計算解剖モデルに基づく診断・治療の融合的支援

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: 21103006
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 森 健策 名古屋大学, 情報連携統括本部, 教授 (10293664)
• 研究分担者: 目加田 慶人 中京大学, 工学部, 教授 (00282377) ; 北坂 孝幸 愛知工業大学, 情報科学部, 准教授 (00362294) ; 長谷川 純一 中京大学, 工学部, 教授 (30126891) ; 小田 昌宏 名古屋大学, 情報科学研究科, 助教 (30554810) ; 縄野 繁 国際医療福祉大学, 保健医療学部, 教授 (40156005) ; 末永 康仁 愛知工業大学, 情報科学部, 教授 (60293643) ; 二村 幸孝 名古屋大学, 学内共同利用施設等, 研究員 (70402477) ; 宇澤 達 名古屋大学, 多元数理科学研究科, 教授 (40232813)
• 研究期間 (年度): 2009-07-23 – 2014-03-31
• キーワード: 医用画像処理 / 診断支援 / 治療支援 / コンピュータグラフィックス / 視覚情報処理

研究概要

医用画像から情報を最大限に取り出し、診断・治療のどの段階でも、手術シミュレーション、手術誘導、治療結果予測などを融合的に行うことのできる「ナビゲーション型診断治療融合的支援システム」の実現を目指し、平成24年度までに計算解剖モデルを利用した臓器認識、多種画像知的統合手法の開発、ユーザインタフェースの実現、診断治療融合的支援システムの実現を進めた。本年度は、実際の臨床現場での評価も含め以下の項目に関して研究を進めた。【解剖学的構造認識理解手法実現】昨年に引き続き解剖学的構造認識理解手法の改善を行った。臓器領域抽出、メタ解剖情報など幅広く検討した。【実空間・仮想空間対応付け手法実現】融合的診断治療実現のための実空間・仮想空間対応付けの手法について検討した。【診断治療評価手法の開発】計算解剖モデルに基づき治療が計画通りに行われているかを、手術ナビゲーション画像で検討できるようにした。【臨床の場における評価】研究項目A03と協力し、本申請課題で実現されたプロトタイプ機を臨床の場において評価した。実際の臨床例を処理することで、利点欠点等を洗い出し、その結果を開発段階ならびにA01へとフィードバックした。【解剖学的構造提示手法の開発】臨床現場からのフィードバックに基づき、計算解剖モデルにより認識理解された患者毎の解剖学的構造を、より効果的に医師へと提示する手法を開発を継続した。計算機による可視化技術のみならず、立体造形システムにより作成された立体モデルによる提示、さらには両者の融合による新たな提示方法も視野にいれた研究を進めた。【評価結果に基づくシステム改善】研究項目A03ならびに臨床系の研究分担者・連携研究者等を中心とする臨床研究者の評価結果を基に、診断治療融合的支援システムの改善行った。

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] Robust Endoscope Motion Estimation Via An Animated Particle Filter for Electromagnetically Navigated Endoscopy (2014)
  • 著者名/発表者名: Xiongbiao Luo, Kensaku Mori
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Biomedical Engineering 巻: 61 ページ: 85-95
  • DOI: 10.1109/TBME.2013.2277609
  • 査読あり
• [雑誌論文] 3Dプリンタによる臓器モデル作製-作製方法から診断応用法まで (2014)
  • 著者名/発表者名: 森 健策
  • 雑誌名: インナービジョン 巻: 29 ページ: 71-73
• [雑誌論文] 画像処理・表示技術, インターフェイス, 3Dプリンタ等の動向を中心に 画像表示技術としての3Dプリンティングとユーザーインターフェイス (2014)
  • 著者名/発表者名: 森 健策
  • 雑誌名: 日本バーチャルリアリティ学会誌 巻: 29 ページ: 51-52
• [雑誌論文] Automated Abdominal Multi-Organ Segmentation With Subject-Specific Atlas Generation (2013)
  • 著者名/発表者名: Robin Wolz, Chengwen Chu, Kazunari Misawa, Michitaka Fujiwara, Kensaku Mori, Daniel Rueckert
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Medical Imaging 巻: 32 ページ: 1723-1730
  • DOI: 10.1109/TMI.2013.2265805
  • 査読あり
• [雑誌論文] Assessment of COPD severity by combining pulmonary function tests and chest CT images (2013)
  • 著者名/発表者名: Yukitaka Nimura, Takayuki Kitasaka, Hirotoshi Honma, Hirotsugu Takabatake, Masaki Mori, Hiroshi Natori, Kensaku Mori
  • 雑誌名: International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery 巻: 8 ページ: 353-363
  • DOI: 10.1007/s11548-012-0798-y
  • 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: 32 ページ: 1745-1764
  • DOI: 10.1109/TMI.2013.2263152
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hybrid electromagnetic and image-based tracking of endoscopes with guaranteed smooth output (2013)
  • 著者名/発表者名: Tobias Reichl, Xiongbiao Luo, Manuela Menzel, Hubert Hautmann, Kensaku Mori, Nassir Navab
  • 雑誌名: International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery 巻: 8 ページ: 955-965
  • DOI: 10.1007/s11548-013-0835-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] 腎3D血管イメージングと3Dプリンターを用いた立体モデル (2013)
  • 著者名/発表者名: 山本 徳則, 森 健策, 後藤 百万
  • 雑誌名: Nephrology Frontier 巻: 12 ページ: 66-70
• [雑誌論文] 特集 人・社会のモデル化の最前線 人体解剖構造のバーチャル化 -計算解剖学とその応用- (2013)
  • 著者名/発表者名: 森 健策
  • 雑誌名: 日本バーチャルリアリティ学会誌 巻: 18 ページ: 7-10
• [雑誌論文] 画像診断支援システムを用いた臓器可視化による3D画像腎血管イメージング (2013)
  • 著者名/発表者名: 山本 徳則, 森 健策, 後藤 百万
  • 雑誌名: Nephrology Frontier 別冊2013年6月号 巻: 12 ページ: 72-76
• [雑誌論文] ナビゲーション脳神経外科手術の現況と展望 (2013)
  • 著者名/発表者名: 梶田 泰一, 森 健策, 林 雄一郎, 若林 俊彦, 吉田 純
  • 雑誌名: 脳神経外科ジャーナル-特集 進歩を遂げる画像診断と手術支援 巻: 22 ページ: 510-518
• [学会発表] Development of automated extraction method of biliary tract from abdominal CT volumes based on local intensity structure analysis (2014)
  • 著者名/発表者名: Kusuto Koga, Yuichiro Hayashi, Tomoaki Hirose, Masahiro Oda, Takayuki Kitasaka, Tsuyoshi Igami, Masato Nagino, Kensaku Mori
  • 学会等名: Proceedings of SPIE, Medical Imaging
  • 発表場所: Town & Country Resort and Convention Center, San Diego, USA
  • 年月日: 20140215-20140220
• [学会発表] Adaptive fiducial-free registration using multiple point selection for real-time electromagnetically navigated endoscopy (2014)
  • 著者名/発表者名: Xiongbiao Luo, Kensaku Mori
  • 学会等名: Proceedings of SPIE, Medical Imaging
  • 発表場所: Town & Country Resort and Convention Center, San Diego, USA
  • 年月日: 20140215-20140220
• [学会発表] 3Dプリンタを用いた臓器造形とその応用に関する一考察 (2014)
  • 著者名/発表者名: 森 健策, 小田 昌宏, 林 雄一郎, 二村 幸孝, 中村 嘉彦, 北坂 孝幸
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告
  • 発表場所: 那覇市ぶんかテンブス館
  • 年月日: 20140126-20140127
• [学会発表] 小中高生向け講座「3Dプリンターで臓器モデルを作ろう！開催報告 (2014)
  • 著者名/発表者名: 森 健策, 小田 昌宏, 二村 幸孝, 林 雄一郎
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告
  • 発表場所: 那覇市ぶんかテンブス館
  • 年月日: 20140126-20140127
• [学会発表] 条件付き確率場による医用画像からの臓器抽出に関する予備的検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 二村 幸孝, 林 雄一郎, 北坂 孝幸, 森 健策
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告
  • 発表場所: 那覇市ぶんかテンブス館
  • 年月日: 20140126-20140127
• [学会発表] 気管支鏡ナビゲーションにおける複数センサを利用したマーカーフリーレジストレーション手法に関する予備的検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 董 陽, 小田 紘久, 羅 雄彪, 二村 幸孝, 小田 昌宏, 北坂 孝幸, 本間 裕敏, 高畠 博嗣, 森 雅樹, 名取 博, 森 健策
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告
  • 発表場所: 那覇市ぶんかテンブス館
  • 年月日: 20140126-20140127
• [学会発表] 分岐パターン解析による腹部動脈および肝門脈系に対する解剖学的名称の自動対応付け (2014)
  • 著者名/発表者名: 松崎 哲朗, 小田 昌宏, 北坂 孝幸, 林 雄一郎, 三澤 一成, 森 健策
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告
  • 発表場所: 那覇市ぶんかテンブス館
  • 年月日: 20140126-20140127
• [学会発表] Skull Base Surgery Navigation System Based on Updating Preoperative Images Using Positional Information of Surgical Tools (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuichiro Hayashi, Masazumi Fujii, Yasukazu Kajita, Toshihiko Wakabayashi and Kensaku Mori
  • 学会等名: MICCAI 2013 workshop on Systems and Architectures for Computer Assisted Interventions
  • 発表場所: Nagoya University, Nagoya, Japan
  • 年月日: 20130922-20130926
• [学会発表] Multi-organ Segmentation Based on Spatially-Divided Probabilistic Atlas from 3D Abdominal CT Images (2013)
  • 著者名/発表者名: Chengwen Chu, Masahiro Oda, Takayuki Kitasaka, Kazunari Misawa, Michitaka Fujiwara, Yuichiro Hayashi, Yukitaka Nimura, Daniel Rueckert, Kensaku Mori
  • 学会等名: MICCAI 2013
  • 発表場所: Nagoya University, Nagoya, Japan
  • 年月日: 20130922-20130926
• [学会発表] Beyond Current Guided Bronchoscopy: A Robust and Real-Time Bronchoscopic Ultrasound Navigation System (2013)
  • 著者名/発表者名: Xiongbiao Luo, Kensaku Mori
  • 学会等名: MICCAI 2013
  • 発表場所: Nagoya University, Nagoya, Japan
  • 年月日: 20130922-20130926
• [学会発表] Computational Anatomy for Abdominal Area (2013)
  • 著者名/発表者名: Kensaku Mori
  • 学会等名: 2nd Biomedical Image Analysis Summer School : Modalities, Methodologies & Clinical Research
  • 発表場所: Institut Henri Poincare, Paris, France
  • 年月日: 20130708-20130712
  • 招待講演
• [学会発表] Workshop：Whole-Body Computational Anatomy and its Application to Computer Aided Diagnosis and Therapy (2013)
  • 著者名/発表者名: Kensaku Mori
  • 学会等名: The 35th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
  • 発表場所: Osaka International Convention Center
  • 年月日: 20130703-20130707
  • 招待講演
• [学会発表] Robust real-time image-guided endoscopy: a new discriminative structural similarity measure for video to volume registration (2013)
  • 著者名/発表者名: Xiongbiao Luo, Hirotsugu Takabatake, Hiroshi Natori, Kensaku Mori
  • 学会等名: 4th International Conference on Information Processing in Computer-Assisted Interventions
  • 発表場所: Heidelberg Convention Center, Heidelberg, Germany
  • 年月日: 20130626-20130629
• [学会発表] Automated anatomical labeling of tubular structures in human body (2013)
  • 著者名/発表者名: Kensaku Mori
  • 学会等名: 5th EPMA / IFCARS Workshop on Personalized Medicine and ICT
  • 発表場所: Heidelberg Convention Center, Heidelberg, Germany
  • 年月日: 20130626-20130629
• [学会発表] Construction of local probabilistic atlas based on relationship between organ location and its application to pancreas segmentation (2013)
  • 著者名/発表者名: Chengwen Chu, Yuichiro Hayashi, Yukitaka Nimura, Masahiro Oda, Kazunari Misawa, Takayuki Kitasaka, Daniel Rueckert, Kensaku Mori
  • 学会等名: International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery
  • 発表場所: Heidelberg Convention Center, Heidelberg, Germany
  • 年月日: 20130626-20130629
• [学会発表] Catheterization for balloon-occluded retrograde transvenous obliteration guided by fly-through module of New Virtual Endoscopic System (2013)
  • 著者名/発表者名: Morimasa Tomikawa, Tomohiko Akahoshi, Masahiro Oda, Ryuichi Kumashiro, Munenori Uemura, Satoshi Ieiri, Kensaku Mori, Makoto Hashizume
  • 学会等名: International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery
  • 発表場所: Heidelberg Convention Center, Heidelberg, Germany
  • 年月日: 20130626-20130629
• [学会発表] Radial Structure Tensorおよび機械学習に基づく縦隔リンパ節検出手法
  • 著者名/発表者名: 小田 紘久, 羅 雄彪, 二村 幸孝, 小田 昌宏, 北坂 孝幸, 岩野 信吾, 本間 裕敏, 高畠 博嗣, 森 雅樹, 名取 博, 森 健策
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告
  • 発表場所: 広島市立大学
• [学会発表] 局所濃淡構造解析を用いた3次元腹部造影CT像からの胆道自動抽出手法
  • 著者名/発表者名: 古閑 楠人, 林 雄一郎, 廣瀬 友昭, 小田 昌宏, 北坂 孝幸, 伊神 剛, 梛野 正人, 森 健策
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告
  • 発表場所: 愛知工業大学
• [学会発表] 講演 計算解剖学とその応用
  • 著者名/発表者名: 森 健策
  • 学会等名: 第15回 名古屋大学-NTT技術交流会
  • 発表場所: 名鉄ニューグランド
  • 招待講演
• [学会発表] 特別講演 新しい消化器診断手術支援-Computational Abdominal Anatomy-
  • 著者名/発表者名: 森 健策
  • 学会等名: 滋賀消化器研究会 第71回学術講演会
  • 発表場所: ピアザ淡海
  • 招待講演
• [学会発表] 計算解剖 - 画像情報爆発がもたらす未来の医学
  • 著者名/発表者名: 森 健策
  • 学会等名: 第36回未来医学研究会大会
  • 発表場所: 東京女子医科大学
  • 招待講演
• [学会発表] 医用画像からの解剖学的構造抽出と3Dプリンタによる可視化
  • 著者名/発表者名: 森 健策
  • 学会等名: 第28回ポリマー光回路研究会
  • 発表場所: 回路会館
  • 招待講演
• [図書] 気学会125年史 1888-2013(一般社団法人 電気学会), 電子・情報・システム部門(C部門), 5編 生体医工学, 2章 医用画像処理, 8 手術支援と画像処理技術 (2013)
  • 著者名/発表者名: 森 健策
  • 総ページ数: 3
  • 出版者: 一般社団法人 電気学会
• [備考] 名古屋大学 森研究室
  • URL: http://www.newves.org
• [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
• [産業財産権] 全球型視野をもつ仮想内視鏡装置 (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2013-246797
  • 出願年月日: 2013-11-28