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2014 年度 実績報告書

超音波画像による頸部リンパ節転移診断のためのボリュームレジストレーション法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 25293382
研究機関東北大学

研究代表者

阪本 真弥  東北大学, 大学病院, 講師 (90157686)

研究分担者 小玉 哲也  東北大学, 医工学研究科, 教授 (40271986)
伊藤 康一  東北大学, 情報科学研究科, 助教 (70400299)
森 士朗  東北大学, 大学病院, 講師 (80230069)
青木 孝文  東北大学, 情報科学研究科, 教授 (80241529)
飯久保 正弘  東北大学, 歯学研究科(研究院), 講師 (80302157)
小嶋 郁穂  東北大学, 歯学研究科(研究院), 助教 (80447169)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワードナノバブル / 超音波 / リンパ節 / 転移 / ボリュームレジストレーション
研究実績の概要

頸部リンパ節の微小転移は、CT、MRI、PET、超音波診断等の画像診断法を駆使しても検出することは難しい。本研究では、造影超音波画像と造影CT画像を三次元的に位置合わせするボリュームレジストレーション法を開発し、精確にリンパ節内外の血管の位置と密度を解析できる手法を確立し、新たなリンパ節微小転移検出法の開発を目的とする。画像のマッチングは特徴ベースマッチングと領域ベースマッチングの二つに大別される。 Scale-Invariant-Feature-Transform(SIFT)に代表される特徴ベースマッチングは画像中の特徴点(または領域)を検出し、 その周囲の局所領域に対して局所記述子を定義し、局所記述子の距離に基づいて画像間のマッチングをおこなう手法である。Phase-Only Correlation(POC)に代表される領域ベースマッチングは二つの画像間変位を算出し、類似度もしくは相違度を評価する。これらの手法を用いて、我々の研究グループが樹立したリンパ節腫脹マウスのリンパ節の造影超音波画像から評価に不要な画像を除去もしくは補正し、造影剤投与前後の輝度情報もしくは輝度情報の時間変化による分散値で高精度に血管情報を算出するアルゴリズムを作成し、造影マイクロCTと比較した。その結果、マウスの呼吸等による動きに伴う画像のずれやノイズを除去することができた。本解析手法を用いることにより、マウスのリンパ節内の血管を精確に抽出でき、リンパ節微小転移の早期診断に応用可能であることが示唆された。現在、頭頸部癌患者の頸部リンパ節の術前の種々の三次元画像ボリュームレジストレーションと切除したリンパ節の病理組織画像とを比較検討中である。リンパ節微小転移の臨床応用を目的に、本研究成果を頭頸部癌患者の頸部リンパ節の術前の種々の三次元画像のボリュームレジストレーションと切除したリンパ節の病理組織画像を比較し、臨床研究を遂行していく。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

これまでの研究により、画像解析手法であるSIFTおよびPOCを用いて、我々の研究グループが樹立したリンパ節腫脹マウスのリンパ節の造影超音波画像の評価に不要な画像を除去もしくは補正し、造影剤投与前後の輝度情報もしくは輝度情報の時間変化による分散値で高精度に血管情報を算出するアルゴリズムを作成し、造影マイクロCTと比較して評価した。その結果、マウスの呼吸等による動きに伴う画像のずれやノイズを除去することができた。本解析手法を用いることにより、マウスのリンパ節内の血管を精確に抽出でき、リンパ節微小転移の早期診断に応用可能であることが示唆された。さらに、本研究成果をリンパ節微小転移の診断に臨床応用することを目的に、頭頸部癌患者の頸部リンパ節の術前の種々の三次元画像と切除したリンパ節の病理組織画像とのボリュームレジストレーションに関する臨床研究を遂行しているところである。

今後の研究の推進方策

昨年度に引き続き、本研究成果をリンパ節微小転移の診断に臨床応用することを目的に、頭頸部癌患者の頸部リンパ節の術前の種々の三次元画像と切除したリンパ節の病理組織画像とのボリュームレジストレーションに関する臨床研究を遂行していく。

次年度使用額が生じた理由

研究を効率的に実施した結果、未使用額が生じた。

次年度使用額の使用計画

次年度、共用設備として、超高速ナノ医薬作製装置・ナノアッセンブラーを購入するための負担金として使用する。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (12件)

  • [雑誌論文] Insulin-like growth factor I inhibits alveolar bone loss following tooth extraction in rats2015

    • 著者名/発表者名
      Akira Kumasaka, Masahiro Iikubo, Takashi Nishioka, Ikuho Kojima, Noriaki Shoji, Maya Sakamoto, Takashi Sasano
    • 雑誌名

      Clin Implant Dent Relat Res

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      doi:101111/cid.12227

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Activation of latent metastases in the lung after resection of a metastatic lymph node in a lymph node metastasis mouse model2015

    • 著者名/発表者名
      Shao L, Ouchi T, Sakamoto M, Mori S, Kodama T
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 460 ページ: 543-548

    • DOI

      doi.org/10.1016/j.bbrc.2015.03.066

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Delivery of Molecules to the Lymph Node via Lymphatic Vessels Using Ultrasound and Nano/Microbubbles2015

    • 著者名/発表者名
      Kato S, Shirai Y, Kanzaki H, Sakamoto M, Mori S, Kodama T
    • 雑誌名

      Ultrasound Med Biol.

      巻: 41 ページ: 1411-1421

    • DOI

      doi.org/10.1016/j.ultrasmedbio.2014.12.014.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct delivery of a cytotoxic anticancer agent into the metastatic lymph node using nano/microbubbles and ultrasound2015

    • 著者名/発表者名
      Takuma Sato, Shiro Mori, Maya Sakamoto, Yoichi Arai, Tetsuya Kodama
    • 雑誌名

      PLOS ONE.

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      doi:10.1111/cid.12227

    • 査読あり
  • [学会発表] 金ナノロッドと近赤外レーザー光を用いたリンパ節転移治療法の開発2015

    • 著者名/発表者名
      松木大輔,大内友貴,阪本真弥,森士朗,小玉哲也
    • 学会等名
      日本機械学会第27回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      新潟市
    • 年月日
      2015-01-09 – 2015-01-10
  • [学会発表] リンパ節切除にともなう肺転移を阻害する薬剤送達法の開発2015

    • 著者名/発表者名
      大内友貴,邵楽南,松木大輔,阪本真弥,森士朗,小玉哲也
    • 学会等名
      日本機械学会第27回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      新潟市
    • 年月日
      2015-01-09 – 2015-01-10
  • [学会発表] マイクロCTを用いた転移リンパ節内の血管構造解析2015

    • 著者名/発表者名
      八巻哲平,柳沢ゆかり,阪本真弥,森士朗,小玉哲也
    • 学会等名
      日本機械学会第27回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      新潟市
    • 年月日
      2015-01-09 – 2015-01-10
  • [学会発表] センチネルリンパ節切除後の二次リンパ節転移を予防する薬剤送達法の開発2014

    • 著者名/発表者名
      大内友貴,松木大輔,阪本真弥,森士朗,小玉哲也
    • 学会等名
      第73回日本癌学会学術総会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
  • [学会発表] 転移リンパ節に対する超音波と微小気泡を利用したリンパ行性薬剤送達法の開発2014

    • 著者名/発表者名
      白井優子,佐藤琢磨,阪本真弥,森士朗,小玉哲也
    • 学会等名
      第73回日本癌学会学術総会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
  • [学会発表] マイクロCTを用いた転移リンパ節内の血管構造解析2014

    • 著者名/発表者名
      八巻哲平,柳沢ゆかり,阪本真弥,森士朗,志賀清人,小玉哲也
    • 学会等名
      第73回日本癌学会学術総会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
  • [学会発表] マイクロCTを用いた転移リンパ節内血管構造解析に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      柳沢ゆかり,八巻哲平,志賀清人,阪本真弥,森士朗,小玉哲也
    • 学会等名
      第73回日本癌学会学術総会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
  • [学会発表] リンパ節転移治療におけるドキソルビシン封入温度感受性リポソームと光熱療法の併用2014

    • 著者名/発表者名
      松木大輔,大内友貴,阪本真弥,森士朗,小玉哲也
    • 学会等名
      第73回日本癌学会学術総会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
  • [学会発表] IGF-Iは抜歯後の歯槽骨吸収を抑制する2014

    • 著者名/発表者名
      熊坂 晃,飯久保 正弘,小嶋 郁穂,庄司 憲明,阪本 真弥,笹野 高嗣
    • 学会等名
      第27回日本口腔診断学会・第24回日本口腔内科学会合同学術大会
    • 発表場所
      福岡市
    • 年月日
      2014-09-18 – 2014-09-20
  • [学会発表] 水平的歯根破折に関する画像診断学的研究-角度の異なる歯根破折線の検出能に関する二等分法、平行法および歯科用CTの比較-2014

    • 著者名/発表者名
      佐々城 真、飯久保 正弘、橋本 直也、嶋田 雄介、小嶋 郁穂、阪本 真弥、笹野 高嗣
    • 学会等名
      第27回日本口腔診断学会・第24回日本口腔内科学会合同学術大会
    • 発表場所
      福岡市
    • 年月日
      2014-09-18 – 2014-09-20
  • [学会発表] Novel antitumor therapy for tumor bearing lymph node by lymphatic administration and sonoporation2014

    • 著者名/発表者名
      Kato S, Shirai Y, Morikawa H, Sakamoto M, Mori S, Kodama T
    • 学会等名
      9th International Workshop on Biomaterials in Interface Science
    • 発表場所
      宮城県蔵王町
    • 年月日
      2014-08-26 – 2014-08-27
  • [学会発表] 歯科用CTにおける根管充填材のアーチファクトに関する検討―第2報 撮影モードおよび位置付けによる影響―2014

    • 著者名/発表者名
      飯久保 正弘、小佐野 貴識、小林 馨、勝又 明敏、佐野 司、有地 榮一朗、西岡 貴志、小嶋 郁穂、阪本 真弥、笹野 高嗣
    • 学会等名
      第55回NPO法人日本歯科放射線学会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-06-06 – 2014-06-08

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公開日: 2016-06-01  

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