| 研究課題/領域番号 |
02559004
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| 研究種目 |
試験研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
広領域
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
高橋 徹 東北大学, 抗酸菌病研究所, 教授 (10004590)
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| 研究分担者 |
岩本 正敏 東北学院大学, 工学部, 助教授 (40128955)
千場 良司 東北大学, 抗酸菌病研究所, 助手 (20207301)
手塚 文明 東北大学, 抗酸菌病研究所, 助教授 (60004892)
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| 研究期間 (年度) |
1990 – 1991
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| キーワード | 計算機幾何学 / 三次元生体計測 / 連続組織切片 / 粒体 / 空間距離分布 / トポロジ- |
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| 研究概要 |
病理学の研究で扱う臓器・組織・細胞などはいずれも空間を占める三次元的対象だが、構造の研究手段は実際は二次元断面像の観察に限られている。断面像から空間の数量的情報を推定するstereologyの方法も、生体解析の多くの局面で有効でない。そこで連続切片像を計算機に入力して三次元構造デ-タとし、三次元像を得ると同時にデ-タ間の演算によって必要な数量を得るシステムを開発した。以下の課題についてアルゴリスムを確立し、実用化の見通しを得た。
1)粒体計量の計算機支援:細胞・細胞核・膵ランゲルハンス島など空間中に分散する「粒体」の個数・大きさの分布を得る。連続切片像を入力して空間中に長方体を重積した計測プロ-ブ(sampling brick)を設け、内部に含まれる粒体の計量を行なう。システムは肝細胞・肝癌細胞の核、糖尿病・非糖尿病膵のランゲルハンス島に応用し、病理学的にきわめて興味深い結果を得た。
2)空間距離分布による三次元構築型の解析:三次元における構築型を数量化するのに有用なアルゴリスムを考案した。空間に設けた多数の無作為観測点から関心構造へのユ-クリッド距離を計算し、その分布を指標として構築型の差を把握する方法である。これを8症例の肝臓を用いて血管構築の解析に応用し、慢性肝炎などが肝硬変に移行するいわゆる肝組織改築について進行方向・進行度を数量的に記述することを可能にした。
3)病態構造の位相幾何学的解析:病変には癌の組織構築など、位相的性質が基本的特徴となるものがある。かかる対象の解析用に、ネットワ-ク位相不変量(1次Betti数)の演算システムを開発した。また位相的性質を可視化するため、三次元構造のスケルトン化(細線化)を試み、近くアルゴリスムを樹立の予定である。
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