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多元ヒト脳図譜データベースによる脳深部刺激療法支援システム

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 17H05299
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
研究機関九州大学

研究代表者

諸岡 健一  九州大学, システム情報科学研究院, 准教授 (80323806)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018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)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード脳図譜 / 多元脳図譜データベース / 脳外科手術支援システム / 多元脳図譜 / 脳図譜データベース / DeepFEM / 画像 / 情報工学 / 脳・神経
研究実績の概要

申請者は,世界初の試みである,1体の日本人献体脳を用いて,脳表から組織・細胞構造までの形態解剖・生理情報を内蔵した精緻なデジタル脳図譜}を開発中である.当該研究は,この標準脳図譜を基盤に,1)性別・年齢(時間軸)や疾患(病理軸)などに特異的な多元脳図譜データベースと,2)これに基づき標準脳図譜を変形させ,脳内構造の個人差・疾患特異性に対応した患者固有脳図譜推定法を構築することで,次世代テイラーメイド脳外科手術支援システムの開発を目的とする.
平成30年度では,複数の脳図譜間の対応付け法を構築した.データベース構築には,脳図譜間の対応付が必要である.ここで,脳図譜は,脳表上や脳内部にある頂点と,それを接続した四面体からなるボリュームモデルである.一方,ヒトの脳形状が異なり,また異なるヒトの脳図譜ボリュームモデルは.必ずしも同一頂点数・パッチ数とは限らない.そこで,脳図譜ボリュームモデルを,形状が単純な目標体に写像する方法を構築した.
6つの脳のボリュームモデルを使って,平均的な脳形状を有する目標体に写像する実験を行った.ここで,脳ボリュームモデルは,脳表と2つの内部構造(脳室1:側脳室と第3脳室,脳室2:第4脳室)を持つ.いずれの写像においても,提案手法は脳ボリュームモデルを四面体の自己交差を極力少なくしつつ,モデルを目標体に写像できたことを確認した.また,この写像結果から,逆に目標体のボリュームモデルから脳図譜を復元することで,全ての脳図譜を目標体のボリュームモデルで統一的に記述でき,脳図譜間の対応付けが可能となった.

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Imperial College London(英国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Ancient pelvis reconstruction from collapsed component bones using statistical shape models2018

    • 著者名/発表者名
      Morooka Ken’ichi、Matsubara Ryota、Miyauchi Shoko、Fukuda Takaichi、Sugii Takeshi、Kurazume Ryo
    • 雑誌名

      Machine Vision and Applications

      巻: 30 号: 1 ページ: 59-69

    • DOI

      10.1007/s00138-018-0972-5

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fast modified Self-organizing Deformable Model: Geometrical feature-preserving mapping of organ models onto target surfaces with various shapes and topologies2018

    • 著者名/発表者名
      Miyauchi Shoko、Morooka Ken’ichi、Tsuji Tokuo、Miyagi Yasushi、Fukuda Takaichi、Kurazume Ryo
    • 雑誌名

      Computer Methods and Programs in Biomedicine

      巻: 157 ページ: 237-250

    • DOI

      10.1016/j.cmpb.2018.01.028

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 目標曲面上への写像に基づく臓器表面モデル間の対応付け2018

    • 著者名/発表者名
      宮内 翔子、諸岡 健一
    • 雑誌名

      Medical Imaging Technology

      巻: 36 ページ: 203-206

    • NAID

      130007496340

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 有限要素解析を模した深層なニューラルネットによる手術支援システムのための臓器変形推定2017

    • 著者名/発表者名
      諸岡 健一,小林 薫樹
    • 雑誌名

      Medical Imaging Technology

      巻: 35 号: 4 ページ: 206-211

    • DOI

      10.11409/mit.35.206

    • NAID

      130006108059

    • ISSN
      0288-450X, 2185-3193
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Efficient Geometrical Feature Preserving Mapping for Organ Surface Model2018

    • 著者名/発表者名
      Shoko Miyauchi, Ken’ichi Morooka, Yasushi Miyagi, Takaichi Fukuda, Ryo Kurazume
    • 学会等名
      IEEE International Symposium on Biomedical Imaging
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Brain Atlas Construction by Non-Rigid Registration of Brain Block Models2017

    • 著者名/発表者名
      Shoko Miyauchi, Ken'ichi Morooka, Sho Sasaki, Tokuo Tsuji, Yasushi Miyagi, Takaichi Fukuda, Kazuhiro Samura, Ryo Kurazume
    • 学会等名
      CARS 2017 Computer Assisted Radiology and Surgery
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 脊椎側彎症治療診断支援システムのための深層学習による脊椎変形・応力分布推定2017

    • 著者名/発表者名
      大山紗貴子,諸岡健一,小林薫樹,久保田健介,倉爪亮
    • 学会等名
      第18回計測自動制御学会 システムインテグレーション部門講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] modified Self-organizing Deformable Modelを用いた臓器表面モデルに対する幾何特徴量保存写像の高速化2017

    • 著者名/発表者名
      宮内翔子,諸岡健一,宮城靖,福田孝一,倉爪亮
    • 学会等名
      電子情報通信学会 医用画像研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 九州大学大学院 システム情報科学研究院 諸岡研究室

    • URL

      http://robotics.ait.kyushu-u.ac.jp/morooka_lab/index-j.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2019-12-27  

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