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Cytological image analysis via the concept of the homology

Research Project

Project/Area Number 18H03333
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 62010:Life, health and medical informatics-related
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

Nakane Kazuaki  大阪大学, 医学系研究科, 招へい教授 (10298804)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山本 浩文  大阪大学, 医学系研究科, 教授 (30322184)
堤 康嘉  大島商船高等専門学校, 一般科目, 教授 (30450141)
横山 雄起  大阪大学, 医学系研究科, 助教 (60615714)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2019: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2018: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Keywordsホモロジー / 細胞診断 / クロマチンパターン / 遠隔診断 / 画像診断 / クロマチン
Outline of Final Research Achievements

Cytopathology is an indispensable test when establishing a treatment policy for lung cancer.The "chromatin pattern" that is the basis of diagnosis is so complicated that long-term training is required for cytotechnologists who make clinical diagnoses. The development of automatic diagnosis support technology is an urgent issue.Chromatin in the cell nucleus is randomly distributed in three-dimensional space, and it is very difficult to put it to practical use by the image processing method using AI.We have developed a new "homology profile method" and quantified the chromatin pattern by an objective index.Homology is a mathematical concept that quantifies the degree of contact of figures, but our method has made it possible to quantitatively evaluate the state of chromatin that is three-dimensionally distributed in the cell nucleus.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で開発したホモロジー・プロファイル法は、画像を輝度を変化させながら二値化を行うことで画像を図形に変換し、図形のホモロジー量の変化のグラフ(プロファイル)から画像を数値化するというものである。この方法は医療施設間の染色の異なりにも影響されないうえに、計算システムが非常に軽く設計されている。このため、ネットを通じた遠隔診断にも応用可能である。
細胞診断は、細胞検査士などの専門家による主観的な判断による部分が大きく、客観的な指標による均てん化は喫緊の課題である。本手法の研究をさらに進めることで、日本のみならず、病理医の少ない地域に対しても、医療サービスを展開することが可能となる。

Report

(4 results)
  • 2021 Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] Homology-Based Image Processing for Automatic Classification of Histopathological Images of Lung Tissue2021

    • Author(s)
      Nishio Mizuho、Nishio Mari、Jimbo Naoe、Nakane Kazuaki
    • Journal Title

      Cancers

      Volume: 13 Issue: 6 Pages: 1192-1192

    • DOI

      10.3390/cancers13061192

    • NAID

      120007026364

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Automated Gleason Grading on Prostate Biopsy Slides by Statistical Representations of Homology Profile2020

    • Author(s)
      C.Yan,K. Nakane, X.Wang, Y. Fud, H.Lua, X. Fand, D. Feldmane, A.Madabhushi, J. Xu
    • Journal Title

      Computer Methods and Programs in Biomedicine

      Volume: 194 Pages: 194220-194220

    • DOI

      10.1016/j.cmpb.2020.105528

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] ホモロジープロファイル法を用いた肺小細胞癌と肺非小細胞癌の鑑別2021

    • Author(s)
      飯田 健斗
    • Organizer
      第60回日本臨床細胞学会秋期大会
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  • [Presentation] ホモロジー特徴量を用いた画像解析法について2021

    • Author(s)
      中根 和昭
    • Organizer
      明治大学シンポジウム AIを用いた医療画像解析の現状と課題
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  • [Presentation] ホモロジー概念を用いた大腸癌発生過程の数理学的病理診断2019

    • Author(s)
      松田 美和 、中根 和昭 、横山 雄起 、南雲 サチ子 、森井 英一 、山本 浩文
    • Organizer
      第30回日本消化器癌発生学会総会
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    • Author(s)
      堤 康嘉、中根 和昭
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      日本数学会(秋季)応用数学分科会
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    • Author(s)
      中根 和昭
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      MIMS共同研究集会「生命振動現象の理解を深めるモデリングとネットワーク解析」
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Published: 2018-04-23   Modified: 2023-01-30  

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