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| 講演名 | 2025-12-05 14:40 心臓CT画像からの冠動脈狭窄位置推定における不均衡データに着目した精度向上手法の研究 ○近藤実乃里・青野雅樹（豊橋技科大）・清水一生・橋本雅史・宮地健史・野村 契（豊橋ハ-ト）  MICT2025-47 MI2025-55 |
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| 抄録 | （和） | 本研究では, 非造影CT画像を用いて冠動脈狭窄の有無と位置を推定する手法を開発した. 対象は心臓の4種類の冠動脈（RCA, LAD, LCX, LMT）で, 狭窄位置推定問題をマルチラベル・マルチクラス分類として扱った. 4つの冠動脈のうち, LMTは症例数が極端に少なく, 既存の2D DNNモデルや3D CNNモデルの単独利用では精度が低いことが課題であった. そこで, (手法1) 複数の3D CNNモデルのアンサンブル学習, (手法2) 損失関数を柔軟に制御できるFocal Loss損失関数の採用と異なる複数のFocal Lossを制御するパラメータモデルでのアンサンブル学習, (手法3) 症例が少ない冠動脈LMTだけを先に二値分類し, その後残りの冠動脈を分類する二段階分類法の３つのアプローチで, 潜在的に不均衡データに対応可能と思われる手法を実装し実験を行った. 結果, 手法1と手法3で, 医学的に重要な評価尺度である再現率で, 従来手法より大幅な改善が見られた. 手法2に関しても3Dモデル単体より不均衡データにロバストな結果が得られた. |
| （英） | This study involved developing a method for estimating the presence and location of coronary artery stenosis using non-contrast CT images. The four coronary arteries of the heart targeted were: RCA, LAD, LCX and LMT. The stenosis localisation task was treated as a multi-label, multi-class classification problem. However, the low number of cases involving the LMT resulted in low accuracy when using conventional 2D DNN or standalone 3D CNN models. To address this issue, we implemented and evaluated three approaches that can potentially handle imbalanced data: (1) ensemble learning using multiple 3D CNN models; (2) ensemble learning based on parameterised models that control different Focal Loss functions and flexibly adjust the loss according to data imbalance; and (3) a two-stage classification method, whereby the LMT is first classified in a binary manner, followed by classification of the remaining arteries. Approaches (1) and (3) achieved significant improvements in recall, a clinically important metric, compared with conventional methods. Approach (2) also demonstrated greater robustness to data imbalance than single 3D models. | |
| キーワード | （和） | 冠動脈狭窄 / 非造影CT画像 / 不均衡データ / マルチラベル・マルチクラス分類 / / / / |
| （英） | coronary artery stenosis / non-contrast CT images / imbalanced data / multi-label multi-class classification / / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 125, no. 270, MI2025-55, pp. 62-65, 2025年12月. | |
| 資料番号 | MI2025-55 | |
| 発行日 | 2025-11-27 (MICT, MI) | |
| ISSN | Online edition: ISSN 2432-6380 | |
| 著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します．(許諾番号：10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) | |
| PDFダウンロード | MICT2025-47 MI2025-55 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | MICT MI |
| 開催期間 | 2025-12-04 - 2025-12-05 |
| 開催地（和） | 岡山コンベンションセンター |
| 開催地（英） | Okayama Convention Center |
| テーマ（和） | 医用画像工学一般，ヘルスケア・医療情報通信技術，一般 |
| テーマ（英） | Medical imaging technology, healthcare and medical information communication technology, etc. |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | MI |
| 会議コード | 2025-12-MICT-MI |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | 心臓CT画像からの冠動脈狭窄位置推定における不均衡データに着目した精度向上手法の研究 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | On research on accuracy improvement methods for estimating coronary artery stenosis location from cardiac CT images, focusing on imbalanced data |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | 冠動脈狭窄 / coronary artery stenosis |
| キーワード(2)（和/英） | 非造影CT画像 / non-contrast CT images |
| キーワード(3)（和/英） | 不均衡データ / imbalanced data |
| キーワード(4)（和/英） | マルチラベル・マルチクラス分類 / multi-label multi-class classification |
| キーワード(5)（和/英） | / |
| キーワード(6)（和/英） | / |
| キーワード(7)（和/英） | / |
| キーワード(8)（和/英） | / |
| 第1著者 氏名（和/英/ヨミ） | 近藤 実乃里 / Minori Kondo / コンドウ ミノリ |
| 第1著者 所属（和/英） | 豊橋技術科学大学 (略称： 豊橋技科大) Toyohashi University of Technology (略称： TUT) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 青野 雅樹 / Masaki Aono / アオノ マサキ |
| 第2著者 所属（和/英） | 豊橋技術科学大学 (略称： 豊橋技科大) Toyohashi University of Technology (略称： TUT) |
| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） | 清水 一生 / Kazuki Shimizu / シミズ カズキ |
| 第3著者 所属（和/英） | 豊橋ハートセンター (略称： 豊橋ハ-ト) Toyohashi Heart Center (略称： THC) |
| 第4著者 氏名（和/英/ヨミ） | 橋本 雅史 / Masashi Hashimoto / ハシモト マサシ |
| 第4著者 所属（和/英） | 豊橋ハートセンター (略称： 豊橋ハ-ト) Toyohashi Heart Center (略称： THC) |
| 第5著者 氏名（和/英/ヨミ） | 宮地 健史 / Kenji Miyaji / ミヤジ ケンジ |
| 第5著者 所属（和/英） | 豊橋ハートセンター (略称： 豊橋ハ-ト) Toyohashi Heart Center (略称： THC) |
| 第6著者 氏名（和/英/ヨミ） | 野村 契 / Kei Nomura / ノムラ ケイ |
| 第6著者 所属（和/英） | 豊橋ハートセンター (略称： 豊橋ハ-ト) Toyohashi Heart Center (略称： THC) |
| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2025-12-05 14:40:00 |
| 発表時間 | 20分 |
| 申込先研究会 | MI |
| 資料番号 | MICT2025-47, MI2025-55 |
| 巻番号（vol） | vol.125 |
| 号番号（no） | no.269(MICT), no.270(MI) |
| ページ範囲 | pp.62-65 |
| ページ数 | 4 |
| 発行日 | 2025-11-27 (MICT, MI) |
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