2014 Fiscal Year Annual Research Report
医学的知見を取り入れた内視鏡画像の認識とその臨床への応用
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14J00223
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
平川 翼 広島大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| Keywords | 内視鏡動画像認識 / NBI内視鏡 / パーティクルフィルタ / ディリクレ分布 / 焦点ぼけ情報 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成26年度は申請書及び研究実施計画に基づき，内視鏡検査中に医師の診断を支援するためのシステム開発を目的として，内視鏡検査時に安定的に認識結果を出力する手法の開発を主な研究課題として取り組んだ．内視鏡検査時の診断支援のために内視鏡動画像に対して毎フレーム識別を行い，その結果を出力する診断支援システムのプロトタイプが提案されているが，このシステムには出力結果が不安定であるという問題点が存在する．本研究で扱う識別結果の不安定性は，内視鏡動画像特有の頻繁に発生する焦点ぼけによる影響が大きいと仮定し，安定化すべき識別結果以外に動画像のフレームから取得できる焦点ぼけの情報を利用する安定化手法を提案した．一般的な安定化手法では対象となる信号のみを考慮するが，本研究で提案した手法では，焦点ぼけの情報を平滑化するべき信号の信頼度として用いる事で鮮明なフレームでは識別結果を信頼し，ぼけの大きなフレームでは識別結果を信頼しない手法を実現した．実験の結果，従来の手法ではぼけの大きなフレームでの間違った識別結果に影響を受けていたが，本研究で提案した手法ではぼけの影響を抑制しつつ安定化する事を可能とした．以上の結果をまとめ医用画像関連の学会誌に投稿した（現在査読中）．
また，内視鏡検査中の診断支援システムの効果を検証するために，識別プログラムを医療現場で動作させるためのシステム開発を行った．実際の内視鏡検査映像に対して識別プログラムを適用するために，内視鏡デバイスから出力される映像信号を分配器をもちいてPCへ取り込んだ．内視鏡の映像信号はYUV形式であるため，識別プログラムに適用できるRGB形式に変換し，識別プログラムを適用する．最終的にその結果をディスプレイへ表示するシステムを構築した．このシステムの概要について，国内の支部大会にて発表した（共著者発表）．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
平成26年度は「内視鏡検査全体で安定的に識別結果を出力する手法の開発」を行った．その結果，従来よりも安定的に識別結果を表示する事が可能となった．上記の内容をまとめた論文は平成27年度3月までにほぼ書き終え，英文校正の後に平成27年4月に投稿した．これは申請書に記述した予定とほぼ同様である．
また，診断支援システムを実際の内視鏡検査の現場で動作させるシステムを開発した．この内容は当初，平成28年度の研究計画に組み込んでいたものであるが，予定よりも早く開発導入を行う事が出来た．
以上より，本研究課題は当初の計画以上に進展していると考えられる．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成27年度についても研究計画書に記載した通りに研究を進める．すなわち，内視鏡画像全体を認識するための領域分割手法の開発を行う．すでに我々は，内視鏡画像全体を細かく分割し，その結果に対してマルコフ確率場を用いて領域分割を行っているが，いまだ不十分であり望ましい結果は得られていない．共同研究者の内視鏡医の協力を得て，画像全体のラベル付けを行っていただく．同時に診断に有用とされる情報についての調査を行う．その情報を用いて，統計的手法によるモデル化を行い，領域分割を実現する．
なお本年度は研究計画書に記載した通り，フランスのParis-Est大学Marne-la-Vallee校にて剣持雪子氏及び，医用画像処理・領域分割に精通しているLaurent Najman氏協力を得て上記の課題について研究従事する．
現在のところ，研究計画の変更及び研究遂行上の問題点は特に無い．
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Research Products
(5 results)
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[Presentation] Trade-off between speed and performance for colorectal endoscopic NBI image classification2015
Author(s)
Shoji Sonoyama, Toru Tamaki, Tsubasa Hirakawa, Bisser Raytchev, Kazufumi Kaneda, Tetsushi Koide, Yoko Kominami, Shigeto Yoshida, Shinji Tanaka
Organizer
SPIE Medical Imaging 2015
Place of Presentation
Town & Country Resort and Convention Center San Diego, California, United States
Year and Date
2015-02-27 – 2015-03-03
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[Presentation] SVM-MRF segmentation of colorectal NBI endoscopic images2014
Author(s)
Tsubasa Hirakawa, Toru Tamaki, Bisser Raytchev, Kazufumi Kaneda, Tetsushi Koide, Yoko Kominami, Shigeto Yoshida, Shinji Tanaka
Organizer
IEEE International Conference of Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC2014)
Place of Presentation
Sheraton Chicago Hotel and Towers, Chicago, IL, USA
Year and Date
2014-08-26 – 2014-08-30
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