Nagoya Repository

曹, 赟健

CAO, Yunjian

学位報告４ 
 
 
主 論 文 の 要 約  
 
論文題目  
 
氏  名 
報告番号 ※甲    第     号 
論 文 内 容 の 要 約  
Sports scheduling involves the design and optimization of match fixtures for tournaments or leagues, 
considering constraints such as fairness, logistical feasibility, and audience engagement. Sports 
scheduling problems are well-known in the fields of operations research, combinatorial optimization, 
and artificial intelligence due to their practical importance and mathematical complexity. Key 
challenges include minimizing travel distances, balancing home and away games, and avoiding unfair 
sequences, such as consecutive matches against strong opponents. Sports scheduling is a critical area 
of study due to its practical relevance and the mathematical complexity of balancing these competing 
objectives. 
 
In sports scheduling, round-robin tournament scheduling is one of the most studied problems. Round-robin 
tournaments are widely used in sports leagues such as football and baseball leagues. In a round-robin 
tournament, each team plays against every other team a specified number of times (e.g., once in a single 
round-robin or twice in a double round-robin). The primary objective is to design a schedule that meets 
fairness requirements, minimizes logistical constraints such as travel distances, and avoids unfair 
sequences such as consecutive matches against strong teams. Among such factors, the carry-over effect 
is often considered in evaluating a schedule from the viewpoint of fairness. The carry-over effect 
measures the impact of the sequence of opponents faced by a team, particularly focusing on the advantage 
or disadvantage created by the strength of previous opponents. 
 
In this study, we focus specifically on the carry-over effect minimization problem in round-robin 
tournament scheduling. Our aim is to develop methods to design schedules that minimize the carry-over 
effect, thereby enhancing the fairness of the tournament. By addressing this critical aspect, our work 
contributes to the broader objective of creating equitable and efficient tournament schedules for 
real-world applications. 
 
In this paper, we introduce the fact that through the correspondence between the vertices of the graph 
Metaheuristics for the carry-over effect minimization
 problem in round-robin tournament scheduling 
（総当たりリーグ戦の対戦表作成における 
残存作用最小化問題に対するメタ戦略アルゴリズム） 
曹  赟健  
 
and the teams, and between the edges and the matches, a schedule for a round-robin tournament can be 
considered as a perfect matching decomposition of a complete graph. For a complete graph whose edges 
describe all possible matches in a round-robin tournament, we consider a rainbow perfect matching, which 
we call a base matching, to describe a round of a schedule. By using the circle method, a round-robin 
tournament schedule can be generated from any base matching. The carry-over effect value of the schedule 
generated by the circle method can be evaluated in linear time. Using this method, for a neighborhood 
operation obtained by removing μ edges and the edge containing vertex n-1 from the current perfect 
matching, and then adding μ+1 edges, the time to compute the carry-over effect value of a single neighbor 
can be reduced to O(μ). By extending this method, we show that for the same neighborhood operation, 
the time to compute the weighted carry-over effect value of a single neighbor can also be reduced to 
O(μ). 
 
For the carry-over effect value minimization problem, we design a metaheuristic algorithm based on 
iterated local search to search for a “good” base matching, that is, one that generates a round-robin 
tournament schedule with a low carry-over effect value. Our algorithm incorporates dynamic parameters, 
short-term memory strategy from tabu search, and kick operations from the iterated local search (ILS) 
framework. We confirmed through computational experiments that our proposed algorithm obtained solutions 
with carry-over effect values equal to or lower than the best-known values for 15 out of the 17 tested 
instances with up to 40 teams. In addition, we updated the best-known records for three instances. 
 
Then, we propose a heuristic approach combining integer programming and an iterated local search 
algorithm for the weighted carry-over effect value minimization problem. The ILS part of this approach 
is built upon the algorithm we previously developed for the unweighted version of the problem, leveraging 
its efficiency and structure to solve the more complex weighted case. Our method begins by performing 
the ILS, in which solutions are represented using the base matching framework. Whenever the ILS stops, 
finding a good locally optimal solution, a quadratic assignment problem (QAP) is formulated and solved 
to find an optimal assignment between matched vertices and teams. Through computational experiments, 
we confirmed that the proposed algorithm improved the best-known records for three instances. 
 
 


English

Metaheuristics for the carry-over effect minimization problem in round-robin tournament scheduling

朱, 文青

Zhu, Wenqing

別紙１－１ 
 
論文審査の結果の要旨および担当者 
 
 
 
 
氏 名  
報告番号 ※ 甲 第      号 
論 文 題 目  
 
論文審査担当者  
主 査  
委 員 
委 員 
委 員 
 
 
朱 文青 
Research of Multilingual Code Clone Detection 
(多言語向けコードクローン検出技術の研究及び適用) 
名古屋大学大学院情報学研究科 教 授 高田広章 
 名古屋大学大学院情報学研究科 教 授 楫 勇一 
 立 命 館 大 学 情 報 理 工 学 部 教 授 吉田則裕 
    南山大学大学院理工学研究科  教  授 井上克郎  
 
別紙１－２    論 文 審 査 の 結 果 の 要 旨     
 
朱文青（ZHU Wenqing）君提出の論文「Research of Multilingual Code Clone Detection
（邦題：多言語向けコードクローン検出技術の研究及び適用）」は，多言語対応コードクロー
ン検出に関する一連の研究をまとめたもので，７章で構成されている。 
第１章は序論であり，ソフトウェア工学における重要な課題としてコードクローン検出技
術が広く研究されてきた一方で，その言語拡張性については十分な注目が払われていない現
状を指摘し，既存の多言語対応コードクローン検出技術の課題について整理している。また，
本論文の貢献についてまとめ，論文の構成を説明している。 
第２章は準備のための章であり，コードクローンに関連する用語の定義と，従来のコード
クローン検出技術とその課題について説明している。 
第３章では，主要なプログラミング言語に対して，タイプ 3 のクローンを検出するツール
である MSCCD を提案している。自動生成されたパーサが生成する構文解析木に基づいてコ
ードブロックを抽出し，トークンバッグに基づく重複度計算により，正確なクローン検出を
可能にしている。MSCCD の有効性を評価するために，既存のベンチマークにおいて既存の
最先端クローン検出器と同等の再現率，適合率，スケーラビリティを達成できることに加え
て，言語に対する拡張性もあることを示している。 
第４章では，コードクローン検出技術の再現率と適合率を測定するための多言語ベンチマ
ークを提案している。ベンチマークを構築するために，競技プログラミングサイトから収集
した複数言語で書かれたソースコードを使用している。具体的には，同じ問題に対して合格
したコードをクローン，異なる問題のコードを非クローンと定義し，再現率と適合率を測定
する手法を提案している。このベンチマークを用いて，4 種類のコードクローン検出器を評
価した結果，再現率と適合率は言語ごとに大きく異なることを明らかにした。 
第５章では，コードクローン検出における大規模言語モデル（LLM）の有効性を評価して
いる。既存のベンチマークから構築した 7 つのデータセットを用いて，5 つの LLM による
コードクローン検出能力を評価した。その結果，ほとんどの LLM が高い再現率と適合率を
達成するデータセットがあった一方で，再現率と適合率の低いデータセットもあり，現在の
LLM には限界があることも判明した。 
第６章では，IoT システム間のコードクローン分析を行なっている。GitHub 上にある 9 種
類の言語で記述された 122 の IoT システムレポジトリを分析し，30%以上のプロジェクトで
プロジェクトをまたがったクローンがあること，クローンを通じた不具合伝播の多くが未解
決であることなどを発見した。このことは，自動クローン管理ツール導入の有効性を示唆し
ている。 
第７章は結論であり，本論文の成果をまとめるとともに，今後の課題について論じている。 
以上のように，本論文は，多言語対応コードクローン検出技術についての提案に加えて，
その評価手法の提案や事例分析等を実施しており，いずれにおいても学術的な新規性の高い
成果を挙げている。よって，本論文提出者，朱文青君は，博士（情報学）の学位を受けるに
十分な資格があるものと判定した。 


Research of Multilingual Code Clone Detection

張, 路暘

Zhang, Luyang

別紙１－１ 
 
論文審査の結果の要旨および担当者 
 
 
 
 
氏 名  
報告番号 ※ 甲 第      号 
論 文 題 目  
 
論文審査担当者  
主 査  
委 員 
委 員 
委 員 
委 員 
 
張 路暘 
Medical Image Segmentation Model Training 
Approaches with Low Annotation Costs  
（低アノテーションコストの医用画像分割モデルの 
訓練アプローチ） 
名古屋大学大学院情報学研究科 教 授 森 健策 
 名古屋大学大学院情報学研究科 教 授 石川佳治 
 名古屋大学大学院情報学研究科 准教授 工藤博章 
    名古屋大学情報基盤センター  准教授 小田昌宏   
 
名古屋工業大学大学院工学研究科 教 授 本谷秀堅 
別紙１－２    論 文 審 査 の 結 果 の 要 旨     
 
張路暘君提出の論文「Medical Image Segmentation Model Training Approaches with Low 
Annotation Costs」は、低コストのアノテーションで高精度なセグメンテーションを実現する
ことのできる新たな深層学習モデル訓練手法を提案するものであり、５章から構成される。 
第１章では、本論文における研究の背景、目的、ならびに位置づけについて述べている。
医用画像セグメンテーションの重要性について述べ、そのコンピュータ診断支援（CAD）お
よびコンピュータ手術支援（CAS）における役割を概説している。深層学習の進展により医
用画像の自動セグメンテーションが可能になったものの、ピクセルレベルのアノテーション
には専門知識と高いコストを要することが問題となっている。本研究は、低コストのアノテ
ーションで高精度なセグメンテーションを実現する新たなモデル訓練手法を提案し、腹腔鏡
手術動画と 3D CT 画像のセグメンテーションに焦点を当てている。 
第２章では、医用画像セグメンテーションにおける従来の手法と最新技術についてサーベ
イを行っている。Contrastive Learning や Semi-supervised Learning など、ラベル付きデータの
量を削減しながら高精度な認識結果を得る手法に特に焦点を当ててサーベイを行っている。 
第３章では、腹腔鏡手術動画における高コストなピクセルレベルアノテーションの問題を
解決するため、クラス単位の Contrastive Learning とマルチスケール特徴抽出を組み合わせた
新手法を提案している。本手法は、（１）同じカテゴリに属する画像からポジティブペア、
異なるカテゴリに属する画像からネガティブペアを定義するクラス単位の Contrastive 
Learning、（２）マルチスケール Projection Head による特徴抽出、（３）セグメンテーション
と分類を同時に学習するマルチタスク学習をそれぞれ導入している。実験では、CholecSeg8k
データセット（胆のう摘出術の内視鏡映像）を使用し、ピクセルレベルアノテーションが与
えられたデータを 1〜10%のみ用いても、従来の Supervised Learning 手法と比較して最大 12%
の IoU スコア向上を達成できることを確認している。 
第４章では、3D CT 画像のセグメンテーションにおける高コストとカテゴリ不均衡の問題
を解決するため、Double Mix 擬似ラベルフレームワークを提案している。本手法は、（１）
カテゴリごとのデータ分布に基づく動的重み付け、（２）モデルの信頼度とカテゴリ難易度
を考慮した重み付け、（３）擬似ラベル生成とデータ拡張を組み合わせた Double Mix 擬似ラ
ベルをそれぞれ導入し、クラス不均衡を軽減しながらセグメンテーション精度の向上を図っ
ている。BTCV（腹部臓器セグメンテーション）および CHD（冠動脈疾患セグメンテーショ
ン）データセットで検証し、ピクセルレベルアノテーションが与えられたデータを 5%のみ
用いた場合でも、CHD データセットで最大 5.1%、BTCV データセットで最大 7.0%の Dice ス
コア向上を達成している。 
第５章では、本論文を総括し、今後の課題と展望について述べている。 
以上のように、本研究では、低コストのアノテーションで高精度なセグメンテーションを
実現する新たなモデル訓練手法について述べている。これらの手法は、画像処理を含む知能
システム学分野の発展に寄与するのみならず、医療機器開発を通じた臨床医学の発展にも寄
与するものと考える。  
これらのことから、張路暘君提出の論文は学術ならびに産業の向上に寄与すると考え、博
士（情報学）の学位論文に相応しいものと判断する。 
 
 


Medical Image Segmentation Model Training Approaches with Low Annotation Costs

井上, 裕介

Inoue, Yusuke

Periodicities in Regular Languages, Context-Free Languages,and Their Weighted Extensions

中西, 凜道

Nakanishi, Rindo

Periodic Properties of Automata with Data Values and Game-Theoretic Characterizations of Privacy Protection and Rational Verification

鈴木, 一弘

Suzuki, Kazuhiro

論 文 目 録 
 報 告 番 号  ※ 甲 第       号  氏 名  鈴木 一弘 
 
 主 論 文    
   題 目                                                          冊 
Preoperative serum microRNAs as potential prognostic biomarkers in ovarian  
clear cell carcinoma 
 
     （卵巣明細胞癌における予後予測バイオマーカーとしての血液中miRNAプロファイル 
の解析） 
 
      Journal of Gynecologic Oncology 34巻3号 2023年5月発行 
 
 
  （既に印刷公表したものについては、その方法及び年月日、未公表のものについては、 
    公表の方法及び時期を記入すること） 
 
  副 論 文 
   題 目                                                          冊 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
（ 同 上 ） 
 
 参 考 論 文 
   題 目                                                          冊 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
（ 同 上 ） 
 


Preoperative serum microRNAs as potential prognostic biomarkers in ovarian clear cell carcinoma

香川, 匠

Kagawa, Takumi

Elevated arsenic level in fasting serum via ingestion of fish meat increased the risk of hypertension in humans and mice

杉野, 香世子

Sugino, Kayoko

論 文 目 録 
 報 告 番 号  ※ 甲 第       号  氏 名  杉野 香世子 
 
 主 論 文    
   題 目                                                          冊 
Adenylate cyclase 9 expression level is associated with hormone  
receptor-positive breast cancer and predicts patient prognosis 
 
（アデニル酸シクラーゼ9の発現はホルモン受容体陽性乳癌と関連し患者の予後を 
予測する） 
 
Nagoya Journal of Medical Science 86巻4号 2024年11月掲載予定 38枚 
 
  （既に印刷公表したものについては、その方法及び年月日、未公表のものについては、 
    公表の方法及び時期を記入すること） 
 
  副 論 文 
   題 目                                                          冊 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
（ 同 上 ） 
 
 参 考 論 文 
   題 目                                                          冊 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
（ 同 上 ） 
 


Adenylate cyclase 9 expression level is associated with hormone receptor-positive breast cancer and predicts patient prognosis

安井, 昭洋

Yasui, Akihiro

 
主論文の要旨 
 
 
 
Developing an Effective Off-the-job Training Model 
and an Automated Evaluation System for 
Thoracoscopic Esophageal Atresia Surgery 
 
胸腔鏡下食道閉鎖症手術のための効果的な 
off the job trainingモデルと手技自動評価システムの構築 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
名古屋大学大学院医学系研究科 総合医学専攻 
病態外科学講座 小児外科学分野 
（指導：内田 広夫 教授） 
安井 昭洋 
 
【緒言】 
成人外科領域では既に広く浸透している内視鏡手術だが、小児外科領域においても、
従来の手術と比較して、整容面や術後回復にすぐれ、その上で合併症などの周術期の
成績は同等である、といった内視鏡手術の有用性を支持する報告が集積されてきてい
る。それに伴い適応疾患が拡大され鏡視下手術の実施症例数も着実に増えつつある。 
小児内視鏡外科手術の特徴として、狭小な術野でかつ脆弱な組織を対象とするため、
繊細で丁寧、かつ効率的な動きなど、小児外科特有の高度な手術スキルを必要とする。
しかし、希少疾患を対象とするため、成人外科領域と比較して実践での手技修練の機
会は非常に少なく、手術スキル獲得のための効果的な off the job training のシステム構
築が喫緊の課題となっている。 
当教室ではこれまで、食道閉鎖症を始めたとした希少疾患の内視鏡トレーニングモ
デルの作成に取り組んできた。これら疾患モデルを用いた修練に加えて、更なる効率
的な手技獲得のためには、修練者に対して客観的な手術手技評価を feedback するシス
テムが必要であると考えた。そこで本研究では深層学習の手法を用いて、修練者の鉗
子の動き自動認識し、その情報を基に手術手技の優劣を自動評価するシステムの構築
を目的とした。 
 
【対象及び方法】 
本研究では、①入力画像から鉗子を自動認識するシステムの構築、②一連の鉗子の
動きに関する情報を基に手技優劣を推論するシステムの構築、という２段階を踏んで
手技動画から手術手技を自動評価するシステムを構築した。 
食道閉鎖症の内視鏡トレーニングモデルを用いた腸管縫合のタスクを被験者に課
し、すべての手技を録画し解析対象データとして使用した。そして、まず第１段階と
して鉗子の自動認識のために、得られた手技動画をもとに、鉗子先端の box annotation
により学習データセットを作成した。作成したデータセットを YOLOv3 という物体検
出の深層学習アルゴリズムを用いて学習させ、鉗子先端を自動認識するシステムを構
築した。 
続いて手技優劣の自動評価システム構築のための教師データを作成した。本研究で
は、事前検討により手技難度が高く、優劣の差がでやすい「結紮」の場面での鉗子の
所作を評価対象とした。具体的には、模擬腸管への運針を終了した時点を始まりとし、
そこから３回糸を結び終わるまでを「結紮」の場面として定義した。手技評価方法と
して、内視鏡手術手技の客観的評価法として既に報告されている「29-point Checklist」
と「Suturing Error score sheet」という 2 つの評価表、そしてそれに手技時間を加えた、
合計 40 を超える評価項目を用いて、被験者から得られた縫合手技動画の「結紮」場面
を総合評価し、手技優劣における”Good 群”と”Poor 群”の２群に分けた。この２群間で
見られる鉗子の動きの特徴を、CNN と呼ばれる深層学習アルゴリズムを用いて学習さ
せることで、修練者の鉗子先端の一連の動きから手技の優劣を自動判別する AI シス
テムの構築を試みた。 
- 1 -
【結果】 
１．手術鉗子自動認識システム精度 
鉗子画像 9936 枚に対して box annotation を行い、学習データセットを作成し鉗子の
自動認識システムを構築した。鉗子の認識精度は、IoU(Intersection over Union)という
指標において 0.68 を示した。 
 
２．手術手技優劣自動評価システム精度 
被験者から得られた「結紮」場面の手技動画を、客観的評価シートと手技時間を基
に総合評価した結果、手技優劣に関して”Good 群”:13 例、”Poor 群”:32 例に分けられ
た。これを正解ラベルとして、構築した手技評価 AI システムを用いて精度検証を行
った。AI モデルでは、これら 45 症例を”Good 群”:8 例、”Poor 群”:37 例にそれぞれ分
別した。２群識別の精度として、正解率 80%(36 例/45 例）、陽性的中率 75%(6 例/8 例)、
特異度 94%(30 例/32 例)を示した。モデルの予測性能指標として用いられる AUC(Area 
Under the ROC Curve)においては、0.81 を示した。 
 
【考察】 
本研究では、鉗子の動きから手技の優劣を簡便に判別するシステムを構築した。予
測性能に関しては、AUC 値 0.81 で比較的精度の高い精度を示した。OJT の手技評価
法に要求される重要な要素として、修練者の手技を過大評価しないこと、すなわち偽
陽性が可能な限り少ないことが望まれる。実際の手術を執刀するに足る技量を十分に
持たない修練者を的確に識別することが、患者の利益の最大化につながるためである。
その点において、本システムの特異度は 94%と高く、OJT の修練プログラムに導入す
るのに十分な水準を満たしていると考えられる。 
深層学習の課題として、その複雑なアルゴリズムのため、導かれた推論結果が入力
データからどのような情報を抽出し評価しているのかが不透明であることが挙げられ
る。本研究では、手技の優劣の正解ラベルを付けるにあたり、「29-point Checklist」か
ら 13 項目、「Suturing Error score sheet」から 35 項目、そして手技時間を含めて合計 49
個の項目で評価した。そこで、これら 49 項目と AI の手技判定結果との相関を算出し
た。相関係数 0.3 以上を示す項目を 5 項目認めた。1 つに手技時間を含み、残りの 4 項
目の内 3 項目は「鉗子の動き自体の滑らかさ」、あるいは「無駄な動きをしていない
か」といずれも鉗子の動きの質を評価する項目であった。これは、数値化のできない
主観的な評価項目を、入力された鉗子情報から AI モデルもしっかりと認識できてい
ることを示唆する。 
 
【結論】 
深層学習の手法を用いて、手技動画を入力することで鉗子を自動認識し、その自動
抽出した鉗子の動きを基に内視鏡手術手技の優劣を自動的に判断し feedback するシス
テムを構築した。 
- 2 -


Developing an Effective Off-the-job Training Model and an Automated Evaluation System for Thoracoscopic Esophageal Atresia Surgery

立枩, 良崇

Tatematsu, Yoshitaka

論 文 目 録 
 報 告 番 号  ※ 甲 第       号  氏 名  立枩 良崇 
 
 主 論 文    
   題 目                                                          冊 
Annual trends in atypical haemolytic uremic syndrome management in Japan and  
factors influencing early diagnosis and treatment: a retrospective study 
 
（本邦における非典型溶血性尿毒症症候群の診療に関する年次推移、早期診断・治療の要因： 
後方視的研究） 
 
Scientific Reports 14巻18265番 2024年8月掲載 
 
  （既に印刷公表したものについては、その方法及び年月日、未公表のものについては、 
    公表の方法及び時期を記入すること） 
 
  副 論 文 
   題 目                                                          冊 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
（ 同 上 ） 
 
 参 考 論 文 
   題 目                                                          冊 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
（ 同 上 ） 
 


Annual trends in atypical haemolytic uremic syndrome management in Japan and factors influencing early diagnosis and treatment: a retrospective study

Nagoya University

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