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解剖学的ランドマーク情報を用いた3次元医用画像上の病変認識処理の効率的深層学習

研究課題

研究課題/領域番号 17K17680
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 知覚情報処理
知能情報学
研究機関近畿大学

研究代表者

根本 充貴  近畿大学, 生物理工学部, 講師 (10451808)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード転移学習 / 深層学習 / コンピュータ検出支援 / 医用画像診断 / 解剖学的ランドマーク / 深層畳み込みニューラルネットワーク / プレトレーニングモデル / 畳込みニューラルネットワーク / Fine Tuning / 機械学習 / 医用画像認識 / 診断支援
研究成果の概要

深層畳み込みニューラルネットワークなど,AI画像認識処理の効率的な学習方法の1つに,深層転移学習がある。これは,認識対象とは別の画像データを使って画像認識の事前学習を行ったうえで,対象の画像パターン認識処理を構築する方法である。本研究では,医用画像上の病変パターン認識の事前学習データとして,人体内の特徴的な局所パターン(解剖学的ランドマーク:LM)を用いたときの振る舞いについて,実験的に検討した。
臨床画像を用いた実験の結果,LMデータを用いて事前学習するだけで,病変認識に有用な複数の特徴量が自動的に生成されることが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

一般的に,最新のAI画像認識処理の構築には大量の学習用データが必要となる。一方で,医用画像上の病変パターンデータの大量収集は容易ではない。転移学習は,AI画像認識処理を効率的かつ少数データで構築するための2段階のAI学習法として知られている。
本研究は,医用画像上の病変パターン認識AIをより効率的に構築するための方法論に関するものである。この研究の発展により,多くの病変パターン認識AIの開発が促進され,さらには医療サービスの質向上につながるものと考える。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 頭部コンピューター支援診断におけるディープラーニング2017

    • 著者名/発表者名
      根本 充貴
    • 雑誌名

      Medical Imaging Technology

      巻: 35 号: 4 ページ: 200-205

    • DOI

      10.11409/mit.35.200

    • NAID

      130006108064

    • ISSN
      0288-450X, 2185-3193
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] A pilot study for transferring deep convolutional neural network pre-trained by local anatomical structures to computer-aided detection.2020

    • 著者名/発表者名
      Mitsutaka Nemoto
    • 学会等名
      CARS 2020 Computer Assisted Radiology and Surgery
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A pilot study to classify multiple anatomical landmarks in CT by deep convolutional neural network2019

    • 著者名/発表者名
      Mitsutaka Nemoto, Yuki Yamato, Yuichi Kimura, Shouhei Hanaoka, Naoto Hayashi
    • 学会等名
      CARS 2019 Computer Assisted Radiology and Surgery
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A pilot study to classify multiple anatomical landmarks in CT by deep convolutional neural network2019

    • 著者名/発表者名
      M Nemoto, Y Yamato, Y Kimura, S Hanaoka, N Hayashi
    • 学会等名
      CARS 2019 Computer Assisted Radiology and Surgery
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 畳み込みニューラルネットワーク転移学習による解剖学的ランドマーク自動認識の初期検討2019

    • 著者名/発表者名
      根本充貴,山戸祐樹,木村裕一,花岡昇平,林直人
    • 学会等名
      第3回人工知能応用医用画像研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 人工知能・機械学習による画像診断支援: 画像診断支援のいまを知る2018

    • 著者名/発表者名
      根本充貴
    • 学会等名
      第40回 ソニックCTカンファレンス
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Convolutional neural networkを用いた解剖学的ランドマークの自動検出に関する初期検討2018

    • 著者名/発表者名
      根本充貴,渡辺翔吾,木村裕一,花岡昇平,野村行弘,吉川健啓,林直人
    • 学会等名
      電子情報通信学会・医用画像研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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