研究者業績

森 康久仁

Yasukuni Mori

基本情報

所属
千葉大学 大学院工学研究院
学位
博士(北海道大学)

J-GLOBAL ID
200901040057908971
researchmap会員ID
5000048017

論文

 15
  • Manami Takahashi, Reika Kosuda, Hiroyuki Takaoka, Hajime Yokota, Yasukuni Mori, Joji Ota, Takuro Horikoshi, Yasuhiko Tachibana, Hideki Kitahara, Masafumi Sugawara, Tomonori Kanaeda, Hiroki Suyari, Takashi Uno, Yoshio Kobayashi
    Heart and vessels 38(11) 1318-1328 2023年8月8日  
    Fractional flow reserve derived from coronary CT (FFR-CT) is a noninvasive physiological technique that has shown a good correlation with invasive FFR. However, the use of FFR-CT is restricted by strict application standards, and the diagnostic accuracy of FFR-CT analysis may potentially be decreased by severely calcified coronary arteries because of blooming and beam hardening artifacts. The aim of this study was to evaluate the utility of deep learning (DL)-based coronary computed tomography (CT) data analysis in predicting invasive fractional flow reserve (FFR), especially in cases with severely calcified coronary arteries. We analyzed 184 consecutive cases (241 coronary arteries) which underwent coronary CT and invasive coronary angiography, including invasive FFR, within a three-month period. Mean coronary artery calcium scores were 963 ± 1226. We evaluated and compared the vessel-based diagnostic accuracy of our proposed DL model and a visual assessment to evaluate functionally significant coronary artery stenosis (invasive FFR < 0.80). A deep neural network was trained with consecutive short axial images of coronary arteries on coronary CT. Ninety-one coronary arteries of 89 cases (48%) had FFR-positive functionally significant stenosis. On receiver operating characteristics (ROC) analysis to predict FFR-positive stenosis using the trained DL model, average area under the curve (AUC) of the ROC curve was 0.756, which was superior to the AUC of visual assessment of significant (≥ 70%) coronary artery stenosis on CT (0.574, P = 0.011). The sensitivity, specificity, positive and negative predictive value (PPV and NPV), and accuracy of the DL model and visual assessment for detecting FFR-positive stenosis were 82 and 36%, 68 and 78%, 59 and 48%, 87 and 69%, and 73 and 63%, respectively. Sensitivity and NPV for the prediction of FFR-positive stenosis were significantly higher with our DL model than visual assessment (P = 0.0004, and P = 0.024). DL-based coronary CT data analysis has a higher diagnostic accuracy for functionally significant coronary artery stenosis than visual assessment.
  • Toshio Kumakiri, Shinichiro Mori, Yasukuni Mori, Ryusuke Hirai, Ayato Hashimoto, Yasuhiko Tachibana, Hiroki Suyari, Hitoshi Ishikawa
    Physical and engineering sciences in medicine 46(2) 659-668 2023年6月  
    Since particle beam distribution is vulnerable to change in bowel gas because of its low density, we developed a deep neural network (DNN) for bowel gas segmentation on X-ray images. We used 6688 image datasets from 209 cases as training data, 736 image datasets from 23 cases as validation data and 102 image datasets from 51 cases as test data (total 283 cases). For the training data, we prepared three types of digitally reconstructed radiographic (DRR) images (all-density, bone and gas) by projecting the treatment planning CT image data. However, the real X-ray images acquired in the treatment room showed low contrast that interfered with manual delineation of bowel gas. Therefore, we used synthetic X-ray images converted from DRR images in addition to real X-ray images.We evaluated DNN segmentation accuracy for the synthetic X-ray images using Intersection over Union, recall, precision, and the Dice coefficient, which measured 0.708 ± 0.208, 0.832 ± 0.170, 0.799 ± 0.191, and 0.807 ± 0.178, respectively. The evaluation metrics for the real X-images were less accurate than those for the synthetic X-ray images (0.408 ± 0237, 0.685 ± 0.326, 0.490 ± 0272, and 0.534 ± 0.271, respectively). Computation time was 29.7 ± 1.3 ms/image. Our DNN appears useful in increasing treatment accuracy in particle beam therapy.
  • Katsuya Kosukegawa, Yasukuni Mori, Hiroki Suyari, Kazuhiko Kawamoto
    Scientific reports 13(1) 2354-2354 2023年2月9日  
    To ensure the safety of railroad operations, it is important to monitor and forecast track geometry irregularities. A higher safety requires forecasting with higher spatiotemporal frequencies, which in turn requires capturing spatial correlations. Additionally, track geometry irregularities are influenced by multiple exogenous factors. In this study, a method is proposed to forecast one type of track geometry irregularity, vertical alignment, by incorporating spatial and exogenous factor calculations. The proposed method embeds exogenous factors and captures spatiotemporal correlations using a convolutional long short-term memory. The proposed method is also experimentally compared with other methods in terms of the forecasting performance. Additionally, an ablation study on exogenous factors is conducted to examine their individual contributions to the forecasting performance. The results reveal that spatial calculations and maintenance record data improve the forecasting of vertical alignment.
  • Yosuke Iwatate, Hajime Yokota, Isamu Hoshino, Fumitaka Ishige, Naoki Kuwayama, Makiko Itami, Yasukuni Mori, Satoshi Chiba, Hidehito Arimitsu, Hiroo Yanagibashi, Wataru Takayama, Takashi Uno, Jason Lin, Yuki Nakamura, Yasutoshi Tatsumi, Osamu Shimozato, Hiroki Nagase
    International journal of oncology 60(5) 2022年5月  
    Radiogenomics has attracted attention for predicting the molecular biological characteristics of tumors from clinical images, which are originally a collection of numerical values, such as computed tomography (CT) scans. A prediction model using genetic information is constructed using thousands of image features extracted and calculated from these numerical values. In the present study, RNA sequencing of pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) tissues from 12 patients was performed to identify genes useful in evaluating clinical pathology, and 107 PDAC samples were immunostained to verify the obtained findings. In addition, radiogenomics analysis of gene expression was performed by machine learning using CT images and constructed prediction models. Bioinformatics analysis of RNA sequencing data identified integrin αV (ITGAV) as being important for clinicopathological factors, such as metastasis and prognosis, and the results of sequencing and immunostaining demonstrated a significant correlation (r=0.625, P=0.039). Notably, the ITGAV high‑expression group was associated with a significantly worse prognosis (P=0.005) and recurrence rate (P=0.003) compared with the low‑expression group. The ITGAV prediction model showed some detectability (AUC=0.697), and the predicted ITGAV high‑expression group was also associated with a worse prognosis (P=0.048). In conclusion, radiogenomics predicted the expression of ITGAV in pancreatic cancer, as well as the prognosis.
  • Isamu Hoshino, Hajime Yokota, Yosuke Iwatate, Yasukuni Mori, Naoki Kuwayama, Fumitaka Ishige, Makiko Itami, Takashi Uno, Yuki Nakamura, Yasutoshi Tatsumi, Osamu Shimozato, Hiroki Nagase
    Cancer science 113(1) 229-239 2022年1月  
    Tumor mutational burden (TMB) is gaining attention as a biomarker for responses to immune checkpoint inhibitors in cancer patients. In this study, we evaluated the status of TMB in primary and liver metastatic lesions in patients with colorectal cancer (CRC). In addition, the status of TMB in primary and liver metastatic lesions was inferred by radiogenomics on the basis of computed tomography (CT) images. The study population included 24 CRC patients with liver metastases. DNA was extracted from primary and liver metastatic lesions obtained from the patients and TMB values were evaluated by next-generation sequencing. The TMB value was considered high when it equaled to or exceeded 10/100 Mb. Radiogenomic analysis of TMB was performed by machine learning using CT images and the construction of prediction models. In 7 out of 24 patients (29.2%), the TMB status differed between the primary and liver metastatic lesions. Radiogenomic analysis was performed to predict whether TMB status was high or low. The maximum values for the area under the receiver operating characteristic curve were 0.732 and 0.812 for primary CRC and CRC with liver metastasis, respectively. The sensitivity, specificity, and accuracy of the constructed models for TMB status discordance were 0.857, 0.600, and 0.682, respectively. Our results suggested that accurate inference of the TMB status is possible using radiogenomics. Therefore, radiogenomics could facilitate the diagnosis, treatment, and prognosis of patients with CRC in the clinical setting.

MISC

 30
  • 小助川 克也, 川本 一彦, 森 康久仁, 須鎗 弘樹
    人工知能学会全国大会論文集 JSAI2022 4Yin224-4Yin224 2022年6月  
    軌道狂いとは軌道に生じた歪みや変形であり,その劣化速度は保線工事や軌道直下の地盤などの複数の外因的要素によって変化する.これらの外因的要素を表すデータには,軌道直下の地形を表す空間的なカテゴリカルデータや,保線工事の施工有無を表す時空間的な二値データなどがある.これまで我々は,このような外因性データを用いて,convolutional long short-term memory (ConvLSTM) によって新幹線の軌道狂いを時空間予測してきた.このConvLSTMでは,カテゴリカルデータや二値データを埋め込み層に入力することで,各外因的要素を特徴ベクトルで表現した.本論文では,専門家の知見にしたがって,降水量,設備の年齢,列車の単位通過量を新たな外因性データとして追加し,回帰予測している.ドクターイエローによる実データを用いた実験では,追加した外因性データを含めて,予測への寄与を調べ,予測に影響のある外因的要素を特定した.
  • 星野 敢, 森 康久仁, 岩立 陽祐, 石毛 文隆, 郡司 久, 桑山 直樹, 江藤 亮大郎, 外岡 亨, 早田 浩明, 滝口 伸浩, 横田 元, 鍋谷 圭宏
    日本外科学会定期学術集会抄録集 121回 SF-5 2021年4月  
  • 田代弘平, 寺崎優希, 横田元, 太田丞二, 堀越琢郎, 森康久仁, 須鎗弘樹
    人工知能学会全国大会論文集(Web) 34th 2020年  
  • 小須田玲花, 小名木佑来, 太田丞二, 高橋愛, 高岡浩之, 堀越琢郎, 横田元, 森康久仁, 須鎗弘樹
    人工知能学会全国大会論文集(Web) 34th 2020年  
  • ONGGO Barata, 太田 丞二, 堀越 琢朗, 横田 元, 森 康久仁, 須鎗 弘樹
    人工知能学会全国大会論文集 2020 2H5GS1305-2H5GS1305 2020年  
    <p>継続的な治療における今後の治療方針の決定や治療効果の評価のために,各治療のステップに応じてCT画像を複数の時期で撮影することが一般的に行われている.したがって,現在の状態を写したCT画像中の注目すべきスライスが,過去に撮像したCT画像のどのスライスに対応しているかを特定する必要がある.そこで,深層距離学習を用いて異なる時期に撮影したCT画像中の各スライス間の類似度を測り,注目スライスと最も類似したスライスを特定する方法論を提案することが本研究の目的である. モデルの学習には,クエリー,ポシティブ,ネガティブの3つの画像を1組にしたトリプレットロスを利用した.注目するスライスの上下β枚のスライスは臓器の構造が類似していると仮定し,学習時のポシティブ画像として扱い,それ以外のスライスをネガティブ画像とした.9,062枚のCT画像を利用し学習を行い,テストでは,異なる時期に撮影されたCT画像を利用した.学習結果のモデルを用いて,時期が異なるCTスライスの位置を推定したところ,経験豊富な放射線技師の視覚評価と同等の結果を得ることができた.</p>
  • 唐 啓超, ヤン・テイショウ, 吉村 裕一郎, 長谷川 豊, 森 康久仁, 須鎗 弘樹, 並木 隆雄, 中口 俊哉
    日本医用画像工学会大会予稿集 38回 34-34 2019年7月  
  • 唐 啓超, ヤン・テイショウ, 吉村 裕一郎, 森 康久仁, 須鎗 弘樹, 並木 隆雄, 中口 俊哉
    日本医用画像工学会大会予稿集 38回 136-142 2019年7月  
    我々はこれまで舌撮影装置TIASを開発し,舌色診断支援システムを構築してきた.この舌色診断支援システムのクリニックや家庭への普及に向けて使用手順の自動化が求められている.そこで本研究ではシステム自動化に向けた舌検出と領域抽出の手法を検討した.舌検出について,先行研究の結果では感度と精度は0.9以上に達したが特異度は0.4未満と誤検出が多発していた.そこでMobileNets深層学習モデルを用いた舌検出手法を提案した.TIASで撮影した舌画像798枚を用いてモデルを学習させたところ,舌検出特異度と精度の大幅な向上を確認した.舌の領域抽出について,SLICとGrabCutを用いた先行研究の結果では平均IoU値が0.75未満と精度に課題があった.そこで本研究ではPix2Pix深層学習モデルと領域拡張法を組み合わせた舌領域抽出法を提案した.関連手法との比較評価実験の結果,提案手法の優位性を確認した.(著者抄録)
  • 寺崎優希, 横田元, 向井宏樹, 山内昌磨, 黒澤隆那, 太田丞二, 堀越琢郎, 森康久仁, 須鎗弘樹
    人工知能学会全国大会(Web) 33rd 2N4J1301-2N4J1301 2019年  
    <p>脳動脈瘤はくも膜下出血と呼ばれる重大疾患の主要因であり,破裂すると多くの場合死に至るため,医師の診断による早期発見・治療が求められる. 医師の診断を支援する目的として,これまでに,磁気共鳴血管画像(Magnetic Resonance Angiography; MRA)を用いて脳動脈瘤を自動検出する機械学習手法がいくつか提案されている. 近年では,画像認識タスクで広く利用されてる畳み込みニューラルネットワーク(Convolutional Neural Networks; CNN)を用いた脳動脈瘤検出手法が提案されており,高い精度で瘤を検出できることで知られている. これまでに提案されているCNNを用いた脳動脈瘤検出手法は,いずれも2次元画像を入力としたネットワーク構成となっており,動脈の屈折部に隠れた瘤が正確に検出することが難しいという問題があった. そこで本研究では,入力として2次元画像を用いたネットワークと3次元ボクセルを用いたネットワークで検出感度を比較し,その精度を評価する. 実験の結果,2Dネットワークと比較し3Dネットワークでは,高い検出感度で少ない誤検出率を達成した.</p>
  • 森 康久仁
    医用画像情報学会雑誌 35(3) 42-47 2018年9月  
  • 鎌倉 伊織, 森 康久仁, 斉藤 陽一, 原田 元, 松葉 育雄
    電子情報通信学会論文誌A: 基礎・境界 100(8) 309-312 2017年8月  
    てんかん発作の伝播経路を推定することを目的として、ARモデルを多次元に拡張したベクトルARモデル(VARモデル)にてんかん患者の16チャネルの脳波データをあてはめて分析した。患者Aは重度のてんかんを患っており、左脳に障害がある成人で、医学的知見、過去の実験から患部はO1かP3あたりと推察された。患者Bは右脳に障害をもっている成人で、950秒付近から脳波の動きに異常が見られた。患者Aの発作前の脳波データと発作時の脳波データをVAR(1)モデルにあてはめた。殆どのチャネルがそのチャネル自身の一時刻前の値が一番大きく影響していたが、発作前は基本的にはチャネル同士での影響はないが、患部だけは他のチャネルに影響を及ぼしていた。患部であるO1は左脳側に、C3、C4は右脳側に、T3は左右脳どちらにも強く影響を与えていた。患部であるO1は左脳側に、C3、C4は右脳側に、T3は左右脳どちらにも強く影響を与えた。患者Bでも同様の実験を行ったところ、患者Aほど顕著ではなかったが、発作時にはC4、T4が全体に影響を与えていて、C3は左脳に影響を与えていた。
  • 渡辺 俊平, 森 康久仁, 斉藤 陽一, 原田 元, 松葉 育雄
    電子情報通信学会技術研究報告(MEとバイオサイバネティックス) 113(314) 27-32 2013年11月  
    てんかんの診断には脳波中に現れる異常な脳波を検出し、そこから患者の症状を把握し、処方を行う。このため、てんかんの脳波を症状別に分類することが非常に大事になってくる。しかしてんかん患者に見られる発作は患者によって様々で、未だにそのメカニズムは解明されていない。したがって、てんかんを分類できる精緻なモデルが必要とされている。従来の研究例として、海馬の電位の実測値とマクロニューロンモデルを比較したものがある。しかし、脳のダイナミクスを理解するには細胞単位で構成されたミクロなニューロンモデルが必要とされている。また、海馬に対応したモデルがEEGに対応できるか疑わしい。そこで、本研究ではてんかん患者のEEGに共通する事項を発見し、この性質を再現できるミクロニューロンモデルを提案する。(著者抄録)
  • 岡本 康希, 森 康久仁, 斉藤 陽一, 原田 元, 松葉 育雄
    電子情報通信学会技術研究報告(MEとバイオサイバネティックス) 113(314) 33-38 2013年11月  
    てんかんとは脳の一部に異常な電気的な波が発生することで、全身または体の一部の痙攣や意識障害が発生する神経疾患の中で最も多い疾患の1つである。てんかんの発作脳波の挙動には決定論的な不規則現象の存在、つまりカオスの可能性が示唆されている。てんかんの発作脳波を決定論的な現象として捉えることができるならば、てんかんの発作の挙動を確率的な要素を含まない微分方程式などで記述できるということである。そして、その微分方程式を利用して、実際にコンピューター上でてんかんの発作の挙動を再現したり、カオスの特徴である短期予測可能性を利用して、てんかんの発作の短期予測をすることも可能になる。しかし、これらを行うには、てんかんの発作脳波のカオス性の程度や妥当性、移り変わりなどを正しく捉える必要がある。本研究では、健常者とてんかん患者に見られる発作脳波を対象として、その時系列的変化をカオスの観点から解析し、そのアトラクターの動態、フラクタル次元、リアプノフ指数を明らかにすることにより、健常者とてんかんの発作脳波のカオス性の程度と差異を検討した。(著者抄録)
  • 木船 雅弥, 吉田 謙介, 森 康久仁, 斉藤 陽一, 原田 元, 松葉 育雄
    電子情報通信学会技術研究報告(MEとバイオサイバネティックス) 113(314) 39-44 2013年11月  
    てんかんとは、発作により痙攣や意識障害などを引き起こす脳の神経疾患の一つである。てんかん症状を持つ患者は、人口の0.4~0.9%とされており、決して珍しい病気ではない。近年では、てんかん患者が自動車運転中に発作を引き起こし、交通事故が発生するなど社会的問題となっている。てんかんのメカニズムを解明するために、医学・工学の分野において研究がなされているが、そのメカニズムは未だに解明されていない。本研究では、てんかん症状を持つ患者の脳波の実データを時系列モデルに当てはめ、モデルの出力と実データとの差(残差)から、安定分布によりてんかん発作時の脳全体での特徴を解析した。(著者抄録)
  • 吉田 謙介, 木船 雅弥, 渡辺 俊平, 森 康久仁, 斉藤 陽一, 原田 元, 松葉 育雄
    電子情報通信学会技術研究報告(MEとバイオサイバネティックス) 112(479) 149-153 2013年3月  
    てんかんは発作により痙攣や意識障害などを起こす脳疾患で、罹患者が起こした交通事故で問題にもなっている。症状の軽い患者は外科的治療や投薬により発作を抑えられるが、症状が重く完治が難しい患者は予期せぬ発作のリスクを抱えてしまう。しかし、発作の兆候がわかれば対処も容易となり、事故を未然に防ぐことや発作を抑え苦痛を軽減することなどができる。本研究では脳波に時系列モデルをあてはめ、モデルの出力と実際の脳波との差(残差)から、安定分布によるてんかん脳波の特徴を解析し、発作の兆候に関する検討を行った。(著者抄録)
  • セミ・アブドレヒミ, 森 康久仁, 斉藤 陽一, 原田 元, 松葉 育雄
    電子情報通信学会技術研究報告(MEとバイオサイバネティックス) 111(482) 139-143 2012年3月  
    てんかん患者に見られる発作は患者によって様々であり、そのメカニズムを明らかにするため、脳波上の異常波検出または海馬を中心とした研究が行われている。従来の研究例として海馬に限定したてんかん発作モデルと実測値を比較したニューロンモデルがあるが、神経回路モデルが小規模で通常計測したEEGに対応するかどうか疑問が残っており、いまだそのメカニズムに関する議論が収束していない。そこで我々は発作時脳波の特徴を再現できる微細モデルの構築を目指し、まずてんかん症状を持つ患者の実データを用いて、発作直前と発作が起こっている区間に着目し、自己回帰モデルに当てはめ発作時脳波の特徴を分析した。(著者抄録)
  • 松下 右京, セミ・アブドレヒミ, 森 康久仁, 斉藤 陽一, 原田 元, 松葉 育雄
    電子情報通信学会技術研究報告(MEとバイオサイバネティックス) 111(217) 45-50 2011年9月  
    脳の柔軟な情報処理機構を明らかにしようと、神経細胞のカオスの効果に着目した神経回路モデルの研究が行われている。しかし従来の研究では簡略化された神経回路モデルにおいてカオス的性質が議論されており、複雑な脳との関連を直接扱うことができていない。そこで我々は脳に近い詳細な神経回路モデルの構築を目指し、Hodgkin-Huxley方程式を採用してシミュレーションを行った。そしてその結果、脳と神経回路モデルに共通して現れ、カオスと関連があると考えられる自律的状態遷移を確認した。(著者抄録)
  • Hiroshi Tenmoto, Yasukuni Mori, Mineichi Kudo
    Structural, Syntactic, and Statistical Pattern Recognition, Joint IAPR International Workshops, SSPR 2004 and SPR 2004(SSPR/SPR) 1043-1051 2004年  
  • MORI Yasukuni, KUDO Mineichi
    IEICE transactions on information and systems 86(8) 1474-1474 2003年8月1日  
  • International Journal of Knowkedge-Based Intelligent Engineering Systems 7(2) 70-77 2003年  
  • Frontiers in Artificial Intelligence and Applications 85(85) 104-111 2002年  
  • Frontiers in Artificial Intelligence and Applications (85) 104-111 2002年  
  • KUDO M, TORII Y, MORI Y, SHIMBO M
    Pattern Recognition Letters 19(9) 777-786 1998年7月  
  • Mineichi Kudo, Yoichiro Torii, Yasukuni Mori, Masaru Shimbo
    Pattern Recognition Letters 19(9) 777-786 1998年  
  • 森 康久仁, 工藤 峰一, 外山 淳, 新保 勝
    全国大会講演論文集 55 13-14 1997年9月24日  
    パターン認識で、多次元データの特微的構造を解析することは非常に重要である。特に、各クラスが分離可能であるか、また、どの程度分布が重なっているかを知ることは識別子の設計において重要な情報となる。一般的に多次元データの構造を視覚化するには、何らかの基準で二次元あるいは三次元の低次元空間に射影する必要がある。しかし、クラスター構造や非線型構造などの構造を正確に表現することは難しい。そこで、本研究ではサンプルを囲う超区間によりクラスの構造をとらえ、グラフを用いてその構造を二次元表示し、解析する手法を提案する。
  • 電子情報通信学会技術報告 PRMU2000(119) 7-12  
  • Lecture Note in Computer Science, Advances in Patter Recognition 3138 1043-1051  

所属学協会

 2

共同研究・競争的資金等の研究課題

 4