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2018 年度 実績報告書

多列深層学習と物質分解情報を用いた大腸電子洗浄システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 16H05913
研究機関大島商船高等専門学校

研究代表者

橘 理恵  大島商船高等専門学校, その他部局等, 准教授 (90435462)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード医用システム / Deep learning / CTコロノグラフィ
研究実績の概要

本課題では,デュアルエネルギーCT画像を対象として,機械学習法の一つであり高精度な画像認識が可能とされている深層学習法を多列化し,自動的に電子洗浄を行い高鮮明なCTコロノグラフィ像を生成する手法を開発することを目指して研究を行ってきた.平成29年度では,提案手法を用いることで超低線量画像においても従来法に比べて精度高く領域分割できることが分かった.また,深層学習から得る領域分割の結果の評価だけでなく,CTコロノグラフィ像を生成して,深層学習による電子洗浄法の定量的評価を行った結果,CTコロノグラフィ像においても深層学習による手法が従来法よりも良いことが分かった.しかしながら,計算に膨大な時間を要し臨床で使用可能なレベルには至らなかった.そのため,平成30年度はFully Convolutional Network(FCN)を用いて処理時間の高速化を試みることを検討した.また,3次元の正確な教師ラベルを用意するためファントム画像を用いた学習を試みた.シングルエネルギーCT画像のみによる実験となったが,処理時間の高速化を可能としつつ,平成29年度までの手法と同程度の結果を得ることができた.しかしながら,電子洗浄後のCTコロノグラフィ像は依然として臨床利用可能なレベルには至らなかった.電子洗浄後のCTコロノグラフィ像は, FCNや多列化した深層学習によって得られる領域分割画像の結果を基に原画像から洗浄すべき画素を取り除いた画像から生成される.そのため,領域分割した結果において数画素の誤差が, CTコロノグラフィ像上では電子洗浄時のアーティファクトとして存在してしまうことが検討課題として残った.

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 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] Massachusetts General Hospital/Harvard Medical School(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Massachusetts General Hospital/Harvard Medical School
  • [雑誌論文] Electronic cleansing in CT colonography using a generative adversarial network2019

    • 著者名/発表者名
      Rie Tachibana, Janne J. Nappi, Toru Hironaka, Hiroyuki Yoshida
    • 雑誌名

      Proc. SPIE 10954, Medical Imaging 2019: Imaging Informatics for Healthcare, Research, and Applications

      巻: 10954 ページ: 1095419

    • DOI

      https://doi.org/10.1117/12.2512466

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Deep Learning Electronic Cleansing for Single- and Dual-Energy CT Colonography2018

    • 著者名/発表者名
      Rie Tachibana, Janne J. Nappi, Junko Ota, Nadja Kohlhase, Toru Hironaka, Se Hyung Kim, Daniele Regge, Hiroyuki Yoshida
    • 雑誌名

      RadioGraphics

      巻: 38 ページ: 2034~2050

    • DOI

      https://doi.org/10.1148/rg.2018170173

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 深層学習を用いた大腸電子洗浄法の検討2018

    • 著者名/発表者名
      橘理恵, NAPPI Janne J., 弘中亨, 吉田広行
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 118 ページ: 35-37

    • 国際共著
  • [学会発表] Fully convolutional network for electronic cleansing in CT colonography2018

    • 著者名/発表者名
      Rie Tachibana, Janne J. Nappi, Hiroyuki Yoshida
    • 学会等名
      CARS 2018 Computer Assisted Radiology and Surgery - 32nd International Congress and Exhibition, Berlin, Germany
    • 国際学会
  • [学会発表] The Next Step in Electronic Cleansing for CT Colonography: Unsupervised Machine Learning2018

    • 著者名/発表者名
      Rie Tachibana, Janne J. Nappi, Hiroyuki Yoshida
    • 学会等名
      Radiological Society of North America 2018 Scientific Assembly and Annual Meeting
    • 国際学会

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公開日: 2019-12-27  

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