計算解剖モデルの診断支援とオートプシー・イメージング支援応用

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: 21103008
• 研究機関: 山口大学
• 研究代表者: 木戸 尚治 山口大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (90314814)
• 研究分担者: 木村 浩彦 福井大学, 医学部, 教授 (10242596) ; 松永 尚文 山口大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (40157334) ; 庄野 逸 電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 准教授 (50263231) ; 岡田 宗正 山口大学, 医学部附属病院, 講師 (70380003) ; 田中 伸幸 山口大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (90294636) ; 平野 靖 山口大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (90324459) ; 橘 理恵 大島商船高等専門学校, 情報工学科, 講師 (90435462)
• 研究期間 (年度): 2009-07-23 – 2014-03-31
• キーワード: 臨床評価 / 臨床展開 / 総合支援 / データベース / 生涯画像

研究概要

本計画班は，生前と死後の画像診断・治療支援に関して，計算解剖モデルに基づいた診断支援システムの構築をおこない，臨床的な観点からの評価をおこなってきた．本計画班では基礎的・応用的な複数の課題に取り組んだが，その中からいくつかを例示する．生前画像に対する研究としては，びまん性肺疾患でみられる陰影に対するパターン分類手法の高精度化に取り組み，すべてのびまん性陰影に対して93.18%という高い識別率を得た．このアルゴリズムを当研究室で開発しているCADプラットフォームにプラグインとして組み込み，実症例を用いたデモンストレーションを国際シンポジウムにて発表した．本処理をおこなうためには，びまん性陰影を含む肺領域をセグメンテーションする必要があり，確率アトラスやグラフカット処理を用いた手法の開発を行った．また，陰影のパターンのみではなく，分布などを考慮に入れた手法の開発もおこなった．さらに，大量の画像症例の中から類似画像を検索し，医師の診断を支援するアルゴリズムの開発に取り組んだ．死後の画像診断（オートプシー・イメージング）に関しては，診断支援のアルゴリズムを設計するための基礎となる定量評価データを得るためにミニブタを用いた死後24時間までの1時間ごとの経時的CT撮影を引き続きおこない，データを増やした．本年度は，生体画像と死後画像に対するランドマークを用いた非剛体レジストレーションアルゴリズムの開発をおこなった．このアルゴリズムを，あらかじめ臓器領域をマニュアルで抽出した死後直後のミニブタの画像に適応し，死後24時間までの経時的な臓器領域のレジストレーションをおこなった．この臓器領域データに対してテクスチャ解析をおこなうことにより，テクスチャの経時変化に関する知見が示され，死亡時刻推定の診断支援システム構築の可能性が示された．

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] Development and evaluation of statistical shape modeling for principal inner organs on torso CT images (2014)
  • 著者名/発表者名: Xiangrong Zhou
  • 雑誌名: Radiological Physics and Technology 巻: 7 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1007/s12194-014-0261-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Particle-System Based Adaptive Sampling on Spherical Parameter Space to Improve the MDL Method for Construction of Statistical Shape Models (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Xu, X.R. Zhou, Y. Hirano, R. Tachibana, T. Hara, S. Kido, H. Fujita
  • 雑誌名: Computational and Mathematical Methods in Medicine 巻: vol. 2013, Article ID 196259 ページ: 9
  • DOI: 10.1155/2013/196259
• [雑誌論文] Volumetric evaluation of dual-energy perfusion CT for the assessment of intrapulmonary clot burden (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Okada, Y. Nakashima, Y. Kunihiro, Y. Sano, K. Suga, S. Kido, N. Matsunaga
  • 雑誌名: Clin Radiol 巻: 68(12) ページ: 669-75
  • DOI: 10.1016/j.crad.2013.07.018.
  • 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 and 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] Classification of Pneumoconiosis on HRCT Images for Computer-Aided Diagnosis (2013)
  • 著者名/発表者名: Wei Zhao
  • 雑誌名: IEICE TRANSACTIONS on Information and Systems, 巻: E96-D ページ: 836-844
  • DOI: 10.1587/transinf.E96.D.836
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Method to Extract Airway Regions from Chest CT Images Using Generalized Cavity Enhancement Filter. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasushi Hirano
  • 雑誌名: IEICE TRANSACTIONS on Information and Systems, 巻: J96-D ページ: 824-833
  • 査読あり
• [雑誌論文] GND-PCA-Based Statistical Modeling of Diaphragm Motion Extracted from 4D MRI (2013)
  • 著者名/発表者名: Windra Swastika
  • 雑誌名: Computational and Mathematical Methods in Medicine 巻: 2013 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1155/2013/482941
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distribution estimation of hyperparameters in Markov random field models (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Nakanishi-Ohno
  • 雑誌名: Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical 巻: 47 ページ: 045001
  • DOI: 10.1088/1751-8113/47/4/045001
  • 査読あり
• [雑誌論文] ITKのためのGPGPUプログラミング支援環境 (2013)
  • 著者名/発表者名: 秋山 亮太
  • 雑誌名: Med Imag Tech 巻: 31 ページ: 153-158
  • DOI: 10.11409/mit.31.153
  • 査読あり
• [学会発表] Computer-aided Classification of Diffuse Lung Disease Opacities by Use of Sparse Representation-based Method on 3D-Ct Images (2014)
  • 著者名/発表者名: Shoji Kido
  • 学会等名: Society of Thoracic Radiology 2014(STR 2014), the Quantitative CT Imaging of the Lung meeting
  • 発表場所: Grand Hyatt San Antonio Hotel, San Antonio, Texas, America
  • 年月日: 20140315-20140316
• [学会発表] 生前・死後CT像における臓器領域の位置合わせによる死後CT像の臓器領域の抽出 (2014)
  • 著者名/発表者名: 秋山 亮太
  • 学会等名: メディカルイメージング連合フォーラム 2014
  • 発表場所: 沖縄ぶんかテンブス館, 那覇市, 沖縄県
  • 年月日: 20140126-20140127
• [学会発表] 胸部CT像に対するFEMによる仮想肺葉切除後の肺野形状の作成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 空尾 英樹
  • 学会等名: メディカルイメージング連合フォーラム 2014
  • 発表場所: 沖縄ぶんかテンブス館, 那覇市, 沖縄県
  • 年月日: 20140126-20140127
• [学会発表] MICCAI 2013参加報告 (2014)
  • 著者名/発表者名: 平野 靖
  • 学会等名: メディカルイメージング連合フォーラム 2014
  • 発表場所: 沖縄ぶんかテンブス館, 那覇市, 沖縄県
  • 年月日: 20140126-20140127
• [学会発表] 大腸NBI画像の早期腫瘍性病変の解析出 (2014)
  • 著者名/発表者名: 豊田 裕志
  • 学会等名: メディカルイメージング連合フォーラム 2014
  • 発表場所: 沖縄ぶんかテンブス館, 那覇市, 沖縄県
  • 年月日: 20140126-20140127
• [学会発表] 3次元胸部CT画像を用いたびまん性肺疾患に対する類似画像検索 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山下 洋平
  • 学会等名: メディカルイメージング連合フォーラム 2014
  • 発表場所: 沖縄ぶんかテンブス館, 那覇市, 沖縄県
  • 年月日: 20140126-20140127
• [学会発表] Estimating Dependency Structures for non-Gaussian Componetns (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Sasaki
  • 学会等名: Deep Learning Workshop NIPS 2013.
  • 発表場所: Harrah's Sand Harbor II room, Lake Tahoe, USA
  • 年月日: 20131209-20131209
• [学会発表] Demonstration of a novel diagnosis support system for lung lesions: Computed tomography with an image-retrieval technology based on radiologists' knowledge (2013)
  • 著者名/発表者名: Toyohiko Sakai
  • 学会等名: 99th Scientific Assembly and Annual Meeting of Radiological Society of North America (RSNA 2013)
  • 発表場所: McCormick Place, Chicago, America
  • 年月日: 20131201-20131206
• [学会発表] Differential Diagnosis of Benign and Malignant Brain Tumors by Use of Texture Analysis on FDG-PET Images (2013)
  • 著者名/発表者名: Shoji Kido
  • 学会等名: 99th Scientific Assembly and Annual Meeting of Radiological Society of North America (RSNA 2013)
  • 発表場所: McCormick Place, Chicago, America
  • 年月日: 20131201-06
• [学会発表] Detection of Lung Nodules on Temporal Subtraction Image from MDCT Images Using Statistical Features (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Miyajima
  • 学会等名: 14th International Symposium on Advanced Intelligent Systems (ISIS2013)
  • 発表場所: Pai Chai University, Daejeon, Korea
  • 年月日: 20131113-20131116
• [学会発表] Automatic Detection of GGO Regions on CT Images in LIDC Dataset Based on Artificial Neural Network (2013)
  • 著者名/発表者名: Keisuke Yokota
  • 学会等名: 14th International Symposium on Advanced Intelligent Systems (ISIS2013)
  • 発表場所: Pai Chai University, Daejeon, Korea
  • 年月日: 20131113-16
• [学会発表] Two-step AdaBoost for Automatic Identification of Lung Nodules Candidate by Using Density and Shape Features (2013)
  • 著者名/発表者名: Shuji Tanaka
  • 学会等名: 14th International Symposium on Advanced Intelligent Systems (ISIS2013)
  • 発表場所: Pai Chai University, Daejeon, Korea
  • 年月日: 20131113-16
• [学会発表] Aiと計算解剖学 新学術領域研究「計算解剖学」におけるAiへ取り組み (2013)
  • 著者名/発表者名: 木戸尚治
  • 学会等名: 第11回オートプシー・イメージング学会学術総会
  • 発表場所: 千葉大学.（千葉市）
  • 年月日: 20131109-20131109
  • 招待講演
• [学会発表] 経皮的冠動脈インターベンション後突然死となった1例 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大越 忠和
  • 学会等名: 第11回オートプシー・イメージング学会学術総会
  • 発表場所: 千葉大学.（千葉市）
  • 年月日: 20131109-20131109
• [学会発表] ブタ心臓の死後変化におけるMRI画像について (2013)
  • 著者名/発表者名: 西島 昭彦
  • 学会等名: 第11回オートプシー・イメージング学会学術総会
  • 発表場所: 千葉大学.（千葉市）
  • 年月日: 20131109-20131109
• [学会発表] 異常環境下で発見された死体の死亡時画像診断 (2013)
  • 著者名/発表者名: 島田 一郎
  • 学会等名: 第11回オートプシー・イメージング学会学術総会
  • 発表場所: 千葉大学.（千葉市）
  • 年月日: 20131109-20131109
• [学会発表] Fault- and Disaster-Resistant Medical Cloud System for Various Medical Applications (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasushi Hirano
  • 学会等名: 2013 IEEE 15th International Conference on e-Health Networking, Applications and Services (Healthcom 2013)
  • 発表場所: Technical University of Lisbon, Lisbon, Portugal
  • 年月日: 20131009-12
• [学会発表] 濃度・形状特徴を用いた2段階AdaBoostによる結節状候補陰影の自動識別 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田中 修司
  • 学会等名: 第32回日本医用画像工学会大会
  • 発表場所: 日本科学未来館／産業技術総合研究所臨海副都心センター, 江東区, 東京都
  • 年月日: 20130801-20130803
• [学会発表] 三次元胸部CT画像を用いた胸膜プラークの自動検出 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡 健士郎
  • 学会等名: 第32回日本医用画像工学会大会
  • 発表場所: 日本科学未来館／産業技術総合研究所臨海副都心センター, 江東区, 東京都
  • 年月日: 20130801-20130803
• [学会発表] ミニブタの死後CT像を用いた臓器抽出手法と臓器の死後変化の定量解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平野 靖
  • 学会等名: 第32回日本医用画像工学会大会
  • 発表場所: 日本科学未来館／産業技術総合研究所臨海副都心センター, 江東区, 東京都
  • 年月日: 20130801-20130803
• [学会発表] PET・MR画像における脳腫瘍の良悪性鑑別 (2013)
  • 著者名/発表者名: 秋山 亮太
  • 学会等名: 第32回日本医用画像工学会大会
  • 発表場所: 日本科学未来館／産業技術総合研究所臨海副都心センター, 江東区, 東京都
  • 年月日: 20130801-20130803
• [学会発表] 差分処理を用いた胸部CT像上におけるすりガラス陰影の領域抽出 (2013)
  • 著者名/発表者名: 橘 理恵
  • 学会等名: 第32回日本医用画像工学会大会
  • 発表場所: 日本科学未来館／産業技術総合研究所臨海副都心センター, 江東区, 東京都
  • 年月日: 20130801-20130803
• [学会発表] 生前/死後CT像のレジストーションによる死後CT像の臓器抽出 (2013)
  • 著者名/発表者名: 三上 恭平
  • 学会等名: 第32回日本医用画像工学会大会
  • 発表場所: 日本科学未来館／産業技術総合研究所臨海副都心センター, 江東区, 東京都
  • 年月日: 20130801-20130803
• [学会発表] Poisson observed image restoration using a latent variational approximation with Gaussian MRF (2013)
  • 著者名/発表者名: Hayaru Shouno
  • 学会等名: The 2013 International Conference on Parallel and Distributed Processing Techniques and Applications
  • 発表場所: The New Tropicana Hotel , Las Vegas, Nevada, USA
  • 年月日: 20130722-20130725
• [学会発表] Development of Lung CT Image-Retrieval System based on Imaging Findings and an Image-Selection Interface (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazuki Kozuka
  • 学会等名: 35th Annual International Conference of the IEEE EMBS
  • 発表場所: Osaka International Convention Center, Osaka, Japan
  • 年月日: 20130703-20130707
• [学会発表] Semantic Characteristics Prediction of Pulmonary Nodule Using Artificial Neural Networks (2013)
  • 著者名/発表者名: Guangxu Li
  • 学会等名: 35th Annual International Conference of the IEEE EMBS
  • 発表場所: Osaka International Convention Center, Osaka, Japan
  • 年月日: 20130703-07
• [学会発表] Classification of Diffuse Lung Diseases Patterns by a Sparse Representation Based Method on HRCT Images (2013)
  • 著者名/発表者名: Wei Zhao
  • 学会等名: 35th Annual International Conference of the IEEE EMBS
  • 発表場所: Osaka International Convention Center, Osaka, Japan
  • 年月日: 20130703-07
• [学会発表] Development of Image-Retrieval Technology Using Radiological Knowledge Extracted from a Clinical Database of Lung CT Images (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazuki Kozuka
  • 学会等名: 27th Int. Congress on Computer Assisted Radiology and Surgery (CARS 2013)
  • 発表場所: Heidelberg Convention Center, Germany
  • 年月日: 20130626-20130629
• [学会発表] Discrimination of benign and malignant GGO in LIDC/IDRI dataset using three-dimensional oriented GLCM and hyper-surface fitting (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasushi Hirano
  • 学会等名: Fifth International Workshop on Pulmonary Image Analysis
  • 発表場所: Nagoya University, Nagoya, Japan
  • 年月日: 2013-09-26