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3次元医用画像からの分岐導管構造・薄面構造の自動モデリングと信頼度つき精密定量化

研究課題

研究課題/領域番号 15300059
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 知覚情報処理・知能ロボティクス
研究機関大阪大学

研究代表者

佐藤 嘉伸  大阪大学, 医学系研究科, 助教授 (70243219)

研究分担者 田村 進一  大阪大学, 医学系研究科, 教授 (30029540)
上甲 剛  大阪大学, 医学系研究科, 教授 (20263270)
西井 孝  大阪大学, 医学系研究科, 助手 (70304061)
堀 雅敏  大阪大学, 医学系研究科, 助手 (00346206)
研究期間 (年度) 2003 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
14,600千円 (直接経費: 14,600千円)
2005年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2004年度: 4,100千円 (直接経費: 4,100千円)
2003年度: 7,800千円 (直接経費: 7,800千円)
キーワード尾根線抽出 / 尾根面抽出 / 血管抽出 / 血管追跡 / 分岐解析 / 多重解像度フィルタ / 多重方向フィルタ / スケールスペース / 3次元画像 / 画像計測 / 等方性解像度 / 点広がり関数 / 多重解像度解析 / ヘッセ行列 / 血管 / 肺胞 / 多重スケール法 / 関節軟骨 / 3次元医用画像 / 精密定量化 / 3次元モデリング / 精度解析 / 超解像度
研究概要

CT・MR画像から、導管・薄面構造を識別および位置決めするため、3次元画像中の多重スケールにまたがる尾根線・尾根面を網羅的に抽出する方法を開発した。本手法では、連続的な(十分に密な標本化間隔の離散的)スケールでガウス平滑化された3次元画像の各ボクセルにおいて、局所領域のテーラー展開に基づいて数学的に定義された尾根点を検出し、スケール空間を横断的に尾根点を追跡する。スケール空間において最も顕著な尾根点を追跡の初期点として選び、追跡を行い、追跡すべき尾根点がなくなるまで1つの尾根線を追跡する。以後、すべての尾根点が追跡されるまで、同じ処理を繰り返す。同一尾根点に対して、スケール軸に沿って最大値をとるスケールをその尾根点の最適スケールとして定義した。最も顕著な尾根点は、最大スケールで、最適スケールの条件を満たす最大出力尾根点と定義した。追跡は、スケール空間において最適スケールかつ最も滑らかに連結する尾根点を選択していった。同様に、尾根面についても、追跡のかわりに、領域拡張において上の基準を埋め込んだ方法を定式化し、有効性を確認した。
網羅的な尾根線抽出法では、臨床現場で利用するには、計算時間と記憶容量において現在のPC性能では実用的ではない。スケール空間における計算を一括して行うのではなく、初期開始点を与えて、追跡していく過程で必要な箇所のみ尾根線検出処理を行っていくことで、計算時間と記憶容量の大幅な削減が見込まれる。しかし、問題は、分岐部の検出である。分岐を自動検出できなければ、血管の枝の数だけ初期点の設定が必要で、手間のかかる手入力処理が必要になる。本研究では、特に問題となるコントラストの弱い箇所での分岐部の検出を行うため、鋭い方向選択性をもつ多重方向フィルタを効率よく適用し、十分に少ない計算コストで分岐判定を行う手法を開発し、有効性を確認した。

報告書

(4件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2006 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (24件) 文献書誌 (1件)

  • [雑誌論文] Automated segmentation of acetabular cartilage in CT images of the hip2006

    • 著者名/発表者名
      Zoroofi RA
    • 雑誌名

      Computer Assisted Radiology and Surgery : 20th International Symposium and Exhibition (CARS2006), Osaka, Japan (掲載予定)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Automated segmentation of acetabular cartilage in CT images of the hip2006

    • 著者名/発表者名
      Zoroofi RA
    • 雑誌名

      Computer Assisted Radiology and Surgery : 20th International Symposium and Exhibition (CARS200G), Osaka, Japan (In Press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Automated segmentation of acetabular cartilage in MR images of the hip2006

    • 著者名/発表者名
      Zoroofi RA
    • 雑誌名

      IEICE Technical Report, MI2005-42 Vol.105, No.303

      ページ: 63-68

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 近傍濃淡情報を用いた分岐点解析による肝臓CT画像からの血管3次元木構造の抽出手法2006

    • 著者名/発表者名
      山本宗主
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告,MI2005-80 Vol.105, no.579

      ページ: 57-60

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Automated segmentation of acetabular cartilage in MR images of the hip2005

    • 著者名/発表者名
      Zoroofi RA
    • 雑誌名

      IEICE Technical Report, MI2005-42 Vol.105,No.303

      ページ: 63-68

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Multiscale vessel tracking and quantification from isotropic CT volume data2005

    • 著者名/発表者名
      Sato Yoshinobu
    • 雑誌名

      IEICE Technical Report, MI2005-49 Vol.105,No.303

      ページ: 103-108

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Hessian-based multiscale enhancement, description, and quantification of second-order 3D local structures from medical volume data2005

    • 著者名/発表者名
      Sato Yoshinobu
    • 雑誌名

      Handbook of Medical Image Analysis, Vol.II, Segmentation Models Part B, Suri, J Wilson D, and Laxminarayan S(eds.), Kluwer Academic Publishers, New York NY.(書籍内論文) Vol.II

      ページ: 531-589

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Multiscale vessel tracking and quantification from isotropic CT volume data2005

    • 著者名/発表者名
      Sato Yoshinobu
    • 雑誌名

      IEICE Technical Report, MI2005-49 Vol.105, No.303

      ページ: 103-108

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Hessian-based multiscale enhancement, description, and quantification of second-order 3D local structures from medical volume data2005

    • 著者名/発表者名
      Sato Yoshinobu
    • 雑誌名

      Handbook of Medical Image Analysis, Segmentation Models Part B (Suri, J Wilson D, and Laxminarayan S (eds.))(Kluwer Academic Publishers, New York NY) Vol.II

      ページ: 531-589

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Multiscale vessel tracking and quantification from isotropic CT volume data2005

    • 著者名/発表者名
      Sato Y
    • 雑誌名

      IEICE Technical Report, MI2005-49 Vol.105, No.303

      ページ: 103-108

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] MR画像における近接した2薄面体の厚み計測精度の解析,2005

    • 著者名/発表者名
      程遠志
    • 雑誌名

      Medical Imaging Technology, 23(4)

      ページ: 259-268

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Hessian-based multiscale enhancement, description, and quantification of second-order 3D local structures from medical volume data2005

    • 著者名/発表者名
      Sato Y
    • 雑誌名

      Handbook of Medical Image Analysis, Vol.II, Segmentation Models Part B, Suri, J Wilson D, and Laxminarayan S (eds.), Kluwer Academic Publishers, New York NY, (書籍内論文) Vol.II,

      ページ: 531-589

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 3次元MR画像からの接近2薄面体の厚み計測制度の解析2005

    • 著者名/発表者名
      程 遠志
    • 雑誌名

      第10回三次元CT・MRI研究会

      ページ: 8-8

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 等方性解像度の3次元CTデータを用いた細血管径の精密設計2005

    • 著者名/発表者名
      佐藤 嘉伸
    • 雑誌名

      第10回三次元CT・MRI研究会

      ページ: 9-9

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Accurate quantification of small-diameter tubular structures in isotropic CT volume data based on multiscale line filter responses2004

    • 著者名/発表者名
      Sato Yoshinobu
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science, (Proc.7th InternationalConference on MICCAI 2004, Saint-Malo, France) 3216,Part I

      ページ: 508-515

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Quantitative analysis of alveolar structures using high-resol ution 3D-CT data2004

    • 著者名/発表者名
      Fujimoto S
    • 雑誌名

      Radiological Society of North America, 90th Scientific Assembly and Annual Meeting(RSNA2004), Chicago

      ページ: 350-351

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Three-dimensional distribution of acetabular cartilage thickness in patients with hip dysplasia : a fully automated computational analysis of MR imaging.2004

    • 著者名/発表者名
      Nishii T
    • 雑誌名

      Osteoarthritis Cartilage 12(8)

      ページ: 650-657

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Accurate quantification of small-diameter tubular structures in isotropic CT volume data based on multiscale line filter responses2004

    • 著者名/発表者名
      Sato Yoshinobu
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science, (Proc.7th International Conference on MICCAI 2004, Saint-Malo, France) 3216, Part I

      ページ: 508-515

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Quantitative analysis of alveolar structures using high-resolution 3D-CT data2004

    • 著者名/発表者名
      Fujimoto Shinichi
    • 雑誌名

      Radiological Society of North America, 90th Scientific Assembly and Annual Meeting (RSNA2004), Chicago

      ページ: 350-351

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Three-dimensional distribution of acetabular cartilage thickness in patients with hip dysplasia a fully automated computational analysis of MR imaging.2004

    • 著者名/発表者名
      Nishii T
    • 雑誌名

      Osteoarthritis Cartilage 12(8)

      ページ: 650-657

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Accurate quantification of small-diameter tubular structures in isotropic CT volume data based on multiscale line filter responses2004

    • 著者名/発表者名
      Sato Y
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science,(Proc.7th International Conference on MICCAI 2004,Saint-Malo, France) 3216、Part I

      ページ: 508-515

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Quantitative analysis of alveolar structures using high-resolution 3D-CT data2004

    • 著者名/発表者名
      Fujimoto S
    • 雑誌名

      Radiological Society of North America,90th Scientific Assembly and Annual Meeting (RSNA2004),Chicago

      ページ: 350-351

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Limits on the accuracy of 3D thickness measurement in magnetic resonance images …Effects of voxel anisotropy…2003

    • 著者名/発表者名
      Sato Yoshinobu
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Medical Imaging 22(9)

      ページ: 1076-1088

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Limits on the accuracy of 3D thickness measurement in magnetic resonance images --- Effects of voxel anisotropy --2003

    • 著者名/発表者名
      Sato Yoshinobu
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Medical Imaging 22(9)

      ページ: 1076-1088

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sato Yoshinobu: "Limits on the accuracy of 3D thickness measurement in magnetic resonance images---Effects of voxel anisotropy---"IEEE Transactions on Medical Imaging. 22(9). 1076-1088 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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