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2016 Fiscal Year Annual Research Report

The image analyzing method based on the homology concept

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, その他の研究科, 教授 (00271031)
瀧山 晃弘  北海道大学, 医学(系)研究科(研究院), その他 (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, 公私立大学の部局等, 講師 (80542274)
稲垣 忍  大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (90151571)
堤 康嘉  大島商船高等専門学校, その他部局等, 准教授 (30450141)
Project Period (FY) 2014-07-18 – 2017-03-31
Keywordsホモロジー / 組織画像
Outline of Annual Research Achievements

近年の画像デバイスの発達で、多くの組織画像がデータとして残される様になった。これらの画像は一般に複雑であり、一見して数学的な構造を持たないようにも見える。これらの画像の分析は、専門家の観察による作業に依存しているため、作業量には限界がある上、技術者の技量により判断が異なる場合もありうる。計算機などを用いた客観的な指標で組織画像を定量化する手法の開発は必須の課題であるが、これまでの画像解析法ではあまり有効な結果は得られていない。
ホモロジーとは数学の一部門であるが、接触を定量化する数学的概念ともみなすこともできる。組織とはそもそも『組織構成要素間の接触により構成される』と考えれば、組織画像を解析する手段として有効であることは予想がつくであろう。本研究期間中にいろいろな組織に対して応用を行ってきた。例えば、『癌病変部抽出技術』『胸部画像における肺気腫の定量評価』『焼き入れ焼きなましによる金属組織の変化の定量化』『材料の破断面組織の解析』『膨潤現象(高分子物質を有機溶媒や水中に浸したりする場合に膨張する現象)』『ミクログリアの活性化の定量化(脳内の白血球に相当する細胞、活性化する場所に病変部がある)』などに対して応用してきた。
顕著な結果としては『大腸がん組織の解析』と、『破断の予測(パリス則)との合致率が非常に高いことが判明した』事が挙げられる。これらは国際学会で論文賞などを受賞しており国内外の評価が高い。特にがん組織の解析は、国際特許として申請されたうえ、実用化に向けて研究が進んでいる(大学発新産業創出プログラムT病理診断に現れる組織画像解析方法の事業化」として採択)。
本科研費により国際的にもこの研究は認知された。今後、海外の研究者とも協力してさらに発展させていきたい。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (39 results)

All 2017 2016

All Journal Article (24 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 22 results,  Open Access: 19 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Homology analysis detects topological changes of Iba1 localization accompanied by microglial activation.2017

    • Author(s)
      Sawano T, Tsuchihashi R, Morii E, Watanabe F, Nakane K, Inagaki S,
    • Journal Title

      Neuroscience

      Volume: 8;346 Pages: 43-51

    • DOI

      10.1038/srep42398

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 病理形態学における位相幾何学的方法2017

    • Author(s)
      瀧山晃弘, 寺本敬
    • Journal Title

      病理と臨床

      Volume: 35(1) Pages: 55-65

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 位相幾何学的指標による癌(病変部抽出技術)組織解析法2017

    • Author(s)
      中根和昭
    • Journal Title

      病理と臨床

      Volume: 35(1) Pages: 48ー54

  • [Journal Article] 位相幾何学的方法によるCOPD同定方法について2017

    • Author(s)
      西尾瑞穂 中根和昭
    • Journal Title

      臨床放射線

      Volume: 62巻 01号 Pages: 179-187

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 相幾何学的方法による画像診断技術2017

    • Author(s)
      中根和昭
    • Journal Title

      実験医学

      Volume: 35 Pages: 86-91

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fatigue of Low Carbon Alloy Steel (JIS S45C) and a New Method of Fracture Surface Analysis2017

    • Author(s)
      K.KIDA, M.ISHIDA, K.MIZOBE,I.YOSHIDA,A.TAMURA and K. NAKANE
    • Journal Title

      Materials Science Forum

      Volume: 893 Pages: 124‐131

    • DOI

      www.scientific.net/MSF.893.181

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Periodic Oscillatory Motion of a Self-Propelled Motor Driven by Decomposition of H2O2 by Catalase2017

    • Author(s)
      Satoshi Nakata, Mio Nomura, Hiroya Yamamoto, Shunsuke Izumi, Nobuhiko J. Suematsu, Yumihiko Ikura, and Takashi Amemiya
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed.

      Volume: 56 Pages: 861-864

    • DOI

      10.1002/anie.201609971

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Crack growth and splitting failure of silicon nitride ceramic balls under cyclic pressure loads2017

    • Author(s)
      Katsuyuki Kida, Junnosuke Koga, Edson Costa Santos
    • Journal Title

      Mechanics of Materials

      Volume: 106 Pages: 58 -66

    • DOI

      10.1016/j.mechmat.2017.01.004

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] An Image Analyzing Method for the Vaguely Grain Boundary Detection by a Reaction Diffusion System2016

    • Author(s)
      K.NAKANE, H. MAHARA AND K. KIDA
    • Journal Title

      Procedia Materials Science

      Volume: 12 Pages: 72‐76

    • DOI

      doi.org/10.1016/j.apnum.2016.08.016

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Application of the homology method for quantification of low-attenuation lung region in patients with and without COPD2016

    • Author(s)
      M. Nishio K. Nakane Tanaka Y
    • Journal Title

      Journal of Chronic Obstructive Pulmonary Disease:

      Volume: 11(1) Pages: 2125―2137

    • DOI

      doi.org/10.2147/COPD.S110504

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Persistent Homology for Fast Tumour Segmentation in Whole Slide Histology Images2016

    • Author(s)
      T.Qaisera,K.Sirinukunwattanaa,K.Nakane,Y.Tsangc,D.Epsteina,N.Rajpoota
    • Journal Title

      Procedia Computer Science

      Volume: 90 Pages: 119-124

    • DOI

      doi.org/10.1016/j.procs.2016.07.033

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The Flux of Euglena gracilis Cells Depends on the Gradient of Light Intensity2016

    • Author(s)
      2.Takuma Ogawa, Erika Shoji, Nobuhiko J. Suematsu, Hiraku Nishimori, Shunsuke Izumi, Akinori Awazu, Makoto Iima
    • Journal Title

      PLoS ONE

      Volume: 11 Pages: e0168114

    • DOI

      dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0168114

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Oscillation of Speed of a Self-Propelled Belousov-Zhabotinsky Droplet2016

    • Author(s)
      3.Nobuhiko J. Suematsu, Yoshihito Mori, Takashi Amemiya, and Satoshi Nakata
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. Lett.

      Volume: 7 Pages: 3424-3428

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.6b05427

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Acceleration or deceleration of self-motion by the Marangoni effect2016

    • Author(s)
      5.Yui Matsuda, Nobuhiko J. Suematsu, Hiroyuki Kitahata, Yumihiko S. Ikura, Satoshi Nakata
    • Journal Title

      Chem. Phys. Lett

      Volume: 654 Pages: 92-96

    • DOI

      doi.org/10.1016/j.cplett.2016.05.008

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Observation of retained austenite amount of repeatedly induction heated SUJ2 bearing steels2016

    • Author(s)
      Isamu Yoshida, Katsuya Yamamoto, Kenta Domura, Koshiro Mizobe and Katsuyuki Kida
    • Journal Title

      Materials Science Forum

      Volume: 867 Pages: 55 ~ 59

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/MSF.867.55

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effect of repeated quenching on rolling contact fatigue properties of JIS SUJ2 bearing steel2016

    • Author(s)
      Takayuki Kamiya, Yuuki Hashizume, Koshiro Mizobe and Katsuyuki Kida
    • Journal Title

      Materials Science Forum

      Volume: 867 Pages: 60 ~ 65

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/MSF.867.60

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Observation of cracks of PEEK polymer thrust bearings under rolling contact fatigue in water2016

    • Author(s)
      XiaoChen SHI, Masaya ORITO, Yuji KASHIMA, Koshiro MIZOBE and Katsuyuki KIDA
    • Journal Title

      Key Engineering Materials

      Volume: 703 Pages: 172 ~ 177

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/KEM.703.172

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Relationship between failure and temperature of PTFE thrust bearings under dry condition2016

    • Author(s)
      XiaoChen SHI, Takayuki KAMIYA, Yuji KASHIMA and Katsuyuki KIDA
    • Journal Title

      Key Engineering Materials

      Volume: 703 Pages: 183 ~ 186

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/KEM.703.183

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Crack observation of PPS polymer thrust bearings under RCF test in water2016

    • Author(s)
      XiaoChen SHI, Masatoshi ANDO, Yuji KASHIMA and Katsuyuki KIDA
    • Journal Title

      Key Engineering Materials

      Volume: 703 Pages: 178 ~ 182

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/KEM.703.178

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Backlash evaluation of hybrid UHMWPE-PEEK bushes in a small robot joint system2016

    • Author(s)
      Katsuyuki Kida, Kota Kawai, Koshiro Mizobe, Hitonobu Koike and Kenji Kanemasu
    • Journal Title

      Key Engineering Materials

      Volume: 703 Pages: 187 ~ 191

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/KEM.703.187

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Changes in magnetic flux density distributions of chromium molybdenum steel (JIS, SCM440) by slit opening and crack growth2016

    • Author(s)
      Katsuyuki Kida, Tatsurou Nakashima and Masayuki Ishida
    • Journal Title

      Key Engineering Materials

      Volume: 703 Pages: 376 ~ 379

    • DOI

      :10.4028/www.scientific.net/KEM.703.376

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Rolling contact fatigue observation of radial PPS bearings under dry condition2016

    • Author(s)
      Koshiro MIZOBE, Toshihiko MATSUMURA, Yuji KASHIMA and Katsuyuki KIDA
    • Journal Title

      Key Engineering Materials

      Volume: 703 Pages: 197 ~ 201

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/KEM.703.197

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effect of new pocket design on the failure of thrust UHMWPE bearings in dry condition2016

    • Author(s)
      oshiro MIZOBE, Naoki FUJIMURA, Yuji KASHIMA and Katsuyuki KIDA
    • Journal Title

      Key Engineering Materials

      Volume: 703 Pages: 192 ~ 196

    • DOI

      0.4028/www.scientific.net/KEM.703.192

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effect of plastic deformation on magnetic fields around fatigue crack tips of carbon tool steel (JIS, SKS93)2016

    • Author(s)
      Katsuyuki KIDA, Masayuki ISHIDA, Mika FURUSE, Koshiro MIZOBE and Edson Costa SANTOS
    • Journal Title

      International Journal of Fatigue

      Volume: 88 Pages: 156 ~ 165

    • DOI

      10.1016/j.ijfatigue.2016.03.022

  • [Presentation] 自律運動の反応速度論的制御とその走化性への応用2017

    • Author(s)
      末松 J. 信彦
    • Organizer
      日本化学会 第97春季年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学 日吉キャンパス
    • Year and Date
      2017-03-16 – 2017-03-19
  • [Presentation] ホモロジーによる肺気腫の定量評価と視覚評価の関係および機械学習による視覚評価の予測について2017

    • Author(s)
      西尾瑞穂、中根和昭、久保武、八上全弘、江本豊、西尾真理、富樫かおり
    • Organizer
      第9回呼吸機能イメージング研究会学術集会
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      2017-01-27 – 2017-01-28
  • [Presentation] 数学的手法を用いた 病理診断支援システム2016

    • Author(s)
      中根 和昭
    • Organizer
      第26回中国病理学会
    • Place of Presentation
      中国安徽省合肥
    • Year and Date
      2016-11-24 – 2016-11-27
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Change in magnetic field due to elastic-plastic deformation of structural steels2016

    • Author(s)
      木田勝之
    • Organizer
      2016 The 4th International Conference on Mechanical Engineering, Materials Science and Civil Engineering (ICMEMSCE2016)
    • Place of Presentation
      Sanya, China
    • Year and Date
      2016-11-19 – 2016-11-20
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 自己駆動粒子の集団に現れる運動モード転移2016

    • Author(s)
      末松 J. 信彦
    • Organizer
      日本物理学会 秋季大会
    • Place of Presentation
      金沢大学
    • Year and Date
      2016-10-13 – 2016-10-16
  • [Presentation] 樟脳粒の集団に現れる時空間パターン2016

    • Author(s)
      末松 J. 信彦
    • Organizer
      RIMS研究集会「集団ダイナミクスに現れる時空間パターンの数理」
    • Place of Presentation
      RIMS
    • Year and Date
      2016-10-12 – 2016-10-14
  • [Presentation] 油中水滴の運動速度の化学組成依存性2016

    • Author(s)
      末松 J. 信彦
    • Organizer
      第67回 コロイドおよび界面化学討論会
    • Place of Presentation
      北海道教育大学旭川校
    • Year and Date
      2016-09-22 – 2016-09-24
  • [Presentation] 油水界面化学反応に駆動される液滴運動のサイズおよび化学組成依存性2016

    • Author(s)
      末松 J. 信彦
    • Organizer
      札幌非線形研究会2016
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2016-08-30 – 2016-08-31
  • [Presentation] Nakane K, Mori H, Takiyama A: An analyzing method for complex structural images by the homology concept2016

    • Author(s)
      Nakane K, Mori H, Takiyama A
    • Organizer
      the 7th Algebraic Topology: Methods, Computation, & Science
    • Place of Presentation
      Torino
    • Year and Date
      2016-07-25 – 2016-07-29
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Fracture mechanics approach to contact problems of high strength materials2016

    • Author(s)
      木田勝之
    • Organizer
      2016 4th INTERNATIONAL CONFERENCE ON METALLURGY TECHNOLOGY AND MATERIALS (4th ICMTM2016)
    • Place of Presentation
      Singapore
    • Year and Date
      2016-06-18 – 2016-06-19
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Classification of degree of differentiation of colorectal neoplasm by the concept of the homology2016

    • Author(s)
      中根 和昭
    • Organizer
      13th European Congress on Digital pathology
    • Place of Presentation
      ドイツ ベルリン Charite University
    • Year and Date
      2016-05-25 – 2016-05-28
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Classification of degree of differentiation of colorectal neoplasm by the concept of the homology2016

    • Author(s)
      中根 和昭
    • Organizer
      5th International Conference and Exhibition on Pathology
    • Place of Presentation
      Chicago hilton hotel
    • Year and Date
      2016-05-09 – 2016-05-11
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Magnetic Microscopy for Health Monitoring of Engineering Materials2016

    • Author(s)
      木田勝之
    • Organizer
      The 5th International Conference on Advanced Materials and Engineering Materials ICAMEM2016
    • Place of Presentation
      Hong Kong,China
    • Year and Date
      2016-04-16 – 2016-04-17
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] COPD、非COPD患者における低濃度域の定量評価へのホモロジーの適応2016

    • Author(s)
      西尾瑞穂 中根和昭
    • Organizer
      第75回日本医学放射線学会総会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2016-04-14 – 2016-04-17
  • [Book] 材料表面の親水・親油の評価と制御設計2016

    • Author(s)
      末松 J. 信彦 石井 淑夫 監修
    • Total Pages
      600
    • Publisher
      株式会社テクノシステム

URL: 

Published: 2018-01-16  

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