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2022 Fiscal Year Research-status Report

Lightweight 3D Deep Learning Network for Computer-Aided Diagnosis of Liver Lesions

Research Project

Project/Area Number 20K21821
Research InstitutionRitsumeikan University

Principal Investigator

陳 延偉  立命館大学, 情報理工学部, 教授 (60236841)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 岩本 祐太郎  大阪電気通信大学, 情報通信工学部, 講師 (30779054)
Project Period (FY) 2020-07-30 – 2024-03-31
Keywords三次元深層学習ネットワーク / 軽量化 / ボリューム画像 / 肝臓疾患 / セグメンテーション / 高解像度
Outline of Annual Research Achievements

医用ボリューム画像をそのまま解析できる軽量化された効率的な三次元深層学習ネットワークの開発を目的に、以下の研究成果が得られた。
(1) コンピュータビジョンタスクの中で最も計算コストの高い三次元臓器セグメンテーションについて、軽量化された、高精度な深層学習モデル3D Multiple-Contextual ROI-Attention Networkを提案し、C T画像における高精度な三次元肝臓セグメンテーションを実現した。その成果を電子情報通信学会英文誌で発表した。
(2)医用画像の事前情報を用いて効率よくMRIの高解像化ができた。人工知能分野のトップ学術誌IEEE Transactions on Emerging Topics in Computational Intelligence(IF: 4.851)で発表した。
(3)三次元医用画像セグメンテーションの成果や三次元形態解析の結果はトップ国際学会ICCE2022 (H5 index: 27), ICASSP2022 (H5 index:110), EMBC2022 (H5 index: 43)などで発表した。
(4) 2022年6月に大会長として国際学会International Conference on Innovation in Medicine and Healthcareをギリシャで主催した。その論文集を本として
Springer社より出版した。また、2022年7月に第22回日本術中画像情報学会にて「AIと医用画像解析」という特別講演を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

研究協力者がコロナの感染拡大の影響により、予定通り中国から来日できなかったためである。

Strategy for Future Research Activity

今後これまで開発した三次元深層学習ネットワークを様々な分野に応用していく。特に肝臓疾患の診断支援に応用していく。三次元肝臓セグメンテーション、肝臓腫瘍検出、肝臓腫瘍の鑑別などを中心に研究を進めていく。

Causes of Carryover

【理由】中国から研究協力者が2022年8月に来日し、開発した軽量化三次元ネットワークを用いた肝臓腫瘍の検出と鑑別に関する研究を行う予定だったが、2022年8月に出発地である天津市がコロナのため、ロックダウンされてしまった。そのため、研究協力者の来日が大幅に延期になってしまった。
【使用計画】2023年4月-9月 2022年度に開発した3D軽量化ネットワークを用いて肝臓と腫瘍のセグメンテーションを行う。
2023年10月-11月 セグメンテーションした肝臓と腫瘍に対して、その鑑別と再発予測を行う。
2023年12月   結果をまとめる。

  • Research Products

    (13 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 4 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 1 results) Book (1 results)

  • [Int'l Joint Research] 浙江大学計算機学院/浙江大学医学部附属病院(中国)

    • Country Name
      CHINA
    • Counterpart Institution
      浙江大学計算機学院/浙江大学医学部附属病院
  • [Journal Article] 3D Multiple-Contextual ROI-Attention Network for Efficient and Accurate Volumetric Medical Image Segmentation2023

    • Author(s)
      He Li, Yutaro Iwamoto, Xianhua Han, Lanfen Lin, Akira Furukawa, Shuzo Kanasaki, and Yen-Wei Chen
    • Journal Title

      IEICE Trans. Information and Systems

      Volume: Vol.E106-D, No.5 Pages: 1027-1037

    • DOI

      10.1587/transinf.2022EDP7193

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Unsupervised MRI Super-Resolution using Deep External Learning and Guided Residual Dense Network with Multimodal Image Priors2023

    • Author(s)
      Yutaro Iwamoto, Kyohei Takeda, Yinhao Li, Akihiko Shiino, and Yen-Wei Chen
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Emerging Topics in Computational Intelligence (Impact Factor: 4.851 )

      Volume: Vol.7, No.2 Pages: 426-435

    • DOI

      10.1109/TETCI.2022.3215137

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Characterisation of Focal Liver Lesions in Multi-phase CT images Using Textural and Pathological Descriptors2022

    • Author(s)
      Saeed Moslehi; Amir Hossein Foruzan; Yen-Wei Chen, Hongjie Hu
    • Journal Title

      Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering: Imaging & Visualization (Impact Factor: 2.269 )

      Volume: Published Online Pages: -

    • DOI

      10.1080/21681163.2022.2156390

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] IDH Mutation Status Prediction by a Radiomics Associated Modality Attention Network2022

    • Author(s)
      Xinran Zhang, Xiaoyu Shi, Yutaro Iwamoto, Jingliang Cheng, Jie Bai, Guohua Zhao, Xian-hua Han and *Yen-Wei Chen
    • Journal Title

      The Visual Computer (Impact Factor: 2.601 )

      Volume: Published Online Pages: -

    • DOI

      10.1007/s00371-022-02452-y

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] AIと医用画像解析2022

    • Author(s)
      陳延偉
    • Organizer
      第22回日本術中画像情報学会(特別講演)(招待講演)
    • Invited
  • [Presentation] Automatic Segmentation of Infant Brain Ventricles with Hydrocephalus in MRI Based on Deep Multi-Path Learning2022

    • Author(s)
      Hikari Jinbo, Yutaro Iwamoto, Masahiro Nonaka, Yen-Wei Chen
    • Organizer
      40th IEEE International Conference on Consumer Electronics (IEEE ICCE2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 3D Facial Ethnicity Identification Based on Cylindrical Projection and Deep Learning2022

    • Author(s)
      Takuma Terada, Ryusuke Kimura, Yen-Wei Chen
    • Organizer
      40th IEEE International Conference on Consumer Electronics (IEEE ICCE2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] An Accurate Unsupervised Liver Lesion Detection Method Using Pseudo-lesions2022

    • Author(s)
      He Li, Yutaro Iwamoto, Xianhua Han, *Lanfen Lin, Hongjie Hu and *Yen-Wei Chen・
    • Organizer
      International Conference on Medical Image Computing and Computer Assisted Intervention (MICCAI 2022(国際学会)(H5 index: 78)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] An Intra- and Inter-Modality Fusion Model Using MR Images for Prediction of Glioma Isocitrate Dehydrogenase (IDH) Mutation2022

    • Author(s)
      Xiaoyu Shi, Xinran Zhang, Yutaro Iwamoto, Jingliang Cheng, Jie Bai, Guohua Zhao and Yen-Wei Chen*
    • Organizer
      44th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society (IEEE EMBC 2022)(国際学会)(H5 index: 43)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Dual Discriminator-Based Unsupervised Domain Adaptation Using Adversarial Learning for Liver Segmentation on Multiphase CT Images2022

    • Author(s)
      Swathi Ananda, Yutaro Iwamoto, Xianhua HAN, *Lanfen Lin, *Hongjie Hu and *Yen-Wei Chen
    • Organizer
      44th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society (IEEE EMBC 2022)(国際学会)(H5 index: 43)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Mixed Transformer U-Net for Medical Image Segmentation2022

    • Author(s)
      Hongyi Wang, Shiao Xie, Lanfen Lin, Yutaro Iwamoto, Xian-Hua Han, Yen-Wei Chen, Ruofeng Tong
    • Organizer
      2022 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (IEEE ICASSP2022)(国際学会)(H5 index:110 )
    • Int'l Joint Research
  • [Book] Innovation in Medicine and Healthcare2022

    • Author(s)
      Yen-Wei Chen, Satoshi Tanaka, Robert I. Howlett and Lakhmi C. Jain
    • Total Pages
      314
    • Publisher
      Springer
    • ISBN
      978-981-19-3440-7

URL: 

Published: 2023-12-25  

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