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2013 年度 実績報告書

解剖構造と異常部位の時空間統計モデルと画像診断支援

研究課題

研究課題/領域番号 23500205
研究機関東京農工大学

研究代表者

清水 昭伸  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80262880)

キーワード医用画像 / 画像認識 / 統計モデル
研究概要

初年度は、医用画像内の主要な解剖構造の間に存在する空間的関係を記述した空間的統計モデルを構築した.具体的には,解剖構造をマークしたラベル画像間の空間的隣接関係を表す特徴量を定義して計測し,その統計分布のモデル化を行った.次に,そのモデルを利用して,複数の構造物を同時抽出可能な新しいセグメンテーションアルゴリズムを考案した.また,実画像を用いた評価実験を実施し,アルゴリズムの有効性を確認した.
二年目には、時空間の新しい統計モデルを提案した.このモデルは,条件付モデルの一種であるが,条件による制約を緩和できる点と,その緩和を学習データの誤差モデルに基づいて自動的に行う点が従来とは異なる.このモデルを用いて複数の組織の形と位置のモデル化を行い,実際の画像を用いてその有効性を検証した.さらに,モデルを用いて画像内の解剖構造を予測し,その予測結果に基づいて画像から複数の構造物を同時抽出するアルゴリズムの改良も行い,従来よりも精度良く抽出できることを確認した.その他,人体内の層状構造物に注目した研究も進め、層間の関係を考慮しながら,精度良く認識を行うアルゴリズムを提案し,実画像を用いた実験により有効性を示した.
最終年度には、大量の画像統計データベースを構築し、それを用いて解剖と異常部位の同時認識を行うアルゴリズムを開発した。具体的には、異なる時間と空間で撮影された多様な症例画像を多数の部分画像に分解し、様々な特徴の部分画像を含む画像統計データベースを構築した。次に、Sparse ModelingとMulti-Atlas法を用いて、特定の時空間で撮影された未知症例の臓器認識を行った。ここで、従来の方法とは異なり、正常解剖のみならず、異常部位も同時に認識可能な新しいアルゴリズムを考案した。また、これらのアルゴリズムを実際の画像に適用し、有効性を確認した。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] A conditional statistical shape model with integrated error estimation of the conditions; application to liver segmentation in non-contrast CT images2014

    • 著者名/発表者名
      Sho Tomoshige, Elco Oost, Akinobu Shimizu, Hidefumi Watanabe, Shigeru Nawano
    • 雑誌名

      Medical Image Analysis

      巻: 18 ページ: 130-143

    • DOI

      10.1016/j.media.2013.10.00

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An automated Segmentation Algorithm for CT Volumes of Livers with Atypical Shapes and Large Pathological Lesions.2014

    • 著者名/発表者名
      Shun Umetsu, Akinobu Shimizu, Hidefumi Watanabe, Hidefumi Kobatake, Shigeru Nawano
    • 雑誌名

      IEICE TRANSACTIONS on INF. & SYST.,

      巻: 97-D ページ: 951-963

    • DOI

      DOI:10.1587/transinf.E97.D.951

    • 査読あり
  • [学会発表] スパースモデリングに基づく確率アトラスの構築とセグメンテーションへの応用2014

    • 著者名/発表者名
      梅津 駿,清水昭伸,渡部秀文,縄野 繁
    • 学会等名
      電子情報通信学会 医用画像研究会
    • 発表場所
      沖縄県、那覇市、テンブス館
    • 年月日
      20140126-20140126
  • [学会発表] グラフカットによる黄斑部OCT画像上の脈絡膜抽出処理の改良2014

    • 著者名/発表者名
      稲垣和樹,清水昭伸,安野嘉晃,生野恭司
    • 学会等名
      電子情報通信学会 医用画像研究会
    • 発表場所
      沖縄県、那覇市、テンブス館
    • 年月日
      20140126-20140126
  • [学会発表] A Statistical Shape Model for Multiple Organs Based on Synthesized-Based Learning2013

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Saito, Misaki Nakada, Elco Oost, Akinobu Shimizu, Hidefumi Watanabe, Shigeru Nawano
    • 学会等名
      Workshop on Computational and Clinical Applications in Abdominal Imaging in conjunction with MICCAI2013
    • 発表場所
      Nagoya University, Nagoya, Aichi, Japan
    • 年月日
      20130922-20130922
  • [学会発表] 3次元CT像上の大きな疾病を含む肝臓認識に関する検討2013

    • 著者名/発表者名
      梅津 駿,清水昭伸,渡部秀文,小畑秀文,縄野 繁
    • 学会等名
      電子情報通信学会 医用画像研究会
    • 発表場所
      宮城県、仙台市、東北大学
    • 年月日
      20130719-20130719

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公開日: 2015-05-28  

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