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Automatic Detection of Good/Bad Colonies of iPS Cells Using Deep Learning

研究課題

研究課題/領域番号 16K00394
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 生命・健康・医療情報学
研究機関広島大学

研究代表者

ライチェフ ビセル  広島大学, 工学研究科, 准教授 (00531922)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードiPS 細胞 / 機械学習 / ニューラルネットワーク / 深層学習 / セグメンテーション / 異常検出 / iPS cells / Machine learning / Neural networks / deep learning / segmentation / CNN / colony detection / iPS cell colonies / 画像認識
研究成果の概要

あらゆる体細胞に分化できる万能性をもつiPS 細胞は,再生医療や病気の原因解明,新薬の開発などへの応用が期待されているが,培養過程で細胞死や細胞分化が起きてしまうことから,細胞を大量生産することが困難であるという問題がある.そのためiPS 細胞の培養を自動化するための課題のひとつとして,細胞に起きる異常を自動的に検出することが挙げられる.本研究では,iPS 細胞の分化・未分化の検出を細胞コロニーの画像から自動的に高精度で識別できる,深層学習や画像解析に基づいた新しい Semantic Segmentation アルゴリズムを開発した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

再生医療の実現に向けて需要が高まっているiPS細胞の大量生産を可能にするため,培養を自動化する過程で必要になるiPS細胞の分化・未分化の自動検出ができる新しいアルゴリズムを開発して,その有用性を検証した.また,本研究で開発したSemantic segmentation アルゴリズムが従来手法より高精度であるため,他の医用画像解析への応用も期待できる.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Detection of Differentiated vs. Undifferentiated Colonies of iPS Cells Using Random Forests Mod-eled with the Multivariate Polya Distribution2016

    • 著者名/発表者名
      B. Raytchev, A. Masuda, M. Minakawa, K. Tanaka, T. Kurita, T. Imamura, M. Suzuki, T. Tamaki and K. Kaneda
    • 雑誌名

      Springer Lecture Notes in Computer Science (LNCS)

      巻: 9901 ページ: 667-675

    • DOI

      10.1007/978-3-319-46723-8_77

    • ISBN
      9783319467221, 9783319467238
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Patch-based learning for biomedical image analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Bisser Raytchev
    • 学会等名
      Hiroshima Conference on Statistical Science 2016
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Detection of Differentiated vs. Undifferentiated Colonies of iPS Cells Using Random Forests Modeled with the Multivariate Polya Distribution2018

    • 著者名/発表者名
      Bisser Raytchev
    • 学会等名
      第20回 画像の認識・理解シンポジウム(MIRU2017)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 構造情報を用いた分類型CNNによるiPS細胞の分化・未分化検出2018

    • 著者名/発表者名
      林 祥平, Bisser Raytchev, 玉木 徹, 金田 和文
    • 学会等名
      第21回 画像の認識・理解シンポジウム(MIRU2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Multi-Scale Scene Recognition Using Small Training Datasets2018

    • 著者名/発表者名
      Tokinirina Radiniaina, Bisser Raytchev, Kazufumi Kaneda, Toru Tamaki
    • 学会等名
      第21回 画像の認識・理解シンポジウム(MIRU2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 回帰型CNNを用いたiPS細胞の分化・未分化検出2018

    • 著者名/発表者名
      田中孝二郎, ライチェフ ビせル, 栗田多喜夫, 玉木徹, 金田和文
    • 学会等名
      電子情報通信学会 パターン認識・メディア理解研究会(PRMU)技術報告 PRMU2017-164, vol. 117, no. 442, pp. 109-114
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Grassmann Matching Kernels for Scene Representation and Recognition2017

    • 著者名/発表者名
      Bisser Raytchev, Miku Koujiba, Toru Tamaki and Kazufumi Kaneda
    • 学会等名
      International Joint Conference on Neural Networks (IJCNN)
    • 発表場所
      William A. Egan Civic and Convention Center in Anchorage, Alaska, USA
    • 年月日
      2017-05-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Grassmann Matching Kernels for Scene Representation and Recognition2017

    • 著者名/発表者名
      Bisser Raytchev, Miku Koujiba, Toru Tamaki and Kazufumi Kaneda
    • 学会等名
      International Joint Conference on Neural Networks (IJCNN 2017), pp. 4422-4428, Anchorage, USA
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ensemble-Based Local Learning for High-Dimensional Data Regression2016

    • 著者名/発表者名
      B. Raytchev, Y. Katamoto, M. Koujiba, T. Tamaki and K. Kaneda
    • 学会等名
      23rd International Conference on Pattern Recognition (ICPR)
    • 発表場所
      Cancun Center, Cancun, Mexico
    • 年月日
      2016-12-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Higher-Level Representation of Local Spatio-Temporal Features for Human Action Recognition Using Subspace Matching Kernels2016

    • 著者名/発表者名
      B. Raytchev, H. Kawamoto, T. Tamaki and K. Kaneda
    • 学会等名
      23rd International Conference on Pattern Recognition (ICPR)
    • 発表場所
      Cancun Center, Cancun, Mexico
    • 年月日
      2016-12-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 深層学習を用いた大腸NBI内視鏡画像認識2016

    • 著者名/発表者名
      田中 孝二郎, Bisser Raytchev, 玉木 徹, 小出 哲士, 吉田 成人, 三重野 寛, 田中 信治
    • 学会等名
      第19回画像の認識・理解シンポジウム(MIRU2016)
    • 発表場所
      アクトシティ浜松, 静岡
    • 年月日
      2016-08-01
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Detection of iPS Cell Colonies with Local Features2016

    • 著者名/発表者名
      Atsuki Masuda, Bisser Raytchev, Takio Kurita,Toru Imamura, Masashi Suzuki, Toru Tamaki and Kazufumi Kaneda
    • 学会等名
      第35回日本医用画像工学会大会(JAMIT 2016)
    • 発表場所
      千葉大学西千葉キャンパス, 千葉
    • 年月日
      2016-07-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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