CN110869485A - 细胞观察系统 - Google Patents

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CN110869485A CN201780092559.3A CN201780092559A CN110869485A CN 110869485 A CN110869485 A CN 110869485A CN 201780092559 A CN201780092559 A CN 201780092559A CN 110869485 A CN110869485 A CN 110869485A
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三由贵史
泷本真一
伊贺靖展
高桥晋太郎
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Abstract

为了在清洁工作台等的作业空间中网罗地且有效地发现对象细胞，本发明的细胞观察系统(1)包括：第1拍摄装置(4)，其配置于培养器(2)内，具备用于获取培养容器(3)内的细胞的第1图像的第1拍摄部；第2拍摄装置(5)，其配置于培养器外，包括第2拍摄部、支承部以及位置测量部，该第2拍摄部用于获取从培养器取出后的培养容器内的第2图像，该支承部将第2拍摄部和培养容器支承为能够相对移动，该位置测量部用于测量获取第2图像时的培养容器与第2拍摄部的相对位置；处理装置(6)，其与第1和第2拍摄装置连接；以及显示装置(7)，处理装置在第1图像中提取对象细胞，计算并存储提取出的对象细胞存在的位置，基于测量得到的相对位置，在显示装置中显示对象细胞存在的位置与当前获取的第2图像的位置的对应关系。

Description

细胞观察系统
技术领域
本发明涉及一种细胞观察系统。
背景技术
已知如下这样的技术：在清洁工作台那样的作业空间中使用观察装置进行培养容器内部的观察，并且从培养容器采集或者去除对象细胞(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-106305号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在专利文献1的技术中，存在如下这样的不良情况：作业人员一边使用观察装置进行目测一边寻找对象细胞，因此需要花费用于判断是否是对象细胞的时间，并且，网罗地发现培养容器内的对象细胞较为困难。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够在清洁工作台等的作业空间中网罗地且有效地发现对象细胞的细胞观察系统。
用于解决问题的方案
本发明的一技术方案是一种细胞观察系统，其中，该细胞观察系统包括：第1拍摄装置，其配置于培养器内，具备用于获取培养容器内的细胞的第1图像的第1拍摄部；第2拍摄装置，其配置于所述培养器外，包括第2拍摄部、支承部以及位置测量部，该第2拍摄部用于获取从所述培养器取出后的所述培养容器内的第2图像，该支承部将该第2拍摄部和所述培养容器支承为能够相对移动，该位置测量部用于测量获取所述第2图像时的所述培养容器与所述第2拍摄部的相对位置；处理装置，其与所述第1拍摄装置和所述第2拍摄装置连接；以及显示装置，所述处理装置在利用所述第1拍摄装置获取到的所述第1图像中提取对象细胞，计算并存储提取出的所述对象细胞存在的位置，基于由所述位置测量部测量得到的相对位置，在所述显示装置中显示所述对象细胞存在的位置与当前获取的所述第2图像的位置的对应关系。
根据本技术方案，当在配置于培养器内的第1拍摄装置中收纳接种了细胞的培养容器，利用第1拍摄部获取培养容器内的细胞的第1图像时，将所获取的第1图像发送到处理装置，提取第1图像内的对象细胞，计算并存储对象细胞存在的位置。
从培养器内取出培养容器，使其支承于配置在培养器外的第2拍摄装置的支承部，在使培养容器和第2拍摄部相对移动时，利用第2拍摄部获取第2图像，并且，利用位置测量部测量相对位置。
处理装置将从第1图像提取的对象细胞的位置与当前获取的第2图像的位置的对应关系显示在显示装置中。
用户能够一边观察显示装置所显示的对应关系，一边使培养容器和第2拍摄部相对移动，使第2拍摄部的视野与对象细胞存在的位置一致，使包含对象细胞的第2图像显示于显示装置。而且，由此，能够在清洁工作台等的作业空间中网罗地且有效地发现对象细胞。
在上述技术方案中，也可以是，所述位置测量部是用于对所述培养容器与所述第2拍摄部的以所述培养容器的基准位置为基准的水平两个方向的相对位置进行测量的编码器。
通过像这样做，在用户将从培养器取出后的培养容器设于支承部，使培养容器和第2拍摄部相对移动时，利用编码器测量两者的以培养容器的基准位置为基准的相对位置。
另外，本发明的另一技术方案是一种细胞观察系统，其中，该细胞观察系统包括：第1拍摄装置，其配置于培养器内，具备用于获取培养容器内的细胞的第1图像的第1拍摄部；第2拍摄装置，其配置于所述培养器外，包括第2拍摄部和支承部，该第2拍摄部用于获取从所述培养器取出后的所述培养容器内的第2图像，该支承部将该第2拍摄部和所述培养容器支承为能够相对移动；处理装置，其与所述第1拍摄装置和所述第2拍摄装置连接；以及显示装置，所述处理装置在利用所述第1拍摄装置获取到的所述第1图像中提取对象细胞，计算并存储提取出的所述对象细胞存在的位置，利用图像匹配在所述第1图像内检索所述第2图像，计算所述培养容器与所述第2拍摄部的相对位置，基于计算得到的相对位置，在所述显示装置中显示所述对象细胞存在的位置与当前获取的所述第2图像的位置的对应关系。
根据本技术方案，当在配置于培养器内的第1拍摄装置中收纳接种了细胞的培养容器，利用第1拍摄部获取培养容器内的细胞的第1图像时，将所获取的第1图像发送到处理装置，提取第1图像内的对象细胞，计算并存储对象细胞存在的位置。
从培养器内取出培养容器，使其支承于配置在培养器外的第2拍摄装置的支承部，在使培养容器和第2拍摄部相对移动时，利用处理装置利用图像匹配从第1图像内检索利用第2拍摄部获取的第2图像，计算培养容器与第2拍摄部的相对位置。
处理装置将从第1图像提取的对象细胞的位置与当前获取的第2图像的位置的对应关系在显示装置中显示。
用户能够一边观察显示装置所显示的对应关系，一边使培养容器和第2拍摄部相对移动，使第2拍摄部的视野与对象细胞存在的位置一致，使包含对象细胞的第2图像显示于显示装置。而且，由此，能够在清洁工作台等的作业空间中网罗地且有效地发现对象细胞。
另外，在上述技术方案中，也可以是，所述第1拍摄部获取构成所述第1图像的多张部分图像，所述第1拍摄装置具备使所述第1拍摄部和所述培养容器相对移动的驱动部，将各所述部分图像和获取该部分图像时的所述培养容器与所述第1拍摄部的相对位置对应起来并向所述处理装置发送。
通过像这样做，利用第1拍摄部获取培养容器内的细胞的多张部分图像，将获取各部分图像时的培养容器与第1拍摄部的相对位置对应起来并向处理装置发送。由此，能够在处理装置中生成比第1拍摄部的视野大的第1图像。
另外，在上述技术方案中，也可以是，所述处理装置生成并显示容器尺寸图像，该容器尺寸图像表示所述培养容器，并且，所述处理装置在该容器尺寸图像上叠加所述第2图像的位置进行显示。
通过像这样做，能够一边观察在显示装置中显示的容器尺寸图像，一边选择叠加地显示的对象细胞存在的位置。
另外，在上述技术方案中，也可以是，所述处理装置在所述容器尺寸图像上叠加所述第1图像并在所述显示装置中显示。
通过像这样做，能够一边观察在显示装置中显示的第1图像，一边选择叠加地显示的对象细胞存在的位置。
另外，在上述技术方案中，也可以是，所述处理装置在所述第1图像内对提取出的所述对象细胞进行强调显示。
通过像这样做，在显示了包含对象细胞的第1图像时，通过强调显示对象细胞，能够容易地确定对象细胞的位置。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的细胞观察系统的框图。
图2是表示图1的细胞观察系统所具备的第1拍摄装置的俯视图。
图3是表示图1的细胞观察系统所具备的第2拍摄装置的俯视图。
图4是表示在图1的细胞观察系统的显示装置中显示的板孔引导的一例的图。
图5是表示图1的细胞观察系统的显示装置的显示例的图。
图6是表示利用图1的细胞观察系统的变形例生成的第1图像的图。
具体实施方式
参照附图，以下说明本发明的一实施方式的细胞观察系统1。
如图1所示，本实施方式的细胞观察系统1具有：第1拍摄装置4，其配置在用于培养细胞(参照图5)X的培养器2内，用于搭载接种了细胞X的培养容器3并获取该培养容器3内的细胞X的第1图像；第2拍摄装置5，其配置于培养器2外，用于搭载从培养器2取出的培养容器3并获取该培养容器3内的细胞X的第2图像；处理装置6，其与第1拍摄装置4和第2拍摄装置5连接；以及显示装置7，其与该处理装置6连接。
如图2所示，第1拍摄装置4具有：载置台9，其搭载至少底面由光学上透明的材质构成的培养容器3，具有至少局部透明的窗部8；第1拍摄部10，其在该载置台9的下方对搭载于载置台9的培养容器3内的细胞X进行拍摄；以及驱动部11，其使该第1拍摄部10相对于载置台9在水平两个方向上移动。
培养容器3例如是外形为长方体状的具有2行3列共6个孔的多孔板。
载置台9具备与搭载的培养容器3的相邻的2个侧面抵靠的两个抵靠面9a，通过将培养容器3的2个侧面分别与两个抵靠面9a抵靠，能够将培养容器3搭载为定位状态。
第1拍摄部10是具有聚光透镜等所需的光学系统的照相机，具备与培养容器3的底面相比足够小的视野。
虽未图示，但驱动部11例如具备马达、用于搭载第1拍摄部10的滑动件以及将马达的动力转换为滑动件的水平两个方向的动作的两个直动机构。在马达设有编码器，将第1拍摄部10的光轴相对于两个抵靠面9a的交点配置于预定的位置的状态作为原点位置，能够检测使驱动部11工作时的第1拍摄部10的水平方向位置(相对位置)。
由此，第1拍摄装置4对驱动部11进行驱动，使第1拍摄部10向预定的位置移动，将由第1拍摄部10获取到的图像(部分图像)和此时由编码器检测到的第1拍摄部10的位置对应起来并向处理装置6发送。
如图3所示，第2拍摄装置5包括：滑台13，其具有至少局部透明的窗部12；第2拍摄部14，其配置于该滑台13的下方，用于拍摄搭载于滑台13的培养容器3内的细胞X；以及支承部15，其将滑台13支承为能够沿水平两个方向移动。
第2拍摄部14是具备聚光透镜等所需的光学系统的照相机，具备比第1拍摄部10的倍率低或者同等的倍率。另外，也可以构成为，为了详细确认用而切换为高倍率。
滑台13包括：两个抵靠面13a，其与所搭载的培养容器3的相邻的2个侧面抵靠；以及容器固定辅助器具16，通过在容器固定辅助器具16与这些抵靠面13a之间夹着培养容器3，将培养容器3以定位状态固定于滑台13。容器固定辅助器具16利用未图示的弹簧被向与两个抵靠面13a间的距离缩短的方向施力。
支承部15包括：导轨17、18，其在正交的两个方向上引导滑台13；以及未图示的编码器(位置测量部)，在使滑台13沿着各导轨17、18移动时，该编码器(位置测量部)检测滑台13的移动量。编码器既可以是线性标尺，也可以是将滑台13的直线移动量转换为旋转角度来检测旋转角度的旋转式编码器。
设定为，在第2拍摄装置5中、将第2拍摄部14配置于原点位置时的第2拍摄部14的光轴与滑台13的两个抵靠面13a的交点的相对位置关系与在第1拍摄装置4中、将第1拍摄部10配置于原点位置时的第1拍摄部10的光轴与滑台13的两个抵靠面13a的交点的相对位置关系相等。
由此，第2拍摄装置5将培养容器3固定于滑台13，使滑台13移动，从而将由第2拍摄部14获取到的图像和此时由编码器检测到的滑台13的位置对应起来并向处理装置6发送。
处理装置6包括未图示的处理器和存储器。处理装置6利用处理器，取得从第1拍摄装置4发送过来的多张图像和获取各图像时的第1拍摄部10的位置，生成组合了多张图像而成的更大的第1图像，并且，对生成的第1图像进行处理，提取对象细胞。
例如通过计算出细胞X的形状的特征，对象细胞作为与其他细胞X不同的细胞而能够被提取。处理装置6例如将提取出的对象细胞的重心位置作为对象细胞的位置存储在存储器中。
然后，如图4所示，处理装置6在第1图像内的所有区域的对象细胞的提取结束之后，在与表示培养容器3的容器尺寸图像叠加的板孔引导(日文：ウェルガイド)中生成表示对象细胞所存在的位置的标记Y。
另外，处理装置6基于从第2拍摄装置5发送过来的第2图像的位置，如图4所示在板孔引导内生成表示第2图像的位置的矩形的框Z。
并且，如图5所示，处理装置6将叠加有表示第2图像的框Z的板孔引导、第2图像本身、与该第2图像相同位置的相同大小的第1图像的一部分并列显示于显示装置7。图中，第1图像的斜线部分表示对象细胞。
当用户在第2拍摄装置5中使培养容器3沿水平方向移动时，利用第2拍摄部14拍摄的培养容器3内的位置发生变化，因此框Z在板孔引导内移动，并且，第2图像和第1图像的一部分的图像实时地发生变化。
以下说明像这样构成的本实施方式的细胞观察系统1的作用。
为了使用本实施方式的细胞观察系统1进行细胞X的观察，将收纳有细胞X和培养基的培养容器3搭载于培养器2内的第1拍摄装置4的载置台9，将培养容器3的两个相邻的侧面抵靠于设于载置台9的两个抵靠面9a。由此，培养容器3以定位状态载置于载置台9。
在该状态下，将培养器2内管理为预定的温度和湿度，同时对粘附在培养容器3底面而生长的细胞X进行培养。然后，例如在成为传代细胞X的时期的时刻，使第1拍摄装置4工作，获取粘附在培养容器3的底面的细胞X的多个部分图像，并且，将获取各部分图像时的第1拍摄部10的光轴位置与载置台9的基准位置对应起来，与部分图像对应起来并向处理装置6发送。
处理装置6合成发送来的多张部分图像而生成具有更广的视场角的第1图像，在生成的第1图像内进行提取对象细胞的处理。作为对象细胞，例如能够列举出根据判断细胞X的菌落状态的结果、判断为应该用吸移管、抽吸器分离或者废弃的细胞X。
如图4所示，处理装置6生成表示培养容器3的形状的板孔引导，并且，在作为对象细胞而被提取的位置例如叠加圆形的标记Y。
用户从培养器2取出培养容器3，在配置于培养器2外的清洁工作台的第2拍摄装置5的滑台13上搭载培养容器3。然后，使培养容器3的两个侧面抵靠于设于滑台13的两个抵靠面13a，并且，利用容器固定辅助器具16将培养容器3固定在滑台13上。
利用编码器测量滑台13相对于第2拍摄部14的相对位置，因此处理装置6在板孔引导内叠加并生成表示第2图像的位置的框Z。
由处理装置6生成的板孔引导、由第1拍摄部10获取到的第1图像以及由第2拍摄部14获取到的第2图像利用显示装置7进行显示。
在用户一边观察板孔引导，一边操作第2拍摄装置5的滑台13，使培养容器3相对于第2拍摄部14在水平方向上移动时，由于框Z与培养容器3的移动同步地在板孔引导上移动，因此能够移动培养容器3，以便使表示第2拍摄部14的位置的框Z与表示提取到的对象细胞的位置的圆形的标记Y一致。
而且，在显示装置7中与板孔引导并列地显示与框Z对应的位置的第1图像和第2图像，因此能够比较并观察在培养器2内获取的第1图像和在培养器2外当前获取的第2图像。
在框Z与任一圆形的标记Y一致时，显示包含对象细胞的第1图像和第2图像，因此用户能够利用吸移管等分离对象细胞，能够对比观察分离前的第1图像和分离后的第2图像。
像这样，根据本实施方式的细胞观察系统1，对在培养器2内获取的第1图像进行处理来提取对象细胞，在培养器2外显示提取出的对象细胞的位置，因此用户能够使第2拍摄部14与所显示的位置一致，容易地确认对象细胞，能够迅速地进行分离等处置。
因而，具有如下优点：能够节省用户寻找对象细胞的工夫，能够网罗地发现培养容器3内的对象细胞。
其结果，不需要从培养器2取出并寻找对象细胞，因此细胞X不会长时间暴露在培养环境不完备的状况下，能够将细胞X维持在健全的状态。
另外，在本实施方式中，在表示培养容器3的板孔引导上叠加有表示对象细胞的圆形的标记Y，但除此之外，也可以叠加由第1拍摄装置4获取到的第1图像进行显示。由此，用户能够一边观察第1图像整体一边确认对象细胞的位置，能够更直观地确认对象细胞。
另外，在本实施方式中，处理装置6也可以在将第1图像显示于显示装置7时对提取出的对象细胞进行强调显示。作为强调显示，例如能够列举出附加与其他部分不同的颜色等。即，在操作滑台13而使对象细胞进入到第2拍摄部14的视野内时，通过强调显示在第1图像中显示的对象细胞，能够更容易地确认对象细胞。
另外，在本实施方式中，在板孔引导内叠加表示第2图像的位置的框Z进行显示，但除此之外，也可以叠加表示第2拍摄部14的框Z进行显示。通过相对于表示培养容器3的板孔引导叠加表示第2拍摄部14的框Z，能够以更接近现实的形式显示第2拍摄装置5中的培养容器3与第2拍摄部14的关系，用户能够更直观地操作滑台13。
另外，在本实施方式中，在第2拍摄装置5具备用于测量滑台13与第2拍摄部14的相对位置的编码器，但代替于此，也可以不具备编码器那样的位置测量部，而是通过图像处理来推定滑台13与第2拍摄部14的相对位置。即，也可以在第1图像内进行图像匹配来搜索利用第2拍摄部14获取的第2图像。由此，能够在第1图像内确定第2拍摄部14相对于培养容器3的光轴位置，同样能够在板孔引导内叠加第2拍摄部14的位置进行显示。
另外，获取多个部分图像作为第1图像，通过利用处理装置6进行组合来生成第1图像，但代替于此，也可以利用低倍率的第1拍摄部10一次拍摄1张第1图像。另外，如图6所示，第1图像的生成也可以是由存在细胞X的培养容器3的存储有细胞X的区域、例如仅孔底面部的部分图像构成，孔间的构件部分、培养容器3的底面以外的部分为空白的图像。
附图标记说明
1、细胞观察系统；2、培养器；3、培养容器；4、第1拍摄装置；5、第2拍摄装置；6、处理装置；7、显示装置；10、第1拍摄部；11、驱动部；14、第2拍摄部；15、支承部；X、细胞。

Claims (7)

1.一种细胞观察系统，其中，该细胞观察系统包括：
第1拍摄装置，其配置于培养器内，具备用于获取培养容器内的细胞的第1图像的第1拍摄部；
第2拍摄装置，其配置于所述培养器外，包括第2拍摄部、支承部以及位置测量部，该第2拍摄部用于获取从所述培养器取出后的所述培养容器内的第2图像，该支承部将该第2拍摄部和所述培养容器支承为能够相对移动，该位置测量部用于测量获取所述第2图像时的所述培养容器与所述第2拍摄部的相对位置；
处理装置，其与所述第1拍摄装置和所述第2拍摄装置连接；以及
显示装置，
所述处理装置在利用所述第1拍摄装置获取到的所述第1图像中提取对象细胞，计算并存储提取出的所述对象细胞存在的位置，基于由所述位置测量部测量得到的相对位置，在所述显示装置中显示所述对象细胞存在的位置与当前获取的所述第2图像的位置的对应关系。
2.根据权利要求1所述的细胞观察系统，其中，所述位置测量部是用于对所述培养容器与所述第2拍摄部的以所述培养容器的基准位置为基准的水平两个方向的相对位置进行测量的编码器。
3.一种细胞观察系统，其中，该细胞观察系统包括：
第1拍摄装置，其配置于培养器内，具备用于获取培养容器内的细胞的第1图像的第1拍摄部；
第2拍摄装置，其配置于所述培养器外，包括第2拍摄部和支承部，该第2拍摄部用于获取从所述培养器取出后的所述培养容器内的第2图像，该支承部将该第2拍摄部和所述培养容器支承为能够相对移动；
处理装置，其与所述第1拍摄装置和所述第2拍摄装置连接；以及
显示装置，
所述处理装置在利用所述第1拍摄装置获取到的所述第1图像中提取对象细胞，计算并存储提取出的所述对象细胞存在的位置，利用图像匹配在所述第1图像内检索所述第2图像，计算所述培养容器与所述第2拍摄部的相对位置，基于计算得到的相对位置，在所述显示装置中显示所述对象细胞存在的位置与当前获取的所述第2图像的位置的对应关系。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的细胞观察系统，其中，所述第1拍摄部获取构成所述第1图像的多张部分图像，
所述第1拍摄装置具备使所述第1拍摄部和所述培养容器相对移动的驱动部，将各所述部分图像和获取该部分图像时的所述培养容器与所述第1拍摄部的相对位置对应起来并向所述处理装置发送。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的细胞观察系统，其中，所述处理装置生成并显示容器尺寸图像，该容器尺寸图像表示所述培养容器，并且，所述处理装置在该容器尺寸图像上叠加所述第2图像的位置进行显示。
6.根据权利要求5所述的细胞观察系统，其中，所述处理装置在所述容器尺寸图像上叠加所述第1图像并在所述显示装置中显示。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的细胞观察系统，其中，所述处理装置在所述第1图像内对提取出的所述对象细胞进行强调显示。
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