457-458

    • DOI

      https://doi.org/10.2169/internalmedicine.1452-18

    • Open Access
  • [Journal Article] Analysis of the effects of transfer learning on opacity classification of diffuse lung diseases using convolutional neural network2019

    • Author(s)
      Ami Atsumo, Shingo Mabu, Shoji Kido, Yasushi Hirano, Takashi Kuremoto
    • Journal Title

      Proc. SPIE 11050, International Forum on Medical Imaging in Asia 2019

      Volume: - Pages: 1105017-1-5

    • DOI

      10.1117/12.2521229

  • [Journal Article] 胸部CT検診におけるAI-CADの研究開発動向2019

    • Author(s)
      木戸尚治
    • Journal Title

      INNERVISION

      Volume: 34 Pages: 14-17

  • [Journal Article] Deep Learning Electronic Cleansing for Single- and Dual-Energy CT Colonography2018

    • Author(s)
      Rie Tachibana, Janne J. Nappi, Junko Ota, Nadja Kohlhase, Toru Hironaka, Se Hyung Kim, Daniele Regge, Hiroyuki Yoshida
    • Journal Title

      RadioGraphics

      Volume: 38 Pages: 2034-2050

    • DOI

      https://doi.org/10.1148/rg.2018170173

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Extraction of GGO Candidate Regions on Thoracic CT Images using SuperVoxel-Based Graph Cuts for Healthcare Systems2018

    • Author(s)
      Huimin Lu, Masashi Kondo, Yujie Li, Jookooi Tan, Hyoungseop Kim, Seiichi Murakami, Takotoshi Aoki, Shoji Kido
    • Journal Title

      Mobile Networks and Applications

      Volume: 23 Pages: 1669-1679

    • DOI

      10.1007/s11036-018-1111-2

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Pitfall in interpretation of kappa coefficients, in reference to the disagreement between Dr Shinichi Watanabe and Drs Tsunemi and Hiruma concerning the efficacy of the Dermatophyte Test Strip2018

    • Author(s)
      Sakon Noriki, Hisaya Ishida
    • Journal Title

      J Dermatol

      Volume: 45 Pages: e290-291

    • DOI

      https://doi.org/10.1111/1346-8138.14327

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] AIの画像診断への応用2018

    • Author(s)
      木戸 尚治
    • Journal Title

      画像診断

      Volume: 34 Pages: 488-493

  • [Journal Article] AIによるテクスチャ解析を用いた死因・死後経過時間の推定2018

    • Author(s)
      平野 靖, 木戸尚治
    • Journal Title

      INNERVISION

      Volume: 33 Pages: 21-23

  • [Journal Article] AI導入後のCT読影のCADについて2018

    • Author(s)
      木戸 尚治
    • Journal Title

      CT検診会誌

      Volume: 25 Pages: 1-6

  • [Journal Article] Artificiallntelligence(Al)の胸部画像診断への応用と将来への展望2018

    • Author(s)
      木戸尚治
    • Journal Title

      画像診断

      Volume: 38 Pages: 1296-1305

  • [Presentation] 人工知能時代の画像処理技術、ココが知りたい! 3)CAD2019

    • Author(s)
      木戸 尚治
    • Organizer
      日本画像医学会
    • Invited
  • [Presentation] 画像診断領域におけるディープラーニングの基礎2019

    • Author(s)
      木戸 尚治
    • Organizer
      日本画像医学会
    • Invited
  • [Presentation] 医療における人工知能セミナー2019

    • Author(s)
      木戸 尚治
    • Organizer
      九頭竜2019
    • Invited
  • [Presentation] Ensemble 3D residual network(E3D-ResNet) for reduction of false-positive polyp detections in CT colonography,2019

    • Author(s)
      Tomoki Uemura, Janne J. Nappi, Huimin Lu, Hyoungseop Kim, Rie Tachibana, Toru Hironaka, Hiroyuki Yoshida.
    • Organizer
      SPIE Medical Imaging 2019
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Deep radiomic precision CT imaging for prognostic biomarkers for interstitial lung diseases2019

    • Author(s)
      Tomoki Uemura, Mikio Matsuhiro, Chinatsu Watari, Janne Nappi, Radin Nasirudin, Toru Hironaka, Yoshiki Kawata, Noboru Niki, Hiroyuki Yoshida.
    • Organizer
      SPIE Medical Imaging 2019
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Electronic cleansing in CT colonography using a generative adversarial network2019

    • Author(s)
      Rie Tachibana, Janne Nappi, Toru Hironaka, Hiroyuki Yoshida.
    • Organizer
      SPIE Medical Imaging 2019
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 経時的差分像上の関心領域内の統計的特徴量に基づく結節状陰影の自動検出2019

    • Author(s)
      金,田中,陸,村上,青木,木戸
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会
  • [Presentation] DeconvNetとV-Netを用いた3次元CT画像中の肺結節領域抽出2019

    • Author(s)
      木寺 俊介,木戸 尚治,平野 靖,田中 伸幸
    • Organizer
      電子情報通信学会
  • [Presentation] U-Netおよびresidual U-Netを用いたCT画像中のびまん性肺疾患領域のセグメンテーション2019

    • Author(s)
      村上 佳菜子,木戸 尚治,平野 靖,間普 真吾,近藤 堅司,小澤 順
    • Organizer
      電子情報通信学会
  • [Presentation] 肺気腫病変でFDG集積は亢進しているか;CT像から得た肺組織量による補正FDG PET像による評価2019

    • Author(s)
      菅 一能,平野 靖,木戸 尚治,平野 綱彦,松永 和人
    • Organizer
      第11回呼吸機能イメージング研究会学術集会
  • [Presentation] 3DCNNによる肺結節の画像所見の検出および出力結果に基づく良悪性鑑別2019

    • Author(s)
      福嶋 一茂,平野 靖,木戸 尚治,岩野 信吾
    • Organizer
      第11回呼吸機能イメージング研究会学術集会
  • [Presentation] 深層学習を用いた呼吸音識別器の構築2019

    • Author(s)
      間普 真吾,岩本 亮佑,木戸 尚治,呉本 尭,平野 靖,河村 武郎:
    • Organizer
      第11回呼吸機能イメージング研究会学術集会
  • [Presentation] Unsupervised and semi-supervised learning for efficient opacity annotation of diffuse lung diseases2019

    • Author(s)
      Shingo Mabu, Shoji Kido, Yasushi Hirano, Takashi Kuremoto
    • Organizer
      he Joint 2019 International Workshop on Advanced Image Technology (IWAIT) & International Forum on Medical Imaging in Asia (IFMIA)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Data enhancement of deep learning for thoracic imaging2019

    • Author(s)
      Shoji Kido, Yasushi Hirano, Shingo Mabu
    • Organizer
      he Joint 2019 International Workshop on Advanced Image Technology (IWAIT) & International Forum on Medical Imaging in Asia (IFMIA)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Analysis of the effects of transfer learning on opacity classification of diffuse lung diseases using convolutional neural network.2019

    • Author(s)
      Ami Atsumo, Shingo Mabu, Shoji Kido, Yasushi Hirano, Takashi Kuremoto
    • Organizer
      he Joint 2019 International Workshop on Advanced Image Technology (IWAIT) & International Forum on Medical Imaging in Asia (IFMIA)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Detection of pulmonary nodules on chest X-ray images using R-CNN2019

    • Author(s)
      Risa Takemiya, Shoji Kido, Yasushi Hirano, Shingo Mabu
    • Organizer
      he Joint 2019 International Workshop on Advanced Image Technology (IWAIT) & International Forum on Medical Imaging in Asia (IFMIA)
  • [Presentation] Segmentation of lung region from chest X-ray images using U-net2019

    • Author(s)
      Keigo Furutani, Yasushi Hirano, Shoji Kido
    • Organizer
      he Joint 2019 International Workshop on Advanced Image Technology (IWAIT) & International Forum on Medical Imaging in Asia (IFMIA)
  • [Presentation] 人工知能(AI)が変えるコンピュータ支援診断の現状と将来2018

    • Author(s)
      木戸 尚治
    • Organizer
      第14回Imaging Now in Kanagawa学術講演会
    • Invited
  • [Presentation] 人工知能が変えるコンピュータ支援診断の現状と将来2018

    • Author(s)
      木戸 尚治
    • Organizer
      第30回岐阜呼吸器内科研究会
    • Invited
  • [Presentation] 医療画像診断における人工知能(AI)の現状と将来への展望2018

    • Author(s)
      木戸 尚治
    • Organizer
      第35回飛鳥放射線医学セミナー
    • Invited
  • [Presentation] AI導入後のCT読影のGADについて2018

    • Author(s)
      木戸 尚治
    • Organizer
      日本CT検診学会夏期セミナー2018
    • Invited
  • [Presentation] ディープラーニングによるコンピュータ支援診断の現状と将来2018

    • Author(s)
      木戸 尚治
    • Organizer
      京都府立医科大学放射線科デイリーカンファレンス
    • Invited
  • [Presentation] Ai-CTのテクスチャ解析による死後経過時間推定2018

    • Author(s)
      平野 靖,木戸 尚治
    • Organizer
      第107回日本病理学会総会 病理解剖と死亡時画像診断(Ai)研究会
    • Invited
  • [Presentation] 人工知能に関する最新の話題2018

    • Author(s)
      木戸 尚治
    • Organizer
      第26回日本外科学会生涯教育セミナー(中国・四国地区)
    • Invited
  • [Presentation] CADおよびAI研究に向けて2018

    • Author(s)
      木戸 尚治
    • Organizer
      第4回呼吸機能イメージング研究会サマーセミナー
    • Invited
  • [Presentation] Computerized imaging diagnosis of pulmonary diseases with artificial intelligence2018

    • Author(s)
      Shoji Kido
    • Organizer
      2018 SJTU Workshop (Joint Seminar with JSPS Core-to-Core Program) on Medical Imaging and Computational Modeling in Cardiovascular and Pulmonary Diseases
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Deep Learning を用いた胸部CT像中の肺結節の画像所見の検出および良悪性鑑別2018

    • Author(s)
      福嶋 一茂,平野 靖,木戸 尚治,岩野 信吾
    • Organizer
      第37回日本医用画像工学会大会
  • [Presentation] Automated Construction of the Optimal Structure for 3D CNN by Using the Bayesian Optimizatio2018

    • Author(s)
      Yasushi Hirano, Takayoshi Ito, Shoji Kido, Shingo Iwano
    • Organizer
      RSNA2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Data Enhancement of Deep Learning for Medical Image Analysis: How Do We Increase Precisely Labeled Training Images?2018

    • Author(s)
      Shoji Kido, Kanako Murakami, Noriaki Hashimoto, Yasushi Hirano, Shingo Mabu, Kenji Suzuki
    • Organizer
      RSNA2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Deep Learningを用いたAi-CT画像に対する死後経過時間推定2018

    • Author(s)
      茶位 翔太,平野 靖,木戸 尚治,木下 一之,稲井 邦博,法木 左近
    • Organizer
      医用画像研究会
  • [Presentation] CT像に対するテクスチャ解析による死後経過時間推定2018

    • Author(s)
      平野 靖,木戸 尚治,木下 一之,稲井 邦博,法木 左近
    • Organizer
      医用画像研究会
  • [Presentation] Aiを介した病理学と放射線科との連携2018

    • Author(s)
      法木左近
    • Organizer
      第107回日本病理学会 ワークショップ
  • [Presentation] Aiと病理解剖との対比検討から分かること2018

    • Author(s)
      法木左近
    • Organizer
      福井県警察医会
  • [Presentation] 畳み込みニューラルネットワークを用いた肺聴診音データの識別2018

    • Author(s)
      若本亮佑,間普真吾,木戸尚治,呉本尭,平野靖,河村武郎
    • Organizer
      計測自動制御学会システム・情報部門学術講演会
  • [Presentation] CNNによる胸部CT画像からの経時的差分画像上の異常陰影の検出2018

    • Author(s)
      長尾 充朗,植村 知規,陸 慧敏,タン ジュークイ,金 亨燮,村上 誠一,青木 隆敏,平野 靖,木戸 尚治
    • Organizer
      第37回日本医用画像工学会
  • [Presentation] Detection of Abnormal Shadows on Temporal Subtraction Images Based on Multi-phase CNN2018

    • Author(s)
      Nagao, Miyake, Yoshino, Lu, Kim, Murakami, Aoki, Kido
    • Organizer
      ICCAS2018
  • [Presentation] Automatic Extraction of Abnormalities on Temporal CT Subtraction Images Using Sparse Coding and 3D-CNN2018

    • Author(s)
      Koizumi, Miyake, Lu, Kim, Murakami, Aoki, Kido
    • Organizer
      ICCAS2018
  • [Presentation] CNN,FCN,U-Netを用いたびまん性肺疾患の領域抽出の比較2018

    • Author(s)
      村上 佳菜子, 橋本 典明, 木戸 尚治, 平野 靖, 間普 真吾, 近藤 堅司, 小澤 順
    • Organizer
      2018年度人工知能学会全国大会(第32回)
  • [Presentation] Segmentation of lung nodules on MDCT images by using 3D Conv-DeconvNet2018

    • Author(s)
      Kidera Shunsuke, Kido Shoji, Hirano Yasushi, Mabu Shingo, Tanaka Nobuyuki
    • Organizer
      Computer Assisted Radiology and Surgery, 32th International Congress and Exhibition (CARS2018)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 3D residual convolutional networks for computer-aided detection of polyps in CT colonography, Computer Assisted Radiology and Surgery2018

    • Author(s)
      T. Uemura, H. Lu, H. Kim, R. Tachibana, T. Hironaka, J. Nappi, H. Yoshida
    • Organizer
      Computer Assisted Radiology and Surgery, 32th International Congress and Exhibition (CARS2018)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Deep Learning Techniques for Automated Segmentation of Diffuse Lung Disease Opacities on CT Images,2018

    • Author(s)
      Shoji Kido, Kanako Murakami, Noriaki Hashimoto, Yasushi Hirano, Shingo Mabu, Kenji Suzuki
    • Organizer
      RSNA2018
    • Int'l Joint Research
  • [Book] 医療AIとディープラーニングシリーズ 標準 医用画像のためのディープラーニング: 入門編,応用編2019

    • Author(s)
      福岡 大輔 (著, 編集), 藤田 広志 (監修) 、木戸尚治
    • Total Pages
      14
    • Publisher
      オーム社
    • ISBN
      978-4274223648

URL: 

Published: 2019-12-27  

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