視覚情報処理モデルによるヒドラを用いたバイオアッセイ法の自動化に関する研究

基于视觉信息处理模型的Hydra生物测定方法自动化研究

• 批准号: 08780822
• 负责人: 塚田 章
• 金额: $ 0.7万
• 依托单位: University of Toyama
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08780822/
• 关键词: 視覚情報処理モデル; ヒドラ; バイオアッセイ; 生理活性物質; 2値化

ヒドラにグルタチオンを投与すると触手球形成応答を示す.この応答は極微量の線維芽細胞成長因子(FGF)等の生理活性物質に修飾される.これを利用すれば生理活性物質の推定と極微量定量が可能であり,このような手法はバイオアッセイ法と呼ばれている.特に,FGFはパーキンソン病,アルツハイマー型痴呆に関する重要な因子であり極微量定量は急務である.現在,この計測は熟練した観察者により実体顕微鏡下で行われており非常に労力のかかる作業である.本研究では,触手球形成応答するヒドラを我々が提案している視覚情報処理モデルを用いて解析し応答を自動計測できるシステムを構築することを目的とした.ヒドラの顕微鏡画像を新規購入のコンピュータに取り込み,2値化処理を行いヒドラを抽出し,この2値化されたヒドラの特徴量を算出した.ヒドラの抽出について,ヒドラは5〜7本の触手と体部からなるが触手は細く光を通すため背景と区別するのが困難であるという課題があった.従来画像処理工学で用いられる判別分析法では約50%の確率で触手が欠落するが,視覚情報処理モデルを用いることによって90%以上の確率で触手を抽出できた.特徴量の算出について,抽出されたヒドラの触手の長さ,凹凸の度合い等の特徴量を算出し,n次元の超平面で応答と非応答に分類した結果,観察者による分類結果との相関が0.8〜0.9という結果を得た.今後は,このアルゴリズムを用いて自動計測システムを実用化することが課題である.

当将谷胱甘肽给予水螅时，它会表现出触手球形成反应。这种反应会被微量的生理活性物质（例如成纤维细胞生长因子（FGF））所改变。利用它，可以估计生理活性物质的量，并FGF是与帕金森病和阿尔茨海默氏痴呆相关的重要因素。迫切需要对极少量进行量化。目前，这种测量是由经验丰富的观察者在立体显微镜下进行的，这是一项非常耗费人力的任务。在这项研究中，我们提出了一种对触手球形成做出反应的水螅的目标。目的是建立一个可以使用视觉信息处理模型分析和自动测量反应的系统。将Hydra的显微图像导入到新购买的计算机中。通过二值化处理提取出水螅，并计算出这种二值化水螅的特征。,至于水螅的提取，水螅由5到7个触手和一个身体组成，但触手很细，不会发射存在一个问题，因为通过图像可以看到触手，所以很难将触手与背景区分开来。传统图像处理工程中使用的判别分析方法大约有 50% 的时间会错过触手，但是使用视觉信息处理模型我们能够以超过 90% 的概率提取出触手。分类的结果是，与观察者的分类结果的相关性为 0.8 到 0.9。未来的挑战是将该算法投入实际使用在自动测量系统中。

项目成果

相川 治毅: "画像処理によるヒドラを用いたバイオアッセイ法に関する研究" 電気関係学会北陸支部連合大会講演論文集. F-28. 343- (1996)

Harutake Aikawa：“使用图像处理的水螅生物测定方法的研究”电气工程学会北陆分会会议记录 F-28-（1996）。