2016 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Multidisciplinary computational anatomy and its application to highly intelligent diagnosis and therapy |
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| Project/Area Number |
26108003
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
本谷 秀堅 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60282688)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井宮 淳 千葉大学, 統合情報センター, 教授 (10176505)
増谷 佳孝 広島市立大学, 情報科学研究科, 教授 (20345193)
清 智也 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 准教授 (20401242)
石川 博 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (60381901)
奈良 高明 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 准教授 (80353423)
松添 博 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90315177)
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| Project Period (FY) |
2014-07-10 – 2019-03-31
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| Keywords | 医用画像処理 / 非剛体位置合わせ / 病理画像 / MRI |
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| Outline of Annual Research Achievements |
膵臓癌腫瘍の多重解像度経時変化モデルの構築に着手し、特に病理顕微鏡画像の3次元化と、3次元化した病理画像と全身のMR画像の位置合わせに成功した。人類似の膵癌を発症するよう遺伝子改変されたKPCマウスの画像群を利用する。この画像群はA03-1班で撮影し、データベースWG経由で入手したものであり、次の画像より構成されている。(1)KPCマウスをsacrificeする前に逐次撮影した全身のMR画像、(2)sacrificeして抽出した直後の膵臓腫瘍を含む臓器のMR画像、(3)左記臓器をホルマリン固定した直後のMR画像、(4)左記臓器をパラフィン包摂したものから得た連続スライス群の病理顕微鏡画像。(4)の病理画像はさらにHE染色したものとKi67で染色したものとを交互に含んでおり、前者は細胞核など微細な解剖構造の観察に適しており、後者は細胞分裂中の細胞核を強調する。まず、(4)の顕微鏡画像群の非剛体位置合わせをおこなうことにより、3次元病理画像を構築した。更に、この3次元病理画像を(2)のMR画像中の腫瘍領域との位置合わせを行った。このことにより、MR画像中の画素値と病理顕微鏡で観察されるテクスチャとの相関を計算する準備が整ったことになる。また、(1)の全身MR画像群の位置合わせを行うために、腫瘍近傍の複数の臓器領域の抽出を実行した。このことにより、腫瘍の成長を適切に記述するための前処理として、異なる時刻に撮影したMR画像間の非剛体位置合わせが可能となった。病理画像間の位置合わせには、3次元構築したあとの構造物の滑らかさを規準とする新しい手法を開発し、異なる染色間の位置合わせも自動的に可能となった。このほか、撮像については、拡散MRや電気特性トモグラフィの研究が進捗し、多重解像度解析、ロバスト統計、多変量解析、グラフカットの各分野についても成果を挙げることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度構築に着手した膵癌の多重解像度経時変化モデルは、空間分解能や撮影時期の異なる多種類の画像群より構築される、多元計算解剖モデルの典型的な例であり、そのモデリングに際して解決すべき課題の幾つかを実際に解決できた。このことから、おおむね順調であると評価できると考える。ただし、統計モデルを構築するためには多数の症例を必要とするが、撮影に要する人的コストが大きいことなどが主な原因で、まだ1症例の画像しか入手できていない。このため、想像以上の進捗と評価することは難しい。
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| Strategy for Future Research Activity |
異なる時刻に撮影されたMR画像間の非剛体位置合わせをおこなうことにより、腫瘍の成長を記述する。そして、腫瘍の成長と病理画像から観察される細胞分裂の状態などとを関連付ける研究・開発に着手する。また、研究分担者間で撮像・モデリング・推論の各分野の基礎研究をおこなっているが、これら分担者の研究間の統合も試みる。
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Research Products
(40 results)
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[Presentation] Mathematical Aspects of Tensor Subspace Method2016
Author(s)
Hayato Itoh, Atsushi Imiya, Tomoya Sakai
Organizer
Structural, Syntactic, and Statistical Pattern Recognition - Joint IAPR International Workshop, S+SSPR 2016
Place of Presentation
Meacute;rida, Mexico
Year and Date
2016-11-29 – 2016-12-02
Int'l Joint Research
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