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CR画像からの指骨領域の自動抽出とコンピュータ画像診断支援への応用

研究課題

研究課題/領域番号 16K14279
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 計測工学
研究機関九州工業大学

研究代表者

金 亨燮  九州工業大学, 大学院工学研究院, 教授 (80295005)

研究分担者 青木 隆敏  産業医科大学, 医学部, 准教授 (40299631)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード関節リウマチ / コンピュータ画像診断支援 / 深層学習 / 遺伝的アルゴリズム / ResNet / Saliency Map / 関節リュウマチ / MSGVF Snakes / Salient Region Feature / セグメンテーション / 画像処理 / CR画像
研究成果の概要

骨の主な疾患として、関節リウマチや骨粗しょう症がある。これらの病気の原因には不明な要素も多く、的確な診断を行うには画像診断に頼るところが多い。しかし、画像診断には長年の経験を要することや、医師の経験差による病変の未検出もあることから、コンピュータを利用した診断支援(Computer Aided Dignosis)法の開発が望まれている。
本研究では、指骨CR画像から上記画像診断支援を行うための解析法を開発した。具体的には、骨CR画像からの関心領域の自動抽出手法の開発と、同一被験者の過去・現在画像の画像位置合わせを行うための手法を考案し、実画像による性能評価を行った結果、良好な結果を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本申請における診断支援法は、関心領域の自動抽出と画像位置合わせ法並びに候補陰影の検出である。まず、関心領域の自動抽出では、高速な画像処理手法の開発が必要であるが、提案法により領域抽出法は他の画像処理におけるセグメンテーション法への応用が可能である。また、画像位置合わせ及びその結果得られる差分像の解析による病変部の自動抽出においては、ResNetや他の深層学習アルゴリズムの改良法を提案しており、従来の特徴量解析法に比べて、簡便で高精度での識別が可能であることを示した。よって、これらの画像解析結果を医師に提示できる新しい解析ツールの提供が可能で、診断への効率化が図られる見込みである。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 12件、 招待講演 3件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] CNNを用いた指骨CR画像からの骨粗しょう症の自動識別2019

    • 著者名/発表者名
      畠野, 村上,植村,陸,金,青木
    • 雑誌名

      Medical Imaging Technology

      巻: 37 号: 2 ページ: 107-115

    • DOI

      10.11409/mit.37.107

    • NAID

      130007633096

    • ISSN
      0288-450X, 2185-3193
    • 年月日
      2019-03-25
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Automatic identification of bone erosions in rheumatoid arthritis from hand radiographs based on deep convolutional neural network2018

    • 著者名/発表者名
      Seiichi Murakami, Kazuhiro Hatano, JooKooi Tan, Hyoungseop Kim, Takatoshi Aoki
    • 雑誌名

      Multimedia Tools Applications

      巻: 印刷中 号: 9 ページ: 107-115

    • DOI

      10.1007/s11042-017-5449-4

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] DCNNによる指骨CR画像からの骨粗しょう症の自動識別2018

    • 著者名/発表者名
      畠野、村上、植村、陸、タン、金、青木
    • 雑誌名

      Medical Imaging Technology

      巻: 36 ページ: 90-95

    • NAID

      130006588793

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Identify Rheumatoid Arthritis and Osteoporosis from Phalange CR Images Image Based on Image Registration and ANN2016

    • 著者名/発表者名
      Kajihara, Murakami, Tan, Kim, Aoki
    • 雑誌名

      ICIC Express Letters

      巻: 10 ページ: 2435-2440

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Segmentation of Spine Region in CT Images Using 3D Edge Detection and 3D Region Growing Technique2019

    • 著者名/発表者名
      Fu, Lu, Li, Kim, Murakami, Ueno, Terasawa, Zhu, Aoki
    • 学会等名
      International Conference on Control, Automation and Systems
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Image Registration for Detection of Sclerotic Bone Metastasis in CT Images2018

    • 著者名/発表者名
      Kim, Lu, Tan, Murakami, Ueno, Terasawa, Aoki
    • 学会等名
      40th International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Socity
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Enhancement of Bone Metastasis from CT Images Based on Salient Region Feature Registration2018

    • 著者名/発表者名
      Sato, Lu, Kim, Murakami, Ueno, Terasawa, Aoki
    • 学会等名
      International Conference on Control, Automation and Systems
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Detection of Phalange Region Based on U-Net2018

    • 著者名/発表者名
      Hatano, Murakami, Lu, Tan, Kim, Aoki
    • 学会等名
      International Conference on Control, Automation and Systems
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Registration of Phalange Region from CR Images Based on Genetic Algorithm2018

    • 著者名/発表者名
      Kawagoe, Murakami, Lu, Tan, Kim, Aoki
    • 学会等名
      International Conference on Control, Automation and Systems
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Computer Aided Diagnosis Based on Pattern Recognition Technique2018

    • 著者名/発表者名
      Kim
    • 学会等名
      International Conference on Biomedical Signal and Image Processing
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A Computer Aided Diagnosis System for Sclerotic Bone Metastasis in CT Images2018

    • 著者名/発表者名
      Kim
    • 学会等名
      International Conference on Robotic Sensor Networks
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Bone erosions detection on hand CR images based on DCNN2018

    • 著者名/発表者名
      Murakami, Hatano, Lu, Tan, Kim, Aoki
    • 学会等名
      International Syposium on Artificial Lefe and Robotics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An Interactive Technique of Fast Vertebral Segmentation for Computed Tomography Images with Bone Metastasis2017

    • 著者名/発表者名
      Dong, Lu, Kim, Aoki, Yihong Zhao, Youwei Zhao
    • 学会等名
      Proceedings of the 2nd International Conference on Biomedical Signal and Image Processing
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Image Registration Techniques and Its Application for Computer Aided Dianosis in Medical Field2017

    • 著者名/発表者名
      Kim
    • 学会等名
      2nd Ingernational Conference on Biomedical Signal and Image Processing
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Classification of Osteoporosis from Phalanges CR Images Based on DCNN2017

    • 著者名/発表者名
      Hatano, Murakami, Lu, Tan, Kim, Aoki
    • 学会等名
      International Conference on Control, Automation and Systems
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Image Registration of Vertebral Region from CT Images Based on Salient Region Feature2017

    • 著者名/発表者名
      Sato, Lu, Tan, Kim, Murakami, Ueno, Terasawa, Aoki
    • 学会等名
      International Conference on Control, Automation and Systems
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DCNN による指骨CR 画像からの骨粗しょう症の自動識別2017

    • 著者名/発表者名
      畠野、村上、植村、陸、タン、金、青木
    • 学会等名
      第36回日本医用画像工学会大会予稿集
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] SRF を用いた経時CT 画像からの脊椎領域の位置合わせ2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤、植村、陸、タン、金、村上、上野、寺澤、青木
    • 学会等名
      第36回日本医用画像工学会大会予稿集
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of a computer-aided diagnosis system for detection of osteoporosis from a phalanges CR images2016

    • 著者名/発表者名
      Shigeyoshi, Murakami, Lu, Tan, Kim
    • 学会等名
      第35回計測自動制御学会九州支部学術講演会
    • 発表場所
      佐賀大学(佐賀県佐賀市)
    • 年月日
      2016-11-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] A computer aided diagnosis system to identify osteoporosis from phalanges CR images2016

    • 著者名/発表者名
      Shigeyoshi, Murakami, Tan, Kim
    • 学会等名
      International Conference on Information and Communication Technology ROBOTICS
    • 発表場所
      釜山(韓国)
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] http://lab.cntl.kyutech.ac.jp/~kimlab/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 金研究室

    • URL

      http://lab.cntl.kyutech.ac.jp/~kimlab/japanese/research_papers/journals.html

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 研究紹介

    • URL

      http://lab.cntl.kyutech.ac.jp/~kimlab/index.html

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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