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マイクロ計算解剖学創成に向けた微細解剖構造の網羅的数理画像解析手法の実現

研究課題

研究課題/領域番号 21K19898
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分90: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, 情報連携推進本部, 准教授 (30554810)
中村 彰太  名古屋大学, 医学部附属病院, 講師 (20612849)
研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023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)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2021年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワード微細構造解析 / マイクロ計算解剖 / 機械学習 / 画像処理 / 医用画像処理 / 画像診断支援 / マイクロ計算解剖学 / マイクロCT / 微細解剖構造 / 医用画像
研究開始時の研究の概要

本研究では、マイクロ計算解剖学創成に向けた網羅的微細解剖構造解析のための画像認識技術を開発する。マイクロCTなどで撮影される画像におけるマイクロ解剖構造認識のため、必要とされる微細解剖構造画像認識技術を開発する。このような画像認識技術は、機械学習による単なる画像認識のみで解決できるものではなく、トポロジー解析など数多くの数理的な基盤が必要となる。マイクロ計算解剖学創成を画像数理研究的な側面から取り組む点において極めて挑戦的な研究である。本申請課題ではマイクロ計算解剖学において必要とされる高精細画像から微細解剖構造を解析する画像処理技術の実現を目指す。

研究成果の概要

本研究の目的は、マイクロ計算解剖学創成に向けた網羅的解剖構造のための画像認識技術の開発である。本研究グループでは、マクロ解剖構造を対象とした医用画像処理研究を進めてきた。マイクロ計算解剖学の創成に必要な解剖構造をマイクロCTなどの高精細画像から自動的に認識する技術の開発を進めた。高精細マイクロCT画像を収集し、そこから微細血管、微細気管支構造、膜や壁構造といったシート状の構造物、がんなどの病変部位をマイクロCT画像において自動的に抽出する手法の開発を進めた。血管、気管支などのネットワーク構造については、そのつながりをグラフ構造として記述し、トポロジカルな構造解析を行う手法を実現した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の目的は、マイクロ計算解剖学創成に向けた網羅的解剖構造解析のための画像認識技術の開発である。マイクロ解剖構造認識において重要となる解剖構造を明らかにするための画像認識技術の開発を行う。このような画像認識技術は、機械学習による単なる画像認識のみで解決できるものではなく、トポロジー解析など数多くの数理的な基盤が必要となる。マイクロ計算解剖学創成を画像数理研究的な側面から取り組む点において極めて挑戦的な研究である。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (47件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (43件) (うち国際学会 13件、 招待講演 19件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] 医情連携による医用画像処理に基づく医療機器システムの開発2023

    • 著者名/発表者名
      森 健策
    • 雑誌名

      週刊医学のあゆみ 別冊

      巻: 287 ページ: 96-102

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] SR-CycleGAN: super-resolution of clinical CT to micro-CT level with multi-modality super-resolution loss2022

    • 著者名/発表者名
      Tong Zheng, Hirohisa Oda, Yuichiro Hayashi, Takayasu Moriya, Shota Nakamura, Masaki Mori, Hirotsugu Takabatake, Hiroshi Natori, Masahiro Oda, Kensaku Mori
    • 雑誌名

      Journal of Medical Imaging

      巻: 9 号: 02 ページ: 24003-24003

    • DOI

      10.1117/1.jmi.9.2.024003

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 医療とAI-現状と未来-2024

    • 著者名/発表者名
      森 健策
    • 学会等名
      豊田加茂医師会総会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 医療とAI -現状と展望-2024

    • 著者名/発表者名
      森 健策
    • 学会等名
      偕行会透析セミナー
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 面状構造強調に基づく2D U-Netを用いた肺マイクロCT像からの肺胞セグメンテーション2024

    • 著者名/発表者名
      深井 大輔, 小田 紘久, 林 雄一郎, 鄭 通, 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
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 不確実性を用いた胸部CT画像からのCOVID-19病変セグメンテーション手法2024

    • 著者名/発表者名
      楊 天予, 小田 昌宏, 鄭 通, 林 雄一郎, 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
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 生成AIをはじめとしたAIの社会実装、利活用に向けた共創2023

    • 著者名/発表者名
      森 健策
    • 学会等名
      公益社団法人日本工学アカデミー 第7回政治家と科学者の対話の会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 機械学習/AIの基礎と医用画像処理への応用2023

    • 著者名/発表者名
      森 健策
    • 学会等名
      日本感染症学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 上級演題⑩ どうする医療データの取り扱い2023

    • 著者名/発表者名
      森 健策
    • 学会等名
      第32回日本コンピュータ外科学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生成AIがもたらす医用画像処理の変革2023

    • 著者名/発表者名
      小田 昌宏
    • 学会等名
      医用画像情報学会 令和5年度秋季(第197回)大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] How AI Transforms the Medical Field: A Focus on Medical Imaging2023

    • 著者名/発表者名
      森 健策
    • 学会等名
      MVA2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] AIが切り拓く新たな画像診断の可能性-研究室から臨床現場へ2023

    • 著者名/発表者名
      森 健策
    • 学会等名
      第22回長野県大腸疾患研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Advanced and Versatile AI System for 3D Medical Image Super-resolution2023

    • 著者名/発表者名
      Tong Zheng, Hirohisa Oda, Yuichiro Hayashi,Shota Nakamura, Masaki Mori, Hirotsugu Takabatake, Hiroshi Natori, Masahiro Oda, Kensaku Mori
    • 学会等名
      RSNA2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] SGSR: style-subnets-assisted generative latent bank for large-factor super-resolution with registered medical image dataset2023

    • 著者名/発表者名
      T. Zheng, H. Oda, Y. Hayashi, S. Nakamura, M. Mori, H. Takabatake, H. Natori, M. Oda, K. Mori
    • 学会等名
      CARS 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ラベル拡張法によるマイクロCT 像中の小葉間隔壁の抽出2023

    • 著者名/発表者名
      深井 大輔, 小田 紘久, 林 雄一郎, 鄭 通, 中村 彰太, 小田 昌宏, 森 健策
    • 学会等名
      第32回日本コンピュータ外科学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 肺マイクロCT像中の小葉間隔壁抽出のための教師データ生成に関する検討2023

    • 著者名/発表者名
      深井 大輔, 小田 紘久, 林 雄一郎, 鄭 通, 中村 彰太, 小田 昌宏, 森 健策
    • 学会等名
      第42回日本医用画像工学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] L-former : a lightweight transformer for realistic medical image generation and its application to super-resolution2023

    • 著者名/発表者名
      Tong Zheng, Hirohisa Oda, Yuichiro Hayashi, Shota Nakamura, Masaki Mori, Hirotsugu Takabatake, Hiroshi Natori, Masahiro Oda, Kensaku Mori
    • 学会等名
      SPIE Medical Imaging 2023
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Coarse-to-fine cascade framework for cross-modality super-resolution on clinical/micro CT dataset2023

    • 著者名/発表者名
      Tong Zheng, Hirohisa Oda, Yuichiro Hayashi, Shota Nakamura, Masaki Mori, Hirotsugu Takabatake, Hiroshi Natori, Masahiro Oda, Kensaku Mori
    • 学会等名
      SPIE Medical Imaging 2023
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] nnU-Netによる肺マイクロCT像からの小葉間隔壁抽出2023

    • 著者名/発表者名
      深井 大輔,小田 紘久,椎名 健,林 雄一郎,鄭 通,中村 彰太, 小田 昌宏,森 健策
    • 学会等名
      JSCAS 2023
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] スケールシームレスなイメージングによる呼吸機能解析の今後の展望2023

    • 著者名/発表者名
      森健策
    • 学会等名
      呼吸機能イメージング研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 2D+3D registration in deformation-adaptive super-resolution for medical images2022

    • 著者名/発表者名
      T. Zheng, H. Oda, T. Hu, Y. Hayashi, S. Nakamura, M. Mori, H. Takabatake, H. Natori, M. Oda, K. Mori
    • 学会等名
      CARS 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 医療におけるAIとスーパーコンピューター臨床現場利活用に向けて2022

    • 著者名/発表者名
      森 健策
    • 学会等名
      第1回学術講演会(WEB配信)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 医療ビッグデータとAIを用いた内視鏡診断システム開発に関する諸課題と今後の展開-コンピューターによる革新的診断治療支援機器実現に向けて-2022

    • 著者名/発表者名
      森 健策
    • 学会等名
      JDDW 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] AI技術の進展と医療画像解析への応用2022

    • 著者名/発表者名
      森 健策
    • 学会等名
      第165回和歌山眼科学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 機械学習による医用画像処理の変革2022

    • 著者名/発表者名
      森 健策
    • 学会等名
      NVIDIA 冬のHPC Weeks
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 遠隔医療を支える画像・映像診断支援技術としての人工知能と機械学習2022

    • 著者名/発表者名
      森 健策
    • 学会等名
      第26回日本遠隔医療学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Potential of Glaucoma AI from the viewpoint of date scientist‘’データサイエンティストから見た緑内障AIの可能性2022

    • 著者名/発表者名
      森 健策
    • 学会等名
      第33回日本緑内障学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] イメージングとその知的処理による診断治療支援2022

    • 著者名/発表者名
      森 健策
    • 学会等名
      第31回日本バイオイメージング学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] AI for VR2022

    • 著者名/発表者名
      森 健策
    • 学会等名
      第21回日本VR医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] AI-based endoscopic procedure - Current and Future2022

    • 著者名/発表者名
      森 健策
    • 学会等名
      CVF/CVPR Medical Computer Vision Workshop
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The Way of Medical Care in the AI Era - A New Era of Medical Care through Coexistence with AI2022

    • 著者名/発表者名
      森 健策
    • 学会等名
      第63回日本神経学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] AI新時代におけるあたらしい病理学の確立に向けて-情報学の立場から2022

    • 著者名/発表者名
      森 健策
    • 学会等名
      第111回日本病理学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Joint multi organ and tumor segmentation from partial labels using federated learning2022

    • 著者名/発表者名
      Chen Shen, Pochuan Wang, Dong Yang, Daguang Xu, Masahiro Oda, Po-Ting Chen, Kao-Lang Liu, Wei-Chin Liao, Chiou-Shann Fuh, Kensaku Mori , Weichung Wang, Holger R. Roth
    • 学会等名
      DeCaF 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Extraction of respiratory bronchioles and alveolar ducts from micro-CT volumes with distance-based tubular structure filter2022

    • 著者名/発表者名
      T. Shiina, H. Oda, T. Zheng, S. Nakamura, Y. Hayashi, M. Oda, K. Mori
    • 学会等名
      CARS 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 境界情報を考慮する損失関数を用いたFCN による腹部 CT 像からの臓器領域抽出に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      大野 真奈, 申 忱, Holger R. Roth, 小田 昌宏, 林 雄一郎, 三澤 一成, 森 健策
    • 学会等名
      JAMIT 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] GNN による血管名自動命名手法における臓器特徴の利用に関する検討2022

    • 著者名/発表者名
      出口 智也, 林 雄一郎, 北坂 孝幸, 小田 昌宏, 三澤 一成, 森 健策
    • 学会等名
      JAMIT 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Coarse-to-fine cascade framework for cross-modality super-resolution on clinical/micro CT dataset2022

    • 著者名/発表者名
      Tong Zheng, Hirohisa Oda, Yuichiro Hayashi, Shota Nakamura, Masaki Mori, Hirotsugu Takabatake, Hiroshi Natori, Masahiro Oda, Kensaku Mori
    • 学会等名
      SPIE Medical Imaging 2022
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Micro CT Assisted Cross-Modality Super-Resolution Towwrd Observing Micrometer-scale Anatomical Structure From Clinical CT tilizing AI2021

    • 著者名/発表者名
      Tong Zheng, Hirohisa Oda, Yuichiro Hyashi, Masahiro Oda, Shota Nakamura, Hiroshi Natori, HIrotsugu Takabetake, Masaki Mori, Kensaku Mori
    • 学会等名
      RSNA 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Carotid Artery Vessel Wall Segmentation Challenge Report2021

    • 著者名/発表者名
      Ruiyun Zhu, Masahiro Oda, Yuichiro Hayashi, Hideki Ota,Hitomi Anzai, Makoto Ohta, Takanobu Yagi, Masaaki Shojima, Soichiro Fujimura, Kensaku Mori
    • 学会等名
      SMRA 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Super-Resolution by Latent Space Exploration: Training with Poorly-Aligned Clinical and Micro CT Image Dataset2021

    • 著者名/発表者名
      Tong Zheng, Hirohisa Oda, Yuichiro Hayashi, Shota Nakamura, Masahiro Oda, Kensaku Mori
    • 学会等名
      International Workshop on Simulation and Synthesis in Medical Imaging SASHIMI 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Micro-CT-assisted cross-modality super-resolution of clinical CT: utilization of synthesized training dataset2021

    • 著者名/発表者名
      T. Zheng, H. Oda, S. Nakamura, M. Mori, H. Takabatake, H. Natori, M. Oda, K. Mori
    • 学会等名
      CARS2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Watershedを用いた肺マイクロCT像からの肺胞セグメンテーション2021

    • 著者名/発表者名
      椎名 健, 小田 紘久, 鄭 通, 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
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 距離変換と管状構造フィルタによる肺マイクロCT画像からの細気管支・肺胞管抽出手法の検討2021

    • 著者名/発表者名
      椎名 健, 小田 紘久, 鄭 通, 中村 彰太, 林 雄一郎, 小田 昌宏, 森 健策
    • 学会等名
      第30回日本コンピュータ外科学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Clinical CT Super-resolution Utilizing Registered Clinical -Micro CT Database2021

    • 著者名/発表者名
      Tong ZHENG, Hirohisa ODA, Yuichiro HAYASHI, Shota NAKAMURA, Masaki MORI, Hirotsugu TAKABATAKE, Hiroshi NATORI, Masahiro ODA, Kensaku MORI
    • 学会等名
      第40回日本医用画像工学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 距離マップを利用した肺マイクロ CT 像からの肺胞抽出2021

    • 著者名/発表者名
      椎名 健, 小田 紘久, 鄭 通, 中村 彰太, 林 雄一郎, 小田 昌宏, 森 健策
    • 学会等名
      第40回日本医用画像工学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [図書] 医療AIとディープラーニングシリーズ 内視鏡画像AI2022

    • 著者名/発表者名
      森 健策, 伊東隼人
    • 総ページ数
      250
    • 出版者
      オーム社
    • ISBN
      9784274225642
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [図書] 形態と機能からみた呼吸器疾患 病態を読み解くメカニズム2021

    • 著者名/発表者名
      森 健策
    • 総ページ数
      336
    • 出版者
      南江堂
    • ISBN
      9784524249961
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-07-13   更新日: 2025-01-30  

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