2013 Fiscal Year Research-status Report
脳腫瘍のマルチモーダル画像解析のための３次元病理画像構築およびＭＲ画像との融合
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25560189
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
羽石 秀昭 千葉大学, フロンティア医工学センター, 教授 (20228521)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | レジストレーション / マルチモーダル / 脳腫瘍 / ＭＲＩ / 病理画像 / マクロ画像 / 剛体変換 / 非剛体変換 |
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| Research Abstract |
脳腫瘍の中でも膠芽腫（こうがしゅ）は治療の難易度が高い疾患である．磁気共鳴画像(Magnetic Resonance Imaging: MRI)で腫瘍を観察しても浸潤領域が不明瞭であり，手術時の腫瘍摘出率が低い．本研究では，Whole Slide Imaging(WSI)により撮影された膠芽腫の病理画像とMR画像とを比較することで，膠芽腫の細胞や特定たんぱく質の有無・分布状態とMR信号や脳の構造との関係性の解明を目指している．このためにまず脳内各所の病理標本をWSIにて２次元画像化しこれを３次元構築する手法を研究開発する．さらにこれをMR画像と比較する手法を確立する．
上記の目標において，MR画像とは形状が異なる病理標本をMR画像上に対応付けるために，病理標本に形状が近い，摘出脳の光学断面像であるマクロ画像を仲介画像に用いることとした．まず病理標本画像については，デジタル化された2次元病理画像群の変形補正および合成を行った．脳の1スライス全体のデジタル病理画像を作成するため，標識点ベースのThin Plate Spline(TPS)を用いた非剛体2D/2Dレジストレーションにより脳の1断面から得た2次元病理画像群を合成した．その結果，マクロ画像と形状が類似した脳の1スライス全体のデジタル病理画像を作成することができた．
次に，マクロ画像とMR画像を位置合わせする手法を構築した．第一段階で剛体変換を行い，第二段階で非剛体変換を行う，２ステップの方法を考案した．この結果，輪郭がマクロ画像にほぼ一致するMR断面が得られた．今後は上記２つの合成・位置合わせ方法について，より精度を上げる方法について研究を進める．
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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
当初の予定した計画では，病理画像の位置合わせ方法の開発が中心であるが，これは順調に進んだ．病理画像とＭＲ画像の位置合わせについては２６年度の課題としているが，２５年度中に一部は進行しており，予定以上の進展である．一方，２５年度に予定していたデータの表現方法開発については，保留にしており，これから着手する．以上，トータルに見ると，「概ね順調」との判断となる．
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| Strategy for Future Research Activity |
病理画像を合成・変形してマクロ画像との合わせこみを行うが，不自然に変形してしまうことがある．これらを解決するための評価関数の修正などを行う．また，変形量の正解値を知って精度確認などを行うために，独自の標本を用いることも検討する．
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