Mathematical approaches for analysing and diagnosing respiratory diseases

分析和诊断呼吸系统疾病的数学方法

• 批准号: 22H01135
• 负责人: 水藤 寛
• 金额: $ 10.98万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01135/
• 关键词: 平均曲率流; 呼吸器疾患; 最適輸送; パーシステントホモロジー; グラフマッチング; 医用画像; グラフ構造; グラフ間距離; 数理モデル; 曲率流; 離散幾何

呼吸器系に発生する疾患については、近年進歩を続けてきたCT画像によって多様な情報を得られ、その中でも特に気管支の拡張や蛇行などを特徴とする病態の診断では肺CT画像から得られる幾何情報が重要となっているが、その解析と評価は専門医の人手と経験に依存しているものが多い。本研究では曲率流、離散幾何、グラフ理論、最適輸送理論、流体解析、パーシステントホモロジーなど様々な数理科学の方法論を結集し、CT画像からの幾何情報やトポロジカルな情報の抽出と評価に至るまで、呼吸器系疾患に対する数理的ツールの総合構築とそれに触発された数理科学自身の深化を目指している。2022年度は研究開始初年度にあたり、まずは対象とする気管支形状に関する臨床データの処理を進めた。具体的には、研究分担者富永からデータの提供を受け、個々の症例の吟味を通して、本研究の中で今後取り扱ってゆくべき課題を明確にすることから始めた。本研究課題では、[A] 超高解像度CT 画像からの高精度気管支セグメンテーション：曲率流、[B] CT 画像フィルタリング：パーシステントホモロジー、[C] 気管支の走向を評価する幾何学的指標の設定：離散幾何、[D] 異なる病期の気管支構造を比較する木構造マッピング：最適輸送理論、[E] マルチスケール気流解析：流体数値解析、の5つのサブテーマを設定している。その中でも特に中心的な課題となるサブテーマ[A]高精度気管支セグメンテーションのための曲率流の定式化を進め、その数学的基盤を明確にすると共に、実装につながる基礎的研究を進めた。

The respirator is a department of health, disease and illness. In recent years, the CT portrait has been improved. In recent years, there has been a lot of pain in the portrait of the lungs. In recent years, there has been a lot of pain in the portrait of the lungs, the portrait of the lung has been broken. This study focuses on curvature flow, dispersion, theory, transport theory, fluid analysis, mathematical science methods, CT portraits, fluid analysis, mathematical science methods, fluid analysis, mathematical science, and so on. The respiratory apparatus is a mathematical instrument for diseases, diseases, diseases and diseases. In the year 2022, at the beginning of the study, there has been an improvement in the shape of the pipe branch, the shape of the pipe branch, and the management of the hospital. The specific participants and research contributors, Fuyong Yong, will provide you with information and examples of symptoms and symptoms. In this study, you will clearly understand the beginning of the project. In this study, ultra-high resolution CT portraits, [A] ultra-high resolution CT portraits, high-precision pipe branches, curvature flow, [B] CT images, [C] pipe branches, and guidance settings for how to learn how to do so. [d] during the period of illness, the construction of the pipe branch compared with the construction of the system: the most important transmission theory, the analysis of the flow: the analysis of the number of fluids, the number of fluids, and the configuration of the system. In this paper, the problems of the special center [A] of high-precision pipes have been studied, the curvature flow has been improved, the basis of mathematics has been developed, and the research on the basis of mathematics has been improved.