2019 Fiscal Year Research-status Report
血液細胞の３次元観測が可能なフローサイトメトリ法による新規な血液診断装置の開発
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18K04159
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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) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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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 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，フローサイトメトリ法に基づく血液検査装置に，無染色で細胞形状のリアルタイム３次元計測が可能なディジタルホログラフィック顕微鏡を適用して，高速・高精度診断と各細胞形状の微視的観察を同時に実現し，従来の顕微鏡ではリアルタイム取得が困難な位相情報による血液細胞の３次元構造の復元および特徴抽出により，新規な血球識別・分類性能をもつ診断装置の提案とシステム構築を目的としている．
令和元年度では，初年度に構築したＤＨＭを実装したフローサイトメータを用いた血液細胞観測によるホログラム動画を撮影し，再生像の位相情報から種々の血液細胞の識別・分類するための３次元形状パラメータを取得するプログラム開発を行った．まず，再生像の位相情報を用いて，血液細胞の平均位相値，最大および平均厚みなどの幾何学的形状から１４種類の特徴パラメータを計算するプログラムを開発した．次に，フローセル内を流れる血液細胞が流路方向に回転することを利用した光ＣＴにより，血液細胞の完全な３次元構造を復元するプログラム開発を行った．この構造から表面積や重心などの３種類の新規特徴パラメータの取得した．光ＣＴによる３次元画像の復元において，画像数が画質に影響する，高解像度・高速撮像が可能なＣＣＤカメラを新規購入して実験系の再調整を行った後に実験を実施した．また，光ＣＴ処理の投影位相を作成する際に，各細胞を追跡する必要があるため，３次元的な血球追跡プログラムを作成した．
これらの研究成果を，査読付き海外ジャーナル論文２件（内１件がオープンアクセス），国際会議２件，全国大会３件，支部会１件で発表した．
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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
ＣＣＤカメラの新規購入による実験系の再調整および再実験が予定よりも時間がかかり，光ＣＴにより復元された血液細胞の３次元構造の特徴パラメータを計算するプログラムの作成が若干遅れている．それ以外は，申請時の内容をほぼ達成しており，順調に研究を遂行している．
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度および２年度の研究はほぼ順調に進んでいる．次年度は，２年度で若干やり残した特徴パラメータの計算プログラムを作成した後に，申請した通りの計画で研究を遂行する予定である．初年度に構築したＤＨＭおよびマルチフォーカス再生法により得られた血球データを利用して，２年度のプログラム開発により取得した血液細胞の幾何学的形状の特徴パラメータを利用して，位相情報に基づく３次元形状パラメータによる細胞識別・分類法を確立するための多変量解析による解析プログラムの開発を行う．多変量解析には，主成分分析や重回帰分析などを適用し，結果の比較・検討を行う．また，本研究で構成した装置および解析プログラムに基づき，小型・簡便・低コスト化が容易な，可搬型の装置設計を行う．
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