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脳腫瘍の物性解析を目的としたマルチモーダル・マルチスケール画像位置合わせ手法

Publicly Offered Research

Project AreaMultidisciplinary computational anatomy and its application to highly intelligent diagnosis and therapy
Project/Area Number 17H05278
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionChiba University

Principal Investigator

大西 峻  千葉大学, フロンティア医工学センター, 助教 (30706833)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywords画像位置合わせ / 病理画像 / 超音波像 / 画像特性解析 / 超音波
Outline of Annual Research Achievements

脳腫瘍組織の物性解析に向けた,基礎技術の構築が本研究の目的である.本研究では超音波顕微鏡を用いて,音速や音響インピーダンスなどの音響特性を計測する.超音波顕微鏡は高空間分解能でスキャンすることができ,画像化することが可能である.一方,腫瘍の組織物性は病理画像から取得する.ここで,超音波像と病理画像は計測範囲や空間分解能に違いがある上,画像特性も大きくことなる.そのため,従来の位置合わせ技術では高精度化させることが困難であった.
本研究では平成29年度に病理画像の特性変換手法を構築した.Convolutional Neural Networkを用いて変換モデルを構築し,病理画像から超音波像を推定する手法である.生成された疑似的な超音波像の画像特徴は実際の超音波像と類似していることを確認した.これにより従来手法でも十分な精度で位置合わせが実施できることを確認した.
平成30年度では位置合わせされた画像セットを用い,組織特性と音響特性の関係解析を実施した.また,解析を実施するにあたり,病理画像から組織特性を算出する手法を構築した.本研究課題では細胞核や血球,細胞質の密度をパラメータとして算出した.このとき,病理画像から各組織領域を抽出する必要があるが,U-Net型の深層学習手法を導入することにより,高精度な抽出を実現した.関係解析を実施した結果,細胞核密度と音響特性に相関があることを確認した.また,音響特性から,脳腫瘍のグレードを大まかにLow GradeかHigh Gradeかを判定可能であることを確認した.

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] Thammasat University(タイ)

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  • [Presentation] Multi-Scale Speed of Sound Analysis by Comparing of Histological Image and Ultrasonic Microscopic Images at Multiple Frequencies2019

    • Author(s)
      Takuya Ogawa, Kenji Yoshida, Shu Kashio, Takashi Ohnishi, Hideaki Haneishi, Tadashi Yamaguchi
    • Organizer
      International Forum on Medical Imaging in Asia 2019
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    • Author(s)
      樫尾周,大西峻,小川拓朗,伊藤一陽,廣野誠一郎,山口匡,岩立康男,羽石秀昭
    • Organizer
      第4回日本超音波医学会基礎技術研究会
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  • [Presentation] 神経膠腫を対象とした組織密度と音速の関係解析の基礎検討2018

    • Author(s)
      樫尾周,大西峻,小川拓朗,伊藤一陽,廣野誠一郎,山口匡,岩立康男,羽石秀昭
    • Organizer
      医用画像研究会
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    • Author(s)
      T. Ohnishi, S. Kashio, T. Ogawa, K. Ito, S. S. Makhanov, T. Yamaguchi, Y. Iwadate, H. Haneishi
    • Organizer
      MICCAI COMPAY 2018 Workshop
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Multimodal image analysis: relationship between pathological image and microscopic ultrasound image2018

    • Author(s)
      S. Kashio, T. Ohnishi, T. Ogawa, K. Ito, K. Nakano, T. Yamaguchi, Y. Iwadate, H. Haneishi
    • Organizer
      4th Digital Pathology and AI Congress: USA
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 超音波像との位置合わせに向けた病理画像からの超音波計測領域の自動抽出2018

    • Author(s)
      舩渡真帆, 大西峻, 樫尾周, 伊藤一陽, 山口匡, 岩立康男, 羽石秀昭
    • Organizer
      メディカルイメージング連合フォーラム2018
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Image feature conversion of pathological image for registration with ultrasonic image2018

    • Author(s)
      T. Ohnishi, S. Kashio, K. Ito, S. S. Makhanov, T. Yamaguchi, Y. Iwadate, H. Haneishi
    • Organizer
      International Workshop on Advanced Image Technology 2018
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      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 羽石研究室 Publicationページ

    • URL

      http://www.cfme.chiba-u.jp/~haneishi/publication/index.html

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Remarks] 羽石研究室HP PUBLICATIONページ

    • URL

      http://www.cfme.chiba-u.jp/~haneishi/publication/index.html

    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2022-05-18  

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