| Project/Area Number |
18F18719
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 外国 |
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| Review Section |
Basic Section 43040:Biophysics-related
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
小松崎 民樹 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (30270549)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
CLEMENT JEAN-EMMANUEL 北海道大学, 電子科学研究所, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2018-11-09 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2019: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2018: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
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| Keywords | 1細胞ラマン分光イメージング / 圧縮センシング / 画像解析 / 標準化手法 / 次元縮約 / 1細胞ラマン分光 / ラマン分光イメージング / 癌細胞診断 / 属性選択 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
圧縮センシング手法の発展により、より少ないデータ数で「数理的に」超解像イメージングを実現する方法が蓄積されてきた。生きた細胞や生体組織のラマン散乱スペクトルがつくる高次元空間のうち、少ない次元で細胞状態（癌/正常細胞）を分類できることが明らかとなってきた。このことは、細胞状態を同定する少数次元から成る特徴量が存在し、効率的なスパースモデリングが可能であることを示唆している。Clement博士の研究は、1．細胞および生体組織のラマン分光イメージングデータに対し、圧縮センシングの手法を取り入れてラマン分光画像をできるだけ少ない回数の照射パターンで復元するアルゴリズムを導入したラマン顕微鏡のための情報計測手法を構築すること、2．画像処理技術を駆使してS/N比が低いラマン画像からスパースな構造をもつミトコンドリアなどを自動抽出するアルゴリズムを開発し、細胞状態との関係性を明らかにすること、3．宇宙線除去などラマンスペクトル解析は複数の前処理を必要とする。前処理のうち、宇宙線除去の自動化、背景光を効率的に取り除くアルゴリズムを開発すること、の3点を展開してきた。1．に関しては、アルゴリズム開発はほぼ終えて数値的には少ない回数の照射パターンでラマン分光画像が復元できることを示すことに成功し、ラマン顕微鏡にアルゴリズムを導入した共同研究者の装置開発が進んでいる。2．は次元縮約、スパース主成分分析、テクスチャ分解、数学的形態変換等を組み合わせた手法を開発し、甲状腺濾胞癌、その非癌細胞株に対してミトコンドリアと脂肪滴を抽出し、細胞状態の違いとそれらオルガネラとの依存性を明らかにした。3．は、従来、アドホックに画像毎に除去していた宇宙線を自動的に抽出、除去するアルゴリズムならびに照射光ムラなどを抑える背景ラマン除去法を開発することに成功した。2，3に関してアルゴリズム部分の論文化を進めている。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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