CN107406811A - 细胞解析装置和细胞解析方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于简易且精度良好地测量培养容器内的细胞的细胞数，细胞解析装置(1)具备：细胞图像获取部(3)，获取对细胞进行培养的培养容器(2)内的细胞的图像；能否利用判定部(7)，判定由该细胞图像获取部(3)获取的图像能否利用；细胞数计数部(8)，计数由该能否利用判定部(7)判定为能利用的图像内的细胞数；以及细胞数计算部(10)，基于由该细胞数计数部(8)计数出的细胞数，计算出培养容器(2)内的细胞数。

Description

细胞解析装置和细胞解析方法
【技术领域】
本发明涉及细胞解析装置和细胞解析方法。
【背景技术】
作为对培养容器内的细胞数进行计数的技术，有由相位差图像通过细胞的形状识别来计数细胞数的技术(例如，参见专利文献1)。
【现有技术文献】
【专利文献】
专利文献1：日本特开2007-78614号公报
【发明内容】
【发明所要解决的课题】
在专利文献1的细胞数测量装置中，在测量图像内的细胞检测范围内的细胞数并基于测量出的细胞数计算容器内的细胞数时，在未以适于细胞数测量的状态对细胞进行拍摄的情况下，测量精度降低。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供能够简易且精度良好地测量培养容器内的细胞的细胞数的细胞解析装置和细胞解析方法。
【用于解决课题的手段】
本发明的一个方式为一种细胞解析装置，其具备：细胞图像获取部，获取对细胞进行培养的培养容器内的细胞的图像；能否利用判定部，判定由该细胞图像获取部获取的图像能否利用；细胞数计数部，计数由该能否利用判定部判定为能利用的图像内的细胞数；以及细胞数计算部，基于由该细胞数计数部计数出的细胞数，计算出上述培养容器内的细胞数。
根据本方式，由能否利用判定部来判定通过细胞图像获取部的工作所获取的培养容器内的图像能否利用，由细胞数计数部来计数判定为能利用的图像内的细胞数，因此，能够从计数对象中排除未以适于计数细胞数的状态对细胞进行拍摄的图像，最终能够精度良好地计算出由细胞数计算部计算出的培养容器内的细胞数。
在上述方式中，上述能否利用判定部可以检测图像的晃动，在不存在晃动的情况下判定为能利用。
由此，在图像晃动的情况下，该图像被排除在细胞数的计数对象之外，因而能够基于不晃动的图像精度良好地计算出细胞数。
另外，在上述方式中，上述能否利用判定部可以检测是否拍进了上述培养容器的边缘，在未拍进上述培养容器的边缘的情况下判定为能利用。
由此，在图像中拍进了培养容器的边缘的情况下，该图像被排除在细胞数的计数对象之外，因而能够基于未拍进边缘的图像精度良好地计算出细胞数。
另外，在上述方式中，上述能否利用判定部可以检测是否拍进了上述培养容器的外部，在未拍进上述培养容器的外部的情况下判定为能利用。
由此，在图像中拍进了培养容器的外部的情况下，该图像被排除在细胞数的计数对象之外，因而能够基于未拍进容器外部的图像精度良好地计算出细胞数。
另外，在上述方式中，上述细胞数计算部可以使用由多张图像计数出的细胞数的平均值来计算细胞数，上述能否利用判定部可以检测与已经获取的图像是否为相同的图像，在不是相同的图像的情况下判定为能利用。
由此，基于由细胞数计数部计数出的多张图像的细胞数的平均值，由细胞数计算部计算出培养容器内的细胞数。这种情况下，即使使用与已经获取的图像相同的图像，也无法期望通过平均来提高精度，因而将这样的图像排除在外，能够精度良好地计算出细胞数。
另外，本发明的另一方式为一种细胞解析方法，其包括：拍摄步骤，获取对细胞进行培养的培养容器内的细胞的图像；能否利用判定步骤，判定由该拍摄步骤获取的图像能否利用；细胞数计数步骤，计数由该能否利用判定步骤判定为能利用的图像内的细胞数；以及细胞数计算步骤，基于由该细胞数计数步骤计数出的细胞数，计算出上述培养容器内的细胞数。
在上述方式中，上述能否利用判定步骤可以检测图像的晃动，在不存在晃动的情况下判定为能利用。
另外，在上述方式中，上述能否利用判定步骤可以检测是否拍进了上述培养容器的边缘，在未拍进上述培养容器的边缘的情况下判定为能利用。
另外，在上述方式中，上述能否利用判定步骤可以检测是否拍进了上述培养容器的外部，在未拍进上述培养容器的外部的情况下判定为能利用。
另外，在上述方式中，上述细胞数计算步骤可以使用由多张图像计数出的细胞数的平均值来计算细胞数，上述能否利用判定步骤可以检测与已经获取的图像是否为相同的图像，在不是相同的图像的情况下判定为能利用。
【发明的效果】
根据本发明，发挥出能够简易且精度良好地测量培养容器内的细胞的细胞数的效果。
【附图说明】
图1是示出本发明的一个实施方式的细胞解析装置的整体构成图。
图2是示出使用了图1的细胞解析装置的本发明的一个实施方式的细胞解析方法的流程图。
图3是示出图1的细胞解析装置的变形例的整体构成图。
图4是示出使用了图3的细胞解析装置的细胞解析方法的变形例的流程图。
图5是示出图2的细胞解析方法的另一变形例的流程图。
【具体实施方式】
下面参照附图对本发明的一个实施方式的细胞解析装置1进行说明。
如图1所示，本实施方式的细胞解析装置1具备：细胞图像获取部3，获取在培养容器2内进行培养的细胞的图像；以及图像处理部4，对由该细胞图像获取部3获取的图像进行处理并输出培养容器2内的细胞数。
细胞图像获取部3与对细胞进行培养的培养容器2的培养面2a相向地配置，其具备：物镜5，使来自培养面2a的光会聚；以及光检测部6，通过对由该物镜5会聚的光进行拍摄来获取培养面2a内的规定视野范围的图像。
作为获取的图像，例如为相位差图像。
图像处理部4具备：能否利用判定部7，判定由光检测部6获取的细胞的图像能否利用；细胞数计数部8，计数由该能否利用判定部7判定为能利用的图像内的细胞数；存储部9，存储所计数出的细胞数；以及细胞数计算部10，基于由细胞数计数部8计数出的细胞数计算出培养容器2内的细胞数。
能否利用判定部7基于以下基准中的至少一者对获取的图像进行判定。
(1)图像是否晃动
(2)图像中是否拍进了培养容器2的边缘
(3)图像中是否拍进了培养容器2的外部
(4)与已经获取的图像是否为相同的图像
在图像有晃动的情况下，存在向着晃动的方向沿着大致相同的方向延伸的线状结构。因此，通过判定有无沿着大致相同的方向延伸的线状结构，能够判定有无晃动。线状结构的有无可以通过图像信号的傅利叶转换容易地检测出。在判定图像没有晃动的情况下，能否利用判定部7判定为能利用。
在图像中拍进了培养容器2的边缘的情况下，培养容器2的边缘的直线或曲线等几何学形状的且充分大于细胞的结构成为特征。因此，通过在将细胞放大至能够观察的程度的图像中识别沿着大致相同的方向延伸的大的线状结构，能够判定图像内有无培养容器2的边缘。在图像中未拍进培养容器2的边缘的情况下，能否利用判定部7判定为能利用。
在图像中拍进了培养容器2的外部的情况下，与拍进了培养容器2内的细胞的图像相比，具有结构物极少的特征。因此，可以基于图像内的亮度值的分散来判定是否拍进了培养容器2的外部的图像。在图像未拍进培养容器2的外部的情况下，能否利用判定部7判定为能利用。
与已经获取的图像是否相同的判定可以如下判定：将即将存储至存储部9之前的图像的细胞数与新获取的图像中的细胞数进行比较，若细胞数的变动率为规定的阈值以下，则判定其为对相同部位进行拍摄而得到的图像。在与已经获取的图像不相同的情况下，能否利用判定部7判定为能利用。
在由能否利用判定部7判定为能利用的情况下，细胞数计数部8识别图像内的细胞，计数其细胞数。细胞的识别可以采用形状识别等任意方法。存储部9将细胞数计数部8中计数出的细胞数累加并进行存储。
细胞数计算部10针对规定张数N的图像将由细胞数计数部8计数并存储至存储部9的细胞数的累加值进行平均，将计算出的平均值乘以培养容器2的培养面2a的有效面积与视野范围的面积的比例，由此计算出培养容器2整体的细胞数。
下面对使用了如此构成的本实施方式的细胞解析装置1的细胞解析方法进行说明。
在利用本实施方式的细胞解析方法计算培养容器2内的细胞数时，首先，如图2所示，重新设定张数n(步骤S1)，使细胞图像获取部3的物镜5与对细胞进行培养的培养容器2的培养面2a对置，并且将物镜5的光轴位置定位在适当的位置(步骤S2)，利用光检测部6检测由物镜5会聚的来自培养面2a的光从而获取图像(拍摄步骤S3)。
通过拍摄步骤S3，获取将培养容器2内的一部分范围截出而得到的细胞的相位差图像。
接着，基于由拍摄步骤S3获取的图像的亮度值，针对上述4个基准中的至少1个进行能否利用的运算(步骤S4)，并进行能否利用的判定(能否利用判定步骤S5)。
在步骤S4中，进行用于判定能否利用的图像处理，输出能利用还是不能利用的信息。
在能否利用判定步骤S5中判定为不能利用的情况下，使培养容器2与物镜5中的至少一者在与物镜5的光轴正交的方向上相对移动，重复进行从步骤S2起的工序。
在能否利用判定步骤S5中判定为能利用的情况下，进行图像内的细胞数的计数(细胞数计数步骤S6)，将计数出的细胞数与至此为止存储在存储部9中的细胞数相加，以累加值的形式存储在存储部9中(步骤S7)，同时使张数n递增(步骤S8)。
之后，对于规定张数N的图像判定是否进行了细胞数的计数(步骤S9)，在未进行的情况下重复进行从步骤S2起的工序。
在对于规定张数N的图像计数了细胞数的情况下，在细胞数计算部10，将存储在存储部9中的针对规定张数N的图像所计数出的视野范围内的细胞数的累加值除以规定张数N，由此计算出平均值(平均值计算步骤S10)。
之后，在细胞数计算部10，将在平均值计算步骤S10中计算出的细胞数的平均值乘以培养容器2的培养面2a的有效面积与视野范围的面积的比例，由此计算出培养容器2整体的细胞数(细胞数计算步骤S11)。
由于由细胞图像获取部3获取的图像的视野范围是预先规定的、并且培养容器2的培养面2a中实质上进行细胞的培养的有效培养面积也是预先规定的，因此，通过将有效培养面积与视野范围的面积的比例乘以细胞数计数部8中计数出的细胞数，能够简易且精度良好地计算出培养容器2内整体的细胞数。
如此，根据本实施方式的细胞解析装置1和细胞解析方法，在利用图像处理部4对细胞数进行计数之前的阶段进行能否利用(其表示所获取的图像是否适于进行细胞数的计数)的判定，将判定为不能利用的图像排除在细胞数的计数对象之外，因而具有能够提高计数出的细胞数的精度的优点。
并且，基于这样精度良好地计数出的细胞数能够推定培养中的培养容器2内的细胞数，也无需将细胞从培养容器2剥离，因而还具有能够减轻对培养中的细胞所施加的应激、能够使细胞高效地增殖的优点。
需要说明的是，在本实施方式中，对于在能否利用判定部7中判定为能利用的图像每次都计数出细胞数，但取而代之，也可以如图3和图4所示那样，在对于所获取的图像判断为能利用的情况下，将该图像预先存储在存储部9中(步骤S12)，在获取了规定张数N的图像后，汇总地计数出细胞数(细胞数计数步骤S6)，计算出平均值(平均值计算步骤S10)。
另外，在存储部9中存储了计数出的细胞数的累加值，但取而代之，也可以将计数出的细胞数分别进行存储，在平均值的计算时进行累加和除法处理。
另外，在本实施方式中，在判定为规定张数N的图像能利用时，结束图像的获取并计算出细胞数，但取而代之，也可以如图5所示那样，不进行张数n的计数而计算出细胞数的平均值(步骤S10)，进行存储(步骤S13)，同时计算出其分散(步骤S14)。并且，可以将细胞数的平均值的分散为规定阈值以下作为条件(步骤S15)，结束图像的获取并计算出细胞数(步骤S11)。在细胞数的平均值的分散大于规定阈值的情况下，不进行细胞数的计算而重复进行自步骤S2起的工序。
根据细胞数的平均值的分散，能够更确实地判断出对培养容器2内充分进行了采样。
另外，在本实施方式中，也可以计数出菌落数作为细胞数。
【符号的说明】
1 细胞解析装置
2 培养容器
3 细胞图像获取部
7 能否利用判定部
8 细胞数计数部
10 细胞数计算部
S3 拍摄步骤
S5 能否利用判定步骤
S6 细胞数计数步骤
S11 细胞数计算步骤

Claims (10)

1.一种细胞解析装置，其具备：
细胞图像获取部，获取对细胞进行培养的培养容器内的细胞的图像；
能否利用判定部，判定由该细胞图像获取部获取的图像能否利用；
细胞数计数部，计数由该能否利用判定部判定为能利用的图像内的细胞数；以及
细胞数计算部，基于由该细胞数计数部计数出的细胞数，计算出所述培养容器内的细胞数。
2.如权利要求1所述的细胞解析装置，其中，所述能否利用判定部检测图像的晃动，在不存在晃动的情况下判定为能利用。
3.如权利要求1或权利要求2所述的细胞解析装置，其中，所述能否利用判定部检测是否拍进了所述培养容器的边缘，在未拍进所述培养容器的边缘的情况下判定为能利用。
4.如权利要求1～权利要求3中任一项所述的细胞解析装置，其中，所述能否利用判定部检测是否拍进了所述培养容器的外部，在未拍进所述培养容器的外部的情况下判定为能利用。
5.如权利要求1～权利要求4中任一项所述的细胞解析装置，其中，
所述细胞数计算部使用由多张图像计数出的细胞数的平均值来计算细胞数，
所述能否利用判定部检测与已经获取的图像是否为相同的图像，在不是相同的图像的情况下判断为能利用。
6.一种细胞解析方法，其包括：
拍摄步骤，获取对细胞进行培养的培养容器内的细胞的图像；
能否利用判定步骤，判定由该拍摄步骤获取的图像能否利用；
细胞数计数步骤，计数由该能否利用判定步骤判定为能利用的图像内的细胞数；以及
细胞数计算步骤，基于由该细胞数计数步骤计数出的细胞数，计算出所述培养容器内的细胞数。
7.如权利要求6所述的细胞解析方法，其中，所述能否利用判定步骤检测图像的晃动，在不存在晃动的情况下判定为能利用。
8.如权利要求6或权利要求7所述的细胞解析方法，其中，所述能否利用判定步骤检测是否拍进了所述培养容器的边缘，在未拍进所述培养容器的边缘的情况下判定为能利用。
9.如权利要求6至权利要求8中任一项所述的细胞解析方法，其中，所述能否利用判定步骤检测是否拍进了所述培养容器的外部，在未拍进所述培养容器的外部的情况下判定为能利用。
10.如权利要求6至权利要求9中任一项所述的细胞解析方法，其中，
所述细胞数计算步骤使用由多张图像计数出的细胞数的平均值来计算细胞数，
所述能否利用判定步骤检测与已经获取的图像是否为相同的图像，在不是相同的图像的情况下判定为能利用。
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