2019 Fiscal Year Research-status Report
口腔上皮腫瘍性病変早期診断のための画像工学的解析手法を用いた細胞診判定基準の確立
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18K07000
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
久山 佳代 日本大学, 松戸歯学部, 教授 (00234526)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
末光 正昌 日本大学, 松戸歯学部, 助教 (10708770)
齋藤 美雪 (森川美雪) 日本大学, 松戸歯学部, 助教 (90246926) [Withdrawn]
山本 泰 日本大学, 松戸歯学部, 講師 (80459586)
田口 千恵子 日本大学, 松戸歯学部, 専修研究員 (80434091)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 口腔細胞診 / 細胞診ガイドライン / 深層型扁平上皮細胞 / 表層型扁平上皮細胞 / 細胞形態学的画像解析 / 細胞判定基準 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
口腔細胞診flow chart（細胞診ガイドライン，2015年度版）では、深層型扁平上皮細胞の有無が口腔癌の細胞判定を行う重要な細胞所見として取り扱われている。しかし深層型扁平上皮細胞の具体的な特徴や炎症、上皮性異形成病変、腫瘍性病変との細胞判定基準については、議論の余地が残された課題である。一方、口腔細胞診では角化型表層異型扁平上皮細胞だけが採取される場合が多く、浸潤を見逃す可能性が高いために正常角化型扁平上皮細胞との形態学的差異のエビデンスが求められている。今年度の研究テーマは２つに大別され、研究１は、炎症性疾患や腫瘍性病変でみられる深層型扁平上皮細胞の細胞学的比較検討および細胞形態学的画像解析を行うことである。研究２は組織診断で扁平上皮癌（微小浸潤）および上皮性高度異形成と診断された症例から出現した角化型扁平上皮細胞の細胞所見の観察及び細胞形態学画像解析を行った。研究1,2では、2017年1月～2019年12月の間に日本大学松戸歯学部付属病院にて歯肉病変に対する加療が行われた症例のうち、組織診で炎症性疾患（肉芽組織、潰瘍、肉芽腫性エプーリス、歯肉炎、天疱瘡など）、上皮性高度異形成、扁平上皮癌（早期浸潤癌を含む）の診断が施された症例の中で術前に細胞診を施行されたものを対象とした。さらに対象細胞は、OLYMPUS BX51にて検鏡後、デジタルカメラOLYMPUS DP47にて画像を保存し、細胞形態学的画像解析に供した。解析項目は、核の明度、細胞質の輝度、核と細胞質の面積、N/C比、核の長径、核形等とし、統計学的検討を加えた。本研究の結果、深層型扁平上皮細胞は腫瘍性疾患では炎症性疾患と比較して、核の濃染性、核形不整に有意差が認められた。また角化型扁平上皮細胞は、扁平上皮癌（早期浸潤癌）では上皮性高度異形成と比較して核形態に差異はないものの細胞質の輝度に有意差が認められた。
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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
口腔細胞診における細胞診ガイドライン（細胞診ガイドライン，2015年度版）では、細胞判定の要となる所見が、第1に深層型扁平上皮細胞における細胞異型の有無である。深層型扁平上皮細胞の細胞異型判定が行われた次のステップが表層型扁平上皮細胞の細胞異型の有無である。これらが行われることにより細胞判定の4分類（NILM, LSIL, HSIL, SCC)が成される。口腔細胞診の先行研究の多くは、細胞判定精度に関する報告と考察が主流であり、細胞判定基準に関する議論は皆無である。要するに細胞判定は、従事する歯科医師や細胞検査士の経験値に委ねられてきた。細胞判定規準の明確化が行われていない領域は口腔細胞診のみであり、大きな課題であった。
本研究では、2019年度までに口腔細胞診flow chartの要である深層型扁平上皮細胞と表層型扁平上皮細胞における細胞異型判定のエビデンスとなる細胞形態学的画像解析に着手し、本研究計画に従って購入したOLYPUS DP47による明瞭な画像を用いてデータを収集するに至った。一方、研究計画とは変更となった点は研究分担者が1人欠員となったことである。そこで当該研究者が担当するはずであった細胞診標本作製を補うために、本研究では液状化検体細胞診を導入するに至った。作業をヒトから機械へとシフトすることになったが、現在の口腔細胞診の現状は液状化検体細胞診の普及が目覚ましいために、現実性に沿う変更になったと考える。同時に、液状化検体と従来型塗抹検体から作製された細胞所見の比較検討が可能となり、収集した患者検体から研究テーマが将来的に広がったと考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
細胞診ガイドラインに記述された口腔細胞診flow chartの要である深層型扁平上皮細胞と表層型扁平上皮細胞における正常細胞と異型細胞の細胞形態学的画像解析が進められている。判定基準の要点となる細胞形態変化に関する数値を得ることにより、細胞判定基準の要点が明確となりつつある。しかし、実際の細胞判定スクリーニングは検鏡時の観察者の目による瞬時の判定が求められる。細胞診検査士は細胞診の精度管理上の目的で、1日のスクリーニング枚数が決められているが、非常に膨大な症例を検鏡している。その日常作業の中で、細胞判定基準の細胞形態学的画像解析数値が提示されたとしても、現場での応用とは非常に解離している。
上記研究結果を現場での実用にフィードバックすることを目的に、今後の課題は本研究で得られた画像解析数値を現場で検鏡時に使用できる方法の検討と考えている。そのために、本研究で得られた画像解析数値をイラスト化し、そのイラスト化された深層型異型扁平上皮細胞および表層型異型扁平上皮細胞を手元に置くことにより、細胞判定結果に与える変化を検討する。さらに、画像解析結果をスクリーニング従事者に共通の完結な用語に置き換えることにより実用性が増すと思われる。同時に、液状化検体細胞診におけるイラストを作成し、細胞診標本作製法が細胞形態に及ぼす影響を精査する。
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| Causes of Carryover |
2019年度は、研究対象症例に対して細胞診標本を作製し、前年度に購入したOLYMPUS DP74を使用した細胞画像の収集と細胞形態学的画像解析に専念した。また、細胞診標本作製は液状化検体細胞診を用いる変更により、研究分担者の作業が次年度に持ち越された。その結果、本研究に要した主たる研究費は細胞診標本作製に関わる消耗品のみであり、次年度使用額が生じた。次年度は研究分担者による口腔外科的見地から研究対象症例を再分類し、詳細な統計学的解析を行い、さらにイラスト化の作業を進めるための経費に充てる。また、2019年に蓄積された画像解析データを整理し、各種学会発表や論文投稿料に充てる。
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[Journal Article] Hiroyasu Endo, Terry D. Rees, Hideo Niwa, Kayo Kuyama, Maya Oshima, Tae Serizawa, Shigeo Tanaka, Masamichi2019
Author(s)
Hiroyasu Endo, Terry D. Rees, Hideo Niwa, Kayo Kuyama, Maya Oshima, Tae Serizawa, Shigeo Tanaka, Masamichi
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Journal Title
Clinical and Experimental Dental Research
Volume: －
Pages: －
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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