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2015 Fiscal Year Annual Research Report

多種画像統合による内視鏡診断治療支援のためのモダリティシームレスナビゲーシ ョン

Research Project

Project/Area Number 25242047
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

森 健策  名古屋大学, 情報連携統括本部, 教授 (10293664)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 北坂 孝幸  愛知工業大学, 情報科学部, 准教授 (00362294)
小田 昌宏  名古屋大学, 情報科学研究科, 助教 (30554810)
二村 幸孝  名古屋大学, 情報連携統括本部, 研究員 (70402477) [Withdrawn]
三澤 一成  愛知県がんセンター, 分子腫瘍学部, 研究員 (70538438)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2017-03-31
Keywordsコンピュータ科学 / 医用画像処理
Outline of Annual Research Achievements

消化管領域における内視鏡診断治療支援のための「モダリティシームレスナビゲーション」技術の開発を目指し、平成27年度は多種画像モダリティシームレス統合に基づく内視鏡診断治療支援手法の実現に関する以下の研究項目を実施した。
(1) 仮想画像自動生成手法の開発:早期病変位置や内視鏡位置を消化管の仮想画像像上に表示する手法を開発した。消化管に関連する血管構造、リンパ節位置といった局所解剖学的構造などを重畳表示可能とする方法を検討した。
(2) 消化管変形推定手法の開発:消化管は大きく変形する臓器であり、内視鏡検査前に撮影されるCT像上における形状と検査中に撮影される内視鏡画像、超音波画像上における形状は大きく異なる。これらの画像間での臓器形状の変化をとらえるため、消化管変形推定手法について検討した。また、仰向け、横向きの2体位で撮影された画像から消化管の変形を求める手法について検討した。
(3) 内視鏡位置推定手法の開発:内視鏡検査中において内視鏡先端が上部消化管内のどの部位にあるかを推定する手法を検討した。内視鏡先端位置に取り付けられた位置センサ情報、内視鏡画像と仮想化内視鏡画像情報、消化管変形情報を活用し、内視鏡位置を推定する手法を検討した。多センサを利用した内視鏡位置推定手法の検討を継続した。
(4) 多種画像モダリティシームレス統合手法の実現:内視鏡検査前に撮影されるCT像、内視鏡検査時に撮影される内視鏡画像のモダリティシームレスな統合手法を検討した。画像情報だけでなく局所解剖構造情報も利用することでモダリティシームレス画像統合を検討した。超音波画像をレジストレーションに利用する方法についても検討した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

内視鏡診断治療支援のための「モダリティシームレスナビゲーション」技術開発を目指した研究を実施した。その中で、消化管に関連する血管とリンパ節などの消化管局所解剖データベースをさらに拡充した。このデータベースを用いた臓器やリンパ節などの解剖構造認識理解手法を開発し、昨年度よりさらに高い認識精度を得た。また、仮想展開像生成手法も開発し、消化管の内壁およびリンパ節などを直感的にわかりやすい形で提示可能である。そしてこれら研究成果を統合したプロトタイプシステムを実現している。
上記の結果から、本研究は当初の計画通りに進展していると言える。

Strategy for Future Research Activity

本研究課題はおおむね順調に進展しており研究実施計画への変更はない。今後は、プロトタイプシステムを構成する各要素研究のさらなる精度向上、プロトタイプシステムの臨床の場における評価、評価結果に基づく改善を行う。

  • Research Products

    (28 results)

All 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (24 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 3 results)

  • [Int'l Joint Research] インペリアルカレッジロンドン(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      インペリアルカレッジロンドン
  • [Journal Article] Clinical application of a surgical navigation system based on virtual laparoscopy in laparoscopic gastrectomy for gastric cancer2016

    • Author(s)
      Yuichiro Hayashi, Kazunari Misawa, Masahiro Oda, David J. Hawkes, Kensaku Mori
    • Journal Title

      International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery

      Volume: 11 Pages: 827-836

    • DOI

      10.1007/s11548-015-1293-z

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Observation-driven adaptive differential evolution and its application to accurate and smooth bronchoscope three-dimensional motion tracking2015

    • Author(s)
      Xiongbiao Luo, Ying Wan, Xiangjian He, and Kensaku Mori
    • Journal Title

      Medical Image Analysis

      Volume: 24 Pages: 282-296

    • DOI

      10.1016/j.media.2015.01.002.

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 特集/マルチモダリティ医用画像の統合解析: マルチモダリティ画像の融合―治療応用を目的とした CT/超音波/内視鏡画像融合―2015

    • Author(s)
      森 健策
    • Journal Title

      Medical Imaging Technology

      Volume: 33 Pages: 170-176

    • Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 腹部動脈の血管名自動対応付けにおける分岐パターンを考慮した機械学習の利用の検討2016

    • Author(s)
      張 暁楠, 加賀城 充, 小田 昌宏, 三澤 一成, 森 健策
    • Organizer
      電子情報通信学会 2016年総合大会
    • Place of Presentation
      九州大学(伊都キャンパス)
    • Year and Date
      2016-03-17 – 2016-03-17
  • [Presentation] Position-based adjustment of landmark based correspondence finding in electromagnetic sensor-based colonoscope tracking method2016

    • Author(s)
      Masahiro Oda, Hiroaki Kondo, Takayuki Kitasaka, Kazuhiro Furukawa, Ryoji Miyahara, Yoshiki Hirooka, Hidemi Goto, Nassir Navab, and Kensaku Mori
    • Organizer
      SPIE Medical Imaging 2016
    • Place of Presentation
      Town & Country Resort and Convention Center, San Diego, California, USA
    • Year and Date
      2016-03-01 – 2016-03-01
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] An improved robust hand-eye calibration for endoscopy navigation system2016

    • Author(s)
      Wei He, Kumsok Kang, Yanfang Li, Weili Shi, Yu Miao, Fei He, Fei Yan, Huamin Yang, Kensaku Mori, and Zhengang Jiang
    • Organizer
      SPIE Medical Imaging 2016
    • Place of Presentation
      Town & Country Resort and Convention Center, San Diego, California, USA
    • Year and Date
      2016-02-28 – 2016-02-29
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 腹腔鏡下手術ナビゲーションシステムにおける臓器表面形状を用いた術中の非剛体レジストレーションに関する検討2016

    • Author(s)
      森田 千尋, 林 雄一郎, 小田 昌宏, 三澤 一成, 森 健策
    • Organizer
      電子情報通信学会 医用画像研究会(MI)
    • Place of Presentation
      那覇市ぶんかテンブス館
    • Year and Date
      2016-01-20 – 2016-01-20
  • [Presentation] スケールシームレスナビゲーションのためのマルチスケールレジストレーション法の開発 マイクロCT像を用いた基礎的検討2016

    • Author(s)
      長柄 快, 中村 彰太, 小田 昌宏, 北坂 孝幸, 本間 裕敏, 高畠 博嗣, 森 雅樹, 名取 博, 森 健策
    • Organizer
      電子情報通信学会 医用画像研究会(MI)
    • Place of Presentation
      那覇市ぶんかテンブス館
    • Year and Date
      2016-01-20 – 2016-01-20
  • [Presentation] 3Dプリンタにより造形した人体臓器モデルの利用2015

    • Author(s)
      森 健策
    • Organizer
      平成27年度技術部特別講演会および技術部研修報告会
    • Place of Presentation
      名古屋大学 VBL
    • Year and Date
      2015-12-10 – 2015-12-10
    • Invited
  • [Presentation] New Tools for Analysis of Peripheral Lung Structures by Virtual Microscopy and Three Dimensional Printed out Scale up Tangible Model for Realization by Micro Focused CT Data of the Lung Specimen2015

    • Author(s)
      Hiroshi Natori, Hirotsugu Takabatake, Kensaku Mori, Masahiro Oda, Masaki Mori, Hirotoshi Homma, and Hiroyuki Koba
    • Organizer
      RSNA 2015 (Radiological Society of North America)
    • Place of Presentation
      McCormick Place, Chicago
    • Year and Date
      2015-11-29 – 2015-12-04
  • [Presentation] 磁気式位置センサを用いた大腸内視鏡トラッキング手法の精度解析2015

    • Author(s)
      小田 昌宏, 近藤 弘明, 北坂 孝幸, 古川 和宏, 宮原 良二, 廣岡 芳樹, 後藤 秀美, Nassir Navab, 森 健策
    • Organizer
      第24回日本コンピュータ外科学会大会
    • Place of Presentation
      東京大学 本郷キャンパス
    • Year and Date
      2015-11-23 – 2015-11-23
  • [Presentation] 音声操作手術ナビゲーションシステムのための血管観察視点位置の自動決定法に関る検討2015

    • Author(s)
      林 雅大, 堂満 恵介, 目加田 慶人, 三澤 一成, 森 健策
    • Organizer
      第24回日本コンピュータ外科学会大会
    • Place of Presentation
      東京大学 本郷キャンパス
    • Year and Date
      2015-11-23 – 2015-11-23
  • [Presentation] 深層学習を用いた3次元腹部CT像からのリンパ節検出における過検出削減に関する検討-学習データの人工生成が過検出削減に与える影響-2015

    • Author(s)
      寳珠山 裕, 二村 幸孝, 小田 昌宏, 三澤 一成, 藤原 道隆, 森 健策
    • Organizer
      第24回日本コンピュータ外科学会大会
    • Place of Presentation
      東京大学 本郷キャンパス
    • Year and Date
      2015-11-23 – 2015-11-23
  • [Presentation] 3次元腹部CT像からのリンパ節抽出における特徴量計算のための球状モデルの利用2015

    • Author(s)
      孟 晨, 二村 幸孝, 小田 昌宏, 北坂 孝幸, 中村 嘉彦, 三澤 一成, 森 健策
    • Organizer
      第24回日本コンピュータ外科学会大会
    • Place of Presentation
      東京大学 本郷キャンパス
    • Year and Date
      2015-11-23 – 2015-11-23
  • [Presentation] 3次元画像を用いた開腹手術の手術ナビゲーションシステムにおける手術支援画像の提示法の検討2015

    • Author(s)
      林 雄一郎, 三澤 一成, 森 健策
    • Organizer
      第24回日本コンピュータ外科学会大会
    • Place of Presentation
      東京大学 本郷キャンパス
    • Year and Date
      2015-11-21 – 2015-11-21
  • [Presentation] 腹腔鏡手術ナビゲーションシステムのための軟性鏡カメラ方向測定装置の開発2015

    • Author(s)
      長柄 快, 柴田 睦実, 清水 南月, 小田 昌宏, 三澤 一成, 森 健策
    • Organizer
      第24回日本コンピュータ外科学会大会
    • Place of Presentation
      東京大学 本郷キャンパス
    • Year and Date
      2015-11-21 – 2015-11-21
  • [Presentation] 腹腔鏡下手術ナビゲーションにおける非剛体レジストレーションを利用した術中の位置合わせに関する検討2015

    • Author(s)
      森田 千尋, 林 雄一郎, 小田 昌宏, 三澤 一成, 森 健策
    • Organizer
      第24回日本コンピュータ外科学会大会
    • Place of Presentation
      東京大学 本郷キャンパス
    • Year and Date
      2015-11-21 – 2015-11-21
  • [Presentation] Tracking Accuracy Evaluation of Electromagnetic Sensor-based Colonoscope Tracking Method2015

    • Author(s)
      Masahiro Oda, Hiroaki Kondo, Takayuki Kitasaka, Kazuhiro Furukawa, Ryoji Miyahara, Yoshiki Hirooka, Hidemi Goto, Nassir Navab, and Kensaku Mori
    • Organizer
      Second International Workshop on Computer-Assisted and Robotic Endoscopy Held in Conjunction with MICCAI 2015
    • Place of Presentation
      Philharmonic Hall (Gasteig) Munich, Germany
    • Year and Date
      2015-10-05 – 2015-10-05
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 3Dプリンティングと医用画像処理 -何に使うか?2015

    • Author(s)
      森 健策
    • Organizer
      2015年度 情報処理学会東海支部講演会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2015-09-18 – 2015-09-18
    • Invited
  • [Presentation] 3次元腹部造影CT像からの膵臓セグメンテーションにおける線状構造情報を用いた患者固有アトラス選択の有効性に関する検討2015

    • Author(s)
      唐澤 健一, 小田 昌宏, 林 雄一郎, 二村 幸孝, 北坂 孝幸, 三澤 一成, 藤原 道隆, 森 健策
    • Organizer
      第34回日本医用画像工学会大会
    • Place of Presentation
      金沢歌劇座
    • Year and Date
      2015-08-01 – 2015-08-01
  • [Presentation] 局所的濃度値情報を利用したCT像からの血管抽出手法の改善2015

    • Author(s)
      小田 昌宏, 加賀城 充, 山本 徳則, 吉野 能, 森 健策
    • Organizer
      第34回日本医用画像工学会大会
    • Place of Presentation
      金沢歌劇座
    • Year and Date
      2015-07-31 – 2015-07-31
  • [Presentation] 腹腔鏡下手術ナビゲーションシステムにおける臓器と血管の情報に基づく位置合わせ手法の検討2015

    • Author(s)
      林 雄一郎, 森田 千尋, 三澤 一成, 森 健策
    • Organizer
      第34回日本医用画像工学会大会(JAMIT2015)
    • Place of Presentation
      金沢歌劇座
    • Year and Date
      2015-07-30 – 2015-07-30
  • [Presentation] 医用画像処理と3Dプリンタによる臓器実体モデル -仮想空間と現実空間との間のあらたなコラボレーション-2015

    • Author(s)
      森 健策
    • Organizer
      2015年度(H27年度)第2回フォトニックデバイス・応用技術研究会
    • Place of Presentation
      機械振興会館
    • Year and Date
      2015-07-22 – 2015-07-22
    • Invited
  • [Presentation] マイクロCTと3Dプリンタによる肺微細構造拡大再現モデルの作成に関する検討2015

    • Author(s)
      小田 昌宏, 本間 裕敏, 高畠 博嗣, 森 雅樹, 名取 博, 森 健策
    • Organizer
      電子情報通信学会 医用画像研究会(MI)
    • Place of Presentation
      函館市勤労者総合福祉センター
    • Year and Date
      2015-07-15 – 2015-07-15
  • [Presentation] コンピュータビジョンの進化と医用画像認識理解の進化 ~ パネルディスカッション ~2015

    • Author(s)
      本谷 秀堅, 増谷 佳孝, 佐藤 嘉伸, 清水 昭伸, 森 健策
    • Organizer
      電子情報通信学会 医用画像研究会(MI)
    • Place of Presentation
      函館市勤労者総合福祉センター
    • Year and Date
      2015-07-14 – 2015-07-14
  • [Presentation] Progressive internal landmark registration for image guided vessel clamping in laparoscopic gastrectomy2015

    • Author(s)
      Yuichiro Hayashi, Kazunari Misawa, David Hawkes, and Kensaku Mori
    • Organizer
      International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery(CARS 2015)
    • Place of Presentation
      Hotel NH Collection Barcelona Constanza, Barcelona, Spain
    • Year and Date
      2015-06-25 – 2015-06-25
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Intra-operative registration method using organ surface information for surgical navigation in laparoscopic gastrectomy2015

    • Author(s)
      Chihiro Morita, Yuichiro Hayashi, Oda Masahiro, David Hawkes, Kazunari Misawa, and Kensaku Mori
    • Organizer
      International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery(CARS 2015)
    • Place of Presentation
      Hotel NH Collection Barcelona Constanza, Barcelona, Spain
    • Year and Date
      2015-06-25 – 2015-06-25
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2017-01-06   Modified: 2022-02-07  

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