2015 Fiscal Year Annual Research Report
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
Publicly Offered Research
| Project Area | Multidisciplinary computational anatomy and its application to highly intelligent diagnosis and therapy |
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15H01125
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| Research Institution | Kyoto Prefectural University of Medicine |
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Principal Investigator |
昌子 浩登 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (00378936)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 形態形成 / 肝小葉 / フラクタル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
肝臓は基本単位である肝小葉が積み重なって構成されている。その肝小葉内の構造をみると、周辺域の門脈域から、中心に配置する中心静脈にむけて肝細胞が連なって配置される。また、各肝細胞に血管系である類洞と毛細胆管に接しネットワーク状に配置され、３次元特有の周期構造的に配置している。そのため、その数理的な性質を捉えるためには、３次元空間での構造解析が必要になる。具体的には、次の２つの研究を行ってきた。
(1)肝小葉内の部位性の解析：肝小葉内において、門脈域と中心静脈域とその中間の３つの部域性をわけて考察されている。この部域性と形態等の関係を解析してきた。類洞ネットワークのフラクタル次元と類洞内の血液の流れの関係を調べた。この結果をまとめ研究集会等で発表し、研究会誌に投稿した。また、その部域的な形態の違いと、これまで作成してきた４変数の偏微分方程式系数理モデルで得られるパターンとの比較を行ってきた。
(2) 肝疾患ラットモデルによる形態変化解析：特殊な餌を与えて、ヒト脂肪肝炎によく似た症状を呈する脂肪肝ラットモデルを作成し、肝臓片を採取した。肝臓サンプルの共焦点顕微鏡像だけでなく、名古屋大学西澤教授の研究グループとの共同研究として、光干渉断層法(Optical Coherent Tomography)を用いた方法により、疾患による形態変化を観察した。形態変化を、物理指標を用いて指標化した。この結果をとりまとめ国際紙に投稿した。また、内部リズムによる運動性に関する観察について、最もフィットする数理モデルを統計的に検証することでその性質を解析した。この結果を国際紙に発表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
生物のパターンにどうしてもみられる局所性が含まれる。このことを考慮して微細周期構造の特徴を抽出するのに、共焦点顕微鏡により得られた元画像を外場として与える反応拡散系モデルを用いた管構造抽出手法を新たに構築した。すると、モデルに内在する周期に対する寛容性があるため、そのモデルパラメータから容易に生体パターンの局所性をも含めた特徴抽出が可能になった。このため、画像抽出と同時にパターンの統計量も計測するため、順調に解析が進んでいる。また、領域会議などを通じて、さまざまな研究者と知り合うことができ、名古屋大学の西澤教授の研究グループや東京医科歯科大学の工藤講師の研究グループには、肝疾患サンプルの構造解析などで共同研究を展開し、研究の幅を広げられるようになった。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究は順調に進んでおり当初の研究計画にそって進める予定である。とくに今年度作成してきた構造抽出のための画像解析手法において用いる反応拡散モデルのパラメータ利用について進展が見込めそうである。これは予定していなかった部分だがぜひすすめたい。
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Research Products
(9 results)
