局所性細胞外マトリックス崩壊と神経浸潤が膵臓癌の腫瘍生物学的基盤に与える影響 背景紹介 膵管腺癌（Pancreatic Ductal Adenocarcinoma, PDAC）は、最も侵襲的な癌の一種であり、高度な線維化基質と関連することが多く、基質は腫瘍質量の約90％を占めることもある。形態学的異質性は通常の病理報告では取り上げられないが、予後には重要な意味を持ち、潜在的な腫瘍生物学を示唆する。PDAC腫瘍内の異質性は単一細胞RNAシーケンス（scRNA-seq）により遺伝子発現プログラムの多様性が明らかにされており、高い発現異質性は全生存期間の短縮と関連する。これは、腫瘍細胞の異質性が治療に迅速に適応したり、侵襲的で治療抵抗性の腫瘍細胞を選択する可能性があることを示唆している。 しかし、...
がん患者の末梢血免疫特性分析に関する研究報告 がんは世界的に重大かつ広範に存在する健康問題です。近年、がん治療において顕著な進展があったにもかかわらず、依然として多くの課題が残っています。特に、患者が様々な治療にどのように反応するかを正確に予測することは依然難しい問題です。免疫療法、特に免疫チェックポイント阻害剤（immune checkpoint blockade, ICB）は過去10年間で顕著な進展を遂げましたが、大多数の患者において反応率の予測は困難であり、しばしば重篤な免疫関連副作用が見られます。そのため、治療反応を監視し予測するために、患者の免疫系の状態を評価するための包括的な診断と一貫した分析モデルが急務です。 本文の由来 「comprehensive peripheral bl...
肝癌における体内異質性薬物ゲノム解析：大規模オルガノイド生物バンクに基づく研究報告 学術背景 原発性肝癌 (Primary Liver Cancer, PLC) は世界中の癌関連死亡の第三の原因であり、主に肝細胞癌 (Hepatocellular Carcinoma, HCC)、肝内胆管癌 (Intrahepatic Cholangiocarcinoma, ICC)、および混合型の肝細胞-胆管癌 (Combined Hepatocellular-Cholangiocarcinoma, CHC) を含む。異質性の存在により、原発性肝癌の精密な治療は重大な挑戦を伴う。先行研究は、肝癌の異なる領域のゲノム異質性が薬物感受性に大きく影響し、治療失敗を引き起こすことを示している。 患者由来オルガノイド...
突触膜グリア調節による虚血性脳卒中再灌流と無効再開通の回避 背景紹介 虚血性脳卒中（Ischemic Stroke）は、脳の供給動脈が突然に閉塞することによって引き起こされ、毎年世界中で数百万人の障害や死亡の原因となっています。現在の虚血性脳卒中治療は、静脈血栓溶解または機械的血栓摘除、もしくはその組み合わせによって血流を回復させることが主な方法です。しかし、タイムリーかつ成功裏に閉塞を解消しても、多くの患者が顕著な臨床改善を示さないケースがあります。この現象は「無効再開通」（Futile Recanalization）と呼ばれます。効果的な血管再開通は脳の血流を回復させる基盤ですが、遠方の血栓分解、周細胞の収縮、中性粒子の毛細血管閉塞など複数の過程によって虚血脳領域の再灌流が阻害され、「無...
アルツハイマー病診断のための多テンプレートメタ情報正則化ネットワーク：構造的MRIに基づく研究 研究背景 アルツハイマー病（Alzheimer’s Disease, AD）は進行性の神経変性疾患であり、その診断と早期発見は医療分野における重要な課題です。構造的磁気共鳴画像（Structural MRI, sMRI）は、詳細な脳の形態学的パターンや解剖学的特徴を提供できるため、計算機支援によるアルツハイマー病の診断に広く用いられています。以前の研究により、年齢や性別、教育年数などのメタデータをsMRIに組み合わせてAD診断を行う有効性が確認されていますが、現行の方法は主にメタデータとADの関連性や混雑効果に焦点を当てており、性別偏向や正常な老化などの問題に挑戦し、メタデータがAD診断に与える影...
ノイズ生成とイメージングメカニズムに基づく暗黙の正則化学習ネットワークの低線量CT再構成への応用 低線量コンピュータ断層撮影（Low-Dose Computed Tomography, LDCT）は、放射線リスクを低減しつつ画像品質を維持するための重要なツールとなっています。しかし、X線の線量を減少させるとデータの損失が生じ、初通ボタン（FBP）再構成が悪化して画像品質に影響を及ぼします。この問題に対処するため、研究者たちはノイズやアーチファクトを減少させつつ、高品質な画像を取得するための高度なアルゴリズムを開発し続けています。本報告では、高性能なLDCT再構成を実現するための新しい研究成果を詳細に紹介します。 背景紹介 X線CTイメージングでは、放射線量を減少させることが常に目標とされてお...
全新径状基関数に基づく2D補間の時間効率の良い超音波局所顕微技術 はじめに 超音波技術は主要な医学画像技術の一つであり、その安全性、コスト効果、および非侵襲性から、器官、筋肉、動脈などの皮下構造の可視化に広く利用されています。しかし、従来の超音波画像の性能は回折限界に制約され、そのため空間分解能が限られています。周波数が上がると空間分解能が改善されますが、ビームの貫通深度が減少し、空間分解能と貫通深度の間にトレードオフが生じます。 過去10年間で、超音波位置決め顕微技術（ULM, Ultrasound Localization Microscopy）は、このトレードオフの問題を解決しました。ULMは、静脈内注射されたマイクロバブル（MBs, Microbubbles）を正確に位置決めすること...
磁性粒子イメージングに基づく低侵襲イメージングとセンシング方法及び埋め込み式電子回路の応用 学術背景 現代医学において、低侵襲で生体適合性のある埋め込み式生体電子回路は、体内の生理過程を長期に亘って監視するために広く使用されています。しかし、これらのデバイスに関して、体内でのイメージングとセンサー情報を同時に取得する方法は依然として稀少で高コストです。磁性粒子イメージング（Magnetic Particle Imaging、MPI）は、そのゼロ背景信号、高コントラスト、高感度、定量的イメージング能力により、この問題を解決するための理想的な選択肢とされています。組織深度を増しても吸収されない磁信号と異なり、MPIは放射線量を伴わず、安全で効果的なイメージング手段を提供します。 論文の出典 この...
相互補完的クロスモーダル画像生成と登録方法による未アラインズPATとMRIの教師なし融合 背景と研究目的 近年、光音響トモグラフィー（Photoacoustic Tomography, PAT）と磁気共鳴イメージング（Magnetic Resonance Imaging, MRI）が最先端の生物医学イメージング技術として臨床前研究で広く応用されています。PATは高い光学コントラストと深部イメージングを提供できる一方、軟組織コントラストが低い欠点があります。これに対し、MRIは優れた軟組織イメージング能力を持ちますが、時間分解能が低いです。多モーダルデータ融合に関して一定の進展は見られましたが、画像の未アラインと空間ゆがみの問題のため、PATとMRIの画像融合はなおも難題として残っています。 ...
医学画像分割のためのモデル異質半教師付きフェデレーテッドラーニング 背景紹介 医学画像分割は臨床診断において非常に重要な役割を果たし、医師が病状を識別し分析するのを助けます。しかし、このタスクは通常、敏感なデータ、プライバシー問題、高価なアノテーションコストなどの課題に直面しています。現在の研究は主に個別の協力訓練医療分割システムに焦点を当てていますが、分割アノテーションを取得することが時間がかかり労力を要するという点を見落としています。どのようにしてローカルモデルの個別化を維持しながら、アノテーションコストと分割性能をバランスさせるかが重要な研究方向となっています。そこで、本研究は新たなモデル異質半教師付きフェデレーテッドラーニングフレームワークを提案します。 論文出典 この論文は「Mod...