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2017 年度 実施状況報告書

コンテキスト・アウェアネスを活用した眼底画像からの血管解析法と病変検出法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K01415
研究機関滋賀県立大学

研究代表者

畑中 裕司  滋賀県立大学, 工学部, 准教授 (00353277)

研究分担者 川崎 良  公益財団法人大阪府保健医療財団大阪がん循環器病予防センター(予防推進部・循環器病予防健診部・健康開発, その他部局等, その他 (70301067)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード判定 / 高血圧 / 動脈硬化 / 糖尿病網膜症 / 自動検出 / 自動分類
研究実績の概要

本年度は、眼底画像から異常部位を自動検出・解析するアルゴリズムの開発を進めた。
まずは、高血圧性変化の解析のために、血管の自動検出処理と動静脈の自動分類処理の検討を進めた。血管の自動抽出処理について、従来のフィルタベースの処理に変えて、新たにパッチベースの深層学習による手法を開発した。研究用に公開されているDRIVEデータベースに適用したところ、処理時に設定すべきパラメタ数を減らしつつ、従来手法と同等の結果を得た。また、動静脈の自動分類についても深層学習による判別処理の開発を進めている。高血圧性変化の研究用データベースであるINSPIREに適用したところ、従来手法のほうが高性能であり、深層学習の有意な点、不利な点の知見を得た。
つぎに、網膜動脈硬化性変化を解析するために、動静脈が交差する部位における静脈口径を計測する処理の改良に取り組んだ。従来手法では、眼底画像上で動脈が不鮮明であると解析できない課題を残していた。従来は全自動処理であったが、検討の結果、半自動処理に切り替えて、手作業を補正する処理を加えたところ、従来は解析できなかった症例に対応可能になった。
最後に、病変の自動検出処理として、最も視認性の低い毛細血管瘤を検出の対処として研究を進めた。従来は、フィルタ処理によって病変を強調し、閾値処理によって病変を自動検出する手法であった。本年度は、この強調画像を入力とした新たな深層学習の手法を新たに開発した。海外の糖尿病網膜症の公開データベースDIARETDB1に開発した処理を適用したところ、従来手法を上回る成果を得た。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

症例収集が遅れ気味であるが、昨年度に時系列眼底画像のレジストレーション処理を開発し、本年度に病変の自動検出処理を改良したことにより、順調に進んでいる。

今後の研究の推進方策

症例収集が遅れがちであるため、海外で研究向けに公開されているデータベースを積極的に活用することで対応する。

次年度使用額が生じた理由

2017年度に投稿した論文の掲載費を計画したが、2018年度の掲載となったため、次年度に執行する

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Automated microaneurysm detection in retinal fundus images based on the combination of three detectors2018

    • 著者名/発表者名
      Yuji Hatanaka, Tsuyoshi Inoue, Kazunori Ogohara, Susumu Okumura, Chisako Muramatsu, Hiroshi Fujita
    • 雑誌名

      Journal of Medical Imaging and Health Informatics

      巻: 8 ページ: in press

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 濃度勾配ベクトル集中度を用いた眼底画像における毛細血管瘤の自動検出2018

    • 著者名/発表者名
      畑中裕司
    • 雑誌名

      画像ラボ

      巻: 29 ページ: 17-23

  • [雑誌論文] 眼底画像における主幹動静脈の独立抽出法2017

    • 著者名/発表者名
      畑中裕司,立木宏和,奥村 進,小郷原一智,村松千左子,藤田広志
    • 雑誌名

      医用画像情報学会雑誌

      巻: 34 ページ: 136-140

    • DOI

      10.11318/mii.34.136

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Automated blood vessel extraction based on high-order local autocorrelation features on retinal images2017

    • 著者名/発表者名
      Yuji Hatanaka, Kazuki Samo, Kazunori Ogohara, Wataru Sunayama, Chisako Muramatsu, Susumu Okumura, Hiroshi Fujita
    • 雑誌名

      VipIMAGE 2017, Lecture Notes in Computational Vision and Biomechanics

      巻: 27 ページ: 803-808

    • DOI

      10.1007/978-3-319-68195-5_87

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Retinal biometrics based on iterative closest point algorithm2017

    • 著者名/発表者名
      Yuji Hatanaka, Mikiya Tajima, Ryo Kawasaki, Koko Saito, Kazunori Ogohara, Chisako Muramatsu, Wataru Sunayama, and Hiroshi Fujita
    • 雑誌名

      Proc. the 39th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society

      巻: - ページ: 373-376

    • DOI

      10.1109/EMBC.2017.8036840

    • 査読あり
  • [学会発表] Automatic microaneurysms detection on retinal images using deep convolution neural network2018

    • 著者名/発表者名
      Yuji Hatanaka, Mitsuhiro Miyashita, Kazunori Ogohara, Wataru Sunayama, Chisako Muramatsu, and Hiroshi Fujita
    • 学会等名
      2018 International Workshop on Advanced Image Technology
    • 国際学会
  • [学会発表] 深層畳み込みニューラルネットワークを用いた眼底の血管抽出2017

    • 著者名/発表者名
      井川 響,畑中裕司,砂山 渡,小郷原一智,村松千左子,藤田広志
    • 学会等名
      第36回日本医用画像工学会大会
  • [学会発表] 畳み込みニューラルネットワークを用いた眼底画像における毛細血管瘤の自動検出2017

    • 著者名/発表者名
      宮下充浩,畑中裕司,砂山 渡,小郷原一智,村松千左子,藤田広志
    • 学会等名
      第36回日本医用画像工学会大会
  • [学会発表] 眼底画像における視神経乳頭周辺を用いたDeep Learningによる緑内障診断2017

    • 著者名/発表者名
      後藤拓真,村松千左子,石田恭子,澤田 明,畑中裕司,山本哲也,藤田広志
    • 学会等名
      第36回日本医用画像工学会大会
  • [学会発表] 眼底画像における全畳み込みニューラルネットワークを用いた網膜神経線維層欠損検出法の改良2017

    • 著者名/発表者名
      渡邊颯友,村松千左子,周 向栄,畑中裕司,原 武史,藤田広志
    • 学会等名
      医用画像情報学会 平成29年度年次(第178回)大会
  • [図書] Computer-aided Diagnosis with Retinal Fundus Images, Medical Image Analysis and Informatics: Computer-aided Diagnosis and Therapy (Eds. Paulo Mazzoncini de Azevedo Marques, Arianna Mencattini, Marcello Salmeri, and Rangaraj M. Rangayyan)2017

    • 著者名/発表者名
      Yuji Hatanaka and Hiroshi Fujita
    • 総ページ数
      27
    • 出版者
      CRC Press
    • ISBN
      9781498753197

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公開日: 2018-12-17  

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