計算解剖モデルの構築

2011 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: 21103004
• 研究機関: 岐阜大学
• 研究代表者: 藤田 廣志 岐阜大学, 医学系研究科, 教授 (10124033)
• 研究分担者: 原 武史 岐阜大学, 医学系研究科, 准教授 (10283285) ; 周 向栄 岐阜大学, 医学系研究科, 助教 (00359738)
• キーワード: 解剖学 / 画像支援診断 / 臓器モデル / 画像認識 / 臓器抽出 / CT画像 / FDG-PET画像

研究概要

平成23年度の研究成果は,主に以下の四つである.
(1)臓器の自動抽出の汎用手順の構築
・ 異なる臓器領域の自動抽出問題を一つの汎用処理手順で解決するアプローチの提案.
・ 大規模なCT画像データベースに基づく機械学習,類似画像検索などの新しい技術の導入.
・ CT画像から心臓,肝臓,左右腎臓,脾臓の自動抽出実験の実施と抽出手順の性能評価.
(2)臓器の形状モデルの構築
・ MDL法による臓器の確率的形状モデルの構築法の開発
・ CT画像を用いた心臓,肝臓,左右腎臓,脾臓の確率的形状モデルの構築
・ 形状モデルに基づく筋肉領域の自動抽出法の提案と改善
(3)FDG-PET画像に基づく人体の代謝モデルの構築
・ 全身範囲における画素単位での代謝量の統計的分析
・ 人体の正常代謝モデルの構築
・正常代謝モデルに基づく異常候補の自動検出法の開発
(4)歯科のパノラマX線写真と眼底写真における計算機支援診断(CAD)システムの開発
・ 歯科のパノラマX線写真に基づく下顎皮質骨抽出のモデル構築
・ 眼底写真における緑内障のCADシステムの開発
以上の成果によって,計算解剖学に関する研究の将来像を具体的に示したと考える.また,関連している技術の有効性も検証できた.本研究の応用対象として,救急現場のCADシステムおよび脳MRI画像のCADシステムに対して,出血および異常部位の検出などの成果を得た.

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

計画書の通りに研究が進み,特に大きな問題がなく,予定通りに成果が得られた.

今後の研究の推進方策

研究計画に従って,研究を推進する予定である.日本国内での研究協力を積極的に推進するとともに,海外でも出来るだけ活発な研究活動と交流を行うことを考えている.

研究成果

• [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, T.Hara, H.Fujita, et al.
  • 雑誌名: Computerized Medical Imaging and Graphics 巻: 36 ページ: 304-313
  • DOI: 10.1016/j.compmedimag.2011.12.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Automatic organ segmentation on torso CT images by using content-based image retrieval (2012)
  • 著者名/発表者名: X.Zhou, T.Hara, H.Fujita, et al.
  • 雑誌名: Proc. of SPIE Medical Imaging 巻: 8314 ページ: 83143E1-7
  • DOI: 10.1117/12.912359
  • 査読あり
• [雑誌論文] Computerized detection of lung nodules by CT for radiologic technologists in preliminary screening (2012)
  • 著者名/発表者名: Y.Lee, D.-Y.Tsai, H.Hokari, Y.Minagawa, M.Tsurumaki, T.Hara, H.Fujita
  • 雑誌名: Radiological Physics and Technology 巻: 5(in press)
  • DOI: 10.1007/s12194-012-0145-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Computer-aided diagnosis for detection of lacunar infarcts on MR images : ROC analysis of radioloists' prformance (2012)
  • 著者名/発表者名: Y.Uchiyama, T.Asano, H.Kato, T.Hara, M.Kanematsu, H.Hoshi, T.Iwama, H.Fujita
  • 雑誌名: Journal of Digital Imaging 巻: (in press)
  • DOI: 10.1007/s10278-011-9444-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Automated segmentation of psoas major muscle in X-ray CT images by use of a shape model : Preliminary study (2012)
  • 著者名/発表者名: N.Kamiya, X.Zhou, H.Chen, C.Muramatsu, T.Hara, R.Yokoyama, M.Kanematsu, H.Hoshi, H.Fujita
  • 雑誌名: Radiological Physics and Technology 巻: 5 ページ: 5-14
  • DOI: 10.1007/s12194-011-0127-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Staging hepatic fibrosis : Computer-aided analysis of hepatic contours on Gd-EOB-DTPA-enhanced hepatocyte-phase MR images (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Goshima, M.Kanematsu, T.Kobayashi, T.Furukawa, X.Zhang, H.Fujita, H.Watanabe, H.Kondo, N.Moriyama, K.T.Bae
  • 雑誌名: Hepatology 巻: 55 ページ: 328-329
  • DOI: 10.1002/hep.24677
  • 査読あり
• [雑誌論文] Automated scheme for measuring mandibular cortical thickness on dental panoramic radiographs for osteoporosis screening (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Matsumoto, T.Hayashi, T.Hara, A.Katsumata, C.Muramatsu, X.Zhou, Y.Iida, M.Matsuoka, K.Katagi, H.Fujita
  • 雑誌名: Proc.of SPIE medical imaging 巻: 8315 ページ: 83152L
  • DOI: 10.1117/12.912309
• [雑誌論文] An application of the texton learning model via sparse representation on pulmonary emphysema classification (2012)
  • 著者名/発表者名: M.Zhang, X.Zhou, H.Chen, C.Muramatsu, T.Hara, R.Yokoyama, M.Kanematsu, H.Fujita
  • 雑誌名: Proc.of SPIE medical imaging 巻: 8315 ページ: 831534
  • DOI: 10.1117/12.912454
• [雑誌論文] Pulmonary nodule detection in PET/CT images : Improved approach using combined nodule detection and hybrid FP reduction (2012)
  • 著者名/発表者名: A.Teramoto, H.Fujita, Y.Tomita, K.Takahashi, O.Yamamuro, T.Tamaki
  • 雑誌名: Proc.of SPIE medical imaging 巻: 8315 ページ: 83152V
  • DOI: 10.1117/12.912102
• [雑誌論文] A fast and fully automatic method for cerebrovascular segmentation on time-of-flight (TOF) MRA image (2011)
  • 著者名/発表者名: X.Gao, Y.Uchiyama, X.Zhou, T.Hara, T.Asano, H.Fujita
  • 雑誌名: Journal of Digital Imaging 巻: 24 ページ: 609-625
  • DOI: 10.1007/s10278-010-9326-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Automated selection of major arteries and veins for measurement of arteriolar-to-venular diameter ratio on retinal fundus images (2011)
  • 著者名/発表者名: C.Muramatsu, Y.Hatanaka, T.Iwase, T.Hara, H.Fujita
  • 雑誌名: Computerized Medical Imaging and Graphics 巻: 35 ページ: 472-480
  • DOI: 10.1016/j.compmedimag.2011.03.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Automated determination of cup-to-disc ratio for classification of glaucomatous and normal eyes on stereo retinal fundus images (2011)
  • 著者名/発表者名: C.Muramatsu, T.Nakagawa, A.Sawada, Y.Hatanaka, T.Yamamoto, H.Fujita
  • 雑誌名: Journal of Biomedical Optics 巻: 16 ページ: 096009-1-096009-7
  • DOI: 10.1117/1.3622755
  • 査読あり
• [雑誌論文] Automated segmentation of recuts abdominis muscle using shape model in X-ray CT images (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Kamiya, X.Zhou, H.Chen, C.Muramatsu, T.Hara, R.Yokoyama, M.Kanematsu, H.Hoshi, H.Fujita
  • 雑誌名: Proc.of the 33rd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society 巻: 1 ページ: 7993-7996
  • DOI: 10.1109/IEMBS.2011.6091971
  • 査読あり
• [雑誌論文] Automatic measurement of cup to disc ratio based on line profile analysis in retinal images (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Hatanaka, A.Noudo, C.Muramatsu, A.Sawada, T.Hara, T.Yamamoto, H.Fujita
  • 雑誌名: Proc.of the 33rd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society 巻: 1 ページ: 3387-3390
  • DOI: 10.1109/IEMBS.2011.6090917
  • 査読あり
• [雑誌論文] Computerized detection of peripapillary chorioretinal atrophy by texture analysis (2011)
  • 著者名/発表者名: C.Muramatsu, Y.Hatanaka, A.Sawada, T.Yamamoto, H.Fujita
  • 雑誌名: Proc.of the 33rd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society 巻: 1 ページ: 5947-5950
  • DOI: 10.1109/IEMBS.2011.6091470
  • 査読あり
• [学会発表] Improvement of MDL method by adaptive sampling on spherical parameter space (2012)
  • 著者名/発表者名: R.Xu, X.Zhou, Y.Hirano, R.Tachibana, S.Kido, H.Fujita
  • 学会等名: メディカルイメージング連合フォーラム
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 20120119-20120120
• [学会発表] Construction of the statistical shape models and its performance evaluation for the 3D torso organs using the MDL method (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Yamaguchi, X.Zhou, R.Xu, T.Hara, R.Yokoyama, M.Kanematsu, H.Hoshi, S.Kido, H.Fujita
  • 学会等名: メディカルイメージング連合フォーラム
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 20120119-20120120
• [学会発表] Probabilistic atlas construction and performance evaluation of multiple organs in X-ray torso CT Images (2012)
  • 著者名/発表者名: J.Sawada, T.Hayashi, X.Zhou, H.Chen, T.Hara, H.Jiang, R.Yokoyama, M.Kanematsu, H.Hoshi, H.Fujita
  • 学会等名: メディカルイメージング連合フォーラム
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 20120119-20120120
• [学会発表] Automatic organs segmentation from non-contrast CT images by using content-based image retrieval (2012)
  • 著者名/発表者名: A.Watanabe, X.Zhou, H.Chen, T.Hara, R.Yokoyama, M.Kanematsu, H.Hoshi, H.Fujita
  • 学会等名: メディカルイメージング連合フォーラム
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 20120119-20120120
• [学会発表] Analysis of temporal changes and anatomical Standardized Uptake Value model on torso FDG-PET scans (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Suzuki, Y.Shimizu, T.Hara, T.Kobayashi, X.Zhou, S.Ito, T.Katafuchi, H.Fujita
  • 学会等名: メディカルイメージング連合フォーラム
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 20120119-20120120
• [学会発表] Evaluation of anatomical registration method for torso FDG-PET scans (2012)
  • 著者名/発表者名: Y.Shimizu, T.Suzuki, T.Kobayashi, T.Hara, X.Zhou, S.Itoh, S.Kumita, K.Ishihara, T.Katafuchi, H.Fujita
  • 学会等名: メディカルイメージング連合フォーラム
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 20120119-20120120
• [学会発表] Osteoporosis screening by use of automated scheme for measuring mandibular cortical thickness on dental panoramic radiographs (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Matsumoto, T.Hayashi, T.Hara, A.Katsumata, C.Muramatsu, X.Zhou, Y.Iida, M.Matsuoka, K.Katagi, E.Ariji, S.Mori, T.Kaneda, H.Fujita
  • 学会等名: メディカルイメージング連合フォーラム
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 20120119-20120120
• [学会発表] Development of automated analysis for early signs of cerebral infarctions on head X-ray CT images in emergency medical care (2012)
  • 著者名/発表者名: K.Oshima, T.Hara, X.Zhou, K.Sakashita, C.Muramatsu, H.Fujita
  • 学会等名: メディカルイメージング連合フォーラム
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 20120119-20120120
• [学会発表] Development of image analysis and quantitative evaluation of the Locomotive syndrome (2012)
  • 著者名/発表者名: H.Nawa, T.Watanabe, D.Fukuoka, N.Teranayashi, T.Hara, H.Fujita
  • 学会等名: メディカルイメージング連合フォーラム
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 20120119-20120120
• [学会発表] Glaucoma risk estimation based on automated measurement of cup-to-discratio and rim-to-disc ratio on retinal fundus images (2012)
  • 著者名/発表者名: A.Noudo, Y.Hatanaka, C.Muramatsu, A.Sawada, T.Hara, T.Yamamoto, H.Fujita
  • 学会等名: メディカルイメージング連合フォーラム
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 20120119-20120120
• [学会発表] Computerized extraction of vessel regions in retinal fundus images : Performance evaluation using DRIVE Database (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Uruma, Y.Uchiyama, P.Zdenek, Y.Hatanaka, C.Muramatsu, T.Hara, H.Fujita, J.Shiraishi
  • 学会等名: メディカルイメージング連合フォーラム
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 20120119-20120120
• [学会発表] Automated scheme for measuring mandibular cortical thickness on dental panoramic radiographs for osteoporosis screening (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Matsumoto, T.Hayashi, T.Hara, A.Katsumata, C.Muramatsu, X.Zhou, Y.Iida, M.Matsuoka, K.Katagi, H.Fujita
  • 学会等名: SPIE medical imaging
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 2012-02-07
• [学会発表] An application of the texton learning model via sparse representation on pulmonary emphysema classification (2012)
  • 著者名/発表者名: M.Zhang, X.Zhou, H.Chen, C.Muramatsu, T.Hara, R.Yokoyama, M.Kanematsu, H.Fujita
  • 学会等名: SPIE medical imaging
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 2012-02-07
• [学会発表] A new screening pathway for identifying asymptomatic patients using dental panoramic radiographs (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Hayashi, T.Matsumoto, T.Sawagashira, M.Tagami, A.Katsumata, Y.Hayashi, C.Muramatsu, X.Zhou, H.Fujita
  • 学会等名: SPIE medical imaging
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 2012-02-07
• [学会発表] User-friendly tools on hand-held devices for observer performance study (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Matsumoto, T.Hara, J.Shiraishi, H.Abe, X.Zhou, H.Fujita
  • 学会等名: SPIE medical imaging
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 2012-02-07
• [学会発表] Pulmonary nodule detection in PET/CT images : Improved approach using combined nodule detection and hybrid FP reduction (2012)
  • 著者名/発表者名: A.Teramoto, H.Fujita, Y.Tomita, K.Takahashi, O.Yamamuro, T.Tamaki
  • 学会等名: SPIE medical imaging
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 2012-02-07
• [学会発表] Automatic organ segmentation on torso CT images by using content-based image retrieval (2012)
  • 著者名/発表者名: X.Zhou, A.Watanabe, X.Zhou, T.Hara, R.Yokoyam, M.Kanematsu, H.Fujita
  • 学会等名: SPIE medical imaging
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 2012-02-06
• [学会発表] State-of-the-art of computer-aided diagnosis (CAD) for medical images (2012)
  • 著者名/発表者名: H.Fujita
  • 学会等名: The 2012 International Workshop on Advanced Image Technology
  • 発表場所: Ho Chi Minh City, Vietnam(招待講演)
  • 年月日: 2012-01-09
• [学会発表] Automated segmentation of recuts abdominis muscle using shape model in X-ray CT images (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Kamiya, X.Zhou, H.Chen, C.Muramatsu, T.Hara, R.Yokoyama, M.Kanematsu, H.Hoshi, H.Fujita
  • 学会等名: The 33rd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
  • 発表場所: Boston, USA
  • 年月日: 20110830-20110903
• [学会発表] Automatic measurement of cup to disc ratio based on line profile analysis in retinal images (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Hatanaka, A.Noudo, C.Muramatsu, A.Sawada,T.Hara, T.Yamamoto, H.Fujita
  • 学会等名: The 33rd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
  • 発表場所: Boston, USA
  • 年月日: 20110830-20110903
• [学会発表] Computerized detection of peripapillary chorioretinal atrophy by texture analysis (2011)
  • 著者名/発表者名: C.Muramatsu, Y.Hatanaka, A.Sawada, T.Yamamoto, H.Fujita
  • 学会等名: The 33rd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
  • 発表場所: Boston, USA
  • 年月日: 20110830-20110903
• [学会発表] Development of computer-aided classification system on mammograms and study on method of presenting CAD output (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Matsubara, T.Hara, N.Shinohara, T.Morita, T.Niwa, T.Endo, H.Fujita
  • 学会等名: 電子情報通信学会医用画像研究会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2011-07-12
• [学会発表] Automatic method for measuring mandibular cortical thickness by using active contour model on dental panoramic radiographs (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Matsumto, T.Hayashi, T.hara, A.Katsumata, C.Muramatsu, X.Zhou, Y.Iida, M.Matsuoka, K.Katagi, E.Ariji, S.Mori, T.Kaneda, H.Fujita
  • 学会等名: 電子情報通信学会医用画像研究会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2011-07-12
• [図書] Detection of Cerebrovascular Diseasess (Chapter 17), in Computer-aided Detection and Diagnosis in Medical Imaging (2012)
  • 著者名/発表者名: Y.Uchiyama, H.Fujita
  • 出版者: Taylor & Francis Books, Inc, USA(in press)
• [図書] Detection of Eye Diseases (Chapter 19), in Computer-aided Detection and Diagnosis in Medical Imaging (2012)
  • 著者名/発表者名: C.Muramatsu, H.Fujita
  • 出版者: Taylor & Francis Books, Inc, USA(in press)
• [図書] Automatic organ localization on X-ray CT images by using ensemble learning techniques (Chapter 19), in Machine learning in computer-aided diagnosis : Medical imaging intelligence and analysis (2012)
  • 著者名/発表者名: X.Zhou, H.Fujita
  • 総ページ数: 403-418
  • 出版者: IGI Global, USA
• [図書] Sophisticated imaging technology in the assessment of osteoporosis risk (Chapter 10), in Osteoporosis (2012)
  • 著者名/発表者名: H.Chen, K.Kubo, M.Onozuka, T.Hayashi, X.Zhou, H.Fujita
  • 総ページ数: 181-194
  • 出版者: Intech Open Access Publisher
• [図書] Concept and practice of genetic algorithm template matching (GATM) and higher order local autocorrelation schemes in automated detection of lung nodules (Chapter 12), in Lung Imaging and Computer-Aided Diagnosis (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Lee, T.Hara, D.Y.Tsai, H.Fujita
  • 総ページ数: 267-295
  • 出版者: CRC Press, USA
• [備考]
  • URL: htpp://www.fit.info.gifu-u.ac.jp