生体内外のMRI画像検討による仮想生体病理作成の検討

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K16446
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 中村 優子 広島大学, 医歯薬保健学研究科(医), 共同研究講座准教授 (40598984)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 仮想生体病理

Outline of Annual Research Achievements

本研究は摘出やホルマリン固定による変性が生体内の正常・異常の両者にもたらす影響を動物実験・臨床研究から明らかにし、これらの変化を従来の病理所見に加味することで「仮想生体病理」を作成、得られた「仮想生体病理」と実際の患者の画像を比較することで、より正確かつ詳細な患者体内の類推可能な画像診断を目的としている。
昨年度はコントラストがもっともよい画像モダリティであるMRIを用い、食用肉におけるホルマリン固定によるMRI信号変化を検討し、特にT1WIでホルマリン固定が進行するにつれて信号が上昇し、T2WIでもわずかながら信号が変化することを確認した。
本年度は上記の変化を機械学習にて修復することが可能であるかどうかという検討に着手した。具体的には様々な種類の食用肉のMRI画像を経時的に撮影し、まずは得られたデータからホルマリン固定による信号変化や形態変化を詳細に検討し、機械学習での修復に使用する元データの作成に着手した。
一部の結果を記載するが、T2WIではホルマリン固定開始後辺縁から徐々に信号が低下し、24時間ではほぼ全体でT2WIでの信号が低下していた。だいたい1時間で1mm程度ずつ辺縁から信号が変化してきていると考えられた。また形態の変化に関しては最初の数時間で辺縁のみに急激な縮みが認められ、中心部はあまり変化が認められなかった。よってホルマリン固定後の時間に応じて信号や形態変化があることが明らかとなり、部位別には検体のより辺縁部分にホルマリン固定による変化が大きく生じており、中心部分では信号の変化は固定後からかなり時間がたった時点で生じ、また形態には大きな変化がないことがわかった。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

本年度は食用肉を使用したホルマリンによる経時的なMRI信号変化や形態変化のデータをもとに、ホルマリン固定による経時的変化を機械学習で修復するための元データが収集できた。特に検体の部位によってホルマリン固定による変化の起こり方に差異があることがわかった。動物実験や臨床による検討も開始する必要があるが、学内施設の動物舎のケージ数の問題や研究者の多忙（病院臨床業務に従事）により動物実験をいまだ開始できていない。

Strategy for Future Research Activity

まずは本年度得られたデータからホルマリン固定による変化を機械学習で修復することが可能であるかを検討する。次に動物実験や臨床による検討が次の課題である。まず行うべきは動物実験であると考えられるが、学内施設の動物舎のケージ数の問題や研究者の多忙（病院臨床業務に従事）により動物実験をいまだ開始できていない。状況を確認しながら、できるだけ早急な開始をめざす。

Causes of Carryover

本研究は動物実験を予定しているが、動物実験は当施設の動物実験舎の問題（ケー
ジがいっぱいであり、実験用のマウスを導入することが難しい）や研究者の多忙（病院臨床業務に従事）もあり、予定通り進めることができなかった。このため動物実験を行うための費用を次年度に使用する予定である。