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膵癌腫瘍3次元内部構造の徹底的な理解のための超高精細情報空間構築

研究課題

研究課題/領域番号 18H03262
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分61010:知覚情報処理関連
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

本谷 秀堅  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60282688)

研究分担者 片桐 孝洋  名古屋大学, 情報基盤センター, 教授 (40345434)
Kugler Mauricio  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70456713)
横田 達也  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (80733964)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2020年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2019年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
2018年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワード医用画像処理 / MRI / 病理画像 / 非剛体位置合わせ / 病理顕微鏡画像 / 免疫染色 / 画像処理 / 画像解析 / 病理画像解析 / 染色変換 / 3次元再構成 / 膵癌 / 腫瘍
研究成果の概要

空間的に連続した薄切切片の顕微鏡画像群を非剛体位置合わせする手法を開発し、実際に、KPCマウスの膵癌腫瘍を含む3次元病理画像の再構成に成功し、腫瘍中の様々な器官の3次元形状を視認することが可能になった。このことによりMRI画像と病理顕微鏡画像の非剛体位置合わせが可能となり、MRI画像中の各ボクセルに対応する病理顕微鏡画像中の矩形領域を同定出来るようになった。この成果は、膵癌診断に際して病理顕微鏡画像とMRI画像を統合管理する上で有用である。また、この対応付けを利用することにより、MRI画像中の各ボクセルに対応しうる病理顕微鏡画像群の従う確率密度分布を推定する画像生成モデルの構築に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

病理顕微鏡画像は癌の種別を鑑別する際などに用いられる重要なモダリティであり、近年そのデジタル化が進んでいる。病理診断を実施する病院の多くにおいて癌診断に際して撮影されるMRI画像や病理画像が診断結果とともに記録され、保存され続けている。これら保存された画像と診断の組を有効活用するためには、例えば目の前の患者と類似する画像を過去の症例から検索したり、非侵襲で撮影出来るMRI画像から侵襲的にしか撮影することの出来ない病理画像を予測したりする画像処理技術が不可欠である。本研究成果は、腫瘍内部の微細な3次元構造に基づく病理画像の検索や、MRI画像からの病理画像予測に基づく手術計画立案に有用である。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Multi-scale Domain-adversarial Multiple-instance CNN for Cancer Subtype Classification with Unannotated Histopathological Images2020

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Noriaki、Fukushima Daisuke、Koga Ryoichi、Takagi Yusuke、Ko Kaho、Kohno Kei、Nakaguro Masato、Nakamura Shigeo、Hontani Hidekata、Takeuchi Ichiro
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE/CVF Conference on Computer Vision and Pattern Recognition 2020 (CVPR2020)

      巻: - ページ: 3851-3860

    • DOI

      10.1109/cvpr42600.2020.00391

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Computing Valid P-Values for Image Segmentation by Selective Inference2020

    • 著者名/発表者名
      Tanizaki Kosuke、Hashimoto Noriaki、Inatsu Yu、Hontani Hidekata、Takeuchi Ichiro
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE/CVF Conference on Computer Vision and Pattern Recognition 2020 (CVPR2020)

      巻: - ページ: 9550-9559

    • DOI

      10.1109/cvpr42600.2020.00957

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Robust 3D image reconstruction of pancreatic cancer tumors from histopathological images with different stains and its quantitative performance evaluation.2019

    • 著者名/発表者名
      Kugler M, Goto Y, Tamura Y, Kawamura N, Kobayashi H, Yokota T, Iwamoto C, Ohuchida K, Hashizume M, Shimizu A, Hontani H.
    • 雑誌名

      Int J Comput Assist Radiol Surg

      巻: 14 号: 12 ページ: 2047-2055

    • DOI

      10.1007/s11548-019-02019-8

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Simultaneous Tensor Completion and Denoising by Noise Inequality Constrained Convex Optimization2019

    • 著者名/発表者名
      Yokota Tatsuya、Hontani Hidekata
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 7 ページ: 15669-15682

    • DOI

      10.1109/access.2019.2894622

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Super-Resolution of Magnetic Resonance Images via Convex Optimization with Local and Global Prior Regularization and Spectrum Fitting2018

    • 著者名/発表者名
      Kawamura Naoki、Yokota Tatsuya、Hontani Hidekata
    • 雑誌名

      International Journal of Biomedical Imaging

      巻: 2018 ページ: 1-17

    • DOI

      10.1155/2018/9262847

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 病理画像の染色変換に本質的な特徴の抽出と可視化の試み2020

    • 著者名/発表者名
      古賀 諒一, 橋本 典明, 横田 達也, 中黒 匡人, 高野 桂, 中村 栄男, 竹内 一郎, 本谷 秀堅
    • 学会等名
      電子情報通信学会 医用画像研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Deep Image Prior とサイノグラム正規化によるX線CT画像中の金属アーチファクトの高精度除去2020

    • 著者名/発表者名
      佐竹 寛弥, 横田 達也, 大竹 義人, 佐藤 嘉信, 本谷 秀堅
    • 学会等名
      電子情報通信学会 医用画像研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 病理顕微鏡画像の複数免疫染色間の相互変換と特徴空間の共有2020

    • 著者名/発表者名
      足立 秀雄, クグレ マウリシオ, 岩本 千佳, 大内田 研宙, 橋爪 誠, 横田 達也, 本谷 秀堅
    • 学会等名
      電子情報通信学会 医用画像研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ヒト胚子の解剖学的ランドマークの統計モデルの改良2020

    • 著者名/発表者名
      新城 葵, 斉藤 篤, 高桑 徹也, 山田 重人, 本谷 秀堅, 松添 博, 宮内 翔子, 諸岡 健一, 清水 昭伸
    • 学会等名
      電子情報通信学会 医用画像研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 免疫染色の組み合わせの表現のための非負行列分解による基底ベクトルの獲得2020

    • 著者名/発表者名
      黄 果葡, 橋本 典明, 横田 達也, 中黒 匡人, 高野 桂, 中村 栄男, 竹内 一郎, 本谷 秀堅
    • 学会等名
      電子情報通信学会 医用画像研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Deep Image Priorを利用した非負行列分解に基づくダイナミックPET画像再構成2020

    • 著者名/発表者名
      下村智茂, 河合和也, 坂田宗之, 木村裕一, 横田達也, 本谷秀堅
    • 学会等名
      電子情報通信学会医用画像研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] HE 染色標本画像と診断テキストデータを併用する免疫染色パターン推定2019

    • 著者名/発表者名
      橋本典明、横田達也、本谷秀堅ほか
    • 学会等名
      第38回日本医用画像工学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 多元計算解剖学における数理2019

    • 著者名/発表者名
      本谷秀堅
    • 学会等名
      第38回日本医用画像工学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ドメイン敵対的学習を用いる病理画像からの悪性リンパ腫候補領域の抽出と病型識別2019

    • 著者名/発表者名
      古賀諒一, 横田達也, 本谷秀堅, ほか
    • 学会等名
      第38回日本医用画像工学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 膵癌腫瘍病理顕微鏡画像の染色変換2019

    • 著者名/発表者名
      足立秀雄, 横田達也, 本谷秀堅, ほか
    • 学会等名
      第38回日本医用画像工学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Re-staining Pathology Images by FCNN2019

    • 著者名/発表者名
      Fujitani Masayuki、Mochizuki Yoshihiko、Iizuka Satoshi、Simo-Serra Edgar、Kobayashi Hirokazu、Iwamoto Chika、Ohuchida Kenoki、Hashizume Makoto、Hontani Hidekata、Ishikawa Hiroshi
    • 学会等名
      2019 16th International Conference on Machine Vision Applications (MVA)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Tensor Completion with Shift-invariant Cosine Bases2019

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Yokota and Hidekata Hontani
    • 学会等名
      Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simultaneous PET Image Reconstruction and Feature Extraction Method using Non-negative, Smooth, and Sparse Matrix Factorization2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Kawai and Hidekata Hontani and Tatsuya Yokota and Muneyuki Sakata and Yuichi Kimura
    • 学会等名
      Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Missing Slice Recovery for Tensors Using a Low-Rank Model in Embedded Space2018

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Yokot;Burak Erem;Seyhmus Gule ;Simon K. Warfield, Hidekata Hontani
    • 学会等名
      CVPR 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Construction of a Generative Model of H&E Stained Pathology Images of Pancreas Tumors Conditioned by a Voxel Value of MRI Image2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoshige Shimomura;Mauricio Kugler;Tatsuya Yokota;Chika Iwamoto,;Kenoki Ohuchida,;Makoto Hashizume,;Hidekata Hontani
    • 学会等名
      Miccai Workshop, COMPAY
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Accurate 3D Reconstruction of a Whole Pancreatic Cancer Tumor from Pathology Images with Different Stains2018

    • 著者名/発表者名
      Mauricio Kugler;Yushi Goto;Naoki Kawamura,;Hirokazu Kobayashi;Tatsuya Yokota;Chika Iwamoto;Kenoki Ohuchida;Makoto Hashizume;Hidekata Hontani
    • 学会等名
      Miccai Workshop, COMPAY
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 医用 画像処理におけるLDDMMの並列化とコード最適化2018

    • 著者名/発表者名
      中島大地,田村友輝,物部峻太郎,片桐孝洋,本谷秀堅,永井亨,荻野正
    • 学会等名
      研究報告ハイパフォー マンスコンピューティング(HPC)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 医用画像処理に 用いられる大変形微分同相写像のMPI並列化とコード最適化2018

    • 著者名/発表者名
      中島大地, 田村友輝, 物部峻太郎, 片桐孝洋, 本谷秀堅, 永井亨
    • 学会等名
      日本応用数理学会 2018年度年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] 2020-2021年版 標準 医用画像のためのディープラーニング2020

    • 著者名/発表者名
      藤田 広志、福岡 大輔
    • 総ページ数
      220
    • 出版者
      オーム社
    • ISBN
      9784274225451
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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