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 研究成果報告書

• 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
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 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, 教授 (40157334) ; 庄野 逸 電気通信大学, 電気通信学部, 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, 准教授 (90294636) ; 平野 靖 山口大学, 医学系研究科, 准教授 (90324459) ; 橘 理恵 大島商船高等学校, 情報工学科, 助教 (90435462)
• 研究期間 (年度): 2009-07-23 – 2014-03-31
• キーワード: コンピュータ支援診断 / オートプシー・イメージング / テクスチャ解析 / 統計形状モデル / レジストレーション

研究概要

われわれは，他の計画班と協力して「計算解剖」の臨床展開をおこなうことを目的として，「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」の研究を実施した．以前の特定領域研究「多次元医用画像の知的診断支援」においては，汎用性のある多臓器・多疾病のCADシステムの構築を目指したが，本研究では，計算解剖に基づく診断精度が高くロバスト性のあるコンピュータによる診断・治療支援システムの臨床展開を目的とした．さらに，現在，社会的にも重要なオートプシー・イメージングを研究対象に加えることにより，生前から死後までの生涯画像を対象としたコンピュータによる診断支援システムの構築を目指した．

研究成果

• [雑誌論文] Developments and evaluation of the statistical shape modeling for principal inner organs on torso CT images (2014)
  • 著者名/発表者名: X. Zhou, R. Xu, T. Hara, Y. Hirano, R. Yokoyama, M. Kanematsu, H. Hoshi, S. Kido, H. Fujita
  • 雑誌名: Radiological Physics and Technology
  • 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] GND-PCA-Based Statistical Modeling of Diaphragm Motion Extracted from 4D MRI (2013)
  • 著者名/発表者名: W. Swastika, Y. Masuda, R. Xu, S. Kido, Y. Chen, H. Haneishi
  • 雑誌名: Computational and Mathematical Methods in Medicine 巻: Vol.2013, Article ID 482941
  • 査読あり
• [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] 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, 徐 睿, 平野 靖, 木戸 尚治
  • 雑誌名: Med Imag Tech 巻: No.3 ページ: 153-158
  • DOI: 10.11409/mit.31.153
  • 査読あり
• [雑誌論文] 一般化空洞強調フィルタによる胸部CT 像からの気管支領域抽出手法の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平野 靖,徐 睿, 橘 理恵,木戸 尚治
  • 雑誌名: 電子情報通信学会論文誌D 巻: Vol.J96-D, No.4 ページ: 824-833
  • URL: http://ci.nii.ac.jp/naid/110009596330
  • 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: W. Zhao, R. Xu, Y. Hirano, R. Tachibana, S. Kido N. Suganuma
  • 雑誌名: IEICE TRANSACTIONS on Information and Systems 巻: vol.E96-D, no.4 ページ: 836-844
  • 査読あり
• [雑誌論文] GPU とCUDA を用いた並列画像処理プログラムの作成支援環境の構築 (2013)
  • 著者名/発表者名: 秋山 亮太, 徐 睿, 平野 靖, 木戸 尚治
  • 雑誌名: Med Imag Tech 巻: Vol.31, No.1 ページ: 42-51
  • URL: http://ci.nii.ac.jp/naid/130003374493
  • 査読あり
• [雑誌論文] The low attenuation area on dualenergy perfusion CT: Correlation with the pulmonary function tests and quantitative CT measurements (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Okada, Y. Kunihiro, Y. Nakashima, N. Matsunaga, Y. Sano, Y. Yuasa, A. Narazaki, S. Kudomi, M. Koike, S. Kido
  • 雑誌名: European Journal of Radiology 巻: vol.81, No.10 ページ: 2892-2899
  • DOI: 10.1016/j.ejrad.2011.11.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] デコンボリューション法によるPET 画像上の部分容積効果補正法の検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 橘 理恵, 平野 靖, 徐 睿, 木戸 尚治, 菅 一能
  • 雑誌名: Med Imag Tech 巻: Vol.30, No.2 ページ: 123-129
  • DOI: 10.11409/mit.30.123
  • 査読あり
• [雑誌論文] 空洞強調フィルタとその気管支領域抽出手法への応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 平野 靖, 徐 睿, 橘 理恵, 木戸 尚治
  • 雑誌名: Med Imag Tech 巻: Vol.30, No.1 ページ: 33-42
  • DOI: 10.11409/mit.30.33
  • 査読あり
• [雑誌論文] 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 (2011)
  • 著者名/発表者名: 木戸 尚治,平野 靖,徐 睿,庄野 逸
  • 雑誌名: Med Imag Tech 巻: vol.29, No.3 ページ: 138-142
  • DOI: 10.11409/mit.29.138
  • 査読あり
• [雑誌論文] 呼気と吸気のCT 画像を用いた肺呼吸機能の解析とSPECT 画像の対比検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 渡部優樹, 平野 靖, 木戸 尚治, 岡田宗正, 菅一能
  • 雑誌名: 生体医工学 巻: vol.49,no.1 ページ: 76-83
  • URL: http://ci.nii.ac.jp/naid/40018844899
  • 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, USA
  • 年月日: 2014-03-15
• [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] 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] 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: 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] 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] 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] Quantitative imaging of hepatic cirrhosis on abdominal CT images (2013)
  • 著者名/発表者名: Shoji Kido
  • 学会等名: European Congress of Radiology (ECR2013)
  • 発表場所: Vienna, Austria
  • 年月日: 20130307-11
• [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: 2013-11-09
• [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
• [学会発表] Medical Image Processing and Computer-Aided Detection/ Diagnosis (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Fujita
  • 学会等名: International Conference on Computerized Healthcare (ICCH) 2012
  • 発表場所: The Hong Kong Polytechnic University, Hong Kong, China
  • 年月日: 20121217-18
• [学会発表] A Computer-aided Classification Scheme for Attenuation Patterns Caused by Diffuse Lung Diseases on Three-dimensional CT Images (2012)
  • 著者名/発表者名: Shoji Kido
  • 学会等名: 98th Scientific Assembly and Annual Meeting of Radiological Society of North America (RSNA 2012)
  • 発表場所: McCormick Place, Chicago,USA
  • 年月日: 20121125-30
• [学会発表] An idiopathic interstitial pneumonia classification for CT image by use of a semi-supervised learning (2012)
  • 著者名/発表者名: Masayoshi Wada
  • 学会等名: International Forum on Medical Imaging in Asia (IFMIA) 2012
  • 発表場所: KAIST, Daejeon, Korea
  • 年月日: 20121116-17
• [学会発表] Statistical modeling of diaphragm motion extracted from 4D-MRI using 1DPCA and 2DPCA (2012)
  • 著者名/発表者名: Windra Swastika
  • 学会等名: International Forum on Medical Imaging in Asia (IFMIA) 2012
  • 発表場所: KAIST, Daejeon, Korea
  • 年月日: 20121116-17
• [学会発表] Construction of statistical shape models of organs in torso CT scans using MDL method (2012)
  • 著者名/発表者名: Shotaro Yamaguchi
  • 学会等名: International Forum on Medical Imaging in Asia (IFMIA) 2012
  • 発表場所: KAIST, Daejeon, Korea
  • 年月日: 20121116-17
• [学会発表] Computer-aided analysis of diffuse lung diseases: the effect of opacity distribution (2012)
  • 著者名/発表者名: Ryo Tanaka
  • 学会等名: International Forum on Medical Imaging in Asia (IFMIA) 2012
  • 発表場所: KAIST, Daejeon, Korea
  • 年月日: 20121116-17
• [学会発表] Development of Programming Environment for Computer-Aided Diagnosis System with Web interface (2012)
  • 著者名/発表者名: Hisashi Ozaki
  • 学会等名: International Forum on Medical Imaging in Asia (IFMIA) 2012
  • 発表場所: KAIST, Daejeon, Korea
  • 年月日: 20121116-17
• [学会発表] Reliability Evaluation of Radiologist and Semiautomatic Segmentation Algorithm for Small Pulmonary Nodules (2011)
  • 著者名/発表者名: Rie Tachibana
  • 学会等名: 97th Scientific Assembly and Annual Meeting of Radiological Society of North America (RSNA 2011)
  • 発表場所: McCormick Place, Chicago, USA
  • 年月日: 20111127-1202
• [学会発表] Classification of Diffuse Lung Disease Patterns on High-Resolution Computed Tomography by a Bag of Words Approach (2011)
  • 著者名/発表者名: Rui Xu
  • 学会等名: MICCAI 2011
  • 発表場所: Westin Harbour Castle, Toronto, Canada
  • 年月日: 20110919-21
• [学会発表] Classification of Idiopathic Interstitial Pneumonia CT Images using Convolutional-net with Sparse Feature Extractors (2011)
  • 著者名/発表者名: Taiju Inagaki
  • 学会等名: The International Conference on Parallel and Distributed Processing Techniques and Applications 2011 (PDPTA'2011)
  • 発表場所: Las Vegas, Nevada, USA
  • 年月日: 20110708-21
• [学会発表] Automated segmentation of lungs with severe large opacities in multi-detector row CT images (2011)
  • 著者名/発表者名: Shoji Kido
  • 学会等名: European Congress of Radiology (ECR2011)
  • 発表場所: Vienna, Austria
  • 年月日: 20110303-07
• [学会発表] Computer-aided detection of liver tumors using subtracted threedimensional hepatic CT images (2011)
  • 著者名/発表者名: Shoji Kido
  • 学会等名: European Congress of Radiology (ECR2011)
  • 発表場所: Vienna, Austria
  • 年月日: 20110303-07
• [学会発表] Interactive semiautomatic segmentation tool of human organs using three-dimensional CT images (2011)
  • 著者名/発表者名: Shoji Kido
  • 学会等名: European Congress of Radiology (ECR2011)
  • 発表場所: Vienna, Austria
  • 年月日: 20110303-07
• [学会発表] Fully automated segmentation of pulmonary lobes with severe diffuse opacities on threedimensional thoracic CT images (2011)
  • 著者名/発表者名: Shoji Kido
  • 学会等名: European Congress of Radiology (ECR2011)
  • 発表場所: Vienna, Austria
  • 年月日: 20110303-07
• [学会発表] Comparative study of respiratory function for pulmonary lobectomy based on computer simulation (2011)
  • 著者名/発表者名: Yasushi Hirano
  • 学会等名: Joint Meeting combining the 3rd meeting of the Japanese Society of Pulmonary Functional Imaging (JSPFI) and 5th International Workshop for Pulmonary Functional Imaging (IWPFI)
  • 発表場所: Awaji Yumebutai International Conference Center, Awaji, Japan
  • 年月日: 20110128-30
• [学会発表] Numerical simulation of respiratory function for pulmonary lobectomy (2011)
  • 著者名/発表者名: Yasushi Hirano
  • 学会等名: International Forum on Medical Imaging in Asia (IFMIA) 2011
  • 発表場所: Tenbusu Naha, Naha, Japan
  • 年月日: 20110118-19
• [学会発表] A Method for Extracting Airway Trees by Using a Cavity Enhancement Filter (2011)
  • 著者名/発表者名: Yasushi Hirano
  • 学会等名: The Fourth International Workshop on Pulmonary Image Analysis
  • 発表場所: Westin Harbour Castle, Toronto, Canada
  • 年月日: 2011-09-18
• [学会発表] 胸部領域を中心としたコンピュータ支援診断システムの開発の現状 (2011)
  • 著者名/発表者名: 木戸 尚治
  • 学会等名: 第19回大阪CCVR 研究会
  • 発表場所: ハービスPLAZA, 大阪市,大阪府
  • 年月日: 2011-09-03
• [学会発表] コンピュータ支援診断の基礎 (2011)
  • 著者名/発表者名: 平野 靖
  • 学会等名: 第19回大阪CCVR 研究会
  • 発表場所: ハービスPLAZA, 大阪市,大阪府
  • 年月日: 2011-09-03
• [学会発表] 3D Non-rigid Image Registration for Open-MR Guided Pneumoperitoneum in Laparoscopic Surgery (2010)
  • 著者名/発表者名: Rui Xu
  • 学会等名: 2010 International Conference on Future Computer, Control and Communication (FCCC2010)
  • 発表場所: Nanning, China
  • 年月日: 20101210-12
• [学会発表] Computer-aided Diagnosis for Diffuse Lung Diseases on Three-dimensional Thoracic CT images (2010)
  • 著者名/発表者名: Shoji Kido
  • 学会等名: 2010 International Conference on Future Computer, Control and Communication (FCCC2010)
  • 発表場所: Nanning, China
  • 年月日: 20101210-12
• [学会発表] Computer-aided diagnosis using thoracis CT images (2010)
  • 著者名/発表者名: Shoji Kido
  • 学会等名: 8th SJRS Symposium & 1lth NJPACS Symposium
  • 発表場所: Munkebjerg Hotel, Vejle, Denmark
  • 年月日: 20100906-07
• [学会発表] Classification of Idiopathic Interstitial Pneumonia on High-resolution CT Images using Counter Propagation Network (2010)
  • 著者名/発表者名: Yuki Tanaka
  • 学会等名: The International Conference on Parallel and Distributed Processing Techniques and Applications 2010(PDPTA'10)
  • 発表場所: Las Vegas USA
  • 年月日: 20100712-15
• [学会発表] Parallel processing environment for three-dimensional image processing using MPI (2010)
  • 著者名/発表者名: Yasushi Hirano
  • 学会等名: Computer Assisted Radiology and Surgery 24th International Congress and Exhibition (CARS2010)
  • 発表場所: University Medical Center, Geneva, Switzerland
  • 年月日: 20100623-26
• [学会発表] Automatic registration of whole lungs from inspiration and expiration thoracic CT images (2010)
  • 著者名/発表者名: Shoji Kido
  • 学会等名: ECR2010
  • 発表場所: Vienna, Austria
  • 年月日: 2010-03-10
• [図書] 医用画像工学ハンドブック (2012)
  • 著者名/発表者名: 医用画像工学ハンドブック編集委員会
  • 総ページ数: 452-469, 18
  • 出版者: 日本医用画像工学会
• [図書] 実践 医用画像解析ハンドブック (2012)
  • 著者名/発表者名: 藤田広志, 他
  • 総ページ数: 271-562, 17
  • 出版者: オーム社