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2016 年度 実績報告書

肝小葉内の類洞-毛細胆管の3次元ネットワークデザイン解析

公募研究

研究領域医用画像に基づく計算解剖学の多元化と高度知能化診断・治療への展開
研究課題/領域番号 15H01125
研究機関京都府立医科大学

研究代表者

昌子 浩登  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (00378936)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワード形態形成
研究実績の概要

肝臓のミクロ構造に着目し、研究を行ってきた。特に、血管系である類洞と、毛細胆管が織りなす3次元共連結構造に着目し、以下の研究を行ってきた。
(1)肝疾患による微細構造の形態変化解析:脂肪肝ラットモデルを作成し、その肝臓片の3次元微細構造を解析した。名古屋工業大学本谷教授のグループとともに、毛細胆管のネットワーク構造について解析し、疾患によりどのようにネットワーク構造が変化するかを計算し、報告してきた。また、前年度作成した反応拡散系モデルを用いた画像解析プロトコルの改定を行った。疾患進行度と統計的な差が見られる事をとりまとめ、国際学会で発表を行ったり、国際紙に掲載した。また、このプロトコルを用いて多色染色時の像の解析への応用を考え、そのモデル方程式である反応拡散モデルの解の挙動の解析、ならびに効率的なプロトコル作成に取り組んできた。
(2)名古屋大学工学研究科の西澤教授のグループとの共同研究で取得したオプティカルコヒーレントトモグラフィー(OCT)像をもとに、疾患による類洞の形態変形モデル作成、その解析に取り組んだ。肝小葉内の肝細胞の部域性を取り込んだモデルを考え、類洞の太さの分布と肝細胞に作り出した脂肪滴との関連を調べ、形態から細胞内の力学的な要因の提案を行ってきた。
(3)血管系のフラクタルモデルを用いた研究:類洞網の共焦点レーザー顕微鏡像の3次元再構成像の画像解析を行い、ボックスカウント法を用いてフラクタル構造を持つことを示した。この性質から類洞の管径がべき分布するというモデルをたて、計算できる管の面積、体積、分岐の個数などを調べた。また、東京医科歯科大学との共同研究により類洞の血流をin vivoで観測データをもとに、類洞の張り巡らされている形状が、血流を流すという点についてその適応性を調べた。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] A Reaction-diffusion Algorithm for Segmentation of Confocal Laser Scanning Microscope Images2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroto Shoji
    • 雑誌名

      FORMA

      巻: 31 ページ: 23-25

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] フラクタル解析から見るラット肝類洞、毛細胆管ネットワーク構造と疾患による形態変化2016

    • 著者名/発表者名
      昌子浩登・佐久間省吾・本谷秀堅・赤星経一・工藤篤
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所考究録

      巻: 1994 ページ: 94-100

    • 謝辞記載あり
  • [学会発表] Design analysis of Three dimensional periodic network patterns of the sinusoid and bile canaliculius in the hepatic lobule2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroto Shoji
    • 学会等名
      The third international symposium on the project multidisciplinary computational anatomy
    • 発表場所
      Nara
    • 年月日
      2017-03-08 – 2017-03-09
    • 国際学会
  • [学会発表] A Reaction-diffusion Algorithm for Segmentation of Liver Sinusoid in Rats Fed a High Fat and Cholesterol Diet and Their Evaluations2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroto Shoji, Kohtaro Yamada
    • 学会等名
      International Forum on Medical Imaging in Asia 2017
    • 発表場所
      Tenbusu Kaikan, Okinawa, Japan
    • 年月日
      2017-01-26 – 2017-01-27
    • 国際学会
  • [学会発表] 肝小葉内ミクロ構造を用いた共焦点顕微鏡像のセグメンテーションへの反応拡散モデルを用いたアルゴリズム2016

    • 著者名/発表者名
      昌子浩登
    • 学会等名
      第26回非線形反応と協同現象の研究会
    • 発表場所
      明治大学中野キャンパス
    • 年月日
      2016-12-10 – 2016-12-11
  • [学会発表] 肝疾患における形態変形の解析2016

    • 著者名/発表者名
      昌子浩登
    • 学会等名
      京都大学数理解析学研究所研究集会
    • 発表場所
      京都大学数理解析学研究所
    • 年月日
      2016-11-15 – 2016-11-18
  • [学会発表] Physical Analysis of Branching Patterns of Sinusoidal Networks Hepatic lobule2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroto Shoji
    • 学会等名
      2016年日本数理生物学会
    • 発表場所
      九州大学元岡キャンパス
    • 年月日
      2016-09-06 – 2016-09-08
  • [学会発表] Computer simulations of three-dimensional Turing patterns in Lengyel-Epstein model2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroto Shoji, Takao Ohta
    • 学会等名
      International Conference: Patterns and Waves
    • 発表場所
      Sappro, Japan
    • 年月日
      2016-08-01 – 2016-08-05
    • 国際学会
  • [学会発表] 共焦点レーザー顕微鏡画像による肝臓毛細胆管の3次元ミクロ周期構造解析2016

    • 著者名/発表者名
      佐久間省吾・本谷秀堅・昌子浩登
    • 学会等名
      MI研究会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2016-05-21 – 2016-05-22
  • [学会発表] Three Dimensional Imaging of Diseased Rat Lung and Liver Using Ultrahigh Resolution Optical Coherence Tomography2016

    • 著者名/発表者名
      M. Nanbu, Y. Ando, H. Kawagoe, M. Yamanaka, M. Matsushima, K. Mori, T. Kawabe, H. Shoji and N. Nishizawa
    • 学会等名
      5th Advanced Lasers and Photon Sources
    • 発表場所
      Yokohama, Japan
    • 年月日
      2016-05-17 – 2016-05-20
    • 国際学会
  • [図書] マレー数理生物学 応用編-パターン形成の数理とバイオメディカルへの応用2016

    • 著者名/発表者名
      三村昌泰、瀬野裕美、昌子浩登 他17人
    • 総ページ数
      512
    • 出版者
      丸善出版

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公開日: 2018-01-16  

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