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2013 年度 実績報告書

ソフトコンピューティングによるリアルタイム高性能動脈硬化診断システムの実用化

研究課題

研究課題/領域番号 23300086
研究機関山口大学

研究代表者

内野 英治  山口大学, 理工学研究科, 教授 (30168710)

研究分担者 末竹 規哲  山口大学, 理工学研究科, 准教授 (80334051)
廣 高史  日本大学, 医学部, 准教授 (10294638)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワード血管内超音波法 / 動脈硬化 / 心筋梗塞 / 組織性状判別 / 実用化
研究概要

心臓の筋肉に酸素や栄養を送る冠動脈が閉塞し,心臓が停止することを心筋梗塞と言う.心筋梗塞は冠動脈内にプラークと呼ばれる異常組織が堆積し血管の動脈硬化が起こり,このプラークが破綻することにより引き起こされる.プラークの組織がどのような成分で構成されているかを知ることは,プラークの破綻を予測する上で非常に重要である.
本研究課題では,冠動脈内に挿入したカテーテルから得られる超音波RF信号データを基に,ソフトコンピューティング(人間の情報処理に似た柔軟な知的処理)により,プラークの組織性状と構造を手術室のベッドサイドで瞬時に2Dと3Dで表示するシステムを実用化し,動脈硬化の早期発見および治療に寄与させるものである.本年度では以下のことを行った.
(1) 組織性状判別アルゴリズムの精緻化および実用化に向けた総合評価: 前年度までにプラークの組織性状判別アルゴリズムとして,MkNN法,スパース・コーディング,カオス・フラクタル解析などを用いた手法を開発した.本年度は,これらのアルゴリズムの最終的な精緻化と最終評価を行った.
(2)GUIの実装: プラーク領域の自動抽出,開発した種々のアルゴリズムによるプラーク組織性状の判別,判別結果の2D・3Dカラー表示,結果の定量評価の一連の処理結果をモニタ上に表示するGUI(グラフィック・ユーザ・インターフェイス)を実装した.
(3) 臨床データの収集および組織性状判別結果の医学的評価: 日本大学医学部付属病院において,引き続き患者の冠動脈血管から生体内超音波RF信号データを収集し評価した.
(4) 実用化に向けた総合評価: 開発した各種プラーク組織性状判別法の精度およびその統計的な有意性をさらに新たなデータを用いて検証した.また,判別に要する時間およびシステムの操作性について総合的な評価を行い,さらに使い易いシステムにした.

現在までの達成度 (区分)
理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (6件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Combining PSO and Fuzzy Inference for the Calculation of Coronary Plaque Boundary in IVUS Image2014

    • 著者名/発表者名
      S. Anam, E. Uchino, Misawa and N. Suetake
    • 雑誌名

      International Journal of Biomedical Soft Computing and Human Sciences

      巻: 19 ページ: to appear

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tissue Characterization of Coronary Plaque by kNN Classifier with Fractal-based Features of IVUS RF-signal2013

    • 著者名/発表者名
      E. Uchino, T. Koga, H. Misawa and N. Suetake
    • 雑誌名

      J. of Intelligent Manufacturing

      巻: (published online)

    • DOI

      10.1007/s10845-013-0793-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Plaque stabilization by intensive LDL-cholesterol lowering therapy with atorvastatin is delayed in type 2 diabetic patients with coronary artery disease-Serial angioscopic and intravascular ultrasound analysis2013

    • 著者名/発表者名
      T. Takayama, T. Hiro, Y. Ueda, J. Honye, S. Komatsu, O. Yamaguchi, Y. Li, J. Yajima, K. Takazawa, S. Nanto, S. Saito , A. Hirayama and K. Kodama
    • 雑誌名

      J. Cardiol

      巻: 61 ページ: 381-386

    • DOI

      10.1016/j.jjcc.2013.01.010

    • 査読あり
  • [学会発表] Tissue Characterization of Coronary Plaque by Subspace Method with Consideration to Neighborhood Information of Target Tissue2014

    • 著者名/発表者名
      S. Furukawa, E. Uchino, S. Miwa, and N. Suetake
    • 学会等名
      2014 International Conference on Artificial Intelligence and Applications
    • 発表場所
      The Royal Garden Hotel, Kowloon, Hong Kong
    • 年月日
      20140312-20140314
  • [学会発表] Application of Bag-of-Keypoints to Tissue Characterization of Coronary Plaque for the Diagnosis of Arteriosclerosis2014

    • 著者名/発表者名
      S. Nakao, E. Uchino, S. Furukawa and N. Suetake
    • 学会等名
      2014 RISP International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing
    • 発表場所
      Waikiki Beach Marriott Resort & Spa, Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      20140228-20140303
  • [学会発表] Classification of Intravascular Ultrasound Signal by Kernel Density Estimation and Bayes Theorem for Identification of Coronary Plaque Tissue2014

    • 著者名/発表者名
      H. Tanaka, K. Tokunaga, E. Uchino, and N. Suetake
    • 学会等名
      2014 International Conference on Communications, Signal Processing and Computers, Best Paper
    • 発表場所
      Lindner Grand Hotel Beau Rivage, Interlaken, Switzerland
    • 年月日
      20140222-20140224
  • [学会発表] Sparse Feature Based Analysis of RF Signal for Coronary Plaque Tissue Classification with Reference to the Neighboring Information of the Target Tissue2014

    • 著者名/発表者名
      S. Furukawa, E. Uchino, T. Azetsu, and N. Suetake
    • 学会等名
      2014 International Conference on Communications, Signal Processing and Computers
    • 発表場所
      Lindner Grand Hotel Beau Rivage, Interlaken, Switzerland
    • 年月日
      20140222-20140224
  • [学会発表] Coronary Plaque Boundary Detection in Intravascular Ultrasound Image by Using Hybrid Modified Level Set Method and Fuzzy Inference2013

    • 著者名/発表者名
      S. Anam, E. Uchino and N. Suetake
    • 学会等名
      Second International Conference on Informatics Engineering & Information Science
    • 発表場所
      Advanced Informatics School, University Technology Malaysia, Kuala Lumpur, Malaysia
    • 年月日
      20131112-20131114
  • [学会発表] Image Boundary Detection Using the Modified Level Set Method and a Diffusion Filter2013

    • 著者名/発表者名
      S. Anam, E. Uchino and N. Suetake
    • 学会等名
      17th International Conference on Knowledge-Based and Intelligent Information & Engineering Systems
    • 発表場所
      Kitakyushu International Conference Center, Kitakyushu, Japan
    • 年月日
      20130909-20130911
  • [図書] Soft Computing in Industrial Applications2014

    • 著者名/発表者名
      S. Nakao, K. Tokunaga and E. Uchino
    • 総ページ数
      391 (187-196)
    • 出版者
      Springer
  • [図書] Neural Information Processing, Part III, Lecture Notes in Computer Science, LNCS 82282013

    • 著者名/発表者名
      S. Anam, E. Uchino and N. Suetake
    • 総ページ数
      638 (509-516)
    • 出版者
      Springer
  • [備考] 山口大学理工学研究科システム情報科学研究室ホームページ

    • URL

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

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公開日: 2015-05-28  

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