計算解剖学の基盤技術

2013 年度 実績報告書

• 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: 21103003
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 佐藤 嘉伸 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (70243219)
• 研究分担者: 堀 雅敏 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (00346206) ; 中本 将彦 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (00380634) ; 菅本 一臣 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (40294061) ; 山崎 隆治 大阪大学, 学内共同利用施設等, 准教授 (40432546) ; 富山 憲幸 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (50294070) ; 多田 幸生 神戸大学, その他の研究科, 教授 (70135812) ; 菅野 伸彦 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (70273620)
• 研究期間 (年度): 2009-07-23 – 2014-03-31
• キーワード: セグメンテーション / 未知撮影範囲 / ＣＴ画像 / 疾患臓器 / 多臓器モデル / 統計アトラス / Random Forest

研究概要

未知撮影範囲への対応：昨年度までは、計算解剖モデルを適用する際、入力画像の撮影範囲が所定の条件を満たしていることを前提としていた。今年度は、A01-1計画研究班で開発された解剖学的ランドマーク検出法と組合せて、ランドマーク検出結果に基づくRandom Forest回帰により撮影範囲を自動推定した。これにより、撮影範囲の条件が不要になり、任意の未知撮影範囲に対応できるようにした。数十症例を用いた実験により、未知撮影範囲を仮定した場合でも、自動領域抽出精度の劣化が起こらない（精度に有意差が無い）ことを確認した。
疾患臓器への対応：昨年度までは、正常、あるいは、それに近い解剖構造のモデル化と画像からの自動領域抽出を扱ってきた。疾患についても扱ってきたが、正常構造に対する手法の単純適用や部分的な拡張にとどまっていた。今年度は、疾患を有するデータの扱いを主たるテーマとして取り組んだ。具体的には、腎腫瘍、変形性股関節症について、それらの疾患の特性に合わせて、臓器領域、病変領域の自動抽出・認識法を開発した。腎腫瘍については、昨年度開発した正常腎臓のモデルと今年度開発した腫瘍モデルを組み合わせて領域抽出した。変形性股関節症については、疾患の情報を組み込んだ複数構造モデルにより領域抽出した。どちらについても、数十から百症例程度のデータで検証し、提案法により、有意に領域抽出精度が向上することを検証した。

現在までの達成度 (区分)

理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [学会発表] "カテーテル法における患者固有の最適ガイドワイヤ形状推定," (2014)
  • 著者名/発表者名: 平山俊太，岡田俊之，大須賀慶悟，堀雅敏，富山憲幸，陳延偉，佐藤嘉伸
  • 学会等名: 生体医用画像研究会 第1回若手発表会
  • 発表場所: 銀杏会館, 大阪大学
  • 年月日: 20140315-20140315
• [学会発表] “肝臓形状に基づく疾患識別における特徴表現法による性能比較” (2014)
  • 著者名/発表者名: 東浦圭佑, Dipti Prasad Mukherjee, 岡田俊之, 堀 雅敏, 陳 延偉, 富山憲幸, 佐藤嘉伸
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術報告
  • 発表場所: 沖縄ぶんかテンブス館
  • 年月日: 20140126-20140127
• [学会発表] “撮影範囲未知CT画像からの解剖学的ランドマークを用いたRandom Forestベース空間的正規化” (2014)
  • 著者名/発表者名: 菊池和馬, 岡田俊之, 花岡昇平, 増谷佳孝, 堀 雅敏, 富山憲幸, 佐藤嘉伸
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術報告
  • 発表場所: 沖縄ぶんかテンブス館
  • 年月日: 20140126-20140127
• [学会発表] “Abdominal Multi-organ CT Segmentation using Organ Correlation Graph and Prediction-based Shape and Location Priors” (2013)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Okada, Marius George Linguraru, Masatoshi Hori, Ronald M Summers, Noriyuki Tomiyama, and Yoshinobu Sato
  • 学会等名: In proceedings of the 16th International Conference on Medical Image Computing and Computer Assisted Intervention (MICCAI2013)
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20130922-20130926
• [学会発表] “Utilizing Disease-Specific Organ Shape Components for Disease Discrimination: Application to Discrimination of Chronic Liver Disease from CT Data” (2013)
  • 著者名/発表者名: Dipti Prasad Mukherjee, Keisuke Higashiura, Toshiyuki Okada, Masatoshi Hori, Yen-Wei Chen, Noriyuki Tomiyama, Yoshinobu Sato
  • 学会等名: In proceedings of the 16th International Conference on Medical Image Computing and Computer Assisted Intervention (MICCAI2013)
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20130922-20130926
• [学会発表] Computational anatomy: Towards complete medical image understanding and clinical decision support from 3D medical images (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshinobu Sato
  • 学会等名: Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC 2013)
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20130707-20130707
  • 招待講演