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超高精細医用画像時代における解剖構造自動認識 - マイクロ画像解剖学に向けて

研究課題

研究課題/領域番号 17K20099
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 人間医工学およびその関連分野
研究機関名古屋大学

研究代表者

森 健策  名古屋大学, 情報学研究科, 教授 (10293664)

研究分担者 小田 昌宏  名古屋大学, 情報学研究科, 助教 (30554810)
三澤 一成  愛知県がんセンター(研究所), 分子腫瘍学分野, 研究員 (70538438)
古川 和宏  名古屋大学, 医学部附属病院, 助教 (70624310)
研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
キーワード医用画像処理 / 画像解剖 / マイクロCT
研究成果の概要

本研究の目的は、マイクロ画像解剖学の創成に向けた新しい画像認識手法の研究を行うものである。ここでは10μm程度の解剖構造を中心とし、マイクロCT画像などの超高精細医用画像において撮影される微細な構造を徹底的に理解可能な画像処理手法を開発することを目指す。本研究によって、マイクロ画像解剖における認識対象、マイクロ解剖構造の認識手法の開発、マイクロ画像解剖構造データベースを利用したマクロ-マイクロ解剖構造対応付け手法の実現、マイクロ解剖情報を診断・治療支援などの知見が得られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

マクロ画像解剖学が対象とする解剖構造は臓器そのものの形である。一方、マイクロ画像解剖学では、各臓器の内部の微細な解剖構造を対象とする。本研究が対象として取り上げる胃では、その壁の構造において粘膜層、粘膜下層、筋肉層、漿膜といった層構造を持つ。これらの構造は臨床用CTでは単なる1層の壁と描画される。一方マイクロCTなどの非常に解像度の高いCT装置を用いると層構造や肺胞などの微細構造が3次元的に確認できる。マイクロ画像解剖学とはCTなどでは確認不可能な微細な解剖構造を対象とするもので、本研究ではそれに必要な画像処理技術を開発する。このような点に着目して行われる研究はなく、学術的意義は高いと考える。

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

    (45件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (42件) (うち国際学会 13件、 招待講演 14件)

  • [国際共同研究] Imperial College London/King's College London/University College London(英国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Wavelength Dependence of Ultrahigh-Resolution Optical Coherence Tomography Using Supercontinuum for Biomedical Imaging2019

    • 著者名/発表者名
      Norihiko Nishizawa, Hiroyuki Kawagoe, Masahito Yamanaka, Miyoko atsushima, Kensaku Mori, Tsutomu Kawabe
    • 雑誌名

      IEEE JOURNAL OF SELECTED TOPICS IN QUANTUM ELECTRONICS

      巻: 25 号: 1 ページ: 17957868-17957868

    • DOI

      10.1109/jstqe.2018.2854595

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Automated mediastinal lymph node detection from CT volumes based on intensity targeted radial structure tensor analysis2017

    • 著者名/発表者名
      Hirohisa Oda, Kanwal K. Bhatia, Masahiro Oda, Takayuki Kitasaka, Shingo Iwano, Hirotoshi Homma, Hirotsugu Takabatake, Masaki Mori, Hiroshi Natori, Julia A. Schnabel, Kensaku Mori
    • 雑誌名

      Journal of Medical Imaging

      巻: 4 号: 04 ページ: 044502-044502

    • DOI

      10.1117/1.jmi.4.4.044502

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Multi-modality super-resolution loss for GAN-based super-resolution of clinical CT images using micro CT image database2020

    • 著者名/発表者名
      Tong Zheng, Hirohisa Oda, Takayasu Moriya, Takaaki Sugino, Shota Nakamura, Masahiro Oda, Masaki Mori, Hirotsugu Takabatake, Hiroshi Natori, Kensaku Mori
    • 学会等名
      SPIE Medical Imaging 2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 臨床肺CT画像と切除肺マイクロCT画像の非剛体位置合わせ手法の検討2020

    • 著者名/発表者名
      波多腰 慎矢, 小田 紘久, 林 雄一郎, Holger R. Roth, 中村 彰太, 小田 昌宏, 森 雅樹, 高畠 博嗣, 名取 博, 森 健策
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告(MI)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 人工知能による医療の質の向上2019

    • 著者名/発表者名
      森 健策
    • 学会等名
      第14回医療の質・安全学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 機械学習を用いた医用画像解析2019

    • 著者名/発表者名
      森 健策
    • 学会等名
      Advanced Medical Imaging 研究会, SAMI2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 人工知能による画像診断支援-どこまでできたか.そして,その先は?2019

    • 著者名/発表者名
      森 健策
    • 学会等名
      第46回 日本小児内視鏡研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Unsupervised Segmentation of Micro-CT Images of Lung Cancer Specimen Using Deep Generative Models2019

    • 著者名/発表者名
      Takayasu Moriya, Hirohisa Oda, Midori Mitarai, Shota Nakamura, Holger R. Roth, Masahiro Oda, Kensaku Mori
    • 学会等名
      MICCAI 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 臨床肺CT画像と切除肺マイクロCT画像の初期位置合わせ手法の検討2019

    • 著者名/発表者名
      波多腰 慎矢, 小田 紘久, 杉野 貴明, 林 雄一郎, Holger R. Roth, 中村 彰太, 小田 昌宏, 森 雅樹, 高畠 博嗣, 名取 博, 森 健策
    • 学会等名
      第28回日本コンピュータ外科学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 神経節細胞検出のための腸管組織のバーチャルスライド画像における筋層抽出2019

    • 著者名/発表者名
      小田 紘久, 西尾 光平, 北坂 孝幸, 玉田 雄大, 天野 日出, 千馬 耕亮, 檜 顕成, 内田 広夫, 小田 昌宏, 森 健策
    • 学会等名
      第28回日本コンピュータ外科学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] マルチスケール特徴抽出による胃壁マイクロCT像からの解剖学的構造セグメンテーション手法2019

    • 著者名/発表者名
      御手洗 翠, 小田 紘久, 杉野 貴明, 守谷 享泰, 伊東 隼人, 小田 昌宏, 小宮山 琢真, 古川 和宏, 宮原 良二, 藤城 光弘, 森 雅樹, 高畠 博嗣, 名取 博, 森 健策
    • 学会等名
      第28回日本コンピュータ外科学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] μ CTを用いた改良版Cycle-GANによる臨床用CT像の超解像処理2019

    • 著者名/発表者名
      鄭 通, 小田 紘久, 守谷 享泰, 杉野 貴明, 中村 彰太, 小田 昌宏, 森 雅樹, 高畠 博嗣, 名取 博, 森 健策
    • 学会等名
      第38回日本医用画像工学会大会(JAMIT2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 表現学習とSVMによる胃壁マイクロCT像の半教師ありセグメンテーション手法2019

    • 著者名/発表者名
      御手洗 翠, 小田 紘久, 杉野 貴明, 守谷 享泰, 伊東 隼人, 小田 昌宏, 小宮山 琢真, 森 雅樹, 高畠 博嗣, 名取 博, 森 健策,
    • 学会等名
      第38回日本医用画像工学会大会(JAMIT2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 肺の医療用CT像とマイクロCT画像のレジストレーションにおける初期位置合 わせの検討2019

    • 著者名/発表者名
      波多腰 慎矢, 小田 紘久, 杉野 貴明, 趙 笑添, 守谷 享泰, Holger R. Roth, 中村 彰太, 林 雄一郎, 小田 昌宏, 森 健策
    • 学会等名
      生体画像と医用人工知能研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 切除肺のマイクロCT像における3D-DBPNを用いた超解像の検討2019

    • 著者名/発表者名
      鄭 通, 小田 紘久, 小田 昌宏, 守谷 享泰, 中村 彰太, 森 健策
    • 学会等名
      第11回呼吸機能イメージング研究会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 敵対的Dense U-netを用いた切除肺マイクロCT像の超解像2019

    • 著者名/発表者名
      鄭 通, 小田 紘久, Holger R. Roth, 小田 昌宏, 中村 彰太, 森 健策
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告(MI)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Investigation of extracting the interlobular septa with combination of Hessian analysis and radial structure tensor in micro-CT volume2019

    • 著者名/発表者名
      Xiaotian Zhao, Hirohisa Oda, Shota Nakamura, Yuichiro Hayashi, Hayato Itoh, Masahiro Oda, Kensaku Mori
    • 学会等名
      IFMIA
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Unsupervised segmentation of micro-CT images based on a hybrid of variational inference and adversarial learning2019

    • 著者名/発表者名
      Takayasu Moriya, Holger R. Roth, Shota Nakamura, Hirohisa Oda, Masahiro Oda, Kensaku Mori
    • 学会等名
      SPIE Medical Imaging
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Scanning, registration, and fiber estimation of rabbit hearts using micro-focus and refraction-contrast x-ray CT2019

    • 著者名/発表者名
      Hirohisa Oda, Holger R. Roth, Takaaki Sugino, Naoki Sunaguchi, Noriko Usami, Masahiro Oda, Daisuke Shimao, Shu Ichihara, Tetsuya Yuasa, Masami Ando, Toshiaki Akita, Yuji Narita, Kensaku Mori
    • 学会等名
      SPIE Medical Imaging
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 深層学習を用いたマイクロ CT 画像の超解像に関する初期的検討2018

    • 著者名/発表者名
      鄭 通, Holger R. Roth, 小田 昌宏, 小田 紘久, 中村 彰太, 森 健策
    • 学会等名
      第27回日本コンピュータ外科学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Computer assisted diagnosis and surgery based on machine learning2018

    • 著者名/発表者名
      Kensaku Mori
    • 学会等名
      APGCC2018 & CLASSIC 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 人工知能による医療支援-画像認識理解の立場から2018

    • 著者名/発表者名
      森 健策
    • 学会等名
      名古屋大学 未来社会創造機構 ナノライフシステム研究所設立記念シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Machine Learning for Intelligent Medical Devices2018

    • 著者名/発表者名
      Kensaku Mori
    • 学会等名
      The 29th 2018 International Symposium on Micro-Nano Mechatonics and Human Science
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 人工知能による医用画像処理2018

    • 著者名/発表者名
      森 健策
    • 学会等名
      第68回日本泌尿器科学会中部総会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 人工知能による医用画像解析とその診断治療支援への応用2018

    • 著者名/発表者名
      森 健策
    • 学会等名
      第56回東部防衛衛生学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] AIによる画像処理技術の新展開2018

    • 著者名/発表者名
      森 健策
    • 学会等名
      JCRミッドサマーセミナー2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Deep learning at the interface of CAD/CAS2018

    • 著者名/発表者名
      Kensaku Mori
    • 学会等名
      CAD-AI / ISCAS Joint Session on Deep Learning in CAD/CAS
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Computer-assisted diagnosis and surgery based on machine learning2018

    • 著者名/発表者名
      Kensaku Mori
    • 学会等名
      Annual academic conference of digital surgery committee of Chinese research hospital association & 2nd international conference on digital medicine
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 機械学習を用いた医用画像自動認識2018

    • 著者名/発表者名
      森 健策
    • 学会等名
      平成30年度東京大学医科学研究所大学院セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 画像診断におけるAIの現状と今後 -将来の画像診断はどう変わるか?-2018

    • 著者名/発表者名
      森 健策
    • 学会等名
      第20回放射線研究セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Unsupervised 3D micro-CT image segmentation based on a hybrid of VAE and GAN2018

    • 著者名/発表者名
      Takayasu Moriya, Holger Roth, Shota Nakamura, Hirohisa Oda, Kai Nagara, Masahiro Oda, Kensaku Mori
    • 学会等名
      International Journal of 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] Unsupervised deep learning based registration for aligning micro CT and histology images2018

    • 著者名/発表者名
      Kai Nagara, Shota Nakamura, Holger Roth, Masahiro Oda, Kensaku Mori
    • 学会等名
      International Journal of 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] マイクロCT画像からのRSTを用いた小葉壁抽出手法の検討2018

    • 著者名/発表者名
      趙 笑添, Holger R. Roth, 中村彰太, 小田紘久, 林 雄一郎, 守谷享泰, 長柄 快, 小田昌宏, 森 健策
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告(MI)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Unsupervised pathology image segmantaion using representation learning with spherical k-means2018

    • 著者名/発表者名
      Takayasu Moriya, Holger R. Roth, Shota Nakamura, Hirohisa Oda, Kai Nagara, Masahiro Oda, Kensaku Mori
    • 学会等名
      SPIE Medical Imaging
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Unsupervised segmentation of 3D medical images based on clustering and deep representation learning2018

    • 著者名/発表者名
      Takayasu Moriya, Holger R. Roth, Shota Nakamura, Hirohisa Oda, Kai Nagara, Masahiro Oda, Kensaku Mori
    • 学会等名
      SPIE Medical Imaging
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3D U-Netと測地距離カーネルを取り入れた全連結条件付き確率場に基づく医用画像からの多臓器自動抽出2018

    • 著者名/発表者名
      楊 瀛, Holger R. Roth, 小田昌宏, 北坂孝幸, 三澤一成, 森 健策
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告 (MI)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ディープラーニングを用いた教師なし学習によるレジストレーション手法の初期的検討2018

    • 著者名/発表者名
      長柄 快, Holger R. Roth, 中村彰太, 小田昌宏, 森 健策
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告 (MI)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 機械学習による医療支援 - マクロ解剖からミクロ解剖まで -2017

    • 著者名/発表者名
      森 健策
    • 学会等名
      データサイエンスが拓く医療の未来 AI beyond
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 3D Microstructure Visualization of Lactiferous Duct Structure Based On Refraction X-Ray CT Imaging2017

    • 著者名/発表者名
      Kensaku Mori, Naoki Sunaguchi, Masami Ando, Tetsuya Yuasa, Daisuke Shimao, Shu Ichihara, Rajiv Gupta
    • 学会等名
      RSNA
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Virtual 3D microscope and magnified 3D print for naked eye analyses of alveoli and alveolar duct structures by Heitzman lung specimen with micro CT2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Natori, Masaki Mori, Hirotsugu Takabatake, Hirotoshi Homma, Kensaku Mori, Masahiro Oda, Hiroyuki Koba, Hiroki Takahashi
    • 学会等名
      ERS International congress 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Micro-CT Guided 3D Reconstruction of Histological images2017

    • 著者名/発表者名
      Kai Nagara, Holger R. Roth, Shota Nakamura, Hirohisa Oda, Takayasu Moriya, Masahiro Oda, Kensaku Mori
    • 学会等名
      MICCAI
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] TBS: Tensor-Based Supervoxels for Unfolding the Heart2017

    • 著者名/発表者名
      Hirohisa Oda, Holger R. Roth, Kanwal K. Bhatia, Masahiro Oda, Takayuki Kitasaka, Toshiaki Akita, Julia A. Schnabel, Kensaku Mori
    • 学会等名
      MICCAI
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] μCT 画像を用いた大変形を含む連続切片 HE 染色画像の 3 次元再構築2017

    • 著者名/発表者名
      長柄 快,Holger Roth,中村彰太,小田紘久,守谷享泰,小田昌宏,森 健策
    • 学会等名
      第26回日本コンピュータ外科学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] MicroCT を用いた心筋配向解析手法の取り組み -MRI diffusion tensor 法との比較-2017

    • 著者名/発表者名
      秋田利明,小田紘久,森 健策
    • 学会等名
      第26回日本コンピュータ外科学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2021-02-19  

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