2021 Fiscal Year Final Research Report

Acquisition and analysis of higher order pathological information of gastrointestinal resected specimens based on multimodal measurement

Research Project

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Project/Area Number	19H01172
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Medium-sized Section 90:Biomedical engineering and related fields
Research Institution	Chiba University
Principal Investigator	Haneishi Hideaki 千葉大学, フロンティア医工学センター, 教授 (20228521)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	林秀樹千葉大学, フロンティア医工学センター, 教授 (20312960) 池田純一郎千葉大学, 大学院医学研究院, 教授 (20379176) 上里昌也千葉大学, 大学院医学研究院, 講師 (70436377) 中野和也宮崎大学, キャリアマネジメント推進機構, 助教 (80713833) 大西峻千葉大学, フロンティア医工学センター, 助教 (30706833)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords	マクロ病理 / マルチモダリティ / 光計測 / マイクロCT / 位置合わせ技術
Outline of Final Research Achievements	Aiming at acquiring information from macroscopic pathological specimen using several modalities and correlating those information each other, we have conducted Raman spectroscopy data acquisition, normal microscopic imaging, optical coherence tomography (OCT) imaging, and micro CT image acquisition for specimens. In the preliminary experiment using mice with tumor, we revealed that the combination of Raman spectroscopy and OCT outperformed each single measurement in tumor discrimination. We also established blood vessel extraction method as a useful analysis method in the case that micro CT imaging is applied to pathological specimen. Furthermore, we devised a deep learning based super resolution method in micro CT image reconstruction that can maintain enough image quality even under sparse view CT scanning.
Free Research Field	生体光学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	ラマン分光、顕微鏡、光コヒーレンストモグラフィー（OCT）などのモダリティを複合的に用いて高度な解析ができることを例示したことは、今後のマルチモーダル計測の好例を示したと考える。またマイクロCTのマクロ病理標本への適用については、まだ世界的にみても研究が進んでいないが今後注目される技術である。それに向けて汎用性の高い領域抽出（セグメンテーション）技術を確立し、また高解像度化技術を確立したことは、今後の発展に向けてひとつの礎を与えるものと考える。