研究者業績

小橋 昌司

コバシ ショウジ  (Syoji Kobashi)

基本情報

所属
兵庫県立大学 工学研究科 教授 (研究所長)
学位
博士(工学)(姫路工業大学)

研究者番号
00332966
ORCID ID
 https://orcid.org/0000-0003-3659-4114
J-GLOBAL ID
200901031674454407
researchmap会員ID
6000003807

外部リンク

論文

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  • Kenta Takatsuji, Yoshikazu Kida, Kenta Sasaki, Daisuke Fujita, Yusuke Kobayashi, Tsuyoshi Sukenari, Yoshihiro Kotoura, Masataka Minami, Syoji Kobashi, Kenji Takahashi
    The Journal of bone and joint surgery. American volume 106(23) 2196-2204 2024年12月4日  査読有り
    BACKGROUND: Ultrasonography is used to diagnose osteochondritis dissecans (OCD) of the humerus; however, its reliability depends on the technical proficiency of the examiner. Recently, computer-aided diagnosis (CAD) using deep learning has been applied in the field of medical science, and high diagnostic accuracy has been reported. We aimed to develop a deep learning-based CAD system for OCD detection on ultrasound images and to evaluate the accuracy of OCD detection using the CAD system. METHODS: The CAD process comprises 2 steps: humeral capitellum detection using an object-detection algorithm and OCD classification using an image classification network. Four-directional ultrasound images of the elbow of the throwing arm of 196 baseball players (mean age, 11.2 years), including 104 players with normal findings and 92 with OCD, were used for training and validation. An external dataset of 20 baseball players (10 with normal findings and 10 with OCD) was used to evaluate the accuracy of the CAD system. A confusion matrix and the area under the receiver operating characteristic curve (AUC) were used to evaluate the system. RESULTS: Clinical evaluation using the external dataset resulted in high AUCs in all 4 directions: 0.969 for the anterior long axis, 0.966 for the anterior short axis, 0.996 for the posterior long axis, and 0.993 for the posterior short axis. The accuracy of OCD detection thus exceeded 0.9 in all 4 directions. CONCLUSIONS: We propose a deep learning-based CAD system to detect OCD lesions on ultrasound images. The CAD system achieved high accuracy in all 4 directions of the elbow. This CAD system with a deep learning model may be useful for OCD screening during medical checkups to reduce the probability of missing an OCD lesion. LEVEL OF EVIDENCE: Diagnostic Level II. See Instructions for Authors for a complete description of levels of evidence.
  • Yukihiro Imaoka, Nice Ren, Soshiro Ogata, Hirotoshi Imamura, Yasuyuki Kaku, Koichi Arimura, Shogo Watanabe, Eri Kiyoshige, Kunihiro Nishimura, Syoji Kobashi, Masafumi Ihara, Kenji Kamiyama, Masafumi Morimoto, Tsuyoshi Ohta, Hidenori Endo, Yuji Matsumaru, Nobuyuki Sakai, Takanari Kitazono, Shigeru Fujimoto, Kuniaki Ogasawara, Koji Iihara
    Annals of clinical and translational neurology 11(12) 3103-3114 2024年12月  査読有り
    OBJECTIVE: We evaluated the effect of CHA2DS2-VASc score and prior use of oral anticoagulants (OACs) on endovascular treatment (EVT) in patients with acute ischemic stroke and atrial fibrillation (AF). METHODS: Patients with AF who received EVT in 353 centers in Japan (2018-2020) were included. The outcomes were symptomatic intracerebral hemorrhage (sICH), in-hospital mortality, functional independence, and successful and complete reperfusion. The effects of CHA2DS2-VASc score, its components, and prior use of OACs were assessed via a multiple logistic regression model. RESULTS: Of the 6984 patients, 780 (11.2%) used warfarin and 1168 (16.7%) used direct oral anticoagulants (DOACs) before EVT. Based on the CHA2DS2-VASc score, 6046 (86.6%) presented a high risk (≥2 for males and ≥3 for females) while 938 (13.4%) had intermediate to low risks. Higher CHA2DS2-VASc scores were associated with increased sICH, in-hospital mortality, and decreased functional independence, regardless of prior OACs. For patients with a high-risk category, prior DOACs increased the odds of successful and complete reperfusion (adjusted odds ratio [95% confidence interval (CI)], 1.27 [1.00-1.61] and 1.30 [1.10-1.53]). For those with integrated intermediate to low risks, neither prior warfarin nor DOAC affected the outcomes. Regardless of total CHA2DS2-VASc scores, patients with congestive heart failure or left ventricular dysfunction, hypertension, age >75 years, or female benefited similarly from prior DOAC use. INTERPRETATION: Prior DOAC use for patients with high- and selected intermediate-risk CHA2DS2-VASc scores increased prevalence of successful and complete reperfusion. These findings may provide supplemental evidence to introduce preventive DOAC for patients with AF.
  • Shuya Ishida, Kento Morita, Kinta Hatakeyama, Nice Ren, Shogo Watanabe, Syoji Kobashi, Koji Iihara, Tetsushi Wakabayashi
    International journal of computer assisted radiology and surgery 2024年11月9日  査読有り
    PURPOSE: Carotid endarterectomy (CEA) is a surgical treatment for carotid artery stenosis. After CEA, some patients experience cardiovascular events (myocardial infarction, stroke, etc.); however, the prognostic factor has yet to be revealed. Therefore, this study explores the predictive factors in pathological images and predicts cardiovascular events within one year after CEA using pathological images of carotid plaques and patients' clinical data. METHOD: This paper proposes a two-step method to predict the prognosis of CEA patients. The proposed method first computes the pathological risk score using an anomaly detection model trained using pathological images of patients without cardiovascular events. By concatenating the obtained image-based risk score with a patient's clinical data, a statistical machine learning-based classifier predicts the patient's prognosis. RESULTS: We evaluate the proposed method on a dataset containing 120 patients without cardiovascular events and 21 patients with events. The combination of autoencoder as the anomaly detection model and XGBoost as the classification model obtained the best results: area under the receiver operating characteristic curve, accuracy, sensitivity, specificity, and F1-score were 81.9%, 84.1%, 79.1%, 86.3%, and 76.6%, respectively. These values were superior to those obtained using pathological images or clinical data alone. CONCLUSION: We showed the feasibility of predicting CEA patient's long-term prognosis using pathological images and clinical data. Our results revealed some histopathological features related to cardiovascular events: plaque hemorrhage (thrombus), lymphocytic infiltration, and hemosiderin deposition, which will contribute to developing preventive treatment methods for plaque development and progression.
  • Shuya Ishida, Kento Morita, Kinta Hatakeyama, Nice Ren, Shogo Watanabe, Syoji Kobashi, Koji Iihara, Tetsushi Wakabayashi
    2024 Joint 13th International Conference on Soft Computing and Intelligent Systems and 25th International Symposium on Advanced Intelligent Systems, SCIS and ISIS 2024 2024年11月  査読有り
    Carotid endarterectomy (CEA) is a surgical treatment for carotid artery stenosis for stroke prevention. Although CEA has been shown to be effective in patients with severe plaque stenosis, predicting long-term outcomes after CEA re-mains difficult. There are many studies that predict prognosis using patients' clinical data, but there are no studies that predict prognosis using carotid plaque pathological images. This study aims to predict the development of cardiovascular disease within one year after surgery in patients undergoing CEA using multimodal learning that combines carotid plaque pathological images, patient's clinical data, and pathologists' interpretation. Moreover, the proposed method contributes to detecting pathological factors and clinical features associated with the development of cardiovascular disease. Pathological risk scores obtained by the anomaly detection model were combined with clinical information and textual features obtained by TF-IDF and they are classified by XGBoost, resulting in a ROC-AUC of 0.850 and a PR-AUC of 0.816. These values showed better classification performance than when each feature was used alone.
  • Md Anas Ali, Daisuke Fujita, Yuna Makihara, Kazuma Noguchi, Syoji Kobashi
    2024 Joint 13th International Conference on Soft Computing and Intelligent Systems and 25th International Symposium on Advanced Intelligent Systems, SCIS and ISIS 2024 2024年11月  査読有り最終著者責任著者
    The extraction of impacted mandibular third molars are common but complex procedure in oral surgery, often assessed using panoramic radiographs. This study proposes a deep learning-based approach for the automatic segmentation and depth-level classification of mandibular third molar teeth according to the Pell & Gregory classification method. Utilizing the YOLOv7 segmentation model, we segmented the molar teeth and mandible and developed an algorithm for depth-level classification. Despite the small training dataset of 315 images, our models achieved high performance, with Dice Similarity Coefficients (DSC) ranging from 0.9001 to 0.9120 for teeth segmentation and 0.9708 for mandible segmentation. The depth-level classification accuracy was 0.7794 for T32 teeth and 0.9118 for T17 teeth. The proposed method demonstrates the potential of deep learning in automating the assessment of third molar depth-level extraction difficulty, offering a scalable and accurate solution for clinical use.

MISC

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講演・口頭発表等

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  • 久保 有輝, 新居 学, 無藤 智之, 田中 洋, 乾 浩明, 信原 克哉, 小橋 昌司
    日本医用画像工学会大会予稿集 2018年7月 日本医用画像工学会
    現在用いられている多くの人工肩関節の骨頭部分は球または楕円への近似で設計されている。しかし、同形状は実際の上腕骨頭形状を十分に表現しているとは言い難い。本研究では、人工肩関節設計の目安と成り得る三次元形状を把握するため、上腕骨頭の三次元統計的モデル(SSM)作成法を示す。本手法では、まず肩関節CT画像から上腕骨領域を抽出し、抽出領域から上腕骨形状に基づく座標系を決定する。求めた座標系を基準に位置姿勢を校正し、主成分分析によって上腕骨頭のSSMを取得する。実験では被験者8例から上腕骨頭SSMを構築し、SSMによる個人の生体肩形状に類似した人工肩関節モデル設計の可能性を示した。(著者抄録)
  • 西尾 祥一, Hossain Md, Moazzem, 平中 崇文, 小橋 昌司
    日本医用画像工学会大会予稿集 2018年7月 日本医用画像工学会
    現在、整形外科手術は手術手技、使用器具の種類が豊富であるため、手術器械の受け渡しを行う器械出し看護師は大きな負担を強いられている。また、人工膝関節置換術において医師の骨切り等を補助するためのナビゲーションシステムは存在するが、看護師の器械出しを補助するためのシステムは確立されていない。そこで、本研究では、スマートグラスを用いて手術中に看護師に手技種類、手技進行度の理解や次に使用する器具の選定の補助を行うシステムの構築法を提案する。本手法では、まず、医師視点の手術映像より画像認識技術である畳み込みニューラルネットワーク(CNN)を用いて手技種類の推定を行う。得られた推定結果より器械出し看護師が装着しているスマートグラスに対して使用器具の選定を物体検出技術により、拡張現実(AR)を用いて指示する。実験では人工膝関節置換術を対象としてCNNを利用した手技認識モデル、手術器具検出モデルの構築を行った。(著者抄録)
  • Syoji Kobashi
    2017 6th International Conference on Informatics, Electronics and Vision and 2017 7th International Symposium in Computational Medical and Health Technology, ICIEV-ISCMHT 2017 2018年4月16日
  • Manabu Nii, Manabu Nii, Manabu Nii, Shota Okajima, Reiko Sakashita, Reiko Sakashita, Reiko Sakashita, Misao Hamada, Syoji Kobashi, Syoji Kobashi
    2017 6th International Conference on Informatics, Electronics and Vision and 2017 7th International Symposium in Computational Medical and Health Technology, ICIEV-ISCMHT 2017 2018年4月16日
    © 2017 IEEE. Nurses who engaged in elderly care would like to assess their ability of chewing and swallowing because deterioration of the ability of chewing and swallowing will cause pulmonary aspiration. Currently, nurses can not assess the chewing and swallowing ability quantitatively. In this paper, to quantitatively assess the ability of chewing and swallowing, electromyography (EMG) signals around the lower jaw and the neck are obtained by some electrodes when the subject persons vocalize some Japanese pronunciations. Then, the obtained EMG signals are classified by some machine learning methods. fc-nearest neighbor methods show better classification results for the obtained EMG signals.
  • 小橋 昌司
    システム/制御/情報 2018年3月15日 一般社団法人 システム制御情報学会
  • 盛田健人, 盛田健人, ALAM Saadia Binte, 新居学, 若田ゆき, 安藤久美子, 石藏礼一, 清水昭伸, 小橋昌司
    電子情報通信学会技術研究報告 2018年3月12日
  • 久保有輝, 井城一輝, 盛田健人, 新居学, 無藤智之, 田中洋, 乾浩明, 小橋昌司, 信原克哉
    電子情報通信学会技術研究報告 2018年3月12日
  • 盛田 健人, 小橋 昌司
    細胞 2018年1月 (株)ニュー・サイエンス社
    新生児脳疾患は患者のみではなく家族の生活の質を大きく損ねる恐れがあるが、新生児脳疾患は早期からの治療・療育開始によりその症状を軽減できるため、早期での発見が求められている。本稿では、新生児脳MR画像解析による小児期発達障害発症予測に関し、脳形状統計解析において基礎となる脳形状位置合わせ法、解剖学的特徴点を用いた新生児脳の時空間統計的形状モデルstSSMの構築法を説明する。19名の新生児被験者に対する実験結果より、解剖学的特徴点を用いることで個人差を含めた新生児脳の成長モデルを構築できることを明らかとした。(著者抄録)
  • 小橋 昌司
    生体医工学 2018年 公益社団法人 日本生体医工学会
    兵庫県立大学では、平成28 年4 月に先端医工学研究センター(A M E C :advanced medical engineer ingcenter,通称エイメック)を開設した。本センターでは兵庫県立大学が長年培ってきた医工学研究に関する研究シーズを集結させ,異分野の研究者が学学連携することで,研究開発の深化,効率化,多様化を進めている.そのため本センターには,工学研究科,生命理学研究科,物質理学研究科,シミュレーション学研究科,看護学部,環境人間学部など,分野横断的に50 名以上の教員が参画している.これにより,材料分野,デバイス分野,情報解析分野,バイオ分野,病院情報分野など,様々な医療ニーズへの対応が可能である。本センターが核となり,医療機関の研究ニーズ,ものづくり企業のシーズ,そこに兵庫県立大学の基礎研究開発が加わることで,革新的な医工学製品の研究開発を推進している.その仕組みとして医工連携コンソーシアムを設立し,製造業,医療機関,金融機関,各種団体,個人にご加入いただき,ニーズ,シーズの紹介,マッチングを進めている.さらに最新の医工学関連技術,治療・診断技術を情報収集するため,国内外の工学・医学研究者らを講師にお招きし,毎月例会で学術交流講演会,医工連携セミナーを開催している.また年度フォーラム,国際シンポジウムを開催し,国内外へ本センターの活動周知に努めています.本稿では、センター立ち上げられた際の目的やモチベーション(必要性)苦労した点を挙げ、今後の展開、政府省庁などの行政に期待することを述べる。
  • 西尾祥一, HOSSAIN Moazzem, HOSSAIN Moazzem, 新居学, 平中崇文, 小橋昌司
    ファジィシステムシンポジウム講演論文集(CD-ROM) 2018年
  • 小橋 昌司, Alam Saadia Binte, 新居 学, 清水 昭伸, 安藤 久美子, 石藏 礼一
    バイオメディカル・ファジィ・システム学会年次大会講演論文集 2017年11月 バイオメディカル・ファジィ・システム学会
  • 小橋 昌司, Alam Saadia Binte, 新居 学, 清水 昭伸, 安藤 久美子, 石藏 礼一
    バイオメディカル・ファジィ・システム学会年次大会講演論文集 2017年11月 バイオメディカル・ファジィ・システム学会
  • 盛田健人, BINTE Alam Saadia, 小橋昌司
    システム/制御/情報 2017年8月15日 システム制御情報学会
  • 盛田 健人, 田下 徳起, 新居 学, 小橋 昌司
    日本医用画像工学会大会予稿集 2017年7月 日本医用画像工学会
    本邦には約70万人の慢性関節リウマチ患者が存在し,また毎年数万人が発病する.リウマチは早期治療による予後の著しい改善が見られるが,リウマチの進行度に応じた適切な治療を行う必要がある.リウマチ進行度診断では,年に数回関節レントゲン画像を撮影し,関節破壊進行度mTSスコアを算出しているが,手動であるため膨大な作業時間を要し,またスコアは主観的評価であるため自動化,定量化の需要が高まっている.本稿では,mTSスコアの自動推定を目的とした手X線画像からの手指関節自動検出法を提案する.また,サポートベクター回帰(SVR)による手関節X線画像からのmTSスコア推定とその評価を行う.特徴量として関節周辺画素のHOG(Histogram of Oriented Gradient)を用いた.45名のリウマチ患者手X線画像に提案法を適用した結果,81.4%の精度で手指関節を自動認識できた.また,mTSスコア推定結果から,SVRによるmTSスコアの推定が可能であることが示唆された.(著者抄録)
  • 井城 一輝, 盛田 健人, 新居 学, 無藤 智之, 田中 洋, 乾 浩明, 小橋 昌司, 信原 克哉
    日本医用画像工学会大会予稿集 2017年7月 日本医用画像工学会
    肩腱板修復術の手法は肩腱板断裂の形態によって決定される.断裂形態の診断にはMR画像が用いられる.しかし,MR画像にはスライス間隔が少なからず生じる.したがって,MR画像のみを用いて3次元的な断裂形態を把握することは容易ではない.そこで本研究では,MR画像から半自動的に肩腱板3次元形状を再構築する方法を提案する.はじめに,上腕骨,肩腱板正常部,肩腱板断裂部の3つの領域を手動抽出する.手動抽出した領域はMR画像の輝度情報に基づき,動的輪郭モデルSnakesによって微修正する.その後,陰関数を用いて形状表現を行い3次元表示する.スライス間の陰関数は放射基底関数によって補間した.提案法によって再構築した肩腱板3次元形状と実際の手術所見を比較したので報告する.(著者抄録)
  • 和田 春奈, 新居 学, 中島 章, 米須 勇, 佐久本 哲郎, 徳永 義光, 小橋 昌司
    日本医用画像工学会大会予稿集 2017年7月 日本医用画像工学会
    子宮は筋組織で構成され,子宮筋層の収縮が波のように伝播する子宮ぜん動が生じる.ぜん動は卵巣ホルモンで制御され,胚の着床を助けるなど妊娠,出産で重要な役割を担う.Cine MR画像で観察した子宮ぜん動頻度と妊娠率に相関があることが報告されており,適切なぜん動を促す治療で妊娠率向上が期待できる.しかし,現在のぜん動頻度評価は医師による目視評価で客観性に欠ける.本研究ではCine MR画像による子宮ぜん動の自動定量化法を提案する.提案手法ではまず子宮の動き・変形を補正するために各フレーム間において非剛体位置合わせを行い,次にフーリエ変換による周波数解析により子宮ぜん動の頻度を推定する.提案手法によりCine MR画像での子宮の動き・変形の補正が行え,周波数スペクトルのピークから推定した子宮ぜん動頻度が視覚評価と相関が高いことを明らかにした.(著者抄録)
  • 岡島聖太, 新居学, 坂下玲子, 濱田三作男, 小橋昌司
    システム制御情報学会研究発表講演会講演論文集(CD-ROM) 2017年5月23日
  • 丸居航, ALAM Saadia Binte, 寒重之, 柴田政彦, KOH Min‐sung, 小橋昌司
    システム制御情報学会研究発表講演会講演論文集(CD-ROM) 2017年5月23日
  • 田中洋, 乾浩明, 無藤智之, 小橋昌司, 林豊彦, 信原克哉
    中部日本整形外科災害外科学会雑誌 2017年4月1日
  • 小橋昌司
    中部日本整形外科災害外科学会雑誌 2017年4月1日
  • 小橋昌司
    電気学会光・量子デバイス研究会資料 2017年3月29日 電気学会
  • 武田 悠, 福西 成男, 西尾 祥史, 小橋 昌司, 吉矢 晋一
    日本整形外科学会雑誌 2017年3月 (公社)日本整形外科学会
  • Kento Morita, Manabu Nii, Shunichiro Kambara, Kaori Kashiwa, Hiroshi Nakayama, Shinichi Yoshiya, Syoji Kobashi
    Proceedings - International Conference on Machine Learning and Cybernetics 2017年2月21日
    © 2016 IEEE. In recent years, medical institutions have very big data including medical images. The big image data analysis using the collected medical images is effective to increase the accuracy and the reproducibility of the surgery. Anterior cruciate ligament (ACL) injury causes knee joint instability, and affects on sports performance. Therefore, ACL reconstruction surgery is essential to keep their performance high and to prevent osteoarthrosis. We have proposed a MR image based pre-operative planning system of ACL reconstruction. The system manually applies the Quadrant method to the synthesized pseudo radiograph. This paper proposes a fully automated pre-operative planning system based on the clinical big image data analysis. The experimental results showed that the proposed method successfully estimated the bone tunnel opening site to insert the ACL.
  • 森勇樹, 森勇樹, DE LA MORA Daniela Martinez, DE LA MORA Daniela Martinez, 田下徳起, 小橋昌司, 黄田育宏, 畑豊, 吉岡芳親, 吉岡芳親
    日本磁気共鳴医学会雑誌 2017年
  • 丸居 航, Alam Saadia Binte, 寒 重之, 柴田 政彦, Koh Min-Sung, 小橋 昌司
    バイオメディカル・ファジィ・システム学会年次大会講演論文集 2016年11月 バイオメディカル・ファジィ・システム学会
    Resting state fMRI(rs-fMRI)画像を用いて、各脳部相互作用を解析する新しい方法を提案した。約5分間のecho planer imaging(EPI)連続測定を行い、脳機能画像を取得した。被験者は3名で、一つのデータセットは、150フレームで構成された。フレーム5から149に提案方を適用した。フレームt=5での元画像と前処理後の画像において、前処理により大きく画像が変化した。脳部位を島皮質右側にした場合の平均時系列信号を算出し、始めの信号のぶれが激しかった。線形推定パラメータ算出し、三つの推定パラメータが時間により変化した。フレームt=39での階層クラスタリング適用では、三つの推定パラメータを基に各脳部位が樹形図を形成し、関係性が判別できた。また、階層的クラスタリングの解析で、脳部位番号26(被殻左側)と71(中央帯状回右側)の関係性が近いことを示した。
  • 清瀬太一朗, 湯本高行, 新居学, 小橋昌司, 上浦尚武
    情報処理学会研究報告(Web) 2016年9月6日
  • 盛田 健人, 小橋 昌司, 柏 薫里, 中山 寛, 神原 俊一郎, 森本 雅和, 吉矢 晋一, 相河 聡
    システム制御情報学会研究発表講演会講演論文集 2016年5月25日 システム制御情報学会
  • 安木 麻倫, 小橋 昌司, 澁谷 浩伸, 野村 保, 森本 雅和, 相河 聡
    電子情報通信学会総合大会講演論文集 2016年3月1日 一般社団法人電子情報通信学会
  • 田下 徳起, 小橋 昌司, 森 勇樹
    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 2016年1月19日 電子情報通信学会
  • 中野 椋介, Alam Saadia Binte, 小橋 昌司
    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 2016年1月19日 電子情報通信学会
  • 盛田 健人, 小橋 昌司, 柏 薫里
    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 2016年1月19日 電子情報通信学会
  • 盛田 健人, 小橋 昌司, 柏 薫里, 中山 寛, 神原 俊一郎, 森本 雅和, 吉矢 晋一, 相河 聡
    臨床バイオメカニクス 2016年 日本臨床バイオメカニクス学会
  • 多田 翔平, 小橋 昌司, 今村 史明
    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 2015年11月11日 電子情報通信学会
  • 田下 徳起, 小橋 昌司, 森 勇樹
    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 2015年11月11日 電子情報通信学会
  • 古川 翔一, 上浦 尚武, 小橋 昌司
    システム制御情報学会研究発表講演会講演論文集 2015年5月20日 システム制御情報学会
  • 湯河惇, 河野淳, 西井達矢, 上浦尚武, 小橋昌司, 畑豊
    システム制御情報学会研究発表講演会講演論文集(CD-ROM) 2015年
  • 中野 椋介, 小橋 昌司, 倉本 圭, 若田 ゆき, 安藤 久美子, 石藏 礼一, 石川 智基, 廣田 省三, 畑 豊
    Medical Imaging Technology 2015年 日本医用画像工学会
    新生児脳疾患の計算機診断支援を目的に,アトラスモデルによるMR画像からの脳領域抽出法が提案されている.しかし,新生児は成長に伴い脳形状が大きく変形するため,単一のモデルでは不十分であり,成長に合わせて変形するモデルが必要となる.成長の指標としては年齢があるが,新生児は成長速度に個人差が大きく,年齢を基準としたモデルでは,ばらつきが大きく,鮮鋭なモデルが得られないことが予想される.本論文では,脳領域の解剖学的特徴点を用いた多様体学習により推定された脳発達度をもとにファジィ物体成長モデル(fuzzy object growth model: FOGM)を構築する.そして,FOGMを用いたファジィ連結度領域抽出法を提案し,脳領域を抽出する.提案法による抽出結果を単一のモデルでの抽出結果,年齢を基準としたFOGMによる抽出結果と比較し,抽出精度が向上していることを示す.
  • 小橋 昌司, 澁谷 浩伸, 野村 保, 石川 智基, 上浦 尚武
    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 2014年11月18日 一般社団法人電子情報通信学会
    頭部MRA画像からの脳血管領域抽出は,動脈瘤検出や,脳血管構造理解のため,必要不可欠の処理である.MRA画像はMRI装置での撮影であるため,装置間,画像間でコントラストの違いが大きく,全自動化処理の妨げとなっている.そこで,本研究では,ファジィ連結度を用いた脳血管領域の自動抽出法を提案し,同手法において解析パラメータの全自動設定法を示す.すなわち,本手法では,完全に脳血管領域処理を自動化,パイプライン化することができる.実験では,磁気強度の異なる複数装置で撮影された,様々な症状を有する被験者に本手法を適用した.本手法は,磁気強度の違い,動脈瘤の有無,糖尿病,高血圧,高脂血症などの他疾患の有無に関わらず,良好に脳血管領域を自動抽出できた.
  • Kobashi Syoji, Iwasa Kenjiro, Fujishiro Takaaki, Hayashi Shiya, Hashimoto Shingo, Kuroda Ryosuke, Kurosaka Masahiro, Kamiura Naotake
    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 2014年6月24日 一般社団法人電子情報通信学会
    Outcome of total hip arthroplasty (THA) is strongly correlated to the orientation of the acetabular cup. This paper proposes an assessment method of the acetabular cup using multidetector-row computed tomography (MDCT) images. The method measures angles between the cup implanting axis and the pelvic anatomical coordinate axis. The method was applied to phantoms. We acquired multiple set of MDCT image to evaluate the reliability. The standard deviations of measured angles in multiple acquisitions were 1.27 deg for the inclination angle and 1.83 deg for the anteversion angle.
  • 中野 椋介, 小橋 昌司, 倉本 圭, 若田 ゆき, 安藤 久美子, 石藏 礼一, 石川 智基, 廣田 省三, 畑 豊
    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 2014年1月26日 一般社団法人電子情報通信学会
    新生児脳疾患の診断支援を目的に,アトラスモデルを用いたMR画像からの脳領域抽出法が検討されている.しかし新生児は成長に伴い脳形状が大きく変形するため,単一のモデルでは不十分で成長モデルが必要である.本文では,複数人の脳MR画像をその脳発達度で荷重平均するファジィ物体成長モデル生成(FOGM; fuzzy object growth model)法を2つ提案する.方法1では脳発達度として年齢を用いる.方法2では,新生児においては脳成長に個人差が大きいため,多様体学習を用いた脳MR画像からの発達度推定法を提案する.提案法を評価するため,FOGMを用いて単純しきい値法による脳領域抽出を行った.修正齢0から2歳の16名の被験者に対する実験より,従来の単一モデルより提案するFOGMが高精度に,さらに方法1より方法2が高精度に脳領域抽出を行えた.また多様体学習により推定した発達度は,脳体積,年齢との有意な相関が得られた(p<0.001).
  • 盛田 健人, 小橋 昌司, 倉本 圭, 若田 ゆき, 安藤 久美子, 石藏 礼一, 石川 智基, 廣田 省三, 畑 豊
    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 2014年1月26日 一般社団法人電子情報通信学会
    脳機能解析やVBM (voxel-based-morphometry)などにおいてMR画像を用いた個人脳間の画像位置合わせが用いられている.従来法では主に画像位置合わせの尤度を,脳全体の信号値の一致度とし,脳溝の一致を評価していないため,異なる脳回に位置合わせされる危険性がある.また,新生児脳はMR信号特徴が異なり,脳溝が狭いため,成人を対象とする従来法の適用は困難である.本文では,脳表近傍のMR信号値から算出される脳溝特徴分布(SDI; sulcal-distribution index)を定義し,SDIを特徴量としたFlatteningにより,パラメトリック曲面上で画像間のSDI相互情報量を最大化する3次元非剛体変形を行うことで,脳溝の一致度を尤度とした脳形状位置合わせを可能とする.本手法は脳輪郭周囲のMR信号値を用いるため,脳抽出精度に対する影響が少なく,特に脳溝内の正確な脳輪郭抽出が困難な新生児脳MR画像には有効である.提案法を修正齢3から5週間の新生児3名のMR画像に適用した結果,特徴点間のずれが小さくなることが確認できた.
  • 多田 翔平, 小橋 昌司, 今村 史明
    臨床バイオメカニクス 2014年 日本臨床バイオメカニクス学会
  • 橋岡 亜弥, 倉本 圭, 小橋 昌司
    ファジィシステムシンポジウム講演論文集 2012年9月12日 日本知能情報ファジィ学会
    新生児脳疾患の診断には,長期的に観察可能なMR (magnetic resonance) 画像を用いた脳容積や脳表面積の計測が有効である.これらの測定には脳領域の抽出が必要だが,新生児を対象とした脳領域自動抽出法はまだ確立されていない. 本研究では,ファジィ形状モデルから得られる知識に基づいたファジィ動的輪郭モデルによる脳領域抽出法を提案する.提案法では複数の被験者データからファジィ形状モデルを作成する.ファジィ形状モデルから得られる知識とMR信号値に基づき,動的輪郭モデルが脳領域に属するファジィ所属を求め,これを最大化するように動的輪郭モデルを変形する.実験では,本手法を12名の新生児被験者に適用し,従来法と抽出精度を比較する.
  • 佃 光樹, 江川 正人, 谷口 和彦, 倉本 圭, 小橋 昌司, 畑 豊
    電子情報通信学会総合大会講演論文集 2012年3月6日 一般社団法人電子情報通信学会
  • 郭 悠翔, 倉本 圭, 小橋 昌司, 畑 豊
    電子情報通信学会総合大会講演論文集 2012年3月6日 一般社団法人電子情報通信学会
  • 藤本 達弘, 土屋 直樹, 中嶋 宏, 倉本 圭, 小橋 昌司, 畑 豊
    電子情報通信学会総合大会講演論文集 2012年3月6日 一般社団法人電子情報通信学会
  • 九鬼 正人, 中嶋 宏, 土屋 直樹, 倉本 圭, 小橋 昌, 畑 豊
    電子情報通信学会総合大会講演論文集 2012年3月6日 一般社団法人電子情報通信学会
  • 小橋 昌司, 喜多村 祐里, 倉本 圭, 下野 九理子, 谷池 雅子, 畑 豊
    映像情報メディア学会技術報告 2012年 一般社団法人 映像情報メディア学会
    現在,てんかん原性域の確定診断は硬膜内電極による侵襲的な手法で行われているため,脳外科手術適用が決定された患者にのみ適用されている.さらに同手法では,てんかん原性域の場所は特定できるが,範囲限定が困難である.そこで,本研究ではMR画像を用いた非侵襲的なてんかん原性域の場所特定,範囲限定を行うためのソフトコンピューティング画像処理法を提案する.同手法は,(1)粒子化法,(2)特徴抽出,(3)パターン識別で構成される.粒子化とは,特徴抽出,パターン識別を行うボクセル集合を求めることである.特徴抽出は,粒子よりこれを表現するいくつかの数値ベクトルを算出すること,パターン識別とは,数値ベクトルを基に,てんかん原性域である度合いを求めることである.
  • 橋岡 亜弥, 小橋 昌司, 倉本 圭, 若田 ゆき, 安藤 久美子, 石蔵 礼一, 石川 智基, 廣田 省三, 畑 豊
    映像情報メディア学会技術報告 2012年 一般社団法人 映像情報メディア学会
    低酸素性虚血性脳症などの新生児脳疾患は脳形状を変形させ,脳機能を低下させる危険性がある.脳疾患の悪化は,早期発見と早期治療により防ぐことができる.定量的な診断として,脳容積や脳表面積の測定が注目されている.本研究では,脳容積や脳表面積の測定のための,新生児頭部MR画像を対象とした自動脳領域抽出法を提案する.提案法は,学習データから脳の特徴を取得し,ファジィ物体モデルを構築する.ファジィ物体モデルは脳の特徴をファジィメンバーシップ関数によって表現する.ファジィ物体モデルに基づいた動的輪郭モデルを適用することで,被験者の脳領域を推定する.提案法を12名の被験者に適用した結果,高精度に脳領域を抽出できた.
  • 黒住 亮太, 田中 基史, 倉本 圭, 小橋 昌司, 畑 豊
    バイオエンジニアリング講演会講演論文集 2012年 一般社団法人 日本機械学会

担当経験のある科目(授業)

 17

共同研究・競争的資金等の研究課題

 25

学術貢献活動

 5

社会貢献活動

 2

メディア報道

 11