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，一种实施数字全息显微镜（DHM）的流式细胞术方法，该方法允许在广泛的视野中进行实时三维观察，并且利用流动路径的旋转，以及三维形状的旋转，将计算机层析成像（CT）处理用于计算机断层扫描（CT）处理。此外，目的是创建新的血液诊断标准，并通过使用恢复的凝血结构的三维形状参数的统计数据来阐明血液凝结结构形成的机理，并设计和开发便携式诊断设备。 In 2022, a tomographic flow cytometry method was performed, in which the hologram video was obtained using a flow cytometer that implemented DHM, was used to calculate the projection phase distribution of red blood cells and blood coagulation structures that rotated in the flow path direction, and CT processing was applied from each two-dimensional image of the hologram video obtained using a flow cytometer that was constructed in the first year, and the complete 3D shape信息恢复了。在为此CT过程创建投影拓扑时，必须跟踪每个单元格，并创建一个3D检测和跟踪程序。从400个还原样品的3D形状信息中，计算了18个几何形态参数，并作为统计数据获得了它们的直方图。将主成分分析和判别分析应用于这些形态学参数的数据，当对单个红细胞和血液凝结结构进行分类时，可以证实该分类是可能的，正确的答案率约为88％。在2023财年，我们计划在每个参数的相关性等相关性等相关性等方面继续提高分类准确性。这些研究结果是在日本的四次国家会议和一次分支机构会议上提出的。此外，与这项研究相关的研究结果已在日本杂志上汇编和发表。