観察者実験の信頼性向上を目的としたROC・FROC解析システムの開発

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K09062
• Research Institution: Gifu University
• Principal Investigator: 福岡 大輔 岐阜大学, 教育学部, 准教授 (60321436)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 医療・福祉 / 画像診断

Outline of Annual Research Achievements

放射線技術の分野において，観察者実験による画像評価や診断能の視覚評価は非常に重要な要素技術となっている．本研究課題では，実験計画者（ヒト）の先入観（バイアス）が含まれない信頼性の高い観察者実験を実現するためのシステムを開発し，その有用性の検証を行うことを目的とし，(1)コンピュータによる提示症例の評価と提示順序決定の自動化，(2)大規模データを用いたオンライン上での観察者実験の実現．(3)コンピュータ支援診断(CAD: Computer-aided Diagnosis)システムを対象とした診断能評価の自動化を実現する．
本年度においては，オンライン観察者実験の実現をめざしROCサーバを構築した．構築したROCサーバでは，観察者の応答の蓄積と解析を実現し，画像データと観察者応答をROCサーバに蓄積し一元管理するためのデータベースの構築を行なった．観察者から得られる応答データは一旦SQL(Structured Query Language)データベース上に保存蓄積され，その後，統計的解析が行われる．ROCサーバとクライアントプログラム間の通信に関する要素技術の開発を行い，MRMC(Multi-Reader Multi-Case)実験結果の収集と一元管理を行うシステムを構築した．また，DICOM(Digital Imaging and COmmunication in Medicine)通信に準拠した画像データの送受信部分を構築し，DICOMサーバからの画像取得を可能とした．クライアントとなる画像表示ソフトウエアは，これまでに開発したビューワソフトウエアを改良し実現した．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初計画したROCサーバと，それに係るオンライン解析システムを構築し要素技術の開発を行った．機能モデルとしての動作検証を行い良好な結果が得られた．こららの研究成果より「おおむね順調に進展している」といえる．

Strategy for Future Research Activity

本年度のシステムの要素技術の開発成果を踏まえ，画像提示順の自動化などの機能を構築し，実験の信頼性・信憑性の向上をめざしたシステム構築を行う．次年度以降には，試作モデルの開発に着手し，(1)コンピュータによる提示症例の評価と提示順序決定の自動化，(2)大規模データを用いたオンライン上での観察者実験の実現．(3)コンピュータ支援診断(CAD: Computer-aided Diagnosis)システムを対象とした診断能評価の自動化を実現する．

Causes of Carryover

当初計画していたコンピュータ購入に関する物品購入費が抑えられ，次年度使用額が生じた. 次年度に開発を行うシステムの試作モデル製作に向けて，高速な演算処理を行う計算機導入のための物品購入費として使用する計画である．

Research Products

• [Journal Article] Quantitative Sonographic Assessment of the Quadriceps Femoris Muscle in Healthy Japanese Adults (2017)
  • Author(s): Watanabe Tsuneo、Murakami Hiroki、Fukuoka Daisuke、Terabayashi Nobuo、Shin Sohee、Yabumoto Tamotsu、Ito Hiroyasu、Fujita Hiroshi、Matsuoka Toshio、Seishima Mitsuru
  • Journal Title: Journal of Ultrasound in Medicine Volume: 36 Pages: 1383-1395
  • DOI: https://doi.org/10.7863/ultra.16.07054
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 運動器領域における超音波検査評価法の創出 (2017)
  • Author(s): 渡邉恒夫, 寺林伸夫, 福岡大輔, 藤田広志, 松岡敏男, 清島満
  • Journal Title: 臨床病理 Volume: 65(12) Pages: 1263‐1268
• [Journal Article] 胸部X線画像との画像融合を用いたMIBG心筋シンチグラムにおける心臓縦隔比測定ソフトウェア開発の現状 (2017)
  • Author(s): 小保田智彦, 原 武史, 福岡大輔, 三木一孝, 石原匡彦, 多湖博史, 安部美輝, 片渕哲朗, 藤田広志
  • Journal Title: 日本心臓核医学会誌 Volume: 19(1) Pages: 27-32
• [Journal Article] A02-3 Function integrated diagnostic assistance based on multidisciplinary computational anatomy models - Progress Overview FY2016 - (2017)
  • Author(s): H.Fujita, T.Hara, X.Zhou, K.Azuma, D.Fukuoka, Y.Hatanaka, N.Kamiya, M.Matsuo, T.Katafuchi, T.Matsubara, T.Miyati, C.Muramatsu, A.Teramoto, and Y.Uchiyama
  • Journal Title: Proc. of the 3rd International Symposium on the Project “Multidisciplinary Computational Anatomy” Volume: - Pages: 95-104
• [Presentation] ROC解析用ソフトウェアの再生と統合型観察者実験キットの開発 (2017)
  • Author(s): 福岡大輔，白石順二 ，原 武史，田中利恵
  • Organizer: 第45回日本放射線技術学会秋季学術大会
• [Presentation] ROC観察者実験用ソフトウエアを用いた一対比較法による画質評価 (2017)
  • Author(s): 白石順二，福岡大輔，田中利恵，原 武史
  • Organizer: 第19回医用画像認知研究会
• [Presentation] ドパミントランスポーターイメージングにおけるCT像とMR像の位置合わせを利用した定量解 析システム (2017)
  • Author(s): 竹田優太, 横井翔伍, 田中悠貴, 原武史, ZHOU Xiangrong, 片渕哲朗, 福岡大輔, 松迫正樹, 藤田広志
  • Organizer: 第36回日本医用画像工学会大会
• [Presentation] 脳血流シンチグラフィ検査におけるPatlak plot法に基づく平均脳血流量の自動測定システムの開発 (2017)
  • Author(s): 籾内政哉, 原武史, 福岡大輔, 多湖博史, 後藤裕夫, 片渕哲朗, 藤田広志
  • Organizer: 第36回日本医用画像工学会大会
• [Book] 医用画像情報工学 (2018)
  • Author(s): 藤田広志・寺本篤司・岡部哲夫 編
  • Total Pages: 43-45,170-172
  • Publisher: 医歯薬学出版
  • ISBN: 978-4-263-20648-5