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

2013 年度 研究成果報告書

• 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: 21103001
• 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: 東京農工大学
• 研究代表者: 小畑 秀文 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 名誉教授 (80013720)
• 研究分担者: 目加田 慶人 中京大学, 工学部, 教授 (00282377) ; 藤田 廣志 岐阜大学, 大学院医学系研究科, 教授 (10124033) ; 井宮 淳 千葉大学, 総合メディアセンター, 教授 (10176505) ; 森 健策 名古屋大学, 情報連携統括本部, 教授 (10293664) ; 増谷 佳孝 東京大学, 医学部付属病院, 講師 (20345193) ; 鈴木 直樹 東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (40147327) ; 縄野 繁 国際医療福祉大学, 保健医療学部, 教授 (40156005) ; 上野 淳二 徳島大学, 大学院ヘルスバイオサイエンス研究部, 教授 (60116788) ; 佐藤 嘉伸 大阪大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (70243219) ; 仁木 登 徳島大学, 大学院ソシオテクノサイエンス研究部, 教授 (80116847) ; 清水 昭伸 東京農工大学, 大学院工学研究院, 准教授 (80262880) ; 橋爪 誠 九州大学, 大学院医学系研究院, 教授 (90198664) ; 木戸 尚治 山口大学, 大学院医学系研究科, 教授 (90314814)
• 研究期間 (年度): 2009-07-23 – 2014-03-31
• キーワード: 画像認識 / 画像理解 / 診断支援 / 手術支援 / 臓器構造 / 臓器モデル / モデリング / 統計数理モデル

研究概要

解剖構造上のランドマークの検出法、主要臓器の統計数理モデルの構築、それに基づく臓器構造理解の方法を開発し、主要臓器の解剖構造理解が全自動で精度良く行えるようになった。医用画像の高度理解を基礎に、診断支援が高度化され、安全性と精度を確保した手術支援法などの高度化が実現できた。
総括班の活動としては、200症例のデータベースを開発した。これはセグメンテーション手法の評価の基準として活用できる。また、各研究班における研究を促進するための汎用ソフトウェアを整備し、セミナーやワークショップの開催により計算解剖学を担う若手育成も進めた。

研究成果

• [雑誌論文] Statistical Shape Model of a Liver for Autopsy Imaging (2014)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Saito, Akinobu Shimizu, Hidefumi Watanabe, Seiji Yamamoto, Shigeru Nawano and Hidefumi Kobatake
  • 雑誌名: International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery 巻: vol.9, Issue 2 ページ: 269-281
  • DOI: 10.1007/s11548-013-0923-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] 新しいパラメータ最適化法による解剖学的ランドマーク検出処理の性能改善―教師ラベル設定基準のパラメータ化と新しい評価関数の導入- (2013)
  • 著者名/発表者名: 根本充貴、増谷佳孝、花岡昇平、野村行弘、三木聡一郎、吉川健啓、林直人、大友邦
  • 雑誌名: 電子情報通信学会論文誌 (D、情報・システム) 巻: J96-D(4) ページ: 853-866
  • URL: http://ci.nii.ac.jp/naid/110009596333
  • 査読あり
• [雑誌論文] Externally Navigated bronchoscopy using 2-D motion sensors: Dynamic phantom validation (2013)
  • 著者名/発表者名: Xiongbiao Luo, Takayuki Kitasaka, Kensaku Mori
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Medical Imaging 巻: Vol.32, No.10 ページ: 1745-1764
  • URL: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23686944
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Bag-of-Features Approach to Classify Six Types of Pulmonary Textures on High-Resolution Computed Tomography (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Xu, Y. Hirano, R. Tachibana, S. Kido
  • 雑誌名: IEICE Trans. Inf. & Syst 巻: vol.E96-D, no.4 ページ: 845-855
  • DOI: 10.1587/transinf.E96.D.845
  • 査読あり
• [雑誌論文] Automated preoperative planning of femoral stem in total hip arthroplasty from 3D CT data: Atlas-based approach and comparative study (2012)
  • 著者名/発表者名: Otomaru I, Nakamoto M, Kagiyama Y, Takao M, Sugano N, Tomiyama N, Tada Y, Sato Y
  • 雑誌名: Medical Image Analysis 巻: 16(2) ページ: 415-426
  • DOI: 10.1016/j.media.2011.10.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantitative classification based on CT histogram analysis of non-small cell lung cancer: Correlation with histopathological characteristics and recurrence-free survival (2012)
  • 著者名/発表者名: Y.Kawata, N.Niki, H.Ohmatsu, M.Kusumoto, T.Tsuchida, K.Eguchi, M.Kaneko, N.Moriyama
  • 雑誌名: Medical Physics 巻: Vol.39, No.2 ページ: 988-1000
  • DOI: 10.1118/1.3679017
  • 査読あり
• [雑誌論文] Automatic localization of solid organs on 3D CT images by a collaborative majority voting decision based on ensemble learning (2012)
  • 著者名/発表者名: X.Zhou, S.Wang, H.Chen, T.Hara, R.Yokoyama, M.Kanematsu, and H.Fujita
  • 雑誌名: Computerized Medical Imaging and Graphics 巻: Vol.36, No.4 ページ: 304-313
  • DOI: 10.1016/j.compmedimag.2011.12.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Feasibility of a real-time virtual reality navigation system utilizing open magnetic resonance imaging for safe and accurate excision of breast tumor (2009)
  • 著者名/発表者名: Tomikawa M, Hong J, Hashizume M, et al.
  • 雑誌名: Int J CARS 巻: 4(1) ページ: S131-S132
  • DOI: 10.1016/j.jamcollsurg.2010.01.032.
  • 査読あり
• [学会発表] Computational anatomy, Towards complete medical image understanding and clinical decision support from 3D medical images, Theme Keynote Speech (2013)
  • 著者名/発表者名: Sato Y
  • 学会等名: 35th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC 2013)
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 20130703-07
  • 招待講演
• [学会発表] State-of-the-art of computer-aided diagnosis (CAD) in medical images (2013)
  • 著者名/発表者名: H.Fujita
  • 学会等名: The International Symposium on Electrical-Electronics Engineering (ISEE2013)
  • 発表場所: Ho Chi Minh City, Vietnam
  • 年月日: 2013-11-01
• [学会発表] Multiscale image analysis of lung CT images (2013)
  • 著者名/発表者名: Noboru Niki
  • 学会等名: Proceedings of MICCAI Workshop 2013
  • 発表場所: Nagoya University, Aichi
  • 年月日: 2013-09-26
  • 招待講演
• [学会発表] Multi-organ Segmentation Based on Spatially-Divided Probabilistic Atlas from 3D Abdominal CT Images, MICCAI (2013)
  • 著者名/発表者名: C. Chu, M. Oda, T. Kitasaka, K. Misawa, M. Fujiwara, Y. Hayashi, Y. Nimura, D. Rueckert, K. Mori
  • 学会等名: LNCS 8150, 2013
  • 年月日: 2013-09-24
• [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: Proc. of Workshop on Computational and Clinical Applications in Abdominal Imaging in conjunction with MICCAI2013
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 2013-09-22
• [学会発表] What is the essential Information in Image-Guided Minimally Invasive Surgery? (2013)
  • 著者名/発表者名: Hashizume M
  • 学会等名: 2nd MICCAI Workshop on Clinical Image-based Procedures, Translational Research in Medical Imaging
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 2013-09-22
• [学会発表] Appearance Similarity Flow for Quantification of Anatomical Landmark Uncertainty in Medical Images (2012)
  • 著者名/発表者名: Masutani Y, Nemoto M, Hanaoka S, Hayashi N, Ohtomo K
  • 学会等名: ISVC'12 8th International Symposium on Visual Computing
  • 発表場所: Crete, Greece
  • 年月日: 20120716-18
• [学会発表] A Method for Extracting Airway Trees by Using a Cavity Enhancement Filter (2011)
  • 著者名/発表者名: Yasushi Hirano, Rui Xu, Rie Tachibana, Shoji Kido
  • 学会等名: The 4th International Workshop on Pulmonary Image Analysis
  • 発表場所: Toronto, Canada
  • 年月日: 2011-09-18
• [図書] Condition Relaxation in Conditional Statistical Shape ModelsIn , Subspace Methods for Pattern Recognition in Intelligent Environment (Eds. Yen-Wie Chen, Lakhmi Jain) (2014)
  • 著者名/発表者名: Elco Oost, Sho Tomoshige, Akinobu Shimizu
  • 総ページ数: 199
  • 出版者: Springer-Verlag, Berlin, Germany
• [図書] Computational Intelligence in Biomedical Imaging (2014)
  • 著者名/発表者名: T.Hayashi, H.Chen, K.Miyamoto, X.Zhou, T.Hara, and H.Fujita
  • 総ページ数: 159-184
  • 出版者: Springer
• [図書] 電気学会125 年史 1888-2013 (2013)
  • 著者名/発表者名: 森 健策
  • 総ページ数: 486-488
  • 出版者: 電気学会
• [図書] これでわかる拡散MRI 第3版 (2013)
  • 著者名/発表者名: (編)青木 茂樹、阿部 修、増谷 佳孝、高原 太郎
  • 総ページ数: 247-248
  • 出版者: 秀潤社
• [図書] The Cancer Journal (2013)
  • 著者名/発表者名: Ohuchida K, Hashizume M
  • 総ページ数: 130-132
  • 出版者: Robotic Surgery and Cancer
• [図書] Pharma Medica Vol.30、 No.10 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大内田 研宙、 橋爪 誠
  • 総ページ数: 33-36
  • 出版者: メディカルレビュー社
• [図書] 映像情報Medical44 巻6号 (2012)
  • 著者名/発表者名: 植村 宗則、田代 泰隆、 神代 竜一、 長尾 吉泰、 富川 盛雅、 橋爪 誠
  • 総ページ数: 524-552
  • 出版者: 産業開発機構
• [図書] 外科74巻8号 (2012)
  • 著者名/発表者名: 富川 盛雅、 大内田 研宙、 家入 里志、 橋爪 誠
  • 総ページ数: 834-837
  • 出版者: 南江堂
• [図書] 医用画像解析ハンドブック (2012)
  • 著者名/発表者名: 大内田 研宙、 橋爪 誠
  • 総ページ数: 749-760
  • 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、工藤 博幸、清水 昭伸、佐藤 嘉伸、増谷 佳孝、森 健策、湯浅 哲也、本谷 秀堅(編集委員)
  • 総ページ数: 777
  • 出版者: 日本医用画像工学会
• [図書] 医用画像ハンドブック (2012)
  • 著者名/発表者名: 仁木 登、河田 佳樹、鈴木 秀宣
  • 総ページ数: 576-582
  • 出版者: 日本医用画像工学会
• [図書] 実践医用画像解析ハンドブック (2012)
  • 著者名/発表者名: 仁木 登、河田 佳樹、鈴木 秀宣
  • 総ページ数: 605-614
  • 出版者: オーム社
• [図書] 実践 医用画像解析ハンドブック (2012)
  • 著者名/発表者名: 藤田 廣志、石田 隆行、桂川 茂彦(監修); 藤田 廣志、石田 隆行、桂川 茂彦、原 武史、目加田 慶人、加野 亜紀子、羽石 秀昭(共編)
  • 総ページ数: 835
  • 出版者: オーム社、東京
• [図書] 実践医用画像解析ハンドブック (2012)
  • 著者名/発表者名: 藤田 廣志(分担執筆)
  • 総ページ数: 518-533, 761-767
  • 出版者: オーム社
• [図書] 医用画像ハンドブック (2010)
  • 著者名/発表者名: 石田、他編、 仁木 登、他著
  • 総ページ数: 761-777
  • 出版者: 株式会社オーム社
• [図書] INTERNATIONAL PRINCIPLES OF LAPAROSCOPIC SURGERY (2010)
  • 著者名/発表者名: Hashizume M
  • 総ページ数: 167-174
  • 出版者: Cine-Med Publishing, inc
• [図書] Centro de Cirguia de Minima Invasion, Formacion en cirucia laparoscopica paso a paso 4a edicion (2010)
  • 著者名/発表者名: J.Uson, F.M.Sanchez, M.A, Sanchez, F.J.Perez, Hashizume M
  • 総ページ数: 80-90
• [図書] New Techniques in Surgery Series Augmented Reality for Image-Guided Surgery in Urology (2010)
  • 著者名/発表者名: Ukimura O, Nakamoto M, Sato Y, Hashizume M, Miki T, Desai M, Aron M, Gill, IS
  • 総ページ数: 215-222
  • 出版者: New Technologies in Urology
• [図書] 医用画像ハンドブック (2010)
  • 著者名/発表者名: 森 健策
  • 総ページ数: 348-352, 352-355, 362-365
  • 出版者: オーム社
• [図書] Medicine Meets Virtual Reality 17 (2009)
  • 著者名/発表者名: Suzuki N, Hattori A, Hashizume M, et al.
  • 総ページ数: 374-379
  • 出版者: IOS Press. Tele-NOTES 17
• [図書] Robotic Surgery, (Robotic Gastric Surgery) (2009)
  • 著者名/発表者名: Hashizume M
  • 総ページ数: 287-293
  • 出版者: The McGraw-Hill Companies Inc
• [備考]
  • URL: http://www.comp-anatomy.org/wiki/
• [産業財産権] 画像処理装置、画像処理方法、画像処理装置の制御プログラム、記録媒体 (2013)
  • 発明者名: 仁木 登
  • 権利者名: 仁木 登
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願第2013-205014
  • 出願年月日: 2013-09-30
• [産業財産権] 医用画像観察支援装置及び医用観察支援プログラム (2013)
  • 発明者名: 森 健策
  • 権利者名: 国立大学法人名古屋大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2013-180682
  • 出願年月日: 2013-08-30