JP2003107081A - Image analyzing method, analyzer, and recording medium - Google Patents

Image analyzing method, analyzer, and recording medium

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image analyzing method, an analyzer, and a recording medium for avoiding the overlapping between objects to be analyzed which can happen in a specimen (for example, the coupling between organism cells) on images and correctly and highly accurately performing image analysis on the objects to be analyzed (for example, nuclear cells). SOLUTION: The image analyzer for performing image analysis on the objects to be analyzed on the basis of the images of the objects to be analyzed obtained by a microscope is provided with the microscope (A) for observing the plurality of objects to be analyzed arranged in a microregion within a magnified field of view, an image input means (10) for capturing the images from the microscope (A), a threshold value setting means (31) for setting two-stage reference threshold values to the images of the objects to be analyzed captured by the image input means (10), and an analyzing means (34) for analyzing the images of the nuclear cells by either of the two-stage reference threshold values according to a ratio of an area shift of the objects to be analyzed between the images obtained by the two-stage reference threshold values.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ほぼ一様な形状及
び寸法を有する複数の解析対象物、例えば生物の有核細
胞に対する画像解析に関し、特に、環境変異原により誘
発された有核細胞中の染色体の異常を解析する画像解析
方法、装置、及び記録媒体に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to image analysis of a plurality of analysis objects having substantially uniform shapes and dimensions, for example, nucleated cells of an organism, and particularly, in nucleated cells induced by environmental mutagens. The present invention relates to an image analysis method, an apparatus, and a recording medium for analyzing abnormal chromosomes.

【0002】[0002]

【従来の技術】染色体を有するあらゆる生物には、遺伝
的要因または環境変異原等により、種々の染色体異常が
発生し得ることが知られている。染色体異常の検出の多
くは、核型(karyotype)の分析に依存してい
る。核型を分析するためには、有核生物の細胞の細胞周
期において、分裂中期(metaphase)の細胞を
必要とする。
2. Description of the Related Art It is known that various chromosomal abnormalities can occur in all organisms having chromosomes due to genetic factors or environmental mutagens. Much of the detection of chromosomal abnormalities relies on analysis of karyotype. To analyze karyotype, cells in the metaphase of the cell cycle of nucleated cells are required.

【0003】分裂中期の細胞の標本を作製する際には、
細胞内の個々の染色体群の全てが、重なりが無く分離さ
れるように、且つ、個々の染色体が充分に伸展するよう
に、慎重な調製を必要とする。しかし例えば、24種類
の異なる染色体群から成るヒトの染色体について、上述
したような完全な標本を多数得ることは困難である。ま
た、核型分析は、細胞内で個々に分かれた染色体の全て
を検証し、健常人の正常な核型と異なる核型を染色体異
常として、異常の種類を分類するという作業が要求され
る。
When preparing a sample of metaphase cells,
All of the individual chromosome groups within a cell require careful preparation so that they are separated without overlap and that individual chromosomes are fully extended. However, for example, it is difficult to obtain many complete specimens as described above for human chromosomes consisting of 24 different chromosome groups. Further, the karyotype analysis requires the work of verifying all of the chromosomes that are individually separated in the cell, and classifying the types of abnormalities by defining a karyotype different from the normal karyotype of a healthy person as a chromosomal abnormality.

【0004】一方、分裂中期細胞の染色体に欠失、切
断、不分離等の形態的な異常が生じた場合には、その後
の間期(interphase)における細胞核の一部
が分離して微小な核が形成されることが知られており、
このような微小な核を小核(micronucleu
s)と呼んでいる。これに対して、小核を生じた親の核
を主核(main nucleus)と呼んで区別す
る。従って、小核の出現は、間期細胞における染色体異
常の発生を意味するものである。
On the other hand, when morphological abnormalities such as deletion, cleavage, and non-separation occur in the chromosomes of metaphase cells, a part of the cell nucleus in the subsequent interphase is separated to form a minute nucleus. Are known to form
Such a small nucleus is called a micronucleus.
s). On the other hand, the parent nucleus that gave rise to a micronucleus is referred to as the main nucleus to distinguish them. Therefore, the appearance of micronuclei means the occurrence of chromosomal abnormalities in interphase cells.

【0005】小核の研究には、ヒトでは主に末梢血中の
リンパ球が用いられている。正常なリンパ球では、小核
の出現頻度は極めて低いが、有害な薬剤等の刺激によ
り、その出現頻度は劇的に増加することが知られている
(Heddle,J.A.ら、Mutat.Res.4
4,63−69,1977)。従って、小核の出現とそ
の頻度は、何らかの遺伝的要素、環境変異原、ウイルス
等の影響により、DNA損傷による染色体異常が生じた
ことを示す指標となり得る。また、今日、げっ歯類や培
養細胞を用いる小核試験は、ヒトに対する変異原性の有
無や程度を実験的に予測するための研究に寄与してい
る。
In humans, lymphocytes in peripheral blood are mainly used for the study of micronuclei. In normal lymphocytes, the appearance frequency of micronuclei is extremely low, but it is known that the appearance frequency is dramatically increased by stimulation with harmful drugs and the like (Heddle, JA, et al., Mutat. Res. 4
4, 63-69, 1977). Therefore, the appearance and frequency of micronuclei can be an indicator that chromosomal abnormalities due to DNA damage have occurred due to the influence of some genetic element, environmental mutagen, virus or the like. In addition, today, micronucleus tests using rodents and cultured cells have contributed to research for experimentally predicting the presence and extent of mutagenicity in humans.

【0006】上述した従来の小核の解析は、顕微鏡観察
を基本として行なわれてきた。この場合、観察者の目に
よる小核の出現頻度の判定においては、各人が潜在的に
もつ主観による判定であるため、データにバラツキが生
じ、必ずしも信頼性のあるデータが得られるとはいえな
い。また、肉眼による観察には、かなりの労力や工数を
必要とする問題がある。従って、細胞中のDNA損傷性
を小核出現頻度によって定量的に評価しようとする場合
には、より客観的かつ効率的な小核の検出技術、即ち、
自動解析技術が必要とされる。
The above-described conventional analysis of micronuclei has been performed on the basis of microscopic observation. In this case, since the judgment of the appearance frequency of micronuclei by the eyes of the observer is a subjective judgment that each person has, the data may vary and reliable data may not always be obtained. Absent. Further, there is a problem that the observation with the naked eye requires considerable labor and man-hours. Therefore, in order to quantitatively evaluate the DNA damage in cells by the frequency of micronucleus appearance, a more objective and efficient micronucleus detection technique, namely,
Automatic analysis technology is required.

【0007】これまで、無核細胞であるげっ歯類の赤血
球を対象とした小核の自動解析技術としては、特開平9
−89886号公報に顕微鏡画像処理を用いる解析法、
また特許第2893613号公報にフローサイトメトリ
を用いる解析法が開示されている。しかしながら、ヒト
をはじめとする多くの体細胞は有核であり、このような
有核細胞中の小核解析には、上記の無核細胞を対象とし
た解析技術は適用できない。
Up to now, as an automatic micronucleus analysis technique for non-nucleated rodent red blood cells, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-242242 has been disclosed.
-89886, an analysis method using microscope image processing,
Further, Japanese Patent No. 2893613 discloses an analysis method using flow cytometry. However, many somatic cells including humans are nucleated, and the above-described analysis technique for anucleated cells cannot be applied to micronucleus analysis in such nucleated cells.

【0008】一方従来では、有核細胞中の小核を肉眼で
識別するために、ギムザ染色標本が用いられてきた。こ
うした標本を対象とした顕微鏡画像解析技術も考案され
ている(Tates AD.,et al.,Int.
J.Radiat.Biol.58:813−825,
1990;Castelain PP.,et a
l.,Mutagenesis 8:285−293,
1993,Verhaegen F.,et al.,
Cytometry 17:119−127,199
4;Bocker W.,et al.,Cytome
try 19:283−294,1995;Friea
uff W.et al.,MutationRe
s.,413:57−68,1998)。
On the other hand, conventionally, a Giemsa-stained specimen has been used to visually identify micronuclei in nucleated cells. Microscopic image analysis technology for such specimens has also been devised (Tates AD., Et al., Int.
J. Radiat. Biol. 58: 813-825,
1990; Castelain PP. , Et a
l. , Mutagenesis 8: 285-293,
1993, Verhaegen F .; , Et al. ,
Cytometry 17: 119-127, 199.
4; Bocker W. , Et al. , Cytome
try 19: 283-294, 1995; Friea.
uff W. et al. , MutationRe
s. , 413: 57-68, 1998).

【0009】しかし、今日では、細胞中の細胞質(RN
A)/核(DNA)に対して、より特異的な蛍光色素と
してアクリジンオレンジ(AO)が好んで採用され、A
O染色標本の観察が主流となりつつあり(Matsuo
ka A.et al.,Mutation Re
s.,272:223−236,1993)、蛍光染色
された有核細胞標本における小核の解析が重要視されて
いる。
However, today, the cytoplasm (RN) in cells is
A) / nucleus (DNA), acridine orange (AO) is preferred as a more specific fluorescent dye.
Observation of O-stained specimens is becoming mainstream (Matsuo
ka A. et al. , Mutation Re
s. , 272: 223-236, 1993), analysis of micronuclei in fluorescently stained nucleated cell specimens is emphasized.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】有核細胞の蛍光顕微鏡
画像を対象とした小核自動検出技術に関しては、特開平
10−185911号公報に開示されているが、顕微鏡
画像がカラー画像で撮り込まれ、その後にDNAとRN
Aの画像にそれぞれ分割して画像処理を行なうため、著
しい画像の劣化が生じ、ごく微細な小核は検出が困難に
なる。また、蛍光の色度・明度・彩度の定量的解析が、
ある一定の閾値を設定した画像を対象として行なわれて
いるため、生物試料特有の蛍光輝度のバラツキを正確に
反映できず、結果的に、近接した細胞や主核・小核が正
確に分離・認識できないことになる。従って、目視判定
結果と比較した場合においても、著しい差異が生じてし
まうという大きな問題があった。
An automatic micronucleus detection technique for a fluorescent microscope image of nucleated cells is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-185911, but the microscope image is captured as a color image. Rare, then DNA and RN
Since image processing is performed by dividing the image into each A image, remarkable image deterioration occurs, and it becomes difficult to detect very small micronuclei. In addition, quantitative analysis of chromaticity, brightness, and saturation of fluorescence
Since it is performed for images with a certain threshold set, it is not possible to accurately reflect the variation in fluorescence brightness peculiar to biological samples, and as a result, close cells, main nuclei, and micronuclei are accurately separated and separated. It will be unrecognizable. Therefore, there is a big problem that a significant difference occurs even when compared with the visual determination result.

【0011】本発明の目的は、標本にて起こり得る解析
対象物同士の重なり(例えば、生物の細胞同士の結合)
を画像上で回避し、正確で精度の高い解析対象物(例え
ば、有核細胞)の画像解析を行なう画像解析方法、装
置、及び記録媒体を提供することにある。
The object of the present invention is to overlap the objects to be analyzed that may occur in a sample (for example, to combine cells of organisms).
The object of the present invention is to provide an image analysis method, device, and recording medium that avoids the above in an image and performs an accurate and highly accurate image analysis of an analysis target (for example, a nucleated cell).

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】課題を解決し目的を達成
するために、本発明の画像解析方法、装置、及び記録媒
体は以下の如く構成されている。
In order to solve the problems and achieve the object, the image analysis method, apparatus and recording medium of the present invention are configured as follows.

【0013】(1)本発明の画像解析方法は、ほぼ一様
な形状及び寸法を有する複数の解析対象物を所定の測定
視野内に設定する工程と、前記測定視野内で少なくとも
一個の測定用画像を得る工程と、前記測定視野中の複数
の前記解析対象物を画像解析する工程とを有し、前記画
像解析する工程は、視野内で重なった2以上の前記解析
対象物を予め設定された形状に基づいて選択的に分離す
る工程と、分離した前記解析対象物の少なくとも1個に
ついて必要な測定データを得る工程とを有する。
(1) In the image analysis method of the present invention, a step of setting a plurality of analysis objects having substantially uniform shapes and dimensions within a predetermined measurement visual field, and at least one measurement object within the measurement visual field. There is a step of obtaining an image and a step of image-analyzing the plurality of analysis objects in the measurement visual field, and in the step of image-analyzing, two or more analysis objects overlapping in the visual field are preset. The method further includes a step of selectively separating based on the selected shape, and a step of obtaining necessary measurement data for at least one of the separated analysis objects.

【0014】(2)本発明の画像解析方法は、顕微鏡で
得られた有核細胞の画像を基に、染色体に発生した異常
を解析する画像解析方法において、細胞周期が間期に相
当する有核細胞の細胞質と核を蛍光色素で標識して観察
対象とし、顕微鏡により得られた前記観察対象の蛍光画
像に対する基準閾値の設定において、前記核の画像に対
して2段階の基準閾値の設定を行ない、前記2段階の基
準閾値により得た各画像間における前記核の面積推移の
割合に応じて、前記2段階の基準閾値のいずれかで前記
有核細胞の画像を解析する。
(2) The image analysis method of the present invention is an image analysis method for analyzing an abnormality occurring in a chromosome based on an image of a nucleated cell obtained by a microscope, and the cell cycle corresponds to interphase. The cytoplasm and nuclei of the nuclear cells are labeled with a fluorescent dye as an observation target, and in the setting of the reference threshold for the fluorescence image of the observation target obtained by a microscope, the setting of the two-step reference threshold for the image of the nucleus is performed. The image of the nucleated cell is analyzed using one of the two-step reference thresholds according to the ratio of the area transition of the nucleus between the images obtained by the two-step reference thresholds.

【0015】(3)本発明の画像解析方法は上記(2)
に記載の方法であり、かつ前記面積推移の割合は、前記
2段階の基準閾値により得た前記核の各2値化像から求
められ、前記面積推移の割合が所定値以上である場合
は、前記2段階の基準閾値のうち高い基準閾値で解析
し、前記面積推移の割合が前記所定値未満である場合
は、前記2段階の基準閾値のうち低い基準閾値で解析す
る。
(3) The image analysis method of the present invention is based on the above (2).
And the ratio of the area transition is obtained from each binarized image of the nucleus obtained by the two-step reference threshold value, and when the ratio of the area transition is a predetermined value or more, When the ratio of the area transition is less than the predetermined value, the lower standard threshold is analyzed among the two standard thresholds.

【0016】(4)本発明の画像解析方法は上記(2)
または(3)に記載の方法であり、かつ前記細胞質の画
像中で細胞質が接している場合、輪郭形状解析により前
記細胞質を分離し、その分離座標を前記核の画像の解析
に用いる。
(4) The image analysis method of the present invention is based on the above (2).
Alternatively, in the method according to (3), and when the cytoplasm is in contact with the cytoplasm image, the cytoplasm is separated by contour shape analysis, and the separated coordinates are used for analysis of the nucleus image.

【0017】(5)本発明の画像解析装置は、顕微鏡で
得られた解析対象物の画像を基に、ほぼ一様な形状及び
寸法を有する複数の解析対象物についての画像解析を行
なう画像解析装置において、微小領域に配置された前記
複数の解析対象物を拡大された視野内で観察するための
顕微鏡と、この顕微鏡から画像を取り込む画像入力手段
と、この画像入力手段で取り込まれた前記解析対象物の
画像に対して前記解析対象物の形状に関する測定用の閾
値を適用して、複数の前記解析対象物に重なりが有った
場合にも選択的に分離して、これら分離した前記解析対
象物の少なくとも1個から必要な測定データを得ること
により、測定データに関する解析を実行する解析手段
と、から構成されている。
(5) The image analysis apparatus of the present invention performs image analysis on a plurality of analysis objects having substantially uniform shapes and dimensions based on the image of the analysis object obtained by a microscope. In the apparatus, a microscope for observing the plurality of analysis objects arranged in a minute region in an enlarged field of view, an image input means for capturing an image from the microscope, and the analysis captured by the image input means Applying a threshold for measurement regarding the shape of the analysis object to the image of the object, and selectively separating even when there is an overlap in the plurality of analysis objects, these separated analysis And an analysis unit that performs analysis on the measurement data by obtaining necessary measurement data from at least one object.

【0018】(6)本発明の画像解析装置は、顕微鏡で
得られた有核細胞の画像を基に、染色体に発生した異常
を解析する画像解析装置において、細胞周期が間期に相
当する有核細胞の細胞質と核を蛍光色素で標識した観察
対象を観察するための顕微鏡と、この顕微鏡から画像を
取り込む画像入力手段と、この画像入力手段で取り込ま
れた前記核の画像に対して2段階の基準閾値の設定を行
なう閾値設定手段と、前記2段階の基準閾値により得た
各画像間における前記核の面積推移の割合に応じて、前
記2段階の基準閾値のいずれかで前記有核細胞の画像を
解析する解析手段と、から構成されている。
(6) The image analysis apparatus of the present invention is an image analysis apparatus for analyzing an abnormality occurring in a chromosome based on an image of a nucleated cell obtained by a microscope, in which the cell cycle corresponds to interphase. A microscope for observing an observation object in which the cytoplasm and nuclei of a nuclear cell are labeled with a fluorescent dye, image input means for capturing an image from the microscope, and two steps for the image of the nucleus captured by the image input means The threshold value setting means for setting the reference threshold value, and the nucleated cell at any one of the two-step reference threshold values according to the ratio of the area transition of the nucleus between the images obtained by the two-step reference threshold values. And an analyzing means for analyzing the image of.

【0019】(7)本発明の記録媒体は、コンピュータ
読み取り可能であり、コンピュータを、顕微鏡で得られ
た解析対象物の画像信号にアクセスして測定用の閾値を
設定する閾値設定手段、複数の解析対象物に重なりが有
った画像を選択的に分離して、これら分離した解析対象
物の少なくとも1個から必要な測定データを得ることに
より、測定データに関する解析を実行する解析手段、と
して機能させるためのプログラムを記録している。
(7) The recording medium of the present invention is computer-readable, and a plurality of threshold value setting means for accessing the image signal of the object to be analyzed obtained by a microscope to set a threshold value for measurement by a computer. Functions as an analysis means for performing analysis on measurement data by selectively separating images with overlapping analysis objects and obtaining necessary measurement data from at least one of the separated analysis objects. It records the program to make it happen.

【0020】(8)本発明の記録媒体は、コンピュータ
読み取り可能であり、コンピュータを、顕微鏡で得られ
た有核細胞の核の画像に対して2段階の基準閾値の設定
を行なう閾値設定手段、前記2段階の基準閾値により得
た各画像間における前記核の面積推移の割合に応じて、
前記2段階の基準閾値のいずれかで前記有核細胞の画像
を解析する解析手段、として機能させるためのプログラ
ムを記録している。
(8) The recording medium of the present invention can be read by a computer, and a computer sets a threshold setting means for setting a two-step reference threshold for an image of a nucleus of a nucleated cell obtained by a microscope. According to the ratio of the area transition of the nucleus between the images obtained by the two-step reference threshold,
A program for functioning as an analysis unit that analyzes the image of the nucleated cell using one of the two-stage reference threshold values is recorded.

【0021】上記手段を講じた結果、以下のような作用
を奏する。
As a result of taking the above-mentioned means, the following effects are achieved.

【0022】本発明の画像解析方法によれば、有核細胞
の画像解析において、2段階の基準閾値を設定し、核の
面積推移の割合を所定値と対比させることで、適切な基
準閾値の自動設定を可能としている。これにより、標本
にて起こり得る細胞の結合を画像上で回避し、単離され
ていない細胞に対しても小核を正確に判定でき、有核細
胞中の染色体異常を高い精度で自動解析することができ
る。
According to the image analysis method of the present invention, in the image analysis of nucleated cells, a two-step reference threshold value is set, and the ratio of the area transition of the nucleus is compared with a predetermined value to obtain an appropriate reference threshold value. It is possible to set automatically. As a result, cell binding that may occur in the specimen can be avoided on the image, micronuclei can be accurately determined even in non-isolated cells, and chromosomal abnormalities in nucleated cells are automatically analyzed with high accuracy. be able to.

【0023】本発明の画像解析方法によれば、2段階の
基準閾値を設定することで得られた各2値化像から求め
た核の面積推移の割合を所定値と対比させ、核の占める
割合が前記所定値以上の場合は高く設定されている基準
閾値を選び、前記所定値未満の場合は低く設定されてい
る基準閾値を選んで計測をする。これにより、細胞の形
状変化に適応した基準閾値の設定を行ない、客観的に効
率よく解析を行なうことができる。
According to the image analysis method of the present invention, the ratio of the area transition of the nucleus obtained from each binarized image obtained by setting the two-step reference threshold values is compared with a predetermined value to occupy the nucleus. When the ratio is equal to or more than the predetermined value, the reference threshold value that is set high is selected, and when the ratio is less than the predetermined value, the reference threshold value that is set low is selected and measurement is performed. As a result, a reference threshold value adapted to changes in cell shape can be set, and objective and efficient analysis can be performed.

【0024】本発明の画像解析方法によれば、蛍光画像
中で細胞質同士が接している場合、輪郭形状解析により
画像上で細胞質を切り離す座標を得て、その座標を用い
て対応する核の面積推移を求める。これにより、単離さ
れた細胞ばかりでなく、結合している細胞も有効に計測
され、自動解析の精度が向上する。
According to the image analysis method of the present invention, when the cytoplasms are in contact with each other in the fluorescence image, the contour shape analysis is used to obtain the coordinates for separating the cytoplasms, and the coordinates are used to determine the area of the corresponding nucleus. Find the transition. As a result, not only isolated cells but also bound cells are effectively measured, and the accuracy of automatic analysis is improved.

【0025】本発明の画像解析装置によれば、標本に起
こり得る細胞の結合を画像上で回避し、単離されていな
い細胞に対しても小核を正確に判定でき、有核細胞中の
染色体異常を高い精度で自動解析することができる。
According to the image analysis apparatus of the present invention, the binding of cells that may occur in the specimen can be avoided on the image, the micronucleus can be accurately determined even in the non-isolated cell, and the It is possible to automatically analyze chromosomal abnormalities with high accuracy.

【0026】本発明の記録媒体によれば、コンピュータ
により、標本に起こり得る細胞の結合を画像上で回避
し、単離されていない細胞に対しても小核を正確に判定
でき、有核細胞中の染色体異常を高い精度で自動解析す
ることができる。
According to the recording medium of the present invention, a computer can avoid cell binding that may occur in a specimen on an image and accurately determine micronuclei even in unisolated cells. It is possible to analyze chromosomal abnormalities inside with high accuracy automatically.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0028】図1は、本発明の実施の形態に係る画像解
析装置の構成を示す図である。図1に示す画像解析装置
は、顕微鏡で得られた、細胞周期が間期に相当する有核
細胞の画像を基に、染色体に発生した異常を解析するも
のである。この装置は、主に、細胞を顕微鏡的に画像化
する画像入力部をなす蛍光顕微鏡Aと画像解析部をなす
パーソナル・コンピュータ(PC)Bとで構成されてい
る。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an image analysis apparatus according to an embodiment of the present invention. The image analyzer shown in FIG. 1 analyzes an abnormality that has occurred in a chromosome based on an image of a nucleated cell whose cell cycle corresponds to the interphase obtained by a microscope. This apparatus is mainly composed of a fluorescence microscope A which is an image input unit for microscopically imaging cells and a personal computer (PC) B which is an image analysis unit.

【0029】蛍光顕微鏡Aの本体1には、二次元上で自
動的に走査されるステージ2が設けられており、このス
テージ2には蛍光標識(生物学的染色)を施された細胞
からなる標本Sが載置されている。また、本体1とステ
ージ2には、標本Sに焦点を合わせるようステージ2を
観察光軸a方向へ駆動するオートフォーカス装置3が連
結されている。
The main body 1 of the fluorescence microscope A is provided with a stage 2 which is automatically scanned in two dimensions, and this stage 2 is composed of cells labeled with a fluorescent substance (biological staining). A sample S is placed. Further, an autofocus device 3 that drives the stage 2 in the observation optical axis a direction so as to focus on the sample S is connected to the main body 1 and the stage 2.

【0030】蛍光顕微鏡Aの観察光軸a上には、標本S
が位置するとともに、レボルバー4に取り付けられた対
物レンズ5、本体1内に設けられたダイクロイックミラ
ー6、細胞質(RNA)/核(DNA)で発した蛍光を
特異的に検出するために、観察光軸a上に配置されるフ
ィルターを変換するフィルター変換部7、鏡筒8内に設
けられたハーフミラー9、及び顕微鏡画像の入力用のC
CDカメラ10が配置されている。鏡筒8には接眼レン
ズ11が取り付けられている。また、本体1には、標本
S上に励起光を投射するための光源12が設けられてい
る。
On the observation optical axis a of the fluorescence microscope A, the sample S
, The objective lens 5 attached to the revolver 4, the dichroic mirror 6 provided in the main body 1, the observation light for specifically detecting the fluorescence emitted from the cytoplasm (RNA) / nucleus (DNA). A filter conversion unit 7 for converting a filter arranged on the axis a, a half mirror 9 provided in the lens barrel 8, and a C for inputting a microscope image.
A CD camera 10 is arranged. An eyepiece lens 11 is attached to the lens barrel 8. Further, the main body 1 is provided with a light source 12 for projecting excitation light onto the sample S.

【0031】パーソナル・コンピュータ(PC)Bは、
制御部20と細胞質・核計測部30を備えており、細胞
質・核計測部30は、閾値設定部31、ブロブ解析部3
2、輪郭形状解析部33、及び画像判定部34を有して
いる。なお、細胞質・核計測部30はプログラムとして
図示しないメモリーに記憶されており、制御部20によ
り実行される。
The personal computer (PC) B is
The control unit 20 and the cytoplasm / nucleus measurement unit 30 are provided. The cytoplasm / nucleus measurement unit 30 includes a threshold setting unit 31 and a blob analysis unit 3.
2, the contour shape analysis unit 33, and the image determination unit 34. The cytoplasm / nucleus measurement unit 30 is stored as a program in a memory (not shown) and is executed by the control unit 20.

【0032】制御部20には、細胞質・核計測部30を
記憶した上記メモリーが接続されているとともに、入力
部21と表示部22が接続されている。また制御部20
には、ステージ2、オートフォーカス装置3、フィルタ
ー変換部7、及びCCDカメラ10が接続されている。
また、細胞質・核計測部30を記憶した上記メモリーは
CCDカメラ10に接続されている。
The control unit 20 is connected to the above-mentioned memory that stores the cytoplasm / nucleus measurement unit 30, and is also connected to the input unit 21 and the display unit 22. In addition, the control unit 20
A stage 2, an autofocus device 3, a filter conversion unit 7, and a CCD camera 10 are connected to the.
Further, the memory storing the cytoplasm / nucleus measurement unit 30 is connected to the CCD camera 10.

【0033】光源12から発した光がダイクロイックミ
ラー6にて反射され、対物レンズ5を介して標本Sを励
起すると、標本Sで発せられた蛍光が、対物レンズ5、
ダイクロイックミラー6、及びハーフミラー9を介して
CCDカメラ10に取込まれる。
When the light emitted from the light source 12 is reflected by the dichroic mirror 6 and the sample S is excited through the objective lens 5, the fluorescence emitted by the sample S is converted into the objective lens 5,
It is taken into the CCD camera 10 via the dichroic mirror 6 and the half mirror 9.

【0034】CCDカメラ10に取り込まれた細胞の画
像情報は、細胞質・核計測部30に送られ、後に詳述す
る解析処理が実行される。閾値設定部31では基準閾値
と多段階閾値の設定がなされ、ブロブ解析部32では細
胞画像に対して従来から知られているブロブ解析が行な
われ、輪郭形状解析部33では細胞の輪郭形状が解析さ
れ、画像判定部34では輪郭形状解析部33で解析され
た細胞群のうち小核を形成した間期細胞が主核と対応付
けて計数される。
The image information of the cells taken in by the CCD camera 10 is sent to the cytoplasm / nucleus measuring section 30 and the analysis processing described in detail later is executed. The threshold setting unit 31 sets a reference threshold value and a multi-step threshold value, the blob analysis unit 32 performs a conventionally known blob analysis on a cell image, and the contour shape analysis unit 33 analyzes a cell contour shape. Then, the image determination unit 34 counts the interphase cells forming micronucleus in the cell group analyzed by the contour shape analysis unit 33 in association with the main nucleus.

【0035】制御部20はCPUからなり、本画像解析
装置の全ての構成ユニットの動作を連続的に実行させる
ものである。入力部21はキーボード、タッチパネル、
マウス等からなり、制御部20に対して、解析したい情
報の種類の追加、変更等が行なわれる。表示部22はC
RT、プリンタ等からなり、制御部20により統計処理
された統計データが表示される。
The control unit 20 is composed of a CPU and continuously executes the operations of all the constituent units of the image analysis apparatus. The input unit 21 is a keyboard, a touch panel,
A mouse or the like is used to add or change the type of information to be analyzed to the control unit 20. The display unit 22 is C
An RT, a printer, and the like, which display statistical data statistically processed by the control unit 20.

【0036】なお、制御部20を、適宜通信回線を介し
て遠隔地にある検査センター、病院、大学、メーカー等
に対して、各種データの送信/受信を行なえる構成とす
れば、より高度な解析ソフトウェアの実行や、熟練検査
者等による解析方法や情報の交流を迅速に行なうことが
でき、さらに有効な構成になる。
Further, if the control unit 20 is configured to be capable of transmitting / receiving various data to / from an inspection center, hospital, university, maker, etc. at a remote place through a communication line as appropriate, a more advanced The analysis software can be executed and the analysis method and information exchange by a skilled inspector or the like can be carried out quickly, and the configuration becomes more effective.

【0037】図2及び図3は、上述した構成をなす画像
解析装置による画像解析方法の処理手順を示すフローチ
ャートである。また図4は、図2及び図3のフローチャ
ートによる処理工程を模式的に示した図である。
2 and 3 are flow charts showing the processing procedure of the image analysis method by the image analysis apparatus having the above-mentioned configuration. Further, FIG. 4 is a diagram schematically showing the processing steps according to the flowcharts of FIGS. 2 and 3.

【0038】以下、本画像解析装置による細胞質(RN
A)の画像解析方法を図2を基に説明する。まずステッ
プS1で、制御部20はフィルター変換部7にて、細胞
質(RNA)の蛍光波長を特異的に吸収・励起するため
のフィルター(赤色用フィルター)を観察光軸a上に配
置させる。これにより、標本Sにおける細胞質(RN
A)の画像がCCDカメラ10に取込まれ、画像データ
として細胞質・核計測部30に入力される。
Hereinafter, the cytoplasm (RN
The image analysis method of A) will be described with reference to FIG. First, in step S1, the control unit 20 causes the filter conversion unit 7 to arrange a filter (red filter) for specifically absorbing / exciting the fluorescence wavelength of cytoplasm (RNA) on the observation optical axis a. Thereby, the cytoplasm (RN
The image of A) is captured by the CCD camera 10 and input as image data to the cytoplasm / nucleus measurement unit 30.

【0039】次に細胞質・核計測部30は、入力した細
胞質(RNA)画像に対して画像の輝度補正を行ない、
ステップS2で、閾値設定部31にて基準閾値(基準輝
度)を設定し、図4の画像41に示すように細胞質(R
NA)411,412の画像データを2値化することに
より、解析対象画像を抽出する。
Next, the cytoplasm / nucleus measurement unit 30 performs image brightness correction on the input cytoplasmic (RNA) image,
In step S2, the threshold value setting unit 31 sets a reference threshold value (reference brightness), and as shown in the image 41 of FIG.
The analysis target image is extracted by binarizing the image data of (NA) 411, 412.

【0040】次にステップS3で、ブロブ解析部32は
従来のブロブ解析法により、細胞質411,412の画
像の重心・面積(ピクセル数の総和)・体積(各ピクセ
ルの蛍光輝度の総和)・真円度・長さと幅の比率などを
分析する。ここで、真円度、及び長さと幅の比率から、
単独の細胞(細胞質411)ではなく複数の細胞が重な
り合った疑いがあるもの(細胞質412)については、
ステップS4で、輪郭形状解析部33にて後述する輪郭
形状解析を行なう。
Next, in step S3, the blob analysis unit 32 uses the conventional blob analysis method to determine the centroid, area (sum of the number of pixels), volume (sum of the fluorescence brightness of each pixel), and true of the images of the cytoplasm 411, 412. Analyze the roundness and the ratio of length to width. Here, from the roundness and the ratio of length to width,
For the case where multiple cells are suspected of overlapping (cytoplasm 412) instead of a single cell (cytoplasm 411),
In step S4, the contour shape analysis unit 33 performs the contour shape analysis described later.

【0041】これにより、ステップS5で、図4の画像
42に示すように、近接した複数の細胞が独立した個々
の細胞に分離される。例えば、図4にpで示すように、
近接した細胞質が輪郭形状解析によって二つの細胞質に
分離される。ここで輪郭形状解析部33は、後述するよ
うな輪郭形状解析によって検出された2個所のピーク
(くびれ)の位置の各座標を、細胞質の分離座標として
抽出し、核(DNA)画像に記録する。これにより、解
析対象画像中で、近接している細胞内の各核(DNA)
の画像が分離処理される。
As a result, in step S5, as shown in the image 42 of FIG. 4, a plurality of adjacent cells are separated into independent individual cells. For example, as shown by p in FIG.
The adjacent cytoplasm is separated into two cytoplasms by contour shape analysis. Here, the contour shape analysis unit 33 extracts the respective coordinates of the positions of the two peaks (constrictions) detected by the contour shape analysis as described later, as the separated coordinates of the cytoplasm, and records them in the nucleus (DNA) image. . As a result, in the analysis target image, each nucleus (DNA) in the adjacent cells is
Image is separated.

【0042】以下、本画像解析装置による核(DNA)
の画像解析方法を図3を基に説明する。まずステップS
11で、制御部20はフィルター変換部7にて、核(D
NA)の蛍光波長を特異的に吸収・励起するためのフィ
ルター(緑色用フィルター)を観察光軸a上に配置させ
る。これにより、標本Sにおける核(主核・小核:DN
A)の画像がCCDカメラ10に取込まれ、画像データ
として細胞質・核計測部30に入力される。
Hereinafter, the nucleus (DNA) obtained by the image analysis apparatus
The image analysis method will be described with reference to FIG. First step S
11, the control unit 20 causes the filter conversion unit 7 to execute the kernel (D
A filter (green filter) for specifically absorbing / exciting the fluorescence wavelength of (NA) is arranged on the observation optical axis a. As a result, the nucleus (main nucleus / micronucleus: DN) in the sample S
The image of A) is captured by the CCD camera 10 and input as image data to the cytoplasm / nucleus measurement unit 30.

【0043】次にステップS12で、細胞質・核計測部
30は、上記ステップS4での細胞質(RNA)画像の
輪郭形状解析により、上記ステップS5で近接した細胞
質が分離された場合、抽出された分離座標と同じ座標を
核(DNA)画像に入力する。
Next, in step S12, the cytoplasm / nucleus measuring section 30 performs the extracted separation when the adjacent cytoplasm is separated in step S5 by the contour shape analysis of the cytoplasm (RNA) image in step S4. Input the same coordinates as the coordinates to the nuclear (DNA) image.

【0044】次に細胞質・核計測部30は、入力した核
(DNA)画像に対して画像の輝度補正を行ない、ステ
ップS13で、閾値設定部31にて第1の基準閾値(輝
度)を設定し、図4の画像43に示すように核(DN
A)413〜417の画像データを2値化することによ
り、解析対象画像を抽出する。
Next, the cytoplasm / nucleus measuring unit 30 performs image brightness correction on the input nuclear (DNA) image, and in step S13, the threshold setting unit 31 sets the first reference threshold value (brightness). Then, as shown in the image 43 of FIG.
A) The image to be analyzed is extracted by binarizing the image data of 413 to 417.

【0045】次にステップS14で、ブロブ解析部32
は従来のブロブ解析法により、核413〜417の画像
の矩形・面積・体積・真円度・長さと幅の比率などを分
析する。ここで、面積比(細胞質/核)を算出して、あ
る一定の値以上のものを観察対象細胞として分類する。
Next, in step S14, the blob analysis unit 32
Analyzes the rectangle, area, volume, circularity, ratio of length to width, etc. of the images of the nuclei 413 to 417 by the conventional blob analysis method. Here, the area ratio (cytoplasm / nucleus) is calculated, and cells having a certain value or more are classified as cells to be observed.

【0046】さらにステップS15で、閾値設定部31
は、上記第1の基準閾値に対して所定の負の差分を有す
る第2の基準差分閾値を設定し(第1の基準閾値>第2
の基準差分閾値)、核(DNA)の画像データを2値化
することにより、解析対象画像を抽出する。次にステッ
プS16で、ブロブ解析部32は上記ステップS14と
同様にブロブ解析を行ない、観察対象細胞を分類する。
Further, in step S15, the threshold setting unit 31
Sets a second reference difference threshold having a predetermined negative difference with respect to the first reference threshold (first reference threshold> second
The image to be analyzed is extracted by binarizing the image data of the nucleus (DNA) and the reference difference threshold value of 1.). Next, in step S16, the blob analysis unit 32 performs the blob analysis in the same manner as in step S14 to classify the observation target cells.

【0047】次にステップS17で、画像判定部34
は、第1の基準閾値により得た解析対象画像と第2の基
準差分閾値により得た解析対象画像の面積の推移(面積
比(%)=第1の基準閾値により得た解析対象画像の面
積/第2の基準差分閾値により得た解析対象画像の面積
×100)を解析する。
Next, in step S17, the image determination unit 34
Is the transition of the area of the analysis target image obtained by the first reference threshold value and the analysis target image obtained by the second reference difference threshold value (area ratio (%) = area of the analysis target image obtained by the first reference threshold value). / Analyze the area of the analysis target image obtained by the second reference difference threshold × 100).

【0048】そして、この面積の推移が所定の判定基準
値(例えば80%)以上の場合、ステップS18で、画
像判定部34は、2段階閾値のうち第1の基準閾値で得
た解析対象画像に対するブロブ解析法による分析から体
積比(核/細胞)を算出して、ある一定の値以上のもの
を主核、前記一定の値未満のものを小核としてラベル化
する。これにより、図4の画像44に示すように近接し
た複数個の主核が分離される。例えば、図4にqで示す
ように、近接した主核が輪郭形状解析によって二つの主
核に分離される。そして細胞質・核計測部30は、主核
の個数を認識し、図4の45に示すように主核の数が1
個・2個またはそれ以上の細胞を分類し、ステップS1
9で、それらを観察対象の細胞として決定する。
When the change of the area is equal to or larger than the predetermined judgment reference value (for example, 80%), the image judgment unit 34 determines in step S18 the image to be analyzed obtained by the first reference threshold among the two-step thresholds. The volume ratio (nucleus / cell) is calculated from the analysis by the blob analysis method, and those having a certain value or more are labeled as main nuclei, and those having less than the certain value are labeled as micronuclei. As a result, a plurality of adjacent main nuclei are separated as shown in the image 44 of FIG. For example, as shown by q in FIG. 4, the adjacent main nuclei are separated into two main nuclei by the contour shape analysis. Then, the cytoplasm / nucleus counting section 30 recognizes the number of the main nuclei, and the number of the main nuclei is 1 as shown by 45 in FIG.
Individual cells, two or more cells are classified, and step S1
At 9, they are determined as cells to be observed.

【0049】そして、ステップS20で、上述した画像
解析処理の結果、小核が存在する場合、図4の45に示
すように、画像判定部34はその小核の個数を主核と対
応付けるとともに、主核と小核を画像解析された細胞質
と対応付け、各観察対象の細胞ごとに小核を計数し、全
観察対象の細胞中における小核を保有する間期細胞の出
現頻度を集計する。
Then, in step S20, if a micronucleus is present as a result of the above-described image analysis processing, the image determination unit 34 associates the number of the micronucleus with the main nucleus as shown by 45 in FIG. The main nucleus and the micronucleus are associated with the cytoplasm subjected to image analysis, the micronucleus is counted for each cell of each observation target, and the appearance frequency of interphase cells having the micronucleus among all the observation target cells is totaled.

【0050】その後、ステップS21で、予め設定され
ている段階数(例えば5段階)分の画像解析処理が終了
するまで、上記第1の基準閾値に対して予め指定されて
いる差分を順次加えて新たな閾値とし、上記ステップS
18〜S20の画像解析処理を行なう。以上のような多
段階閾値による核の解析が行なわれることで、小核が細
胞中により多く存在する結果が取得される。例えば、図
4の画像43で検出されなかった小核416が画像44
に示すように検出されることになる。
Thereafter, in step S21, a predetermined difference is sequentially added to the first reference threshold value until the image analysis processing for the preset number of steps (for example, 5 steps) is completed. As a new threshold, the above step S
The image analysis process of 18 to S20 is performed. By performing the analysis of the nucleus with the multi-step threshold value as described above, the result that the micronucleus is more present in the cell is acquired. For example, the micronucleus 416 not detected in the image 43 of FIG.
Will be detected as shown in.

【0051】一方上記ステップS17で、面積の推移が
所定の判定基準値(例えば80%)未満の場合、ステッ
プS22で、画像判定部34は、2段階閾値のうち第2
の基準差分閾値で得た解析対象画像に対するブロブ解析
法による分析から体積比(核/細胞)を算出して、ある
一定の値以上のものを主核、前記一定の値未満のものを
小核としてラベル化する。そして細胞質・核計測部30
は、主核の個数を認識し、主核の数が1個・2個または
それ以上の細胞を分類し、ステップS23で、それらを
観察対象の細胞として決定する。
On the other hand, in step S17, if the transition of the area is less than the predetermined determination reference value (for example, 80%), in step S22, the image determination unit 34 determines the second of the two-step threshold values.
The volume ratio (nucleus / cell) is calculated from the analysis by the blob analysis method for the image to be analyzed obtained with the reference difference threshold value of 1. Label as. And cytoplasm / nucleus measurement unit 30
Recognizes the number of main nuclei, classifies cells having 1, 2, or more main nuclei, and determines them as cells to be observed in step S23.

【0052】そして、上述した画像解析処理の結果、小
核が存在する場合、ステップS24で、画像判定部34
はその小核の個数を主核と対応付けるとともに、主核と
小核を画像解析された細胞質と対応付け、各観察対象の
細胞ごとに小核を計数し、全観察対象の細胞中における
小核を保有する間期細胞の出現頻度を集計する。すなわ
ち、面積の推移が所定値未満の場合は、多段階閾値での
画像解析は行なわれない。
Then, as a result of the above-described image analysis processing, if micronuclei are present, in step S24, the image determination unit 34
Associates the number of the micronucleus with the main nucleus, associates the main nucleus and the micronucleus with the cytoplasm subjected to image analysis, counts the micronucleus for each observation target cell, and determines the micronucleus in all the observation target cells. The frequency of appearance of interphase cells carrying That is, when the transition of the area is less than the predetermined value, the image analysis with the multi-step threshold value is not performed.

【0053】以上の処理手順のうち、輪郭形状解析につ
いて以下に説明する。輪郭形状解析は、対象画像の輪郭
形状を解析する方法である。本実施の形態では、この方
法を生物試料の画像を対象として、特に細胞質や核の形
状認識に応用している。
Among the above processing procedures, the contour shape analysis will be described below. The contour shape analysis is a method of analyzing the contour shape of the target image. In this embodiment, this method is applied to the image of a biological sample, and particularly applied to shape recognition of cytoplasm and nucleus.

【0054】図5は、輪郭形状解析の基本原理を示す図
である。輪郭形状解析では、画像51中の解析対象物5
2の輪郭上のピクセル(図中斜線部分)を追跡し、該輪
郭上の座標を示す座標リストを生成する。次に、前記座
標リスト中の任意の1点Pi、及びその点Piから前後
にそれぞれsだけ離れた2点Pi+s,Pi−sの合計
3点を用いて導かれる特徴量を、前記座標リストのすべ
ての座標について算出し、その遷移パターンを求める。
FIG. 5 is a diagram showing the basic principle of contour shape analysis. In the contour shape analysis, the analysis target 5 in the image 51
Pixels on the two contours (hatched portions in the figure) are traced, and a coordinate list showing coordinates on the contours is generated. Next, a feature amount derived using an arbitrary one point Pi in the coordinate list and two points Pi + s and Pi-s, which are respectively separated by s before and after the point Pi, from a total of three points, the feature amount of the coordinate list is calculated. The transition pattern is calculated by calculating for all coordinates.

【0055】ここで特徴量とは、上記した任意の1点P
iと2点Pi+s,Pi−sとで形成される3角形の面
積であり、2点Pi+s,Pi−sの間を結ぶ直線を底
辺とした場合の頂点の向きを正負で定義している。ま
た、上記の遷移パターンとは、上記特徴量の大きさにつ
いて閾値Tvを越えている部分の連続数Ttに基づくも
のであり、パターンの遷移における閾値Tvを越えてい
る部分と下回っている部分の出現順序に基づき、検出部
位(複数の細胞質または複数の核の接触部位)の凹凸を
判断するための基準となるものである。
Here, the feature amount is an arbitrary one point P described above.
i is the area of a triangle formed by two points Pi + s and Pi-s, and the direction of the apex is defined as positive or negative when the straight line connecting the two points Pi + s and Pi-s is the base. Further, the above-mentioned transition pattern is based on the number Tt of consecutive portions that exceed the threshold value Tv with respect to the size of the above-mentioned feature amount, and the portions that exceed and fall below the threshold value Tv in the transition of the pattern. It serves as a reference for determining the unevenness of the detection site (the contact site of a plurality of cytoplasms or a plurality of nuclei) based on the appearance order.

【0056】図6の(a)〜(b)は、主核・小核の輪
郭形状解析の結果例を示す図である。図6の(a)に示
すように、1個の核を有する細胞61における核の輪郭
形状の遷移パターンは、その特徴量が常に閾値Tvを下
回るが、図6の(b)に示すように、近接した2個の核
を有する細胞62における核の輪郭形状の遷移パターン
では、その特徴量において、閾値Tvを上回るピーク
(くびれ)が2個所生じることになる。また、図6の
(c)に示すように、近接した3個の核を有する細胞6
3においては、特徴量が閾値Tvを上回るピーク(くび
れ)が3個所生じることになる。
FIGS. 6A and 6B are diagrams showing examples of the results of the contour shape analysis of the main nucleus / micronucleus. As shown in (a) of FIG. 6, in the transition pattern of the contour shape of the nucleus in the cell 61 having one nucleus, the feature amount is always below the threshold Tv, but as shown in (b) of FIG. In the transition pattern of the contour shape of the nucleus in the cell 62 having two adjacent nuclei, two peaks (constrictions) exceeding the threshold Tv occur in the feature amount. In addition, as shown in FIG. 6 (c), cells 6 having three adjacent nuclei
In No. 3, three peaks (constrictions) in which the feature amount exceeds the threshold Tv occur.

【0057】この手法を用いれば、図6の(d)に示す
ように、細胞64における主核に近接した小核について
も、その輪郭形状の遷移パターンの特徴によって検出可
能となる。この場合、主核と小核で生じる2箇所のピー
クの間隔は、図6の(b)に示した主核同士で生じる2
箇所のピークの間隔より狭くなる。
By using this method, as shown in FIG. 6D, even a micronucleus in the cell 64 close to the main nucleus can be detected by the characteristic of the transition pattern of the contour shape. In this case, the interval between the two peaks generated in the main nucleus and the micronucleus is 2 between the main nuclei shown in (b) of FIG.
It becomes narrower than the interval of peaks at some points.

【0058】以上のように解析された画像におけるくび
れ(欠け)の検出数と主核・小核の存在様式は、例え
ば、次のように分類することができる。
The number of constrictions (lacks) detected in the images analyzed as described above and the existence modes of main nuclei / micronuclei can be classified as follows, for example.

【0059】[0059]

【表1】 [Table 1]

【0060】なお、「くびれの個数」が‘その他’であ
る場合は、その旨を保留としてメモリに記憶しておき、
後に操作者が目視により細胞分類の判定を行なう。
If the "number of constrictions" is "other", the fact is reserved and stored in the memory.
After that, the operator visually determines the cell classification.

【0061】さらに、本実施の形態においては、主核・
小核の画像について多段階閾値を設定し画像解析を実施
しているが、これは、細胞間での蛍光輝度のバラツキの
問題を解消する手段である。例えば、高い閾値で画像処
理を実施した場合には、主核に対して輝度が低い小核
は、画像として認識されなくなってしまう。このよう
に、主核・小核の細胞間または細胞内の輝度のバラツキ
に起因する判定ミスを解消するために、複数の閾値を設
定した画像について解析することにより、小核の見落と
しが非常に少ない結果を得ることが可能となる。
Further, in the present embodiment, the main core
Image analysis is performed by setting multi-step thresholds for micronucleus images, but this is a means for solving the problem of variations in fluorescence brightness between cells. For example, when image processing is performed with a high threshold value, small nuclei having low luminance with respect to the main nucleus will not be recognized as an image. Thus, in order to eliminate erroneous determinations due to variations in brightness between the main nucleus and micronuclei or between cells, by analyzing images with multiple thresholds, micronuclei can be overlooked extremely. It is possible to obtain less results.

【0062】なお、本実施の形態では、輪郭形状解析を
行なうとともに多段階閾値を設定して画像解析を実施し
ているが、これらのうち輪郭形状解析のみまたは多段階
閾値の設定のみを行なった場合でも、従来の手法に比べ
て、近接した細胞質や主核・小核の分離・認識を正確に
行なうことができる。
In this embodiment, the contour shape analysis is performed and the multi-step threshold value is set, and the image analysis is performed. However, only the contour shape analysis or only the multi-step threshold value is set. Even in this case, it is possible to accurately separate and recognize the adjacent cytoplasm and the main nucleus / micronucleus as compared with the conventional method.

【0063】本実施の形態によれば、第1に、AO染色
された有核細胞標本の画像入力時に細胞質(RNA)画
像と核(DNA)画像を別々に入力した場合に、従来の
ような画像の圧縮が避けられるため、画像劣化を低減で
き、その後の画像処理をスムーズに行なえる。第2に、
画像解析処理により主核や小核を識別する工程におい
て、画像の閾値を可変にすることにより、生物試料がゆ
えに生じる蛍光のバラツキを解消できる。第3に、画像
解析のプロセスの中に細胞質と核の輪郭情報を解析する
独自のアルゴリズムを採用することにより、近接した細
胞や核を効率よく分離・認識することができる。以上の
結果、従来に比べて、小核をより客観的に判定でき、か
つ効率の良い計測を実施できる。
According to the present embodiment, firstly, when the cytoplasmic (RNA) image and the nuclear (DNA) image are separately input at the time of inputting the image of the AO-stained nucleated cell specimen, as in the conventional case. Since image compression is avoided, image deterioration can be reduced and subsequent image processing can be performed smoothly. Second,
In the step of identifying the main nucleus and the micronucleus by the image analysis process, the threshold of the image is made variable, whereby the variation in fluorescence caused by the biological sample can be eliminated. Third, by adopting a unique algorithm that analyzes contour information of the cytoplasm and nucleus in the image analysis process, it is possible to efficiently separate and recognize cells and nuclei in close proximity. As a result, the micronucleus can be determined more objectively and the measurement can be performed more efficiently than in the conventional case.

【0064】本発明では、通常の小核解析に用いられる
ヒトリンパ球以外にも、生体組織や各種細胞株などから
得た任意の有核細胞を適用することができる。また、解
析対象としては、既に何らかの原因で染色体異常が起こ
っている可能性のある被検生物由来の細胞であっても、
特定の環境変異原に暴露された細胞であってもよい。
In the present invention, in addition to human lymphocytes used for ordinary micronucleus analysis, any nucleated cell obtained from living tissue or various cell lines can be applied. In addition, as the analysis target, even if cells derived from a test organism in which chromosomal abnormality may have already occurred for some reason,
It may be a cell exposed to a particular environmental mutagen.

【0065】本発明によれば、観察対象となる有核細胞
中の主核が単核・2核・それ以上の核数を有していて
も、それぞれを識別して、小核保有細胞を計数できる。
ヒト末梢血リンパ球を対象とした小核解析には、サイト
カラシンBなどの薬剤を培養液中に処理して、誘発され
た2核細胞を観察対象とする方法がよく用いられており
(Fenech M.and Morley AA.,
Mutation Res.147:29−36,19
85)、特に、ヒト細胞を対象としたモニタリング(健
康度や変異原性物質への暴露度を経時的に評価する)を
実施する場合に極めて有効である。
According to the present invention, even if the main nuclei in the nucleated cells to be observed have the number of mononuclear, two or more nuclei, they are identified and the micronucleus-bearing cells are counted. it can.
For micronucleus analysis of human peripheral blood lymphocytes, a method in which a drug such as cytochalasin B is treated in a culture medium and induced binuclear cells are observed is often used (Fenech). M. and Morley AA.,
Mutation Res. 147: 29-36, 19
85) In particular, it is extremely effective in performing monitoring targeting human cells (evaluating the degree of health and the degree of exposure to mutagenic substances over time).

【0066】上述した本実施の形態の画像解析装置によ
る画像解析方法では、顕微鏡で得られた画像を対象とし
ており、ブロブ解析、輪郭形状解析、多段階閾値解析を
効果的に組み合わせて、染色された小核を検出してい
る。
In the image analysis method by the image analysis device of the present embodiment described above, the image obtained by the microscope is targeted, and the blob analysis, the contour shape analysis, and the multi-step threshold analysis are effectively combined to perform the staining. Detected micronuclei.

【0067】しかしながら、その計測中の画像を観察し
ていると、細胞同士が結合したところが計測不能になる
ケースが出現し、観察対象の細胞数が実際の細胞数より
減少することが考えられる。すなわち、低い閾値のみの
計測では、細胞同士の結合により画像上で核が結合して
しまい、その結果として、核が細胞質からはみ出すた
め、正確に計測されない不具合が生じる。
However, when observing the image during the measurement, there may be a case in which the measurement becomes impossible when the cells are connected to each other, and the number of cells to be observed may decrease from the actual number of cells. That is, in the measurement with only a low threshold value, the nuclei are bound to each other on the image due to the binding of the cells to each other, and as a result, the nuclei protrude from the cytoplasm, resulting in a problem that the measurement is not performed accurately.

【0068】このような問題を解決するために、本実施
の形態では2段階の閾値を設定し、得られた各解析対象
画像の面積の推移に応じて、結合した細胞を画像上で切
り離す操作を自動的に行なっている。本実施の形態によ
る画像解析を行なうことで、核が結合している場合にも
的確な解析を行なうことができ、細胞同士の結合により
生ずる小核計測の不具合を防止することができる。
In order to solve such a problem, in the present embodiment, a two-step threshold value is set, and the combined cells are separated on the image according to the transition of the area of each obtained analysis target image. Is done automatically. By performing the image analysis according to the present embodiment, it is possible to perform accurate analysis even when nuclei are bound together, and it is possible to prevent a defect in micronucleus measurement caused by the binding between cells.

【0069】[0069]

【実施例】本発明における画像解析装置による実施例を
以下に示す。上記実施の形態による画像解析方法では、
顕微鏡で得られた有核細胞の画像を基に、細胞周期が間
期にある有核細胞を蛍光色素で標識して観察対象として
いる。そして、細胞質と核の蛍光画像に対して、特に核
の中間輝度あるいは高輝度の分布または核の面積を指標
とすることで、有核細胞が細胞毒性を受けているか否か
を識別し、その識別の結果に応じて基準閾値を設定し画
像解析を行なっている。
EXAMPLE An example of the image analysis apparatus according to the present invention will be described below. In the image analysis method according to the above embodiment,
Based on the image of nucleated cells obtained by a microscope, the nucleated cells in the interphase of the cell cycle are labeled with a fluorescent dye for observation. Then, with respect to the fluorescence images of the cytoplasm and the nucleus, by using the distribution of the intermediate brightness or high brightness of the nucleus or the area of the nucleus as an index, it is determined whether or not the nucleated cell is subjected to cytotoxicity. Image analysis is performed by setting a reference threshold according to the result of identification.

【0070】しかし、細胞同士が接近して結合している
場合、その細胞が計測不能と判定されることが考えられ
る。それは、低い閾値を設定して計測を行なった場合、
核同士が画像上で結合してしまい、一つの核であるよう
に観察され、その結果として核が一つの細胞質からはみ
出ているように観察されるためである。この場合、結合
した細胞に対して小核計測は行なわれない。このような
不具合を、上記実施の形態による画像解析方法では防止
しており、以下にその実施例を述べる。なお、本実施例
では、染色体異常誘発物質で処理したヒト培養細胞を用
いて試験を行なった。
However, when the cells are closely connected to each other, it may be determined that the cells cannot be measured. If you set a low threshold and measure,
This is because the nuclei are connected to each other on the image and are observed as one nucleus, and as a result, the nuclei are observed as if they are protruding from one cytoplasm. In this case, micronucleus counting is not performed on bound cells. Such a problem is prevented by the image analysis method according to the above-described embodiment, and an example will be described below. In this example, the test was carried out using human cultured cells treated with a chromosomal aberration-inducing substance.

【0071】上記実施の形態で述べたように、本画像解
析装置では蛍光標識を施された細胞の細胞質(RNA)
画像と核(DNA)画像を撮り込む。そして、核(DN
A)画像の第1の基準閾値を200と設定し、これに対
する差分を−50として第2の基準差分閾値を150と
設定し計測を行なう。また、面積推移の判定基準値を8
0%と設定する。すなわち、面積推移が80%以上の場
合には基準閾値200で、80%未満の場合には基準差
分閾値150で計測される。
As described in the above embodiment, in the present image analysis apparatus, the cytoplasm (RNA) of the fluorescently labeled cells is
Take an image and a nuclear (DNA) image. And the nucleus (DN
A) The first reference threshold value of the image is set to 200, the difference to this is set to -50, and the second reference difference threshold value is set to 150, and measurement is performed. In addition, the judgment reference value of the area change is 8
Set it to 0%. That is, when the area transition is 80% or more, the reference threshold value 200 is used, and when the area transition is less than 80%, the reference difference threshold value 150 is used.

【0072】図7は、後述するような核分離をせずに面
積推移解析を行なった場合の判定結果を示す画像を写真
印刷して示す図である。図7では、単離されていない細
胞に対しては、単核細胞として検出されていない(ce
llNG)。
FIG. 7 is a view showing a photograph of an image showing a determination result in the case where the area transition analysis is performed without performing the nuclear separation as described later. In FIG. 7, non-isolated cells were not detected as mononuclear cells (ce
llNG).

【0073】図8は、基準閾値200で得た核(DN
A)の2値化像を示す画像を写真印刷して示す図であ
り、表2は、その2値化画像中の核(DNA)の面積値
を示している。図9は、基準差分閾値150で得た核
(DNA)の2値化像を示す画像を写真印刷して示す図
であり、表2は、その2値化画像中の核(DNA)の面
積値を示している。
FIG. 8 shows the kernel (DN
It is a figure which carries out the photograph print of the image which shows the binarized image of A), and Table 2 has shown the area value of the nucleus (DNA) in the binarized image. FIG. 9 is a view showing an image showing a binarized image of nuclei (DNA) obtained with the reference difference threshold value 150 by printing, and Table 2 shows the area of nuclei (DNA) in the binarized image. Indicates the value.

【0074】[0074]

【表2】 [Table 2]

【0075】[0075]

【表3】 [Table 3]

【0076】表2では、図8における核(DNA)の像
a〜hに付けられたラベルと、像a〜hの面積値が示さ
れている。同様に表3では、図9における核(DNA)
の像A〜Eに付けられたラベルと、像A〜Eの面積値が
示されている。すなわち図8,図9では、白部の像a〜
h,A〜Eが核(DNA)の像であり、各像a〜h,A
〜Eに固有のラベルが付けられている。
In Table 2, the labels attached to the images a to h of the nucleus (DNA) in FIG. 8 and the area values of the images a to h are shown. Similarly, in Table 3, the nucleus (DNA) in FIG.
The labels attached to the images A to E and the area values of the images A to E are shown. That is, in FIGS. 8 and 9, the images a to
h, AE are images of nuclei (DNA), and images a to h, A
Unique labels are attached to ~ E.

【0077】図10は、2段階の基準閾値による図8,
図9の二つの画像から得た面積推移画像を示す画像を写
真印刷して示す図である。図10における面積推移は、
図8,図9の二つの画像においてほぼ同じ位置にある各
像(例えば、aとA、dとB、eとC)の面積比(基準
閾値200により得た像の面積/基準差分閾値150に
より得た像の面積×100(%))を示している。すな
わち、図9のような接近した核同士が結合している画像
から各像の面積推移を求める場合、面積比は低い値にな
る。これは、結合した核の像の分離をせずに計測するこ
とにより出された結果である。
FIG. 10 is a diagram of FIG.
FIG. 10 is a diagram showing an image showing an area transition image obtained from the two images of FIG. 9 by printing a photograph. The area transition in FIG.
The area ratio of the images (for example, a and A, d and B, and e and C) located at substantially the same positions in the two images of FIGS. 8 and 9 (image area obtained by the reference threshold 200 / reference difference threshold 150 The area of the image obtained by x 100 (%) is shown. That is, when the area transition of each image is obtained from the image in which the nuclei are close to each other as shown in FIG. 9, the area ratio has a low value. This is a result obtained by measuring without separating the image of the bound nucleus.

【0078】そこで結合した核の像を分離するため、上
記実施の形態で述べたように、細胞質(RNA)画像の
処理において近接する細胞質を分離した際、その分離座
標を抽出し、図11に示すように核(DNA)画像にも
記録しておく。なお、図11に示す画像の横座標の最大
は659で、縦座標の最大は517である。
In order to separate the image of the bound nuclei, as described in the above embodiment, when the adjacent cytoplasms are separated in the processing of the cytoplasmic (RNA) image, the separation coordinates are extracted, and FIG. It is also recorded in the nuclear (DNA) image as shown. The maximum abscissa of the image shown in FIG. 11 is 659, and the maximum ordinate is 517.

【0079】図12は、基準差分閾値150で得た核
(DNA)の2値化核分離画像を写真印刷して示す図で
あり、表4は、その2値化画像中の核(DNA)の面積
値を示している。
FIG. 12 is a diagram showing a photograph of a binarized nuclear separation image of nuclei (DNA) obtained at the reference difference threshold 150, and Table 4 shows nuclei (DNA) in the binarized images. The area value of is shown.

【0080】[0080]

【表4】 [Table 4]

【0081】表4では、図12における核(DNA)の
像a’〜h’に付けられたラベルと、像a’〜h’の面
積値が示されている。前述した分離座標を用いることに
より、図9に対して図12に示すような核を分離した画
像が得られる。
In Table 4, the labels attached to the images (a'-h ') of the nucleus (DNA) in FIG. 12 and the area values of the images (a'-h') are shown. By using the above-mentioned separation coordinates, an image in which the nuclei are separated as shown in FIG. 12 with respect to FIG. 9 can be obtained.

【0082】図13は、2段階の基準閾値による図8,
図12の二つの画像から得た面積推移画像を写真印刷し
て示す図である。図13における面積推移は、図8,図
12の二つの画像においてほぼ同じ位置にある各像(例
えば、aとa’、bとb’、cとc’)の面積比(基準
閾値200により得た像の面積/基準差分閾値150に
より得た核分離像の面積×100(%))を示してい
る。図13に示すように面積比を計測した結果、図14
に示すような面積推移解析の判定結果が得られる。図1
4では図7と異なり、単離されていない細胞に対して
も、単核細胞(1NUC)として検出されている。
FIG. 13 shows the case of FIG.
It is a figure which prints and shows the area transition image obtained from two images of FIG. The area transition in FIG. 13 is the area ratio of the images (for example, a and a ′, b and b ′, c and c ′) located at substantially the same positions in the two images of FIGS. The area of the obtained image / the area of the nuclear separation image obtained by the reference difference threshold value 150 × 100 (%) is shown. As a result of measuring the area ratio as shown in FIG.
The determination result of the area transition analysis as shown in is obtained. Figure 1
In contrast to FIG. 7, the cells of No. 4 were detected as mononuclear cells (1 NUC) even in the non-isolated cells.

【0083】以上のような計測を行なうことにより、結
合している細胞同士に対しても、2段階の基準閾値のう
ち低い基準差分閾値を設定することで、結合されている
核同士を画像上で切り離すことができるため、正しく解
析されることになる。
By performing the above-described measurement, even for the cells that are connected, by setting a lower reference difference threshold value out of the two-step reference threshold values, the connected nuclei are displayed on the image. Since it can be separated with, it will be analyzed correctly.

【0084】なお、本発明は上記実施の形態及び実施例
のみに限定されず、要旨を変更しない範囲で適宜変形し
て実施できる。
The present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and can be carried out by appropriately modifying it without departing from the scope of the invention.

【0085】例えば、上述した実施の形態の説明では、
解析対象物として生物の細胞を2色の蛍光色素で染色し
た場合の標本観察に適用したが、解析対象物として生物
以外の物質であってほぼ一様に形状及び寸法が決定して
いるような他の材料、例えば人口微粒子、血球等に適用
してもよい。また、適用する細胞、人口微粒子、血球等
の解析対象物を用いて、生物学的な反応(酵素反応、抗
原抗体反応、核酸ハイブリダイゼーション反応、核酸合
成反応等)による反応結果を所定の微小領域内で測定す
るために本発明の方法及び装置、及び記憶媒体を適用し
てもよい。
For example, in the description of the above embodiment,
It was applied to sample observation when cells of a living organism were stained with two-color fluorescent dyes as the analysis target, but it seems that the analysis target is a substance other than the organism and its shape and dimensions are determined almost uniformly. It may be applied to other materials such as artificial particles, blood cells and the like. In addition, the reaction results from biological reactions (enzyme reaction, antigen-antibody reaction, nucleic acid hybridization reaction, nucleic acid synthesis reaction, etc.) can be obtained in a specified micro area using the analysis target such as cells, artificial particles, blood cells, etc. to be applied. The method and apparatus of the present invention and the storage medium may be applied for measuring in.

【0086】また、本発明によれば、1色の色素を用い
た例にも適用できるが、好ましい態様では、異なる種類
の色素の色種毎に分別して最適な解析結果を出力する方
法も提供するので、3色以上の色素を用いた場合にも有
効に適用できる。また、解析に用いる画像は、1個の静
止画像である必要は無く、適宜、複数の静止画像ないし
所望時間の動画を解析するようにして測定データの信頼
性を向上させたり、解析情報の多様性を得てもよい。ま
た、本発明によれば、上述した実施の形態のように、ほ
ぼ一様の形状及び寸法を有する解析対象物が、複数種類
(実施の形態では主核と小核の2種類)混在するような
標本についての画像解析方法も提供するので、任意の異
なる種類の解析対象物を同時に画像解析することもでき
る。
Further, according to the present invention, although it can be applied to an example using one color dye, in a preferred embodiment, a method for outputting an optimum analysis result by classifying different color types of dyes is provided. Therefore, it can be effectively applied even when three or more color dyes are used. Further, the image used for the analysis does not have to be a single still image, and a plurality of still images or a moving image of a desired time may be analyzed as appropriate to improve the reliability of measurement data or to analyze various analysis information. You may get sex. Further, according to the present invention, a plurality of types (two types of main nuclei and micronuclei in the embodiment) of analysis objects having substantially uniform shapes and dimensions are mixed as in the above-described embodiment. Since an image analysis method for various specimens is also provided, it is possible to simultaneously analyze images of arbitrary different types of analysis objects.

【0087】[0087]

【発明の効果】本発明の画像解析方法、装置、及び記録
媒体によれば、2以上の重なりを生じた解析対象物を形
状に基づいて精度良く分離して選択的に測定データを取
得することができるので、多数の密に配置された解析対
象物に関する画像解析を無駄にせず、効率良く実行でき
る。また、本発明によれば、2段階の基準閾値による有
核細胞の画像解析により、核の面積推移から適切な基準
閾値を自動設定可能とし、標本にて起こり得る細胞同士
の結合を画像上で回避し、正確で精度の高い画像解析を
実現できる。すなわち、細胞間での蛍光輝度のバラツキ
を解消でき、間期細胞同士が結合している場合にも、画
像上効率よく分離、確認して自動解析することで、計測
不能な細胞が大幅に減少される。
According to the image analysis method, the apparatus and the recording medium of the present invention, it is possible to accurately separate the analysis objects having two or more overlaps based on the shapes and selectively acquire the measurement data. Therefore, it is possible to efficiently perform image analysis of a large number of closely arranged analysis objects without wasting it. Further, according to the present invention, it is possible to automatically set an appropriate reference threshold value from the transition of the area of the nucleus by the image analysis of the nucleated cells using the two-step reference threshold value, and possible cell-to-cell binding in the sample is displayed on the image. It is possible to avoid it and realize accurate and accurate image analysis. In other words, it is possible to eliminate the variation in fluorescence brightness between cells, and even when interphase cells are bound, efficient separation on the image, confirmation and automatic analysis significantly reduce the number of unmeasurable cells. To be done.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施の形態に係る画像解析装置の構成
を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an image analysis apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態に係る画像解析装置による
画像解析方法の細胞質(RNA)画像処理手順を示すフ
ローチャート。
FIG. 2 is a flowchart showing a cytoplasmic (RNA) image processing procedure of the image analysis method by the image analysis apparatus according to the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施の形態に係る画像解析装置による
画像解析方法の核(DNA)画像処理手順を示すフロー
チャート。
FIG. 3 is a flowchart showing a nuclear (DNA) image processing procedure of the image analysis method by the image analysis apparatus according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施の形態に係る画像解析装置による
画像解析方法の処理工程を模式的に示した図。
FIG. 4 is a diagram schematically showing processing steps of an image analysis method by the image analysis device according to the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施の形態に係る輪郭形状解析の基本
原理を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing a basic principle of contour shape analysis according to the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施の形態に係る主核・小核の輪郭形
状解析の結果例を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing an example of a result of contour shape analysis of main nuclei / micronuclei according to the embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施例に係る面積推移解析の判定結果
を示す画像を写真印刷して示す図。(核切り離し無し)
FIG. 7 is a diagram showing an image showing a determination result of an area transition analysis according to an embodiment of the present invention by printing a photograph. (No nuclear separation)

【図8】本発明の実施例に係る核部基準閾値200での
2値化像を示す画像を写真印刷して示す図。
FIG. 8 is a diagram showing an image showing a binarized image at a core part reference threshold value 200 according to an embodiment of the present invention by printing a photograph.

【図9】本発明の実施例に係る核部基準差分閾値150
での2値化像を示す画像を写真印刷して示す図。
FIG. 9 is a core reference difference threshold value 150 according to the embodiment of the present invention.
The figure which shows the image which shows the binary image in FIG.

【図10】本発明の実施例に係る面積推移画像を写真印
刷して示す図。
FIG. 10 is a diagram showing a printed area transition image according to an embodiment of the present invention as a photograph.

【図11】本発明の実施例に係る細胞切り離し座標を示
す画像を写真印刷して示す図。
FIG. 11 is a diagram showing an image showing cell detachment coordinates according to an embodiment of the present invention by printing a photograph.

【図12】本発明の実施例に係る核部基準差分閾値15
0での2値化核切り離し像を示す画像を写真印刷して示
す図。
FIG. 12 is a core reference difference threshold value 15 according to the embodiment of the present invention.
The figure which shows the image which shows the binarized nucleus separation image in 0 by photo-printing.

【図13】本発明の実施例に係る面積推移画像を写真印
刷して示す図。(核切り離し)
FIG. 13 is a diagram showing an area transition image according to an embodiment of the present invention by printing a photograph. (Nuclear separation)

【図14】本発明の実施例に係る面積推移解析の判定結
果を示す画像を写真印刷して示す図。(核切り離し)
FIG. 14 is a diagram showing an image showing a determination result of an area transition analysis according to an embodiment of the present invention by printing a photograph. (Nuclear separation)

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A…蛍光顕微鏡 B…パーソナル・コンピュータ(PC) 1…本体 2…ステージ 3…オートフォーカス装置 4…レボルバー 5…対物レンズ 6…ダイクロイックミラー 7…フィルター変換部 8…鏡筒 9…ハーフミラー 10…CCDカメラ 11…接眼レンズ 12…光源 20…制御部 21…入力部 22…表示部 30…細胞質・核計測部 31…閾値設定部 32…ブロブ解析部 33…輪郭形状解析部 34…画像判定部 S…標本 A ... Fluorescent microscope B: Personal computer (PC) 1 ... Main body 2 ... Stage 3 ... Auto focus device 4 ... Revolver 5 ... Objective lens 6 ... Dichroic mirror 7 ... Filter converter 8 ... lens barrel 9 ... Half mirror 10 ... CCD camera 11 ... Eyepiece 12 ... Light source 20 ... Control unit 21 ... Input section 22 ... Display 30 ... Cytoplasm / Nuclear Measurement Department 31 ... Threshold setting section 32 ... Blob analysis section 33 ... Contour shape analysis unit 34 ... Image determination unit S ... specimen

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G01N 21/64 G01N 21/64 F 5L096 33/48 33/48 M Z 33/58 33/58 A Z G06T 1/00 295 G06T 1/00 295 7/00 300 7/00 300F Fターム(参考) 2G043 AA03 BA16 CA03 DA02 EA01 FA02 GA08 GB21 HA01 JA02 LA03 NA01 NA06 2G045 BB24 CB01 DA13 FA16 FB12 GC15 4B029 AA07 BB07 BB08 BB11 BB12 FA02 FA04 FA15 4B063 QA01 QA18 QA19 QQ02 QQ04 QQ05 QQ06 QQ07 QQ08 QQ09 QQ42 QQ52 QR66 QS03 QS36 QS39 QX02 5B057 AA10 BA02 CA12 CA16 CE12 DA12 DB02 DC04 DC36 5L096 BA06 FA04 FA06 FA14 FA59 FA64 GA51 JA11 Front page continuation (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) G01N 21/64 G01N 21/64 F 5L096 33/48 33/48 M Z 33/58 33/58 AZ G06T 1/00 295 G06T 1/00 295 7/00 300 7/00 300F F term (reference) 2G043 AA03 BA16 CA03 DA02 EA01 FA02 GA08 GB21 HA01 JA02 LA03 NA01 NA06 2G045 BB24 CB01 DA13 FA16 FB12 GC15 4B029 AA07 BB07 FA12B02 FA02 BB08 FA02 BB08 FA02 BB08 FA02 BB08 FA02 QA01 QA18 QA19 QQ02 QQ04 QQ05 QQ06 QQ07 QQ08 QQ09 QQ42 QQ52 QR66 QS03 QS36 QS39 QX02 5B057 AA10 BA02 CA12 CA16 CE12 DA12 DB02 DC04 DC36 5L096 BA06 FA04 FA06 FA14 FA59 FA64 GA51 JA11

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ほぼ一様な形状及び寸法を有する複数の解
析対象物を所定の測定視野内に設定する工程と、 前記測定視野内で少なくとも一個の測定用画像を得る工
程と、 前記測定視野中の複数の前記解析対象物を画像解析する
工程とを有し、 前記画像解析する工程は、視野内で重なった2以上の前
記解析対象物を予め設定された形状に基づいて選択的に
分離する工程と、分離した前記解析対象物の少なくとも
1個について必要な測定データを得る工程とを有するこ
とを特徴とする画像解析方法。
1. A step of setting a plurality of analysis objects having substantially uniform shapes and dimensions in a predetermined measurement visual field, a step of obtaining at least one measurement image in the measurement visual field, and the measurement visual field. A step of image-analyzing a plurality of the analysis objects in the image analysis step, wherein the step of image-analyzing selectively separates two or more of the analysis objects overlapping in the visual field based on a preset shape. And a step of obtaining necessary measurement data for at least one of the separated objects to be analyzed.
【請求項2】顕微鏡で得られた有核細胞の画像を基に、
染色体に発生した異常を解析する画像解析方法におい
て、 細胞周期が間期に相当する有核細胞の細胞質と核を蛍光
色素で標識して観察対象とし、 顕微鏡により得られた前記観察対象の蛍光画像に対する
基準閾値の設定において、前記核の画像に対して2段階
の基準閾値の設定を行ない、 前記2段階の基準閾値により得た各画像間における前記
核の面積推移の割合に応じて、前記2段階の基準閾値の
いずれかで前記有核細胞の画像を解析することを特徴と
する画像解析方法。
2. Based on an image of nucleated cells obtained by a microscope,
In an image analysis method for analyzing abnormalities occurring in chromosomes, the cytoplasm and nuclei of nucleated cells whose cell cycle corresponds to the interphase are labeled with a fluorescent dye as an observation target, and a fluorescence image of the observation target obtained by a microscope. In the setting of the reference threshold value for the nuclei, the two-step reference threshold value is set for the nucleus image, and the nuclei area transition ratio between the images obtained by the two-stage reference threshold value An image analysis method, characterized in that the image of the nucleated cell is analyzed using any one of the reference thresholds of steps.
【請求項3】前記面積推移の割合は、前記2段階の基準
閾値により得た前記核の各2値化像から求められ、前記
面積推移の割合が所定値以上である場合は、前記2段階
の基準閾値のうち高い基準閾値で解析し、前記面積推移
の割合が前記所定値未満である場合は、前記2段階の基
準閾値のうち低い基準閾値で解析することを特徴とする
請求項2に記載の画像解析方法。
3. The area transition rate is obtained from each binarized image of the nucleus obtained by the two-step reference threshold value, and if the area transition rate is a predetermined value or more, the two steps are performed. The higher standard threshold among the standard thresholds is analyzed, and when the ratio of the area transition is less than the predetermined value, the lower standard threshold is analyzed among the two-stage standard thresholds. Image analysis method described.
【請求項4】前記細胞質の画像中で細胞質が接している
場合、輪郭形状解析により前記細胞質を分離し、その分
離座標を前記核の画像の解析に用いることを特徴とする
請求項2または3に記載の画像解析方法。
4. When the cytoplasm is in contact with the cytoplasm image, the cytoplasm is separated by contour shape analysis, and the separated coordinates are used for analysis of the nucleus image. The image analysis method described in.
【請求項5】顕微鏡で得られた解析対象物の画像を基
に、ほぼ一様な形状及び寸法を有する複数の解析対象物
についての画像解析を行なう画像解析装置において、 微小領域に配置された前記複数の解析対象物を拡大され
た視野内で観察するための顕微鏡と、 この顕微鏡から画像を取り込む画像入力手段と、 この画像入力手段で取り込まれた前記解析対象物の画像
に対して前記解析対象物の形状に関する測定用の閾値を
適用して、複数の前記解析対象物に重なりが有った場合
にも選択的に分離して、これら分離した前記解析対象物
の少なくとも1個から必要な測定データを得ることによ
り、測定データに関する解析を実行する解析手段と、 を具備したことを特徴とする画像解析装置。
5. An image analysis apparatus for performing image analysis on a plurality of analysis objects having substantially uniform shapes and dimensions based on an image of the analysis object obtained by a microscope, the image analysis apparatus being arranged in a minute area. A microscope for observing the plurality of analysis objects in an enlarged field of view, image input means for capturing an image from the microscope, and the analysis for the image of the analysis object captured by the image input means. A threshold for measurement relating to the shape of the object is applied, and even when there is an overlap in the plurality of analysis objects, the separation is selectively performed, and it is necessary from at least one of the separated analysis objects. An image analysis apparatus comprising: an analysis unit that executes analysis related to measurement data by obtaining measurement data.
【請求項6】顕微鏡で得られた有核細胞の画像を基に、
染色体に発生した異常を解析する画像解析装置におい
て、 細胞周期が間期に相当する有核細胞の細胞質と核を蛍光
色素で標識した観察対象を観察するための顕微鏡と、 この顕微鏡から画像を取り込む画像入力手段と、 この画像入力手段で取り込まれた前記核の画像に対して
2段階の基準閾値の設定を行なう閾値設定手段と、 前記2段階の基準閾値により得た各画像間における前記
核の面積推移の割合に応じて、前記2段階の基準閾値の
いずれかで前記有核細胞の画像を解析する解析手段と、 を具備したことを特徴とする画像解析装置。
6. Based on an image of nucleated cells obtained by a microscope,
In an image analyzer that analyzes abnormalities occurring in chromosomes, a microscope for observing the observation target in which the cytoplasm and nucleus of nucleated cells whose cell cycle corresponds to the interphase is labeled with a fluorescent dye, and an image is captured from this microscope Image input means, threshold setting means for setting a two-step reference threshold for the image of the nucleus captured by the image input means, and the nuclei of the nuclei between the images obtained by the two-step reference thresholds. An image analyzing apparatus comprising: an analyzing unit that analyzes the image of the nucleated cell using one of the two-stage reference threshold values according to a ratio of the area transition.
【請求項7】コンピュータを、 顕微鏡で得られた解析対象物の画像信号にアクセスして
測定用の閾値を設定する閾値設定手段、 複数の解析対象物に重なりが有った画像を選択的に分離
して、これら分離した解析対象物の少なくとも1個から
必要な測定データを得ることにより、測定データに関す
る解析を実行する解析手段、 として機能させるためのプログラムを記録したコンピュ
ータ読み取り可能な記録媒体。
7. A threshold setting means for accessing the image signal of an analysis object obtained by a microscope to set a threshold for measurement by a computer, and selectively selecting an image in which a plurality of analysis objects overlap. A computer-readable recording medium in which a program for causing separation to obtain necessary measurement data from at least one of these separated analysis objects and performing analysis on the measurement data is recorded.
【請求項8】コンピュータを、 顕微鏡で得られた有核細胞の核の画像に対して2段階の
基準閾値の設定を行なう閾値設定手段、 前記2段階の基準閾値により得た各画像間における前記
核の面積推移の割合に応じて、前記2段階の基準閾値の
いずれかで前記有核細胞の画像を解析する解析手段、 として機能させるためのプログラムを記録したコンピュ
ータ読み取り可能な記録媒体。
8. A threshold value setting means for setting a two-step reference threshold value with respect to an image of a nucleus of a nucleated cell obtained by a microscope, the method between the respective images obtained by the two-step reference threshold value. A computer-readable recording medium recording a program for functioning as an analyzing unit for analyzing an image of the nucleated cell with one of the two-step reference threshold values according to the ratio of the area transition of the nucleus.
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