3次元病理診断を可能とする新規染色技術の開発

开发可实现3D病理诊断的新染色技术

• 批准号: 21K06903
• 负责人: 野島 聡
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Osaka University
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06903/
• 关键词: ３次元イメージング; 組織透明化; 新規診断技術; 炎症性腸疾患; 診断病理学; 3次元イメージング

新たに開発した蛍光染色法/３次元イメージング法（PAFhy staining / PAFhy-3D）により取得した３次元的データより光学スライスを出力し、これを機械学習 (EfficentNet-B4) による自動診断系に応用した。開発された診断系は、潰瘍性大腸炎、クローン病、非炎症性腸疾患の鑑別を、AUC=0.94 の高精度にて診断することができた。また、適切な閾値の設定により診断成績を算出したところ、87.59%（潰瘍性大腸炎）、85.79%（クローン病）、90.86%（非炎症性腸疾患）の正確度で診断を行うことができた。さらに、勾配加重クラス活性化マッピング (Grad-CAM) の手法を用いてこれらの診断がどういった所見を重視して行われているか解析を行ったところ、潰瘍性大腸炎およびクローン病では60%程度、非炎症性腸疾患では90%程度が、陰窩あるいは陰窩と周囲間質との境界部に着目して機械学習系による診断が行われていることが分かった。

使用新开发的荧光染色法/3D成像法（PAFhy染色/PAFhy-3D）获得的3D数据输出光学切片，并将其应用于使用机器学习的自动诊断系统（EfficientNet-B4）。开发的诊断系统能够以 AUC=0.94 的高精度区分溃疡性结肠炎、克罗恩病和非炎症性肠病。此外，当我们通过设置适当的阈值来计算诊断结果时，我们的诊断准确度为 87.59%（溃疡性结肠炎）、85.79%（克罗恩病）和 90.86%（非炎症性肠病）。此外，我们使用梯度加权类别激活映射 (Grad-CAM) 方法来分析在进行这些诊断时强调哪些结果，结果发现约 90% 的非炎症性肠病病例是使用机器学习系统诊断的。 ，重点关注隐窝或隐窝与周围基质之间的边界。

项目成果

Class IV semaphorins in disease pathogenesis

• DOI: 10.1111/pin.13270
• 发表时间: 2022-09-06
• 期刊: PATHOLOGY INTERNATIONAL
• 影响因子: 2.2
• 作者: Nojima，Satoshi

組織病理学に寄与する先端イメージング技術

先进的成像技术有助于组织病理学

• 发表时间: 2023
• 作者: 大江倫太郎;北岡匠;樺澤崇允;二口充;野島聡
• 通讯作者: 野島聡

組織又は細胞中のグリコール基を含む物質を特異的に染色する蛍光染色方法

特异性对组织或细胞中含有二醇基团的物质进行荧光染色的方法

• 发表时间: 2022