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2014 年度 実績報告書

医学的知見を取り入れた内視鏡画像の認識とその臨床への応用

研究課題

研究課題/領域番号 14J00223
研究機関広島大学

研究代表者

平川 翼  広島大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
キーワード内視鏡動画像認識 / NBI内視鏡 / パーティクルフィルタ / ディリクレ分布 / 焦点ぼけ情報
研究実績の概要

平成26年度は申請書及び研究実施計画に基づき,内視鏡検査中に医師の診断を支援するためのシステム開発を目的として,内視鏡検査時に安定的に認識結果を出力する手法の開発を主な研究課題として取り組んだ.内視鏡検査時の診断支援のために内視鏡動画像に対して毎フレーム識別を行い,その結果を出力する診断支援システムのプロトタイプが提案されているが,このシステムには出力結果が不安定であるという問題点が存在する.本研究で扱う識別結果の不安定性は,内視鏡動画像特有の頻繁に発生する焦点ぼけによる影響が大きいと仮定し,安定化すべき識別結果以外に動画像のフレームから取得できる焦点ぼけの情報を利用する安定化手法を提案した.一般的な安定化手法では対象となる信号のみを考慮するが,本研究で提案した手法では,焦点ぼけの情報を平滑化するべき信号の信頼度として用いる事で鮮明なフレームでは識別結果を信頼し,ぼけの大きなフレームでは識別結果を信頼しない手法を実現した.実験の結果,従来の手法ではぼけの大きなフレームでの間違った識別結果に影響を受けていたが,本研究で提案した手法ではぼけの影響を抑制しつつ安定化する事を可能とした.以上の結果をまとめ医用画像関連の学会誌に投稿した(現在査読中).
また,内視鏡検査中の診断支援システムの効果を検証するために,識別プログラムを医療現場で動作させるためのシステム開発を行った.実際の内視鏡検査映像に対して識別プログラムを適用するために,内視鏡デバイスから出力される映像信号を分配器をもちいてPCへ取り込んだ.内視鏡の映像信号はYUV形式であるため,識別プログラムに適用できるRGB形式に変換し,識別プログラムを適用する.最終的にその結果をディスプレイへ表示するシステムを構築した.このシステムの概要について,国内の支部大会にて発表した(共著者発表).

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

平成26年度は「内視鏡検査全体で安定的に識別結果を出力する手法の開発」を行った.その結果,従来よりも安定的に識別結果を表示する事が可能となった.上記の内容をまとめた論文は平成27年度3月までにほぼ書き終え,英文校正の後に平成27年4月に投稿した.これは申請書に記述した予定とほぼ同様である.
また,診断支援システムを実際の内視鏡検査の現場で動作させるシステムを開発した.この内容は当初,平成28年度の研究計画に組み込んでいたものであるが,予定よりも早く開発導入を行う事が出来た.
以上より,本研究課題は当初の計画以上に進展していると考えられる.

今後の研究の推進方策

平成27年度についても研究計画書に記載した通りに研究を進める.すなわち,内視鏡画像全体を認識するための領域分割手法の開発を行う.すでに我々は,内視鏡画像全体を細かく分割し,その結果に対してマルコフ確率場を用いて領域分割を行っているが,いまだ不十分であり望ましい結果は得られていない.共同研究者の内視鏡医の協力を得て,画像全体のラベル付けを行っていただく.同時に診断に有用とされる情報についての調査を行う.その情報を用いて,統計的手法によるモデル化を行い,領域分割を実現する.
なお本年度は研究計画書に記載した通り,フランスのParis-Est大学Marne-la-Vallee校にて剣持雪子氏及び,医用画像処理・領域分割に精通しているLaurent Najman氏協力を得て上記の課題について研究従事する.
現在のところ,研究計画の変更及び研究遂行上の問題点は特に無い.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2015 2014

すべて 学会発表 (4件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [学会発表] Trade-off between speed and performance for colorectal endoscopic NBI image classification2015

    • 著者名/発表者名
      Shoji Sonoyama, Toru Tamaki, Tsubasa Hirakawa, Bisser Raytchev, Kazufumi Kaneda, Tetsushi Koide, Yoko Kominami, Shigeto Yoshida, Shinji Tanaka
    • 学会等名
      SPIE Medical Imaging 2015
    • 発表場所
      Town & Country Resort and Convention Center San Diego, California, United States
    • 年月日
      2015-02-27 – 2015-03-03
  • [学会発表] 大腸NBI拡大内視鏡映像のリアルタイム認識システムの構築2014

    • 著者名/発表者名
      園山昌司, 平川翼, 玉木徹, Bisser Raytchev, 金田和文, 小出哲士, 小南陽子, 吉田成人, 田中信治
    • 学会等名
      平成26年度 (第65回) 電気・情報関連学会中国支部連合大会
    • 発表場所
      福山大学
    • 年月日
      2014-10-25 – 2014-10-25
  • [学会発表] SVM-MRF segmentation of colorectal NBI endoscopic images2014

    • 著者名/発表者名
      Tsubasa Hirakawa, Toru Tamaki, Bisser Raytchev, Kazufumi Kaneda, Tetsushi Koide, Yoko Kominami, Shigeto Yoshida, Shinji Tanaka
    • 学会等名
      IEEE International Conference of Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC2014)
    • 発表場所
      Sheraton Chicago Hotel and Towers, Chicago, IL, USA
    • 年月日
      2014-08-26 – 2014-08-30
  • [学会発表] SVMとMRFを用いた大腸NBI内視鏡画像の領域分割2014

    • 著者名/発表者名
      平川翼, 玉木徹, Bisser Raychev, 金田和文, 小出哲士, 小南陽子, 吉田成人, 田中信治
    • 学会等名
      MIRU 2014 画像の認識・理解シンポジウム
    • 発表場所
      岡山コンベンションセンター
    • 年月日
      2014-07-28 – 2014-07-31
  • [産業財産権] 内視鏡画像診断支援システム2015

    • 発明者名
      小出哲士,玉木徹,吉田成人,平川翼ら
    • 権利者名
      小出哲士,玉木徹,吉田成人,平川翼ら
    • 産業財産権種類
      特許PCT/JP2015/000448
    • 産業財産権番号
      PCT/JP2015/000448
    • 出願年月日
      2015-02-02
    • 外国

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公開日: 2016-06-01  

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