2021 Fiscal Year Research-status Report
Development of Detection and Classification System for Supporting Medical Diagnosis of Endoscope Image, Cell Image and CT images
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20K11873
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| Research Institution | Chubu University |
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Principal Investigator |
岩堀 祐之 中部大学, 工学部, 教授 (60203402)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | コンピュータビジョン / 医用画像認識 / ポリープ形状 / 血管構造 / ＣＴ画像 / リンパ節 / 細胞画像 / ディープラーニングモデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
医療内視鏡の研究においては、ポリープ形状と大きさを求めることを目的に、1枚の内視鏡画像から血管の幅情報を仮定して、アイコナール方程式を解いて形状を求めるための拡張アルゴリズムを用いて反射係数Cを最適化で推定することにより絶対的な大きさを精度良く求める方法を研究した。これまで血管が水平面に沿っているところを前提としていたが、内壁に沿った場合にも復元した3次元相対形状から血管の微小平面の傾きを水平面に修正することでポリープの大きさ推定精度を向上する方法を開発した。3次元奥行分布を組み合わせることでU-Netの構造を用いて平坦型ポリープの検出精度を高める研究ほか、近年研究されているPix2Pixを用いて内壁の奥行とともに自然な形式のポリープ画像を生成することでデータセットを増やすための方法を研究した。また、ポリープ検出性能の向上を目的として、顕著性マップを用いてポリープを追跡する方法、顕著性マップをポリープセグメンテーションに応用する方法、教師なし学習によるポリープのセグメンテーション、局所的な形状情報に加えてテクスチャ情報を特徴量として分類を高精度に行う方法、ゼロショット学習による相対的な奥行分布を用いてビデオ映像からキーフレームを抽出する方法を開発した。
リンパ節の検出・分類においては、CT画像データからディープラーニングモデルでの分類性能を評価したほか、U-Netファミリーのモデルでセグメンテーションが可能なことから検出と分類を一つのモデルで同時に行う方法を開発した。また側方リンパ節の検出を行うために骨領域を抽出する研究ほか、3D U-Netでリンパ節の検出を高精度に行う研究を調査した。細胞画像関係の研究は腎臓細胞の糸球体をWSI(バーチャルスライド)の一部画像からセグメンテーションを精度良く行うモデルについて検討した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の目的に基づいて検討を行いながら、必要に応じて独自性を重視する研究を遂行しており、得られた知見や結果に対する論文投稿ならびに研究発表を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
ポリープの検出と分類の研究は相当のレベルまで来ているが、３次元情報を加えた性能改善が可能なことを示してきた。3次元情報を加える際に奥行分布（デプスマップ）がいわゆる相対的な情報に過ぎないとより詳細な分類ができないが、そのためには絶対的な大きさ情報と形状を如何に復元出来るかが重要である。これまで血管を用いてポリープの形状復元を行う方法を検討しており、今後血管を用いないで他の固定情報を用いて目的のことを行う研究を行う予定である。また白色光源画像のみならずNBIなどでも同様に形状復元を行う手法を検討する予定である。リンパ節については検出精度が十分でないため、検出精度の高い方法を開発する予定である。また腹部断面CT画像において側方領域のリンパ節のみを抽出するための手法を自動抽出する方法を開発する予定である。リンパ節も細胞も検出精度と転移の有無の分類精度をともに上げることが目的であるため、データセットの拡張とともにモデルの改良を含めて検討する予定である。
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| Causes of Carryover |
国際会議・国内会議などをオンラインで行うことで、旅費を支出する必要がなかったため、次年度使用額となった。研究謝金などの工面や国際会議・国内会議の旅費を想定して使用する予定である。
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Research Products
(30 results)
