消化管内視鏡画像解析による客観的指標の構築と診断支援システムへの応用

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24591026
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 吉田 成人 広島大学, 大学病院, 病院助教 (00335689)
• 研究分担者: 玉木 徹 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10333494) ; 小出 哲士 広島大学, ナノデバイス・バイオ融合科学研究所, 准教授 (30243596)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 消化管腫瘍 / コンピュータ画像解析 / コンピュータ支援診断 / 画像強調観察 / 拡大内視鏡観察 / 国際研究者交流

研究実績の概要

本研究は、消化管腫瘍の内視鏡画像をコンピュータによって解析を行い、病理組織診断との間に関連の強い定量的な数値をリアルタイムで医師に提示することを目的としている。大腸腫瘍に関する検討ではNarrow Band Imaging (NBI)拡大内視鏡観察画像に対しリアルタイムソフトウェア画像認識システムで臨床での検討を行い大腸ポリープの腫瘍、非腫瘍の鑑別に有用であることを証明した。また、内視鏡画像の領域分割においてはSupport Vector Machine (SVM)とMarkov Random Field (MRF)を用いた認識において有用性を示し、36th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC2014)にて報告した。ハードウェア実装化に関しては、特徴量変換の高速化に関する検討を行い、次元を減少させても精度の低下が少ないことを証明しIEEE International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS2014)で報告した。また、ハードウェアによる領域分割においては3 class認識を2 class認識の2階層化で行う検討を行い、その有用性を12th IEEE Asia Pacific Conference on Circuits and Systems(APCCAS 2014)で報告した。
胃癌においては新たに開発されたBlue LASER Imaging(BLI)を用いて定量化を行った。Blue LASER Imaging(BLI)拡大内視鏡画像による検討では胃癌部と非癌周囲部、微小発赤部との間に有意差を認めた。本結果はAmerican Society for Gastrointestinal Endoscopy (ASGE) 2014 (DDW2014)で報告を行い、J Clin Gastroenterol 2014年度版に掲載された。

研究成果

• [雑誌論文] A Computer System To Be Used With Laser-Based Endoscopy For Quantitative Diagnosis of Early Gastric Cancer (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshida S, Miyaki R, Kominami Y, Sanomura Y, Matsuo T, Oka S, Tanaka S, Raytchev B, Tamaki T, Kaneda K, Mishima T, Shigemi S, Hoang A, Koide T, Chayama K.
  • 雑誌名: J Clin Gastroenterol 巻: 49 ページ: 108-115
  • DOI: 10.1097/MCG.0000000000000104.
  • 査読あり
• [学会発表] 大腸内視鏡診断支援のためのSupport Vector Machineを用いたタイプ識別ハードウェアの設計 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡本拓巳, 小出哲士, Anh-Tuan Hoang, 杉幸樹, 清水達也, 玉木徹, Bisser Raytchev, 金田和文, 小南陽子, 吉田成人, 田中信治.
  • 学会等名: VLSI設計技術研究会 (VLD)
  • 発表場所: 別府
  • 年月日: 2014-11-26 – 2014-11-28
• [学会発表] 大腸NBI拡大内視鏡画像診断支援のためのVisual Word特徴量変換アーキテクチャ (2014)
  • 著者名/発表者名: 杉幸樹, 小出哲士, Anh-Tuan Hoang, 岡本拓巳, 清水達也, 玉木徹, Bisser Raytchev, 金田和文, 小南陽子, 吉田成人, 田中信治.
  • 学会等名: VLSI設計技術研究会 (VLD)
  • 発表場所: 別府
  • 年月日: 2014-11-26 – 2014-11-28
• [学会発表] FPGA Implementation of Type Identifier for Colorectal Endoscopic Images with NBI Magnification (2014)
  • 著者名/発表者名: Koide T, Anh-Tuan Hoang, Okamoto T, Shigemi S, Mishima T, Tamaki T, Bisser Raytchev, Kaneda K, Kominami Y, Miyaki R, Matsuo T, Yoshida S, Tanaka S.
  • 学会等名: 12th IEEE Asia Pacific Conference on Circuits and Systems(APCCAS 2014)
  • 発表場所: Ishigaki
  • 年月日: 2014-11-17 – 2014-11-20
• [学会発表] 大腸内視鏡診断支援のためのSupport Vector Machineを用いた階層的タイプ領域分割アルゴリズム (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡本拓巳, 小出哲士, Anh-Tuan Hoang, 杉幸樹, 清水達也, 玉木徹, Bisser Raytchev, 金田和文, 小南陽子, 吉田成人, 田中信治.
  • 学会等名: コンピュータシステム研究会 (CPSY)
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2014-11-13 – 2014-11-14
• [学会発表] 大腸内視鏡画像診断支援のためのBag-of-Featuresに基づく特徴量変換の高速化に対する考察 (2014)
  • 著者名/発表者名: 杉幸樹, 小出哲士, Anh-Tuan Hoang, 岡本拓巳, 清水達也, 玉木徹, Bisser Raytchev, 金田和文, 小南陽子, 吉田成人, 田中信治.
  • 学会等名: コンピュータシステム研究会 (CPSY)
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2014-11-13 – 2014-11-14
• [学会発表] 大腸NBI拡大内視鏡映像のリアルタイム認識システムの構築 (2014)
  • 著者名/発表者名: 園山昌司, 平川翼, 玉木徹, Bisser Raytchev, 金田和文, 小出哲士, 小南陽子, 吉田成人, 田中信治.
  • 学会等名: 平成26年度（第65回）電気・情報関連学会中国支部連合大会
  • 発表場所: 福山
  • 年月日: 2014-10-25 – 2014-10-25
• [学会発表] SVM-MRF Segmentation of Colorectal NBI Endoscopic Images (2014)
  • 著者名/発表者名: Hirakawa T, Tamaki T, Bisser Raytchev, Kaneda K, Koide T, Kominami Y, Yoshida S, Tanaka S.
  • 学会等名: 36th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC2014)
  • 発表場所: Chicago, USA
  • 年月日: 2014-08-26 – 2014-08-30
• [学会発表] SVMとMRFを用いた大腸NBI内視鏡画像の領域分割 (2014)
  • 著者名/発表者名: 平川翼, 玉木徹, Bisser Raycthev, 金田和文, 小出哲士, 小南陽子, 吉田成人, 田中信治.
  • 学会等名: 第17回画像の認識・理解シンポジウム（MIRU2014）
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2014-07-28 – 2014-07-31
• [学会発表] Support Vector Machineを用いたピラミッド型識別器による大腸内視鏡画像の領域分類 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小出哲士, 重見悟, 三島翼, 杉幸樹, Anh-Tuan Hoang, 玉木徹, Bisser Raytchev, 金田和文, 小南陽子, 宮木理恵, 松尾泰治, 吉田成人, 田中信治.
  • 学会等名: 第20回画像センシングシンポジウム（SSII2014）
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-06-11 – 2014-06-13
• [学会発表] 大腸内視鏡画像診断支援のためのリアルタイム特徴量抽出システムの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小出哲士, 三島 翼, 重見 悟, 杉 幸樹, Anh-Tuan Hoang, 玉木 徹, Bisser Raytchev, 金田和文, 小南陽子, 宮木理恵, 松尾泰治, 吉田成人, 田中信治.
  • 学会等名: 第20回画像センシングシンポジウム（SSII2014）
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-06-11 – 2014-06-13
• [学会発表] 大腸NBI拡大内視鏡画像診断支援のための特徴量変換アーキテクチャの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 杉幸樹, 重見悟, 三島 翼, Anh-Tuan Hoang, 小出哲士, 玉木徹, Bisser Raytchev, 金田和文, 小南陽子, 宮木理恵, 松尾泰治, 吉田成人, 田中信治.
  • 学会等名: 第20回画像センシングシンポジウム（SSII2014）
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-06-11 – 2014-06-13
• [学会発表] FPGA implementation of feature extraction for colorectal endoscopic images with nbi magnification (2014)
  • 著者名/発表者名: Mishima T, Shigemi S, Anh-Tuan Hoang, Koide T, Tamaki T, Bisser Raytchev, Kaneda K, Kominami Y, Miyaki R, Matsuo T, Yoshida S, Tanaka S.
  • 学会等名: IEEE International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS2014)
  • 発表場所: Melbourne, Australia
  • 年月日: 2014-06-01 – 2014-06-05
• [学会発表] A computer-based system for quantitative diagnosis of early gastric cancer under blue laster imaging-magnifying endoscopy (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshida S, Miyaki R, Kominami Y, Sanomura Y, Matsuo T, Oka S, Tanaka S, Raytchev B, Tamaki T, Kaneda K, Mishima T, Shigemi S, Hoang A, Koide T, Chayama K.
  • 学会等名: American Society for Gastrointestinal Endoscopy (ASGE) 2014 (DDW)
  • 発表場所: Chicago, USA
  • 年月日: 2014-05-03 – 2014-05-06
• [備考] 吉田成人ホームページ
  • URL: http://home.hiroshima-u.ac.jp/yoshida7/