2014 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Multidisciplinary computational anatomy and its application to highly intelligent diagnosis and therapy |
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26108010
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
橋爪 誠 九州大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (90198664)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 直樹 東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (40147327)
池田 典昭 九州大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (60176097)
小田 義直 九州大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (70291515)
木口 量夫 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90269548)
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| Project Period (FY) |
2014-06-27 – 2019-03-31
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| Keywords | ナビゲーション治療 / 計算解剖 / 治療シミュレーション / 分子イメージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今回の研究では、CTやMRなどﾃﾞｼﾞﾀﾙ情報だけでなく病理像や組織像、解剖所見や手術肉眼所見などの臨床情報をﾃﾞｼﾞﾀﾙ化して集約する。基礎的な検討として、膵癌自然発症ﾓﾃﾞﾙﾏｳｽ(KPCﾏｳｽ)を用い、病理像とﾏｲｸﾛCT、ﾏｲｸﾛMR画像の統合を行うため、膵腫瘍形成前～形成後までの経時的なMR像を集積した。膵癌の悪性度診断や腫瘍増大ﾊﾟﾀｰﾝによる化学療法の治療効果を予測する為、抗癌剤投与KPCﾏｳｽﾓﾃﾞﾙを作成し、治療前～治療後の経時的なMR画像を集積している。このMR画像より3Dに再構築後、腫瘍の容積を計測し、腫瘍が縮小する群と変化しない群とで病理像やMR画像を比較し、癌細胞の増殖能や転移能の評価に応用できないかも検討する。また、IPMN患者の経時的CT像から腫瘍増大の様子を3D動画にて再現した。MR画像との統合用に膵臓のﾙｰﾍﾟ像の作製も行ったので、今後はそれらの画像情報を元に腫瘍の将来を予測する予測ｼﾐｭﾚｰｼｮﾝのﾓﾃﾞﾙを確立していく。様々なﾓﾃﾞﾙにおいて病理像と経時的なﾏｸﾛCT、ﾏｸﾛMR画像を統合することは、将来のCT、MR画像や病理像を予測し、悪性度診断や腫瘍の増大ﾊﾟﾀｰﾝによる術前化学療法の治療効果予測や切除後の再発の術前予測、浸潤範囲(臓器内進展、臓器外の多臓器への浸潤)を予測できるような多元解析ﾓﾃﾞﾙを構築する上で大変重要である。更に、この多元解析ﾓﾃﾞﾙを法医学の分野にて応用する為、死後の経時的なCT画像や解剖所見、病理像などから死亡経過時間を推定しようと試みており、ﾗｯﾄを用いて死後の経時的なCT画像の集積を行っている。また、動作に伴う自然な皮膚の変形を可能とする詳細な四次元全身ﾓﾃﾞﾙによるｼﾐｭﾚｰｼｮﾝ、小児成長の四次元表示と成長ﾓﾃﾞﾙの構築、四次元ﾓﾃﾞﾙ表示装置の開発、肝胆膵領域の開腹下外科手術における術中ﾅﾋﾞｹﾞｰｼｮﾝｼｽﾃﾑの開発も進めている。更に臓器ﾓﾃﾞﾙを作成するため、実際の臓器の機械的特性(臓器ﾌﾟﾛﾊﾟﾃｨ)を計測する実験装置を作成し臓器(豚の肝臓)の時間的変化を検討した。
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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
KPCマウスにおいては、膵腫瘍形成前～形成後までの経時的なMR像を集積できている。抗癌剤投与KPCマウスにおいては治療前～治療後の経時的なMR像を集積しており、3D構築により腫瘍の容積を計測しようと試みている。将来の腫瘍の状態の予測に応用可能となる為には、まずヒトIPMNの経時的なCT像を用いて腫瘍の増大を3D画像にて再現できなければならないが、腫瘍の増大の様子を3D動画にて再現可能なところまで進んでいる。また、死後経過時間推定の為の経時的なAIをラットにて行い、CT像を集積できている。
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| Strategy for Future Research Activity |
KPCマウスにおいては、sacrifice後の膵腫瘍全体の病理切片より3Dに再構築し、MRの3D像と統合し、将来のMR像や病理像を予測する。抗癌剤投与KPCマウスにおいては、腫瘍が縮小する群と変化しない群とで腫瘍の容積、病理像、MR像を比較する。これにより腫瘍の増大パターンや治療効果予測のモデルを構築する。ヒトIPMNでは、術直前のMR、CT像から3D構築し、ルーペ像と対応させる。経時的なMR、CT画像から将来の腫瘍の様子を予測する、予測シミュレーションの仮想モデルを構築する。また、AIによる経時的なCT像や、解剖所見、病理像などにより死後経過時間を推定するモデルを構築する。
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[Journal Article] Gastric endoscopic submucosal dissection using novel 2.6-mm articulating devices:an ex vivo comparative and in vivo feasibility study2015
Author(s)
Nakadate R, Nakamura S, Moriyama T, Kenmotsu H, Oguri S, Arata J, Uemura M, Ohuchida K, Akahoshi T, Ikeda T, Hashizume M
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Journal Title
Endoscopy
Volume: -
Pages: -
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Novel , high-definition 3-D endoscopy system with real-time compression communication system to aid diagnoses and treatment between hospitals in Thailand2015
Author(s)
Uemura M, Kenmotsu H, Tomikawa M, Kumashiro R, Yamashita M, Ikeda T, Yamashita H, Chiba T, Hayashi K, Sakae E, Eguchi M, Fukuyo T, Chittmittrapap S, Navicharern P, Chotiwan P, Pattana-arum J, Hashizume M
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Journal Title
Asian J Endosc Surg
Volume: 8
Pages: 139-147
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Preliminary in vivo evaluation of a needle insertion manipulator for central venous catheterization2014
Author(s)
Kobayashi Y, Hamano R, Watanabe H, Koike T, Hong J, Toyoda K, Uemura M, Ieiri S, Tomikawa M, Ohdaira T, Hashizume M, Fujie M
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Journal Title
Robomech Journal
Volume: 1
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Pancreatic Cancer: Clinical Significance of Biomarkers2014
Author(s)
Mori M, Chiba T, Nakamizo A, Kumashiro R, Murata M, Akahoshi T, Tomikawa M, Ohuchida K, Ohtsuka T, Mizumoto K, Hashizume M, Tanaka M
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Journal Title
Gastro Intestinal Tumors
Volume: 1
Pages: 33-40
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Mass Spectrometry-Based Metabolic Profiling of Gemcitabine-Sensitive and Gemcitabine-Resistant Pancreatic Cancer Cells2014
Author(s)
Fujimura Y, Ikenaga N, Ohuchida K, Setoyama D, Irie M, Miura D, Wariishi H, Murata M, Mizumoto K, Hashizume M, Tanaka M
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Journal Title
Pancreas
Volume: 43
Pages: 311－318
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] CD166/ALCAM Expression Is Characteristic of Tumorigenicity and Invasive and Migratory Activities of Pancreatic Cancer Cells2014
Author(s)
Fujiwara K, Ohuchida K, Sada M, Horioka K, Ulrich CD 3rd, Shindo K, Ohtsuka T, Takahata S, Mizumoto K, Oda Y, Tanaka M
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Journal Title
PLoS One
Volume: 9
Pages: 9-9
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Mechanically connected master-slave laparoscopic device: low friction, low inertia prototype2014
Author(s)
Nakadate R, Kenmotsu H, Arata J, Oguri S, Uemura M, Byunghyun C, Akahoshi T, Ikeda T, Ohuchida K, Hashizume M
Organizer
18th Annual Conference of the International Society for Computer Aided Surgery (CARS2014)
Place of Presentation
Fukuoka,Japan
Year and Date
2014-06-27
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