2003 Fiscal Year Annual Research Report

GMDH手法によるマルチスライスCTの気管支・肺血管情報に基づく肺区域の画像認識

Research Project

Project/Area Number	15560349
Research Institution	The University of Tokushima
Principal Investigator	上野淳二徳島大学, 医学部, 教授 (60116788)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	近藤和也徳島大学, 医学部, 講師 (10263815) 近藤正徳島大学, 医学部, 教授 (80205559)
Keywords	医用画像認識 / ニューラルネットワーク / X-ray CT image / GMDH
Research Abstract	本研究では、医用画像認識を目的とした改良形GMDH-typeニューラルネットワークスのアルゴリズムを開発し、このアルゴリズムを用いて3次元構造をした胸部X線CT画像データを読み込んで気管支領域の抽出を行うことを目的としている。平成15年度では、このような目的に適したニューラルネットワークス(神経回路網モデル)を医用画像データの情報のみを用いて自己組織化することが可能な改良形GMDH-typeニューラルネットワークスのアルゴリズムの開発を行った。このアルゴリズムでは、AIC(akaike's Information Criterion)やPSS(Prediction Sum of Squares)などの予測誤差評価基準を用いて、これらの予測誤差評価基準を最小にするようにニューラルネットワークスの構造パラメータ(階層構造の層数、各層のニューロンの個数、ニューロンの構造、有益な入力変数の選択など)を自己選択することにより、X線CT画像を対象にした医用画像認識に適したニューラルネットワークスの構造を自動的に構成することが可能である。バックプロパゲーション法を用いた従来型のニューラルネットワークスでは、このようなネットワークの構造同定能力を備えていないために、複雑な特徴を示す医用画像認識に適したニューラルネットワークスの構造を見つけ出すことは困難であった。また、改良形GMDH-typeニューラルネットワークスのアルゴリズムでは、ニューロンの構造として、ニューロンの出力値が0と1の間をとるRBF(Radial basis Function)やシグモイド関数を用いて、この出力値を医用画像のグレースケール値に対応させている。このため、対象となる医用画像の複雑さに適した層数を備えた多層構造型のニューラルネットワークスを構成することができる。従来からよく使われているラジアルベースニューラルネットワークスでは層構造が3層に固定されている。さらに、改良形GMDH-typeニューラルネットワークスのアルゴリズムでは、対象となる医用画像の画像特徴量の特徴に合ったニューラルネットワークスを画像データのみから自己組織化することが可能であるために、このアルゴリズムは肺血管領域の輪郭抽出に対しても同様に適用することができる。

Research Products

(5 results)

All Other

All Publications (5 results)

[Publications] T.Kondo: "Revised GMDH-type neural networks with radial basis function and their application to medical image recognition of stomach"A Journal of Mathematical Modeling and simulation in Systems Analysis. Vol.43,No.10. 1363-1376 (2003)
[Publications] T.Kondo, A.S.Pandya: "GMDH-type Neural Network Algorithm with Sigmoid Functions"International Journal of Knowledge-based Intelligent Engineering Systems. Vol.7,No.4. 198-205 (2003)
[Publications] T.Kondo, A.S.Pandya: "Modeling of X-ray CT image by using revised GMDH-type neural networks with sigmoid functions"Proceeding of IEEE international symposium on computational intelligence in robotics and automation. No.SA2-III-1. 1-6 (2003)
[Publications] T.Kondo, A.S.Pandya: "Recognition of X-ray images by using revised GMDH-type neural networks"Knowledge-based Intelligent Information and Engineering Systems. Vo.2. 849-855 (2003)
[Publications] T.Kondo, A.S.Pandya: "Structural identification of the multi-layered neural networks by using revised GMDH-type neural network algorithm with a feedback loop"Proceeding of the 42th SICE annual conference 2003. No.WAII-11-1. 2806-2811 (2003)

2003 Fiscal Year Annual Research Report

GMDH手法によるマルチスライスCTの気管支・肺血管情報に基づく肺区域の画像認識

Principal Investigator

上野 淳二 徳島大学, 医学部, 教授 (60116788)

Research Products

[Publications] T.Kondo: "Revised GMDH-type neural networks with radial basis function and their application to medical image recognition of stomach"A Journal of Mathematical Modeling and simulation in Systems Analysis. Vol.43,No.10. 1363-1376 (2003)

[Publications] T.Kondo, A.S.Pandya: "GMDH-type Neural Network Algorithm with Sigmoid Functions"International Journal of Knowledge-based Intelligent Engineering Systems. Vol.7,No.4. 198-205 (2003)

[Publications] T.Kondo, A.S.Pandya: "Modeling of X-ray CT image by using revised GMDH-type neural networks with sigmoid functions"Proceeding of IEEE international symposium on computational intelligence in robotics and automation. No.SA2-III-1. 1-6 (2003)

[Publications] T.Kondo, A.S.Pandya: "Recognition of X-ray images by using revised GMDH-type neural networks"Knowledge-based Intelligent Information and Engineering Systems. Vo.2. 849-855 (2003)

[Publications] T.Kondo, A.S.Pandya: "Structural identification of the multi-layered neural networks by using revised GMDH-type neural network algorithm with a feedback loop"Proceeding of the 42th SICE annual conference 2003. No.WAII-11-1. 2806-2811 (2003)

上野淳二徳島大学, 医学部, 教授 (60116788)