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

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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.