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2018 年度 実績報告書

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
キーワード高血圧性眼底変化 / 糖尿病網膜症 / 血管解析 / 病変検出 / 判定
研究実績の概要

本年度は、眼底の状況を理解する処理を中心に研究開発を進めた。
検診目的で撮影する眼底画像では、視神経乳頭を含めるように撮影する。眼底領域の動脈や静脈は視神経乳頭を出入口にしていることから、その血管を理解するように研究を進めた。血管抽出については、昨年度の手法を踏襲し、深層畳み込みニューラルネットワーク(CNN)のパラメタを確定させた。次に、抽出した血管を動脈と静脈に自動分類する処理の開発を進めた。昨年度に開発し始めた深層学習に基づいた自動分類処理の開発を進め、CNNのパラメタを確定させた。高血圧性眼底変化の判定性能の評価用データベースINSPIRE-AVRから無作為選出した10枚の眼底画像を用いて動静脈の分類性能を調べたとき、分類成功率は93%であった。そして、高血圧性眼底変化の診断所見である動静脈の口径比(AV比)を求める処理を追加した。INSPIRE-AVRには2名のエキスパートによるAV比が含まれており,2名によるAV比の絶対誤差0.05に対して、開発した手法とエキスパートの1名との絶対誤差は0.06となり、開発した手法の計測精度がエキスパート相当であることを確認した。
次に、病変検出処理として、毛細血管瘤と白斑の自動検出処理の開発を行った。毛細血管瘤は昨年度から継続して開発を進め、主に誤検出数の削減に取り組んだ。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、画像当たりの偽陽性数が8箇所の時の毛細血管瘤の検出率が、海外の深層学習を用いた競合手法の64%に対して、開発した手法では87%となった。また、CNNを用いて白斑の自動検出処理の開発を新たに開始した。糖尿病網膜症の公開データベースIDRiDに開発した手法を適用したところ、感度87%、特異度92%の結果を得た。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 図書 (2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
      Hatanaka Yuji、Inoue Tsuyoshi、Ogohara Kazunori、Okumura Susumu、Muramatsu Chisako、Fujita Hiroshi
    • 雑誌名

      Journal of Medical Imaging and Health Informatics

      巻: 8 ページ: 1096~1102

    • DOI

      10.1166/jmihi.2018.2419

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 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2018

    • 著者名/発表者名
      宮下 充浩、畑中 裕司、小郷原 一智、村松 千左子、砂山 渡、藤田 広志
    • 雑誌名

      Medical Imaging Technology

      巻: 36 ページ: 189~195

    • DOI

      doi.org/10.11409/mit.36.189

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 眼底画像診断における最新動向2018

    • 著者名/発表者名
      畑中裕司
    • 雑誌名

      画像電子学会誌

      巻: 47 ページ: 268~273

  • [学会発表] Arteriovenous classification method using convolutional neural network for early detection of retinal vascular lesion2019

    • 著者名/発表者名
      Ikawa Hibiki、Hatanaka Yuji、Sunayama Wataru、Ogohara Kazunori、Muramatsu Chisako、Fujita Hiroshi
    • 学会等名
      2019 International Forum on Medical Imaging in Asia
    • 国際学会
  • [学会発表] 深層学習を用いた眼底画像における毛細血管瘤の自動検出の汎化性能の検討2019

    • 著者名/発表者名
      宮下充浩、畑中裕司、小郷原一智、村松千左子、砂山 渡、藤田広志
    • 学会等名
      電子情報通信学会医用画像研究会
  • [学会発表] 眼底画像診断のためのAI開発2019

    • 著者名/発表者名
      畑中裕司
    • 学会等名
      第52回光学五学会関西支部連合講演会
    • 招待講演
  • [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 ~偽陽性候補の削減~2018

    • 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37回日本医用画像工学会大会
  • [学会発表] Retinal image analysis using convolutional neural network2018

    • 著者名/発表者名
      Hatanaka Yuji、Inoue Tsuyoshi、Ogohara Kazunori、Okumura Susumu、Muramatsu Chisako、Fujita Hiroshi
    • 学会等名
      40th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 医用画像ディープラーニング入門、Chap. 4 動かす2019

    • 著者名/発表者名
      畑中裕司
    • 総ページ数
      11
    • 出版者
      オーム社
    • ISBN
      978-4274223655
  • [図書] 医用画像ディープラーニング入門、Chap. 12 眼底画像2019

    • 著者名/発表者名
      畑中裕司
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      オーム社
    • ISBN
      978-4274223655

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公開日: 2019-12-27  

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