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2020 年度 実績報告書

解剖構造ドリブン型内視鏡手術支援手法ーコンテンツ型手術ナビゲーションへの転換

研究課題

研究課題/領域番号 17H00867
研究機関名古屋大学

研究代表者

森 健策  名古屋大学, 情報学研究科, 教授 (10293664)

研究分担者 北坂 孝幸  愛知工業大学, 情報科学部, 教授 (00362294)
小田 昌宏  名古屋大学, 情報学研究科, 助教 (30554810)
三澤 一成  愛知県がんセンター(研究所), 分子腫瘍学分野, 研究員 (70538438)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワードコンピュータ外科 / 画像処理 / 知能ロボティクス / 医用画像
研究実績の概要

(1) 内視鏡手術プランニング自動生成法の開発 内視鏡手術の計画を解剖学的名称により記述する手法の検討を行った。例えば胃がんの手術では処理を行う血管やリンパ節の順序がほぼ決まっている。そこで、過去の手術内容と解剖学的構造に基づいて、手術計画をプランニングするシステムの開発を行った。
(2) 仮想画像と実画像の対応づけ CT画像などから得られる仮想的な内視鏡画像と実際の内視鏡映像とを対応付ける手法を検討した。手術映像からシーンを認識し、仮想的な内視鏡画像と実際の内視鏡映像とを対応付ける方法を開発した。
(3) 解剖学的構造物の対応付けに基づく内視鏡手術ナビゲーション手法 解剖構造を自動的に提示する手法を開発した。「(2) 仮想画像と実画像の対応づけ」に基づいて、表示すべき解剖学的構造物・名称を認識し、現在把握しなければならない解剖構造などを求め、それらを提示することで内視鏡手術をナビゲーションする手法を開発した。
(4)解剖学的サーボイングの実現 解剖学的サーボイングの実現意図する解剖学的構造物を注目可能な内視鏡把持ロボットの制御技術を検討した。特定の解剖学的構造を注視するように内視鏡把持ロボットを制御する手法を、模擬モデルを用いて検討した。
(5) 臨床の場における評価とそれに基づく手法改善 シーン認識に基づくナビゲーション手法などについて、臨床の場における評価を行った。臨床の場で利用できるようにするために、画像認識速度の高速化などを行った。

現在までの達成度 (段落)

令和2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

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (42件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件) 学会発表 (35件) (うち国際学会 17件、 招待講演 13件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Esophagus Achalasia Diagnosis from Esophagoscopy Based on a Serial Multi-scale Network2023

    • 著者名/発表者名
      Kai Jiang, Masahiro Oda, Yuichiro Hayashi, Hironari Shiwaku, Masashi Misawa, Kensaku Mori
    • 雑誌名

      Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering: Imaging & Visualization

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1080/21681163.2022.2159534

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 医用画像とAI2023

    • 著者名/発表者名
      森 健策
    • 雑誌名

      カレントテラピー

      巻: 41 ページ: 79-79

  • [雑誌論文] Database-driven patient-specific registration error compensation method for image-guided laparoscopic surgery2022

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Hayashi, Kazunari Misawa, Kensaku Mori
    • 雑誌名

      International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery

      巻: 18 ページ: 63-69

    • DOI

      10.1007/s11548-022-02804-y

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spatially variant biases considered self-supervised depth estimation based on laparoscopic videos2022

    • 著者名/発表者名
      Wenda Li, Yuichiro Hayashi, Masahiro Oda, Takayuki Kitasaka, Kazunari Misawa, Kensaku Mori
    • 雑誌名

      Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering: Imaging & Visualization

      巻: 10 ページ: 274-282

    • DOI

      10.1080/21681163.2021.2015723

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Depth Estimation from Single-shot Monocular Endoscope Image Using Image Domain Adaptation And Edge-Aware Depth Estimation2022

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Oda, Hayato Itoh, Kiyohito Tanaka, Hirotsugu Takabatake, Masaki Mori, Hiroshi Natori, Kensaku Mori
    • 雑誌名

      Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering: Imaging & Visualization

      巻: 10 ページ: 266-273

    • DOI

      10.1080/21681163.2021.2012835

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Uncertainty meets 3D-spatial feature in colonoscopic polyp-size determination2022

    • 著者名/発表者名
      Hayato Itoh, Masahiro Oda, Kai Jiang, Yuichi Mori, Masashi Misawa, Shin-Ei Kudo, Kenichiro Imai, Sayo Ito, Kinichi Hotta, Kensaku Mori
    • 雑誌名

      Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering: Imaging & Visualization

      巻: 10 ページ: 289-298

    • DOI

      10.1080/21681163.2021.2004445

    • 査読あり
  • [学会発表] Surgical area recognition from laparoscopic images in laparoscopic gastrectomy for gastric cancer using label smoothing and uncertainty2023

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Hayashi,Kazunari Misawa, Kensaku Mori
    • 学会等名
      SPIE Medical Imaging 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] 信頼されるAIによる内視鏡診断治療支援2023

    • 著者名/発表者名
      森 健策
    • 学会等名
      次世代内視鏡・医工連携シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] Real bronchoscopic images-based bronchial nomenclature: a preliminary study2023

    • 著者名/発表者名
      Cheng Wang, Yuichiro Hayashi, Masahiro Oda, Takayuki Kitasaka, Hirotsugu Takabatake, Masaki Mori, Hiroshi Natori, Kensaku Mori
    • 学会等名
      SPIE Medical Imaging 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] A semantic segmentation method for laparoscopic images using semantically similar groups2023

    • 著者名/発表者名
      Leo Uramoto, Yuichiro Hayashi, Masahiro Oda, Takayuki Kitasaka, Kazunari Misawa, Kensaku Mori
    • 学会等名
      SPIE Medical Imaging 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] Geometric Constraints for Self-supervised Monocular Depth Estimation on Laparoscopic Images with Dual-task Consistency2022

    • 著者名/発表者名
      Wenda Li, Yuichiro Hayashi, Masahiro Oda, Takayuki Kitasaka, Kazunari Misawa, Kensaku Mori
    • 学会等名
      MICCAI 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] Boundary-aware Feature and Prediction Refinement for Polyp Segmentation2022

    • 著者名/発表者名
      Jie Qiu, Yuichiro Hayashi, Masahiro Oda, Takayuki Kitasaka, Kensaku Mori
    • 学会等名
      AE-CAI/CARE/OR2.0
    • 国際学会
  • [学会発表] Laparoscopic image classification based on surgical areas in laparoscopic gastrectomy2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Hayashi, K. Misawa, K. Mori
    • 学会等名
      CARS 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] Attention Guided Self-supervised Monocular Depth Estimation Based on Joint Depth-pose Loss for Laparoscopic Images2022

    • 著者名/発表者名
      W. Li, Y. Hayashi, M. Oda, T. Kitasaka, K. Misawa, K. Mori
    • 学会等名
      CARS 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] Class-wise Confidence-aware Active Learning for Laparoscopic Images Segmentation2022

    • 著者名/発表者名
      J. Qiu, K. Mori, M. Oda, Y. Hayashi
    • 学会等名
      CARS 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] 腹腔鏡下胃切除術支援のための腹腔鏡映像からの膵臓領域抽出の検討2022

    • 著者名/発表者名
      林 雄一郎, 辻 真治, 丘 杰, 小田 昌宏, 三澤 一成,森 健策
    • 学会等名
      JSCAS 2022
  • [学会発表] 医療におけるAIとスーパーコンピューター臨床現場利活用に向けて2022

    • 著者名/発表者名
      森 健策
    • 学会等名
      第1回学術講演会(WEB配信)
    • 招待講演
  • [学会発表] 医療ビッグデータとAIを用いた内視鏡診断システム開発に関する諸課題と今後の展開-コンピューターによる革新的診断治療支援機器実現に向けて-2022

    • 著者名/発表者名
      森 健策
    • 学会等名
      JDDW2022
    • 招待講演
  • [学会発表] AI技術の進展と医療画像解析への応用2022

    • 著者名/発表者名
      森 健策
    • 学会等名
      第165回和歌山眼科学会
    • 招待講演
  • [学会発表] 機械学習による医用画像処理の変革2022

    • 著者名/発表者名
      森 健策
    • 学会等名
      NVIDIA 冬のHPC Weeks
    • 招待講演
  • [学会発表] 遠隔医療を支える画像・映像診断支援技術としての人工知能と機械学習2022

    • 著者名/発表者名
      森 健策
    • 学会等名
      第26回日本遠隔医療学会学術大会
    • 招待講演
  • [学会発表] Potential of Glaucoma AI from the viewpoint of date scientist‘’データサイエンティストから見た緑内障AIの可能性2022

    • 著者名/発表者名
      森 健策
    • 学会等名
      第33回日本緑内障学会
    • 招待講演
  • [学会発表] イメージングとその知的処理による診断治療支援2022

    • 著者名/発表者名
      森 健策
    • 学会等名
      第31回日本バイオイメージング学会学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] AI for VR2022

    • 著者名/発表者名
      森 健策
    • 学会等名
      第21回日本VR医学会学術大会
    • 招待講演
  • [学会発表] AI-based endoscopic procedure - Current and Future2022

    • 著者名/発表者名
      森 健策
    • 学会等名
      CVF/CVPR Medical Computer Vision Workshop
    • 招待講演
  • [学会発表] The Way of Medical Care in the AI Era - A New Era of Medical Care through Coexistence with AI2022

    • 著者名/発表者名
      森 健策
    • 学会等名
      第63回日本神経学会学術大会
    • 招待講演
  • [学会発表] AI診断における診療業務の効率化2022

    • 著者名/発表者名
      森 健策
    • 学会等名
      CPA EXPO
    • 招待講演
  • [学会発表] AI新時代におけるあたらしい病理学の確立に向けて-情報学の立場から2022

    • 著者名/発表者名
      森 健策
    • 学会等名
      第111回日本病理学会総会
    • 招待講演
  • [学会発表] TriMix : A General Framework for Medical Image Segmentation from Limited Supervision2022

    • 著者名/発表者名
      Zhou Zheng, Yuichiro Hayashi, Takayuki Kitasaka, Masahiro Oda, Kensaku Mori
    • 学会等名
      ACCV 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] Joint multi organ and tumor segmentation from partial labels using federated learning2022

    • 著者名/発表者名
      Chen Shen, Pochuan Wang, Dong Yang, Daguang Xu, Masahiro Oda, Po-Ting Chen, Kao-Lang Liu, Wei-Chin Liao, Chiou-Shann Fuh, Kensaku Mori , Weichung Wang, Holger R. Roth
    • 学会等名
      DeCaF 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] Anatomy Aware-based 2.5D Bronchoscope Tracking for Image-guided Bronchoscopic Navigation2022

    • 著者名/発表者名
      Cheng Wang, Masahiro Oda, Yuichiro Hayashi, Takayuki Kitasaka, Hayato Itoh, Hirotoshi Honma, Hirotsugu Takabatake, Masaki Mori, Hiroshi Natori, Kensaku Mori
    • 学会等名
      AE-CAI/CARE/OR2.0
    • 国際学会
  • [学会発表] Esophagus Achalasia Diagnosis from Esophagoscopy Based on A Serial Multi-scale Network2022

    • 著者名/発表者名
      Kai Jiang, Masahiro Oda, Yuichiro Hayashi, Hironari Shiwaku, Masashi Misawad, Kensaku Mori
    • 学会等名
      AE-AI/CARE/OR2.0
    • 国際学会
  • [学会発表] Gaussian Affinity and GIoU-based Loss for Perforation Detection and Localization from Colonoscopy Videos2022

    • 著者名/発表者名
      K. Jiang, H. Itoh, M. Oda, T. Okumura, Y. Mori, M. Misawa, T. Hayashi, S.-E. Kudo, K. Mori
    • 学会等名
      CARS 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] Positive-Gradient Weighted Object Activation Mapping: Analysis of Object Detector Towards Precise Colorectal-Polyp Localisation2022

    • 著者名/発表者名
      H. Itoh, M. Misawa, Y. Mori, S.-E. Kudo, M. Oda, K. Mori
    • 学会等名
      CARS 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] Intestinal obstruction point finding assistance based on intestinal luminal area segmentation2022

    • 著者名/発表者名
      H. Oda, Y. Hayashi, T. Kitasaka, A. Takimoto, A. Hinoki, H. Uchida, K. Suzuki, M. Oda, K. Mori
    • 学会等名
      CARS 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] 3D bronchus anatomical structure measurement on real bronchoscopic images based on depth images estimated by deep neural network2022

    • 著者名/発表者名
      C. Wang, Y. Hayashi, M. Oda, T. Kitasaka, H. Takabatake, M. Mori, H. Honma, K. Mori
    • 学会等名
      CARS 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] TriMix: Semi-Supervised Medical Image Segmentation with Mixed-Perturbation-based Regularization2022

    • 著者名/発表者名
      Z. Zheng, Y. Hayashi, M. Oda, T. Kitasaka, K. Mori,
    • 学会等名
      CARS 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] 境界情報を考慮する損失関数を用いたFCN による腹部 CT 像からの臓器領域抽出に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      大野 真奈, 申 忱, Holger R. Roth, 小田 昌宏, 林 雄一郎, 三澤 一成, 森 健策
    • 学会等名
      JAMIT 2022
  • [学会発表] GNN による血管名自動命名手法における臓器特徴の利用に関する検討2022

    • 著者名/発表者名
      出口 智也, 林 雄一郎, 北坂 孝幸, 小田 昌宏, 三澤 一成, 森 健策
    • 学会等名
      JAMIT 2022
  • [学会発表] 腹腔鏡映像からの血管領域自動抽出におけるDilated U-Netの段数が抽出精度に与える影響2022

    • 著者名/発表者名
      榎本 圭吾 ,林 雄一郎,北坂 孝幸,小田 昌宏, 三澤 一成, 森 健策
    • 学会等名
      JSCAS 2022
  • [学会発表] 八分木構造および PBD 法によるハイポリ臓器モデルのリアルタイム変形シミュレーション2022

    • 著者名/発表者名
      宮﨑 琳太郎
    • 学会等名
      日本生体医工学会東海支部大会
  • [図書] 医療AIとディープラーニングシリーズ 内視鏡画像AI2022

    • 著者名/発表者名
      森 健策, 伊東隼人
    • 総ページ数
      250
    • 出版者
      オーム社
    • ISBN
      978-4-274-22564-2

URL: 

公開日: 2023-12-25  

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