研究者業績

野村 行弘

ノムラ ユキヒロ  (Yukihiro Nomura)

基本情報

所属
千葉大学 フロンティア医工学センター 准教授
東京大学 医学部附属病院コンピュータ画像診断学/予防医学講座 特任研究員
学位
博士(工学)(2006年3月 千葉大学)

J-GLOBAL ID
201901001849008767
researchmap会員ID
B000349313

受賞

 2

論文

 88
  • Aiki Yamada, Shouhei Hanaoka, Tomomi Takenaga, Soichiro Miki, Takeharu Yoshikawa, Yukihiro Nomura
    Radiological physics and technology 17(3) 725-738 2024年9月  査読有り最終著者
    In this study, we investigated the application of distributed learning, including federated learning and cyclical weight transfer, in the development of computer-aided detection (CADe) software for (1) cerebral aneurysm detection in magnetic resonance (MR) angiography images and (2) brain metastasis detection in brain contrast-enhanced MR images. We used datasets collected from various institutions, scanner vendors, and magnetic field strengths for each target CADe software. We compared the performance of multiple strategies, including a centralized strategy, in which software development is conducted at a development institution after collecting de-identified data from multiple institutions. Our results showed that the performance of CADe software trained through distributed learning was equal to or better than that trained through the centralized strategy. However, the distributed learning strategies that achieved the highest performance depend on the target CADe software. Hence, distributed learning can become one of the strategies for CADe software development using data collected from multiple institutions.
  • Shouhei Hanaoka, Yukihiro Nomura, Takeharu Yoshikawa, Takahiro Nakao, Tomomi Takenaga, Hirotaka Matsuzaki, Nobutake Yamamichi, Osamu Abe
    International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery 2024年7月13日  査読有り
    Abstract Purpose Many large radiographic datasets of lung nodules are available, but the small and hard-to-detect nodules are rarely validated by computed tomography. Such difficult nodules are crucial for training nodule detection methods. This lack of difficult nodules for training can be addressed by artificial nodule synthesis algorithms, which can create artificially embedded nodules. This study aimed to develop and evaluate a novel cost function for training networks to detect such lesions. Embedding artificial lesions in healthy medical images is effective when positive cases are insufficient for network training. Although this approach provides both positive (lesion-embedded) images and the corresponding negative (lesion-free) images, no known methods effectively use these pairs for training. This paper presents a novel cost function for segmentation-based detection networks when positive–negative pairs are available. Methods Based on the classic U-Net, new terms were added to the original Dice loss for reducing false positives and the contrastive learning of diseased regions in the image pairs. The experimental network was trained and evaluated, respectively, on 131,072 fully synthesized pairs of images simulating lung cancer and real chest X-ray images from the Japanese Society of Radiological Technology dataset. Results The proposed method outperformed RetinaNet and a single-shot multibox detector. The sensitivities were 0.688 and 0.507 when the number of false positives per image was 0.2, respectively, with and without fine-tuning under the leave-one-case-out setting. Conclusion To our knowledge, this is the first study in which a method for detecting pulmonary nodules in chest X-ray images was evaluated on a real clinical dataset after being trained on fully synthesized images. The synthesized dataset is available at https://zenodo.org/records/10648433.
  • Yuichiro Hirano, Shouhei Hanaoka, Takahiro Nakao, Soichiro Miki, Tomohiro Kikuchi, Yuta Nakamura, Yukihiro Nomura, Takeharu Yoshikawa, Osamu Abe
    Japanese Journal of Radiology 2024年6月28日  
  • Yuichiro Hirano, Shouhei Hanaoka, Takahiro Nakao, Soichiro Miki, Tomohiro Kikuchi, Yuta Nakamura, Yukihiro Nomura, Takeharu Yoshikawa, Osamu Abe
    Japanese Journal of Radiology 42(8) 918-926 2024年5月11日  査読有り
    Abstract Purpose To assess the performance of GPT-4 Turbo with Vision (GPT-4TV), OpenAI’s latest multimodal large language model, by comparing its ability to process both text and image inputs with that of the text-only GPT-4 Turbo (GPT-4 T) in the context of the Japan Diagnostic Radiology Board Examination (JDRBE). Materials and methods The dataset comprised questions from JDRBE 2021 and 2023. A total of six board-certified diagnostic radiologists discussed the questions and provided ground-truth answers by consulting relevant literature as necessary. The following questions were excluded: those lacking associated images, those with no unanimous agreement on answers, and those including images rejected by the OpenAI application programming interface. The inputs for GPT-4TV included both text and images, whereas those for GPT-4 T were entirely text. Both models were deployed on the dataset, and their performance was compared using McNemar’s exact test. The radiological credibility of the responses was assessed by two diagnostic radiologists through the assignment of legitimacy scores on a five-point Likert scale. These scores were subsequently used to compare model performance using Wilcoxon's signed-rank test. Results The dataset comprised 139 questions. GPT-4TV correctly answered 62 questions (45%), whereas GPT-4 T correctly answered 57 questions (41%). A statistical analysis found no significant performance difference between the two models (P = 0.44). The GPT-4TV responses received significantly lower legitimacy scores from both radiologists than the GPT-4 T responses. Conclusion No significant enhancement in accuracy was observed when using GPT-4TV with image input compared with that of using text-only GPT-4 T for JDRBE questions.
  • Masayoshi Shinozaki, Daiki Saito, Keisuke Tomita, Taka-aki Nakada, Yukihiro Nomura, Toshiya Nakaguchi
    Scientific Reports 14(1) 2024年4月30日  査読有り
    Abstract To efficiently allocate medical resources at disaster sites, medical workers perform triage to prioritize medical treatments based on the severity of the wounded or sick. In such instances, evaluators often assess the severity status of the wounded or sick quickly, but their measurements are qualitative and rely on experience. Therefore, we developed a wearable device called Medic Hand in this study to extend the functionality of a medical worker’s hand so as to measure multiple biometric indicators simultaneously without increasing the number of medical devices to be carried. Medic Hand was developed to quantitatively and efficiently evaluate "perfusion" during triage. Speed is essential during triage at disaster sites, where time and effort are often spared to attach medical devices to patients, so the use of Medic Hand as a biometric measurement device is more efficient for collecting biometric information. For Medic Hand to be handy during disasters, it is essential to understand and improve upon factors that facilitate its public acceptance. To this end, this paper reports on the usability evaluation of Medic Hand through a questionnaire survey of nonmedical workers.

MISC

 38

講演・口頭発表等

 139
  • 野村 行弘, 増谷 佳孝, 林 直人, 三木 聡一郎, 花岡 昇平, 根本 充貴, 吉川 健啓, 大友 邦
    日本医学放射線学会学術集会抄録集 2013年2月 (公社)日本医学放射線学会
  • 野村 行弘, 増谷 佳孝, 根本 充貴, 花岡 昇平, 三木 聡一郎, 吉川 健啓, 林 直人, 大友 邦
    電子情報通信学会技術研究報告 : 信学技報 2013年1月24日
    読影医の診断傾向に応じたCAD結果提示方法の確立には、日常診療環境における診断傾向の統計モデルの構築が重要である。本研究では、読影医の診断傾向のうち見落としに着目し、当施設検診での肺結節検出ソフトウェアの臨床使用で蓄積したフィードバック情報よりカーネル密度推定法を用いて読影医の見落とし統計モテルを作成する。作成したモデルにより読影医の見落とし傾向をより詳細に把握することが可能になった。
  • 根本 充貴, 増谷 佳孝, 花岡 昇平, 野村 行弘, 三木 聡一郎, 吉川 健啓, 林 直人, 大友 邦
    電子情報通信学会技術研究報告 : 信学技報 2013年1月24日
    本研究では、GGO結節候補領域抽出のための画素識別の様々な手法について検討を行った。実験的に性能を検証する識別器は、2種類の1クラス識別器(Mahalanobis距離の閾値処理、Isomapで学習された多様体への写像の際の残差ノルム閾値処理)と2種類の2クラス識別器(Mahalanobis距離比の閾値処理、AdaBoostによる識別器アンサンブル)である。それぞれ単独の識別性能に加え、1クラス識別器と2クラス識別器の組合せ4通りによる2段階のカスケード識別処理についても実験的に検証した。その結果、2段階のカスケード識別を導入することで、良好なGGO結節候補領域の抽出結果を得ることができる見通しを得た。
  • 花岡 昇平, 増谷 佳孝, 根本 充貴, 野村 行弘, 三木 聡一郎, 吉川 健啓, 林直 人, 大友 邦
    電子情報通信学会技術研究報告 : 信学技報 2013年1月24日
    我々はこれまでに、人体内の解剖学的ランドマークの空間的分布を多変量ガウス分布を用いて統計学的にモデル化し、ランドマーク自動検出システムに応用してきた。しかし、これまでのL2ノルム正則化によるモデル化手法では全てのランドマーク間の距離を考慮しなければならず、モデルが過度に複雑になるという問題があった。そこで本研究では、GPGPU上に実装したGraphlcal lasso法を用いて分布を疎な精度行列をもつ多次元ガウス分布として推定し、それにより一部のランドマーク間の距離間の相関のみを考慮する新しい距離モデルを作成した。この新しい距離モデルを用いてランドマーク検出システムの性能改善を試みた。
  • Mitsutaka Nemoto, Yoshitaka Masutani, Shouhei Hanaoka, Yukihiro Nomura, Soichiro Miki, Takeharu Yoshikawa, Naoto Hayashi, Kuni Ohtomo
    Progress in Biomedical Optics and Imaging - Proceedings of SPIE 2013年
    The detection of anatomical landmarks (LMs) often plays a key role in medical image analysis. In our previous study, we reported an automatic LM detection method for CT images. Despite its high detection sensitivity, the distance errors of the detection results for some LMs were relatively large as they sometimes exceeded 10 mm. Naturally, it is desirable to minimize LM detection error, especially when the LM detection results are used in image analysis tasks such as image segmentation. In this study, we introduce a novel method of coarse-to-fine localization to increase accuracy, which refines the LM positions detected by our previous method. The proposed LM localization is performed by both multiscale local image pattern recognition and likelihood estimation from prior knowledge of the spatial distribution of multiple LMs. Classifier ensembles for recognizing local image patterns are trained by the cost-sensitive MadaBoost. The cost of each sample is altered depending on its distance from the ground truth LM position. The spatial LM distribution likelihood, calculated from a statistical model of inter-landmark distances between all LM pairs, is also used in the localization. The evaluation experiment was performed with 15 LMs in 39 CT images. The average distance error of the pre-detected LM position was improved by 2.05 mm by the proposed localization method. The proposed method was shown to be effective for reducing LM detection error. © 2013 SPIE.
  • Shouhei Hanaoka, Yoshitaka Masutani, Mitsutaka Nemoto, Yukihiro Nomura, Soichiro Miki, Takeharu Yoshikawa, Naoto Hayashi, Kuni Ohtomo
    2013 FIRST INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON COMPUTING AND NETWORKING (CANDAR) 2013年 IEEE
    Automatic detection of anatomical landmarks has wide range of application in medical image analysis. In this short paper, we present a two-stage method to detect 181 landmarks simultaneously. In the first stage, each landmark is independently searched by a dedicated detector which outputs a list of candidate positions for the target landmark. Each detector is composed of an appearance-based initial detector and a classifier ensemble to estimate the probabilities of detected candidates and to eliminate false positives. Here, the appearance shape used in each detector is optimized by a cross-validation-based variable selection algorithm in advance. Then, in the following second stage, a single combination of all landmark positions is determined from all the candidate lists. The determination is performed by maximum a posteriori (MAP) estimation in which the posterior probability is calculated from both the likelihoods of detected candidates (estimated by the classifier ensemble) and a statistical spatial distribution model of the all landmarks. This MAP estimation process can also determine whether each landmark is within the given CT volume or out of the imaging range. The proposed system was trained for 181 landmarks with 60 human torso CT datasets and evaluated with another 60 datasets. The datasets include both plain CT and contrast enhanced CT volumes with various imaging ranges. In the result, 69.0% and 87.9% of the landmarks were successfully detected within 1 and 2 cm from the ground truth point, respectively. The average detection error was 9.58 mm. From these results, applicability of the proposed system to various CT datasets was verified.
  • Yukihiro Nomura, Yoshitaka Masutani, Soichiro Miki, Shouhei Hanaoka, Mitsutaka Nemoto, Takeharu Yoshikawa, Naoto Hayashi, Kuni Ohtomo
    The First International Symposium on Computing and Networking - Across Practical Development and Theoretical Research(CANDAR) 2013年 IEEE Computer Society
  • 根本充貴, 増谷佳孝, 増谷佳孝, 花岡昇平, 野村行弘, 三木聡一郎, 吉川健啓, 林直人, 大友邦, 大友邦
    日本医用画像工学会大会予稿集(CD-ROM) 2013年
  • 野村行弘, 増谷佳孝, 林直人, 三木聡一郎, 花岡昇平, 根本充貴, 吉川健啓, 大友邦
    日本医学放射線学会総会抄録集 2013年
  • 野村行弘, 増谷佳孝, 増谷佳孝, 根本充貴, 花岡昇平, 三木聡一郎, 吉川健啓, 林直人, 大友邦, 大友邦
    電子情報通信学会技術研究報告 2013年
  • 花岡昇平, 増谷佳孝, 増谷佳孝, 根本充貴, 野村行弘, 三木聡一郎, 吉川健啓, 林直人, 大友邦, 大友邦
    電子情報通信学会技術研究報告 2013年
  • 花岡 昇平, 増谷 佳孝, 野村 行弘, 根本 充貴, 根本 充貴, 三木 聡一郎, 吉川 健啓, 林 直人, 大友 邦
    電子情報通信学会技術研究報告 : 信学技報 2012年9月4日 一般社団法人電子情報通信学会
    我々はこれまでに、頸部から骨盤部までの体幹部を撮像範囲とした非造影CTを対象として、解剖学的ランドマーク(以下、ランドマーク)の検出システムを開発し、その性能改善を試みてきた。しかし、腹部の軟部組織上に定義されたランドマークについては性能の低下が著しかった。今回我々は、学習データを造影CTに変更しパラメータの最適化を全LMに対して行うことにより、ランドマーク検出システムの造影CTへの対応を試みた。17個の腹腔内軟部組織ランドマークを他の骨や胸郭内のランドマークと同時に検出し、それらの間の位置関係に関する事前知識をランドマーク間距離の統計学的モデルとして利用することで、上述の個人間の形態の多様性、可変形性に対応可能な検出システムを構築することを試みた。21セットの腹部造影CT画像で評価を行ったところ、17個中10個のLMで感度70%以上が得られ、提案手法の軟部構造LMへの適用可能性が示唆された。
  • 花岡 昇平, 増谷 佳孝, 根本 充貴, 野村 行弘, 三木 聡一郎, 吉川 健啓, 林 直人, 大友 邦
    MEDICAL IMAGING TECHNOLOGY 2012年8月 日本医用画像工学会
    われわれはこれまでに、体幹部CT画像における解剖学的ランドマークの自動検出システムを構築してきた。その中で、個々のランドマークの候補点を検出するために、ランドマーク周囲の球形の関心領域(ROI)内のボクセル輝度値の主成分分析(PCA)により統計学的アピアランスモデルを作成し、そのモデルを用いて検出を行う手法を開発、評価してきた。そこでの問題として、当該ランドマークと関係の薄い解剖学的構造や消化管内容物、衣服などの本来無視すべき構造がアピアランスモデルの関心領域(region of interence;ROI)に含まれ、PCAにおける主成分ベクトルの情報量の大きな部分を占めてしまうことにより、性能に影響を及ぼす場合が多いことが明らかとなった。これを改善するため、ランドマーク検出のための情報量の多い領域のみを抽出した最適ROI形状を自動作成する手法を開発した。ROI形状を最適化する際の評価基準として、ROI内のボクセルのCT値情報の情報量をKullback-Leibler divergenceにより推定する新たな手法を開発し、これを最大化するようにROI形状を決定した。最適化後のROIを用いてランドマーク検出を試み、従来の球形ROIでの結果と比較したところ、15個中10個のランドマークにおいて検出性能(ROC下面積)の改善を認めた。(著者抄録)
  • 野村 行弘, 根本 充貴, 増谷 佳孝, 花岡 昇平, 三木 聡一郎, 吉川 健啓, 林 直人, 大友 邦
    電子情報通信学会技術研究報告. MI, 医用画像 2012年7月12日
    病変自動検出の一つとして,対象領域の画素から得られる特徴量を用いて識別処理行い,病変領域の検出を行う画素識別処理がある.しかし,症例あたりの学習サンプル数,特に非病変サンプル数が膨大なため学習に時間を要する.このため,学習に使用する非病変サンプルの削減が重要となる.本報告では,病変検出用画素識別処理の学習における非病変サンプル削減と検出精度との関係について検討を行う.その結果,全症例・全サンプルを用いて学習を行うことが望ましいが,学習に時間を要する場合やサンプル数過多となる場合には,非病変サンプルを削減して学習を行うことは有効であることが示唆された.
  • 野村 行弘, 林 直人, 増谷 佳孝, 三木 聡一郎, 花岡 昇平, 根本 充貴, 吉川 健啓, 大友 邦
    日本医学放射線学会学術集会抄録集 2012年2月 (公社)日本医学放射線学会
  • 増谷 佳孝, 野村 行弘, 三木 聡一郎, 臼井 敦, 大野 孝, 原 真, 松尾 義朋, 吉川 健啓, 林 直人, 大友 邦
    日本医学放射線学会学術集会抄録集 2012年2月 (公社)日本医学放射線学会
  • 花岡 昇平, 増谷 佳孝, 根本 充貴, 野村 行弘, 三木 聡一郎, 吉川 健啓, 林 直人, 大友 邦
    電子情報通信学会技術研究報告 : 信学技報 2012年1月19日
    われわれはこれまでに、体幹部CT画像における解剖学的ランドマークの自動検出システムを構築してきた。このシステムの既知の問題点の一つとして、撮像範囲が未知かつ相対的に狭い場合に結果が不安定となる(収束が遅い、もしくは局所の極小に収束する)という問題があった。今回、我々はこれを改善するための新たな手法として、他のランドマークの座標から注目するランドマークの位置を高速に推測する新たな手法を開発したので報告する。既存のシステムにこの手法を組み込むことで、ランドマーク候補点からの組み合わせ最適化に用いているギブスサンプリングの中で、毎サンプリングごとに、ランドマークの撮像範囲外における候補位置を推定し、検出器の出力した候補点リストに追加することが可能となる。これにより、撮像範囲の狭い画像に対して、より安定した処理が可能である。実際の臨床例を用いて新手法の評価を行い、旧手法との比較検討を行った。
  • 根本 充貴, 増谷 佳孝, 花岡 昇平, 野村 行弘, 吉川 健啓, 林 直人, 大友 邦
    電子情報通信学会技術研究報告 : 信学技報 2012年1月19日
    多様体学習とは,特徴量空間上のデータの近傍関係を保持しつつ次元を削減する手法であり,様々な機能拡張や医用画像への応用が盛んな研究分野である.本研究は,多様体学習を用いた医用画像のテクスチャ解析に関する基礎検討として,胸部CT像中に存在するすりガラス状(GGO: Ground Glass Opacity)結節のテクスチャ解析に注目する.画素単位で計測された多数のテクスチャ特徴量に対して,代表的な多様体学習の1つであるLaplacian Eigenmap (LE)によって非線形次元削減処理を行い,GGOのテクスチャとそれ以外の正常肺組織のテクスチャを識別するために有効な部分空間が構築できるかを実験的に検証することを目標とする.得られた部分空間でのGGOおよび正常組織画素の分布形状や,部分空間上での識別処理結果を通して,LEによる次元削減が識別処理に与える影響を探る.
  • 野村 行弘, 増谷 佳孝, 林 直人, 三木 聡一郎, 根本 充貴, 花岡 昇平, 吉川 健啓, 大友 邦
    電子情報通信学会技術研究報告 : 信学技報 2012年1月19日
    我々が開発したWebベースのCAD実行環境(CIRCUS CS)は,CADソフトウェアの実行だけでなく処理結果に対する評価(フィードバック)を収集することで,追加学習によるCADソフトウェアの性能改善が可能となる.実際の臨床使用では撮像装置や撮像条件の違いで生じる画像の特徴量変化に対して追加学習を行い,識別境界を修正することが重要である.本研究では,遠隔読影環境下の多施設臨床使用で蓄積したフィードバックデータを用いた追加学習の方法ならびに学習効果について,シミュレーション実験により検討を行う.この結果,多施設のデータを用いた追加学習ではTPを含む症例だけでなくFPのみの症例も含めた方が性能向上していることが示された.
  • Shohei Hanaoka, Yoshitaka Masutani, Mitsutaka Nemoto, Yukihiro Nomura, Takeharu Yoshikawa, Naoto Hayashi, Kuni Ohtomo
    MEDICAL IMAGE COMPUTING AND COMPUTER-ASSISTED INTERVENTION - MICCAI 2012, PT II 2012年 SPRINGER-VERLAG BERLIN
    A method for categorizing landmark-local appearances extracted from computed tomography (CT) datasets is presented. Anatomical landmarks in the human body inevitably have inter-individual variations that cause difficulty in automatic landmark detection processes. The goal of this study is to categorize subjects (i.e., training datasets) according to local shape variations of such a landmark so that each subgroup has less shape variation and thus the machine learning of each landmark detector is much easier. The similarity between each subject pair is measured based on the non-rigid registration result between them. These similarities are used by the spectral clustering process. After the clustering, all training datasets in each cluster, as well as synthesized intermediate images calculated from all subject-pairs in the cluster, are used to train the corresponding subgroup detector. All of these trained detectors compose a detector ensemble to detect the target landmark. Evaluation with clinical CT datasets showed great improvement in the detection performance.
  • 野村行弘, 林直人, 増谷佳孝, 三木聡一郎, 花岡昇平, 根本充貴, 吉川健啓, 大友邦
    日本医学放射線学会総会抄録集 2012年
  • 根本 充貴, 花岡 昇平, 増谷 佳孝, 野村 行弘, 吉川 健啓, 林 直人, 大友 邦
    電子情報通信学会技術研究報告 : 信学技報 2011年11月29日
    我々は今までに,1.25mmなど薄いスライス厚のCT像からの解剖学的ランドマーク(LM)自動検出処理を開発してきた.その内容は,3次元LMアピアランスモデルとのPCAベースマッチング処理を体領域全体に施し,高類似度の点を検出するものである.しかし,臨床の場で撮影されるCT像は厚いスライスのものも多く,特に厚さが1cmなどの場合には1方向(主に体軸方向)のみ解像度が極端に低くなるため,我々の検出法をそのまま適用するのは困難であることが予想される.よって本研究では,厚スライスCT像からのLM検出用としてaxial断面像における2次元アピアランスモデルを構築し,それを用いた検出処理の結果を実験的に評価した.
  • 花岡 昇平, 増谷 佳孝, 根本 充貴, 野村 行弘, 三木 聡一郎, 吉川 健啓, 林 直人, 大友 邦
    電子情報通信学会技術研究報告 : 信学技報 2011年11月29日
    一般に、統計的形状モデルの作成にあたっては、全ての学習データセットがそのモデル化の対象構造の全体を含んでいることが暗黙的に要求される。しかし、このような前提は人体の広い領域を同時にモデル化する上では大きな障害となりうる。本研究では、現在われわれが研究中のランドマーク同時検出システムのために、撮像範囲が部分的(モデル全体を含まない)かつ多様なデータセット群からの頚部体幹部全体のランドマーク(LM)空間分布確率モデルの作成を試みた。手法としてはEMアルゴリズムを用い、LM座標セットの同時確率分布を推定するexoectationフェーズと各学習症例で撮像範囲外であるLM座標を最尤推定するmaximizationフェーズを交互に繰り返すことにより撮像範囲外LM座標を推定補完した。この補完されたLM座標セットを用いてLM空間分布モデルを作成した。評価は40例の体幹部CT画像セットを用いて行い、原画像から作成したLM空間分布モデルと、撮像範囲を絞った画像セットから作成したモデルを用いた場合のLM検出システムの性能を比較した。
  • 根本 充貴, 増谷 佳孝, 花岡 昇平, 野村 行弘, 吉川 健啓, 林 直人, 大友 邦
    電子情報通信学会技術研究報告 : 信学技報 2011年11月29日
    一般的に,識別器の学習における大量の学習データの利用は,識別器の性能向上に大きく寄与する.一方,学習データの増大は学習時間の増大を招き,研究および開発の速度を著しく落とす要因となる.そこで本研究では,GPUを用いた分散並列処理に注目し,高性能の識別関数を得る学習法の一つであるBoostingの並列演算による高速化を試みた.仮想学習データを用いた学習速度の評価から,特に学習データが大量の場合において,GPUによるBoostingの並列化が学習時間の短縮に有効であることを実験的に確認した.
  • 野村 行弘, 根本 充貴, 増谷 佳孝, 花岡 昇平, 三木 聡一郎, 吉川 健啓, 林 直人, 大友 邦
    電子情報通信学会技術研究報告. MI, 医用画像 2011年8月30日
    病変自動検出において,小病変の検出精度向上のためには解像度の高い画像を用いることが望ましいが,実際の臨床画像の解像度にはハードウェア上の制約や撮像対象の大きさに起因する限界がある.しかし,画像の補間処理によって疑似的に画素サイズを小さくすることは可能である.本研究では,画素識別処理を用いた頭部MRA画像の脳動脈瘤検出において,仮想的に変化させた画素サイズと検出精度の関係について検討を行うことを目的とする.臨床画像による実験の結果,補間処理により画素サイズを小さくすることで小病変の検出精度が向上した.
  • 花岡 昇平, 増谷 佳孝, 野村 行弘, 根本 充貴, 前田 恵理子, 吉川 健啓, 林 直人, 大友 邦
    電子情報通信学会技術研究報告. MI, 医用画像 2011年8月30日
    骨セグメンテーションの精度改善を目的とした解剖学的ランドマーク位置情報の利用について報告する。本手法では事前情報として椎骨の各5つのランドマーク位置を利用する。それらの位置をもとに、椎骨形状テンプレートを動径基底関数を用いて変形させ、対象椎骨にフィットさせる。このテンプレートを用いて、リーマン空間上でのグラフカット法を用いたセグメンテーションを施行する。10症例220椎体のCT画像を用いた評価において、ランドマーク位置情報を利用することにより胸腰椎のセグメンテーション精度の有意な改善を確認した。
  • 根本 充貴, 増谷 佳孝, 花岡 昇平, 野村 行弘, 吉川 健啓, 林 直人, 吉岡 直紀, 大友 邦
    電子情報通信学会技術研究報告. MI, 医用画像 2011年5月12日
    解剖学的ランドマーク(ALM)とは,医用画像を理解する上で重要な役割を担う人体内の特徴的な局所構造である.我々はこれまでに,体幹部に分布する165種類のALMを自動検出する手法を開発してきた.その内容は(1)アピアランスマッチングによる候補点検出,(2)過検出候補点削減,(3)最適候補点組合せ選択の3ステップから構成されるが,形状や位置が変化しやすい軟部組織ALMの検出性能が不十分であった.そこで本研究では,特に軟部組織ALMの候補点検出性能を向上させる目的で,アピアランスモデル最適パラメータ探索法を提案する.また,パラメータ調整されたモデルを用いて検出処理を行った際の検出性能を実験的に評価する.
  • 野村 行弘, 林 直人, 増谷 佳孝, 吉川 健啓, 根本 充貴, 花岡 昇平, 三木 聡一郎, 大友 邦
    日本医学放射線学会学術集会抄録集 2011年2月 (公社)日本医学放射線学会
  • エルヌル・トスフハン, 根本 充貴, 林 直人, 野村 行弘, 増谷 佳孝, 吉川 健啓, 三木 聡一郎, 花岡 昇平, 伊藤 賢司, 大友 邦
    日本医学放射線学会学術集会抄録集 2011年2月 (公社)日本医学放射線学会
  • 三木 聡一郎, 野村 行弘, 林 直人, 増谷 佳孝, 吉川 健啓, 根本 充貴, 花岡 昇平, 大友 邦
    日本医学放射線学会学術集会抄録集 2011年2月 (公社)日本医学放射線学会
  • Mitsutaka Nemoto, Yoshitaka Masutani, Shouhei Hanaoka, Yukihiro Nomura, Takeharu Yoshikawa, Naoto Hayashi, Naoki Yoshioka, Kuni Ohtomo
    MEDICAL IMAGING 2011: IMAGE PROCESSING 2011年 SPIE-INT SOC OPTICAL ENGINEERING
    Anatomical landmarks are useful as the primitive anatomical knowledge for medical image understanding. In this study, we construct a unified framework for automated detection of anatomical landmarks distributed within the human body. Our framework includes the following three elements; (1) initial candidate detection based on a local appearance matching technique based on appearance models built by PCA and the generative learning, (2) false positive elimination using classifier ensembles trained by MadaBoost, and (3) final landmark set determination based on a combination optimization method by Gibbs sampling with a priori knowledge of inter-landmark distances. In evaluation of our methods with 50 data sets of body trunk CT, the average sensitivity in detecting candidates of 165 landmarks was 0.948 +/- 0.084 while 55 landmarks were detected with 100 % sensitivity. Initially, the amount of false positives per landmark was 462.2 +/- 865.1 per case on average, then they were reduced to 152.8 +/- 363.9 per case by the MadaBoost classifier ensembles without miss-elimination of the true landmarks. Finally 89.1 % of landmarks were correctly selected by the final combination optimization. These results showed that our framework is promising for an initial step for the subsequent anatomical structure recognition.
  • 根本充貴, 増谷佳孝, 増谷佳孝, 花岡昇平, 野村行弘, 吉川健啓, 林直人, 吉岡直紀, 大友邦, 大友邦
    電子情報通信学会技術研究報告 2011年
  • エルヌル・ストフハン, 根本 充貴, 野村 行弘, 増谷 佳孝, 花岡 昇平, 伊藤 賢司, 大友 邦, 林 直人, 吉川 健啓, 宇野 漢成
    Japanese Journal of Radiology 2011年1月 (公社)日本医学放射線学会
  • 野村行弘, 林直人, 増谷佳孝, 吉川健啓, 根本充貴, 花岡昇平, 三木聡一郎, 大友邦
    日本医学放射線学会総会抄録集 2011年
  • 根本 充貴, 花岡 昇平, 増谷 佳孝, 野村 行弘, 吉川 健啓, 林 直人, 吉岡 直紀, 大友 邦
    電子情報通信学会技術研究報告. MI, 医用画像 2010年11月8日
    医用画像を解剖学的に理解する上で,解剖学的ランドマークの位置を検出することは重要である.しかし,画像から複数ランドマークを同時検出しようとした場合,検出結果には誤検出や検出漏れが高確率で含まれる.よって我々は,個々のランドマーク候補点検出結果から,最も解剖学的事前知識との矛盾が無い候補点の組を1組だけ探索する手法を開発してきた.本研究では,撮像範囲が一定とは限らない臨床実画像を想定し,一部のランドマークが画像の撮像範囲外の場合に得られるランドマークの検出候補点から最適な組合せの探索をした場合の探索性能について,実験的に検討する.
  • 花岡 昇平, 増谷 佳孝, 野村 行弘, 根本 充貴, 前田 恵理子, 吉川 健啓, 林 直人, 吉岡 直紀, 大友 邦
    電子情報通信学会技術研究報告. MI, 医用画像 2010年8月27日
    ランドマーク位置の検出は医用画像処理において有用なアルゴリズムであるが,多数のランドマークを同時に検出しようとした場合,それらの検出結果には誤検出や相互矛盾が避けられない.この問題を解決するためには,個々のランドマークの候補点をそれぞれ複数検出したのち,そこから相互に矛盾しないような候補の組を1組だけ出力するアルゴリズム(最適組み合わせ検索アルゴリズム)が必要となると思われる.今回われわれは,ランドマーク間の二乗距離についての事前情報を基に,ギブスサンプリングを用いてこのような最適組み合わせを推定する手法を作成したので報告する.
  • 根本 充貴, 野村 行弘, 増谷 佳孝, 花岡 昇平, 吉川 健啓, 林 直人, 吉岡 直紀, 大友 邦
    電子情報通信学会技術研究報告. MI, 医用画像 2010年8月27日
    我々は現在,3次元医用画像からの解剖学的ランドマーク検出問題に取り組んでいる.解剖学的ランドマークとは臓器や骨の局所構造のことであり,医用画像理解における重要な指標となる.本研究では,局所特徴点検出および特徴点のHoG(Histogram of Gaussian)ベース特徴量記述法であるSIFT(Scale Invariant Feature Transform)に注目し,3次元拡張したSIFTが解剖学的ランドマークの検出に適用できるかを実験的に検討した.また,我々が以前に提案したアピアランスモデルによる解剖学的ランドマーク候補検出処理の結果との比較検討も行った.
  • 野村 行弘, 林 直人, 増谷 佳孝, 吉川 健啓, 根本 充貴, 花岡 昇平, 三木 聡一郎, 前田 恵理子, 大友 邦
    電子情報通信学会技術研究報告. MI, 医用画像 2010年8月27日
    我々はこれまでにCADソフトウェアの臨床応用,評価,および追加学習を容易にするWebベースのCAD実行環境を構築し,開発したCADソフトウェア群を臨床使用するとともに,CADソフトウェアの処理結果に対する医師の診断結果に基づくフィードバック情報を蓄積し続けている.本研究では,蓄積したフィードバック情報を用いたCADソフトウェアの追加学習について,頭部MRAにおける脳動脈瘤検出ソフトウェアを用い,運用方法ならびに追加学習による性能の変化について検討する.
  • 根本 充貴, 野村 行弘, 増谷 佳孝, 花岡 昇平, 吉川 健啓, 林 直人, 吉岡 直紀, 大友 邦
    電子情報通信学会技術研究報告. MI, 医用画像 2010年1月21日
    臨床応用されるCAD(Computer Assisted Detection)ソフトウェアには,画像の撮影条件等が原因で生じる特徴量の変動に対する柔軟性が求められており,ソフトウェアへの追加学習機能の導入は重要である.追加学習にはソフトウェアの見落としや過検出などの指摘が必須であるが,医師がこれらを指摘する時間は限られるため,中心点のみなどの簡易入力データによる追加学習が望ましい.本研究では,CADソフトウェアの追加学習に関する初期検討として,頭部MRA像上の脳動脈瘤検出ソフトウェアを用い,簡易入力データセットを用いた学習が識別性能に与える影響について実験的に検討する.
  • Mitsutaka Nemoto, Yukihiro Nomura, Shohei Hanaoka, Yoshitaka Masutani, Takeharu Yoshikawa, Naoto Hayashi, Naoki Yoshioka, Kuni Ohtomo
    MACHINE LEARNING IN MEDICAL IMAGING 2010年 SPRINGER-VERLAG BERLIN
    Anatomical point landmarks as most primitive anatomical knowledge are useful for medical image understanding. In this study, we propose a detection method for anatomical point landmark based on appearance models, which include gray-level statistical variations at point landmarks and their surrounding area. The models are built based on results of Principal Component Analysis (PCA) of sample data sets. In addition, we employed generative learning method by transforming ROT of sample data. In this study, we evaluated our method with 24 data sets of body trunk CT images and obtained 95.8 +/- 7.3 % of the average sensitivity in 28 landmarks.
  • 根本充貴, 花岡昇平, 増谷佳孝, 増谷佳孝, 野村行弘, 吉川健啓, 林直人, 吉岡直紀, 大友邦, 大友邦
    電子情報通信学会技術研究報告 2010年
  • 根本充貴, 野村行弘, 花岡昇平, 増谷佳孝, 増谷佳孝, 吉川健啓, 林直人, 吉岡直紀, 大友邦, 大友邦
    日本医用画像工学会大会予稿集(CD-ROM) 2010年
  • 野村行弘, 根本充貴, 増谷佳孝, 増谷佳孝, 花岡昇平, 吉川健啓, 林直人, 吉岡直紀, 大友邦, 大友邦
    日本医用画像工学会大会予稿集(CD-ROM) 2010年
  • Mitsutaka Nemoto, Yukihiro Nomura, Shohei Hanaoka, Yoshitaka Masutani, Takeharu Yoshikawa, Naoto Hayashi, Naoki Yoshioka, Kuni Ohtomo
    Machine Learning in Medical Imaging(MLMI) 2010年 Springer
  • 北坂 孝幸, 内山 良一, 野村 行弘, 佐藤 嘉伸
    電子情報通信学会技術研究報告. MI, 医用画像 2009年9月9日
    国際会議は,その分野の最新動向を知る重要な機会である.本稿では,国際会議に参加できなかった人にも,研究分野の最新成果や動向の詳細を紹介しよう,という趣旨で,国際会議CARS2009,および,CAOS2009に参加した研究者による報告をまとめたものである.CARS2009は2009年6月23日〜27日にベルリンで開催され,CAD,CAS,PACSなどのこれまでのトピックに関する研究のみならず,CAD-PACSやSurgical PACSなど,新しい興味深いトピックも見られた.また,CAOS2009は整形外科手術支援に関する会議で,2009年6月17〜20日に米国ボストンで開催された.統計アトラスを利用した支援へと今後展開されていきそうである.本稿が読者の一助となれば幸いである.
  • 根本 充貴, 野村 行弘, 増谷 佳孝, 花岡 昇平, 吉川 健啓, 林 直人, 吉岡 直紀, 大友 邦
    電子情報通信学会技術研究報告. MI, 医用画像 2009年7月8日
    我々が提案する体幹部FDG-PET/CT像からの皮膚病変検出法では,画像上の画素から得られる特徴量を用いたアンサンブル識別の結果をもとに,病変領域の検出を行う.この識別器アンサンブルの学習に用いているAdaBoost法は,学習サンプルに対して一律に同量の重み(総和=1.0)を初期値として与える手法である.しかし,病変領域の大きさは様々であるため,各画素一律の重みで学習を開始することは,属する画素数の多い大きな病変への重みが大きくなり,小さな病変が学習されにくい可能性がある.本報告では,アンサンブル学習における初期重み値に関する検討を行う.
  • 花岡 昇平, 野村 行弘, 根本 充貴, 増谷 佳孝, 前田 恵理子, 吉川 健啓, 林 直人, 吉岡 直紀, 大友 邦
    電子情報通信学会技術研究報告. MI, 医用画像 2009年7月8日
    医用CT画像における脊柱椎体の海綿骨抽出を目的として、椎体断面図形の2次元可変形モデルを作成した。モデル作成にはActive shape model(ASM)を用いた。輪郭点の選び方やモデルの自由度の異なるさまざまなモデルを作成し、実際の椎体断面図形に適用して、それぞれ評価を行った。評価の指標としてはoverlap index、ならびにモデルと実際の断面図形との最大距離を用いた。さらに作成したモデルを断面とする3次元の一般化円筒モデルを作成し、これにより個々の椎体の海綿骨のセグメンテーションが可能であることを確認した。
  • 野村 行弘, 林 直人, 増谷 佳孝, 吉川 健啓, 根本 充貴, 花岡 昇平, 前田 恵理子, 大友 邦
    電子情報通信学会技術研究報告. MI, 医用画像 2009年7月8日
    CADソフトウェアの開発/臨床応用を促進するためには,アルゴリズムの開発,ソフトウェアの実装,臨床使用,知見のフィードバック,ソフトウェアの改善,さらなる臨床使用が必要である.我々はこれらの循環の実現を目的とした統合的な開発環境の構築を進めている.本研究では,開発したCADソフトウェアの臨床使用を容易にするためにWebベースのCAD実行環境を構築し,運用を開始したので報告する.
  • 花岡昇平, 野村行弘, 根本充貴, 増谷佳孝, 前田恵理子, 吉川健啓, 林直人, 吉岡直紀, 大友邦
    日本医学放射線学会総会抄録集 2009年
  • 野村行弘, 増谷佳孝, 増谷佳孝, 根本充貴, 花岡昇平, 吉川健啓, 林直人, 吉岡直紀, 大友邦, 大友邦
    日本医用画像工学会大会予稿集(CD-ROM) 2009年

共同研究・競争的資金等の研究課題

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