2020 Fiscal Year Research-status Report
Development of cell image data analysis method for highly accurate 3D vesicle movement detection based on computer vision techniques
| Project/Area Number |
20K15753
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
Lee Seohyun 東京大学, 情報基盤センター, 特任研究員 (00847973)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | 小胞運動 / 細胞内物質輸送 / ３次元マイクロスコピー |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は細胞内の物質輸送を解明するため、細胞内小胞の３次元運動をナノスケールで自動的に追跡し、その運動特性を分析するソフトウェアを開発することを目標とする。
２０２０年の計画は、１）小胞の位置を3次元で 復元するために必須的な多焦点イメージング手法の中で測定安定性の高いDual focus Opticsの光学系を光強度のレシオメトリック計算の観点に基づいて分析する。２）焦点距離差を持つ光学系から取得された複数の多焦点イメージ間の幾何学的な関係を、シミュレーションによるベクトル解析で求める。
計画１）において、Dual focus Opticsの光学系とレシオメトリック計算方法によって細胞内小胞の３次元位置を安定的にトラッキングすることに成功した。さらに、対物レンズの振動を加えて追跡可能なz軸の領域を拡張することにも成功した。計画２）において、複数の多焦点イメージ間幾何的関係の解明するため、焦点距離差を持つ光学系から取得された複数の多焦点イメージ間の幾何学的な関係を、シミュレーションによるベクトル解析で求めることに成功した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
２０２０年に計画した小胞の３次元位置座標の復元および多焦点イメージの幾何分析に成功し、さらに研究活動中に思い出したアイデアを本研究に適用することでトラッキング可能な領域を拡張することにも成功した。また、細胞内の物質輸送を個別の小胞運動の追跡からだけでなく、イメージプロセッシングを用いて全体的な輸送のパターンも分析可能になった。
|
| Strategy for Future Research Activity |
今後の計画として、１）多焦点イメージ間変換アルゴリズムの開発を目標とし、小胞の3次元位置計算の基本となるx, y, zの高精度座標変換のため、多焦点イメージ間の変換マトリックスを求めるアルゴリズムを線形変換とアフィン変換を用いてモデリングする。２）求めた変換マトリクスの計算に基づいて複数の多焦点イメージから同一の小胞を検出し、イメージマッピングにより得ら れる3次元座標の位置精度の検証を行うことで、同一小胞を検出するプログラムの作成及び検証を目指す。
|
| Causes of Carryover |
Covid19の影響で学内活動の制限により、学内での技術補佐員の雇用ができなかったため、人件費とそこに伴う消耗品の購入が遅れている。翌年度には予定どおりの雇用と購入が可能になるので、従来に翌年度分の予算と合わせ、次年度使用額が必要である。
|
