「第20回 NMRマイクロイメージング研究会」(生物・医用画像の自動評価のための能動的機械学習法 CARTA)

「第20回 NMRマイクロイメージング研究会」にて弊社CTOである、朽名 夏麿(くつななつまろ)博士が登壇し、「生物・医用画像の自動評価のための能動的機械学習法 CARTA」 と題した人工知能を利用した画像分類技術 “CARTA” について講演をします。

目次

2016年8月10日、「第20回 NMRマイクロイメージング研究会」にて弊社CTOである、朽名 夏麿(くつななつまろ)博士が登壇します。「生物・医用画像の自動評価のための能動的機械学習法 CARTA」 と題し、人工知能を利用した画像分類技術 “CARTA” について特別講演を行います。

・NMRとは

NMRについて詳しく書いてあった記事があったので、それについてまとめていきたいと思います。以下の内容は、「核磁気共鳴(NMR)とは」の内容を参照しました。

原子とは物質を構成する最小の単位です。原子は、原子核である陽子と中性子と、原子核の周りを高速で移動する電子によって構成されています。

原子の構造

NMRは核磁気共鳴という名前の通り、原子核の性質に注目した手法です。
原子核には小さな磁石の性質があります。

原子核 = 磁石

これに磁場をかけると、磁場と同じ方向を向いた安定な状態と反対向きの不安定な状態ができます。

磁場をかけた状態

この二つのエネルギー差に対応する高周波磁場を外から与えるとエネルギーの低い状態から高い状態への遷移が起こります。これを「共鳴」といいます。 共鳴しているのは核スピンであるため,この共鳴を「核磁気共鳴(NMR)」といいます。

エネルギー遷移状態

これを医療に用いたのがよく知られるMRI(磁気共鳴映像法)です。

・CARTAとは

CARTAを初めて聞く人も少なくないと思います。ここではCARTAについて説明していきたいと思います。

弊社のCTOの文章を引用すると、
clustering- aided rapid training agent(CARTA)は、さまざまな生物画像と目的に適用できる汎用性を備えた,適応的な画像分類システム.CARTA は対話的に研究者の知識を収集し, バイオ画像から抽出可能な多様な評価尺度の組合せの中 から,各自の目的に相応しい分類基準を探し出すことを 目指した能動学習のシステム
とあります。

現在、画像撮影技術の向上により、画像データの枚数、種類、サイズはいずれも増大しています。つまりバイオ画像データが「ビッグデータ」となっており、これを解析することがこれからは望まれています。
しかし、研究者は画像全てに目を通すわけにはいきません。なので、定量的で信頼性の高い「画像分類の自動化」が重要になるわけです。そこで今ブームを迎えている機械学習を用いていきます。

従来は、画像の分類を行うときに、研究者自身が分類に用いる基準をソフトウェアに再現する必要があり、非常に大変でした。

バイオ画像を自動分類する方法は応用が進んでいるのは、「教師あり学習」です。ここで、「教師あり学習」とは多くのラベルありの画像(目視などでラベルをつける必要があり、以下ではアノテーションと呼ぶ)を用いて、機械にそれを学習させる方法です。

機械学習のフローチャート

これに対して、能動学習と呼ばれる手法もあります。能動学習とは、入力された画像から、研究者がアノテーションすべき画像である質問画像が自動的に選ばれ、研 究者は質問に答えることでアノテーションを与え、この工程を繰り返すことでアノテーション情報を収集し,分類基準を効率 よく作成する方法です。

CARTAは能動学習をより精度を上げる方法として注目されています。

CARTAでは、対話的に研究者の知識を収集し、分類基準を目的に相応しいように設定することができ、それによって「教師あり学習」よりもさらに高い精度が得ることができたようです。

CARTAによる自動分類

急成長している自動画像判別の分野の一端を知りたいな、という方はぜひともご参加ください!

イベントページから引用した情報を記載します。

▼イベントページより引用

【日時】
2016年8月10日(水)
研究会:9時15分から17時45分(受付開始8時45分より)
懇親会:18時過ぎから柏の葉キャンパス駅近くのレストランにて(予定)

【特別講演】17:00~17:40
朽名 夏麿(くつななつまろ)博士(東京大学 大学院新領域創成科学研究科)
「生物・医用画像の自動評価のための能動的機械学習法 CARTA」

人工知能を利用した画像分類技術 “CARTA” についてお話下さいます。
MR画像分類への応用事例もご紹介頂く予定です。

【場所】
都合により部屋が変更になりました。
国立がん研究センター 先端医療開発センター(柏キャンパス)3階セミナールーム1・2
〒277-8577 千葉県柏市柏の葉6-5-1

【会場へのアクセス】
電車とバスのご利用を推奨します。
つくばエクスプレス線 柏の葉キャンパス駅下車
バス(東武バス 流山おおたかの森駅東口行、または江戸川台駅東口行、
または東大西行)を利用し、約6分、国立がん研究センター下車

【参加資格】
NMR、MRIおよび磁気共鳴に興味を持っておられる方であれば、どなたでも参加できます。
学会等の会員である必要はありません。