フローサイトメトリ法による血液凝固構造の完全な３Ｄ情報復元と新規血液診断法の創出

利用流式细胞仪完整还原凝血结构3D信息，开创血液诊断新方法

基本信息

批准号：
21K04073
负责人：
船水英希
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Muroran Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では，広視野かつ非侵襲・非染色にリアルタイム３次元観察が可能なディジタルホログラフィック顕微鏡（ＤＨＭ）を実装したフローサイトメトリ法により，流路内の血液細胞が回転しながら流れることを利用してコンピュータトモグラフィ（ＣＴ）処理を適用し，血液凝固構造の３次元形状情報を完全に復元する．また，復元した凝固構造の３次元形状パラメータの統計データを用いた細胞識別・分類により，新規な血液診断基準の創出および血液凝固構造の形成メカニズム解明への新しい知見の取得および可搬な診断装置の設計・開発を目的としている．令和４年度では，初年度に構築したＤＨＭを実装したフローサイトメータを用いて取得したホログラム動画の各２次元画像から，流路方向に回転しながら流れる赤血球および血液凝固構造の投影位相分布を計算してＣＴ処理を適用するトモグラフィック・フローサイトメトリ法を実行し，完全な３Ｄ形状情報の復元を行った．このＣＴ処理の投影位相を作成する際に，各細胞を追跡する必要があり，３Ｄ検出・追跡プログラムを作成した．復元した４００サンプルの３Ｄ形状情報から，１８種の幾何学的な形態パラメータを計算し，それらのヒストグラムを統計データとして取得した．これらの形態パラメータのデータに対して主成分分析と判別分析を適用し，単一の赤血球と血液凝固構造の分類を実行したところ，約８８％の正答率で分類可能であることが確認された．，令和５年度では引き続き，各パラメータの相関関係などを考慮した上で分類精度の改善を行っていく予定である．これらの研究成果について，国内の全国大会４件，支部会１件で発表した．また，この研究に関連する研究成果をまとめて，国内論文誌に１編掲載された．

在这项研究中，我们利用流道中血细胞的旋转流动，采用配备数字全息显微镜（DHM）的流式细胞术方法，能够实现宽视野、非侵入性的实时三维观察，然后，通过计算机断层扫描（CT）处理，完整还原凝血结构的三维形状信息。此外，利用重建凝血结构三维形状参数的统计数据，通过细胞识别和分类，创建新的血液诊断标准，获得阐明凝血结构形成机制的新知识，开发便携式诊断仪目的是设计和开发设备。 2020财年，我们将根据使用第一年建造的DHM的流式细胞仪获得的全息视频的每个二维图像，计算沿流路方向旋转的红细胞和凝血结构的投影相位分布进行断层流式细胞术计算并应用 CT 处理来恢复完整的 3D 形状信息。在为此 CT 处理创建投影阶段时，需要跟踪每个细胞，因此我们创建了 3D 检测和跟踪程序。从恢复的400个样本的3D形状信息中，计算出18种几何形状参数，并获得它们的直方图作为统计数据。对这些形态参数数据进行主成分分析和判别分析，对单个红细胞和凝血结构进行分类，并证实分类的准确率约为 88%． 2020年，我们计划通过考虑每个参数的相关性来继续提高分类精度。这些研究成果在日本的四次全国会议和一次分会上发表。此外，与本研究相关的研究成果摘要发表在国内期刊上。