解剖構造と異常部位の時空間統計モデルと画像診断支援

• 研究課題/領域番号: 23500205
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 知覚情報処理・知能ロボティクス
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 清水 昭伸 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80262880)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2013年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2012年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2011年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 医用画像 / 画像認識 / 統計モデル

研究概要

まず、医用画像内の主要な解剖構造の間に存在する空間的関係を記述した統計的空間モデルを構築した．次に，そのモデルを利用して，複数の構造物を同時抽出可能な新しいセグメンテーションアルゴリズムを考案した．続いて、新しい統計モデルを提案した．このモデルは，条件付モデルの一種であるが，条件による制約を緩和できる点と，学習データの誤差モデルに基づいて自動的に緩和量が最適化される点が従来とは異なる．さらに，層状構造物に注目した研究も進め、層間の統計的関係を考慮しながら，精度良く認識を行うアルゴリズムを考案した。その他、統計的画像データベースを用いて正常と異常の同時認識を行うアルゴリズムも開発した。

研究成果

• [雑誌論文] A conditional statistical shape model with integrated error estimation of the conditions; application to liver segmentation in non-contrast CT images (2014)
  • 著者名/発表者名: Sho Tomoshige, Elco Oost, Akinobu Shimizu, Hidefumi Watanabe, Shigeru Nawano
  • 雑誌名: Medical Image Analysis 巻: 18 ページ: 130-143
  • 査読あり
• [雑誌論文] An Automated Segmentation Algorithm for CT Volumes of Livers with Atypical Shapes and Large Pathological Lesions (2014)
  • 著者名/発表者名: Shun Umetsu, Akinobu Shimizu,Hidefumi Watanabe, Hidefumi Kobatake, Shigeru Nawano
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Information and Systems 巻: E97.D 号: 4 ページ: 951-963
  • DOI: 10.1587/transinf.E97.D.951
  • NAID: 130003394921
  • ISSN: 0916-8532, 1745-1361
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ensemble Learning Based Segmentation of Metastatic Liver Tumours in Contrast-Enhanced Computed Tomography (2013)
  • 著者名/発表者名: Akinobu Shimizu, Takuya Narihira, Daisuke Furukawa, Hidefumi Kobatake, Shigeru Nawano, Kenji Shinozaki
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Information and Systems 巻: E96.D 号: 4 ページ: 864-868
  • DOI: 10.1587/transinf.E96.D.864
  • NAID: 10031182851
  • ISSN: 0916-8532, 1745-1361
  • 査読あり
• [雑誌論文] 統計的形状特徴を考慮可能な新しいブースティングアルゴリズムの提案と臓器抽出への応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 清水昭伸，他
  • 雑誌名: MEDICAL IMAGING TECHNOLOGY 巻: 31 ページ: 121-131
  • NAID: 130003374500
  • 査読あり
• [雑誌論文] Computer-Aided Diagnosis for a three dimensional CT image (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Shimizu
  • 雑誌名: Journal of the Institute of Image Information and Television Engineers 巻: vol.65, no.4 ページ: 432-435
• [学会発表] グラフカットによる黄斑部 OCT 画像上の脈絡膜抽出処理の改良 (2014)
  • 著者名/発表者名: 稲垣和樹, 清水昭伸, 安野嘉晃, 生野恭司
  • 学会等名: 信学技報
  • 発表場所: 沖縄ぶんかテンブス館, 沖縄
  • 年月日: 2014-01-26
• [学会発表] スパースモデリングに基づく確率アトラスの構築とセグメンテーションへの応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 梅津 駿，清水昭伸，渡部秀文，縄野 繁
  • 学会等名: 電子情報通信学会 医用画像研究会
  • 発表場所: 沖縄県、那覇市、テンブス館
• [学会発表] グラフカットによる黄斑部OCT画像上の脈絡膜抽出処理の改良 (2014)
  • 著者名/発表者名: 稲垣和樹，清水昭伸，安野嘉晃，生野恭司
  • 学会等名: 電子情報通信学会 医用画像研究会
  • 発表場所: 沖縄県、那覇市、テンブス館
• [学会発表] 3次元CT像上の大きな疾病を含む肝臓認識に関する検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 梅津 駿，清水昭伸，渡部秀文，小畑秀文，縄野 繁
  • 学会等名: 電子情報通信学会 医用画像研究会
  • 発表場所: 宮城県、仙台市、東北大学
• [学会発表] A Statistical Shape Model for Multiple Organs Based on Synthesized-Based Learning (2013)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Saito, Misaki Nakada, Elco Oost, Akinobu Shimizu, Hidefumi Watanabe, Shigeru Nawano
  • 学会等名: Workshop on Computational and Clinical Applications in Abdominal Imaging in conjunction with MICCAI2013
  • 発表場所: Nagoya University, Nagoya, Aichi, Japan
• [学会発表] 条件の誤差モデルを用いた条件付き統計的形状モデルの改良 (2013)
  • 著者名/発表者名: 朝重 青，他
  • 学会等名: 医用画像研究会
  • 発表場所: 那覇市ぶんかテンブス館，那覇，沖縄
• [学会発表] アンサンブル学習とグラフカットを用いた黄斑部OCT画像からの網膜層セグメンテーション (2012)
  • 著者名/発表者名: 稲垣和樹，他
  • 学会等名: 医用画像研究会
  • 発表場所: 東京大学，東京
• [学会発表] Improvement of a simultaneous statistical shape model for multiple abdominal organs using synthesized-based learning (2012)
  • 著者名/発表者名: Akinobu SHIMIZU, et al.
  • 学会等名: CARS2012
  • 発表場所: Palazzo dei Congressi, Pisa, Italy
• [学会発表] Interlobar fissure extraction from a chest CT volume based on a new loss function for a boosting algorithm (2012)
  • 著者名/発表者名: Akinobu SHIMIZU, et al.
  • 学会等名: CARS2012
  • 発表場所: Palazzo dei Congressi, Pisa, Italy
• [学会発表] A statistical shape model of a dead liver for autopsy imaging (2012)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Saito, et al.
  • 学会等名: International Forum on Medical Imaging in Asia
  • 発表場所: KAIST, Daejeon, Korea
• [学会発表] Concurrent estimation of regions of normal tissues and pathological lesions in a liver from CT volumes based on the lasso and application to segmentation of liver with lesions (2012)
  • 著者名/発表者名: Shun Umetsu, et al.
  • 学会等名: International Forum on Medical Imaging in Asia
  • 発表場所: KAIST, Daejeon, Korea
• [学会発表] Lassoを用いた被検者固有確率アトラスの構築と肝臓領域のセグメンテーション (2012)
  • 著者名/発表者名: 梅津 駿，他
  • 学会等名: バイオイメージ・インフォマティクス ワークショップ2012
  • 発表場所: 理化学研究所 発生・再生科学総合研究センター ，神戸
• [学会発表] Relaxed Conditional Statistical Shape Models and their Application to Non-Contrast Liver Segmentation (2012)
  • 著者名/発表者名: Sho Tomoshige, et al.
  • 学会等名: Workshop on Computational and Clinical Applications in Abdominal Imaging
  • 発表場所: Novotel Nice Centre Acropolis, Nice, France
• [学会発表] Proposal of a loss function of an object surface and its application to interlobar fissure extraction from a chest CT volume (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Kobayashi, K. Nakagomi, A. Shimizu, H. Kobatake, M. Yakami, K. Fujimoto, K. Togashi
  • 学会等名: The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers
  • 発表場所: 沖縄，那覇市ぶんかテンブス館
• [学会発表] A Statistical Shape Model of an Organ using Synthesized-based Learning (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Saito, M. Nakada, H. Watanabe, A. Shimizu, H. Kobatake, S. Nawano
  • 学会等名: The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers
  • 発表場所: 沖縄，那覇市ぶんかテンブス館
• [学会発表] A simultaneous statistical shape model for multiple abdominal organs (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Nakada, A. Saito, H. Watanabe, A. Shimizu, H. Kobatake, S. Nawano
  • 学会等名: The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers
  • 発表場所: 沖縄，那覇市ぶんかテンブス館
• [学会発表] Statistical shape models of multiple organs in an upper abdominal CT volume (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Shimizu, M. Nakada, H. Kobatake, S. Nawano
  • 学会等名: Computer Assisted Radiology and Surgery
  • 発表場所: Germany, Berlin, ESTREL HOTEL BERLIN
• [図書] 医用画像工学ハンドブック (2012)
  • 著者名/発表者名: 尾川浩一, 清水昭伸, 工藤博幸 編
  • 出版者: 日本医用画像工学会
• [図書] 医用画像工学ハンドブック (2012)
  • 著者名/発表者名: 尾川浩一，他
  • 総ページ数: 777
  • 出版者: 日本医用画像工学会
• [備考]
  • URL: http://www.tuat.ac.jp/~simizlab/