Cell diagnosis by bridging Raman Spectral Imaging and Information Science

通过连接拉曼光谱成像和信息科学进行细胞诊断

基本信息

批准号：
18F18719
负责人：
小松崎民樹
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-11-09 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

圧縮センシング手法の発展により、より少ないデータ数で「数理的に」超解像イメージングを実現する方法が蓄積されてきた。生きた細胞や生体組織のラマン散乱スペクトルがつくる高次元空間のうち、少ない次元で細胞状態（癌/正常細胞）を分類できることが明らかとなってきた。このことは、細胞状態を同定する少数次元から成る特徴量が存在し、効率的なスパースモデリングが可能であることを示唆している。Clement博士の研究は、1．細胞および生体組織のラマン分光イメージングデータに対し、圧縮センシングの手法を取り入れてラマン分光画像をできるだけ少ない回数の照射パターンで復元するアルゴリズムを導入したラマン顕微鏡のための情報計測手法を構築すること、2．画像処理技術を駆使してS/N比が低いラマン画像からスパースな構造をもつミトコンドリアなどを自動抽出するアルゴリズムを開発し、細胞状態との関係性を明らかにすること、3．宇宙線除去などラマンスペクトル解析は複数の前処理を必要とする。前処理のうち、宇宙線除去の自動化、背景光を効率的に取り除くアルゴリズムを開発すること、の3点を展開してきた。1．に関しては、アルゴリズム開発はほぼ終えて数値的には少ない回数の照射パターンでラマン分光画像が復元できることを示すことに成功し、ラマン顕微鏡にアルゴリズムを導入した共同研究者の装置開発が進んでいる。2．は次元縮約、スパース主成分分析、テクスチャ分解、数学的形態変換等を組み合わせた手法を開発し、甲状腺濾胞癌、その非癌細胞株に対してミトコンドリアと脂肪滴を抽出し、細胞状態の違いとそれらオルガネラとの依存性を明らかにした。3．は、従来、アドホックに画像毎に除去していた宇宙線を自動的に抽出、除去するアルゴリズムならびに照射光ムラなどを抑える背景ラマン除去法を開発することに成功した。2，3に関してアルゴリズム部分の論文化を進めている。

压缩感测技术的进步已经积累了用少量数据实现“数学上”超分辨率成像的方法。已经揭示了细胞态（癌症/正常细胞）可以在由活细胞和活组织的拉曼散射光谱产生的高维空间中较少分类。这表明由识别细胞状态的次要维度组成的特征，从而可以有效地稀疏建模。 Clement博士的研究是1。2。建立一种用于拉曼显微镜的信息测量方法，该方法结合了一种压缩感应技术，以尽可能少的辐照模式恢复拉曼光谱图像，2。使用图像处理技术，我们开发了一种自动从Mitochondria和Sante cinters cinters cinters cinters clunters Imally Imally Imallys clange Issptiment和sar/n ryations开发的算法，并且3。拉曼光谱分析，例如宇宙射线的去除，需要进行多次预处理。在预处理中，我们开发了三个点：自动化宇宙射线的自动化和开发有效去除背景光的算法。 1。关于算法的开发，我们成功证明了拉曼光谱图像可以通过数值少量的辐射模式来恢复，并且在向拉曼显微镜引入算法的合作者开发设备的开发正在进行中。 2。开发了一种结合尺寸降低，稀疏主成分分析，纹理分解，数学形态转化以及其他方法的方法，用于提取甲状腺卵泡癌及其非癌细胞系的线粒体和脂质液滴，从而揭示了细胞状态及其依赖性细胞的差异。 3。成功地开发了一种算法，该算法自动提取和去除以前通过临时将每个图像除去的宇宙射线，以及一种背景拉曼去除方法，该方法抑制了在辐射光中抑制不平整性的。关于2和3，我们正在研究算法部分的文化。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Raman imaging for cancer diagnosis

拉曼成像用于癌症诊断

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Nishida Kiwamu;Takagi Ryota;Jean-Emmanuel Clement
通讯作者：
Jean-Emmanuel Clement

Accelerated Raman hyperspectral imaging for cancer diagnosis

用于癌症诊断的加速拉曼高光谱成像

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Jean-Emmanuel Clement;Shunsuke Ono;Kentaro Mochizuki;Katsumasa Fujita;Tamiki Komatsuzaki
通讯作者：
Tamiki Komatsuzaki

Reflection about Surface Enhanced Raman Spectroscopy

关于表面增强拉曼光谱的思考

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Jean-Emmanuel Clement
通讯作者：
Jean-Emmanuel Clement

Raman Imaging for Exploring Cancer Metabolism

拉曼成像探索癌症代谢

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Jean-Emmanuel Clement;Shunsuke Ono;Kentaro Mochizuki;Katsumasa Fujita;Tamiki Komatsuzaki
通讯作者：
Tamiki Komatsuzaki

Cell Raman imaging Compress sensing

细胞拉曼成像压缩传感

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Udoy. S Basak;Sulimon Sattari;Tamiki Komatsuzaki;Jean-Emmanuel Clement
通讯作者：
Jean-Emmanuel Clement

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小松崎民樹其他文献

Collective Movement and Morphogenesis of Epithelial Cells

上皮细胞的集体运动和形态发生

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
Proceedings of the international symposium on topological aspects of critical systems and netwrks
影响因子：
0
作者：
Tanaka;S;小松崎民樹;H. Haga and K. Kawabata
通讯作者：
H. Haga and K. Kawabata