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2011 年度 実施状況報告書

大規模医用画像データベースの学習と類似画像検索に基づく汎用臓器抽出手順の開発

研究課題

研究課題/領域番号 23500118
研究機関岐阜大学

研究代表者

周 向栄  岐阜大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (00359738)

研究期間 (年度) 2011-04-28 – 2014-03-31
キーワード体幹部CT画像 / 医用画像データベース / 臓器の自動抽出 / 類似画像検索 / 解剖学的構造 / 計算機支援診断
研究概要

平成23年度の研究成果は主に以下の三つである.(1)体幹部画像データベースの構築:本研究は岐阜大学病院の倫理委員会の審査を受け,医用画像の使用許可を得た.これまでに使用したCT画像に加えて新たな症例を収集し,1000例規模の体幹部CT画像データベースを構築した.(2)機械学習のための解剖学的構造の獲得:画素単位での真の臓器・組織の分類は現時点で手動で行っている.しかし,ユーザによる手入力の作業を最小限にして,計算機が詳細な抽出を補完するアプローチを取った.具体的には,これまでに開発した臓器抽出のアルゴリズムに,Randomwalkerおよびグラフカットの手法を用いて,専用の手入力システムを開発した.実際にCT画像から肝臓と腎臓領域を手入力した結果,システムの有効性が示された.(3)機械学習と画像検索手法の把握:本研究ではCT画像データベースに基づく学習を利用して,臓器の自動抽出という難題を解決する狙いがある.平成23年度には,既存の学習手法と画像検索手法を改善し,機械学習に基づく高速的臓器位置の自動検出法と位相限定相関法による類似画像検索法を提案した.これらの手法をCT画像から人体の解剖学的構造の一部(心臓,肝臓,左右腎臓,脾臓)の自動抽出問題に適用して,良好な結果を得た. 以上の成果によって,大規模医用画像データベースの学習と類似画像検索に基づく汎用臓器抽出手順の開発を進めるための基礎(データベース,アプローチ)が準備できたと考える.

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

計画通りに画像データベースの整備,学習サンプル(人体の解剖学的構造)の準備,関連する学習手法の検証を行った.初期的な検証実験から,研究の発想と方向性にはおおむね問題がないと確認できた.技術的な課題はこれから挑戦するが,そのための基礎つくりが完成したと言える.

今後の研究の推進方策

研究計画書の通りに研究を進める予定である.研究に関する交流と調査が予想以上に重要であると感じている.他の研究者と議論することによって,無駄な実験を防ぐことが可能であり,時間の節約になる.よって,今後は,学会の参加や発表を積極的に行うことを検討している.

次年度の研究費の使用計画

計画通りに研究費を使用する予定である.具体的には,高性能の計算機の購入,画像の保存に必要不可欠なハードディスクの購入に使う.また,国内外の学会で研究成果を積極的に発表し,外部の意見を収集することが研究の正確な進捗にとって最も重要なことであり,一定の旅費の確保が必要である.それ以外の研究費は,印刷費,論文の投稿料などに充てる.

  • 研究成果

    (25件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (13件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Automatic localization of solid organs on 3D CT images by a collaborative majority voting decision based on ensemble learning2012

    • 著者名/発表者名
      X.Zhou, S.Wang, H.Chen, T.Hara, R.Yokoyama, M.Kanematsu, H.Hoshi and H.Fujita
    • 雑誌名

      Computerized Medical Imaging and Graphics

      巻: Vol.36, No.4 ページ: 304-313

    • DOI

      10.1016/j.compmedimag.2011.12.004

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Automatic organ segmentation on torso CT images by using content-based image retrieval2012

    • 著者名/発表者名
      Xiangrong Zhou, Atsuto Watanabe, Xinxin Zhou, Takeshi Hara,Ryujiro Yokoyama, Masayuki Kanematsu, Hiroshi Fujita
    • 雑誌名

      Proc. SPIE Medical Imaging

      巻: 8314 ページ: 83143E

    • DOI

      10.1117/12.912359

  • [雑誌論文] Automated segmentation of psoas major muscle in X-ray CT images by use of a shape model: preliminary study2012

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kamiya, Xiangrong Zhou, Huayue Chen, Chisako Muramatsu, Takeshi Hara, Ryujiro Yokoyama, Masayuki Kanematsu, Hiroaki Hoshi, Hiroshi Fujita
    • 雑誌名

      Radiological physics and technology

      巻: 5 ページ: 5-14

    • DOI

      10.1007/s12194-011-0127-0

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An application to pulmonary emphysema classification based on model of texton learning by sparse representation2012

    • 著者名/発表者名
      Min Zhang, Xiangrong Zhou, Huayue Chen, Chisako Muramatsu, Takeshi Hara, Satoshi Goshima, Ryojiro Yokoyama, Masayuki Kanematsu, Hiroshi Fujita
    • 雑誌名

      Proc. SPIE Medical Imaging

      巻: 8315 ページ: 831534

    • DOI

      10.1117/12.912454

  • [雑誌論文] Automated scheme for measuring mandibular cortical thickness on dental panoramic radiographs for osteoporosis screening2012

    • 著者名/発表者名
      T. Matsumoto, T. Hayashi, T. Hara, C. Muramatsu, X. Zhou, A. Katsumata, Y. Iida, M. Matsuoka, Ki. Katagiand, H. Fujita
    • 雑誌名

      Proc. SPIE Medical Imaging

      巻: 8315 ページ: 83152L

    • DOI

      10.1117/12.912309

  • [雑誌論文] A new screening pathway for identifying asymptomatic patients using dental panoramic radiographs2012

    • 著者名/発表者名
      T.Hayashi, T.Matsumoto, T.Sawagashira, M.Tagami, A.Katsumata, Y.Hayashi, C.Muramatsu, X.Zhou, Y.Iida, M.Matsuoka, K.Katagi, H.Fujita
    • 雑誌名

      Proc. SPIE Medical Imaging

      巻: 8315 ページ: 83152K

    • DOI

      10.1117/12.911791

  • [雑誌論文] User-friendly tools on hand-held devices for observer performance study2012

    • 著者名/発表者名
      T.Matsumoto, T.Hara, J.Shiraishi, H.Abe, X.Zhou, H.Fujita
    • 雑誌名

      Proc. SPIE Medical Imaging

      巻: 8318 ページ: 83181J

    • DOI

      10.1117/12.912307

  • [雑誌論文] A fast and fully automatic method for cerebrovascular segmentation on time-of-flight (TOF) MRA image2011

    • 著者名/発表者名
      Xin Gao, Yoshikazu Uchiyama, Xiangrong Zhou, Takeshi Hara, Takahiko Asano, Hiroshi Fujita
    • 雑誌名

      Journal of Digital Imaging

      巻: 24 ページ: 609-625

    • DOI

      10.1007/s10278-010-9326-1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Automated segmentation of recuts abdominis muscle using shape model in X-ray CT images2011

    • 著者名/発表者名
      N. Kamiya, X. Zhou, H. Chen, C. Muramatsu, T. Hara, R. Yokoyama, M. Kanematsu, H. Hoshi, H. Fujita
    • 雑誌名

      Engineering in Medicine and Biology Society,EMBC, 2011 Annual International Conference of the IEEE

      巻: 1 ページ: 7993 - 7996

    • DOI

      10.1109/IEMBS.2011.6091971

    • 査読あり
  • [学会発表] Automatic organs segmentation from non-contrast CT images by using content-based image retrieval2012

    • 著者名/発表者名
      A.Watanabe, X.Zhou, H. Chen, T.Hara, R.Yokoyama, M.Kanematsu, H.Hoshi, H.Fujita
    • 学会等名
      メディカルイメージング連合フォーラム
    • 発表場所
      沖縄
    • 年月日
      2012 – 0120
  • [学会発表] Probabilistic atlas construction and performance evaluation of multiple organs in X-ray torso CT Images2012

    • 著者名/発表者名
      J.Sawada, T.Hayashi, X.Zhou, H.Chen, T.Hara, H.Jiang, R. Yokoyama, M.Kanematsu, H.Hoshi, H.Fujita
    • 学会等名
      メディカルイメージング連合フォーラム
    • 発表場所
      沖縄
    • 年月日
      2012 – 0120
  • [学会発表] Osteoporosis screening by use of automated scheme for measuring mandibular cortical thickness on dental panoramic radiographs2012

    • 著者名/発表者名
      T.Matsumoto, T.Hayashi, T.Hara, A.Katsumata, C.Muramatsu, X.Zhou, Y.Iida, M.Matsuoka, K.Katagi, E.Ariji, S.Mori, T.Kaneda, H.Fujita
    • 学会等名
      メディカルイメージング連合フォーラム
    • 発表場所
      沖縄
    • 年月日
      2012 – 0120
  • [学会発表] Development of automated analysis for early signs of cerebral infarctions on head X-ray CT images in emergency medical care2012

    • 著者名/発表者名
      K.Oshima, T.Hara, X.Zhou, K.Sakashita, C.Muramatsu, H.Fujita
    • 学会等名
      メディカルイメージング連合フォーラム
    • 発表場所
      沖縄
    • 年月日
      2012 – 0120
  • [学会発表] Construction of the statistical shape models and its performance evaluation for the 3D torso organs using the MDL method2012

    • 著者名/発表者名
      S.Yamaguchi, X.Zhou, R.Xu, T.Hara, R.Yokoyama, M.Kanematsu, H. Hoshi, S.Kido, H.Fujita
    • 学会等名
      メディカルイメージング連合フォーラム
    • 発表場所
      沖縄
    • 年月日
      2012 – 0119
  • [学会発表] Improvement of MDL method by adaptive sampling on spherical parameter space2012

    • 著者名/発表者名
      R.Xu, X.Zhou, Y.Hirano, R.Tachibana, S.Kido, H.Fujita
    • 学会等名
      メディカルイメージング連合フォーラム
    • 発表場所
      沖縄
    • 年月日
      2012 – 0119
  • [学会発表] Analysis of temporal changes and anatomical Standardized Uptake Value model on torso FDG-PET scans2012

    • 著者名/発表者名
      T.Suzuki, Y.Shimizu, T.Hara, T.Kobayashi, X.Zhou, S.Ito, T.Katafuchi, H.Fujita
    • 学会等名
      メディカルイメージング連合フォーラム
    • 発表場所
      沖縄
    • 年月日
      2012 – 0119
  • [学会発表] Evaluation of anatomical registration method for torso FDG-PET scans2012

    • 著者名/発表者名
      Y.Shimizu, T.Suzuki, T.Kobayashi, T.Hara, X.Zhou, S.Itoh, S. Kumita, K.Ishihara, T.Katafuchi, H.Fujita
    • 学会等名
      メディカルイメージング連合フォーラム
    • 発表場所
      沖縄
    • 年月日
      2012 – 0119
  • [学会発表] Automatic Organ Localization in X-ray Torso CT Images Using Machine-learning Approach2011

    • 著者名/発表者名
      Xiangrong Zhou, Takeshi Hara , Huayue Chen, Ryujiro Yokoyama, Masayuki Kanematsu, Hiroshi Fujita
    • 学会等名
      第97回北米放射線学会
    • 発表場所
      シカゴ,アメリカ
    • 年月日
      2011 – 1127-122
  • [学会発表] Quantitative Staging the Hepatic Fibrosis: Computer-aided Diagnosis by Shape, Texture, Volume, and Elasticity Analysis2011

    • 著者名/発表者名
      Xuejun Zhang, Satoshi Goshima, Xiangrong Zhou, Takeshi. Hara , Masayuki Kanematsu, Hiroshi Fujita
    • 学会等名
      第97回北米放射線学会
    • 発表場所
      シカゴ,アメリカ
    • 年月日
      2011 – 1127-122
  • [学会発表] Methodology of Statistical Image Analysis by Using Normal Cases for Torso FDG-PET Images2011

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Ito, Takeshi Hara, Tetsuro Katafuchi, Takuya Matsumoto, Tokifumi Suzuki, Tatsunori Kobayashi, Xiangrong Zhou, Hiroshi Fujita
    • 学会等名
      第97回北米放射線学会
    • 発表場所
      シカゴ,アメリカ
    • 年月日
      2011 – 1127-122
  • [学会発表] Effect of Screening for Systemic Diseases Using Panoramic Radiographs: The New Role of Preventive Care in Dentistry2011

    • 著者名/発表者名
      H. Fujita, T. Hayashi, T. Sawagashira, T. Matsumoto, T. Hara, A. Katsumata, Y. Hayashi, M. Tagami, C. Muramatsu, X. Zhou, Y. Iida, M. Matsuoka, K. Katagi
    • 学会等名
      第97回北米放射線学会
    • 発表場所
      シカゴ,アメリカ
    • 年月日
      2011 – 1127-122
  • [学会発表] Automatic method for measuring mandibular cortical thickness by using active contour model on dental panoramic radiographs2011

    • 著者名/発表者名
      T.Matsumto, T.Hayashi, T.hara, A.Katsumata, C.Muramatsu, X.Zhou, Y.Iida, M.Matsuoka, K.Katagi, E.Ariji, S.Mori, T.Kaneda, H.Fujita
    • 学会等名
      医用画像研究会
    • 発表場所
      北海道
    • 年月日
      2011 – 0712
  • [図書] Automatic organ localization on X-ray CT images by using ensemble-learning techniques, Chapter 19 in Machine Learning in Computer-Aided Diagnosis: Medical Imaging Intelligence and Analysis2012

    • 著者名/発表者名
      Xiangrong Zhou, Hiroshi Fujita
    • 総ページ数
      16 (500)
    • 出版者
      IGI Global
  • [図書] Sophisticated Imaging Technology in the Assessment of Osteoporosis Risk, Chapter 10 in Osteoporosis2012

    • 著者名/発表者名
      Huayue Chen, Tatsuro Hayashi, Xiangrong Zhou, Hiroshi Fujita, Minoru Onozuka, Kin-ya Kubo
    • 総ページ数
      14 (862)
    • 出版者
      InTech
  • [備考] http//www.fjt.info.gifu-u.ac.jp

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公開日: 2013-07-10  

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