JP2010004789A - Embryo observation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、胚観察装置に関し、特に、胚の生育を観察する胚観察装置に関する。 The present invention relates to an embryo observation apparatus, and more particularly to an embryo observation apparatus for observing embryo growth.
従来、体外受精の成功率を上げるなどの目的で、受精卵(以下、単に卵とも称する)を撮影した画像内の胚の形態に基づいて、胚の状態を分類し、胚の生育状態を評価することが行われている。胚の生育状態の評価方法としては、例えば、Veeckによる分類法、Gardnerによる分類法などが知られている(例えば、非特許文献1参照)。 Conventionally, for the purpose of increasing the success rate of in vitro fertilization, etc., the state of the embryo is classified based on the morphology of the embryo in the image obtained by photographing a fertilized egg (hereinafter simply referred to as an egg), and the growth state of the embryo is evaluated. To be done. Known methods for evaluating the growth state of an embryo include, for example, a classification method by Veeck, a classification method by Gardner, and the like (for example, see Non-Patent Document 1).
しかしながら、従来の分類法では、良好であると判定された胚においてDNA(Deoxyribo Nucleic Acid)の異常が検出されたり、不良であると判定された胚が正常に卵割を続けていくなどの誤判定が発生することが知られている。 However, the conventional classification method detects errors in DNA (Deoxyribo Nucleic Acid) in embryos that are judged to be good, or the embryos that are judged to be bad continue to crack normally. It is known that a determination occurs.
本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、より簡単かつ正確に胚の良否を判定できるようにするものである。 The present invention has been made in view of such a situation, and makes it possible to determine the quality of an embryo more easily and accurately.
本発明の一側面の胚観察装置は、胚の生育を観察する胚観察装置であって、前記胚を時系列に撮影した画像に基づいて、前記胚の卵割を検出し、前記胚内の各細胞の分裂を追跡する観察手段と、前記胚内の同世代の各細胞の分裂に要した時間に基づいて、前記胚の生育状態を評価する評価手段とを備える。 An embryo observation apparatus according to one aspect of the present invention is an embryo observation apparatus that observes the growth of an embryo, detects cleavage of the embryo based on an image obtained by photographing the embryo in time series, Observation means for tracking the division of each cell, and evaluation means for evaluating the growth state of the embryo based on the time required for the division of each cell of the same generation in the embryo.
本発明の一側面においては、胚を時系列に撮影した画像に基づいて、前記胚の卵割が検出され、前記胚内の各細胞の分裂が追跡され、前記胚内の同世代の各細胞の分裂に要した時間に基づいて、前記胚の生育状態が評価される。 In one aspect of the present invention, cleavage of the embryo is detected based on images taken in time series of the embryo, division of each cell in the embryo is tracked, and each cell of the same generation in the embryo Based on the time required for the division of the embryo, the growth state of the embryo is evaluated.
本発明によれば、より簡単かつ正確に胚の良否を判定することができる。 According to the present invention, the quality of an embryo can be determined more easily and accurately.
以下、図面を参照して、本発明を適用した実施の形態について説明する。 Embodiments to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明を適用した観察システムの一実施の形態の構成例を示す図である。この観察システムは、顕微鏡11、操作部12、コントローラ13、カメラ14、パーソナルコンピュータ15、および観察モニタ16から構成される。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an embodiment of an observation system to which the present invention is applied. This observation system includes a microscope 11, an
顕微鏡11には、図示せぬステッピングモータ等により駆動される電動ステージ21が設けられている。この電動ステージ21には、観察の対象となる細胞等の標本が入れられたガラスボトムディッシュやウェルプレートなどの容器が配置され、ユーザは、操作部12を操作して、標本を適切に観察できるように電動ステージ21を移動させる。なお、以下、電動ステージ21の移動方向について、顕微鏡11の左右方向をx軸方向、前後方向をy軸方向、上下方向をz軸方向と定義する。
The microscope 11 is provided with an electric stage 21 driven by a stepping motor or the like (not shown). A container such as a glass bottom dish or a well plate in which a specimen such as a cell to be observed is placed is disposed on the electric stage 21, and the user can appropriately observe the specimen by operating the
また、カメラ14は、顕微鏡11の視野内の標本を被写体として撮像し、その結果得られた画像(以下、観察画像と称する)をパーソナルコンピュータ15に供給する。そして、パーソナルコンピュータ15は、カメラ14からの観察画像を観察モニタ16に供給して表示させる。これにより、ユーザは観察モニタ16に表示される観察画像を見ることで、顕微鏡11の視野内にある標本を観察することができる。
Further, the
コントローラ13は、操作部12を操作することによりユーザが登録した、タイムラプス観察における標本の観察位置を示す観察位置情報を記録する。コントローラ13は、記録した観察位置情報をパーソナルコンピュータ15に供給する。
The
パーソナルコンピュータ15は、コントローラ13から供給された観察位置情報を記録し、この観察位置情報に基づいて、タイムラプス観察のための制御を行う。すなわち、パーソナルコンピュータ15は、記録している観察位置情報に基づいて、一定の時間間隔でコントローラ13に、登録された観察位置への電動ステージ21の移動を指示する。そして、コントローラ13は、パーソナルコンピュータ15の指示に応じて、登録された観察位置に電動ステージ21を移動させ、パーソナルコンピュータ15は、観察位置における標本の画像をカメラ14から取得して記録する。
The personal computer 15 records the observation position information supplied from the
なお、以下、顕微鏡11は、正立型の顕微鏡であり、カメラ14は、電動ステージ21の上方から標本を撮影するものとする。
Hereinafter, the microscope 11 is an upright microscope, and the
図2は、パーソナルコンピュータ15が、所定の制御プログラムを実行することにより実現される胚観察部51の機能的構成の例を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing an example of a functional configuration of the
胚観察部51は、画像取得部61、観察部62および評価部63を含むように構成され、胚の生育を観察し、胚の生育状態を評価する機能を実現する。
The
画像取得部61は、観察部62からの指令に基づいて、カメラ14を制御し、電動ステージ21上に標本として設置されている卵(受精卵)を撮影させる。画像取得部61は、カメラ14により撮影された卵の観察画像を取得し、観察部62に供給する。
The
観察部62は、卵検出部71、垂直方向卵割検出部72、水平方向卵割検出部73、および、細胞認識部74を含むように構成され、卵および卵内の胚を時系列に撮影した観察画像に基づいて、胚の卵割を検出し、胚内の各細胞の分裂を追跡する。
The
卵検出部71は、画像取得部61を介して、観察画像をカメラ14から取得する。卵検出部71は、図4などを参照して後述するように、取得した観察画像内の卵の検出処理を行う。卵検出部71は、観察画像内の卵の位置を示す情報、および、卵の検出に用いた観察画像を垂直方向卵割検出部72に供給する。
The
垂直方向卵割検出部72は、図5などを参照して後述するように、胚内の細胞が垂直方向に分裂する場合の卵割の検出処理を行う。垂直方向卵割検出部72は、検出結果に応じて、卵および胚を垂直方向に分割する卵割境界面を設定する。また、垂直方向卵割検出部72は、設定した卵割境界面により卵を分割することにより単位領域を設定する。垂直方向卵割検出部72は、設定した卵割境界面および単位領域を示す情報を水平方向卵割検出部73に供給する。
As described later with reference to FIG. 5 and the like, the vertical cleavage detection unit 72 performs cleavage detection processing when cells in the embryo divide in the vertical direction. The vertical cleavage detection unit 72 sets a cleavage boundary surface that divides the egg and the embryo in the vertical direction according to the detection result. The vertical cleavage detection unit 72 sets a unit region by dividing the egg by the set cleavage boundary surface. The vertical cleavage detection unit 72 supplies information indicating the set cleavage boundary surface and unit region to the horizontal
水平方向卵割検出部73は、画像取得部61を介して、フォーカス位置が異なる複数の観察画像をカメラ14から取得する。水平方向卵割検出部73は、図11などを参照して後述するように、取得した複数の観察画像に基づいて、単位領域毎に、胚内の細胞が水平方向に分裂する場合の卵割の検出処理を行う。水平方向卵割検出部73は、検出結果に応じて、卵および胚を水平方向に分割する卵割境界面を設定する。水平方向卵割検出部73は、観察画像における卵および胚の位置、並びに、垂直方向卵割検出部72および水平方向卵割検出部73により設定された卵割境界面の位置を示す情報を細胞認識部74に供給する。また、水平方向卵割検出部73は、卵割の検出に用いた観察画像を細胞認識部74に供給する。
The horizontal
細胞認識部74は、設定された卵割境界面に基づいて、観察画像内の胚内の細胞を個々に認識する。細胞認識部74は、認識した各細胞を一意に識別するために各細胞にラベルを割り当てる。また、細胞認識部74は、取得した観察画像に基づいて、認識した各細胞の大きさを検出する。細胞認識部74は、各細胞に割り当てたラベル、並びに、各細胞の位置および大きさを示す卵割情報を評価部63に供給する。
The
評価部63は、グレーディング部81および良否判定部82を含むように構成され、細胞認識部74から取得した卵割情報に基づいて、胚の生育状態を評価する。
The
グレーディング部81は、細胞認識部74から取得した卵割情報を時系列に記録する。また、グレーディング部81は、時系列に記録した卵割情報に基づいて、胚の生育状態をグレード分けするグレーディング処理を行う。グレーディング部81は、グレーディング処理により算出したグレーディング値を良否判定部82に供給する。
The grading unit 81 records the cleavage information acquired from the
良否判定部82は、グレーディング部81により算出されたグレーディング値に基づいて、胚の良否を判定する。良否判定部82は、判定結果を示す情報を外部に出力する。
The
次に、図3のフローチャートを参照して、図1の観察システムにより実行される胚観察処理について説明する。なお、この処理は、例えば、電動ステージ21上に観察対象となる卵が標本として設置され、ユーザが操作部12を操作することにより、コントローラ13を介して、パーソナルコンピュータ15に胚観察処理の実行の指令を入力したとき、開始される。なお、以下、人の受精卵を観察対象とする場合の処理について説明する。
Next, an embryo observation process executed by the observation system of FIG. 1 will be described with reference to the flowchart of FIG. In this process, for example, an egg to be observed is placed on the electric stage 21 as a specimen, and when the user operates the
ステップS1において、胚観察部51は、観察画像を取得する。具体的には、卵検出部71は、観察画像を取得するように画像取得部61に指令する。カメラ14は、画像取得部61の制御の基に、観察画像を撮影し、撮影した観察画像を、画像取得部61を介して卵検出部71に供給する。
In step S1, the
ステップS2において、卵検出部71は、卵検出処理を実行する。ここで、図4のフローチャートを参照して、卵検出処理の詳細について説明する。
In step S2, the
ステップS21において、卵検出部71は、観察画像に分散フィルタを適用する。ここで、分散フィルタとは、所定の大きさのフィルタ窓内の輝度の分散を算出するフィルタである。従って、分散フィルタは、フィルタ窓内に何らかの物体が存在し、その物体の輝度のバラツキが大きいほど大きな値を返し、フィルタ窓内に何も存在しなければ0を返す。卵検出部71は、観察画像の全ての領域に分散フィルタを適用する。
In step S21, the
ステップS22において、卵検出部71は、観察画像を二値化する。すなわち、卵検出部71は、分散フィルタを施した後の観察画像の各画素の画素値を、所定の閾値を用いて二値化する。これにより、観察画像内の物体が存在する部分と存在しない部分とが区別して表示される。
In step S22, the
ステップS23において、胚観察部51は、二値化画像に基づいて、観察画像内の物体を検出する。卵検出部71は、検出した物体を個々に区別できるように、各物体にそれぞれ異なるラベルを割り当てる。
In step S23, the
ステップS24において、卵検出部71は、検出した各物体の面積とモーメント(画像のモーメント)を算出する。
In step S24, the
ステップS25において、卵検出部71は、検出した物体の中から卵を選定する。具体的には、卵検出部71は、各物体の面積とモーメントに基づいて、標準的な人の受精卵の大きさおよび形状に最も近い物体を卵として選定する。卵検出部71は、観察画像内の卵の位置を示す情報、および、画像処理を施す前の観察画像を垂直方向卵割検出部72に供給する。その後、卵検出処理は終了する。
In step S25, the
図3に戻り、ステップS3において、垂直方向卵割検出部72は、垂直方向卵割検出処理を実行する。ここで、図5のフローチャートを参照して、垂直方向卵割検出処理の詳細について説明する。 Returning to FIG. 3, in step S <b> 3, the vertical cleavage detection unit 72 performs a vertical cleavage detection process. Here, the details of the vertical cleavage detection process will be described with reference to the flowchart of FIG.
ステップS41において、垂直方向卵割検出部72は、観察画像のノイズを除去する。すなわち、垂直方向卵割検出部72は、卵検出部71から取得した観察画像に、ローパスフィルタを適用し、高調波成分のノイズを除去する。
In step S41, the vertical cleavage detection unit 72 removes noise from the observation image. In other words, the vertical cleavage detection unit 72 applies a low-pass filter to the observation image acquired from the
ステップS42において、垂直方向卵割検出部72は、観察画像のエッジを抽出する。例えば、垂直方向卵割検出部72は、観察画像に二次微分フィルタを適用することにより、観察画像のエッジを抽出する。 In step S42, the vertical cleavage detection unit 72 extracts an edge of the observation image. For example, the vertical cleavage detection unit 72 extracts the edge of the observation image by applying a secondary differential filter to the observation image.
ステップS43において、垂直方向卵割検出部72は、観察画像を二値化する。すなわち、垂直方向卵割検出部72は、エッジ抽出を行った後の観察画像の各画素の画素値を、所定の閾値を用いて二値化する。これにより、観察画像内のエッジ部分とエッジ以外の部分とが区別して表示される。 In step S43, the vertical cleavage detection unit 72 binarizes the observation image. That is, the vertical cleavage detection unit 72 binarizes the pixel value of each pixel of the observation image after performing edge extraction using a predetermined threshold value. Thereby, the edge part in an observation image and the part other than an edge are distinguished and displayed.
ステップS44において、垂直方向卵割検出部72は、二値化画像に基づいて、胚の外周を検出する。具体的には、垂直方向卵割検出部72は、二値化画像に基づいて、卵検出部71により検出された観察画像の卵内の領域において、抽出されたエッジにより囲まれた物体を胚として認識し、エッジの外枠の部分を、胚の外周(細胞膜)として認識する。
In step S44, the vertical cleavage detection unit 72 detects the outer periphery of the embryo based on the binarized image. Specifically, based on the binarized image, the vertical cleavage detection unit 72 embeds an object surrounded by the extracted edges in the region within the egg of the observation image detected by the
ステップS45において、垂直方向卵割検出部72は、胚の外周の極座標を算出する。例えば、図6に示されるように、左側の卵101内の胚102が、右側に示されるように、細胞C1と細胞C2に卵割した場合について考える。なお、図6は、卵101を上から見た図である。
In step S45, the vertical cleavage detection unit 72 calculates polar coordinates of the outer periphery of the embryo. For example, as shown in FIG. 6, let us consider a case where an
垂直方向卵割検出部72は、胚102の中心Oを求め、胚102の外周の各点の座標を、中心Oを中心とする極座標(θ,r)により表す。図7は、図6の右側の胚102の外周の極座標のグラフであり、横軸が偏角θ、縦軸が動径rを示している。
The vertical cleavage detection unit 72 obtains the center O of the
ステップS46において、垂直方向卵割検出部72は、胚の外周の極座標の微分波形に基づいて、胚の外周のへこみを検出する。具体的には、垂直方向卵割検出部72は、胚の外周の極座標を偏角θにより微分した微分波形(以下、極座標微分波形と称する)を求める。例えば、図7の胚の外周の極座標の波形は、図6の右側の胚102の外周の各へこみの頂点DP1および頂点DP2における偏角θ1および偏角θ2において極小となる。従って、例えば、偏角θ1の近傍の極座標微分波形は、図8に示されるように、偏角θ1の少し前の偏角θaで極小となった後、偏角θ1で0になり、偏角θ1の少し後の偏角θbで極大となる。
In step S46, the vertical cleavage detection unit 72 detects a dent on the outer periphery of the embryo based on the differential waveform of the polar coordinates on the outer periphery of the embryo. Specifically, the vertical cleavage detection unit 72 obtains a differential waveform (hereinafter referred to as a polar coordinate differential waveform) obtained by differentiating the polar coordinates on the outer periphery of the embryo with the deflection angle θ. For example, the polar coordinate waveform on the outer periphery of the embryo in FIG. 7 becomes minimal at the declination angles θ1 and θ2 at the vertices DP1 and vertices DP2 of the respective indentations on the outer periphery of the
垂直方向卵割検出部72は、極座標微分波形において、所定の偏角θの範囲内(例えば、5度以内)で値が極小から極大となり、かつ、その極小値と極大値の絶対値がともに所定の閾値以上となる区間を抽出する。そして、垂直方向卵割検出部72は、抽出した区間において、極座標微分波形が0になる偏角θに対応する胚の外周上の点およびその近傍を、胚の外周のへこみとして検出する。なお、抽出した区間内において、極座標微分波形が0になる偏角θが複数存在する場合、例えば、その区間の中心に最も近い偏角θに対応する胚の外周上の点およびその近傍が、胚の外周のへこみとして検出される。例えば、図6の右側の胚102の場合、図9に示されるように、頂点DP1およびその近傍がへこみD1として検出され、頂点DP2およびその近傍がへこみD2として検出される。
The vertical cleavage detection unit 72 has a minimum to maximum value within a predetermined declination angle θ range (for example, within 5 degrees) in the polar differential waveform, and both the minimum value and the absolute value of the maximum value are both A section that is equal to or greater than a predetermined threshold is extracted. Then, in the extracted section, the vertical cleavage detection unit 72 detects a point on the outer periphery of the embryo corresponding to the deviation angle θ at which the polar coordinate differential waveform becomes 0 and its vicinity as a dent on the outer periphery of the embryo. In the extracted section, when there are a plurality of deflection angles θ at which the polar coordinate differential waveform becomes 0, for example, the point on the outer periphery of the embryo corresponding to the deviation angle θ closest to the center of the section and the vicinity thereof are It is detected as a dent on the outer periphery of the embryo. For example, in the case of the
ステップS47において、垂直方向卵割検出部72は、検出したへこみの数が1より大きいか否かを判定する。検出したへこみの数が1より大きいと判定された場合、処理はステップS48に進む。 In step S47, the vertical cleavage detection unit 72 determines whether or not the number of detected dents is greater than one. If it is determined that the number of detected dents is greater than 1, the process proceeds to step S48.
ステップS48において、垂直方向卵割検出部72は、胚の外周のへこみの位置と数に応じて、垂直方向の卵割境界面を設定する。例えば、図9に示される例の場合、垂直方向卵割検出部72は、頂点DP1と頂点DP2を結ぶ境界線L1を通りz軸に平行な面、すなわち、境界線L1を通り卵101および胚102を垂直方向に分割する面を、卵割境界面に設定する。
In step S48, the vertical cleavage detection unit 72 sets a vertical cleavage boundary surface according to the position and number of dents on the outer periphery of the embryo. For example, in the case of the example shown in FIG. 9, the vertical cleavage detection unit 72 passes through the boundary line L1 connecting the vertex DP1 and the vertex DP2 and is parallel to the z axis, that is, the
また、例えば、図10に示されるように、胚102の細胞C1が細胞C11と細胞C12に分裂し、細胞C2が細胞C13と細胞C14に分裂し、胚102の外周において新たにへこみD11とへこみD12が検出された場合、垂直方向卵割検出部72は、へこみD11の頂点DP11とへこみD12の頂点DP12を結ぶ境界線L11を通りz軸に平行な面、すなわち、境界線L11を通り卵101および胚102を垂直方向に分割する面を、新たに卵割境界面に設定する。
Further, for example, as shown in FIG. 10, the cell C1 of the
ステップS49において、垂直方向卵割検出部72は、卵割境界面に基づいて単位領域を設定する。すなわち、垂直方向卵割検出部72は、観察画像内の卵が写っている領域を、設定した卵割境界面により分割し、分割後の各領域を単位領域に設定する。例えば、図9の例の場合、卵101は、境界線L1を通る卵割境界面により、単位領域R1と単位領域R2に分割される。また、例えば、図10の例の場合、卵101は、境界線L1を通る卵割境界面および境界線L11を通る卵割境界面により、単位領域R11乃至R14に分割される。垂直方向卵割検出部72は、設定した卵割境界面および単位領域を示す情報を水平方向卵割検出部73に供給する。その後、垂直方向卵割検出処理は終了する。
In step S49, the vertical cleavage detection unit 72 sets a unit region based on the cleavage boundary surface. That is, the vertical cleavage detection unit 72 divides the region in which the egg appears in the observation image by the set cleavage boundary surface, and sets each divided region as a unit region. For example, in the example of FIG. 9, the
一方、ステップS47において、検出したへこみの数が1以下であると判定された場合、処理はステップS50に進む。 On the other hand, if it is determined in step S47 that the number of detected dents is 1 or less, the process proceeds to step S50.
ステップS50において、垂直方向卵割検出部72は、垂直方向の卵割は発生していないと判定する。そして、垂直方向卵割検出部72は、観察画像内の卵が写っている領域全体を単位領域に設定する。垂直方向卵割検出部72は、設定した単位領域を示す情報を水平方向卵割検出部73に供給する。その後、垂直方向卵割検出処理は終了する。
In step S50, the vertical cleavage detection unit 72 determines that no vertical cleavage has occurred. Then, the vertical cleavage detection unit 72 sets the entire region in which the egg in the observation image is shown as a unit region. The vertical cleavage detection unit 72 supplies information indicating the set unit area to the horizontal
図3に戻り、ステップS4において、胚観察部51は、水平方向卵割検出処理を実行する。ここで、図11のフローチャートを参照して、水平方向卵割検出処理の詳細について説明する。
Returning to FIG. 3, in step S <b> 4, the
ステップS71において、胚観察部51は、フォーカス位置が異なる観察画像を複数取得する。具体的には、水平方向卵割検出部73は、観察画像の取得を画像取得部61に指令する。画像取得部61は、電動ステージ21をz軸方向に所定の間隔で移動させながら、各位置において、カメラ14に観察画像を撮影させる。これにより、卵(胚)の深さ方向(z軸方向)のフォーカス位置が異なる複数の観察画像が撮影される。カメラ14は、撮影した複数の観察画像を、画像取得部61を介して水平方向卵割検出部73に供給する。
In step S71, the
ステップS72において、水平方向卵割検出部73は、未処理の単位領域を1つ選択し、注目領域に設定する。
In step S72, the horizontal
ステップS73において、水平方向卵割検出部73は、注目領域内の検出パラメータを算出する。例えば、水平方向卵割検出部73は、各観察画像ごとに、注目領域内のコントラスト値の総和、または、注目領域内の輝度の微分値の総和を、検出パラメータとして算出する。
In step S73, the horizontal
ステップS74において、水平方向卵割検出部73は、検出パラメータが極大となり、かつ、閾値以上となるフォーカス位置を抽出する。具体的には、水平方向卵割検出部73は、カメラ14のフォーカス位置に対する注目領域における検出パラメータの分布を求める。水平方向卵割検出部73は、求めた分布において、検出パラメータが極大となり、かつ、所定の閾値以上となるフォーカス位置を抽出する。
In step S <b> 74, the horizontal
ここで、図12を参照して、ステップS73およびS74の処理の具体例について説明する。なお、図12は、卵151を横から見た図であり、垂直方向がz軸方向である。また、図12の方向から見て、卵151内の胚152は、細胞C51および細胞C52に分裂しており、垂直方向の卵割境界面は設定されていない。なお、図12の実線の丸で囲まれた部分は、胚152の外周の水平方向の広がりが極大となる部分を示している。
Here, a specific example of the processing of steps S73 and S74 will be described with reference to FIG. In addition, FIG. 12 is the figure which looked at the
上述したように、電動ステージ21をz軸方向に移動させながら観察画像を撮影することにより、胚152の深さ方向にフォーカス位置が異なる複数の観察画像が得られる。胚152は半透明で丸みを帯びた形状をしているため、電動ステージ21の上方から胚152を撮影した場合、カメラ14のフォーカス位置が、胚152の水平方向の幅が極大となる位置F51またはF52と一致するとき、観察画像における胚152の外周のボケが極小となり、カメラ14のフォーカス位置が胚152に対して適切になる。
As described above, a plurality of observation images having different focus positions in the depth direction of the
上述した2種類の検出パラメータは、いずれも観察画像内の被写体へのフォーカスの合い具合を表すパラメータである。従って、注目領域のz軸方向(胚の深さ方向)において、検出パラメータが極大となり、かつ、閾値以上となるカメラ14のフォーカス位置を抽出することにより、胚152の水平方向の幅が極大となる位置F51およびF52(以下、フォーカス位置F51およびフォーカス位置F52と称する)を検出することができる。
The two types of detection parameters described above are parameters that indicate the degree of focus on the subject in the observation image. Therefore, in the z-axis direction (embryo depth direction) of the region of interest, the horizontal position of the
ステップS75において、水平方向卵割検出部73は、抽出したフォーカス位置の数が1を超えるか否かを判定する。抽出したフォーカス位置の数が1を超えると判定された場合、処理はステップS76に進む。
In step S <b> 75, the horizontal
ステップS76において、水平方向卵割検出部73は、抽出したフォーカス位置に基づいて、注目領域における胚の分割位置を設定する。例えば、図12の例のように、胚152が上下に分割している場合、細胞C51と細胞C52の境界においてへこみが生じる。そのへこみの位置は、細胞C51の水平方向の幅が極大となるフォーカス位置F51と、細胞C52の水平方向の幅が極大となるフォーカス位置F52の間に存在する。そこで、水平方向卵割検出部73は、検出されたフォーカス位置F51とF52の間において卵割が発生していると判定し、z軸方向においてフォーカス位置F51とF52の中央にある位置D51を胚152の分割位置に設定する。その後、処理はステップS81に進む。
In step S76, the horizontal
一方、ステップS75において、抽出したフォーカス位置の数が1以下であると判定された場合、処理はステップS77に進む。 On the other hand, if it is determined in step S75 that the number of extracted focus positions is 1 or less, the process proceeds to step S77.
ステップS77において、水平方向卵割検出部73は、検出パラメータが最大となるフォーカス位置を検出する。
In step S77, the horizontal
ステップS78において、水平方向卵割検出部73は、検出したフォーカス位置が、初期ベストフォーカス位置よりカメラ14に近い位置にあるか否かを判定する。なお、初期ベストフォーカス位置とは、胚が水平方向に卵割していない場合に、胚の水平方向の幅が最大となり、カメラ14のフォーカスが最も適切になると想定される位置であり、胚の高さの方向(z軸方向)の中央に設定される。水平方向卵割検出部73が、検出したフォーカス位置が、初期ベストフォーカス位置から所定の距離以上カメラ14に近い位置にあると判定した場合、処理はステップS79に進む。
In step S78, the horizontal
ステップS79において、水平方向卵割検出部73は、初期ベストフォーカス位置を、注目領域における胚の分割位置に設定する。その後、処理はステップS81に進む。
In step S79, the horizontal
ここで、図13および図14を参照して、ステップS77乃至S79の処理の具体例について説明する。図13は、卵161を横から見た図であり、垂直方向がz軸方向である。なお、図13の方向から見て、卵161内の胚162は、細胞C61乃至C63の3つの細胞に分裂している。また、卵161において、垂直方向卵割検出処理により、卵割境界面Bv61が設定され、単位領域R61と単位領域R62が設定されている。さらに、初期ベストフォーカス位置BF61は、胚162の高さ方向の中央に設定される。
Here, with reference to FIG. 13 and FIG. 14, a specific example of the processing of steps S77 to S79 will be described. FIG. 13 is a view of the
卵161を上方向から撮影した場合、細胞C61および細胞C62により、細胞C63が隠れてしまうため、細胞C63の外周のエッジの検出が困難になる。その結果、水平方向の卵割を見逃してしまう恐れがある。なお、図中、胚162の外周の水平方向の広がりが極大となる部分のうち、実線の丸で囲まれた部分は、上方向から観察できる部分を示し、点線の丸で囲まれた部分は、上方向からの観察が困難な部分を示している。
When the
一方、この場合、単位領域R61において、胚162の水平方向の外周が最大となり、検出パラメータが最大となるフォーカス位置F61が、初期ベストフォーカス位置BF61よりカメラ14に近い位置となる。従って、水平方向卵割検出部73は、フォーカス位置F61が初期ベストフォーカス位置BF61よりカメラ14に近い位置にあることにより、単位領域R61において水平方向の卵割が発生しており、下に細胞が隠れていると判定し、単位領域R61における分割位置を、初期ベストフォーカス位置BF61に設定する。
On the other hand, in this case, in the unit region R61, the outer periphery in the horizontal direction of the
単位領域R62についても同様に、水平方向卵割検出部73は、フォーカス位置F62が初期ベストフォーカス位置BF61よりカメラ14に近い位置にあることにより、単位領域R62において水平方向の卵割が発生しており、下に細胞が隠れていると判定し、単位領域R62における分割位置を、初期ベストフォーカス位置BF61に設定する。
Similarly, for the unit region R62, the horizontal
また、図14は、卵171を横から見た図であり、垂直方向がz軸方向である。なお、図14の方向から見て、卵171内の胚172は、細胞C71乃至C74の4つの細胞に分裂している。また、卵171において、垂直方向卵割検出処理により、卵割境界面Bv71が設定され、単位領域R71と単位領域R72が設定されている。なお、図中、胚172の外周の水平方向の広がりが極大となる部分のうち、実線の丸で囲まれた部分は、上方向から観察できる部分を示し、点線の丸で囲まれた部分は、上方向からの観察が困難な部分を示している。
FIG. 14 is a view of the
この場合、単位領域R71については、フォーカス位置F71,F72の2つのフォーカス位置が抽出されるため、ステップS76において、z軸方向においてフォーカス位置F71とフォーカス位置F72の中央にある位置D71が分割位置に設定される。 In this case, since the two focus positions of the focus positions F71 and F72 are extracted for the unit region R71, in step S76, the position D71 at the center of the focus position F71 and the focus position F72 in the z-axis direction is set as the division position. Is set.
一方、単位領域R72については、上方向から撮影した場合、細胞C73により細胞C74が隠れてしまい、細胞C74の外周のエッジが困難であり、フォーカス位置F73のみ抽出される。しかし、フォーカス位置F73は、初期ベストフォーカス位置BF71よりカメラ14に近いため、ステップS79の処理において、初期ベストフォーカス位置BF71が、単位領域R72における分割位置に設定される。
On the other hand, regarding the unit region R72, when the image is taken from above, the cell C74 is hidden by the cell C73, the outer edge of the cell C74 is difficult, and only the focus position F73 is extracted. However, since the focus position F73 is closer to the
図10に戻り、一方、ステップS78において、検出したフォーカス位置が、初期ベストフォーカス位置よりカメラ14に近い位置にないと判定された場合、処理はステップS80に進む。
Returning to FIG. 10, if it is determined in step S78 that the detected focus position is not closer to the
ステップS80において、水平方向卵割検出部73は、注目領域において、水平方向の卵割は発生していないと判定する。その後、処理はステップS81に進む。
In step S80, the horizontal
ステップS81において、水平方向卵割検出部73は、全ての単位領域を処理したか否かを判定する。まだ処理していない単位領域があると判定された場合、処理はステップS72に戻り、ステップS81において、全ての単位領域を処理したと判定されるまで、ステップS72乃至S81の処理が繰り返し実行される。これにより、全ての単位領域において、z軸方向の分割位置を設定する処理が実行される。
In step S81, the horizontal
一方、ステップS81において、全ての単位領域を処理したと判定された場合、処理はステップS82に進む。 On the other hand, if it is determined in step S81 that all unit areas have been processed, the process proceeds to step S82.
ステップS82において、水平方向卵割検出部73は、設定した分割位置の数と位置に応じて、水平方向の卵割境界面を設定する。例えば、図12の例の場合、分割位置D51を通り、胚152を水平方向に分割する面が、卵割境界面に設定される。また、例えば、図13の例の場合、分割位置である初期ベストフォーカス位置BF61を通り、胚162を水平方向に分割する面が、卵割境界面に設定される。さらに、例えば、図14の例の場合、単位領域R71については、分割位置D71を通り、胚172を水平方向に分割する面が、卵割境界面に設定され、単位領域R72については、分割位置である初期ベストフォーカス位置BF71を通り、胚172を水平方向に分割する面が、卵割境界面に設定される。
In step S82, the horizontal
水平方向卵割検出部73は、観察画像における卵および胚の位置、並びに、垂直方向卵割検出部72および水平方向卵割検出部73により設定された卵割境界面の位置を示す情報を細胞認識部74に供給する。なお、このとき、水平方向卵割検出部73は、初期ベストフォーカス位置に基づいて設定した卵割境界面と他の卵割境界面とを区別して、細胞認識部74に通知する。また、水平方向卵割検出部73は、画像処理を施す前の、フォーカス位置が異なる複数の観察画像を細胞認識部74に供給する。その後、水平方向卵割検出処理は終了する。
The horizontal
図3に戻り、ステップS5において、細胞認識部74は、細胞認識処理を実行する。ここで、図15のフローチャートを参照して、細胞認識処理の詳細について説明する。
Returning to FIG. 3, in step S5, the
ステップS101において、細胞認識部74は、卵割境界面に基づいて、胚内の各細胞を認識する。具体的には、細胞認識部74は、観察画像に写っている胚を、垂直方向および水平方向の卵割境界面に基づいて分割することにより、胚内の細胞の数および位置を認識する。
In step S101, the
また、細胞認識部74は、認識した各細胞を一意に識別するためにラベルを割り当てる。なお、細胞認識部74は、所定の間隔で胚内の各細胞の認識処理を行っており、胚内の各細胞の分裂を追跡することが可能であり、胚内の各細胞がどの細胞から分裂したかを把握することができる。そこで、細胞認識部74は、母細胞が同じ細胞を容易に認識できるようにラベルを割り当てる。
In addition, the
例えば、上述した図9の例の場合、細胞認識部74は、細胞C1および細胞C2に、それぞれ異なる2進数のラベル0000およびラベル1000を割り当てる。そして、胚102が、図9に示される状態から図10に示される状態に変化した場合、細胞認識部74は、細胞C11にはラベル0000を割り当て、細胞C12にはラベル0100を割り当て、細胞C13にはラベル1000を割り当て、細胞C14にはラベル1100を割り当てる。すなわち、細胞C11と細胞C12のラベルは、同じ親細胞C1から分裂したことが分かるように、1桁目が同じ値0に設定され、2桁目が異なる値0または1に設定される。また、細胞C13と細胞C14のラベルは、細胞C11と細胞C12の親細胞C1とは異なる親細胞C2から分裂したことが分かるように、1桁目が同じ値1に設定され、2桁目が異なる値0または1に設定される。
For example, in the example of FIG. 9 described above, the
なお、細胞のラベリングの方法は、この方法に限定されるものではなく、各細胞を一意に識別でき、かつ、各細胞の親細胞を容易に識別できる方法を適用すればよい。 The cell labeling method is not limited to this method, and a method that can uniquely identify each cell and easily identify the parent cell of each cell may be applied.
ステップS102において、細胞認識部74は、水平方向卵割検出部73から取得した複数の観察画像に二次微分フィルタを適用し、各観察画像のエッジを抽出する。
In step S102, the
ステップS103において、細胞認識部74は、各細胞の大きさを求める。具体的には、細胞認識部74は、エッジを抽出した各観察画像に基づいて、ステップS101において認識した各細胞の形状をより詳細に認識し、各細胞の大きさを求める。細胞認識部74は、各細胞に割り当てたラベル、並びに、各細胞の位置および大きさを示す卵割情報をグレーディング部81に供給する。グレーディング部81は、卵割情報を取得した時刻とともに記録する。その後、細胞認識処理は終了する。
In step S103, the
図3に戻り、ステップS6において、グレーディング部81は、胚のグレーディングを行うタイミングであるか否かを判定する。胚のグレーディングを行うタイミングでないと判定された場合、処理はステップS7に進む。なお、胚のグレーディングを行うタイミングとしては、例えば、胚観察処理を開始してから所定の時間が経過したタイミング、前回グレーディングを行った時点から所定の時間が経過したタイミング、一世代前の細胞の分裂が開始されてから所定の時間が経過したタイミング、一世代前の全ての細胞の分裂が終了したタイミングなどが考えられる。 Returning to FIG. 3, in step S <b> 6, the grading unit 81 determines whether it is time to perform embryo grading. If it is determined that it is not time to perform embryo grading, the process proceeds to step S7. The timing of embryo grading is, for example, the timing when a predetermined time has elapsed since the start of the embryo observation process, the timing when a predetermined time has elapsed since the last grading, The timing at which a predetermined time has elapsed since the start of division, the timing at which division of all cells one generation before, and the like can be considered.
ステップS7において、卵検出部71は、卵割の検出を行うタイミングであるか否かを判定する。卵割の検出を行うタイミングでないと判定された場合、処理はステップ6に戻り、ステップS6において、胚のグレーディングを行うタイミングであると判定されるか、ステップS7において、卵割の検出を行うタイミングであると判定されるまで、ステップS6およびS7の処理が繰り返し実行される。なお、卵割の検出を行うタイミングは、例えば、所定の時間間隔ごとに設定される。
In step S <b> 7, the
一方、ステップS7において、卵割の検出を行うタイミングであると判定された場合、処理はステップS1に戻り、ステップS6において、胚のグレーディングを行うタイミングであると判定されるまで、ステップS1乃至S7の処理が繰り返し実行される。 On the other hand, if it is determined in step S7 that it is time to detect cleavage, the process returns to step S1, and steps S1 to S7 are performed until it is determined in step S6 that it is time to perform embryo grading. This process is repeatedly executed.
また、ステップS6において、胚のグレーディングを行うタイミングであると判定された場合、処理はステップS8に進む。 If it is determined in step S6 that it is time to perform embryo grading, the process proceeds to step S8.
ステップS8において、グレーディング部81は、グレーディング処理を実行する。ここで、図16のフローチャートおよび図17を参照して、グレーディング処理の詳細について説明する。 In step S8, the grading unit 81 performs a grading process. Here, the details of the grading process will be described with reference to the flowchart of FIG. 16 and FIG.
まず、図17を参照しながら、正常な胚と異常な胚の違いについて説明する。図17は、人の受精卵の卵割の様子を模式的に示す図である。卵割前の胚を第0世代とすると、第0世代の胚が分裂することにより、第1世代の2つの細胞が生成される。そして、第1世代の各細胞がそれぞれ2つに分裂し、第2世代の4つの細胞が生成され、第2世代の各細胞がそれぞれ2つに分裂し、第3世代の8つの細胞が生成され、第3世代の各細胞がそれぞれ2つに分裂し、第4世代の16個の細胞が生成される。すなわち、胚内の各細胞はそれぞれ2つに分裂し、世代を重ねるごとに、胚内の細胞の数は2倍ずつ増えていく。 First, the difference between a normal embryo and an abnormal embryo will be described with reference to FIG. FIG. 17 is a diagram schematically showing the state of cleavage of a human fertilized egg. Assuming that the embryo before cleavage is the 0th generation, the 0th generation embryo divides to generate two cells of the first generation. Then, each cell of the first generation divides into two, four cells of the second generation are generated, each cell of the second generation divides into two, and eight cells of the third generation are generated. Then, each cell of the third generation is divided into two, and 16 cells of the fourth generation are generated. That is, each cell in the embryo divides into two, and the number of cells in the embryo increases by a factor of two with each generation.
正常な胚においては、同じ世代の細胞が分裂するスピードはほぼ同じであり、ほぼ同じタイミングで分裂する。従って、図17に示されるような細胞の系統図を時系列に沿って作成した場合、系統図はほぼ左右対称に伸びていき、卵割が行われているタイミングを除いて、胚内には同じ世代の細胞のみ存在する。また、正常な胚においては、同じ世代の細胞の大きさはほぼ同じになる。従って、卵割が行われているタイミングを除いて、胚内の細胞の大きさはほぼ均等になる。 In normal embryos, the speed at which cells of the same generation divide is approximately the same, and divide at approximately the same timing. Therefore, when the phylogenetic diagram of the cells as shown in FIG. 17 is created along the time series, the phylogenetic diagram extends almost symmetrically, and there is no timing within the embryo except for the timing at which cleavage is performed. Only cells of the same generation exist. In normal embryos, the size of cells of the same generation is almost the same. Therefore, except for the timing when cleavage is performed, the sizes of cells in the embryo are almost equal.
一方、異常な胚においては、同じ世代の細胞が分裂するスピードがばらついたり、一部の細胞の分裂が停止したりする。従って、図17に示されるような細胞の系統図を時系列に沿って作成した場合、系統図が左右対称に伸びていかず、胚内には異なる世代の細胞が混在する。また、異常な胚においては、同じ世代の細胞の大きさに差が生じる。従って、胚内の細胞の大きさは、均等にはならずバラツキが生じる。 On the other hand, in an abnormal embryo, the speed at which cells of the same generation divide varies, or the division of some cells stops. Therefore, when a phylogenetic diagram of cells as shown in FIG. 17 is created in chronological order, the phylogenetic diagram does not extend symmetrically, and cells of different generations are mixed in the embryo. In an abnormal embryo, there is a difference in the size of cells of the same generation. Therefore, the size of the cells in the embryo is not uniform and varies.
図16のグレーディング処理においては、この正常な胚と異常な胚の特徴の違いに基づいて、胚のグレーディングを行う。 In the grading process of FIG. 16, the grading of the embryo is performed based on the difference in characteristics between the normal embryo and the abnormal embryo.
ステップS121において、グレーディング部81は、一世代前の細胞が分裂に要した時間に基づいてグレーディングを行う。具体的には、グレーディング部81は、記録している卵割情報に基づいて、一世代前の各細胞が、現在の世代の細胞に分裂するのに要した時間(以下、分裂時間と称する)を算出する。そして、グレーディング部81は、一世代前の各細胞の分裂時間に基づいて、換言すれば、一世代前の各細胞が分裂したスピードに基づいて、現時点の胚のグレーディング値Aを求める。グレーディング値Aは、例えば、一世代前の各細胞の分裂時間が全て正常な範囲内に入っている場合、すなわち、一世代前の各細胞の分裂スピードが全て正常である場合、最も小さくなり、分裂時間が正常な範囲に入っていない細胞の数が多いほど、また、正常な分裂時間との差が大きくなるほど、大きくなる。 In step S121, the grading unit 81 performs grading based on the time taken for the cell of the previous generation to divide. Specifically, the grading unit 81 takes the time required for each cell of the previous generation to divide into cells of the current generation based on the recorded cleavage information (hereinafter referred to as division time). Is calculated. Then, the grading unit 81 obtains the grading value A of the current embryo based on the division time of each cell one generation before, in other words, based on the speed at which each cell one generation before divided. The grading value A is the smallest when, for example, the division time of each cell one generation before is within the normal range, that is, when the division speed of each cell one generation before is all normal, The larger the number of cells whose division time is not within the normal range, and the larger the difference from the normal division time, the larger the cell.
ステップS122において、グレーディング部81は、細胞の大きさに基づいてグレーディングを行う。具体的には、グレーディング部81は、卵割情報に基づいて、胚内においてフラグメンテーションと認められる大きさの細胞の割合を算出する。そして、グレーディング部81は、算出した割合に基づいて、現時点の胚のグレーディング値Bを求める。グレーディング値Bは、例えば、フラグメンテーションと認められる大きさの細胞の割合が小さいほど、小さくなり、割合が大きいほど、大きくなる。なお、細胞の大きさとは、面積に基づくもの、あるいは形状に基づくものなどを指している。 In step S122, the grading unit 81 performs grading based on the cell size. Specifically, the grading unit 81 calculates the ratio of cells having a size that is recognized as fragmentation in the embryo based on the cleavage information. The grading unit 81 obtains the current grading value B of the embryo based on the calculated ratio. For example, the grading value B is smaller as the proportion of cells having a size recognized as fragmentation is smaller, and is larger as the proportion is larger. Note that the size of a cell refers to an area based or an area based shape.
ステップS123において、グレーディング部81は、一世代前の細胞が分裂に要した時間の分散値や平均値などの統計量に基づいてグレーディングを行う。具体的には、グレーディング部81は、卵割情報に基づいて、一世代前の各細胞の分裂時間の分散値や平均値などの統計量を算出する。そして、グレーディング部81は、一世代前の各細胞の分裂時間の分散値に基づいて、現時点の胚のグレーディング値Cを求める。グレーディング値Cは、例えば、一世代前の各細胞の分裂時間の分散値が小さいほど、小さくなり、分散値が大きいほど、大きくなる。 In step S123, the grading unit 81 performs grading based on a statistic such as a dispersion value or an average value of the time taken for the cell of the previous generation to divide. Specifically, the grading unit 81 calculates a statistic such as a dispersion value or an average value of the division time of each cell one generation before based on the cleavage information. Then, the grading unit 81 obtains the current grading value C of the embryo based on the dispersion value of the division time of each cell one generation before. For example, the grading value C becomes smaller as the dispersion value of the division time of each cell one generation before becomes smaller, and becomes larger as the dispersion value becomes larger.
ステップS124において、グレーディング部81は、現在の世代の各細胞の大きさの分散値や平均値などの統計量に基づいてグレーディングを行う。具体的には、グレーディング部81は、卵割情報に基づいて、現在の世代の各細胞の大きさの分散値や平均値などの統計量を算出する。そして、グレーディング部81は、現在の世代の各細胞の大きさの分散値に基づいて、現時点の胚のグレーディング値Dを求める。グレーディング値Dは、例えば、現在の世代の各細胞の大きさの分散値が小さいほど、小さくなり、分散値が大きいほど、大きくなる。 In step S124, the grading unit 81 performs grading based on a statistic such as a variance value or an average value of the size of each cell in the current generation. Specifically, the grading unit 81 calculates a statistic such as a variance value or an average value of the size of each cell in the current generation based on the cleavage information. Then, the grading unit 81 obtains the current grading value D of the embryo based on the variance value of the size of each cell in the current generation. For example, the grading value D becomes smaller as the variance value of the size of each cell in the current generation is smaller, and becomes larger as the variance value is larger.
ステップS125において、グレーディング部81は、グレーディング値を積算する。具体的には、グレーディング部81は、これまでの胚のグレーディング値の積算値に、今回のグレーディング処理により算出したグレーディング値A乃至Dを積算する。グレーディング部81は、積算したグレーディング値を良否判定部82に供給する。その後、グレーディング処理は終了する。
In step S125, the grading unit 81 integrates the grading values. Specifically, the grading unit 81 adds the grading values A to D calculated by the current grading process to the integrated value of the grading values of the embryo so far. The grading unit 81 supplies the integrated grading value to the pass /
また、グレーディング部81は、ユーザの設定によりグレーディング値A乃至Dのうち、適宜2つ以上のグレーディング値を選び、積算してもよい。さらにまた、グレーディング部81は、グレーディング値A乃至Dのうち1つを選択し、出力してもよい。 In addition, the grading unit 81 may select and integrate two or more grading values as appropriate from among the grading values A to D according to a user setting. Furthermore, the grading unit 81 may select and output one of the grading values A to D.
図3に戻り、ステップS9において、良否判定部82は、胚の良否を判定するタイミングであるか否かを判定する。胚の良否を判定するタイミングでないと判定された場合、処理はステップS6に戻り、ステップS9において、胚の良否を判定するタイミングであると判定されるまで、ステップS1乃至S9の処理が繰り返し実行される。なお、胚の良否を判定するタイミングとしては、例えば、胚観察処理を開始してから所定の時間が経過したタイミング、胚のグレーディングを所定の回数行ったタイミング、胚内の細胞が所定の世代(例えば、第3世代あるいは第4世代)まで分裂したタイミング、グレーディング値の積算値が所定の閾値を超えたタイミングなどが考えられる。
Returning to FIG. 3, in step S <b> 9, the
一方、ステップS9において、胚の良否を判定するタイミングであると判定された場合、処理はステップS10に進む。 On the other hand, if it is determined in step S9 that it is time to determine whether the embryo is good or bad, the process proceeds to step S10.
ステップS10において、良否判定部82は、胚の良否を判定する。例えば、良否判定部82は、グレーディング値の積算値が所定の閾値未満である場合、観察中の胚が正常であると判定し、グレーディング値の積算値が所定の閾値以上である場合、観察中の胚が異常であると判定する。良否判定部82は、判定結果を示す情報を外部に出力する。その後、胚観察処理は終了する。
In step S10, the pass /
以上のように、胚内の各細胞の分裂を所定の時間間隔で追跡することにより、胚の生育状態をより正確に把握することができ、胚の良否を正確に判定することができる。また、複雑な画像処理や演算を行うことなく、簡単に胚の良否を判定することができる。 As described above, by tracking the division of each cell in the embryo at a predetermined time interval, the growth state of the embryo can be grasped more accurately, and the quality of the embryo can be accurately determined. Further, it is possible to easily determine the quality of an embryo without performing complicated image processing and computation.
なお、本発明は、胚が8分割または16分割した時点で、良否判定を行うことを想定している。 In the present invention, it is assumed that the pass / fail judgment is made when the embryo is divided into 8 or 16 parts.
また、胚の卵割の検出方法は、上述した方法に限定されるものではなく、他の検出方法を用いるようにしてもよい。ここで、図18を参照して、胚の卵割の検出方法の他の例について説明する。なお、図18には、図6と同じ卵101が示されている。
Further, the method for detecting the cleavage of an embryo is not limited to the method described above, and other detection methods may be used. Here, with reference to FIG. 18, another example of a method for detecting the cleavage of an embryo will be described. FIG. 18 shows the
例えば、まず、胚102の外周を円近似した円201を求める。そして、胚102の外周が円201の内側に入り込んだ部分のうち、円201との距離が、極大となり、かつ、所定の閾値以上となる点(いまの場合、頂点DP1および頂点DP2)を検出し、検出した点の近傍をへこみとして検出するようにしてもよい。
For example, first, a
さらに、胚の良否の判定に用いるグレーディング値の種類は、上述した例に限定されるものではなく、グレーディング値の種類を増減させたり、例えば、胚の外周がへこんでいる位置の偏り、胚の分裂位置を示す境界線の長さの偏りなど、他の判定要素に基づくグレーディング値を用いるようにしてもよい。 Furthermore, the type of grading value used to determine the quality of an embryo is not limited to the above-described example. For example, the type of grading value may be increased or decreased, You may make it use the grading value based on other judgment elements, such as the deviation of the length of the boundary line which shows a division position.
上述した胚観察部51の一連の処理は、ハードウエアにより実行することもできるし、ソフトウエアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行する場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のコンピュータ(例えば、パーソナルコンピュータ15)などに、プログラム記録媒体からインストールされる。
The series of processing of the
なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。 The program executed by the computer may be a program that is processed in time series in the order described in this specification, or in parallel or at a necessary timing such as when a call is made. It may be a program for processing.
また、本明細書において、システムの用語は、複数の装置、手段などより構成される全体的な装置を意味するものとする。 Further, in the present specification, the term “system” means an overall apparatus composed of a plurality of apparatuses and means.
さらに、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。 Furthermore, the embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
11 顕微鏡, 13 コントローラ, 14 カメラ, 15 パーソナルコンピュータ, 21 電動ステージ, 51 胚観察部, 61 画像取得部, 62 観察部, 71 卵検出部, 72 垂直方向卵割検出部, 73 水平方向卵割検出部, 74 細胞認識部, 81 グレーディング部, 82 良否判定部 11 Microscope, 13 Controller, 14 Camera, 15 Personal computer, 21 Motorized stage, 51 Embryo observation unit, 61 Image acquisition unit, 62 Observation unit, 71 Egg detection unit, 72 Vertical cleavage detection unit, 73 Horizontal cleavage detection Part, 74 cell recognition part, 81 grading part, 82 pass / fail judgment part
Claims (7)
前記胚を時系列に撮影した画像に基づいて、前記胚の卵割を検出し、前記胚内の各細胞の分裂を追跡する観察手段と、
前記胚内の同世代の各細胞の分裂に要した時間に基づいて、前記胚の生育状態を評価する評価手段と
を含むことを特徴とする胚観察装置。 In an embryo observation device for observing embryo growth,
Observation means for detecting cleavage of the embryo based on images taken in time series of the embryo and tracking division of each cell in the embryo;
And an evaluation means for evaluating the growth state of the embryo based on the time required for dividing each cell of the same generation in the embryo.
ことを特徴とする請求項1に記載の胚観察装置。 The embryo observation apparatus according to claim 1, wherein the evaluation unit evaluates the growth state of the embryo based on a dispersion value of time required for division of each cell of the same generation in the embryo.
ことを特徴とする請求項1に記載の胚観察装置。 The embryo observation apparatus according to claim 1, wherein the evaluation unit evaluates a growth state of the embryo based on a speed at which each cell in the embryo divides.
前記評価手段は、さらに、前記胚内の同世代の細胞の大きさに基づいて、前記胚の生育状態を評価する
ことを特徴とする請求項1に記載の胚観察装置。 The observation means further detects the size of each cell in the embryo,
The embryo observation apparatus according to claim 1, wherein the evaluation unit further evaluates the growth state of the embryo based on the size of cells of the same generation in the embryo.
ことを特徴とする請求項4に記載の胚観察装置。 The embryo observation apparatus according to claim 4, wherein the evaluation means evaluates the growth state of the embryo based on a variance value of the size of cells of the same generation in the embryo.
ことを特徴とする請求項1に記載の胚観察装置。 The embryo observation apparatus according to claim 1, wherein the observation unit detects cleavage of the embryo by detecting a dent on the outer periphery of the embryo.
ことを特徴とする請求項1に記載の胚観察装置。 The observation means is based on a plurality of images obtained by photographing the embryo while changing the focus position in the depth direction of the embryo, and the parameter indicating the degree of focus in the embryo depth direction is maximized, and The focus position that is equal to or greater than a predetermined threshold value is detected, and when there are a plurality of detected focus positions, it is determined that cleavage occurs between the detected focus positions. Embryo observation equipment.
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