フローサイトメトリ法による血液凝固構造の完全な３Ｄ情報復元と新規血液診断法の創出
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21K04073
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 21030:Measurement engineering-related
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| Research Institution | Muroran Institute of Technology |
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Principal Investigator |
船水 英希 室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 准教授 (90516486)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | 血液細胞 / ディジタルホログラフィ / 顕微鏡 / フローサイトメトリ / 計測システム / 血液検査 |
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| Outline of Research at the Start |
日本の生活習慣病の患者数は急速に増加しており，脳卒中などの血栓性疾患に関連した血液凝固機能の血栓形成メカニズムの解明，血液凝固特性の高精度な定量化，定期的な凝固検査のための低コストな装置の開発が急務である．本研究では，細胞のリアルタイム立体観察が可能な新規な顕微鏡を実装したフローサイトメトリ法により，血液凝固構造の立体形状を復元し，形状の特徴から細胞識別・分類を行うことで，新規な血液診断基準の創出および血液凝固構造の形成メカニズム解明への新規知見の取得を目指す．また，開業医レベルで導入可能かつ集団検診や在宅健康診断による早期診断・早期発見に最適で低コストな可搬装置の設計・開発を目的とする．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，広視野かつ非侵襲・非染色にリアルタイム３次元観察が可能なディジタルホログラフィック顕微鏡を実装したフローサイトメトリ法により，流路内の血液細胞が回転しながら流れることを利用してコンピュータトモグラフィ処理を適用し，血液凝固構造の３次元形状情報を完全に復元する．また，復元した凝固構造の３次元形状パラメータの統計データを用いた細胞識別・分類により，新規な血液診断基準の創出および血液凝固構造の形成メカニズム解明への新しい知見の取得および可搬な診断装置の設計・開発を目的としている．
令和５年度では，単一の赤血球および血液凝固構造の３Ｄ形状情報から取得された１８種の幾何学的な形態パラメータの多変量解析の研究を進めた．最も単純な分類と考えられる，単一の赤血球と血液凝固構造を分類する多変量解析を実行した．各パラメータ間を相関係数により定量化しつつ，学習データに用いるパラメータ数および組み合わせに対して主成分分析と判別分析を適用し，全パターンの正答率を確認した．その結果，形態パラメータの１つである体積値のみにより約８８％の正答率が得られ，他のパラメータを追加しても１～３％増減する程度となることがわかった．これは，血液凝固構造が２個以上の赤血球を含む構造であるため，体積によるしきい値処理で比較的容易に分類可能であるということと，他のパラメータを追加しても逆にノイズを付与する効果となるという直感的な予測および理解と一致している．また，本構成した装置および解析プログラムに基づき，可搬型の装置設計を行い，解析に用いるノートPCを除くと，一般的なアタッシュケースに収まる程度の可搬設計が可能であることがわかった．
これらの研究成果を，国内雑誌１件，国際会議４件，全国大会３件，支部会２件で発表した．
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Report
(3 results)
Research Products
(24 results)
