JP7152455B2 - セグメンテーション装置および学習モデルの生成方法 - Google Patents
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Description
(a)歯領域のセグメンテーションデータを用いて、第3の教師データを準備するステップ、および、準備された第3の教師データを用いて、学習モデルの学習を行うステップ
(b)歯領域のセグメンテーションデータを用いて、第4の教師データを準備するステップ、および、準備された第4の教師データを用いて、学習モデルの学習を行うステップ
(c)歯領域のセグメンテーションデータを用いて、第3の教師データを準備するステップ、準備された第3の教師データを用いて、学習モデルの学習を行うステップ、学習済みの学習モデルに顎顔面構成領域のデータを入力することによって取得されたセグメンテーションデータを用いて、第4の教師データを準備するステップ、および、準備された第4の教師データを用いて、学習モデルの学習を行うステップ
このように、第2の教師データを用いた学習、第3の教師データを用いた学習、および、第4の教師データを用いた学習をさまざまに組み合わせて行うことで、それらの学習を単独で行う場合よりも、セグメンテーション精度を向上できる可能性がさらに高まる。
(a)歯領域のセグメンテーションデータを用いて、第3の教師データ(図11(a)~図11(c)および図12(a)~図12(c)等参照)を準備するステップ(ステップS45)、および、準備された第3の教師データ(図11(a)~図11(c)および図12(a)~図12(c)等参照)を用いて、学習モデルの学習を行うステップ(ステップS46)
(b)歯領域のセグメンテーションデータを用いて、第4の教師データ(図13(a)および図13(b)等参照)を準備するステップ(ステップS47)、および、準備された第4の教師データ(図13(a)および図13(b)等参照)を用いて、学習モデルの学習を行うステップ(ステップS48)
(c)歯領域のセグメンテーションデータを用いて、第3の教師データ(図11(a)~図11(c)および図12(a)~図12(c)等参照)を準備するステップ(ステップS45)、準備された第3の教師データ(図11(a)~図11(c)および図12(a)~図12(c)等参照)を用いて、学習モデルの学習を行うステップ(ステップS46)、第3の教師データ(図11(a)~図11(c)および図12(a)~図12(c)等参照)による学習済みの学習モデルに顎顔面構成領域のデータを入力することによって取得されたセグメンテーションデータを用いて、第4の教師データ(図13(a)および図13(b)等参照)を準備するステップ(ステップS47)、および、準備された第4の教師データ(図13(a)および図13(b)等参照)を用いて、学習モデルの学習を行うステップ(ステップS48)
このように、第2の教師データ(図10(a)~図10(c)等参照)を用いた学習、第3の教師データ(図11(a)~図11(c)および図12(a)~図12(c)等参照)を用いた学習、および、第4の教師データ(図13(a)および図13(b)等参照)を用いた学習をさまざまに組み合わせて行うことで、それらの学習を単独で行う場合よりも、セグメンテーション精度を向上できる可能性がさらに高まる。
Claims (20)
- 顎顔面領域の少なくとも一部である顎顔面構成領域のデータが入力される入力部と、
前記入力部に入力された顎顔面構成領域のデータと、予め生成された学習モデルと、を用いて、前記顎顔面構成領域に含まれる生体的特徴領域および人工的特徴領域の少なくとも一方である特徴領域のセグメンテーションを行う実行部と、
前記実行部の実行結果を出力する出力部と、
を備え、
前記学習モデルは、X線CT撮影またはMRI撮影によって取得されるプロジェクションデータおよび再構成データの少なくとも一方のデータ、または当該データに由来するデータが入力されると、前記特徴領域のセグメンテーションデータを出力するように、教師データを用いて生成されたモデルであり、
前記教師データが、
前記顎顔面構成領域のデータと、X線高吸収体のセグメンテーションデータと、を対応づけた第1の教師データ、
前記顎顔面構成領域のデータと、歯領域のセグメンテーションデータと、を対応づけた第2の教師データ、
前記顎顔面構成領域中の少なくとも歯領域からなる領域のデータと、前記歯領域中の複数の前記生体的特徴領域の各領域のセグメンテーションデータと、を対応づけた第3の教師データ、および、
前記顎顔面構成領域のデータと、歯を支持する生体的特徴領域のセグメンテーションデータと、を対応づけた第4の教師データ、
の少なくとも2つの教師データを含み、
前記学習モデルは、前記少なくとも2つの教師データをそれぞれ重みづけして用いた学習によって生成されたモデルである、
セグメンテーション装置。 - 前記学習モデルが、
前記顎顔面構成領域のデータが入力されると、X線高吸収体のセグメンテーションデータを出力するように前記第1の教師データを用いて生成された第1の学習モデル、
前記顎顔面構成領域のデータが入力されると、歯領域のセグメンテーションデータを出力するように前記第2の教師データを用いて生成された第2の学習モデル、
前記顎顔面構成領域中の少なくとも歯領域からなる領域のデータが入力されると、前記歯領域中の複数の前記生体的特徴領域の各領域のセグメンテーションデータを出力するように前記第3の教師データを用いて生成された第3の学習モデル、および、
前記顎顔面構成領域のデータが入力されると、前記歯を支持する生体的特徴領域のセグメンテーションデータを出力するように前記第4の教師データを用いて生成された第4の学習モデル、
の少なくとも2つを含む、
請求項1に記載のセグメンテーション装置。 - 前記学習モデルが、前記第1の学習モデルおよび第2の学習モデルを含み、
前記実行部が、
前記顎顔面構成領域のデータを前記第1の学習モデルに入力することにより、前記X線高吸収体のセグメンテーションデータを取得し、
前記取得されたセグメンテーションデータを用いて、X線高吸収体に起因するアーチファクトが除去または低減されたアーチファクトリダクションデータを生成し、
前記生成されたアーチファクトリダクションデータを前記第2の学習モデルに入力することにより歯領域のセグメンテーションを行う、
請求項2に記載のセグメンテーション装置。 - 前記学習モデルが、前記第2の学習モデルおよび第3の学習モデルを含み、
前記実行部が、
前記顎顔面構成領域のデータを前記第2の学習モデルに入力することにより、歯領域のセグメンテーションデータを取得し、
前記取得されたセグメンテーションデータを用いて歯領域のデータを生成し、
前記生成された前記歯領域のデータを前記第3の学習モデルに入力することにより、エナメル質、象牙質および歯髄のセグメンテーションデータを取得して前記特徴領域のセグメンテーションを行う、
請求項2に記載のセグメンテーション装置。 - 前記学習モデルが、前記第2の学習モデルおよび第4の学習モデルを含み、
前記実行部が、
前記顎顔面構成領域のデータを前記第2の学習モデルに入力することにより、歯領域のセグメンテーションデータを取得し、
前記取得されたセグメンテーションデータを用いて前記顎顔面構成領域中の前記歯領域と前記歯領域ではない領域とを区分する区分処理を行い、
前記区分処理が実行された前記顎顔面構成領域のデータを前記第4の学習モデルに入力することにより、前記歯領域ではない領域中の前記歯を支持する生体的特徴領域のセグメンテーションデータを取得して前記特徴領域のセグメンテーションを行う、
請求項2に記載のセグメンテーション装置。 - 前記入力部に入力される前記顎顔面構成領域のデータが、歯領域のデータ、または、歯領域およびその周囲領域を含む領域のデータである、
請求項1~5のいずれか1項に記載のセグメンテーション装置。 - 前記学習モデルが出力するセグメンテーションデータが、歯、エナメル質、象牙質、歯髄、歯髄腔、セメント質、皮質骨、海面骨、神経管、血管、顎骨およびX線高吸収体の少なくとも一つのセグメンテーションデータである、
請求項1~6のいずれか1項に記載のセグメンテーション装置。 - 前記教師データは、前記第1の教師データを含む、
請求項1~7のいずれか1項に記載のセグメンテーション装置。 - 前記教師データは、前記第2の教師データを含む、
請求項1~8のいずれか1項に記載のセグメンテーション装置。 - 前記教師データは、前記第3の教師データを含む、
請求項1~9のいずれか1項に記載のセグメンテーション装置。 - 前記第3の教師データは、前記少なくとも歯領域からなる領域のデータと、前記歯領域中のエナメル質、象牙質および歯髄の各領域のセグメンテーションデータと、を対応づけた教師データである、
請求項10に記載のセグメンテーション装置。 - 前記教師データは、前記第4の教師データを含む、
請求項1~11のいずれか1項に記載のセグメンテーション装置。 - 前記学習モデルは、前記顎顔面構成領域のデータが入力されると、X線高吸収体のセグメンテーションデータを出力するように前記教師データを用いて生成されたモデルを含む、
請求項8に記載のセグメンテーション装置。 - 前記学習モデルは、前記顎顔面構成領域のデータが入力されると、前記顎顔面構成領域中の歯領域のセグメンテーションデータを出力するように前記教師データを用いて生成されたモデルである、
請求項9に記載のセグメンテーション装置。 - 前記学習モデルは、顎顔面構成領域中の少なくとも歯領域からなる領域のデータが入力されると、前記歯領域中の複数の前記生体的特徴領域の各領域のセグメンテーションデータを出力するように前記教師データを用いて生成されたモデルである、
請求項10に記載のセグメンテーション装置。 - 前記学習モデルは、前記顎顔面構成領域のデータが入力されると、前記歯を支持する生体的特徴領域のセグメンテーションデータを出力するように前記教師データを用いて生成されたモデルである、
請求項12に記載のセグメンテーション装置。 - 前記実行部は、前記入力部に入力された前記顎顔面構成領域のデータと、前記学習モデルと、を用いて、エナメル質、セメント質、象牙質および歯槽骨のセグメンテーションデータを取得し、前記取得されたセグメンテーションデータに基づいて歯槽骨の吸収度を算出する、
請求項1~16のいずれか1項に記載のセグメンテーション装置。 - 前記実行部は、前記取得されたエナメル質、セメント質、象牙質および歯槽骨のセグメンテーションデータに示されるエナメル質と象牙質との境界から歯槽骨の根尖までの第1の距離に対する、前記境界から歯槽骨頂までの第2の距離の割合に基づいて、歯槽骨の吸収度を算出する、
請求項17に記載のセグメンテーション装置。 - セグメンテーション装置の学習モデルの生成方法であって、
前記セグメンテーション装置は、
顎顔面領域の少なくとも一部である顎顔面構成領域のデータが入力される入力部と、
前記入力部に入力された顎顔面構成領域のデータと、予め生成された学習モデルと、を用いて、前記顎顔面構成領域に含まれる生体的特徴領域および人工的特徴領域の少なくとも一方である特徴領域のセグメンテーションを行う実行部と、
前記実行部の実行結果を出力する出力部と、
を備え、
前記学習モデルは、X線CT撮影またはMRI撮影によって取得されるプロジェクションデータおよび再構成データの少なくとも一方のデータ、または当該データに由来するデータが入力されると、前記特徴領域のセグメンテーションデータを出力するように、教師データを用いて生成されたモデルであり、
前記教師データが、
前記顎顔面構成領域のデータと、X線高吸収体のセグメンテーションデータと、を対応づけた第1の教師データ、
前記顎顔面構成領域のデータと、歯領域のセグメンテーションデータと、を対応づけた第2の教師データ、
前記顎顔面構成領域中の少なくとも歯領域からなる領域のデータと、前記歯領域中の複数の前記生体的特徴領域の各領域のセグメンテーションデータと、を対応づけた第3の教師データ、および、
前記顎顔面構成領域のデータと、歯を支持する生体的特徴領域のセグメンテーションデータと、を対応づけた第4の教師データ、
の少なくとも一つを含み、
前記学習モデルが、
前記顎顔面構成領域のデータが入力されると、X線高吸収体のセグメンテーションデータを出力するように前記第1の教師データを用いて生成された第1の学習モデル、
前記顎顔面構成領域のデータが入力されると、歯領域のセグメンテーションデータを出力するように前記第2の教師データを用いて生成された第2の学習モデル、
前記顎顔面構成領域中の少なくとも歯領域からなる領域のデータが入力されると、前記歯領域中の複数の前記生体的特徴領域の各領域のセグメンテーションデータを出力するように前記第3の教師データを用いて生成された第3の学習モデル、および、
前記顎顔面構成領域のデータが入力されると、前記歯を支持する生体的特徴領域のセグメンテーションデータを出力するように前記第4の教師データを用いて生成された第4の学習モデル、
の少なくとも一つを含み、
前記生成方法は、
前記第2の教師データを準備するステップよりも前に、前記第1の教師データを準備するステップと、
前記第2の教師データを準備するステップよりも前に、前記準備された前記第1の教師データを用いて前記学習モデルの学習を行うステップと、
を含み、
前記第2の教師データを準備するステップ、前記第3の教師データを準備するステップおよび前記第4の教師データを準備するステップは、少なくとも歯領域からなる領域のデータを前記学習モデルに入力することによって取得されたセグメンテーションデータを用いて、X線高吸収体に起因するアーチファクトが除去または低減された教師データを準備する、
学習モデルの生成方法。 - セグメンテーション装置の学習モデルの生成方法であって、
前記セグメンテーション装置は、
顎顔面領域の少なくとも一部である顎顔面構成領域のデータが入力される入力部と、
前記入力部に入力された顎顔面構成領域のデータと、予め生成された学習モデルと、を用いて、前記顎顔面構成領域に含まれる生体的特徴領域および人工的特徴領域の少なくとも一方である特徴領域のセグメンテーションを行う実行部と、
前記実行部の実行結果を出力する出力部と、
を備え、
前記学習モデルは、X線CT撮影またはMRI撮影によって取得されるプロジェクションデータおよび再構成データの少なくとも一方のデータ、または当該データに由来するデータが入力されると、前記特徴領域のセグメンテーションデータを出力するように、教師データを用いて生成されたモデルであり、
前記教師データが、
前記顎顔面構成領域のデータと、X線高吸収体のセグメンテーションデータと、を対応づけた第1の教師データ、
前記顎顔面構成領域のデータと、歯領域のセグメンテーションデータと、を対応づけた第2の教師データ、
前記顎顔面構成領域中の少なくとも歯領域からなる領域のデータと、前記歯領域中の複数の前記生体的特徴領域の各領域のセグメンテーションデータと、を対応づけた第3の教師データ、および、
前記顎顔面構成領域のデータと、歯を支持する生体的特徴領域のセグメンテーションデータと、を対応づけた第4の教師データ、
の少なくとも一つを含み、
前記生成方法は、
前記第1の教師データ、前記第2の教師データ、前記第3の教師データおよび前記第4の教師データを準備するステップと、
前記準備された前記第1の教師データ、前記第2の教師データ、前記第3の教師データおよび前記第4の教師データをそれぞれ重みづけして用いて、前記学習モデルの学習を行うステップと、
を含む、
学習モデルの生成方法。
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