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脳局所特徴に基づく高精度脳MRI画像解析技術の開発

公募研究

研究領域医用画像に基づく計算解剖学の多元化と高度知能化診断・治療への展開
研究課題/領域番号 15H01101
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東北大学

研究代表者

伊藤 康一  東北大学, 情報科学研究科, 助教 (70400299)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016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)
2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード画像 / 医用画像解析 / 脳画像解析 / 脳MRI / 脳ネットワーク / 年齢推定
研究実績の概要

本年度は,以下の2項目を実施した.
1.前年度に検討した脳局所特徴および解析手法について,大規模な脳MRI画像データベースを用いて性能評価および解析の実験を行った.まず,健常者からなる脳MRI画像データベースを用いた年齢推定の実験を通して,正常加齢に伴う脳の形態変化が顕著に現れる局所領域を調べた.年齢推定に用いる局所領域を1つずつ削除することで有効な領域を求めた.得られた有効領域は,医学における統計解析の結果と一致することを確認している.有効領域のみを用いて年齢推定することで,推定精度が向上することを確認した.次に,健常者と脳疾患患者において,形態変化が顕著に表れる領域を解析し,診断支援を行うことを検討した.具体的には,アルツハイマー病患者を含む大規模な脳MRI画像データベースを用いて年齢推定実験を行い,健常者とアルツハイマー病患者との間に推定される年齢に差があることを確認した.アルツハイマー病患者の場合は,実際の年齢よりも10歳~20歳程度高く推定される傾向にあり,この結果を診断支援に利用できる可能性がある.以上の成果については,医用画像処理に関する国際会議等で発表を行った.
2.局所領域をノードとし,局所領域間の接続性からエッジを定義することで,複雑な脳機能をネットワークとして表現し,局所領域間で相互作用しながら情報伝達を行っているスモールワールド性を有していることを確認した.健常者とアルツハイマー病患者との間で構成されるネットワークに違いがあることも確認した.これらの知見に基づいて,複雑ネットワーク解析に基づいた脳画像解析が行えることを実証した.

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] 華南理工大学(中国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] An age estimation method using brain local features of T1-weighted images and its performance evaluation2017

    • 著者名/発表者名
      Ryuichi Fujimoto
    • 雑誌名

      Proceedings of the International Forum on Medical Imaging in Asia 2017

      巻: - ページ: 63-66

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Age estimation using effective brain local features from T1-weighted images2016

    • 著者名/発表者名
      Ryuichi Fujimoto
    • 雑誌名

      Proceedings of the 38th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society

      巻: - ページ: 5941-5944

    • DOI

      10.1109/embc.2016.7592081

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Age estimation method using brain local features for T1-weighted images2015

    • 著者名/発表者名
      Chihiro Kondo
    • 雑誌名

      Proceedings of 37th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society

      巻: - ページ: 666-669

    • DOI

      10.1109/embc.2015.7318450

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] An age estimation method using brain local features of T1-weighted images and its performance evaluation2017

    • 著者名/発表者名
      Ryuichi Fujimoto
    • 学会等名
      International Forum on Medical Imaging in Asia 2017
    • 発表場所
      那覇,沖縄,沖縄県那覇市ぶんかテンブス館
    • 年月日
      2017-01-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Brain MRI image analysis and its application to age estimation2016

    • 著者名/発表者名
      Koichi Ito
    • 学会等名
      2016 Bilateral Workshop between Tohoku University and National Tsing Hua University
    • 発表場所
      仙台,宮城,ホテル佐勘
    • 年月日
      2016-10-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 脳局所特徴量を用いた年齢推定とその高精度化に関する検討2016

    • 著者名/発表者名
      藤本竜一
    • 学会等名
      映像情報メディア学会メディア工学研究会サマーセミナー
    • 発表場所
      あわら,福井,北潟湖畔荘
    • 年月日
      2016-08-31
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 脳局所特徴量を用いた年齢推定手法の高精度化に関する検討2016

    • 著者名/発表者名
      藤本竜一
    • 学会等名
      平成28年 電気関係学会東北支部連合大会
    • 発表場所
      仙台,宮城,東北工業大学
    • 年月日
      2016-08-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Age estimation using effective brain local features from T1-weighted images2016

    • 著者名/発表者名
      Ryuichi Fujimoto
    • 学会等名
      The 38th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 発表場所
      オーランド,アメリカ
    • 年月日
      2016-08-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 年齢推定に有効な脳局所特徴量の効率的な選択方法に関する検討2016

    • 著者名/発表者名
      藤本竜一
    • 学会等名
      電子情報通信学会医用画像研究会
    • 発表場所
      苫小牧,北海道,苫小牧市民会館
    • 年月日
      2016-07-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ADNIデータベースの脳ネットワーク解析に関する検討2015

    • 著者名/発表者名
      近藤千裕
    • 学会等名
      電子情報通信学会医用画像研究会
    • 発表場所
      生駒
    • 年月日
      2015-11-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Age estimation method using brain local features for T1-weighted images2015

    • 著者名/発表者名
      Chihiro Kondo
    • 学会等名
      37th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 発表場所
      Milano, Italy
    • 年月日
      2015-08-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 脳局所特徴量に基づく年齢推定手法とADNIデータベースを用いた性能評価2015

    • 著者名/発表者名
      近藤千裕
    • 学会等名
      電子情報通信学会医用画像研究会
    • 発表場所
      函館
    • 年月日
      2015-07-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-28  

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