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2018 年度 実績報告書

動脈硬化診断支援システムの実用化最終段階に向けた実証研究

研究課題

研究課題/領域番号 16H02875
研究機関山口大学

研究代表者

内野 英治  山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (30168710)

研究分担者 末竹 規哲  山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (80334051)
廣 高史  日本大学, 医学部, 准教授 (10294638)
江口 正徳  一般財団法人ファジィシステム研究所, 研究部, 主任研究員 (60613594)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード心筋梗塞 / 動脈硬化診断 / 血管内超音波法 / プラーク組織性状判別 / ソフトコンピューティング / 学習
研究実績の概要

心筋梗塞はプラークと呼ばれる冠動脈内の蓄積物が破綻することにより引き起こされる.プラークの破綻を予測するためには,プラークの組織性状(組織成分)を正確に同定する必要がある.申請者らは,血管内超音波信号を各種ソフトコンピューティング手法を用いて解析を行い,プラークの組織性状を判別,その後,その構造を表示する動脈硬化診断支援システム(プロトタイプ・システム)を開発し,従来手法に対する優位性を確立した.本研究では,本プロトタイプ・システムの実用化を目指し,本システムの有効性を実データで実証する.平成30年度では,以下のことを行った.
1.サポート・ベクトル・マシン(Support Vector Machine: SVM) により得られた結果に,分類組織のクラス不均衡性と組織間の実距離を考慮することにより,注目点の組織を再分類する新たな手法を提案した.これにより,冠動脈プラークの組織分類精度がさらに向上した.また,前年度に開発したツリー状構造を持つSVMによる組織性状判別法の有効性を実データで実証した.
2.プラークの組織性状判別に深層学習(Deep Learning)を取り入れ,少ない学習データをDeep Learningの学習に耐え得るようにする新たな学習データの生成法を提案した.また,その有効性を実データで実証し,組織性状の判別精度を向上させた.
3.本年度(研究最終年度)までに開発した様々な手法(HkNN法(信号の特徴および組織の周辺情報を組織分類に取り入れた手法),スパース・コーディング法,カオス・フラクタル法,SVM,Ada Boostによる統合など)の特徴を評価すると共に,それらの手法が機能を発揮する場面などを整理し,研究のまとめを行った.

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Recognition of Coronary Atherosclerotic Plaque Tissue on Intravascular Ultrasound Image by Using Misclassification Sensitive Training of Discriminative Restricted Boltzmann Machines2018

    • 著者名/発表者名
      Kuong Trong Nguyen, Eiji Uchino and Noriaki Suetake
    • 雑誌名

      Journal of Biomimetics, Biomaterials and Biomedical Engineering

      巻: 37 ページ: 85-93

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/JBBBE.37.85

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Coronary Plaque Classification with Accumulative Training of Deep Boltzmann Machines2018

    • 著者名/発表者名
      Kuong Trong Nguyen, Eiji Uchino and Noriaki Suetake
    • 雑誌名

      International Journal of Innovative Computing, Information and Control Express Letters

      巻: 12 ページ: 881-886

    • DOI

      10.24507/icicel.12.09.881

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Soft Computing-Based Intelligent Diagnosis of Arteriosclerosis - Coronary Arteries and Retinal Vessels -2019

    • 著者名/発表者名
      Eiji Uchino
    • 学会等名
      KES International Conference on Innovation in Medicine and Healthcare, Keynote Speech
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Tissue Characterization of Coronary Plaque by Using Multiple SVMs with Tree Structure2019

    • 著者名/発表者名
      Kota Hirano, Hiroaki Koga, Noriaki Suetake and Eiji Uchino
    • 学会等名
      2019 RISP International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing
    • 国際学会
  • [学会発表] 分類組織のクラス不均衡性と組織間の実距離を考慮した冠動脈プラークの組織分類法2018

    • 著者名/発表者名
      平野貢大, 古賀裕章, 末竹規哲, 内野英治
    • 学会等名
      バイオメディカル・ファジィ・システム学会第31回年次大会
  • [備考] 研究代表者ホームページ

    • URL

      http://www.ic.sci.yamaguchi-u.ac.jp/

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公開日: 2019-12-27  

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