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空間統計臓器モデルと超画素値空間モデルに基づく高精細画像理解と胸部CTへの応用

公募研究

研究領域医用画像に基づく計算解剖学の創成と診断・治療支援の高度化
研究課題/領域番号 22103503
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
研究機関筑波大学

研究代表者

滝沢 穂高  筑波大学, システム情報系, 准教授 (40303705)

研究期間 (年度) 2010 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
12,610千円 (直接経費: 9,700千円、間接経費: 2,910千円)
2011年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2010年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
キーワード空間統計解析 / モデルマッチング / 構造特徴の統一的表現 / 高精度画像理解 / 機械学習 / 正異常構造のモデリング / 肺がん / 胸部X線CT画像 / 医用画像 / 画像診断支援 / 臓器モデル / 画素値空間モデル / 画像理解 / 胸部CT / 医工学
研究概要

本研究では主に次の二つの研究項目を進めた:
A.空間統計解析に基づく臓器モデルとモデルマッチング法との融合による高精度画像理解,
B.カーネル法に基づく超画素値空間における正異常構造のモデリングによる高精度画像理解.
項目Aでは,臓器各部の種類の異なる構造特徴を統一的に表現し,その統一表現された特徴を主成分分析することによって統計解析する手法を開発した.またその統計解析の結果を病巣・臓器モデルを基底する確率分布のパラメータに反映させることによって,従来の(統計情報を使っていない)手法よりも高精度に病巣を認識する手法を開発した.この手法の特色は,空間統計臓器モデルを用いて対象臓器の大局解剖学的知識を計算機内に具象化し,またマッチングモデルを用いて局所的画像情報を定量化・集約化し,さらにそれらをリンクし,知識と画像情報との関係を捉えることによって,高精度な画像理解を実現するハイブリッドな手法である点にある.また項目Bでは,病巣候補陰影をその大きさや種類によって分類した後に,画素値そのものを特徴とするサポートベクターマシンを用いることによって高精度に病巣認識を行う手法を開発した.また画素値を質量とみなし,その重心や慣性モーメントを基準に陰影の形状を解析し,さらに機械学習による陰影分類を適用することによって病巣陰影を認識する手法を開発した.この手法の特色は,カーネル法に基づき高次元空間への情報拡張を行い,その空間において最適識別面の設計を行うことによって情報喪失を最後まで回避することができる点にある.これらの手法を胸部X線CT画像から肺がんを自動検出する問題に適用し,検出精度の向上を確認した.

報告書

(2件)
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2012 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (6件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] 統計解剖学的モデルに基づく胸部X線CT画像からの肺病巣陰影の検出2012

    • 著者名/発表者名
      石井茂如, 滝沢穂高
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌

      巻: 53 ページ: 412-420

    • NAID

      110008736796

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lung Cancer Detection from X-ray CT Scans Using Discriminant Filters and View-based Support Vector Machine2011

    • 著者名/発表者名
      Hotaka Takizawa, Hidetoshi Nishizako
    • 雑誌名

      The Journal of the Institute of Image Electronics Engineers of Japan

      巻: 40 ページ: 59-66

    • NAID

      10027786133

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 可変N-Quoitとベクトル集中度の併用による肺結節陰影の検出2010

    • 著者名/発表者名
      澁谷倫子, 杉浦彰彦, 滝沢穂高, 奥村俊昭, 山本眞司
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌

      巻: J93-D ページ: 1491-1501

    • NAID

      110007681686

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 胸部X線CT画像における肺臓器形状と血管構造の統計モデリング2012

    • 著者名/発表者名
      滝沢穂高
    • 学会等名
      電子情報通信学会医用画像研究会
    • 発表場所
      沖縄県那覇市ぶんかテンブス館
    • 年月日
      2012-01-19
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 放射抑制フィルタと慣性モーメントフィルタによる胸部X線CT画像からの肺結節の検出2012

    • 著者名/発表者名
      柳原毅暢, 滝沢穂高
    • 学会等名
      電子情報通信学会医用画像研究会
    • 発表場所
      沖縄県那覇市ぶんかテンブス館
    • 年月日
      2012-01-19
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Statistical Modeling of Lung Shapes and Inner Structures in CT Images2012

    • 著者名/発表者名
      Hotaka Takizawa
    • 学会等名
      The 2012 International Workshop on Advanced Image Technology
    • 発表場所
      Hotel Majestic Saigon, Ho Chi Minh City,ベトナム
    • 年月日
      2012-01-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Lung Cancer Detection from Thoracic CT Scans Using 3-D Deformable Models Based on Statistical Anatomical Analysis2011

    • 著者名/発表者名
      Hotaka Takizawa, Shigeyuki Ishii
    • 学会等名
      Computer Vision/Computer Graphics Collaboration Techniques
    • 発表場所
      INRIA Rocquencourt,フランス
    • 年月日
      2011-10-11
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 判別フィルタとk-means法を用いた胸部X線CT画像からの肺結節の検出2011

    • 著者名/発表者名
      柳原毅暢, 滝沢穂高
    • 学会等名
      電子情報通信学会医用画像研究会
    • 発表場所
      産業技術総合研究所(茨城県)
    • 年月日
      2011-09-06
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Construction of distribution models of pulmonary blood vessels from CT scans and its application to the model-matching method for FP reduction2011

    • 著者名/発表者名
      Shigeyuki Ishii, Hotaka Takizawa
    • 学会等名
      the International Forum on Medical Imaging in Asia 2011
    • 発表場所
      てんぶす那覇、沖縄県
    • 年月日
      2011-01-18
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [図書] 医用画像ハンドブック2011

    • 著者名/発表者名
      石田隆行, 桂川茂彦, 藤田広志, 他(分著,担当5ページ)
    • 総ページ数
      1571
    • 出版者
      オーム社
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.iip.mibel.cs.tsukuba.ac.jp/theme.html

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.pr.cs.tsukuba.ac.jp/~takizawa/research/research-j.html

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

URL: 

公開日: 2010-08-23   更新日: 2018-03-28  

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