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自己組織化マップを用いた眼底血管の形状分類による脳卒中リスクの推定

研究課題

研究課題/領域番号 19K20356
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分61040:ソフトコンピューティング関連
研究機関久留米工業高等専門学校

研究代表者

古賀 裕章  久留米工業高等専門学校, 制御情報工学科, 准教授 (10807861)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード形状分類 / 眼底 / 自己組織化マップ / 規格化 / 医用画像処理 / 脳卒中リスク推定 / 動脈硬化診断 / 深層学習
研究開始時の研究の概要

本研究では,形状分類を用い,眼底画像から脳卒中リスクを推定する手法を開発する.
眼底は,人体で血管を直接観察できる唯一の部位であり,眼底の血管における動静脈交叉部の静脈の形状から,脳卒中リスクを推定可能である.しかしながら,交叉部の静脈形状の評価は,基準を決めることが困難であり,定量化されていない.
申請者は,特定の特徴量を用いずに,自己組織化マップという手法を用いて,形状そのものを分類することで,交叉部の静脈形状の定量評価を目指す.
交叉部の静脈形状の定量評価が実現できれば,検査時の脳卒中リスクのみでなく,患者個人の脳卒中リスクの経年変化を追跡でき,治療効果の評価や将来のリスク予測が可能である.

研究成果の概要

眼底は,人体で血管を直接観察できる唯一の部位であり,眼底の血管における動静脈交叉現象の程度から,脳卒中リスクを推定可能である.しかしながら,動静脈交叉現象の程度の評価は,基準を決めることが困難であり,定量化されていない.そこで,自己組織化マップにより形状そのものを分類し,それにより得られた形状データを基準として,動静脈交叉現象の程度の定量評価を行った.さらに,評価結果の類似度を2次元マップで可視化することで,経年変化の追跡に繋げた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発した診断支援システムは,曖昧であった診断基準や医師の経験に基づく総合的な診断をソフトコンピューティング理論を用いてシステムに取り込んだものであり,従来の古典的な信号処理,画像処理では実現できなかったものである.本システムにより,動脈硬化重症度が定量評価及び可視化されるため,治療方針が立てやすくなった.また,本システムにより動脈硬化の定量評価が可能になったことにより,脳卒中だけではなく脳血管障害との関連が示唆されている認知症の解析にも活用が期待される.

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うちオープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] 動脈硬化診断に向けた自己組織化マップによる眼底血管の対称性考慮型形状分類2022

    • 著者名/発表者名
      Kimotsuki Yoshitomo、Koga Hiroaki
    • 雑誌名

      人間工学

      巻: 58 号: Supplement ページ: 2G1-03-2G1-03

    • DOI

      10.5100/jje.58.2G1-03

    • ISSN
      0549-4974, 1884-2844
    • 年月日
      2022-07-30
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 嚥下能力推定に向けた探索方向を逐次更新する下顎輪郭線追跡法に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      KANEGAE Taisei、KOGA Hiroaki
    • 雑誌名

      人間工学

      巻: 58 号: Supplement ページ: 2G1-02-2G1-02

    • DOI

      10.5100/jje.58.2G1-02

    • ISSN
      0549-4974, 1884-2844
    • 年月日
      2022-07-30
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] CNN による肺疾患予測における経年変化追跡に向けたSOMを用いた患者類似度の可視化2023

    • 著者名/発表者名
      宮下美里,古賀裕章
    • 学会等名
      第28回高専シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 動脈硬化自動診断に向けたSOMによる眼底血管輪郭線の量子化手法の検討2021

    • 著者名/発表者名
      井上 陽水, 古賀 裕章
    • 学会等名
      第37回ファジィ システムシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 動脈硬化自動診断に向けた自己組織化マップによる眼底静脈の形状分類2020

    • 著者名/発表者名
      井上 陽水,向田 眞志保,古賀 裕章,内野 英治
    • 学会等名
      第61回日本人間工学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Shape Classification of Retinal Vein for Diagnosis of Arteriosclerosis Using SOM2 with Automatic Affine Translation.2020

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Koga, Yuki Okami, Mashiho Mukaida, Eiji Uchino
    • 学会等名
      2020 RISP International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] SOMによる眼底血管の形状分類におけるデータ規格化手法の検討2020

    • 著者名/発表者名
      井上 陽水,古賀 裕章
    • 学会等名
      電子情報通信学会スマートインフォメディアシステム研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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