計算解剖モデルに基づく診断支援

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: 21103005
• 研究機関: 徳島大学
• 研究代表者: 仁木 登 徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 教授 (80116847)
• 研究分担者: 河田 佳樹 徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 准教授 (70274264) ; 鈴木 秀宣 徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 助教 (50546710) ; 島田 光生 徳島大学, ヘルスバイオサイエンス研究部, 教授 (10216070) ; 原田 雅史 徳島大学, ヘルスバイオサイエンス研究部, 教授 (20228654) ; 上野 淳二 徳島大学, ヘルスバイオサイエンス研究部, 教授 (60116788) ; 大塚 秀樹 徳島大学, ヘルスバイオサイエンス研究部, 教授 (30346605) ; 高山 哲治 徳島大学, ヘルスバイオサイエンス研究部, 教授 (10284994) ; 安倍 正博 徳島大学, ヘルスバイオサイエンス研究部, 准教授 (80263812) ; 伊藤 春海 福井大学, 医学部, 特命教授 (40026943) ; 江口 研二 帝京大学, 医学部, 教授 (30349336) ; 飯沼 元 独立行政法人国立がん研究センター, 中央病院, 医長 (60222824) ; 楠本 昌彦 独立行政法人国立がん研究センター, 中央病院, 副科長 (90252767) ; 土田 敬明 独立行政法人国立がん研究センター, 中央病院, 医長 (80256239) ; 大松 広伸 独立行政法人国立がん研究センター, 東病院, 副科長 (40415518) ; 高橋 雅士 滋賀医科大学, 医学部, 准教授 (20179526) ; 中野 恭幸 滋賀医科大学, 医学部, 講師 (00362377) ; 阪井 宏彰 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 非常勤講師 (50362489) ; 瀧口 裕一 千葉大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (30272321) ; 大野 良治 神戸大学, 医学(系)研究科(研究院), 特命教授 (30324924)
• 研究期間 (年度): 2009-07-23 – 2014-03-31
• キーワード: 計算解剖学 / コンピュータ支援診断システム / がん（肺がん、肝がん、大腸がん） / 慢性閉塞疾患(COPD) / 心血管・リンパ節疾患 / 骨粗鬆症

研究概要

本研究では、計算解剖モデルを応用したコンピュータ支援診断システムの研究開発を行い、計算解剖モデルの基礎研究を行うA01班と臨床展開を担うA03班と相互に連携して計算解剖モデルを応用したコンピュータ支援診断システムの研究開発を行った。CT，MRI，PET/CTのマルチモダリティ画像情報による体幹部の形態・機能情報の計算解剖モデルを利用して胸腹部の主要疾患（がん(肺がん、肝がん、大腸がん)、慢性閉塞疾患、心血管・リンパ節疾患、骨粗鬆症）を対象にした存在診断・鑑別診断を支援するコンピュータ支援診断システムを研究開発する．本年度の主な研究成果の概要は次の通りである．1.大規模マルチモダリティ画像データベースの構築；医療施設の倫理審査委員会の承認を得て8つ医療施設で研究開発用データベースの構築を進めた．胸腹部画像及び経過画像を蓄積し，診断結果と併せてデータ検索可能である．2.画像診断装置の特性評価と汎用性；CT画像の空間分解能の定量的評価は，装置の特性，撮影条件の評価，CT装置間の比較，CT画像上の臓器の詳細な三次元形状の計測や精度管理などに必要不可欠である．血管などの人体構造のマルチスライスCT画像からMTFを測定する手法を開発してその有用性を検証した．3.大規模マルチモダリティ画像データベースによる計算解剖モデルの構築；大規模データをもとに肺がんを中心とした胸腹部の主要疾患の多様な病態と健常な胸腹部の臓器構造を定量的に記述する計算解剖モデルの開発を進め，その利用によって異常部位の検出精度が向上することを明らかにした．4. 高機能柔軟診断用ユーザインターフェィスの研究開発；肺がん，肺気腫，骨粗鬆症等の胸部疾患検出のGUI機能を備えたプロトタイプシステムを開発し，国立がん研究センター等の医療機関で運用して検出精度の向上させるシステムの有効性・安全性の検証を行った．

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

• [雑誌論文] Evaluation of a near-infrared-type contrast medium extravasation detection system using a swine model (2014)
  • 著者名/発表者名: T.Ishihara, T.Kobayashi, N.Ikeno, T.Hayashi, M.Sakakibara, N.Niki, M.Satake, N.Moriyama
  • 雑誌名: J Comput Assist Tomogr 巻: Vol.38, No.2 ページ: .285-292
  • DOI: 10.1097/RCT.0000000000000013.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Blood vessel-based liver segmentation using the portal phase of an abdominal CT dataset (2013)
  • 著者名/発表者名: A.S.Maklad, M.Matsuhiro, H.Suzuki, Y.Kawata, N.Niki, M.Satake, N.Moriyama, T.Utsunomiya, M.Shimada
  • 雑誌名: Medical Physics 巻: Vol.40, No.11 ページ: 113501(17)
  • DOI: 10.1118/1.4823765.
  • 査読あり
• [雑誌論文] 保健医療分野における情報視覚化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 豊田修一，片貝智恵，仁木登
  • 雑誌名: 情報処理学会デジタルプラクティス 巻: 4 ページ: 251-259
  • 査読あり
• [雑誌論文] 胸部マルチスライスCT 画像を用いた骨粗鬆症診断支援システム (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋英治，鈴木秀宣，河田佳樹，仁木登，中野恭幸，上野淳二，原田雅史，森山紀之
  • 雑誌名: 電子情報通信学会論文誌 巻: J.96-D ページ: 892-900
  • 査読あり
• [雑誌論文] 胸部マルチスライスCT画像における葉間裂抽出法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松廣幹雄，鈴木秀宣，河田佳樹，仁木登，上野淳二，中野恭幸，小川惠美子，室繁郎，大松広伸，森山紀之
  • 雑誌名: 電子情報通信学会論文誌 巻: J.96-D ページ: 834-843
  • 査読あり
• [学会発表] Potential usefulness of a topic model-based categorization of lung cancers as quantitative CT biomarkers for predicting the recurrence risk after curative resection (2014)
  • 著者名/発表者名: Y.Kawata, N.Niki, H.Ohmatsu, K.Aokage, M.Satake, M.Kusumoto, T.Tsuchida, K.Eguchi, M.Kaneko, N.Moriyama
  • 学会等名: Proc. SPIE Medical Imaging
  • 発表場所: Town & Country Resort and Convention Center（San Diego, California, United States ）
  • 年月日: 20140215-20140220
• [学会発表] Longitudinal follow-up study of smoking-induced emphysema progression in low-dose CT screening of lung cancer (2014)
  • 著者名/発表者名: H.Suzuki, Y.Kawata, N.Niki, Y.Nakano, H.Ohmatsu, M.Kusumoto, T.Tsuchida, K.Eguchi, M.Kaneko, N.Moriyama
  • 学会等名: Proc. SPIE Medical Imaging
  • 発表場所: Town & Country Resort and Convention Center（San Diego, California, United States ）
  • 年月日: 20140215-20140220
• [学会発表] Microstructure analysis of the pulmonary lung of the secondary lobules by a synchrotron radiation CT (2014)
  • 著者名/発表者名: Y.Fukuoka, Y.Kawata, N.Niki, K.Umetani, Y.Nakano, H.Ohmatsu, N.Moriyama, H.Itoh
  • 学会等名: Proc. SPIE Medical Imaging
  • 発表場所: Town & Country Resort and Convention Center（San Diego, California, United States ）
  • 年月日: 20140215-20140220
• [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: MICCAI Workshop
  • 発表場所: Nagoya University（愛知県）
  • 年月日: 20130926-20130926
  • 招待講演
• [学会発表] Multi-scale organ modeling: from macro to micro (2013)
  • 著者名/発表者名: Noboru Niki
  • 学会等名: IEEE-EBMC
  • 発表場所: 大阪国際会議場（大阪府）
  • 年月日: 20130703-20130707
• [学会発表] Human pulmonary acinar analysis through 3D SRμCT images (2013)
  • 著者名/発表者名: Noboru Niki
  • 学会等名: CARS International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery
  • 発表場所: ハイデルベルグ国際会議場（ドイツ）
  • 年月日: 20130624-20130629
• [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: 徳島大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2013-205014
  • 出願年月日: 2013-09-30