JP6821153B2 - Living tissue image analysis system, image processing system and program - Google Patents

Living tissue image analysis system, image processing system and program Download PDF

Info

Publication number
JP6821153B2
JP6821153B2 JP2016219618A JP2016219618A JP6821153B2 JP 6821153 B2 JP6821153 B2 JP 6821153B2 JP 2016219618 A JP2016219618 A JP 2016219618A JP 2016219618 A JP2016219618 A JP 2016219618A JP 6821153 B2 JP6821153 B2 JP 6821153B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
biological tissue
image
pixels
biological
shape
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016219618A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2018077155A (en
Inventor
ゆり 下嵜
ゆり 下嵜
和正 八巻
和正 八巻
太郎 長井
太郎 長井
芳樹 澤
芳樹 澤
繁 宮川
繁 宮川
良平 松浦
良平 松浦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dai Nippon Printing Co Ltd
Osaka University NUC
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
Osaka University NUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dai Nippon Printing Co Ltd, Osaka University NUC filed Critical Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority to JP2016219618A priority Critical patent/JP6821153B2/en
Publication of JP2018077155A publication Critical patent/JP2018077155A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6821153B2 publication Critical patent/JP6821153B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Description

本発明は、所定の画像処理を実行して生体組織の画像を解析する生体組織画像解析システム等に関する。 The present invention relates to a biological tissue image analysis system or the like that executes a predetermined image processing to analyze an image of a biological tissue.

近年、MRIやCTなどで撮影された画像を取得し、当該画像を解析することによって病巣の部位の指摘又は特定や病状の評価といった診断を支援するCAD(Computer Aided Diagnosis)と呼ばれるシステムが発展してきている。 In recent years, a system called CAD (Computer Aided Diagnosis) has been developed that supports diagnosis such as pointing out or identifying a lesion site or evaluating a medical condition by acquiring an image taken by MRI or CT and analyzing the image. ing.

このようなCADシステムは、基準となる臓器などの生体組織の画像と検査対象の生体組織の画像を比較することによって、検査対象となる部位における正常時との差異に基づく生体組織における病態を定量化する構成を有している。 Such a CAD system quantifies the pathological condition in a biological tissue based on the difference from the normal time at the site to be inspected by comparing the image of the biological tissue such as a reference organ with the image of the biological tissue to be inspected. It has a structure to be changed.

そして、このようなCADシステムは、生体組織の病態を定量化する際に、個人差による臓器形状(すなわち、生体組織)の差異、又は、心拍や呼吸による臓器形状の変化を補正した上で診断をすることが要求されている。 Then, such a CAD system makes a diagnosis after correcting the difference in the organ shape (that is, the living tissue) due to individual differences or the change in the organ shape due to heartbeat or respiration when quantifying the pathological condition of the living tissue. Is required to do.

例えば、脳MRI画像に基づく診断を行う場合には、CADシステムは、SPM(Statistical Parametric Mapping)などの統計処理を用いて、標準的な脳(以下、「標準脳」という。)と患者の脳(以下、「患者脳」という。)の形状合わせを実行するようになっている。 For example, when making a diagnosis based on a brain MRI image, a CAD system uses statistical processing such as SPM (Statistical Parametric Mapping) to perform a standard brain (hereinafter referred to as "standard brain") and a patient's brain. (Hereinafter referred to as "patient brain"), shape matching is performed.

特に、臓器のように柔らかく変形を伴う物体同士の形状合せを実行する場合には、CADシステムは、非剛体レジストレーション、FFD(Free−Form Deformation)、TPS(Thin Plate Spline)又はDiffusion Modelなどの処理を用いるようになっている。 In particular, when performing shape matching between soft and deformable objects such as organs, CAD systems include non-rigid registration, FFD (Free-Form Deformation), TPS (Thin Plate Spline) or Diffusion Model. Processing is used.

また、生体活動中に形状が変化する肺や腹部などの生体組織において、CT画像に基づく診断を行う場合には、CADシステムは、画像処理を用いた形状合わせを実行するようになっており、当該画像処理によって生体組織の形状の変化を補正し、当該生体組織の形状の変化を補正した上で、形状合わせを実行するようになっている。 In addition, when making a diagnosis based on CT images in living tissues such as lungs and abdomen whose shape changes during biological activity, the CAD system is designed to perform shape matching using image processing. The change in the shape of the living tissue is corrected by the image processing, the change in the shape of the living tissue is corrected, and then the shape matching is executed.

そして、形状合せを実行するためには、生体組織内の各部分の位置を合わせなければならず、従来、このような画像処理においては、被検体が非剛体であることを考慮した上で、取得した生体組織の画像情報に基づいて、画像間における変形の補正を含めた位置合わせを行うシステムが知られている(例えば、特許文献1)。 Then, in order to perform shape matching, the positions of each part in the living tissue must be aligned, and conventionally, in such image processing, considering that the subject is a non-rigid body, it is necessary to align the positions. There is known a system that performs alignment including correction of deformation between images based on the acquired image information of living tissue (for example, Patent Document 1).

特開2010−119654号公報JP-A-2010-119654

しかしながら、特許文献1にあっては、画像処理を実行することによって、対象となる生体組織を画像化し、当該生体組織が変形した場合における変形補正を画像処理として実行するものの、当該生体組織における各細胞における生体活動中における時系列の変化を画像処理として解析するには十分に補正することができない。 However, in Patent Document 1, although the target biological tissue is imaged by executing the image processing and the deformation correction when the biological tissue is deformed is executed as the image processing, each of the biological tissues in the biological tissue. Changes in time series during biological activity in cells cannot be sufficiently corrected for analysis as image processing.

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、生体組織における生体活動中の動きを、変化情報として的確に取得すること、及び、その結果、外的要因に基づく生体組織の状態又は正常な生体組織との比較に基づく生体組織の状態において、生体活動中の生体組織の時系列変化を、解析することが可能な生体組織画像解析システム等を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to accurately acquire movements during biological activity in a living tissue as change information, and as a result, external factors. To provide a biological tissue image analysis system or the like capable of analyzing time-series changes in biological tissue during biological activity in the state of biological tissue based on the above or the state of biological tissue based on comparison with normal biological tissue. It is in.

上述した課題を解決するため、本発明は、生体活動中の生体組織が時系列に画像化された複数の生体組織画像を生体組織画像データとして取得する取得手段と、所定の画像処理を実行することによって、基準画像として予め画像化されている生体組織の形状を示す基準形状に基づいて、前記取得された各生体組織画像データの生体組織画像に画像化されている前記生体組織の形状を示す対象形状を構成する所与の要素の画像上の位置を、対応する当該基準形状を構成する所与の要素の画像上の位置に合わせる形状位置合わせ手段と、前記基準画像の基準形状を構成する所与の要素に位置合わせされた前記対象形状を構成する構成要素を示す位置合わせ済み構成要素に対して、各生体組織画像上のそれぞれの座標位置を特定する特定手段と、前記特定された位置合わせ済み構成要素の各生体組織画像上のそれぞれの座標位置に基づいて、前記生体活動中の生体組織の変化に関する変化情報を抽出する抽出手段と、前記抽出された生体組織の変化情報を出力する出力制御手段と、
を備える構成を有している。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention executes an acquisition means for acquiring a plurality of biological tissue images in which biological tissues in activity are imaged in time series as biological tissue image data, and predetermined image processing. Thereby, the shape of the biological tissue imaged in the biological tissue image of each acquired biological tissue image data is shown based on the reference shape showing the shape of the biological tissue imaged in advance as the reference image. A shape aligning means for aligning the position on the image of a given element constituting the target shape with the position on the image of the given element constituting the corresponding reference shape and the reference shape of the reference image are configured. Specific means for specifying the respective coordinate positions on each biological tissue image with respect to the aligned components indicating the components constituting the target shape aligned with a given element, and the specified positions. Based on the respective coordinate positions of the combined components on each biological tissue image, the extraction means for extracting the change information regarding the change of the biological tissue during the biological activity and the change information of the extracted biological tissue are output. Output control means and
It has a configuration including.

この構成により、本発明は、取得した生体組織画像データにおける拍動や呼吸を含む生体の動作に伴う生体活動中の生体組織(筋肉、皮膚、臓器などの複数種類の決まった細胞が一定のパターンで集合した構造を有する組織)の形状(生体組織の一部の形状(部位)を含む。)を、基準画像に画像化された形状と位置合わせすることによって、当該特定した形状における時系列の変動量などの生体組織における変化を抽出することができる。 With this configuration, the present invention has a certain pattern of a plurality of types of fixed cells (muscles, skin, organs, etc.) during biological activity associated with the movement of the living body including beating and breathing in the acquired biological tissue image data. By aligning the shape (including a part of the shape (part) of the living tissue) of the tissue having the structure assembled in the above with the shape imaged in the reference image, the time series in the specified shape can be obtained. Changes in living tissue such as the amount of fluctuation can be extracted.

したがって、本発明は、外的要因に基づく生体組織の状態又は正常な生体組織との比較に基づく生体組織の状態など、対象となる生体組織における時系列の形状変化や局所的な部位を含む当該生体組織の伸縮量などの当該生体組織における生体活動中の動きを、変化情報として、的確に抽出することができる。 Therefore, the present invention includes time-series shape changes and local sites in a target biological tissue, such as the state of biological tissue based on external factors or the state of biological tissue based on comparison with normal biological tissue. The movement during biological activity in the biological tissue, such as the amount of expansion and contraction of the biological tissue, can be accurately extracted as change information.

この結果、本発明は、生体組織に薬剤を投与した場合などの外的要因に基づく生体組織の状態又は正常な生体組織との比較に基づく対象の生体組織の状態において、生体活動中の生体組織の時系列変化を、定量化された情報等の客観的な指標や情報に基づいて解析することができるので、新薬開発の促進や病態を特定する際の迅速性や的確性を飛躍的に向上させることができる。 As a result, the present invention relates to a biological tissue during biological activity in the state of the biological tissue based on an external factor such as when a drug is administered to the biological tissue or the state of the target biological tissue based on a comparison with a normal biological tissue. Time-series changes can be analyzed based on objective indicators and information such as quantified information, which dramatically improves the speed and accuracy of promoting new drug development and identifying pathological conditions. Can be made to.

本発明は、生体組織に薬剤を投与した場合などの外的要因に基づく生体組織の状態又は正常な生体組織との比較に基づく対象の生体組織の状態において、生体活動中の生体組織の時系列変化を、解析することができるので、新薬開発の促進や病態を特定する際の迅速性や的確性を飛躍的に向上させることができる。 The present invention presents a time series of living tissue during biological activity in the state of living tissue based on external factors such as when a drug is administered to living tissue or the state of target living tissue based on comparison with normal living tissue. Since changes can be analyzed, it is possible to dramatically improve the speed and accuracy of promoting new drug development and identifying pathological conditions.

本発明に係る生体解析用画像処理システムの一実施形態の構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of one Embodiment of the image processing system for bioanalysis which concerns on this invention. 一実施形態の生体解析用画像処理システムの画像処理装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the image processing apparatus of the image processing system for biological analysis of one Embodiment. 一実施形態の画像処理装置におけるデータ処理部において生態組織の変化情報抽出処理に含まれる画像間位置合わせ処理、形状位置合わせ処理、座標位置特定処理、抽出処理及び出力処理について説明するための図(その1)である。The figure for demonstrating the image-to-image alignment processing, shape alignment processing, coordinate position identification processing, extraction processing and output processing included in the change information extraction processing of an ecological organization in the data processing unit of the image processing apparatus of one embodiment ( The 1). 一実施形態の画像処理装置におけるデータ処理部において生態組織の変化情報抽出処理に含まれる画像間位置合わせ処理、形状位置合わせ処理、座標位置特定処理、抽出処理及び出力処理について説明するための図(その2)である。The figure for demonstrating the image-to-image alignment processing, shape alignment processing, coordinate position identification processing, extraction processing and output processing included in the change information extraction processing of an ecological organization in the data processing unit of the image processing apparatus of one embodiment ( The second). 一実施形態の画像処理装置におけるデータ処理部において生態組織の変化情報抽出処理に含まれる画像間位置合わせ処理、形状位置合わせ処理、座標位置特定処理、抽出処理及び出力処理について説明するための図(その3)である。The figure for demonstrating the image-to-image alignment processing, shape alignment processing, coordinate position identification processing, extraction processing and output processing included in the change information extraction processing of an ecological organization in the data processing unit of the image processing apparatus of one embodiment ( The third). 一実施形態において、変化情報抽出処理によって画像化された生体組織の画像の一例を示す図(その1)である。In one embodiment, it is a figure (No. 1) showing an example of an image of a living tissue imaged by a change information extraction process. 一実施形態において、変化情報抽出処理によって画像化された生体組織の画像の一例を示す図(その2)である。In one embodiment, it is a figure (No. 2) showing an example of an image of a living tissue imaged by a change information extraction process. 一実施形態において、変化情報抽出処理によって画像化された生体組織の画像のその他の例を示す図である。It is a figure which shows other example of the image of the living tissue imaged by the change information extraction processing in one embodiment. 一実施形態の画像処理装置において実行される変化情報抽出処理の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation of the change information extraction processing executed in the image processing apparatus of one Embodiment.

以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、多光子顕微鏡によって画像化された生体活動中の生体組織の画像(以下、「生体組織画像」という。)を解析する生体解析用画像処理システムに対して、本発明に係る生体組織画像解析システム、プログラム及び画像処理システムを適用した場合の実施形態である。ただし、本発明は、その技術的思想を含む範囲内で以下の実施形態に限定されない。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the following embodiment is the present invention for an image processing system for bioanalysis that analyzes an image of a living tissue during biological activity (hereinafter referred to as "biological tissue image") imaged by a multiphoton microscope. This is an embodiment when the biological tissue image analysis system, the program and the image processing system according to the above are applied. However, the present invention is not limited to the following embodiments within the scope of including the technical idea thereof.

[1]生体解析用画像処理システムの概要
まず、図1を用いて本実施形態における生体解析用画像処理システム1の構成及び概要について説明する。なお、図1は、本実施形態における生体解析用画像処理システム1の構成を示すシステム構成図である。
[1] Outline of the image processing system for bioanalysis First, the configuration and outline of the image processing system 1 for bioanalysis in the present embodiment will be described with reference to FIG. Note that FIG. 1 is a system configuration diagram showing the configuration of the image processing system 1 for bioanalysis in the present embodiment.

本実施形態の生体解析用画像処理システム1は、生体活動中の生体組織を時系列に生体組織画像として画像化し、当該画像化された複数の生体組織の画像データ(以下、「生体組織画像データ」という。)に対して所定の画像処理を実行し、生体活動中における生体組織の動きを変化情報として取得するシステムである。 The image processing system 1 for biological analysis of the present embodiment images the biological tissue during biological activity as a biological tissue image in time series, and image data of the plurality of imaged biological tissues (hereinafter, "biological tissue image data"). This is a system that executes predetermined image processing on () and acquires the movement of living tissue during biological activity as change information.

通常、拍動や呼吸を含む生体の動作に伴う生体活動中の筋肉、皮膚、又は、臓器などの複数種類の決まった細胞(細胞塊)が一定のパターンで集合した構造を有する生体組織は、撮像対象としては微小のサイズ(数百μm程度)である。 Usually, a biological tissue having a structure in which multiple types of fixed cells (cell clusters) such as muscles, skin, or organs during biological activities associated with the movements of the living body including beating and respiration are assembled in a certain pattern is The object to be imaged is a very small size (about several hundred μm).

したがって、撮像装置の固定や対象物となる生体組織の固定を実施したとしても、観察対象となる予め定められた領域(すなわち、撮像対象領域)が動くことによって、視野となる撮像装置の画角内から当該撮像対象領域(生体組織)が外れてしまうことも多く、当該観察対象の撮像対象領域の時系列変化を連続して適切に観察すること難しい。 Therefore, even if the imaging device is fixed or the living tissue to be the object is fixed, the angle of view of the imaging device that becomes the field of view is obtained by moving the predetermined region to be observed (that is, the imaging target region). In many cases, the imaging target region (living tissue) is removed from the inside, and it is difficult to continuously and appropriately observe the time-series changes in the imaging target region of the observation target.

また、このような撮像対象領域においても、生態活動中に、常時、形状が変化(変形)するため、当該撮像対象領域の画角位置(すなわち、視野)を固定した場合であっても、当該撮像対象領域を時系列に沿って的確に追跡することは難しい場合も多い。 Further, even in such an imaging target region, the shape constantly changes (deforms) during ecological activity, so even when the angle of view position (that is, the field of view) of the imaging target region is fixed, the image is concerned. It is often difficult to accurately track the imaging target area in chronological order.

そこで、本実施形態の生体解析用画像処理システム1は、画像処理的に生体活動中の生体組織である撮像対象領域の画角位置の視野を固定化し、かつ、撮像対象領域に対する基準となる形状(以下、「基準形状」という。)を用いて当該撮像対象領域における時系列の変化を的確に追跡し、その時系列の変化を示す変化情報を抽出する構成を有している。 Therefore, the image processing system 1 for bioanalysis of the present embodiment fixes the field of view of the angle of view position of the imaging target region, which is a biological tissue that is undergoing biological activity in terms of image processing, and has a shape that serves as a reference for the imaging target region. It has a configuration in which changes in the time series in the imaging target region are accurately tracked using (hereinafter, referred to as “reference shape”), and change information indicating the changes in the time series is extracted.

特に、本実施形態の生体解析用画像処理システム1は、生体組織における時系列の形状変化や局所的な部位を含む当該生体組織の伸縮量などの当該生体組織における生体活動中の動きの変化を、例えば、変動量などによって変化情報として定量化し、当該変化情報を出力することが可能な構成を有している。 In particular, the image processing system 1 for biological analysis of the present embodiment changes the movement of the biological tissue during biological activity, such as a time-series shape change in the biological tissue and the amount of expansion and contraction of the biological tissue including a local site. For example, it has a configuration capable of quantifying as change information according to the amount of fluctuation and outputting the change information.

具体的には、本実施形態の生体解析用画像処理システム1は、解析の対象となる生体素組織を時系列に撮像して得られた生体組織画像の画像データを生体組織画像データとして生成する撮像装置10と、ネットワーク20と、時系列に得られた複数の生体組織画像データに対して所定の画像処理を実行して当該生体組織に関する変化情報を取得して提示する画像処理装置30と、から構成される。 Specifically, the image processing system 1 for biological analysis of the present embodiment generates image data of a biological tissue image obtained by imaging a biological tissue to be analyzed in a time series as biological tissue image data. An image processing device 10, a network 20, an image processing device 30 that executes predetermined image processing on a plurality of biological tissue image data obtained in time series to acquire and present change information related to the biological tissue. Consists of.

撮像装置10は、例えば、ネットワーク20に接続し、データの授受を行う通信機能と、タイムラプス画像などの所定の画像を時系列に取得することが可能な撮像機能と、生体組織を観察するための顕微鏡機能と、を有する装置である。 The imaging device 10 is for observing a living tissue, for example, a communication function for connecting to a network 20 and exchanging data, an imaging function capable of acquiring a predetermined image such as a time-lapse image in time series, and a living tissue. It is a device having a microscope function.

特に、撮像装置10は、撮像機能によって、一定間隔毎(例えば、1/30秒毎)に解析の対象の生体組織を画像化し、生体組織画像のタイムラプス画像として、生体組織画像データを生成するとともに、通信機能によって、生成した生体組織画像データを、撮像時刻を示す時刻情報とともに画像処理装置30に送信する構成を有している。 In particular, the imaging device 10 uses an imaging function to image the biological tissue to be analyzed at regular intervals (for example, every 1/30 second), and generates biological tissue image data as a time-lapse image of the biological tissue image. It has a configuration in which the generated biological tissue image data is transmitted to the image processing device 30 together with the time information indicating the imaging time by the communication function.

例えば、撮像装置10は、生体組織画像データを画像処理装置30に送信する際には、LAN(LAN:Local Area Network)等の所定の通信規格を用いて有線にて直接又は図示しないアクセスポイントを介して無線にて画像処理装置30に送信する構成を有している。 For example, when transmitting the biological tissue image data to the image processing device 30, the imaging device 10 uses a predetermined communication standard such as LAN (LAN: Local Area Network) to directly or by wire an access point (not shown). It has a configuration in which it is wirelessly transmitted to the image processing device 30 via.

また、撮像装置10は、顕微鏡機能として、多光子顕微鏡としての各種の構成を有している。 Further, the image pickup apparatus 10 has various configurations as a multiphoton microscope as a microscope function.

例えば、撮像装置10は、多光子顕微鏡としての光学システムと、当該光学システムから入力された光学画像を電気信号に変換するCCDIセンサ(Charge Coupled Device Image Sensor)と、CCDIセンサにおいて生成された電気信号に基づいて画像データを生成する生成部と、を有している。 For example, the image sensor 10 includes an optical system as a multiphoton microscope, a CCDI sensor (Charge Coupled Device Image Sensor) that converts an optical image input from the optical system into an electric signal, and an electric signal generated by the CCDI sensor. It has a generation unit that generates image data based on the above.

そして、撮像装置10は、例えば多光子顕微鏡として実行する顕微鏡機能としては、画像処理を実行する際には、光学システムに設定可能なレンズのとの距離を一定するために、ステージ上における解析の対象になる生体活動中のZ軸方向(具体的には、ステージからレンズへの第1の軸)への動きを制限するスタビライザを用いる構成を有している。 Then, as a microscope function executed as, for example, a multiphoton microscope, the image pickup apparatus 10 performs analysis on the stage in order to keep the distance from the lens set in the optical system constant when performing image processing. It has a configuration using a stabilizer that limits movement in the Z-axis direction (specifically, the first axis from the stage to the lens) during the biological activity of interest.

さらに、撮像装置10は、生体組織を、ステージ上におけるX軸(Z軸方向と直角となる第2の軸)方向及びY軸(Z軸及びX軸と直角となる第3の軸)方向の2次元画像として生体組織画像を時系列に複数生成し、当該生成した生体組織画像を生体組織画像データとして画像処理装置30に出力する構成を有している。 Further, the image pickup apparatus 10 moves the living tissue in the X-axis (second axis perpendicular to the Z-axis direction) direction and the Y-axis (third axis perpendicular to the Z-axis and X-axis) directions on the stage. It has a configuration in which a plurality of biological tissue images are generated in time series as two-dimensional images, and the generated biological tissue images are output to the image processing device 30 as biological tissue image data.

なお、以下の説明においては、明示した場合を除き、撮像装置10は、Z軸方向への動きが制限された状態の生体活動中の生体組織画像を画像処理装置30に提供するものとして説明する。 In the following description, unless otherwise specified, the image pickup apparatus 10 will be described as providing the image processing apparatus 30 with an image of a biological tissue during biological activity in a state in which movement in the Z-axis direction is restricted. ..

ネットワーク20は、例えば、有線若しくは無線のIP(Internet Protocol)ネットワーク20、又は、携帯電話網を含む公衆電話回線網その他のネットワーク20によって構成されている。 The network 20 is composed of, for example, a wired or wireless IP (Internet Protocol) network 20, a public telephone network including a mobile phone network, or another network 20.

画像処理装置30は、例えば、パーソナルコンピュータなどの所定の演算処理やアプリケーションの実行が可能な装置であって、撮像装置10と連動し、各生体組織画像データに対して所定の画像処理を実行して当該生体組織に関する情報を取得して提示する装置である。 The image processing device 30 is a device capable of executing a predetermined arithmetic process or application such as a personal computer, and executes a predetermined image process on each biological tissue image data in conjunction with the imaging device 10. It is a device that acquires and presents information about the living tissue.

特に、画像処理装置30は、撮像装置10において時系列に生成された複数の生体組織画像データのそれぞれに対して所定の画像処理を実行し、当該画像処理の対象(すなわち、撮像対象領域)となる生体組織(以下、「対象生体組織」という。)の視野位置(画角位置)を固定しつつ、各対象生体組織の形状の特定、及び、当該特定した各対象生体組織の形状から観察された生体組織の時系列の変化を変化情報として抽出する構成を有している。 In particular, the image processing device 30 executes predetermined image processing on each of the plurality of biological tissue image data generated in time series in the image pickup device 10, and sets the target of the image processing (that is, the image pickup target region). While fixing the visual field position (image angle position) of the living tissue (hereinafter referred to as "target living tissue"), the shape of each target living tissue is specified, and the shape of each specified target living tissue is observed. It has a structure for extracting time-series changes in living tissue as change information.

そして、画像処理装置30は、対象生体組織に関する時系列の変化情報として、生体組織における時系列の形状変化や局所的な部位を含む当該生体組織の伸縮量などの当該生体組織における生体活動中の動き(すなわち変動)を情報として抽出する処理(以下、「生態組織の変化情報抽出処理」という。)を実行する構成を有している。 Then, the image processing apparatus 30 is performing biological activity in the biological tissue such as a time-series shape change in the biological tissue and the amount of expansion and contraction of the biological tissue including a local site as time-series change information regarding the target biological tissue. It has a configuration for executing a process of extracting movement (that is, fluctuation) as information (hereinafter referred to as "change information extraction process of ecological organization").

具体的には、画像処理装置30は、生態組織の変化情報抽出処理としては、
(1)撮像装置10から時系列に複数の生体組織画像データを取得し、
(2)所定の画像処理を実行することによって、基準画像として予め画像化されている生体組織の形状(すなわち、基準形状)に基づいて、取得した各生体組織画像データの生体組織画像に画像化されている生体組織の形状(以下、「対象形状」という。)を構成する要素(例えば、画素(ピクセル))の画像上の位置を、対応する当該基準形状を構成する要素の画像上の位置に合わせ、
(3)基準画像の基準形状を構成する要素に位置合わせされた対象形状を構成する要素(以下、「位置合わせ済み構成要素」)に対して、各生体組織画像上のそれぞれの座標位置を特定し、
(4)特定した位置合わせ済み構成要素の各生体組織画像上のそれぞれの座標位置に基づいて、生体活動中の生体組織の変化に関する変化情報を抽出し、
(5)抽出した生体組織の変化情報を出力する
各種の処理を実行する構成を有している。
Specifically, the image processing device 30 is used as a change information extraction process for the ecological organization.
(1) Acquire a plurality of biological tissue image data in chronological order from the imaging device 10 and obtain them.
(2) By executing a predetermined image process, each acquired biological tissue image data is imaged into a biological tissue image based on the shape of the biological tissue imaged in advance as a reference image (that is, the reference shape). The position on the image of the element (for example, pixel) constituting the shape of the living tissue (hereinafter referred to as "target shape") is the position on the image of the corresponding element forming the reference shape. According to
(3) Specify the respective coordinate positions on each biological tissue image with respect to the element constituting the target shape aligned with the element constituting the reference shape of the reference image (hereinafter, “aligned component”). And
(4) Based on the respective coordinate positions on each biological tissue image of the identified aligned component, change information regarding changes in biological tissue during biological activity is extracted.
(5) It has a configuration for executing various processes for outputting change information of the extracted biological tissue.

また、画像処理装置30は、生態組織の変化情報抽出処理においては、上記の各処理に加えて
(6)取得した各生体組織画像データの生体組織画像に対して所定の画像処理を実行することによって、各生体組織画像間における各生体組織画像内の各要素(例えば、画素)の位置を合わせ、
(7)各生体組織画像内の生体組織における各要素の位置合わせが実行された各生体組織の対象形状に対して対応する当該基準形状の画像上の位置に合わせる、
各処理を実行する構成を有している。
Further, in the change information extraction process of the ecological tissue, the image processing device 30 executes a predetermined image process on the biological tissue image of each acquired biological tissue image data in addition to each of the above processes. To align each element (eg, pixel) in each biotissue image between each biotissue image.
(7) Align each element in the biological tissue in each biological tissue image with the position on the image of the reference shape corresponding to the target shape of each biological tissue in which the alignment is executed.
It has a configuration to execute each process.

なお、画像処理装置30は、(4)の処理としては、特定した位置合わせ済み構成要素の各生体組織画像上のそれぞれの座標位置に基づく生体活動中の生体組織における変動量を、生体活動中の生体組織の変化に関する変化情報として、算出(抽出)する、構成を有している。 In addition, as the process of (4), the image processing apparatus 30 determines the amount of fluctuation in the biological tissue during biological activity based on each coordinate position on each biological tissue image of the specified aligned component during biological activity. It has a structure to be calculated (extracted) as change information regarding changes in living tissue.

このような構成により、本実施形態の生体解析用画像処理システム1においては、取得した生体組織画像データにおける拍動や呼吸を含む生体の動作に伴う生体活動中の生体組織(筋肉、皮膚、臓器などの複数種類の決まった細胞が一定のパターンで集合した構造を有する組織)の形状(生体組織の一部の形状(部位)を含む。)を、基準画像に画像化された形状と位置合わせすることによって、当該特定した形状における時系列の変動量などの生体組織における変化を抽出することができるようになっている。 With such a configuration, in the image processing system 1 for biological analysis of the present embodiment, the biological tissue (muscle, skin, organ) during biological activity accompanying the movement of the biological body including beating and breathing in the acquired biological tissue image data. Align the shape (including a part of the shape (site) of a living tissue) of a tissue having a structure in which a plurality of types of fixed cells such as, etc. are gathered in a certain pattern with the shape imaged in the reference image. By doing so, it is possible to extract changes in the living tissue such as the amount of time-series fluctuation in the specified shape.

したがって、本実施形態の生体解析用画像処理システム1は、外的要因に基づく生体組織の状態又は正常な生体組織との比較に基づく生体組織の状態など、対象となる生体組織における時系列の形状変化や局所的な部位を含む当該生体組織の伸縮量などの当該生体組織における生体活動中の動きを、例えば、数値化(すなわち、定量化)された変化情報(すなわち、特徴量)として、的確に抽出することができるようになっている。 Therefore, the image processing system 1 for biological analysis of the present embodiment has a time-series shape in the target biological tissue, such as the state of the biological tissue based on an external factor or the state of the biological tissue based on the comparison with the normal biological tissue. The movement during biological activity in the biological tissue such as the amount of expansion and contraction of the biological tissue including changes and local parts is accurately used as, for example, quantified (that is, quantified) change information (that is, feature amount). It is possible to extract to.

この結果、本実施形態の生体解析用画像処理システム1においては、生体組織に薬剤を投与した場合などの外的要因に基づく生体組織の状態又は正常な生体組織との比較に基づく対象の生体組織の状態において、生体活動中の生体組織の時系列変化を、客観的な指標など的確な情報に基づいて解析することができるので、新薬開発の促進や病態を特定する際の迅速性や的確性を飛躍的に向上させることができるようになっている。 As a result, in the image processing system 1 for biological analysis of the present embodiment, the state of the biological tissue based on external factors such as when a drug is administered to the biological tissue or the target biological tissue based on the comparison with the normal biological tissue. In this state, time-series changes in biological tissues during biological activities can be analyzed based on accurate information such as objective indicators, so that the speed and accuracy of promoting new drug development and identifying pathological conditions can be analyzed. Can be dramatically improved.

[2]画像処理装置
次に、図2を用いて本実施形態の画像処理装置30の構成について説明する。なお、図2は、本実施形態の画像処理装置30のブロックを示すブロック図である。
[2] Image Processing Device Next, the configuration of the image processing device 30 of the present embodiment will be described with reference to FIG. Note that FIG. 2 is a block diagram showing a block of the image processing device 30 of the present embodiment.

具体的には、本実施形態の画像処理装置30は、図2に示すように、各種のプログラムが実行される際に用いられる各種のデータを記録するデータ記憶部300と、撮像装置10から送信された時系列の複数の生体組織画像データを受信する通信制御部310と、受信した生体組織画像データに対して画像処理を実行し、生態組織の変化情報抽出処理を実行するデータ処理部320と、液晶パネル等により構成される表示部340と、表示部340を制御する表示制御部350と、操作部370と、各部を制御する管理制御部380と、を有する。 Specifically, as shown in FIG. 2, the image processing device 30 of the present embodiment is transmitted from the data storage unit 300 that records various data used when various programs are executed and the image pickup device 10. A communication control unit 310 that receives a plurality of time-series biological tissue image data, and a data processing unit 320 that executes image processing on the received biological tissue image data and executes change information extraction processing of the ecological tissue. A display unit 340 composed of a liquid crystal panel or the like, a display control unit 350 for controlling the display unit 340, an operation unit 370, and a management control unit 380 for controlling each unit.

そして、上述の各部は、バス31によって相互に接続され、各構成要素間におけるデータの転送が実行される。 Then, the above-mentioned parts are connected to each other by a bus 31, and data transfer between each component is executed.

なお、例えば、本実施形態の画像処理装置30は、本発明の画像解析装置を構成し、データ記憶部300は、本発明の記憶手段を構成する。また、例えば、本実施形態の通信制御部310は、データ処理部320と連動して本発明の取得手段を構成し、データ処理部320は、本発明の形状位置合わせ手段、特定手段及び抽出手段を構成する。さらに、例えば、本実施形態の表示部340は、データ処理部320及び表示制御部350と連動して本発明の出力制御手段を構成する。 For example, the image processing device 30 of the present embodiment constitutes the image analysis device of the present invention, and the data storage unit 300 constitutes the storage means of the present invention. Further, for example, the communication control unit 310 of the present embodiment constitutes the acquisition means of the present invention in conjunction with the data processing unit 320, and the data processing unit 320 is the shape alignment means, the specific means and the extraction means of the present invention. To configure. Further, for example, the display unit 340 of the present embodiment constitutes the output control means of the present invention in conjunction with the data processing unit 320 and the display control unit 350.

データ記憶部300は、例えば、HDD(Hard Disk Drive)等により構成され、生態組織の変化情報抽出処理など各処理を実行するアプリケーションプログラムが記憶されるアプリケーション記憶部301と、撮像装置10によって撮像されて生成された生体組織画像データが記憶される画像データ記憶部302と、各種の画像処理に用いる各種のデータが記憶される参照データ記憶部303と、生態組織の変化情報抽出処理によって得られた当該生態組織に関する変化情報をデータとして記憶される出力データ記憶部304と、プログラムの実行中にワークエリアとして用いられるROM/RAM306と、を有している。 The data storage unit 300 is composed of, for example, an HDD (Hard Disk Drive) or the like, and is imaged by the application storage unit 301 and the image pickup device 10 in which an application program for executing each process such as a change information extraction process of an ecological organization is stored. Obtained by the image data storage unit 302 for storing the biological tissue image data generated in the above, the reference data storage unit 303 for storing various data used for various image processing, and the change information extraction process of the ecological tissue. It has an output data storage unit 304 that stores change information about the ecological organization as data, and a ROM / RAM 306 that is used as a work area during program execution.

特に、画像データ記憶部302には、所定のタイミング(例えば1/30秒)毎に撮像装置10から出力された複数の対象生態組織が画像化された生態組織画像データ(具体的にはフレームデータ)及び撮像された時刻を示す情報などの画像化された生態組織に関するデータが、予め定められたタイミング毎に、時系列に沿って記憶される。 In particular, the image data storage unit 302 contains ecological organization image data (specifically, frame data) in which a plurality of target ecological organizations output from the imaging device 10 are imaged at predetermined timings (for example, 1/30 second). ) And data on the imaged ecological organization, such as information indicating the time of imaging, are stored in chronological order at predetermined timings.

参照データ記憶部303には、対象生態組織と同一の生態組織における画像処理の基準となる生体組織が画像化された生体組織画像(以下、「基準画像」という。)の画像データ、及び、画像処理を含む生態組織の変化情報抽出処理に用いる各種のパラメータなどの各種の処理に用いるデータが記憶されている。 The reference data storage unit 303 contains image data of a biological tissue image (hereinafter referred to as "reference image") in which a biological tissue that serves as a reference for image processing in the same ecological tissue as the target ecological tissue is imaged, and an image. Data used for various processes such as various parameters used for information extraction processing of changes in ecological tissues including processing are stored.

例えば、参照データ記憶部303には、基準画像としては、対象生態組織と同一の生態組織における形状、サイズ及び画像上の座標位置などが基準として定まって画像化されている生体組織画像が、基準画像データとして記憶されている。 For example, in the reference data storage unit 303, as a reference image, a biological tissue image in which the shape, size, coordinate position on the image, and the like in the same ecological organization as the target ecological organization are determined and imaged as a reference is used as a reference. It is stored as image data.

通信制御部310は、所定のネットワークインターフェースであり、撮像装置10と通信回線を構築し、当該撮像装置10によって取得されたと種々のデータの授受を行う。 The communication control unit 310 is a predetermined network interface, constructs a communication line with the image pickup device 10, and exchanges various data acquired by the image pickup device 10.

データ処理部320は、ROM/RAM306に記録されている所定の画像処理を含む生態組織の変化情報抽出処理を実行するアプリケーションに基づいて、
(1)通信制御部310と連動し、撮像装置10から出力された生体組織画像データの受信又は画像データ記憶部302から記憶された生体組織画像データの読み出しなど当該生体組織画像データを取得する取得処理、
(2)取得した各生体組織画像データの生体組織画像に対して所定の画像処理を実行することによって、各生体組織画像間における各生体組織画像に画像化された生体組織を構成する各画素(ピクセル)の位置を合わせる画像間位置合わせ処理、
(3)所定の画像処理を実行することによって、基準画像における基準形状に基づいて、各生体組織画像内の所定の領域における画像内の位置合わせが実行された各生体組織の対象形状を構成する各画素を、対応する当該基準形状の画像上の位置に合わせる形状位置合わせ処理、
(4)基準画像の基準形状を構成する各画素に位置合わせされた対象形状を構成する各画素(以下、「位置合わせ済み構成画素」という。)に対して、各生体組織画像上のそれぞれの座標位置を特定する座標位置特定処理、
(5)特定した位置合わせ済み構成画素の各生体組織画像上のそれぞれの座標位置に基づいて、生体活動中の生体組織の変化に関する変化情報を抽出し、
(6)表示部340及び表示制御部350と連動し、表示出力やデータ記憶部300への記憶など、抽出した生体組織の変化情報(例えば、その動きの変化を画像化した画像やその変動量)を出力する出力処理、
の各処理を実行する。
The data processing unit 320 is based on an application that executes a change information extraction process of an ecological organization including a predetermined image process recorded in the ROM / RAM 306.
(1) Acquisition of the biological tissue image data such as reception of biological tissue image data output from the imaging device 10 or reading of biological tissue image data stored from the image data storage unit 302 in conjunction with the communication control unit 310. processing,
(2) Each pixel constituting the biological tissue imaged in each biological tissue image between the biological tissue images by executing a predetermined image processing on the biological tissue image of each acquired biological tissue image data (2) Alignment process between images to align pixels),
(3) By executing the predetermined image processing, the target shape of each biological tissue in which the alignment in the image is executed in the predetermined region in each biological tissue image is configured based on the reference shape in the reference image. Shape alignment processing that aligns each pixel with the position on the image of the corresponding reference shape,
(4) For each pixel constituting the target shape aligned with each pixel constituting the reference shape of the reference image (hereinafter, referred to as “aligned constituent pixel”), each pixel on each biological tissue image Coordinate position identification process to specify the coordinate position,
(5) Based on the respective coordinate positions on each biological tissue image of the specified aligned constituent pixels, change information regarding changes in biological tissue during biological activity is extracted.
(6) In conjunction with the display unit 340 and the display control unit 350, change information of the extracted biological tissue such as display output and storage in the data storage unit 300 (for example, an image obtained by imaging the change in movement and the amount of change thereof). ) Output processing,
Execute each process of.

特に、データ処理部320は、生態組織の変化情報抽出処理のアプリケーションを実行することによって、取得処理及びデータ記憶部300を管理するデータ管理部321と、画像間位置合わせ処理を実行する画像間位置合わせ制御部322と、形状位置合わせ処理を実行する形状位置合わせ制御部323と、座標位置特定処理を実行する座標位置特定処理部324と、抽出処理及び出力処理を実行する抽出出力処理部325と、を実現する。 In particular, the data processing unit 320 has the data management unit 321 that manages the acquisition process and the data storage unit 300 by executing the application of the change information extraction process of the ecological organization, and the image-to-image position that executes the image-to-image alignment process. Alignment control unit 322, shape alignment control unit 323 that executes shape alignment processing, coordinate position identification processing unit 324 that executes coordinate position identification processing, and extraction output processing unit 325 that executes extraction processing and output processing. To realize.

例えば、本実施形態のデータ管理部321は、通信制御部310とともに本発明の取得手段を構成し、画像間位置合わせ制御部322は、本発明の画像間位置合わせ手段を構成する。また、例えば、本実施形態の形状位置合わせ制御部323は、本発明の形状位置合わせ手段を構成し、座標位置特定処理部324は、本発明の特定手段を構成する。そして、例えば、本実施形態の抽出出力処理部325は、本発明の抽出手段を構成するとともに、表示制御部350と連動して本発明の出力制御手段を構成する。 For example, the data management unit 321 of the present embodiment constitutes the acquisition means of the present invention together with the communication control unit 310, and the image-to-image alignment control unit 322 constitutes the image-to-image alignment means of the present invention. Further, for example, the shape alignment control unit 323 of the present embodiment constitutes the shape alignment means of the present invention, and the coordinate position identification processing unit 324 constitutes the identification means of the present invention. Then, for example, the extraction output processing unit 325 of the present embodiment constitutes the extraction means of the present invention, and also constitutes the output control means of the present invention in conjunction with the display control unit 350.

なお、本実施形態におけるデータ処理部320の各部の詳細及び生態組織の変化情報抽出処理の詳細については、後述する。 The details of each part of the data processing unit 320 and the details of the change information extraction processing of the ecological organization in the present embodiment will be described later.

表示部340は、液晶素子又はEL(Electro Luminescence)素子のパネルによって構成され、表示制御部350において生成された表示データに基づいて所定の画像を表示する。 The display unit 340 is composed of a panel of a liquid crystal element or an EL (Electro Luminescence) element, and displays a predetermined image based on the display data generated by the display control unit 350.

表示制御部350は、管理制御部380及びデータ処理部320の制御の下、表示部340に所定の画像を描画させるために必要な描画データを生成し、生成した描画データを当該表示部340に出力する。 Under the control of the management control unit 380 and the data processing unit 320, the display control unit 350 generates drawing data necessary for the display unit 340 to draw a predetermined image, and transmits the generated drawing data to the display unit 340. Output.

操作部370は、各種の確認ボタン、各操作指令を入力する操作ボタン、テンキー等の多数のキーであって、表示部340上に設けられたタッチセンサにより構成され、各操作を行う際に用いられるようになっている。 The operation unit 370 is a large number of keys such as various confirmation buttons, operation buttons for inputting each operation command, and a numeric keypad. The operation unit 370 is composed of a touch sensor provided on the display unit 340 and is used when performing each operation. It is supposed to be.

管理制御部380は、主に中央演算処理装置(CPU)によって構成され、プログラムを実行することによって、画像処理装置30の全体的な管理制御、及び、その他の各種の制御を行う。 The management control unit 380 is mainly composed of a central processing unit (CPU), and by executing a program, it performs overall management control of the image processing device 30 and various other controls.

[3]データ処理部及び生態組織の変化情報抽出処理
次に、図3〜図8を用いて本実施形態の画像処理装置30におけるデータ処理部320及び生態組織の変化情報抽出処理の詳細について説明する。なお、図3〜図5は、本実施形態のデータ処理部320において生態組織の変化情報抽出処理に含まれる画像間位置合わせ処理、形状位置合わせ処理、座標位置特定処理、抽出処理及び出力処理について説明するための図であり、図6〜図8は、変化情報抽出処理によって画像化された生体組織の画像例を示す図である。
[3] Data processing unit and change information extraction process of ecological organization Next, the details of the data processing unit 320 and the change information extraction process of the ecological organization in the image processing apparatus 30 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 to 8. To do. 3 to 5 show the data processing unit 320 of the present embodiment regarding the image-to-image alignment process, shape alignment process, coordinate position identification process, extraction process, and output process included in the change information extraction process of the ecological organization. It is a figure for demonstrating, and FIGS. 6 to 8 are figures which show the image example of the living tissue imaged by the change information extraction processing.

(データ管理部)
データ管理部321は、通信制御部310を介して撮像装置10から時系列に沿って出力された複数の生体組織画像データや図示しない他の装置や記憶装置に記憶された時系列の複数の生体組織画像データを、画像データ記憶部302に記憶する。
(Data management department)
The data management unit 321 includes a plurality of biological tissue image data output from the image pickup device 10 in chronological order via the communication control unit 310, and a plurality of time-series living organisms stored in other devices or storage devices (not shown). The tissue image data is stored in the image data storage unit 302.

そして、データ管理部321は、生態組織の変化情報抽出処理を実行する際に、操作者の指示に基づいて、記憶された複数の生体組織画像データを読み出して生態組織の変化情報抽出処理のために各部に提供する。 Then, when the data management unit 321 executes the change information extraction process of the ecological organization, the data management unit 321 reads out a plurality of stored biological tissue image data based on the instruction of the operator for the change information extraction process of the ecological tissue. To provide to each department.

また、データ管理部321は、操作者の指示に基づいて、参照データ記憶部303への各種のパラメータの登録などを実行する。 Further, the data management unit 321 executes registration of various parameters to the reference data storage unit 303 based on the instruction of the operator.

特に、本実施形態のデータ管理部321は、撮像装置10などから生体活動中において、Z軸方向の動きが制限されたX軸方向及びY軸方向に変動する生体組織をX軸及びY軸平面によって2次元に画像化された生体組織画像を生体組織画像データとして取得する。 In particular, the data management unit 321 of the present embodiment transfers a biological tissue that fluctuates in the X-axis direction and the Y-axis direction in which movement in the Z-axis direction is restricted during biological activity from the image pickup device 10 or the like on the X-axis and Y-axis planes. The biological tissue image imaged two-dimensionally by the above is acquired as biological tissue image data.

例えば、データ管理部321は、図3(A)に例示するような心筋の生体組織が画像化された生体組織画像を、対象生体組織画像の生体組織画像データとして、画像データ記憶部302に記憶する。 For example, the data management unit 321 stores in the image data storage unit 302 a biological tissue image in which the biological tissue of the myocardium as illustrated in FIG. 3A is imaged as the biological tissue image data of the target biological tissue image. To do.

そして、データ管理部321は、生態組織の変化情報抽出処理が実行される際に、操作者の指示に基づいて画像データ記憶部302に記憶されている生体組織画像データを読み出す。 Then, the data management unit 321 reads out the biological tissue image data stored in the image data storage unit 302 based on the instruction of the operator when the change information extraction process of the ecological tissue is executed.

なお、データ管理部321は、通信制御部310を介して撮像装置10から時系列に沿って出力された複数の生体組織画像データを直接取得してもよい。 The data management unit 321 may directly acquire a plurality of biological tissue image data output from the image pickup apparatus 10 in chronological order via the communication control unit 310.

また、画像データ記憶部302に記憶される複数の生態組織画像データとしては、2以上のデータであればよい。ただし、本実施形態としては、生体組織画像データとしては、1800フレーム(例えば、1フレームが1/30秒で60秒間の生態組織画像)程度の画像データが記憶されていることが好ましい。 Further, the plurality of ecological tissue image data stored in the image data storage unit 302 may be two or more data. However, in the present embodiment, it is preferable that about 1800 frames (for example, one frame is 1/30 second and 60 seconds of ecological tissue image) of image data is stored as the biological tissue image data.

(画像間位置合わせ制御部)
画像間位置合わせ制御部322は、生態組織の変化情報抽出処理を実行する際に、例えば、剛体レジストレーション、非剛体レジストレーション、アフィン変換、ホモグラフィ変換又はパターンマッチングなどの画像処理を実行し、取得した各生体組織画像データにおいて、生体組織画像間における各生体組織画像に画像化された対象生体組織の画像内の位置を合わせる画像間位置合わせ処理を実行する。
(Image alignment control unit)
When executing the change information extraction process of the ecological tissue, the image-to-image alignment control unit 322 executes image processing such as rigid registration, non-rigid registration, affine transformation, homography transformation, or pattern matching. In each of the acquired biological tissue image data, an image-to-image alignment process for aligning the position in the image of the target biological tissue imaged with each biological tissue image between the biological tissue images is executed.

具体的には、画像間位置合わせ制御部322は、生体組織画像間における各生体組織画像に画像化された対象生体組織を構成する各画素の画像内の座標位置を統一する。 Specifically, the inter-image alignment control unit 322 unifies the coordinate positions in the image of each pixel constituting the target biological tissue imaged in each biological tissue image between the biological tissue images.

すなち、画像間位置合わせ制御部322は、生体組織画像において、画像処理上画角が固定された共通の画像上の座標系(X座標及びY座標)を用いて、生体組織画像間における各生体組織画像に画像化された対象生体組織が所定の座標位置又は座標範囲内に配置されるように、各生体組織画像において対応する各画素(同一の特徴を有する各画素)の座標位置を、各生体組織画像間で統一するための座標変換を行う。 That is, the inter-image alignment control unit 322 uses the coordinate system (X coordinate and Y coordinate) on the common image in which the angle of view is fixed in the image processing in the biological tissue image, and is used between the biological tissue images. The coordinate position of each corresponding pixel (each pixel having the same feature) in each biological tissue image is set so that the target biological tissue imaged in each biological tissue image is arranged within a predetermined coordinate position or coordinate range. , Perform coordinate conversion to unify between each biological tissue image.

具体的には、画像間位置合わせ制御部322は、画像処理としての剛体レジストレーションを実行することによって、取得した各生体組織画像データの生体組織画像間において対応する各画素を特定し、対応するそれぞれの画素の座標位置を共通する予め定められた画像(以下、「視野画像」という。)内の予め定められた座標又は座標範囲に変換する。 Specifically, the inter-image alignment control unit 322 identifies and corresponds to each corresponding pixel between the biological tissue images of the acquired biological tissue image data by executing rigid body registration as image processing. The coordinate position of each pixel is converted into a predetermined coordinate or coordinate range in a common predetermined image (hereinafter, referred to as “field image”).

例えば、心筋が生体組織の場合における図3(A)に示す生体組織画像データの生体組織画像に対して画像間位置合わせ処理が実行される場合であって、生体組織画像上の左上(図面に向かって左上)に生体組織として心筋が画像化されている場合を想定する。また、画像変換後の予め定められた座標又は座標範囲として、視野画像における中心座標に対象形状の画像特徴点を配置する場合を想定する。 For example, when the myocardium is a living tissue, the image-to-image alignment process is executed on the living tissue image of the living tissue image data shown in FIG. 3 (A), and the upper left on the living tissue image (in the drawing). It is assumed that the myocardium is imaged as a living tissue in the upper left). Further, it is assumed that the image feature points of the target shape are arranged at the center coordinates in the field image as the predetermined coordinates or coordinate range after the image conversion.

この場合において、画像間位置合わせ制御部322は、図3(B)に示すように、取得した生体組織画像に画像化された生体組織の画像特徴点の画素を特定し、当該特定した生体組織の画像特徴点のいずれかの画素(代表画素)を視野画像の中心座標に変換するとともに、代表画素以外の画像特徴点及びそれ以外の生体組織を構成する構成要素画素を、生体組織画像上の代表点との距離に基づいて、対応する視野画像上の画素に変換する。 In this case, as shown in FIG. 3B, the inter-image alignment control unit 322 identifies the pixels of the image feature points of the biological tissue imaged in the acquired biological tissue image, and the identified biological tissue. The pixel (representative pixel) of any of the image feature points of is converted into the center coordinates of the field image, and the image feature points other than the representative pixel and the component pixels constituting the other biological tissue are converted on the biological tissue image. Converts to pixels on the corresponding field image based on the distance to the representative point.

このとき、画像間位置合わせ制御部322は、生体組織画像に対してエッジ検出におけるエッジ部分(又は、エッジ部分の中でもエッジ強度の高い部分)の画素、又は、輝度値などの色特徴量を所定の閾値で2値化して一方の値を有する画素を、画像特徴点として特定し、当該特定した画像特徴点の中から中心付近に配置されていると想定される画像特徴点を代表画素として設定する。 At this time, the inter-image alignment control unit 322 determines the pixels of the edge portion (or the portion having the high edge strength among the edge portions) in the edge detection, or the color feature amount such as the brightness value with respect to the biological tissue image. Pixels having one value after binarizing with the threshold value of are specified as image feature points, and image feature points that are assumed to be arranged near the center from the specified image feature points are set as representative pixels. To do.

なお、画像間位置合わせ制御部322は、視野画像の予め定められた座標又は座標範囲として、参照データ記憶部303に記憶されている基準画像又は取得した複数の生体組織画像データのうち時系列的に最初の生体組織画像データの生体組織画像(以下、こちらも「基準画像」という。)を用いてもよい。 The inter-image alignment control unit 322 is a time-series of the reference image stored in the reference data storage unit 303 or a plurality of acquired biological tissue image data as predetermined coordinates or coordinate ranges of the field image. The biological tissue image of the first biological tissue image data (hereinafter, also referred to as “reference image”) may be used.

また、画像間位置合わせ制御部322は、操作者の目視によって対象生体組織画像における生体組織の領域を特定し、当該領域内における画像特徴点の中から当該領域の中心付近に配置されている画像特徴点を代表画素として設定する。ただし、画像間位置合わせ制御部322は、操作者の指示に基づいて手動で各画像特徴点を含めて代表画素を特定してもよいし、位置合わせ自体を操作者の指示に基づいて手動で実行してもよい。 Further, the image-to-image alignment control unit 322 identifies a region of the biological tissue in the target biological tissue image visually by the operator, and an image arranged near the center of the region from among the image feature points in the region. A feature point is set as a representative pixel. However, the inter-image alignment control unit 322 may manually specify the representative pixel including each image feature point based on the instruction of the operator, or the alignment itself may be manually performed based on the instruction of the operator. You may do it.

また、画像間位置合わせ制御部322は、視野画像上に配置するための中心座標や各構成要素画素の配置位置など取得した各生体組織画像データにおける生体組織画像に対して、操作者における操作部370への操作に基づいて、視野画像に各生体組織の配置を手動で行ってもよい。 Further, the inter-image alignment control unit 322 is an operation unit for the operator with respect to the biological tissue image in each biological tissue image data acquired such as the center coordinates for arranging on the field image and the arrangement position of each component pixel. Based on the operation to 370, each living tissue may be manually arranged on the visual field image.

(形状位置合わせ制御部)
形状位置合わせ制御部323は、生態組織の変化情報抽出処理を実行する際に、例えば、非剛体レジストレーション(具体的には、FFD:Free Form Deformation又はTPS−RPM:Thin Plate Spline − Robust Point Matching)などの画像処理を実行し、予め定められた基準画像における基準形状に基づいて、取得した複数の生体組織画像データにおいて、各生体組織画像内の画像間位置合わせ処理が実行された各生体組織の対象形状を、対応する当該基準形状の画像上の位置に合わせる形状位置合わせ処理を実行する。
(Shape alignment control unit)
When the shape alignment control unit 323 executes the change information extraction process of the ecological tissue, for example, a non-rigid registration (specifically, FFD: Free Form Deformation or TPS-RPM: Thin Plate Spline-Robust Point Matching) ), Etc., and based on the reference shape of the predetermined reference image, each biological tissue in which the image-to-image alignment processing in each biological tissue image is executed in the acquired plurality of biological tissue image data. The shape alignment process for aligning the target shape of the above with the position on the image of the corresponding reference shape is executed.

具体的には、形状位置合わせ制御部323は、非剛体レジストレーションによって、参照データ記憶部303に記憶されている基準画像に画像化された生体組織の基準形状又は取得した複数の生体組織画像データのうち最初に取得した生体組織画像データの生体組織画像(以下、「最初の生体組織画像」という。)に画像化された生体組織の形状(以下、この場合も「基準形状」という。)を構成する各画素に対応する、各対象生体組織画像に画像化された生体組織の対象形状を構成する各画素を特定する。 Specifically, the shape alignment control unit 323 uses the non-rigid registration to display the reference shape of the biological tissue imaged in the reference image stored in the reference data storage unit 303, or a plurality of acquired biological tissue image data. Of these, the shape of the biological tissue imaged in the biological tissue image (hereinafter, referred to as "first biological tissue image") of the biological tissue image data acquired first (hereinafter, also referred to as "reference shape" in this case). Each pixel constituting the target shape of the biological tissue imaged in each target biological tissue image corresponding to each constituent pixel is specified.

例えば、形状位置合わせ制御部323は、生体組織が心筋の場合であって、図4(A)に示すような参照データ記憶部303に記憶されている基準画像を用いる場合には、非剛体レジストレーションを実行することによって、図4(B)に示すように、当該基準画像に画像化されている生体組織における基準形状を構成する各画素と、対応する画素であって、取得した各生体組織画像データの生体組織画像に画像化された生体組織を構成する各画素を特定する。 For example, when the shape alignment control unit 323 uses a reference image stored in the reference data storage unit 303 as shown in FIG. 4A when the living tissue is a myocardium, the shape alignment control unit 323 is a non-rigid resist. By executing the ration, as shown in FIG. 4 (B), each pixel constituting the reference shape in the biological tissue imaged in the reference image and the corresponding pixel, each acquired biological tissue. Each pixel constituting the biological tissue imaged in the biological tissue image of the image data is specified.

また、例えば、形状位置合わせ制御部323は、生体組織が心筋の場合であって最初の生体組織画像を用いる場合には、同様に、非剛体レジストレーションを実行することによって、当該基準画像に画像化されている生体組織における基準形状を構成する各画素と、対応する画素であって、取得した各生体組織画像データの生体組織画像に画像化された生体組織を構成する各画素を特定する。 Further, for example, when the shape alignment control unit 323 uses the first biological tissue image when the biological tissue is a myocardium, the shape alignment control unit 323 similarly performs non-rigid registration to obtain an image on the reference image. Each pixel constituting the reference shape in the living body tissue to be formed and each pixel constituting the living body tissue imaged in the living body tissue image of each acquired living body tissue image data, which is the corresponding pixel, are specified.

なお、形状位置合わせ制御部323は、非剛体レジストレーションに代えて生体組織の部位毎に射影変換(ホモグラフィ変換)などの変形された部位に対する剛体レジストレーションによって形状位置合わせ処理を実行してもよい。 Even if the shape alignment control unit 323 executes the shape alignment process by rigid body registration for the deformed part such as projective transformation (homography conversion) for each part of the biological tissue instead of the non-rigid body registration. Good.

(座標位置特定処理部)
座標位置特定処理部324は、基準画像の基準形状を構成する各画素に位置合わせされた各生体組織画像に画像化された対象形状を構成する各画素(すなわち、位置合わせ済み構成画素)に対して、各生体組織画像上のそれぞれの座標位置を特定する座標位置特定処理を実行する。
(Coordinate position identification processing unit)
The coordinate position specifying processing unit 324 is for each pixel (that is, the aligned constituent pixel) that constitutes the target shape imaged in each biological tissue image that is aligned with each pixel that constitutes the reference shape of the reference image. Then, the coordinate position specifying process for specifying each coordinate position on each biological tissue image is executed.

すなわち、座標位置特定処理部324は、形状位置合わせ処理によって位置合わせされた各生体組織画像に画像化された対象形状を構成する各位置合わせ済み構成画素を、元の座標系に戻し、その元の座標系における座標位置を特定し、当該座標位置に設定する。 That is, the coordinate position identification processing unit 324 returns each of the aligned constituent pixels constituting the target shape imaged in each biological tissue image aligned by the shape alignment process to the original coordinate system, and returns the original coordinate system. The coordinate position in the coordinate system of is specified and set to the coordinate position.

例えば、座標位置特定処理部324は、生体組織が心筋の場合には、図3(B)に示す位置合わせ処理が実行される前の(すなわち、画像間位置合わせ処理された際の)各対象生体組織における各画素の元の座標位置を予め記憶させ、図5(A)に示すように、当該状位置合わせ処理が実行された際の各画素の座標位置から当該記憶された座標位置に戻す。 For example, when the living tissue is the myocardium, the coordinate position specifying processing unit 324 sets each object before the alignment process shown in FIG. 3B is executed (that is, when the image-to-image alignment process is performed). The original coordinate position of each pixel in the living tissue is stored in advance, and as shown in FIG. 5A, the coordinate position of each pixel when the state alignment process is executed is returned to the stored coordinate position. ..

なお、座標位置特定処理部324は、形状位置合わせ処理が実行された際の座標変換時に変位量(視野画像としての各対象生体組織画像上の座標から基準画像上の座標までの距離)を算出している場合には、当該座標変換における逆変換を行うことによってその元の座標系における座標位置を特定し、当該座標位置に各位置合わせ済み構成画素を設定してもよい。 The coordinate position specifying processing unit 324 calculates the amount of displacement (distance from the coordinates on each target biological tissue image as a visual field image to the coordinates on the reference image) at the time of coordinate conversion when the shape alignment process is executed. In this case, the coordinate position in the original coordinate system may be specified by performing the inverse conversion in the coordinate conversion, and each aligned constituent pixel may be set in the coordinate position.

(抽出出力処理部)
抽出出力処理部325は、特定した位置合わせ済み構成画素の各生体組織画像上のそれぞれの座標位置に基づいて、生体活動中の生体組織の変化を画像化した画像(以下、「生体組織変化画像」という。)、又は、当該生体活動中の生体組織の変化を示す変動量を、変化情報として抽出する。
(Extraction output processing unit)
The extraction output processing unit 325 is an image in which changes in living tissue during biological activity are imaged based on the respective coordinate positions on each biological tissue image of the specified aligned constituent pixels (hereinafter, “biological tissue change image”). ”) Or, the amount of fluctuation indicating the change in the biological tissue during the biological activity is extracted as change information.

具体的には、抽出出力処理部325は、生体活動中における生体組織画像上に画像化された生体組織又は当該生体組織を構成する各要素の時系列変化を抽出する(すなわち、追跡する)ため、各生体組織画像上の位置合わせ済み構成画素における座標位置を、生体活動中に生体組織画像データを取得した順に連続的に表示するための生体組織変化画像(例えば、タイムラプス画像や動画像)を生成する。 Specifically, the extraction output processing unit 325 extracts (that is, tracks) the biological tissue imaged on the biological tissue image during biological activity or the time-series change of each element constituting the biological tissue. , A biological tissue change image (for example, a time-lapse image or a moving image) for continuously displaying the coordinate positions of the aligned constituent pixels on each biological tissue image in the order in which the biological tissue image data was acquired during the biological activity. Generate.

また、抽出出力処理部325は、各生体組織画像上の対応する(すなわち、同一の要素としての)位置合わせ済み構成画素における座標位置を比較し、又は、各生体組織画像上の位置合わせ済み構成画素と対応する基準画像に画像化された生体組織の構成画素と比較し、生体組織における各位置合わせ済み構成画素の特徴点(例えば、端点)の距離、当該各位置合わせ済み構成画素の最大変位量及び最少変位量、又は、当該各位置合わせ済み構成画素の変位量の平均値など各生体組織の数値化し、かつ、定量化した変動量を算出する。 Further, the extraction output processing unit 325 compares the coordinate positions in the corresponding (that is, as the same element) aligned constituent pixels on each biological tissue image, or the aligned configuration on each biological tissue image. The distance between the feature points (for example, end points) of each aligned constituent pixel in the living tissue, and the maximum displacement of each aligned constituent pixel, as compared with the constituent pixels of the biological tissue imaged in the reference image corresponding to the pixel. The amount and the minimum displacement amount, or the average value of the displacement amounts of the aligned constituent pixels, etc., are quantified and the quantified fluctuation amount of each biological tissue is calculated.

すなわち、抽出出力処理部325は、生体組織変化画像を生成することによって、又は、各生体組織の変動量を算出することによって、当該生体組織の変化を表現する変化情報として抽出する。 That is, the extraction output processing unit 325 extracts as change information expressing the change of the biological tissue by generating a biological tissue change image or by calculating the amount of fluctuation of each biological tissue.

例えば、抽出出力処理部325は、生体組織が心筋の場合には、図5(B)に示すように、対象生体組織としての対象形状における特徴点画素の座標位置(上部最端点)と、当該基準形状画素に対応する各生体組織画像上の画素における座標位置(下部最端点)と、の変位量を算出する。 For example, when the living tissue is the myocardium, the extraction output processing unit 325 sets the coordinate position (uppermost end point) of the feature point pixel in the target shape as the target living tissue and the said, as shown in FIG. 5 (B). The coordinate position (lowermost end point) of each pixel on the biological tissue image corresponding to the reference shape pixel and the amount of displacement are calculated.

そして、抽出出力処理部325は、当該算出した各生体組織画像における変位量を時系列に比較することによって当該対象生体組織における時系列の変動量を算出する。 Then, the extraction output processing unit 325 calculates the time-series variation amount in the target biological tissue by comparing the displacement amount in each of the calculated biological tissue images with the time-series.

なお、抽出出力処理部325は、形状位置合わせ処理が実行される際に、非剛体レジストレーションなどの各画素の座標変換を実行する演算処理において、各画素の変位量が算出されている場合に、当該参照された各画素における変位量を用いて生体活動中の生体組織における変動量を算出(抽出)してもよい。 When the extraction output processing unit 325 calculates the displacement amount of each pixel in the arithmetic processing for executing the coordinate conversion of each pixel such as non-rigid registration when the shape alignment processing is executed. , The amount of change in the living tissue during biological activity may be calculated (extracted) using the amount of displacement in each of the referenced pixels.

一方、抽出出力処理部325は、表示制御部350と連動し、表示出力やデータ記憶部300への記憶など、生成したタイムラプス画像や動画像、又は、算出した対象生体組織の変動量を表示出力及び記憶する出力処理を実行する。 On the other hand, the extraction output processing unit 325 interlocks with the display control unit 350 to display and output the generated time-lapse image, moving image, or the calculated fluctuation amount of the target biological tissue such as display output and storage in the data storage unit 300. And execute the output processing to be stored.

(変化情報抽出処理された生体組織の画像例)
図6(A)に示すような元の生体組織画像が読み出された場合において、画像間位置合わせ制御部322によって、生体組織画像間における各生体組織画像に画像化された対象生体組織の画像内の位置を合わせる画像間位置合わせ処理が実行された場合を想定する。
(Example of image of living tissue extracted and processed for change information)
When the original biological tissue image as shown in FIG. 6A is read out, the image of the target biological tissue imaged in each biological tissue image between the biological tissue images by the image-to-image alignment control unit 322. It is assumed that the image-to-image alignment process for aligning the internal positions is executed.

この場合には、抽出出力処理部325は、表示制御部350と連動し、表示部340に、図6(B)に示すような画像間位置合わせ処理が完了した各対象生体組織画像(すなわち、視野画像)を表示させる。 In this case, the extraction output processing unit 325 interlocks with the display control unit 350, and the display unit 340 displays each target biological tissue image (that is, the target biological tissue image) in which the image-to-image alignment process as shown in FIG. 6B is completed. The field image) is displayed.

また、画像間位置合わせ処理及び形状位置合わせ処理が完了した各対象生体組織画像に対して座標位置特定処理を実行することによって、生体活動中の動きのみを反映させた生体組織(すなわち、ノイズが除去された生体組織)の各時系列の複数の生体組織画像が取得された場合には、抽出出力処理部325は、表示制御部350と連動し、表示部340に、図6(C)に示すような生体活動中の動きについてノイズが除去された各生体組織画像を表示させる。 In addition, by executing the coordinate position identification process for each target biological tissue image for which the image-to-image alignment process and the shape alignment process have been completed, the biological tissue (that is, noise) that reflects only the movement during the biological activity is generated. When a plurality of biological tissue images of each time series of the removed biological tissue) are acquired, the extraction output processing unit 325 is linked with the display control unit 350, and is displayed on the display unit 340 in FIG. 6 (C). Each biological tissue image from which noise has been removed is displayed for the movement during biological activity as shown.

なお、図6(D)には、形状位置合わせ処理に用いる基準画像の例を示す。すなわち、形状位置合わせ制御部323は、例えば、図6(D)に示す基準画像を用いて、画像間位置合わせした各対象生体組織画像に対して形状位置合わせ処理を実行するようになっている。 Note that FIG. 6D shows an example of a reference image used for the shape alignment process. That is, the shape alignment control unit 323 executes the shape alignment process on each target biological tissue image aligned between the images using, for example, the reference image shown in FIG. 6 (D). ..

また、抽出出力処理部325は、図7(A)に示すように、表示制御部350と連動し、変化情報として、変化情報抽出処理された各対象生体組織画像に対して、グリッド線が重畳された画像を表示部340に表示させてもよい。 Further, as shown in FIG. 7A, the extraction output processing unit 325 is linked with the display control unit 350, and grid lines are superimposed on each target biological tissue image that has been subjected to change information extraction processing as change information. The displayed image may be displayed on the display unit 340.

特に、抽出出力処理部325は、図7(B)に示すような基準画像に対してグリッド線が重畳された画像を、比較画像として、グリッド線を有する変化情報抽出処理された各対象生体組織画像とともに、表示部340に、表示してもよい。 In particular, the extraction output processing unit 325 uses an image in which grid lines are superimposed on the reference image as shown in FIG. 7B as a comparison image, and each target biological tissue having a grid line and undergoing change information extraction processing. It may be displayed on the display unit 340 together with the image.

なお、図6(A)〜(D)並びに図7(A)及び(B)の各図は、ラットにおける心臓の一部を対象生体組織として用いた場合の例であり、512×512ピクセル(図6(A)〜(D))で撮像可能な多光子顕微鏡で撮像された画像及び撮像された画像中心部を352×352ピクセル(図7(A)及び(B))で切り出した画像である。ただし、1ピクセルは、1μmとなっている。 6 (A) to 6 (D) and 7 (A) and 7 (B) are examples in which a part of the heart in a rat is used as a target biological tissue, and are 512 × 512 pixels (512 × 512 pixels). Images captured by a multiphoton microscope that can be imaged in FIGS. 6 (A) to 6 (D) and images obtained by cutting out the center of the captured image in 352 x 352 pixels (FIGS. 7 (A) and 7 (B)). is there. However, 1 pixel is 1 μm.

また、図6(A)〜(D)並びに図7(A)及び(B)の各図は、蛍光色素であるテトラメチルローダミンエチルエステルを加えて細胞内のミトコンドリアを標識した場合であって、赤い部分の組織が活動中を示し、黒い部分の組織は、画像認識外の部分又は死滅している部分となる。 In addition, each of FIGS. 6 (A) to 6 (D) and FIGS. 7 (A) and 7 (B) shows the case where the intracellular mitochondria are labeled by adding tetramethylrhodamine ethyl ester, which is a fluorescent dye. The tissue in the red part indicates that it is active, and the tissue in the black part is the part that is not recognized or is dead.

さらに、図6(A)〜(D)並びに図7(A)及び(B)の各図における撮像時の各条件は、高速多光子共焦点顕微鏡A1R MP+
(ニコン社製)にて、共焦点用レーザーChameleon Vision II(コヒレント社製)を使用し、励起波長は800−880nm、対物レンズは25倍水浸対物レンズ(CFI Apo 25×W,ニコン社製)、バンドパスフィルターは629/53nmとなっている。
Further, the conditions at the time of imaging in each of FIGS. 6 (A) to 6 (D) and 7 (A) and 7 (B) are the high-speed multiphoton confocal microscope A1R MP +.
(Nikon), using a confocal laser Chameleon Vision II (Coherent), excitation wavelength 800-880 nm, objective lens 25x water immersion objective lens (CFI Apo 25 × W, Nikon) ), The band pass filter is 629/53 nm.

一方、図8(A)及び(B)は、蛍光タンパク質であるグリーンフルオレセントプロテインを発現するラットにおける心臓の一部を対象生体組織として用いた場合の画像例である。特に、図8(A)及び(B)における撮像時の各条件は、高速多光子共焦点顕微鏡A1R MP+(ニコン社製)にて、共焦点用レーザーChameleon Vision II(コヒレント社製)を使用し、励起波長は800−880nm、対物レンズは25倍水浸対物レンズ(CFI Apo 25×W,ニコン社製)、バンドパスフィルターは525/50nmとなっている。 On the other hand, FIGS. 8A and 8B are image examples when a part of the heart in a rat expressing green fluorescent protein, which is a fluorescent protein, is used as a target biological tissue. In particular, for each condition at the time of imaging in FIGS. 8A and 8B, a confocal laser Chameleon Vision II (manufactured by Coherent) was used with a high-speed multiphoton confocal microscope A1R MP + (manufactured by Nikon). The excitation wavelength is 800-880 nm, the objective lens is a 25x water immersion objective lens (CFI Apo 25 × W, manufactured by Nikon Corporation), and the bandpass filter is 525/50 nm.

この場合においては、抽出出力処理部325は、図8(A)に示すように、画像間位置合わせ処理及び形状位置合わせ処理が完了した各対象生体組織画像に対して座標位置特定処理を実行することによって、生体活動中の動きのみを反映させた生体組織(すなわち、ノイズが除去された生体組織)の各時系列の複数の生体組織画像を取得すると、表示制御部350と連動し、表示部340に、図8(A)に示すような生体活動中の動きについてノイズが除去された各生体組織画像を表示させる。 In this case, as shown in FIG. 8A, the extraction output processing unit 325 executes the coordinate position identification process for each target biological tissue image for which the image-to-image alignment process and the shape alignment process have been completed. By doing so, when a plurality of biological tissue images of each time series of the biological tissue (that is, the biological tissue from which noise has been removed) reflecting only the movement during the biological activity are acquired, the display unit is linked with the display control unit 350 to obtain the display unit. 340 is displayed with each biological tissue image from which noise has been removed for movement during biological activity as shown in FIG. 8 (A).

また、抽出出力処理部325は、図8(B)に示すように、表示制御部350と連動し、変化情報として、変化情報抽出処理された各対象生体組織画像に対して、各要素(細胞)の伸縮変動をグリッド線の変形によって可視化した画像を表示部340に表示させる。 Further, as shown in FIG. 8B, the extraction output processing unit 325 interlocks with the display control unit 350, and as change information, each element (cell) is obtained for each target biological tissue image that has been subjected to change information extraction processing. ) Is visualized by the deformation of the grid lines on the display unit 340.

[4]生態組織の変化情報抽出処理
次に、図9を用いて本実施形態の画像処理装置30において実行される生態組織の変化情報抽出処理の詳細について説明する。なお、図9は、本実施形態のデータ処理部320において実行される生態組織の変化情報抽出処理の動作を示すフローチャートである。
[4] Eco-organization change information extraction processing Next, the details of the eco-organization change information extraction processing executed in the image processing apparatus 30 of the present embodiment will be described with reference to FIG. Note that FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the change information extraction process of the ecological organization executed by the data processing unit 320 of the present embodiment.

本動作は、時系列に沿って1/30秒毎の60秒間で撮像されて画像化された1800フレームの生体組織画像に画像化された対象生体組織に対する変化情報抽出処理を実行する動作を用いて説明する。 This operation uses the operation of executing the change information extraction process for the target biological tissue imaged in the 1800 frame biological tissue image imaged and imaged every 1/30 second for 60 seconds in chronological order. I will explain.

また、本動作は、画像データ記憶部302に記憶された基準画像データを用いて対象生体組織に対する変化情報抽出処理を実行するものとし、画像処理として、剛体レジストレーションによって画像間位置合わせ処理を実行し、かつ、非剛体レジストレーションによって形状位置合わせ処理を実行する場合について説明する。 Further, in this operation, the change information extraction process for the target biological tissue is executed using the reference image data stored in the image data storage unit 302, and as the image process, the image-to-image alignment process is executed by rigid body registration. A case where the shape alignment process is executed by non-rigid registration will be described.

まず、データ管理部321は、操作者における操作部370の操作に基づいて、対象となる対象生体組織画像の選択を含む変化情報抽出処理の開始を検出すると(ステップS101)、画像データ記憶部302に記憶された該当する複数の生体組織画像データを読み出して取得する(ステップS102)。 First, when the data management unit 321 detects the start of the change information extraction process including the selection of the target biological tissue image based on the operation of the operation unit 370 by the operator (step S101), the image data storage unit 302 The plurality of corresponding biological tissue image data stored in the above are read out and acquired (step S102).

次いで、画像間位置合わせ制御部322は、取得した各生体組織画像データの生体組織画像のそれぞれについて、共通の視野画像上の座標系を用いて、生体組織画像間における各生体組織画像に画像化された対象生体組織が所定の座標位置(又は座標範囲内)に配置するため、生体組織画像の各画素における座標位置を設定(変換)する座標変換を実行する(画像間位置合わせ処理(ステップS103))。 Next, the inter-image alignment control unit 322 images each of the acquired biological tissue image data into each biological tissue image between the biological tissue images using a coordinate system on a common field image. In order to arrange the target biological tissue at a predetermined coordinate position (or within the coordinate range), a coordinate transformation for setting (converting) the coordinate position in each pixel of the biological tissue image is executed (inter-image alignment process (step S103). )).

例えば、画像間位置合わせ制御部322は、各生体組織画像に画像化された生体組織の重心を示す画素を視野画像の中心座標に変換しつつ、当該重心の画像の視野画像上の座標に基づいて、生体組織画像のその他の画素における座標位置を変換する座標変換を実行する。 For example, the inter-image alignment control unit 322 converts the pixels indicating the center of gravity of the biological tissue imaged in each biological tissue image into the center coordinates of the visual field image, and is based on the coordinates of the image of the center of gravity on the visual field image. Then, a coordinate transformation is performed to transform the coordinate positions of the biological tissue image in other pixels.

次いで、形状位置合わせ制御部323は、基準画像に画像化された生体組織の基準形状又は取得した最初の生体組織画像に画像化された基準形状を構成する各画素に対応する、各対象生体組織画像に画像化された生体組織の対象形状を構成する各画素を特定する(形状位置合わせ処理(ステップS104))。 Next, the shape alignment control unit 323 corresponds to each target biological tissue corresponding to each pixel constituting the reference shape of the biological tissue imaged in the reference image or the reference shape imaged in the first acquired biological tissue image. Each pixel constituting the target shape of the living tissue imaged in the image is specified (shape alignment process (step S104)).

このとき、形状位置合わせ制御部323は、各画素における元の生体組織画像(視野画像)上の座標位置を特定し、それぞれ、ROM/RAM306に記憶する。なお、形状位置合わせ制御部323は、各画素における元の生体組織画像(視野画像)上の座標位置から基準画像上の座標位置までの距離を示す変位量を算出し、当該算出した画素毎の変位量をROM/RAM306に記憶してもよい。 At this time, the shape alignment control unit 323 identifies the coordinate positions on the original biological tissue image (field image) of each pixel and stores them in the ROM / RAM 306, respectively. The shape alignment control unit 323 calculates the displacement amount indicating the distance from the coordinate position on the original biological tissue image (field image) to the coordinate position on the reference image in each pixel, and for each of the calculated pixels. The displacement amount may be stored in the ROM / RAM 306.

次いで、座標位置特定処理部324は、形状位置合わせ処理によって位置合わせされた各生体組織画像に画像化された対象形状を構成する各画素(すなわち、位置合わせ済み構成画素)を、元の生体組織画像の座標系に戻し、その元の座標系における座標位置を特定して当該座標位置に各画素を設定する(座標位置特定処理(ステップS105))。 Next, the coordinate position specifying processing unit 324 sets each pixel (that is, the aligned constituent pixel) that constitutes the target shape imaged in each biological tissue image aligned by the shape alignment process to the original biological tissue. It returns to the coordinate system of the image, specifies the coordinate position in the original coordinate system, and sets each pixel at the coordinate position (coordinate position identification process (step S105)).

次いで、抽出出力処理部325は、特定した位置合わせ済み構成画素の各生体組織画像上のそれぞれの座標位置に基づいて、生体活動中の生体組織の変化を画像化した生体組織変化画像(タイムラプス画像や動画像)、又は、当該生体活動中の生体組織の変化を示す変動量を、変化情報として抽出する(抽出処理(ステップS106))。 Next, the extraction output processing unit 325 uses a biological tissue change image (time lapse image) that images changes in the biological tissue during biological activity based on the respective coordinate positions on each biological tissue image of the specified aligned constituent pixels. And moving images), or the amount of fluctuation indicating changes in the biological tissue during the biological activity is extracted as change information (extraction process (step S106)).

次いで、抽出出力処理部325は、表示制御部350と連動し、抽出した変化情報を表示部340に表示する出力処理を実行して(ステップS107)本動作を終了させる。 Next, the extraction output processing unit 325 interlocks with the display control unit 350 to execute an output process for displaying the extracted change information on the display unit 340 (step S107), and ends this operation.

なお、抽出出力処理部325は、算出した生体活動中の生体組織における変動量については出力処理としてデータ記憶部300に記憶してもよい。 The extraction output processing unit 325 may store the calculated fluctuation amount in the biological tissue during biological activity in the data storage unit 300 as output processing.

[5]変形例
[5.1]変形例1
上記実施形態においては、撮像装置10及び画像処理装置30が同室や同一敷地内で設置又は使用されてもよいし、それぞれが国外などの遠隔地に設置され、又は、遠隔地にて使用されて上述の各処理が実行されてもよい。
[5] Modification example [5.1] Modification example 1
In the above embodiment, the image pickup apparatus 10 and the image processing apparatus 30 may be installed or used in the same room or in the same site, and each of them may be installed or used in a remote place such as a foreign country. Each of the above processes may be executed.

また、画像処理装置30は、ネットワーク20を介して接続される図示しないデータベースを用いて生態組織の変化情報抽出処理を実行してもよいし、一又は複数の装置によって形成されていてもよい。なお、データベースを用いる場合には、データ記憶部300の機能の一部(対象生体組織画像データの記録)をデータベースが担う。 Further, the image processing device 30 may execute the change information extraction process of the ecological organization using a database (not shown) connected via the network 20, or may be formed by one or more devices. When a database is used, the database is responsible for a part of the functions of the data storage unit 300 (recording of target biological tissue image data).

[5.2]変形例2
上記実施形態においては、撮像装置10と画像処理装置30によって生体解析用画像処理システムを実現しているが、スキャナや撮像機能を備えた画像データ生成部を設け、スタンドアロン型によって実現してもよい。
[5.2] Modification 2
In the above embodiment, the image processing system for bioanalysis is realized by the image pickup device 10 and the image processing device 30, but it may be realized by a stand-alone type by providing an image data generation unit having a scanner and an image pickup function. ..

[5.3]変形例3
上記実施形態において、画像間位置合わせ制御部322は、画像間位置合わせ処理として、手動などによって時系列の複数の生体組織画像データを取得する際に事前に実行され、既に画像間位置合わせ処理が実行された対象生体画像に対して生態組織の変化情報抽出処理を実行してもよい。すなわち、場合によっては、画像間位置合わせ制御部322は、生態組織の変化情報抽出処理において画像間位置合わせ処理を省略することができる。
[5.3] Modification 3
In the above embodiment, the image-to-image alignment control unit 322 is executed in advance as an image-to-image alignment process when manually acquiring a plurality of time-series biological tissue image data, and the image-to-image alignment process has already been performed. The change information extraction process of the ecological tissue may be executed on the executed target biological image. That is, in some cases, the image-to-image alignment control unit 322 may omit the image-to-image alignment process in the change information extraction process of the ecological organization.

1 … 生体解析用画像処理システム
10 … 撮像装置
20 … ネットワーク
30 … 画像処理装置
300 … データ記憶部
301 … アプリケーション記憶部
302 … 画像データ記憶部
303 … 参照データ記憶部
320 … データ処理部
321 … データ管理部
322 … 画像間位置合わせ制御部
323 … 形状位置合わせ制御部
324 … 座標位置特定処理部
325 … 抽出出力処理部
340 … 表示部
350 … 表示制御部
370 … 操作部
380 … 管理制御部
1 ... Image processing system for bioanalysis 10 ... Imaging device 20 ... Network 30 ... Image processing device 300 ... Data storage unit 301 ... Application storage unit 302 ... Image data storage unit 303 ... Reference data storage unit 320 ... Data processing unit 321 ... Data Management unit 322 ... Image-to-image alignment control unit 323 ... Shape alignment control unit 324 ... Coordinate position identification processing unit 325 ... Extraction output processing unit 340 ... Display unit 350 ... Display control unit 370 ... Operation unit 380 ... Management control unit

Claims (8)

生体活動中の生体組織が時系列に画像化された複数の生体組織画像を生体組織画像データとして取得する取得手段と、
前記取得された各生体組織画像データの生体組織画像に対して所定の画像処理を実行することによって、当該生体組織画像の画像特徴点の画素及び当該生体組織画像を構成する画像特徴点の画素以外の構成要素画素を特定し、当該特定した生体組織画像の画像特徴点の画素及び構成要素画素に基づいて、各生体組織画像間における各生体組織画像内の生体組織を構成する各画素のうち、同一の特徴を有する画素の座標位置又は座標範囲を統一する画像間位置合わせ手段と、
前記生体組織画像間の位置合わせが実行された各生体組織画像に対して、所定の画像処理を実行することによって、基準画像として予め画像化されている生体組織の形状を示す基準形状に基づいて、前記生体組織画像間の位置合わせが実行された各生体組織画像に画像化されている前記生体組織の形状を示す対象形状を構成する各画素と、前記基準形状を構成する各画素と、を対応付けて、前記生体組織の対象形状の位置合わせを行う形状位置合わせ手段と、
前記生体組織の対象形状の位置合わせがされた当該対象形状を構成する画素を示す位置合わせ済み構成画素に対して、各生体組織画像上のそれぞれの座標位置を特定する特定手段と、
前記特定された位置合わせ済み構成画素の各生体組織画像上のそれぞれの座標位置に基づいて、前記生体活動中の生体組織の変化に関する変化情報を抽出する抽出手段と、
前記抽出された生体組織の変化情報を出力する出力制御手段と、
を備えることを特徴とする生体組織画像解析システム。
An acquisition means for acquiring a plurality of biological tissue images in which biological tissues during biological activities are imaged in time series as biological tissue image data, and
By executing a predetermined image process on the biological tissue image of each acquired biological tissue image data, the pixels other than the pixels of the image feature points of the biological tissue image and the pixels of the image feature points constituting the biological tissue image are obtained. Of the pixels constituting the biological tissue in each biological tissue image between the biological tissue images based on the pixels of the image feature points of the specified biological tissue image and the component pixels of the specified biological tissue image. An image-to-image alignment means that unifies the coordinate positions or coordinate ranges of pixels having the same characteristics,
Based on the reference shape showing the shape of the biological tissue that has been imaged in advance as the reference image by performing a predetermined image processing on each biological tissue image for which the alignment between the biological tissue images has been executed. , Each pixel constituting the target shape indicating the shape of the biological tissue imaged in each biological tissue image in which the alignment between the biological tissue images is executed, and each pixel constituting the reference shape. A shape alignment means for aligning the target shape of the living tissue in association with the
A specific means for specifying each coordinate position on each biological tissue image with respect to the aligned constituent pixels indicating the pixels constituting the target shape in which the target shape of the biological tissue is aligned.
An extraction means for extracting change information regarding changes in the biological tissue during the biological activity based on the respective coordinate positions on each biological tissue image of the specified aligned constituent pixels .
An output control means that outputs change information of the extracted biological tissue, and
A biological tissue image analysis system characterized by being equipped with.
請求項1に記載の生体組織画像解析システムにおいて、
前記抽出手段が、
前記生体活動中の生体組織の変化に関する変化情報として、前記特定された位置合わせ済み構成画素の各生体組織画像上のそれぞれの座標位置に基づく前記生体活動中の生体組織における変動量を算出する、生体組織画像解析システム。
In the biological tissue image analysis system according to claim 1,
The extraction means
As change information regarding changes in the biological tissue during the biological activity, the amount of change in the biological tissue during the biological activity is calculated based on the respective coordinate positions on each biological tissue image of the specified aligned constituent pixels . Living tissue image analysis system.
請求項1又は2に記載の生体組織画像解析システムにおいて、
記憶手段に予め記憶された生体組織画像、又は、前記取得された複数の生体組織画像データのうち基準となる生体組織画像に画像化されている生体組織画像を前記基準画像として用いる、生体組織画像解析システム。
In the biological tissue image analysis system according to claim 1 or 2 .
A biological tissue image in which a biological tissue image stored in advance in a storage means or a biological tissue image imaged as a reference biological tissue image among the acquired plurality of biological tissue image data is used as the reference image. Analysis system.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の生体組織画像解析システムにおいて、
前記取得手段が、
ステージに載置された前記生体組織の画像を取得する場合に、前記ステージ面に対して奥行方向を第1の軸とし、当該ステージ面上に沿った軸であって第1の軸と直角の軸となる第2の軸の軸方向と、当該ステージ面上に沿った軸であって第1の軸及び第2の軸と直角の軸となる第3の軸の軸方向と、によって規定される2次元によって画像化された前記生体組織画像を前記生体組織画像データとして取得し、
前記抽出手段が、
前記生体活動中の生体組織における2次元上の変化を前記変化情報として算出する、生体組織画像解析システム。
In the biological tissue image analysis system according to any one of claims 1 to 3 ,
The acquisition means
When acquiring an image of the living tissue placed on the stage, the depth direction with respect to the stage surface is set as the first axis, and the axis along the stage surface and perpendicular to the first axis. It is defined by the axial direction of the second axis, which is the axis, and the axial direction of the third axis, which is an axis along the stage surface and is an axis perpendicular to the first axis and the second axis. The biological tissue image imaged by two dimensions is acquired as the biological tissue image data.
The extraction means
A biological tissue image analysis system that calculates two-dimensional changes in biological tissue during biological activity as the change information.
コンピュータを、
生体活動中の生体組織が時系列に画像化された複数の生体組織画像を生体組織画像データとして取得する取得手段、
前記取得された各生体組織画像データの生体組織画像に対して所定の画像処理を実行することによって、当該生体組織画像の画像特徴点の画素及び当該生体組織画像を構成する画像特徴点の画素以外の構成要素画素を特定し、当該特定した生体組織画像の画像特徴点の画素及び構成要素画素に基づいて、各生体組織画像間における各生体組織画像内の生体組織を構成する各画素のうち、同一の特徴を有する画素の座標位置又は座標範囲を統一する画像間位置合わせ手段、
前記生体組織画像間の位置合わせが実行された各生体組織画像に対して、所定の画像処理を実行することによって、基準画像として予め画像化されている生体組織の形状を示す基準形状に基づいて、前記生体組織画像間の位置合わせが実行された各生体組織画像に画像化されている前記生体組織の形状を示す対象形状を構成する各画素と、前記基準形状を構成する各画素と、を対応付けて、前記生体組織の対象形状の位置合わせを行う形状位置合わせ手段、
前記生体組織の対象形状の位置合わせがされた当該対象形状を構成する画素を示す位置合わせ済み構成画素に対して、各生体組織画像上のそれぞれの座標位置を特定する特定手段、
前記特定された位置合わせ済み構成画素の各生体組織画像上のそれぞれの座標位置に基づいて、前記生体活動中の生体組織の変化に関する変化情報を抽出する抽出手段と、及び、
前記抽出された生体組織の変化情報を出力する出力制御手段、
として機能させることを特徴とするプログラム。
Computer,
An acquisition means for acquiring a plurality of biological tissue images in which biological tissues during biological activities are imaged in time series as biological tissue image data.
By executing a predetermined image process on the biological tissue image of each acquired biological tissue image data, the pixels other than the pixels of the image feature points of the biological tissue image and the pixels of the image feature points constituting the biological tissue image are obtained. Of the pixels constituting the biological tissue in each biological tissue image between the biological tissue images based on the pixels of the image feature points of the specified biological tissue image and the component pixels of the specified biological tissue image. Inter-image alignment means that unifies the coordinate position or coordinate range of pixels with the same characteristics,
Based on the reference shape showing the shape of the biological tissue that has been imaged in advance as the reference image by performing a predetermined image processing on each biological tissue image for which the alignment between the biological tissue images has been executed. , Each pixel constituting the target shape indicating the shape of the biological tissue imaged in each biological tissue image in which the alignment between the biological tissue images is executed, and each pixel constituting the reference shape. A shape alignment means that aligns the target shape of the living tissue in association with the image .
A specific means for specifying the coordinate position on each biological tissue image with respect to the aligned constituent pixels indicating the pixels constituting the target shape in which the target shape of the biological tissue is aligned.
An extraction means for extracting change information regarding changes in the biological tissue during the biological activity based on the respective coordinate positions on each biological tissue image of the specified aligned constituent pixels , and
An output control means that outputs change information of the extracted biological tissue,
A program characterized by functioning as.
生体活動中の生体組織を撮像して画像化された生体組織画像を生成する撮像装置と、
前記撮像装置によって生成された生体組織画像を生体組織画像データとして時系列に複数取得し、当該取得した複数の生体組織画像データに対して所定の画像処理を実行する画像解析装置と、
を備え、
前記画像解析装置が、
生体活動中の生体組織が時系列に画像化された複数の生体組織画像を生体組織画像データとして取得する取得手段と、
前記取得された各生体組織画像データの生体組織画像に対して所定の画像処理を実行することによって、当該生体組織画像の画像特徴点の画素及び当該生体組織画像を構成する画像特徴点の画素以外の構成要素画素を特定し、当該特定した生体組織画像の画像特徴点の画素及び構成要素画素に基づいて、各生体組織画像間における各生体組織画像内の生体組織を構成する各画素のうち、同一の特徴を有する画素の座標位置又は座標範囲を統一する画像間位置合わせ手段と、
前記生体組織画像間の位置合わせが実行された各生体組織画像に対して、所定の画像処理を実行することによって、基準画像として予め画像化されている生体組織の形状を示す基準形状に基づいて、前記生体組織画像間の位置合わせが実行された各生体組織画像に画像化されている前記生体組織の形状を示す対象形状を構成する各画素と、前記基準形状を構成する各画素と、を対応付けて、前記生体組織の対象形状の位置合わせを行う形状位置合わせ手段と、
前記生体組織の対象形状の位置合わせがされた当該対象形状を構成する画素を示す位置合わせ済み構成画素に対して、各生体組織画像上のそれぞれの座標位置を特定する特定手段と、
前記特定された位置合わせ済み構成画素の各生体組織画像上のそれぞれの座標位置に基づいて、前記生体活動中の生体組織の変化に関する変化情報を抽出する抽出手段と、
前記抽出された生体組織の変化情報を出力する出力制御手段と、
を備えることを特徴とする画像処理システム。
An imaging device that captures an image of living tissue during biological activity and generates an image of the living tissue,
An image analysis device that acquires a plurality of biological tissue images generated by the imaging device in time series as biological tissue image data and executes predetermined image processing on the acquired plurality of biological tissue image data.
With
The image analysis device
An acquisition means for acquiring a plurality of biological tissue images in which biological tissues during biological activities are imaged in time series as biological tissue image data, and
By executing a predetermined image process on the biological tissue image of each acquired biological tissue image data, the pixels other than the pixels of the image feature points of the biological tissue image and the pixels of the image feature points constituting the biological tissue image are obtained. Of the pixels constituting the biological tissue in each biological tissue image between the biological tissue images based on the pixels of the image feature points of the specified biological tissue image and the component pixels of the specified biological tissue image. An image-to-image alignment means that unifies the coordinate positions or coordinate ranges of pixels having the same characteristics,
Based on the reference shape showing the shape of the biological tissue that has been imaged in advance as the reference image by performing a predetermined image processing on each biological tissue image for which the alignment between the biological tissue images has been executed. , Each pixel constituting the target shape indicating the shape of the biological tissue imaged in each biological tissue image in which the alignment between the biological tissue images is executed, and each pixel constituting the reference shape. A shape alignment means for aligning the target shape of the living tissue in association with the
A specific means for specifying each coordinate position on each biological tissue image with respect to the aligned constituent pixels indicating the pixels constituting the target shape in which the target shape of the biological tissue is aligned.
An extraction means for extracting change information regarding changes in the biological tissue during the biological activity based on the respective coordinate positions on each biological tissue image of the specified aligned constituent pixels .
An output control means that outputs change information of the extracted biological tissue, and
An image processing system characterized by being equipped with.
生体活動中の生体組織が時系列に画像化された複数の生体組織画像を生体組織画像データとして取得する取得手段と、
前記取得された各生体組織画像データの生体組織画像に対して所定の画像処理を実行することによって、当該生体組織画像の画像特徴点の画素及び当該生体組織画像を構成する画像特徴点の画素以外の構成要素画素を特定し、当該特定した生体組織画像の画像特徴点の画素及び構成要素画素に基づいて、各生体組織画像間における各生体組織画像内の生体組織を構成する各画素のうち、同一の特徴を有する画素の座標位置又は座標範囲を統一する画像間位置合わせ手段と、
前記生体組織画像間の位置合わせが実行された各生体組織画像に対して、所定の画像処理を実行することによって、基準画像として予め画像化されている生体組織の形状を示す基準形状に基づいて、前記生体組織画像間の位置合わせが実行された各生体組織画像に画像化されている前記生体組織の形状を示す対象形状を構成する各画素と、前記基準形状を構成する各画素と、を対応付けて、前記生体組織の対象形状の位置合わせを行う形状位置合わせ手段と、
前記生体組織の対象形状の位置合わせがされた当該対象形状を構成する構成画素を示す位置合わせ済み構成画素に関する画像を表示手段に表示させる出力制御手段と、
を備えることを特徴とする生体組織画像解析システム。
An acquisition means for acquiring a plurality of biological tissue images in which biological tissues during biological activities are imaged in time series as biological tissue image data, and
By executing a predetermined image process on the biological tissue image of each acquired biological tissue image data, the pixels other than the pixels of the image feature points of the biological tissue image and the pixels of the image feature points constituting the biological tissue image are obtained. Of the pixels constituting the biological tissue in each biological tissue image between the biological tissue images based on the pixels of the image feature points of the specified biological tissue image and the component pixels of the specified biological tissue image. An image-to-image alignment means that unifies the coordinate positions or coordinate ranges of pixels having the same characteristics,
Based on the reference shape showing the shape of the biological tissue that has been imaged in advance as the reference image by performing a predetermined image processing on each biological tissue image for which the alignment between the biological tissue images has been executed. , Each pixel constituting the target shape indicating the shape of the biological tissue imaged in each biological tissue image in which the alignment between the biological tissue images is executed, and each pixel constituting the reference shape. A shape alignment means for aligning the target shape of the living tissue in association with the
An output control means for causing the display means to display an image relating to the aligned constituent pixels indicating the constituent pixels constituting the target shape in which the target shape of the living tissue is aligned.
A biological tissue image analysis system characterized by being equipped with.
コンピュータを、
生体活動中の生体組織が時系列に画像化された複数の生体組織画像を生体組織画像データとして取得する取得手段、
前記取得された各生体組織画像データの生体組織画像に対して所定の画像処理を実行することによって、当該生体組織画像の画像特徴点の画素及び当該生体組織画像を構成する画像特徴点の画素以外の構成要素画素を特定し、当該特定した生体組織画像の画像特徴点の画素及び構成要素画素に基づいて、各生体組織画像間における各生体組織画像内の生体組織を構成する各画素のうち、同一の特徴を有する画素の座標位置又は座標範囲を統一する画像間位置合わせ手段、
前記生体組織画像間の位置合わせが実行された各生体組織画像に対して、所定の画像処理を実行することによって、基準画像として予め画像化されている生体組織の形状を示す基準形状に基づいて、前記生体組織画像間の位置合わせが実行された各生体組織画像に画像化されている前記生体組織の形状を示す対象形状を構成する各画素と、前記基準形状を構成する各画素と、を対応付けて、前記生体組織の対象形状の位置合わせを行う形状位置合わせ手段、及び、
前記生体組織の対象形状の位置合わせがされた当該対象形状を構成する構成画素を示す位置合わせ済み構成画素に関する画像を表示手段に表示させる出力制御手段、
として機能させることを特徴とするプログラム。
Computer,
An acquisition means for acquiring a plurality of biological tissue images in which biological tissues during biological activities are imaged in time series as biological tissue image data.
By executing a predetermined image process on the biological tissue image of each acquired biological tissue image data, the pixels other than the pixels of the image feature points of the biological tissue image and the pixels of the image feature points constituting the biological tissue image are obtained. Of the pixels constituting the biological tissue in each biological tissue image between the biological tissue images based on the pixels of the image feature points of the specified biological tissue image and the component pixels of the specified biological tissue image. Inter-image alignment means that unifies the coordinate position or coordinate range of pixels with the same characteristics,
Based on the reference shape showing the shape of the biological tissue that has been imaged in advance as the reference image by performing a predetermined image processing on each biological tissue image for which the alignment between the biological tissue images has been executed. , Each pixel constituting the target shape indicating the shape of the biological tissue imaged in each biological tissue image in which the alignment between the biological tissue images is executed, and each pixel constituting the reference shape. Shape alignment means for aligning the target shape of the living tissue in association with each other, and
An output control means for causing a display means to display an image relating to the aligned constituent pixels indicating the constituent pixels constituting the target shape in which the target shape of the living tissue is aligned.
A program characterized by functioning as.
JP2016219618A 2016-11-10 2016-11-10 Living tissue image analysis system, image processing system and program Active JP6821153B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016219618A JP6821153B2 (en) 2016-11-10 2016-11-10 Living tissue image analysis system, image processing system and program

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016219618A JP6821153B2 (en) 2016-11-10 2016-11-10 Living tissue image analysis system, image processing system and program

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018077155A JP2018077155A (en) 2018-05-17
JP6821153B2 true JP6821153B2 (en) 2021-01-27

Family

ID=62149049

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016219618A Active JP6821153B2 (en) 2016-11-10 2016-11-10 Living tissue image analysis system, image processing system and program

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6821153B2 (en)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001174403A (en) * 1999-12-17 2001-06-29 Shimadzu Corp Optical living body measuring apparatus
JP4421203B2 (en) * 2003-03-20 2010-02-24 株式会社東芝 Luminous structure analysis processing device
JP4969273B2 (en) * 2007-03-09 2012-07-04 オリンパス株式会社 Fluorescence observation equipment
GB201403772D0 (en) * 2014-03-04 2014-04-16 Ucl Business Plc Apparatus and method for generating and using a subject-specific statistical motion model

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018077155A (en) 2018-05-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7379613B2 (en) Diagnosis support device, diagnosis support system, information processing method, and program
RU2683720C2 (en) Ultrasound acquisition feedback guidance to target view
US8556424B2 (en) Image processing apparatus, image processing method, and program
US9480456B2 (en) Image processing apparatus that simultaneously displays two regions of interest on a body mark, processing method thereof and storage medium
JP4616872B2 (en) Image display device and image display program
KR101609025B1 (en) Image processing apparatus, image processing method, and storage medium
JP5684382B2 (en) Image diagnosis support apparatus and method
JP2009501609A (en) Method and system for mapping a virtual model of an object to the object
JP4528322B2 (en) Image display device, image display method, and image display program
JP5723093B2 (en) Image processing apparatus, image processing apparatus control method, and program
JP6390746B2 (en) Diagnosis support apparatus, image processing method and program in diagnosis support apparatus
JP2009028362A (en) Medical image processor and medical image diagnosis apparatus
JP4356841B2 (en) Biological internal motion analysis processing apparatus, biological internal motion analysis processing program, and biological internal motion analysis processing method
JP2016116774A (en) Image processor, image processing method, image processing system, and program
JP2010274044A (en) Surgery support apparatus, surgery support method, and surgery support program
JP2014198224A (en) Image processor and image processing method
JP2002140689A (en) Medical image processor and its method
JP4616874B2 (en) Image display device, image display method, and image display program
JP5062477B2 (en) Medical image display device
Gong et al. Robust mosaicing of endomicroscopic videos via context-weighted correlation ratio
JP6821153B2 (en) Living tissue image analysis system, image processing system and program
CN109350059A (en) For ancon self-aligning combined steering engine and boundary mark engine
JP2012061019A (en) Image processing apparatus, image processing method, and image processing program
JP2019046057A (en) Image processing device, image processing method and program
Lampreave et al. Towards assisted electrocardiogram interpretation using an AI-enabled Augmented Reality headset

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190903

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200330

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200414

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200612

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20201124

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20201223

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6821153

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250