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2015 Fiscal Year Annual Research Report

ホモロジーを核とし た手法による組織画像解析技術の開発

Research Project

Project/Area Number 26310209
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

中根 和昭  大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (10298804)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 木田 勝之  富山大学, 工学部 機械知能システム工学科, 教授 (00271031)
瀧山 晃弘  北海道大学, 医学(系)研究科(研究院), 研究員 (00374520)
真原 仁  千葉大学, 医学部附属病院, 助教 (00589830)
末松 信彦  明治大学, 総合数理学部現象数理学科, 講師 (80542274)
稲垣 忍  大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (90151571)
Project Period (FY) 2014-07-18 – 2017-03-31
Keywordsホモロジー / 組織画像 / 画像解析
Outline of Annual Research Achievements

本研究はホモロジーを応用した画像解析技術を提案して、実際に有意義な結果を出すことを主な目的としている。特に癌組織の画像解析技術において、分化度の分類が可能となった(特願2015-141673)。これは、二値化パラメータを変化させることで、ベッチ数の変化を読み取る。この変化は組織構成要素間の接触の強さを表している。このため、接触の程度が強い=高分化(基底膜内でのがん細胞の成長)、接触の程度が低い=中・低分化(基底膜が喪失しがん細胞がばらばらになる)の弁別が可能となった。これについては国際会議で発表を行い、それが論文として採択された。
皮膚組織に染み込むヒアルロン酸の状態評価(膨潤現象)についての結果が得られた。皮膚は繊維質で構成されるため、実際に皮膚下に浸透するためにはこの繊維質の中に取り込まれなければならない。これをこれまでの手段では評価できなかったのだが、本手法により可能となった。
喫煙者がなりがちな病気に肺気腫というものがある。これは、喫煙などの理由により肺胞壁がなくなってしまい、大きな空間が肺内部に生まれてしまう病気である。これまでは、CT像で空間の面積を計測していたのだが、これでは初期の状態と健康状態(小さい穴がたくさんできる)との区別がついていなかった。しかし、これらの区別がつくようになったため(投稿中)、CT像から簡便に早期診断が可能となった。金属組織への応用であるが、分担者の協力により破断面解析で有効となる『パリス則』と今回のホモロジー法での画像解析と整合性を取ることができた。これは、国際学会のベストペーパーとなっている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

これまでの結果はそれぞれの分担者が結果を出しているため、研究は順調に進んでいると考えられる。ただし、手法が非常に新しいため、審査員が本手法の有効性を理解できないため、それぞれの分野での論文を出版するのに苦労している。しかし、イギリスの大学での追証実験も成功したため、本手法の認知度が上がれば徐々に出版しやすくなると思われる。

Strategy for Future Research Activity

現在、イギリスのウォーリック大学とアメリカのオハイオ州立大学との連携が非常に上手く行っている。ウォーリック大学では癌組織に対して実証的な研究を共同して行うとともに他の部位に関する結果を出していきたい。またオハイオ州立大学に関しては、新たな課題を多く提案されているので、本手法の拡張例を増やしていきたい。
金属組織などに関してはこのまま継続して研究を続けて頂き、多くの実績を得る様に頑張って頂きたい。

Causes of Carryover

出張の予定が一度なくなりました。

Expenditure Plan for Carryover Budget

次年度に昨年度に訪れることのできなかった先生と研究連絡を行う

  • Research Products

    (16 results)

All 2015

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Homology-based method for detecting regions of interest in colonic digital images2015

    • Author(s)
      K.Nakane, A.Takiyama,S Mori, N.Matuura
    • Journal Title

      Diagnostic Pathology

      Volume: 10:36 Pages: ―

    • DOI

      10.1186/s13000-015-0244-x

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] An image analyzing method for fracture surface by homology2015

    • Author(s)
      Akihiro Takiyama, Kazuaki Nakane and Katsuyuki Kida
    • Journal Title

      Advanced Materials Research (Trance Tech Publications, ISSN: 1022-6680)

      Volume: 1102 Pages: 135-138

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/AMR.1102.135.

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 2. The Betti number of fatigue fracture surfaces of low carbon steel (JIS, S45C)2015

    • Author(s)
      Masayuki Ishida, Katsuyuki Kida, Koshiro Mizobe and Kazuaki Nakane
    • Journal Title

      3. Advanced Materials Research (Trance Tech Publications, ISSN: 1022-6680),

      Volume: 1102 Pages: 59-63

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/AMR.1102.59.

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] The Betti number calculation of prior austenite grains of repeated quenching steel based on the Homology method2015

    • Author(s)
      Koshiro Mizobe, Katsuyuki Kida, Wakana Matsuda and Kazuaki Nakane
    • Journal Title

      Advanced Materials Research (Trance Tech Publications, ISSN: 1022-6680)

      Volume: 1102 Pages: 45-49

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/AMR.1102.45.

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Effect of cut-off levels on Homology fatigue fracture surface analysis of low carbon steel (JIS, S45C)2015

    • Author(s)
      1. Katsuyuki Kida, Masayuki Ishida, Koshiro Mizobe and Kazuaki Nakane
    • Organizer
      5th International Conference on Frontiers of Manufacturing Science and Measuring Technology
    • Place of Presentation
      中国・Hong Kong
    • Year and Date
      2015-12-17 – 2015-12-18
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 2. Development of the pre-processing method for grain analysis evaluation based on the reaction diffusion and Voronoi tessellation2015

    • Author(s)
      Koshiro Mizobe, Katsuyuki Kida and Kazuaki Nakane
    • Organizer
      5th International Conference on Frontiers of Manufacturing Science and Measuring Technology
    • Place of Presentation
      中国・Hong Kong
    • Year and Date
      2015-12-17 – 2015-12-18
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] image analysis via reaction diffusion system for edge detection2015

    • Author(s)
      中根和昭
    • Organizer
      International Workshop on Analysis and Numerical Approximation of singular problems
    • Place of Presentation
      Portugal・ラゴス
    • Year and Date
      2015-10-22 – 2015-10-24
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Homology Analysis for Periodic Pattern2015

    • Author(s)
      Nobuhiko J. Suematsu and Kazuaki Nakane
    • Organizer
      International Workshop on Analysis and Numerical Approximation of singular problems
    • Place of Presentation
      Portugal・ラゴス
    • Year and Date
      2015-10-22 – 2015-10-24
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Applying a homology concept to detect regions of interest from colonic digital images2015

    • Author(s)
      中根和昭
    • Organizer
      Pathology-2015
    • Place of Presentation
      マレーシア・Kuala Lumpur
    • Year and Date
      2015-09-21 – 2015-09-22
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 階層ホモロジーによる大腸癌分化度分類法について2015

    • Author(s)
      中根和昭, 瀧山晃弘
    • Organizer
      第14回 日本デジタルパソロジー研究会総会
    • Place of Presentation
      岡山県・川崎医科大学 現代医学教育博物館
    • Year and Date
      2015-09-10 – 2015-09-12
  • [Presentation] 重症アルコール性肝炎再燃の1例2015

    • Author(s)
      木村有志, 姜貞憲, 松居剛志, 田中一成, 辻邦彦, 吉野裕紀, 児玉尚久, 桜 井康夫, 真口宏介, 瀧山晃弘, 篠原敏也
    • Organizer
      第 111 回日本消化器内視鏡学会北海道支部例会
    • Place of Presentation
      北海道・札幌コンベンションセンター
    • Year and Date
      2015-08-29 – 2015-08-30
  • [Presentation] 病理形態学における位相幾何学的方法2015

    • Author(s)
      瀧山晃弘
    • Organizer
      第12回病理学カンファレン ス
    • Place of Presentation
      兵庫県・六甲山ホテル
    • Year and Date
      2015-07-24 – 2015-07-25
    • Invited
  • [Presentation] 位相幾何学的指標による癌病変部抽出技術2015

    • Author(s)
      中根 和昭
    • Organizer
      第12回病理学カンファレン ス
    • Place of Presentation
      兵庫県・六甲山ホテル
    • Year and Date
      2015-07-24 – 2015-07-25
    • Invited
  • [Presentation] A New Image Analyzing Method for Estimation of the Amorphous Structures Based on Homology Concept2015

    • Author(s)
      中根和昭
    • Organizer
      WCAM2015
    • Place of Presentation
      中国・重慶
    • Year and Date
      2015-05-27 – 2015-05-29
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 肝線維化が脂肪肝の超音波所見へ与える影響2015

    • Author(s)
      松居剛志,瀧山晃弘,真口宏介
    • Organizer
      日本超音波医学会第88回学術集会
    • Place of Presentation
      東京都・グラン ドプリンスホテル高輪
    • Year and Date
      2015-05-22 – 2015-05-24
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 画像処理方法、画像処理装置、画像処理プログラムおよび記録媒体2015

    • Inventor(s)
      中根和昭
    • Industrial Property Rights Holder
      中根和昭
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2015-141673
    • Filing Date
      2015-07-11

URL: 

Published: 2017-01-06  

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