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計算論的トポロジーによる病理形態解析アルゴリズムの連携展開

研究課題

研究課題/領域番号 15KT0100
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分特設分野
研究分野 連携探索型数理科学
研究機関旭川医科大学

研究代表者

寺本 敬  旭川医科大学, 医学部, 准教授 (40382543)

連携研究者 瀧山 晃弘  北海道文教大学, 人間科学部, 教授 (00374520)
神谷 武志  琉球大学, 医学部, 講師 (70640647)
研究期間 (年度) 2015-07-10 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2015年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード応用数学 / 計算ホモロジー / 計量病理学 / 計算トポロジー / 病理形態学
研究成果の概要

本研究では画像形態の位相的な性質に注目し、診断医と協働しながら以下の 2 つの医療画像データ群に, 計算論的トポロジー手法を適用した。①ウサギ腱移植モデルのマイクロ CT 画像データから再構築した 3 次元構造について、微細構造の骨梁数、開気孔、閉気孔の数を示す位相的不変量を計算した。組織学的観察結果と比較しながら、骨形態計測における定量的指標としてベッチ数比を提案した。②病理診断の免疫組織化学について、パーシステントホモロジー理論による定量的評価法を提案した。乳がん患者の染色画像データから計算したパーシステント図から新しい特徴量を定義し、病理医らの目視判断による従来の結果と比較検討した。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [雑誌論文] Transformation of block copolymer nanoparticles from ellipsoids with striped lamellae into onion-like spheres and dynamical control via coupled CahnHilliard equations2018

    • 著者名/発表者名
      Edgar Avalos, Takashi Teramoto, Hideaki Komiyama, Hiroshi Yabu and Yasumasa Nishiura
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 3 (1) 号: 1 ページ: 1304-1314

    • DOI

      10.1021/acsomega.7b01557

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Persistent homology index as a robust quantitative measure of immunohistochemical scoring2017

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Takiyama, Takashi Teramoto, Hiroaki Suzuki, Katsushige Yamashiro, Shinya Tanaka
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 14002-14002

    • DOI

      10.1038/s41598-017-14392-y

    • NAID

      120006373732

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 病理形態学における位相幾何学的方法2017

    • 著者名/発表者名
      瀧山晃弘
    • 雑誌名

      病理と臨床

      巻: 35 ページ: 55-65

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Frustrated phases under three-dimensional confinement simulated by a set of coupled Cahn-Hilliard equations2016

    • 著者名/発表者名
      E. Avalos, T. Higuchi, T. Teramoto, H. Yabu, Y. Nishiura
    • 雑誌名

      Soft Matter

      巻: 27 ページ: 5905-5914

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Localized Patterns in a Three-Component FitzHugh-Nagumo Model Revisited Via an Action Functional2016

    • 著者名/発表者名
      P. van Heijster, C.-N. Chen, Y. Nishiura, T. Teramoto
    • 雑誌名

      Journal of Dynamics and Differential Equations

      巻: 28

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] The case studies of using computational homology in medical science2018

    • 著者名/発表者名
      寺本敬, 瀧山晃弘
    • 学会等名
      日本数学会 2018 年度年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 病理形態学とトポロジー2017

    • 著者名/発表者名
      瀧山晃弘, 寺本敬
    • 学会等名
      日本応用数理学会 2017 年度年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Applications of persistent homology to immunohistochemistry2017

    • 著者名/発表者名
      Takashi Teramoto
    • 学会等名
      Applied Algebraic Topology 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Applications of Computational Topology to Medical Science2016

    • 著者名/発表者名
      寺本 敬
    • 学会等名
      日本応用数理学会 2016 年度年会
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] An action functional approach to stationary pulse solutions in a three-component FitzHugh-Nagumo model2016

    • 著者名/発表者名
      Takashi Teramoto
    • 学会等名
      Joint Australia-Japan workshop on dynamical systems with applications in life sciences
    • 発表場所
      Queensland University of Technology
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Slowly moving localized pulse waves in a singularly perturbed two-component bistable system2016

    • 著者名/発表者名
      Takashi Teramoto
    • 学会等名
      International Conference on Patterns and Waves 2016
    • 発表場所
      Hokkaido University
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dynamics of interfaces in a specific bistable reaction-diffusion system2016

    • 著者名/発表者名
      Takashi Teramoto
    • 学会等名
      The 4th International Conference Nonlinear Waves - Theory and Applications
    • 発表場所
      Tsinghua University
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Numerical approach to complex dynamics of pulse generators in heterogeneous excitable media2016

    • 著者名/発表者名
      Takashi Teramoto
    • 学会等名
      KSU workshop on reaction-diffusion equations and numerical analysis
    • 発表場所
      Kyoto Sangyo University
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 多成分反応拡散系の粒子解ダイナミクスと解構造探索2015

    • 著者名/発表者名
      寺本敬
    • 学会等名
      日本数学会北海道支部講演会
    • 発表場所
      北海道大学理学部
    • 年月日
      2015-12-03
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会・シンポジウム開催] Joint Australia-Japan workshop on dynamical systems with applications in life sciences2016

    • 発表場所
      Queensland University of Technology
    • 年月日
      2016-07-18
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2015-07-14   更新日: 2019-03-29  

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