DE112022003308T5

DE112022003308T5 - Informationsverarbeitungsvorrichtung, mikroskopsystem und informationsverarbeitungsverfahren

Info

Publication number: DE112022003308T5
Application number: DE112022003308.8T
Authority: DE
Inventors: Sakiko Yasukawa; Noriyuki Kishii; Kazuhiro Nakagawa
Original assignee: Sony Group Corp
Current assignee: Sony Group Corp
Priority date: 2021-06-29
Filing date: 2022-02-21
Publication date: 2024-04-18
Also published as: WO2023276254A1; JPWO2023276254A1

Abstract

Bereitgestellt wird eine vorteilhafte Technik zur Bestimmung eines positiven Schwellenwerts zur Verwendung bei der Analyse des Fluoreszenzspektrums einer gefärbten Probe.Eine Informationsverarbeitungsvorrichtung weist eine Schwellenwertbestimmungseinheit auf, die zum Bestimmen eines positiven Schwellenwerts ausgelegt ist, der mit Bilddaten einer Vielzahl von Bildabschnitten in dem gefärbten Fluoreszenzkomponentenbild, verglichen werden soll, basierend auf dem gefärbten Fluoreszenzkomponentenbild, wobei der positive Schwellenwert ein Kriterium für die Bestimmung ist, ob jeder der Vielzahl von Bildabschnitten einem positiven Zellbild entspricht oder nicht. Die Schwellenwertbestimmungseinheit bestimmt den positiven Schwellenwert basierend auf einem ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbild.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Informationsverarbeitungsvorrichtung, ein Mikroskopsystem und ein Informationsverarbeitungsverfahren.
STAND DER TECHNIK
In den letzten Jahren kamen aufgrund der Entwicklung von Krebsimmuntherapie und dergleichen Fluoreszenz- und Mehrfachmarkierung von Immunfärbung weithin zum Einsatz. Beispielsweise ist eine Messtechnik bekannt, bei der ein Autofluoreszenzspektrum aus einem ungefärbten Schnitt des gleichen Gewebeblocks extrahiert wird, und Fluoreszenztrennung eines gefärbten Schnitts unter Verwendung des Autofluoreszenzspektrums durchgeführt wird.
Ferner wurde auch ein Verfahren zum Erkennen positiver Zellen in einem gefärbten Schnitt basierend auf Bildanalyse des gefärbten Schnitts vorgeschlagen. Patentdokument 1 offenbart ein Detektionsverfahren für positive Zellen in einer gefärbten Gewebeprobe. Gemäß dem Detektionsverfahren von Patentdokument 1 wird ein Gebiet, das bei einem Detektionsschwellenwert oder höher gefärbt ist, für ein standardisiertes Bild einer gefärbten Gewebeprobe erkannt, und die Anzahl an positiven Zellbildern, die aus dem Detektionsgebiet ausgewählt wurden, und Koordinaten eines Schwerpunkts werden aufgezeichnet.
ZITATLISTE
PATENTDOKUMENT
Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegung Nr. 2008-216077
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
In einer Zellmengenmesstechnik unter Verwendung von Durchflusszytometrie zur Messung von Lichtintensitätswerten einzelner Zellen ist ein Einfluss von Autofluoreszenz, die von Gewebezellen stammt, gering. Solange bei der Durchflusszytometrie ausreichende Lichtintensität nachgewiesen werden kann, ist es ferner relativ einfach, einen positiven Schwellenwert für den Nachweis, dass eine Zielprobe positiv ist, festzulegen, indem ein Histogramm von Intensitätswerten (Hintergrundwerte) verwendet wird, die in einer Kontrollprobe, etwa in unmarkierten Zellen nachgewiesen wurden.
Dagegen sind in einem Fall, in dem Bildanalyse wie Zellmengenmessung basierend auf einem Bild einer Gewebeprobe ohne Einsatz von Durchflusszytometrie durchgeführt wird, Hintergrundwerte wie physikalische Signale aufgrund von nichtspezifischer Adsorption von Reagenzien, von Hardware herrührendem Rauschen und Autofluoreszenzsignalen, die von Gewebekomponenten und Einkapselungsmitteln herrühren, hoch. Ferner wird bei der Bildanalyse einer Gewebeprobe in einem Fall, in dem ein positiver Schwellenwert unter Verwendung eines Hintergrundwerts einer negativen Kontrollprobe, die in der Durchflusszytometrie verwendet wird, geschätzt wird, die Analyse instabil, wodurch eine angemessene Schätzung des positiven Schwellenwerts in einigen Fällen behindert wird.
Ferner wird bei der Durchflusszytometrie die Messung durch Unterteilen einer Population von Zellen in eine „gefärbte Zellgruppe“ und eine „negative Kontrollgruppe“ durchgeführt. In einem Fall, in dem eine gefärbte Probe und eine negative Kontrollprobe aufeinanderfolgende Schnitte sind, sind dagegen die gefärbte Probe und die negative Kontrollprobe Zellpopulationen, die sich in histologischen Merkmalen ähneln, aber voneinander unterscheiden.
Wie oben beschrieben ist es bei der Messtechnik unter Verwendung von Bildanalyse einer Gewebeprobe im Vergleich zu der Messtechnik mittels Durchflusszytometrie schwierig, den positiven Schwellenwert angemessen zu bestimmen, und ein Automationsschwierigkeitsgrad ist hoch. Deshalb kann der positive Schwellenwert in der Praxis basierend auf Subjektivität des Benutzers bestimmt oder eingestellt werden, aber in diesem Fall ist es schwierig, eine hoch präzise Messung zwischen verschiedenen Benutzern stabil durchzuführen.
Das in dem oben beschriebenen Patentdokument 1 offenbarte Detektionsverfahren verwendet lediglich ein Bild eines gefärbten Schnitts als Eingabedaten für die Analyse, und es erkennt ein Detektionszellbild unter allmählicher Veränderung eines Detektionsschwellenwerts. Deshalb kann in dem Detektionsverfahren von Patentdokument 1 beispielsweise ausreichende Detektionsgenauigkeit nicht garantiert werden, wenn die Zellmenge extrem klein oder groß ist oder wenn Hintergrundrauschen hoch ist.
Die vorliegende Offenbarung stellt eine vorteilhafte Technik zur Bestimmung eines positiven Schwellenwerts zur Verwendung bei der Analyse des Fluoreszenzspektrums einer gefärbten Probe bereit.
LÖSUNG DER PROBLEME
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft eine Informationsverarbeitungsvorrichtung, umfassend: eine erste Trenneinheit, die zum Trennen eines Fluoreszenzspektrums einer gefärbten Probe in ein gefärbtes Fluoreszenzkomponentenbild, das ein fluoreszierendes Reagenz enthält, und ein gefärbtes Autofluoreszenzkomponentenbild, das eine Autofluoreszenzkomponente enthält, unter Verwendung eines Fluoreszenzreferenzspektrums und eines Autofluoreszenzspektrums ausgelegt ist, wobei das Fluoreszenzspektrum der gefärbten Probe durch Bestrahlung einer fluoreszenzgefärbten Probe, die durch Markierung einer Probe mit dem fluoreszierenden Reagenz erhalten wurde, mit Anregungslicht erfasst wird; eine zweite Trenneinheit, die zum Trennen eines Fluoreszenzspektrums einer ungefärbten Probe in ein ungefärbtes Fluoreszenzkomponentenbild, das das fluoreszierendes Reagenz enthält, und ein ungefärbtes Autofluoreszenzkomponentenbild, das die Autofluoreszenzkomponente enthält, unter Verwendung des Fluoreszenzreferenzspektrums und des Autofluoreszenzspektrums ausgelegt ist, wobei das Fluoreszenzspektrum der ungefärbten Probe durch Bestrahlung einer nicht fluoreszenzgefärbten Probe, die nicht mit dem fluoreszierenden Reagenz markiert ist, mit dem Anregungslicht erfasst wird; eine Schwellenwertbestimmungseinheit, die zum Bestimmen eines positiven Schwellenwerts ausgelegt ist, der mit Bilddaten einer Vielzahl von Bildabschnitten, die in dem gefärbten Fluoreszenzkomponentenbild enthalten sind, basierend auf dem gefärbten Fluoreszenzkomponentenbild verglichen werden soll, wobei der positive Schwellenwert ein Kriterium für die Bestimmung ist, ob jeder der Vielzahl von Bildabschnitten einem positiven Zellbild entspricht oder nicht; und eine Schwellenwertausgabeeinheit, die zum Ausgeben des positiven Schwellenwerts ausgelegt ist.
Die erste Trenneinheit kann: ein pseudo-gefärbtes Fluoreszenzspektrum basierend auf dem gefärbten Fluoreszenzkomponentenbild und dem Fluoreszenzreferenzspektrum erzeugen; ein pseudo-gefärbtes Autofluoreszenzspektrum basierend auf dem gefärbten Autofluoreszenzkomponentenbild und dem Autofluoreszenzspektrum erzeugen; ein Fluoreszenzspektrum einer pseudo-gefärbten Probe basierend auf dem pseudo-gefärbten Fluoreszenzspektrum und dem pseudo-gefärbten Autofluoreszenzspektrum erzeugen; ein Fluoreszenzdifferenzspektrum einer gefärbten Probe basierend auf einem Unterschied zwischen dem Fluoreszenzspektrum der gefärbten Probe und dem Fluoreszenzspektrum der pseudo-gefärbten Probe erzeugen; und das Fluoreszenzdifferenzspektrum der gefärbten Probe in ein gefärbtes Fluoreszenzdifferenzkomponentenbild, das das fluoreszierende Reagenz enthält, und ein gefärbtes Differenz-Autofluoreszenzkomponentenbild, das die Autofluoreszenzkomponente enthält, unter Verwendung des Fluoreszenzreferenzspektrums und des Autofluoreszenzspektrums trennen, und die zweite Trenneinheit kann: ein pseudo-ungefärbtes Fluoreszenzspektrum basierend auf dem ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbild und dem Fluoreszenzreferenzspektrum erzeugen; ein pseudo-ungefärbtes Autofluoreszenzspektrum basierend auf dem ungefärbten Autofluoreszenzkomponentenbild und dem Autofluoreszenzspektrum erzeugen; ein Fluoreszenzspektrum einer pseudo-ungefärbten Probe basierend auf dem pseudo-ungefärbten Fluoreszenzspektrum und dem pseudo-ungefärbten Autofluoreszenzspektrum erzeugen; ein Fluoreszenzdifferenzspektrum einer ungefärbten Probe basierend auf einem Unterschied zwischen dem Fluoreszenzspektrum der ungefärbten Probe und dem Fluoreszenzspektrum der pseudo-ungefärbten Probe erzeugen; und das Fluoreszenzdifferenzspektrum der ungefärbten Probe in ein ungefärbtes Fluoreszenzdifferenzkomponentenbild, das das fluoreszierende Reagenz enthält, und ein ungefärbtes Differenz-Autofluoreszenzkomponentenbild, das die Autofluoreszenzkomponente enthält, unter Verwendung des Fluoreszenzreferenzspektrums und des Autofluoreszenzspektrums trennen, und die Schwellenwertbestimmungseinheit kann den positiven Schwellenwert basierend auf einem Spektrum des gefärbten Fluoreszenzdifferenzkomponentenbildes und einem Spektrum des ungefärbten Fluoreszenzdifferenzkomponentenbildes korrigieren.
Die erste Trenneinheit kann: ein pseudo-gefärbtes Fluoreszenzspektrum basierend auf dem gefärbten Fluoreszenzkomponentenbild und dem Fluoreszenzreferenzspektrum erzeugen; ein pseudo-gefärbtes Autofluoreszenzspektrum basierend auf dem gefärbten Autofluoreszenzkomponentenbild und dem Autofluoreszenzspektrum erzeugen; ein Fluoreszenzspektrum einer pseudo-gefärbten Probe basierend auf dem pseudo-gefärbten Fluoreszenzspektrum und dem pseudo-gefärbten Autofluoreszenzspektrum erzeugen; und ein Fluoreszenzdifferenzspektrum einer gefärbten Probe basierend auf einem Unterschied zwischen dem Fluoreszenzspektrum der gefärbten Probe und dem Fluoreszenzspektrum der pseudo-gefärbten Probe erzeugen; die zweite Trenneinheit kann: ein pseudo-ungefärbtes Fluoreszenzspektrum basierend auf dem ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbild und dem Fluoreszenzreferenzspektrum erzeugen; ein pseudo-ungefärbtes Autofluoreszenzspektrum basierend auf dem ungefärbten Autofluoreszenzkomponentenbild und dem Autofluoreszenzspektrum erzeugen; ein Fluoreszenzspektrum einer pseudo-ungefärbten Probe basierend auf dem pseudo-ungefärbten Fluoreszenzspektrum und dem pseudo-ungefärbten Autofluoreszenzspektrum erzeugen; und ein Fluoreszenzdifferenzspektrum einer ungefärbten Probe basierend auf einem Unterschied zwischen dem Fluoreszenzspektrum der ungefärbten Probe und dem Fluoreszenzspektrum der pseudo-ungefärbten Probe erzeugen, und die Schwellenwertbestimmungseinheit kann den positiven Schwellenwert basierend auf dem Fluoreszenzdifferenzspektrum der gefärbten Probe und dem Fluoreszenzdifferenzspektrum der ungefärbten Probe korrigieren.
Die zweite Trenneinheit kann: ein pseudo-ungefärbtes Fluoreszenzspektrum basierend auf dem ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbild und dem Fluoreszenzreferenzspektrum erzeugen; ein pseudo-ungefärbtes Autofluoreszenzspektrum basierend auf dem ungefärbten Autofluoreszenzkomponentenbild und dem Autofluoreszenzreferenzspektrum erzeugen; ein Fluoreszenzspektrum einer pseudo-ungefärbten Probe basierend auf dem pseudo-ungefärbten Fluoreszenzspektrum und dem pseudo-ungefärbten Autofluoreszenzspektrum erzeugen; ein Fluoreszenzdifferenzspektrum einer ungefärbten Probe basierend auf dem Unterschied zwischen dem Fluoreszenzspektrum der ungefärbten Probe und dem Fluoreszenzspektrum der pseudo-ungefärbten Probe erzeugen; und ungefärbte Differenznormdaten erzeugen, die Normdaten des ungefärbten Fluoreszenzdifferenzspektrums sind, und die Schwellenwertbestimmungseinheit kann: die ungefärbten Differenznormdaten zum Erfassen von Ausreißerdaten analysieren; das ungefärbte Fluoreszenzkomponentenbild basierend auf den Ausreißerdaten korrigieren; und den positiven Schwellenwert basierend auf dem korrigierten ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbild bestimmen.
Die Schwellenwertbestimmungseinheit kann den positiven Schwellenwert basierend auf einem Korrekturwert korrigieren, der im Voraus gemäß dem fluoreszierenden Reagenz bestimmt wurde.
Basierend auf Reagenzidentifikationsinformationen im Zusammenhang mit dem fluoreszierenden Reagenz kann die Schwellenwertbestimmungseinheit den Korrekturwert von einer Korrekturdatenspeichereinheit erfassen, die die Reagenzidentifikationsinformationen und den Korrekturwert in Verbindung miteinander speichert.
Die Schwellenwertbestimmungseinheit kann den positiven Schwellenwert basierend auf einem Korrekturwert korrigieren, der im Voraus gemäß einer Kombination des fluoreszierenden Reagenz und eines Markierungsziels, das mit dem fluoreszierenden Reagenz markiert werden soll, bestimmt wurde.
Basierend auf Markierungszielidentifikationsinformationen im Zusammenhang mit der Probe und Reagenzidentifikationsinformationen im Zusammenhang mit dem fluoreszierenden Reagenz kann die Schwellenwertbestimmungseinheit den Korrekturwert von einer Korrekturdatenspeichereinheit erfassen, die die Markierungszielidentifikationsinformationen, die Reagenzidentifikationsinformationen und den Korrekturwert in Verbindung miteinander speichert.
Die Schwellenwertbestimmungseinheit kann den positiven Schwellenwert für jedes einer Vielzahl von Beobachtungsgebieten, die durch Unterteilung des gefärbten Fluoreszenzkomponentenbildes definiert werden, bestimmen.
Die Schwellenwertbestimmungseinheit kann den positiven Schwellenwert für jedes der Vielzahl von Beobachtungsgebieten, die von einem Benutzer definiert werden, bestimmen.
Die Schwellenwertbestimmungseinheit kann eine Rauschkomponente vorgeben, die in dem Fluoreszenzspektrum der gefärbten Probe enthalten ist, und sie kann die Vielzahl von Beobachtungsgebieten durch Unterteilung des gefärbten Fluoreszenzkomponentenbildes gemäß der Rauschkomponente definieren.
Die Schwellenwertbestimmungseinheit kann einen korrigierbaren Bereich des positiven Schwellenwerts definieren, und die Schwellenwertausgabeeinheit kann den positiven Schwellenwert und Informationen, die auf den korrigierbaren Bereich hinweisen, ausgeben.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Mikroskopsystem, umfassend: eine Lichtbestrahlungseinrichtung, die zum Ausstrahlen von Anregungslicht ausgelegt ist, das ein fluoreszierendes Reagenz anregt; eine Bildgebungsvorrichtung, die zum Abbilden einer mit dem Anregungslicht bestrahlten Probe ausgelegt ist, um ein Probenfluoreszenzspektrum zu erfassen; und eine Informationsverarbeitungsvorrichtung, die zum Analysieren des Probenfluoreszenzspektrums ausgelegt ist, wobei die Informationsverarbeitungsvorrichtung das Folgende aufweist: eine erste Trenneinheit, die zum Trennen eines Fluoreszenzspektrums einer gefärbten Probe in ein gefärbtes Fluoreszenzkomponentenbild, das das fluoreszierende Reagenz enthält, und ein gefärbtes Autofluoreszenzkomponentenbild, das eine Autofluoreszenzkomponente enthält, unter Verwendung eines Fluoreszenzreferenzspektrums und eines Autofluoreszenzspektrums ausgelegt ist, wobei das Fluoreszenzspektrum der gefärbten Probe durch Bestrahlung einer fluoreszenzgefärbten Probe, die durch Markierung einer Probe mit dem fluoreszierenden Reagenz erhalten wurde, mit Anregungslicht erfasst wird; eine zweite Trenneinheit, die zum Trennen eines Fluoreszenzspektrums einer ungefärbten Probe in ein ungefärbtes Fluoreszenzkomponentenbild, das das fluoreszierendes Reagenz enthält, und ein ungefärbtes Autofluoreszenzkomponentenbild, das die Autofluoreszenzkomponente enthält, unter Verwendung des Fluoreszenzreferenzspektrums und des Autofluoreszenzspektrums ausgelegt ist, wobei das Fluoreszenzspektrum der ungefärbten Probe durch Bestrahlung einer nicht fluoreszierend gefärbten Probe, die nicht mit dem fluoreszierenden Reagenz markiert ist, mit dem Anregungslicht erfasst wird; eine Schwellenwertbestimmungseinheit, die zum Bestimmen eines positiven Schwellenwerts ausgelegt ist, der mit Bilddaten einer Vielzahl von Bildabschnitten, die in dem gefärbten Fluoreszenzkomponentenbild enthalten sind, basierend auf dem ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbild verglichen werden soll, wobei der positive Schwellenwert ein Kriterium für die Bestimmung ist, ob jeder der Vielzahl von Bildabschnitten einem positiven Zellbild entspricht oder nicht.
Das Mikroskopsystem kann eine Präsentationsinformationserzeugungseinheit aufweisen, die zum Erzeugen von Präsentationsinformationen ausgelegt ist, die auf einer Anzeigeeinheit angezeigt werden und Schwellenwertinformationen enthalten, die auf den positiven Schwellenwert hinweisen.
Die Schwellenwertbestimmungseinheit kann einen korrigierbaren Bereich des positiven Schwellenwerts bestimmen, und die Präsentationsinformationen können Informationen bezüglich des korrigierbaren Bereichs enthalten, die auf den korrigierbaren Bereich hinweisen.
Das Mikroskopsystem kann eine Analyseeinheit aufweisen, die zum Durchführen einer Analyse basierend auf dem positiven Schwellenwert ausgelegt ist.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Informationsverarbeitungsverfahren, umfassend: ein Verfahren zum Trennen eines Fluoreszenzspektrums einer gefärbten Probe in ein gefärbtes Fluoreszenzkomponentenbild, das ein fluoreszierendes Reagenz enthält, und ein gefärbtes Autofluoreszenzkomponentenbild, das eine Autofluoreszenzkomponente enthält, unter Verwendung eines Fluoreszenzreferenzspektrums und eines Autofluoreszenzspektrums, wobei das Fluoreszenzspektrum der gefärbten Probe durch Bestrahlung der fluoreszenzgefärbten Probe, die durch Markierung einer Probe mit dem fluoreszierenden Reagenz erhalten wurde, mit Anregungslicht erfasst wird; ein Verfahren zum Trennen eines Fluoreszenzspektrums einer ungefärbten Probe in ein ungefärbtes Fluoreszenzkomponentenbild, das das fluoreszierendes Reagenz enthält, und ein ungefärbtes Autofluoreszenzkomponentenbild, das die Autofluoreszenzkomponente enthält, unter Verwendung des Fluoreszenzreferenzspektrums und des Autofluoreszenzspektrums, wobei das Fluoreszenzspektrum der ungefärbten Probe durch Bestrahlung einer nicht fluoreszierend gefärbten Probe, die nicht mit dem fluoreszierenden Reagenz markiert ist, mit dem Anregungslicht erfasst wird; ein Verfahren zum Bestimmen eines positiven Schwellenwerts, der mit Bilddaten einer Vielzahl von Bildabschnitten, die in dem gefärbten Fluoreszenzkomponentenbild enthalten sind, basierend auf dem gefärbten Fluoreszenzkomponentenbild verglichen werden soll, wobei der positive Schwellenwert ein Kriterium für die Bestimmung ist, ob jeder der Vielzahl von Bildabschnitten einem positiven Zellbild entspricht oder nicht; und ein Verfahren zum Ausgeben des positiven Schwellenwerts.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines Informationsverarbeitungssystems darstellt.
2A ist ein spezifisches Beispiel eines Fluoreszenzspektrums, das von einer Fluoreszenzsignalerfassungseinheit erfasst wurde.
2B ist ein spezifisches Beispiel eines Fluoreszenzspektrums, das von der Fluoreszenzsignalerfassungseinheit erfasst wurde.
2C ist ein spezifisches Beispiel eines Fluoreszenzspektrums, das von der Fluoreszenzsignalerfassungseinheit erfasst wurde.
2D ist ein spezifisches Beispiel eines Fluoreszenzspektrums, das von der Fluoreszenzsignalerfassungseinheit erfasst wurde.
3 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Verfahrens zur Erzeugung eines verbundenen Fluoreszenzspektrums durch eine Verbindungseinheit veranschaulicht.
4 ist eine Grafik, die ein Beispiel eines verbundenen Fluoreszenzspektrums veranschaulicht, das aus den in „A“ bis „D“ von 3 gezeigten Fluoreszenzspektren erzeugt wurde.
5 ist ein Diagramm zum Erklären eines Überblicks über ein Beispiel von NMF.
6 ist ein Diagramm, das einen Überblick über Beispiel von Clustering veranschaulicht.
7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer funktionalen Konfiguration zur Bestimmung eines positiven Schwellenwerts in einer Informationsverarbeitungsvorrichtung veranschaulicht.
8 ist ein Diagramm, das ein Beispiel von Bildspektrumsdaten zeigt, die in der Informationsverarbeitungsvorrichtung erhalten wurden.
9 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel von Bildverarbeitung (insbesondere Bildverarbeitung basierend auf einem Fluoreszenzspektrum einer gefärbten Probe) zeigt, die in der Informationsverarbeitungsvorrichtung durchgeführt wird.
10 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel von Bildverarbeitung (insbesondere Bildverarbeitung basierend auf einem Fluoreszenzspektrum einer ungefärbten Probe) zeigt, die in der Informationsverarbeitungsvorrichtung durchgeführt wird.
11 ist eine Ansicht, die ein Konzept eines Beispiels eines gefärbten Autofluoreszenzkomponentenbildes veranschaulicht.
12 ist eine Ansicht, die ein Konzept eines Beispiels eines Autofluoreszenzreferenzbildes veranschaulicht.
13 ist eine Ansicht, die ein Konzept eines Beispiels einer arithmetischen Operation zur Berechnung eines pseudo-gefärbten Autofluoreszenzspektrums von einem gefärbten Autofluoreszenzkomponentenbildes und einem Autofluoreszenzreferenzspektrum veranschaulicht.
14 veranschaulicht ein Beispiel eines Histogramms eines gefärbten Fluoreszenzkomponentenbildes und eines ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbildes.
15 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines ungefärbten Differenznormbildes veranschaulicht.
16 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Gebiets veranschaulicht, das auf einen Ausreißer in einem ungefärbten Differenznormbildes hinweist.
17 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Ausreißergebiets in einem ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbild veranschaulicht.
18 veranschaulicht ein Beispiel eines Histogramms eines ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbildes.
19 veranschaulicht ein Beispiel eines Histogramms eines ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbildes nach Korrektur basierend auf Ausreißerdaten.
20 veranschaulicht ein Beispiel der Anzeige von Bildinformationen auf einer Anzeigeeinheit.
21 veranschaulicht ein Beispiel der Anzeige von Bildinformationen auf der Anzeigeeinheit.
22 veranschaulicht ein Beispiel der Anzeige von Bildinformationen auf der Anzeigeeinheit.
23 veranschaulicht ein Beispiel von Korrekturwerten, die in einer Korrekturdatenspeichereinheit gespeichert sind.
24 veranschaulicht ein Beispiel von Korrekturwerten, die in der Korrekturdatenspeichereinheit gespeichert sind.
25 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines Mikroskopsystems veranschaulicht.
26 ist eine schematische Ansicht zur Erläuterung eines Beispiels eines Verfahrens zur Berechnung der Anzahl von fluoreszierenden Molekülen oder der Anzahl von Antikörpern in einem Pixel.
27 ist ein Blockdiagramm, das ein Hardwarekonfigurationsbeispiel der Informationsverarbeitungsvorrichtung veranschaulicht.

MODUS ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Nachfolgend wird eine typische Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielhaft beschrieben.
Mit Bezug auf 1 wird ein Konfigurationsbeispiel eines Informationsverarbeitungssystems gemäß einer Ausführungsform beschrieben. Das in 1 gezeigte Informationsverarbeitungssystem umfasst eine Informationsverarbeitungsvorrichtung 100 und eine Datenbank 200.
(Fluoreszierendes Reagenz 10)
Ein fluoreszierendes Reagenz 10 ist ein chemisches Mittel, das zur Färbung einer Probe 20 verwendet wird. Das fluoreszierende Reagenz 10 ist beispielsweise ein fluoreszierender Antikörper (einschließlich eines primären Antikörpers, der für direkte Markierung verwendet wird, oder eines sekundären Antikörpers, der für indirekte Markierung verwendet wird), eine Fluoreszenzsonde, ein Reagenz zur Kernfärbung, oder dergleichen, aber die Art des fluoreszierenden Reagenz 10 ist nicht darauf beschränkt. Das fluoreszierende Reagenz 10 wird mit Identifikationsinformationen (hiernach als „Reagenzidentifikationsinformationen 11“ bezeichnet) verwaltet, die die Identifizierung des fluoreszierenden Reagenz 10 oder eine Produktionscharge des fluoreszierenden Reagenz 10 ermöglichen. Die Reagenzidentifikationsinformationen 11 sind zum Beispiel Strichcodeinformationen (eindimensionale Strichcodeinformationen, zweidimensionale Strichcodeinformationen oder dergleichen), ohne darauf beschränkt zu sein. Sogar im Fall des gleichen Produkts sind Eigenschaften des fluoreszierenden Reagenz 10 in Abhängigkeit vom Produktionsverfahren, einem Zustand einer Zelle, aus welcher der Antikörper gewonnen wird, und dergleichen verschieden. Zum Beispiel sind im fluoreszierenden Reagenz 10 ein Spektrum, eine Quantenausbeute, eine Fluoreszenzmarkierungsrate und dergleichen für jede Produktionscharge verschieden. Daher wird im Informationsverarbeitungssystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform das fluoreszierende Reagenz 10 für jede Produktionscharge verwaltet, indem es mit den Reagenzidentifikationsinformationen 11 versehen wird. Dadurch kann die Informationsverarbeitungsvorrichtung 100 Fluoreszenztrennung auch unter Berücksichtigung eines leichten Unterschieds in den Eigenschaften, der für jede Produktionscharge erscheint, durchführen.
(Probe 20)
Die Probe 20 wird aus einem Analyten oder einer Gewebeprobe, die einem menschlichen Körper zum Zwecke der pathologischen Diagnose oder dergleichen entnommen wurde, hergestellt. Die Probe 20 kann ein Gewebeschnitt, eine Zelle oder ein Mikropartikel sein. Bezüglich der Probe 20 unterliegt ein Art des verwendeten Gewebes (ein Organ oder dergleichen), eine Art einer Zielerkrankung, ein Attribut eines Individuums (Alter, Geschlecht, Bluttyp, ethnische Zugehörigkeit und dergleichen) oder eine Lebensführung des Ziels (Essgewohnheiten, Bewegungsgewohnheiten, Rauchgewohnheiten und dergleichen) keinen Einschränkungen. Der Gewebeschnitt kann beispielsweise einen Schnitt vor der Färbung eines Gewebeschnitts als ein Färbeziel (hiernach einfach als „Schnitt“ bezeichnet), einen Schnitt neben dem gefärbten Schnitt, und einen vom gefärbten Schnitt verschiedenen Schnitt im gleichen Block (von der gleichen Stelle wie der gefärbte Schnitt entnommen) umfassen. Ferner kann der Gewebeschnitt einen Schnitt in einem anderen Block (von einer anderen Stelle als der gefärbte Schnitt entnommen) im gleichen Gewebe, einen Schnitt, der einem anderen Patienten entnommen wurde, und dergleichen umfassen.
Die Probe 20 wird mit Identifikationsinformationen (hiernach als „Probenidentifikationsinformationen 21“ bezeichnet) verwaltet, die die Identifizierung der Probe 20 ermöglichen. Ähnlich wie die Reagenzidentifikationsinformationen 11 sind die Probenidentifikationsinformationen 21 zum Beispiel Strichcodeinformationen (eindimensionale Strichcodeinformationen, zweidimensionale Strichcodeinformationen oder dergleichen), ohne darauf beschränkt zu sein. Die Probe 20 weist unterschiedliche Eigenschaften je nach Art des verwendeten Gewebes, einer Art einer Zielerkrankung, eines Attributs eines Individuums, einer Lebensführung des Individuums oder dergleichen auf. Zum Beispiel variieren in der Probe 20 ein Messkanal, ein Spektrum oder dergleichen in Abhängigkeit von der Art des verwendeten Gewebes oder dergleichen. Im Informationsverarbeitungssystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die Probe 20 individuell verwaltet, indem sie mit Probenidentifikationsinformationen 21 versehen wird. Dadurch kann die Informationsverarbeitungsvorrichtung 100 Fluoreszenztrennung auch unter Berücksichtigung eines leichten Unterschieds in den Eigenschaften, der für jede Probe 20 erscheint, durchführen.
(Fluoreszenzgefärbte Probe 30)
Eine fluoreszenzgefärbte Probe 30 wird durch Färbung der Probe 20 mit dem fluoreszierenden Reagenz 10 hergestellt. In der vorliegenden Ausführungsform wird in der fluoreszenzgefärbten Probe 30 angenommen, dass die Probe 20 mit ein oder mehr fluoreszierenden Reagenzien 10 gefärbt wird. Die Anzahl an fluoreszierenden Reagenzien 10, die zur Färbung der Probe 20 verwendet werden, ist jedoch nicht begrenzt. Ein Färbeverfahren wird durch eine Kombination der Probe 20 und des fluoreszierenden Reagenz 10 oder dergleichen bestimmt, unterliegt aber keinen besonderen Einschränkungen.
Im Fall der Verwendung einer Probe, die nicht mit dem fluoreszierenden Reagenz 10 markiert ist (hiernach als nicht fluoreszenzgefärbte Probe" bezeichnet), kann die Probe 20 beispielsweise wie sie ist als nicht fluoreszenzgefärbte Probe verwendet werden, ohne mit dem fluoreszierenden Reagenz 10 gefärbt zu sein.
(Informationsverarbeitungsvorrichtung 100)
Wie in 1 dargestellt, weist die Informationsverarbeitungsvorrichtung 100 eine Erfassungseinheit 110, eine Speichereinheit 120, eine Verarbeitungseinheit 130, eine Anzeigeeinheit 140, eine Steuereinheit 150 und eine Bedienungseinheit 160 auf. Die Informationsverarbeitungsvorrichtung 100 kann beispielsweise von einem Fluoreszenzmikroskopsystem konfiguriert werden, ist aber nicht notwendigerweise darauf beschränkt, und sie kann verschiedene Vorrichtungen aufweisen. Die Informationsverarbeitungsvorrichtung 100 kann beispielsweise durch einen Personalcomputer (PC) konfiguriert werden.
(Erfassungseinheit 110)
Die Erfassungseinheit 110 erfasst Informationen, die für verschiedene Arten von Verarbeitung der Informationsverarbeitungsvorrichtung 100 verwendet werden sollen. Die in 1 gezeigte Erfassungseinheit 110 weist eine Informationserfassungseinheit 111 und eine Fluoreszenzsignalerfassungseinheit 112 auf.
(Informationserfassungseinheit 111)
Die Informationserfassungseinheit 111 erfasst Informationen bezüglich des fluoreszierenden Reagenz 10 (hiernach als „Reagenzinformationen“ bezeichnet) und von Informationen bezüglich der Probe 20 (hiernach als „Probeninformationen“ bezeichnet). Insbesondere erfasst die Informationserfassungseinheit 111 die dem fluoreszierenden Reagenz 10 zugewiesenen Reagenzidentifikationsinformationen 11, die zur Erzeugung der fluoreszenzgefärbten Probe 30 verwendet werden, und die der fluoreszenzgefärbten Probe 30 und/oder der Probe 20 zugewiesenen Probenidentifikationsinformationen 21, die zur Erzeugung der nicht fluoreszenzgefärbten Probe verwendet werden. Beispielsweise erfasst die Informationserfassungseinheit 111 die Reagenzidentifikationsinformationen 11 und die Probenidentifikationsinformationen 21, die dem fluoreszierenden Reagenz 10 und der Probe 20 zugewiesen wurden, als Strichcodeinformationen unter Verwendung eines Strichcodelesegeräts oder dergleichen. Dann erfasst die Informationserfassungseinheit 111 die Reagenzinformationen basierend auf den Reagenzidentifikationsinformationen 11 aus der Datenbank 200, und sie erfasst die Probeninformationen basierend auf den Probenidentifikationsinformationen 21 aus der Datenbank 200. Die Informationserfassungseinheit 111 speichert die erfassten Informationen in einer Informationsspeichereinheit 121, die später beschrieben wird.
In der vorliegenden Ausführungsform umfassen die Probeninformationen ein verbundenes Autofluoreszenzreferenzspektrum, und die Reagenzinformationen umfassen ein verbundenes Fluoreszenzreferenzspektrum. Das verbundene Autofluoreszenzreferenzspektrum wird durch Verbindung von Spektren einer autofluoreszierenden Substanz in der Probe 20 in einer Wellenlängenrichtung erhalten. Das verbundene Fluoreszenzreferenzspektrum wird durch Verbindung von Spektren einer fluoreszierenden Substanz in der fluoreszenzgefärbten Probe 30 in einer Wellenlängenrichtung erhalten. Es ist anzumerken, dass das verbundene Autofluoreszenzreferenzspektrum und das verbundene Fluoreszenzreferenzspektrum auch einfach als „Autofluoreszenzreferenzspektrum“ bzw. „Fluoreszenzreferenzspektrum“ bezeichnet werden, und das verbunden Autofluoreszenzspektrum und das verbunden Fluoreszenzreferenzspektrum gemeinsam als „Referenzspektrum“ bezeichnet werden.
(Datenbank 200)
Die Datenbank 200 ist eine Vorrichtung, die Informationen wie die Reagenzinformationen und die Probeninformationen verwaltet. Genauer gesagt verwaltet die Datenbank 200 die Reagenzidentifikationsinformationen 11 und die Reagenzinformationen in Verbindung miteinander, und sie verwaltet die Probenidentifikationsinformationen 21A und die Probeninformationen in Verbindung miteinander. Die Informationserfassungseinheit 111 kann die Reagenzinformationen basierend auf den Reagenzidentifikationsinformationen 11 des fluoreszierenden Reagenz 10 aus der Datenbank 200 erfassen, und sie kann die Probeninformationen basierend auf den Probenidentifikationsinformationen 21 der Probe 20 aus der Datenbank 200 erfassen. Die in 1 gezeigte Datenbank 200 ist mit der Informationsverarbeitungsvorrichtung 100 (insbesondere mit der Erfassungseinheit 110 (Informationserfassungseinheit 111)) über ein Netzwerk verbunden.
Es wird davon ausgegangen, dass die von der Datenbank 200 verwalteten Reagenzinformationen Informationen sind, die einen Messkanal, der für eine fluoreszierende Substanz des fluoreszierenden Reagenz 10 spezifisch ist, und ein Fluoreszenzreferenzspektrum enthalten, ohne aber unbedingt darauf beschränkt zu sein. Der „Messkanal“ ist ein Konzept, das auf eine im fluoreszierenden Reagenz 10 enthaltene fluoreszierende Substanz hinweist. Da die Anzahl der fluoreszierenden Substanzen je nach fluoreszierendem Reagenz 10 schwankt, wird der Messkanal in Verbindung mit jedem fluoreszierenden Reagenz 10 als Reagenzinformationen verwaltet. Ferner ist das in den Reagenzinformationen enthaltene Fluoreszenzreferenzspektrum ein Fluoreszenzspektrum jeder fluoreszierenden Substanz, die im Messkanal enthalten ist.
Es wird davon ausgegangen, dass die von der Datenbank 200 verwalteten Probeninformationen Informationen sind, die einen Messkanal, der für eine autofluoreszierende Substanz der Probe 20 spezifisch ist, und ein Autofluoreszenzreferenzspektrum enthalten, ohne aber unbedingt auf diese Informationen beschränkt zu sein. Der „Messkanal“ ist ein Konzept, das auf eine in der Probe 20 enthaltene autofluoreszierende Substanz hinweist, und es ist ein Konzept, das beispielsweise auf Hämoglobin, Arachidonsäure, Katalase, Kollagen, FAD, NADPH und ProLongDiamond hinweist. Da die Anzahl der autofluoreszierenden Substanzen je nach Probe 20 schwankt, wird der Messkanal in Verbindung mit jeder Probe 20 als Probeninformationen verwaltet. Ferner ist das in den Probeninformationen enthaltene Autofluoreszenzreferenzspektrum ein Autofluoreszenzspektrum jeder autofluoreszierenden Substanz, die im Messkanal enthalten ist. Es sei angemerkt, dass die von der Datenbank 200 verwalteten Informationen nicht unbedingt auf die oben beschriebenen Informationen beschränkt sind.
(Fluoreszenzsignalerfassungseinheit 112)
Die Fluoreszenzsignalerfassungseinheit 112 erfasst eine Vielzahl von Fluoreszenzsignalen, die durch Bestrahlung der fluoreszenzgefärbten Probe 30 mit einer Vielzahl von Strahlen von Anregungslicht mit verschiedenen Wellenlängen (d.h. eine Vielzahl von Fluoreszenzsignalen, die einzeln der Vielzahl von Strahlen von Anregungslicht entsprechen) erfasst wurden. Genauer gesagt erfasst die Fluoreszenzsignalerfassungseinheit 112 durch Empfangen von Licht von der fluoreszenzgefärbten Probe 30 und Ausgeben eines Detektionssignals, das einer Menge des empfangenen Lichts entspricht, ein Fluoreszenzspektrum der fluoreszenzgefärbten Probe 30 basierend auf dem Detektionssignal. Hier werden Charakteristika (beispielsweise einschließlich einer Wellenlänge und einer Lichtintensität) des Anregungslichts basierend auf Reagenzinformationen und dergleichen bestimmt (das heißt Informationen bezüglich des fluoreszierenden Reagenz 10 und dergleichen). Es ist anzumerken, dass das hier erwähnte Fluoreszenzsignal keinen besonderen Einschränkungen unterliegt, solange das Signal von Fluoreszenz stammt und beispielsweise ein Fluoreszenzspektrum sein kann.
Die Fluoreszenzsignalerfassungseinheit 112 kann eine Vielzahl von Fluoreszenzsignalen (Fluoreszenzspektren), die sich auf eine nicht fluoreszenzgefärbte Probe beziehen, durch Bestrahlung der nicht fluoreszenzgefärbten Probe mit einer Vielzahl von Strahl von Anregungslicht mit einem ähnlichen Verfahren erfassen.
2A bis 2D sind spezifische Beispiele von Fluoreszenzspektren, die von der Fluoreszenzsignalerfassungseinheit 112 erfasst wurden. Die fluoreszenzgefärbte Probe 30 bezüglich 2A bis 2D enthält vier fluoreszierende Substanzen: DAPI, CK/AF488, PgR/AF594 und ER/AF647. 2A bis 2D veranschaulichen Beispiele von Fluoreszenzspektren, die durch Bestrahlung der fluoreszenzgefärbten Probe 30 mit Anregungslicht mit Anregungswellenlängen von 392 [nm] (2A), 470 [nm] (2B), 549 [nm] (2C) und 628 [nm] (2D) für die einzelnen fluoreszierenden Substanzen erfasst wurden. Es ist anzumerken, dass die Fluoreszenzwellenlänge zu einer Seite mit längerer Wellenlänge als die Anregungswellenlänge verschoben wird, weil Energie für die Fluoreszenzemission ausgestrahlt wird (Stokes-Verschiebung). Ferner sind die in der fluoreszenzgefärbten Probe 30 enthaltene fluoreszierende Substanz und eine Anregungswellenlänge des auszustrahlenden Anregungslichts nicht auf das oben beschriebene Beispiel beschränkt. Die Fluoreszenzsignalerfassungseinheit 112 speichert das erfasste Fluoreszenzspektrum in einer Fluoreszenzsignalspeichereinheit 122 (siehe 1), die später noch beschrieben wird.
(Speichereinheit 120)
Die in 1 gezeigte Speichereinheit 120 speichert Informationen, die für verschiedene Arten von Verarbeitung der Informationsverarbeitungsvorrichtung 100 verwendet werden sollen, oder Informationen, die durch die verschiedenen Arten der Verarbeitung ausgegeben werden. Wie in 1 zu sehen ist, weist die Speichereinheit 120 der vorliegenden Ausführungsform die Informationsspeichereinheit 121 und die Fluoreszenzsignalspeichereinheit 122 auf.
(Informationsspeichereinheit 121)
Die Informationsspeichereinheit 121 ist speichert Reagenzinformationen und Probeninformationen, die von der Informationserfassungseinheit 111 erfasst wurden.
(Fluoreszenzsignalspeichereinheit 122)
Die Fluoreszenzsignalspeichereinheit 122 speichert ein Fluoreszenzsignal der fluoreszenzgefärbten Probe 30, das von der Fluoreszenzsignalerfassungseinheit 112 erfasst wurde. Die Fluoreszenzsignalspeichereinheit 122 speichert ferner auch ein Fluoreszenzsignal der nicht fluoreszenzgefärbten Probe, das von der Fluoreszenzsignalerfassungseinheit 112 erfasst wurde.
(Verarbeitungseinheit 130)
Die Verarbeitungseinheit 130 führt verschiedene Arten von Verarbeitung durch, einschließlich Verarbeitung zur Durchführung von Fluoreszenztrennung (das heißt Farbtrennungsverarbeitung). Wie es in 1 zu sehen ist, weist die Verarbeitungseinheit 130 eine Verbindungseinheit 131, eine Trennungsverarbeitungseinheit 132 und eine Bilderzeugungseinheit 133 auf.
(Verbindungseinheit 131)
Die Verbindungseinheit 131 erzeugt ein verbundenes Fluoreszenzspektrum durch Verbindung mindestens einiger einer Vielzahl von Fluoreszenzspektren, die von der Fluoreszenzsignalerfassungseinheit 112 (das heißt einer Vielzahl von Fluoreszenzspektren, die in der Fluoreszenzsignalspeichereinheit 122 gespeichert sind) in einer Wellenrichtung erfasst wurden. Zum Beispiel extrahiert die Verbindungseinheit 131 Daten einer vorgegebenen Breite aus jedem Fluoreszenzspektrum, so dass sie einen Maximalwert der Fluoreszenzintensität für jedes von vier von der Fluoreszenzsignalerfassungseinheit 112 erfassten Fluoreszenzspektren (siehe Bezugszeichen „A“ bis „D“ in 3) umfassen. Eine Breite eines Wellenlängenbandes, in dem die Verbindungseinheit 131 Daten extrahiert, kann auf der Basis von Reagenzinformationen, einer Anregungswellenlänge, einer Fluoreszenzwellenlänge und dergleichen bestimmt werden, oder sie kann für jede fluoreszierende Substanz verschieden sein. Das heißt, die Breite des Wellenlängenbandes, in dem die Verbindungseinheit 131 Daten extrahiert, kann für die in „A“ bis „D“ von 3 dargestellten Fluoreszenzspektren verschieden sein. Wie in „E“ von 3 dargestellt, erzeugt die Verbindungseinheit 131 dann ein verbundenes Fluoreszenzspektrum, indem sie die extrahierten Daten in der Wellenlängenrichtung miteinander verbindet. Es sei angemerkt, dass die Wellenlängen an einer Grenze zwischen den verbundenen Daten nicht unbedingt kontinuierlich sind, da das verbundene Fluoreszenzspektrum Daten aufweist, die aus der Mehrzahl von Fluoreszenzspektren extrahiert sind.
Die Verbindungseinheit 131 der vorliegenden Ausführungsform verbindet eine Vielzahl von Fluoreszenzspektren in der Wellenlängenrichtung nach dem Ausgleichen der jedem der Vielzahl von Fluoreszenzspektren entsprechenden Intensität von Anregungslicht (mit anderen Worten nach Korrektur der Vielzahl von Fluoreszenzspektren auf Basis der Intensität des Anregungslichts). Genauer gesagt führt die Verbindungseinheit 131 die Verbindung der Vielzahl von Fluoreszenzspektren nach dem Ausgleichen der jedem der Vielzahl von Fluoreszenzspektren entsprechenden Intensität des Anregungslichts durch, indem sie jedes Fluoreszenzspektrum durch eine Anregungsleistungsdichte, die auf die Intensität des Anregungslichts hinweist, teilt. Dadurch wird ein Fluoreszenzspektrum, das erhalten werden soll, wenn die fluoreszenzgefärbte Probe 30 mit dem Anregungslicht mit der gleichen Intensität bestrahlt wird, erhalten. Wenn sich die Intensität des Anregungslichts zur Bestrahlung unterscheidet, unterscheidet sich ferner auch die Intensität eines Spektrums (hiernach als
„Absorptionsspektrum“ bezeichnet), das von der fluoreszenzgefärbten Probe 30 absorbiert wird, je nach Intensität des Anregungslichts. Deshalb kann durch Ausgleichen der Intensität des Anregungslichts, die jedem der Vielzahl von Fluoreszenzspektren entspricht, das Absorptionsspektrum in geeigneter Weise bewertet werden.
Die Intensität des Anregungslichts in der vorliegenden Beschreibung kann Anregungsleistung oder Anregungsleistungsdichte sein, wie oben beschrieben. Bei der Anregungsleistung oder der Anregungsleistungsdichte kann es sich um Leistung oder eine Leistungsdichte handeln, die durch tatsächliches Messen des von der Lichtquelle emittierten Anregungslichts erhalten wird, oder um Leistung oder eine Leistungsdichte handeln, die von einer an die Lichtquelle angelegten Ansteuerspannung erhalten wird. Es sei angemerkt, dass die Intensität des Anregungslichts in der vorliegenden Beschreibung ein Wert sein kann, der durch Korrigieren der oben beschriebenen Leistungsdichte unter Verwendung einer Absorptionsrate für individuelles Anregungslicht eine zu beobachteten Schnitts, einer Verstärkungsrate eines Detektionssignals in einem Detektionssystem (einer Fluoreszenzsignalerfassungseinheit oder dergleichen), das die vom Schnitt emittierte Fluoreszenz detektiert, erhalten wird. Das heißt, bei der Intensität des Anregungslichts in der vorliegenden Beschreibung kann es sich um eine Leistungsdichte des Anregungslichts, das tatsächlich zur Anregung einer fluoreszierenden Substanz beiträgt, einen Wert, der durch das Korrigieren der Leistungsdichte mit dem Verstärkungsfaktor des Detektionssystems erhalten wird, oder dergleichen handeln. Durch Berücksichtigen der Absorptionsrate, der Verstärkungsrate und dergleichen ist es möglich, die Intensität des Anregungslichts, die sich gemäß einer Änderung eines Maschinenzustands oder einer Umgebung ändert, entsprechend zu korrigieren, so dass es möglich ist, ein verbundenes Fluoreszenzspektrum zu erzeugen, das Farbtrennung mit höherer Genauigkeit ermöglicht.
Ein Korrekturwert (auch als „Intensitätskorrekturwert“ bezeichnet), der auf der Intensität des Anregungslichts für jedes Fluoreszenzspektrum basiert, ist nicht auf einen Wert zum Ausgleichen der Intensität des Anregungslichts beschränkt, die jedem der Vielzahl von Fluoreszenzspektren entspricht, und der Korrekturwert kann verschiedentlich modifiziert werden. Zum Beispiel neigt eine Signalintensität eines Fluoreszenzspektrums mit einer Intensitätsspitze auf der Seite einer langen Wellenlänge dazu (auch als Spitzenfluoreszenzspektrum auf der Seite der langen Wellenlänge" bezeichnet), niedriger als eine Signalintensität eines Fluoreszenzspektrums mit einer Intensitätsspitze auf der Seite einer kurzen Wellenlänge zu sein (auch als „Spitzenfluoreszenzspektrum auf der Seite der kurzen Wellenlänge“ bezeichnet). Wenn sowohl das Spitzenfluoreszenzspektrum auf der Seite der langen Wellenlänge als auch das Spitzenfluoreszenzspektrum auf der Seite der kurzen Wellenlänge in dem verbundenen Fluoreszenzspektrum enthalten sind, wird daher das Spitzenfluoreszenzspektrum auf der Seite der langen Wellenlänge kaum berücksichtigt, und das Spitzenfluoreszenzspektrum auf der Seite der kurzen Wellenlänge kann in einigen Fällen hauptsächlich extrahiert werden. Durch Einstellen eines Intensitätskorrekturwerts für das Spitzenfluoreszenzspektrum auf der Seite der langen Wellenlänge auf einen größeren Wert ist es in diesem Fall beispielsweise möglich, die Trenngenauigkeit des Spitzenfluoreszenzspektrums auf der Seite der kurzen Wellenlänge zu verbessern.
Ferner kann die Verbindungseinheit 131 eine Wellenlängenauflösung jedes der Vielzahl von zu verbindenden Fluoreszenzspektren unabhängig von anderen Fluoreszenzspektren korrigieren. Beispielsweise sind in einem Fluoreszenzspektrum von AF546 und einem Fluoreszenzspektrum von AF555 eine Spektrumsform und eine Spitzenwellenlänge fast gleich. Das Fluoreszenzspektrum von AF555 und das Fluoreszenzspektrum von AF546 unterscheiden sich voneinander, indem das Fluoreszenzspektrum von AF555 eine Schulter an einem unteren Abschnitt auf der Seite der hohen Wellenlänge aufweist, während das Fluoreszenzspektrum von AF546 keine solche Schulter aufweist. Wenn zwei Fluoreszenzspektren eng beieinander liegen, entsteht wie oben beschrieben das Problem, dass es schwierig ist, Farbtrennung an den zwei Fluoreszenzspektren durch Spektrumextraktion durchzuführen.
Dieses Problem kann durch Erhöhung einer Wellenlängenauflösung des verbundenen Fluoreszenzspektrums in einigen Fällen gelöst werden. Dies weist darauf hin, dass Farbtrennung unter Verwendung der Fluoreszenzspektren durch Erhöhung der Wellenlängenauflösung sogar dann durchgeführt werden kann, wenn eine Vielzahl von Fluoreszenzspektren mit nah beieinander liegenden Spektralformen und Spitzenwellenlängen verwendet werden.
Wenn die Wellenlängenauflösung erhöht wird, nimmt jedoch eine Datenmenge des verbundenen Fluoreszenzspektrums zu und eine notwendige Speicherkapazität, Rechenkosten bei der Fluoreszenztrennverarbeitung und dergleichen werden höher. Unter der Vielzahl von zu verbindenden Fluoreszenzspektren korrigiert die Verbindungseinheit 131 daher ein Fluoreszenzspektrum, von dem angenommen wird, dass es nur schwer einer Farbtrennung unterworfen werden kann, so dass es eine hohe Wellenlängenauflösung aufweist, und sie korrigiert ein Fluoreszenzspektrum von dem angenommen wird, dass es einfach einer Farbtrennung unterworfen werden kann, so dass es eine niedrige Wellenlängenauflösung aufweist. Dadurch wird es möglich, die Farbtrennungsgenauigkeit zu verbessern, während eine Zunahme der Datenmenge unterdrückt wird.
Hier wird ein Verfahren zum Erzeugen eines verbundenen Fluoreszenzspektrums unter Verwendung der Verbindungseinheit 131 mit spezifischen Beispielen beschrieben. Im vorliegenden Beispiel wird ähnlich wie bei dem Verfahren zum Erzeugen eines verbundenen Fluoreszenzspektrums, das oben mit Bezug auf 3 beschrieben wurde, die fluoreszenzgefärbte Probe 30, die die vier fluoreszierenden Substanzen DAPI, CK/AF488, PgR/AF594 und ER/AF647 enthält, verwendet. Veranschaulicht wird ein Fall, in dem vier Fluoreszenzspektren, die durch Bestrahlung der fluoreszenzgefärbten Probe 30 mit Anregungslicht mit Anregungswellenlängen von 392 nm, 470 nm, 549 nm und 628 nm für die einzelnen fluoreszierenden Substanzen erfasst wurden, verbunden werden.
4 ist eine Grafik, die ein Beispiel eines verbundenen Fluoreszenzspektrums veranschaulicht, das aus den in „A“ bis „D“ von 3 gezeigten Fluoreszenzspektren erzeugt wurde. Wie in 4 gezeigt wird, extrahiert die Verbindungseinheit 131 ein Fluoreszenzspektrum SP1 in einem Wellenlängenband einer Anregungswellenlänge von 392 nm oder mehr und 591 nm oder weniger aus dem in „A“ von 3 gezeigten Fluoreszenzspektrum. Ferner extrahiert die Verbindungseinheit 131 ein Fluoreszenzspektrum SP2 in einem Wellenlängenband einer Anregungswellenlänge von 470 nm oder mehr und 669 nm oder weniger aus dem in „B“ von 3 gezeigten Fluoreszenzspektrum. Ferner extrahiert die Verbindungseinheit 131 ein Fluoreszenzspektrum SP3 in einem Wellenlängenband einer Anregungswellenlänge von 549 nm oder mehr und 748 nm oder weniger aus dem in „C“ von 3 gezeigten Fluoreszenzspektrum. Ferner extrahiert die Verbindungseinheit 131 ein Fluoreszenzspektrum SP4 in einem Wellenlängenband einer Anregungswellenlänge von 628 nm oder mehr und 827 nm oder weniger aus dem in „D“ von 3 gezeigten Fluoreszenzspektrum. Als Nächstes korrigiert die Verbindungseinheit 131 eine Wellenlängenauflösung des extrahierten Fluoreszenzspektrums SP1 auf 16 nm (ohne Korrektur der Intensität), korrigiert die Intensität des Fluoreszenzspektrums SP2 auf das 1,2-Fache und korrigiert eine Wellenlängenauflösung auf 8 nm. Ferner korrigiert die Verbindungseinheit 131 die Intensität des Fluoreszenzspektrums SP3 auf das 1,5-Fache (ohne Korrektur eine Wellenlängenauflösung), korrigiert die Intensität des Fluoreszenzspektrums SP4 auf das 4,0-Fache und korrigiert eine Wellenlängenauflösung auf 4 nm. Dann erzeugt die Verbindungseinheit 131 das verbundene Fluoreszenzspektrum, das in 4 gezeigt ist, indem sie die korrigierten Fluoreszenzspektren SP1 bis SP4 der Reihe nach verbindet.
Es sei angemerkt, dass 4 ein verbundenes Fluoreszenzspektrum zeigt, das durch Extraktion und Verbindung der Fluoreszenzspektren SP1 bis SP4 mit einer vorgegebenen Bandbreite (200 nm Breite in 4) aus der Anregungswellenlänge erhalten wurde, wenn die Verbindungseinheit 131 jedes Fluoreszenzspektrum erfasst. Die Bandbreite des von der Verbindungseinheit 131 extrahierten Fluoreszenzspektrums muss zwischen den Fluoreszenzspektren jedoch nicht übereinstimmen und kann sich zwischen den Fluoreszenzspektren unterscheiden. Das heißt, ein von der Verbindungseinheit 131 aus jedem Fluoreszenzspektrum extrahiertes Gebiet kann ein beliebiges Gebiet sein, das eine Spitzenwellenlänge jedes Fluoreszenzspektrums aufweist, und ein Wellenlängenband und eine Bandbreite des extrahierten Gebiets können entsprechend geändert werden. Wenn das Wellenlängenband und die Bandbreite des zu extrahierenden Gebiets verändert werden, kann eine Verschiebung der Spektrumswellenlänge aufgrund der Stokes-Verschiebung in Betracht gezogen werden. Auf diese Weise kann durch Extraktion und Verwendung eines begrenzten Wellenlängenbands eine Datenmenge reduziert werden, so dass Fluoreszenztrennverarbeitung mit höherer Geschwindigkeit durchgeführt werden kann.
(Trennungsverarbeitungseinheit 132)
Die in 1 gezeigte Trennungsverarbeitungseinheit 132 führt die Farbtrennungsverarbeitung an einem Fluoreszenzsignal der fluoreszenzgefärbten Probe 30 (das heißt einem Fluoreszenzspektrum einer gefärbten Probe), das von der Fluoreszenzsignalspeichereinheit 122 erfasst wurde, durch. Ferner führt die Trennungsverarbeitungseinheit 132 die Farbtrennungsverarbeitung an einem Fluoreszenzsignal einer nicht fluoreszenzgefärbten Probe durch (das heißt einem Fluoreszenzspektrum einer ungefärbten Probe). Durch die Farbtrennungsverarbeitung werden aus dem Fluoreszenzsignal der fluoreszenzgefärbten Probe 30 ein gefärbtes Fluoreszenzkomponentenbild, das durch Extraktion eines Fluoreszenzbildes eines fluoreszierenden Reagenz erzeugt wurde, und ein gefärbtes Autofluoreszenzkomponentenbild, das durch Extraktion eines Fluoreszenzbildes einer Autofluoreszenzkomponente erhalten wurde, als getrennte Bilder abgeleitet. Analog werden aus dem Fluoreszenzsignal der nicht fluoreszenzgefärbten Probe ein ungefärbtes Fluoreszenzkomponentenbild, das durch Extraktion eines Fluoreszenzbildes eines fluoreszierenden Reagenz erzeugt wurde, und ein ungefärbtes Autofluoreszenzkomponentenbild, das durch Extraktion eines Fluoreszenzbildes einer Autofluoreszenzkomponente erhalten wurde, als getrennte Bilder abgeleitet.
Beispielsweise kann für die Farbtrennungsverarbeitung eine Methode der kleinsten Quadrate (LSM), eine Methode der gewichteten kleinsten Quadrate (WLSM) oder dergleichen verwendet werden. Ferner kann beispielsweise eine nichtnegative Matrixfaktorisierung (NMF), eine Singulärwertzerlegung (SVD), eine Hauptkomponentenanalyse (PCA) oder dergleichen für die Extraktion des Autofluoreszenzspektrums und/oder Fluoreszenzspektrums verwendet werden.
(Methode der kleinsten Quadrate)
Hier wird eine Methode der kleinsten Quadrate, die bei der Farbtrennungsverarbeitung durch die Trennungsverarbeitungseinheit 132 verwendet wird, beschrieben. Die Methode der kleinsten Quadrate ist ein Berechnungsverfahren zur Berechnung eines Farbmischungsverhältnisses durch Anpassung eines Referenzspektrums an ein Fluoreszenzspektrum, das ein Pixelwert jedes Pixels in einem eingegebenen Probenfluoreszenzspektrum ist (beispielsweise ein Fluoreszenzspektrum einer gefärbten Probe (gefärbtes Probenbild)). Es sei angemerkt, dass das Farbmischungsverhältnis ein Index ist, der auf einen Mischungsgrad einzelner Substanzen hinweist. Die folgende Formel (1) ist eine Formel, die einen Rest repräsentiert, der durch Subtraktion eines Referenzspektrums St (eines Fluoreszenzreferenzspektrum und eines Autofluoreszenzspektrums), gemischt mit einem Farbmischungsverhältnis „a“, von einem Fluoreszenzspektrum (Signal) erhalten wurde. Es sei angemerkt, dass „Signal (1 x Anzahl der Kanäle)“ in Formel (1) darauf hinweist, dass die Anzahl der existierenden Fluoreszenzspektren (Signal) der Anzahl der Kanäle der Wellenlänge gleicht. Beispielsweise ist Signal eine Matrix, die ein oder mehr Fluoreszenzspektren repräsentiert. Ferner weist „St (die Anzahl der Substanzen x die Anzahl der Kanäle)“ darauf hin, dass die Anzahl der existierenden Referenzspektren der Anzahl der Kanäle der Wellenlänge für einzelne Substanzen gleicht (eine fluoreszierende Substanz und eine autofluoreszierende Substanz). Beispielsweise ist St eine Matrix, die ein oder mehr Referenzspektren repräsentiert. Ferner weist „a (1x die Anzahl der Substanzen)“ darauf hin, dass das Farbmischungsverhältnis „a“ für einzelne Substanzen bereitgestellt wird (eine fluoreszierende Substanz und eine autofluoreszierende Substanz). Beispielsweise ist „a“ eine Matrix, die ein Farbmischungsverhältnis jedes Referenzspektrums im Fluoreszenzspektrum repräsentiert.

[Ausdruck 1] $\begin{array}{l} Signal (1 \times ANZAHL DER KANÄLE) - a (1 \times ANZAHL DER \\ SUBSTANZEN) * St (ANZAHL DER SUBSTANZEN \times ANZAHL DER \\ KANÄLE) \end{array}$
Dann berechnet die Trennungsverarbeitungseinheit 132 das Farbmischungsverhältnis „a“ jeder Substanz, in der eine Summer der Quadrate in Formel (1), die den Rest repräsentiert, Minimum wird. Die Summe der Quadrate des Rests wird minimiert, wenn ein Ergebnis einer teilweisen Differenzierung bezüglich des Mischungsverhältnisses „a“ in Formel (1) 0 beträgt, den Rest repräsentierend. Folglich berechnet die Trennungsverarbeitungseinheit 132 das Farbmischungsverhältnis „a“ jeder Substanz, bei der die Summe der Quadrate des Rests Minimum wird, durch Lösen der folgenden Formel (2). Es sei angemerkt, dass „St'” in Formel (2) auf eine transponierte Matrix des Referenzspektrums St hinweist. Ferner weist „inv (St*St')“ auf eine inverse Matrix von St*St` hin.

[Ausdruck 2] $\begin{array}{l} \frac{δ (S i g n a l - a * S t)}{δ a} = 0 \\ \Leftrightarrow 2 (S i g n a l - a * S t) * S t' = 0 \\ \Leftrightarrow (S i g n a l - a * S t) * S t' = 0 \\ \Leftrightarrow S i g n a l * S t' - a * (S t * S t') = 0 \\ \Leftrightarrow a = S i g n a l * S t' * i n v (S t * S t') \end{array}$
Hier werden bestimmte Beispiele einzelner Werte der oben beschriebenen Formel (1) in den folgenden Formeln (3) bis (5) gezeigt. In den Beispielen der Formeln (3) bis (5) wird ein Fall ausgedrückt, in dem die Referenzspektren (St) von drei Substanzen (die Anzahl der Substanzen beträgt drei) mit verschiedenen Farbmischungsverhältnissen „a“ im Fluoreszenzspektrum (Signal) miteinander vermischt werden.

[Ausdruck 3] $S t = (\begin{matrix} 50 & 100 & 60 & 25 & 4 \\ 10 & 20 & 100 & 20 & 8 \\ 0.1 & 11 & 30 & 100 & 50 \end{matrix})$

[Ausdruck 4] $a = (\begin{matrix} 3 & 2 & 1 \end{matrix})$

[Ausdruck 5] $S i g n a l = a * S t = (\begin{matrix} \begin{matrix} 170.1 & 351 \end{matrix} & 410 & 215 & 78 \end{matrix})$
Dann wird ein bestimmtes Beispiel eines Berechnungsergebnisses der oben beschriebenen Formel (2) basierend auf einzelnen Werten der Formeln (3) bis (5) in der folgenden Formel (6) gezeigt. Wie in Formel (6) zu erkennen ist, wird „a = (3 2 1)“ (das heißt der gleiche Wert wie die oben beschriebene Formel (4)) korrekt als Berechnungsergebnis berechnet.

[Ausdruck 6] $a = S i g n a l * S t' * i n v (S t * S t') = (\begin{matrix} 3 & 2 & 1 \end{matrix})$
Es sei angemerkt, dass wie oben beschrieben die Trennungsverarbeitungseinheit 132 ein Spektrum für jede fluoreszierende Substanz aus einem Fluoreszenzspektrum durch Durchführung von Berechnung bezüglich der Methode der gewichteten kleinsten Quadrate statt der Methode der kleinsten Quadrate extrahieren kann. Durch die Tatsache, dass Rauschen des Fluoreszenzspektrums (Signal), das ein Messwert ist, eine Poisson-Verteilung aufweist, wird in der Methode der gewichteten kleinsten Quadrate Gewichtung durchgeführt, um einen Fehler eines niedrigen Signalpegels hervorzuheben. Ein oberer Grenzwert, bei dem keine Gewichtung durch die Methode der gewichteten kleinsten Quadrate durchgeführt wird, wird jedoch als ein Versatzwert eingestellt. Der Versatzwert wird durch Charakteristika eines für die Messung verwendeten Sensors bestimmt und der Versatzwert muss in einem Fall, in dem ein Bildgebungselement als Sensor verwendet wird, gesondert optimiert werden. In einem Fall, in dem die Methode der gewichteten kleinsten Quadrate durchgeführt wird, wird das Referenzspektrum St in den oben beschriebenen Formeln (1) und (2) durch St_ ersetzt, repräsentiert durch die folgende Formel (7). Es sei angemerkt, dass die folgende Formel (7) bedeutet, dass St_ durch Dividieren (mit anderen Worten Elementaufteilung) jedes Elements (jeder Komponente) von St, repräsentiert durch die Matrix, durch jedes entsprechende Element (jede Komponente) in ein „Signal + Versatzwert“, ebenfalls repräsentiert durch eine Matrix, berechnet wird.

[Ausdruck 7] $S t_= \frac{S t}{S i g n a l + O f f s e t_{VersatzWERT}}$
Hier zeigt die folgende Formel (8) ein spezifisches Beispiel von St_, repräsentiert durch die oben beschriebene Formel (7) in einem Fall, in dem der Versatzwert 1 ist und Werte des Referenzspektrums St und des Fluoreszenzspektrums Signal durch die oben beschriebenen Formeln (3) bzw. (5) repräsentiert werden.

[Ausdruck 8] $S t_= \frac{S t}{S i g n a l + O f f s e t} \underset{VersatzWERT}{=} (\begin{matrix} 0.2922 & 0.2841 & 0.1460 & 0.1157 & 0.0506 \\ 0.0584 & 0.0568 & 0.2433 & 0.0926 & 0.1013 \\ 5.8445 e^{- 5} & 0.0313 & 0.0730 & 0.4630 & 0.6329 \end{matrix})$
Dann wird ein bestimmtes Beispiel eines Berechnungsergebnisses des Farbmischungsverhältnisses „a“ in diesem Fall in der folgenden Formel (9) gezeigt. Wie in Formel (9) zu erkennen ist, wird „a = (3 2 1)“ korrekt als Berechnungsergebnis berechnet.

[Ausdruck 9] $a = S i g n a l * S t_' * i n v (S t * S t_') = (\begin{matrix} 3 & 2 & 1 \end{matrix})$
(Nichtnegative Matrixfaktorisierung (NMF))
Als Nächstes wird die nichtnegative Matrixfaktorisierung (NMF) beschrieben, die von der Trennungsverarbeitungseinheit 132 zum Extrahieren eines Autofluoreszenzspektrums und/oder eines Fluoreszenzspektrums verwendet wird. Ohne Beschränkung auf die nichtnegative Matrixfaktorisierung (NMF), kann auch die Singulärwertzerlegung (SVD), die Hauptkomponentenanalyse (PCA) oder dergleichen verwendet werden.
5 ist ein Diagramm zum Erklären eines Überblicks des NMF. Wie in 5 zu sehen ist, zerlegt die NMF eine Matrix A nichtnegativer Reihen N und Spalten M (N x M) in eine Matrix W nichtnegativer Reihen N und Spalten k (N x k) und eine Matrix H nichtnegativer Reihen k und Spalten M (k x M). Die Matrix W und die Matrix H werden so bestimmt, dass ein mittlerer quadratischer Rest D zwischen der Matrix A und einem Produkt (W * H) der Matrix W und der Matrix H Minimum wird. In der vorliegenden Ausführungsform entspricht die Matrix A einem Spektrum (N ist die Anzahl der Pixel und M ist die Anzahl der Wellenlängenkanäle) vor Extraktion des Autofluoreszenzspektrums. Die Matrix H ist das extrahierte Autofluoreszenzreferenzspektrum (k ist die Anzahl der Autofluoreszenzreferenzspektren (mit anderen Worten die Anzahl der autofluoreszierenden Substanzen)). M entspricht der Anzahl der Wellenlängenkanäle. Hier wird der mittlere quadratische Rest D durch die folgende Formel (10) repräsentiert. Es sei angemerkt, dass „Norm (D, ,fro`) sich auf eine Frobeniusnorm des mittleren quadratischen Rests D bezieht.
[Ausdruck 10] $D = \frac{n o r m (D,' f r o')}{\sqrt{N * M}}$
Für die Faktorisierung bei der NMF wird ein iteratives Verfahren verwendet, beginnend mit willkürlichen Anfangswerten für die Matrix W und die Matrix H. Bei der NMF ist der Wert (die Anzahl der Autofluoreszenzreferenzspektren) von k zwingend erforderlich, aber die Anfangswerte der Matrix W und der Matrix H können als Option eingestellt werden, statt zwingend erforderlich zu sein, und eine Lösung ist konstant, wenn die Anfangswerte der Matrix W und der Matrix H eingestellt wurden. Andererseits werden in einem Fall, in dem die Anfangswerte der Matrix W und der Matrix H nicht eingestellt werden, diese Anfangswerte willkürlich eingestellt und die Lösung ist nicht konstant.
Die Probe 20 weist unterschiedliche Eigenschaften und auch unterschiedliche Autofluoreszenzspektren je nach Art eines verwendeten Gewebes, einer Art einer Zielerkrankung, eines Attributs eines Individuums, einer Lebensführung des Individuums oder dergleichen auf. Deshalb kann die Informationsverarbeitungsvorrichtung 100 eine genauere Farbtrennungsverarbeitung durch tatsächliche Messung des Autofluoreszenzreferenzspektrums für jede Probe 20 realisieren, wie oben beschrieben.
Es sei angemerkt, dass die Matrix A, die eine Eingabe der NMF ist, eine Matrix ist, die die gleiche Anzahl von Reihen wie die Anzahl von Pixeln N (= Hpix x Vpic) des Bildes einer gefärbten Probe und die gleiche Anzahl von Spalten wie die Anzahl der Wellenlängenkanäle M aufweist, wie oben beschrieben. In einem Fall, in dem die Anzahl der Pixel des Bildes der gefärbten Probe groß ist oder in einem Fall, in dem die Anzahl der Wellenlängenkanäle M groß ist, wird die Matrix A daher eine sehr große Matrix, so dass Berechnungskosten der NMF erhöht werden und eine Verarbeitungszeit lang wird.
Wie es beispielsweise in 6 gezeigt wird, ist es in einem solchen Fall durch Clustering der Anzahl von Pixeln N (= Hpix x Vpic) des gefärbten Bildes in eine designierte Anzahl von Klassen N (<Hpix x Vpix) möglich, die Redundanz einer Verarbeitungszeit aufgrund der Vergrößerung der Matrix A zu unterdrücken.
Beim Clustering werden beispielsweise ähnliche Spektren in der Wellenlängenrichtung und der Intensitätsrichtung in gefärbten Bildern in dieselbe Klasse eingeteilt. Dadurch wird ein Bild erzeugt, das eine kleinere Anzahl von Pixeln als das gefärbte Bild aufweist, so dass die Größe der Matrix A' unter Verwendung dieses Bildes als Eingabe reduziert werden kann.
(Bilderzeugungseinheit 133)
Die in 1 gezeigte Bilderzeugungseinheit 133 erzeugt Bildinformationen auf der Basis von Bildspektrumsdaten (einschließlich eines gefärbten Fluoreszenzkomponentenbildes), die durch eine Reihe von Verarbeitungen (einschließlich der Farbtrennungsverarbeitung an einem Fluoreszenzspektrum) in der Trennungsverarbeitungseinheit 132 erhalten wurden. Beispielsweise kann die Bilderzeugungseinheit 133 die Bildinformationen unter Verwendung eines Fluoreszenzspektrums erzeugen, das einer oder mehreren fluoreszierenden Substanzen entspricht, oder sie kann die Bildinformationen unter Verwendung eines Autofluoreszenzspektrums erzeugen, das einer oder mehreren autofluoreszierenden Substanzen entspricht. Es sei angemerkt, dass die Anzahl und Kombination von fluoreszierenden Substanzen (Molekülen) oder autofluoreszierenden Substanzen (Molekülen), die von der Bilderzeugungseinheit 133 zum Erzeugen der Bildinformationen verwendet werden, keinen besonderen Einschränkungen unterliegen. In einem Fall, in dem verschiedenen Arten von Verarbeitung (beispielsweise Segmentierung, Berechnung des S/N-Werts und dergleichen) unter Verwendung des Fluoreszenzspektrums oder Autofluoreszenzspektrums nach der Trennung durchgeführt werden, kann die Bilderzeugungseinheit 133 ferner Bildinformationen erzeugen, die auf die Ergebnisse der verschiedenen Arten von Verarbeitung hinweisen.
(Anzeigeeinheit 140)
Die Anzeigeeinheit 140 präsentiert Bildinformationen für einen Implementierer (Benutzer) durch Anzeige der von der Bilderzeugungseinheit 133 erzeugten Bildinformationen auf einer Anzeige. Es sei angemerkt, dass eine Art der Anzeige, die als Anzeigeeinheit 140 verwendet wird, keinen besonderen Einschränkungen unterliegt. Obwohl nicht im Einzelnen beschrieben, können die von der Bilderzeugungseinheit 133 erzeugten Bildinformationen ferner für den Implementierer dargestellt werden, indem sie durch einen Projektor (Anzeigeeinheit 140) projiziert oder durch einen Drucker (Anzeigeeinheit 140) gedruckt werden. Mit anderen Worten ist ein Verfahren zur Ausgabe der Bildinformationen nicht speziell beschränkt.
(Bedienungseinheit 160)
Die Bedienungseinheit 160 empfängt eine Bedienungseingabe von dem Implementierer (Benutzer). Genauer gesagt weist die Bedienungseinheit 160 verschiedene Eingabemittel wie etwa eine Tastatur, eine Maus, eine Schaltfläche, ein Touch-Panel und/oder ein Mikrofon auf, und der Benutzer Implementierer kann verschiedene Eingaben in die Informationsverarbeitungsvorrichtung 100 durch Bedienen dieser Eingabemittel tätigen. Informationen bezüglich der durch die Bedienungseinheit 160 durchgeführten Bedienungseingabe werden der Steuereinheit 150 zugeführt.
(Steuereinheit 150)
Die Steuereinheit 150 ist eine funktionale Konfiguration, die die von der Informationsverarbeitungsvorrichtung 100 durchgeführte Gesamtverarbeitung umfassend steuert. Zum Beispiel steuert die Steuereinheit 150 einen Beginn, ein Ende und dergleichen verschiedener Arten von Verarbeitung, wie oben beschrieben, auf der Basis einer Bedieneingabe durch den Implementierer über die Bedienungseinheit 160. Beispiele der verschiedenen Arten von Verarbeitung umfassen beispielsweise Anpassungsverarbeitung einer Platzierungsposition der fluoreszenzgefärbten Probe 30, Bestrahlungsverarbeitung mit Anregungslicht an der fluoreszenzgefärbten Probe 30, Spektrumserfassungsverarbeitung, Verarbeitung zur Erzeugung eines Autofluoreszenzkomponentenbildes, Farbtrennungsverarbeitung, Verarbeitung zur Erzeugung von Bildinformationen, Verarbeitung zur Anzeige von Bildinformationen und dergleichen. Es sei angemerkt, dass der Steuerinhalt der Steuereinheit 150 keinen besonderen Einschränkungen unterliegt. Beispielsweise kann die Steuereinheit 150 die Verarbeitung (beispielsweise Verarbeitung bezüglich eines Betriebssystems (OS)) steuern, die im Allgemeinen auf einem Allzweckcomputer, einem PC, einem Tablet-PC oder dergleichen durchgeführt wird.
Ferner ist die oben mit Bezug auf 1 beschriebene Systemkonfiguration lediglich ein Beispiel, und die Konfiguration des oben beschriebenen Informationsverarbeitungssystems ist nicht auf das oben beschriebene Beispiel beschränkt. Zum Beispiel muss die Informationsverarbeitungsvorrichtung 100 nicht unbedingt alle der in 1 gezeigten Konfigurationen aufweisen, sondern kann auch eine Konfiguration aufweisen, die in 1 nicht gezeigt ist.
(Detektion positiver Zellbilder)
Wie oben beschrieben führt die Trennungsverarbeitungseinheit 132 (siehe 1) die Farbtrennungsverarbeitung durch, um ein Fluoreszenzspektrum einer gefärbten Probe in ein gefärbtes Fluoreszenzkomponentenbild, das ein fluoreszierendes Reagenz enthält, und ein gefärbtes Autofluoreszenzkomponentenbild, das eine Autofluoreszenzkomponente enthält, zu trennen. Dadurch kann ein Fluoreszenzsignal, das von einer autofluoreszierenden Substanz herrührt, das ein Problem in einem aufgenommenen Bild der fluoreszenzgefärbten Probe darstellt, wirksam von einem Fluoreszenzsignal getrennt werden, das von einer fluoreszierenden Substanz herrührt, die ein Analyseziel ist.
Dann kann ein positives Zellbild in dem gefärbten Fluoreszenzkomponentenbild durch Analyse des gefärbten Fluoreszenzkomponentenbildes, aus dem die Autofluoreszenzkomponente entfernt oder in dem sie verringert wurde, präzise erkannt werden.
Insbesondere ist es möglich zu bestimmen, ob jeder Bildabschnitt dem positiven Zellbild entspricht oder nicht, indem ein positiver Schwellenwert mit Bilddaten (beispielsweise charakteristischen Daten, wie der Luminanzwert) einer Vielzahl von Bildabschnitten, die im gefärbten Fluoreszenzkomponentenbild enthalten sind, verglichen wird. Jeder der hier erwähnten Vielzahl von Bildabschnitten kann aus einzelnen Pixeln bestehen, die das gefärbte Fluoreszenzkomponentenbild bilden, oder er kann aus einem Satz von zwei oder mehr Pixeln bestehen.
Wie oben beschrieben ist es zum Erkennen des positiven Zellbildes in dem gefärbten Fluoreszenzkomponentenbild notwendig, den positiven Schwellenwert zu bestimmen, der ein Kriterium für die Bestimmung ist, ob jeder Bildabschnitt dem positiven Zellbild entspricht oder nicht.
Hiernach wird ein typisches Beispiel einer Vorrichtung und einer Technik zur Bestimmung des positiven Schwellenwerts für das gefärbte Fluoreszenzkomponentenbild beschrieben.
7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer funktionalen Konfiguration zur Bestimmung des positiven Schwellenwerts in der Informationsverarbeitungsvorrichtung 100 veranschaulicht. 8 ist ein Diagramm, das ein Beispiel von Bildspektrumsdaten zeigt, die von der Informationsverarbeitungsvorrichtung 100 erhalten wurden. 9 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel von Bildverarbeitung (insbesondere Bildverarbeitung basierend auf einem Fluoreszenzspektrum einer gefärbten Probe) zeigt, die von der Informationsverarbeitungsvorrichtung 100 durchgeführt wird. 10 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel von Bildverarbeitung (insbesondere Bildverarbeitung basierend auf einem Fluoreszenzspektrum einer ungefärbten Probe) zeigt, die von der Informationsverarbeitungsvorrichtung 100 durchgeführt wird.
Die in 7 gezeigte Trennungsverarbeitungseinheit 132 weist eine Trenneinheit 40, eine Schwellenwertbestimmungseinheit 43 und eine Trennungsausgabeeinheit 44 auf.
(Trenneinheit 40)
Die Trenneinheit 40 erfasst Fluoreszenzspektren D1 und D21, die durch Bestrahlung einer Probe mit Anregungslicht erfasst wurden, und Bezugsspektren R1 und R2 (S11 und S12 in 9; S21 und S22 in 10).
Die hier behandelte Probe kann nicht nur die fluoreszenzgefärbte Probe 30, die durch Markierung einer Probe mit einem fluoreszierenden Reagenz erhalten wurde, sondern auch eine nicht fluoreszenzgefärbte Probe, die nicht mit einem fluoreszierenden Reagenz markiert ist, umfassen. Ein durch Abbildung der fluoreszenzgefärbten Probe, die mit dem Anregungslicht bestrahlt wird, erhaltenes Fluoreszenzspektrum wird als ein Fluoreszenzspektrum D1 einer gefärbten Probe bezeichnet (siehe 8). Dagegen wird ein durch Abbildung der nicht fluoreszenzgefärbten Probe, die mit dem Anregungslicht bestrahlt wird, erhaltenes Fluoreszenzspektrum als ein Fluoreszenzspektrum D21 einer ungefärbten Probe bezeichnet.
Wie oben beschrieben umfasst das Referenzspektrum ein Fluoreszenzreferenzspektrum R1, das auf ein Originalspektrum des fluoreszierendes Reagenz 10 als Referenz hinweist, und ein Autofluoreszenzreferenzspektrum R2, das auf ein Originalspektrum der autofluoreszierenden Substanz der Probe 20 als Referenz hinweist.
Die Trenneinheit 40 erfasst das Fluoreszenzspektrum D1 der gefärbten Probe, das Fluoreszenzspektrum D21 der ungefärbten Probe, das Fluoreszenzreferenzspektrum R1 und das Autofluoreszenzreferenzspektrum R2.
Die Trenneinheit 40 des vorliegenden Beispiels erfasst das Fluoreszenzspektrum D1 der gefärbten Probe und das Fluoreszenzspektrum D21 der ungefärbten Probe, die als verbundenes Fluoreszenzspektrum von der oben beschriebenen Verbindungseinheit 131 erzeugt wurden (siehe 1). Deshalb kann die Trenneinheit 40 das Fluoreszenzspektrum D1 der gefärbten Probe und das Fluoreszenzspektrum D21 der ungefärbten Probe direkt von der Verbindungseinheit 131 erfassen. Alternativ kann in einem Fall, in dem die Verbindungseinheit 131 das Fluoreszenzspektrum D1 der gefärbten Probe und das Fluoreszenzspektrum D21 der ungefärbten Probe in der in 1 gezeigten Speichereinheit 120 speichert, die Trenneinheit 40 das Fluoreszenzspektrum D1 der gefärbten Probe und das Fluoreszenzspektrum D21 der ungefärbten Probe von der Speichereinheit 120 erfassen.
Ferner erfasst die Trenneinheit 40 das Fluoreszenzreferenzspektrum R1 und das Autofluoreszenzreferenzspektrum R2 von der Speichereinheit 120 (insbesondere der Informationsspeichereinheit 121), die in 1 gezeigt wird.
Dann trennt die Trenneinheit 40 die Fluoreszenzspektren D1 und D21 in ein Fluoreszenzkomponentenbild und ein Autofluoreszenzkomponentenbild unter Verwendung der Referenzspektren R1 und R2 (Farbtrennungsverarbeitung P1 und P11 in 8; S13 in 9; S23 in 10).
Die Farbtrennungsverarbeitung für das Fluoreszenzspektrum D1 der gefärbten Probe und die Farbtrennungsverarbeitung für das Fluoreszenzspektrum D21 der ungefärbten Probe werden grundsätzlich auf die gleiche Weise durchgeführt. Deshalb kann die Farbtrennungsverarbeitung sowohl an dem Fluoreszenzspektrum D1 der gefärbten Probe als auch an dem Fluoreszenzspektrum D21 der ungefärbten Probe unter Verwendung der gemeinsamen Trenneinheit 40 durchgeführt werden. Die Farbtrennungsverarbeitung für das Fluoreszenzspektrum D1 der gefärbten Probe kann jedoch von einer ersten Trenneinheit 41 durchgeführt werden und die Farbtrennungsverarbeitung für das Fluoreszenzspektrum D21 der ungefärbten Probe kann von einer zweiten Trenneinheit 42 durchgeführt werden, die sich von der ersten Trenneinheit 41 unterscheidet.
Das Fluoreszenzspektrum D1 der gefärbten Probe wird durch die Farbtrennungsverarbeitung P1 in ein gefärbtes Fluoreszenzkomponentenbild D2, das ein fluoreszierendes Reagenz enthält, und ein gefärbtes Autofluoreszenzkomponentenbild D3, das eine autofluoreszierende Komponente enthält, getrennt. Analog wird das Fluoreszenzspektrum D21 der ungefärbten Probe durch die Farbtrennungsverarbeitung P11 in ein ungefärbtes Fluoreszenzkomponentenbild D22, das ein fluoreszierendes Reagenz enthält, und ein ungefärbtes Autofluoreszenzkomponentenbild D23, das eine autofluoreszierende Komponente enthält, getrennt.
(Schwellenwertbestimmungseinheit 43)
Die Schwellenwertbestimmungseinheit 43 (siehe 7) bestimmt einen positiven Schwellenwert für das gefärbte Fluoreszenzkomponentenbild D2 basierend auf Bildspektrumsdaten, die durch Verarbeitung (einschließlich der oben beschriebenen Farbtrennungsverarbeitung P1 und P11) in der Trenneinheit 40 (ein positives Schwellenwertbestimmungsverfahren) erhalten werden.
Die hier erwähnten Bildspektrumsdaten können das Fluoreszenzspektrum D1 der gefärbten Probe und das Fluoreszenzspektrum D21 der ungefärbten Probe sowie Daten, die vom Fluoreszenz D1 der gefärbten Probe und vom Fluoreszenzspektrum D21 der ungefärbten Probe erhalten wurden, umfassen.
Die Schwellenwertbestimmungseinheit 43 kann den positiven Schwellenwert für das gefärbte Fluoreszenzkomponentenbild D2 durch Durchführen willkürlicher Verarbeitung basierend auf den von der Trenneinheit 40 erhaltenen Bildspektrumsdaten bestimmen.
Ein typisches Beispiel eines Verfahrens zur Bestimmung des positiven Schwellenwerts in der Schwellenwertbestimmungseinheit 43 wird später beschrieben.
(Trennungsausgabeeinheit 44)
Die Trennungsausgabeeinheit 44 gibt den von der Schwellenwertbestimmungseinheit 43 bestimmten positiven Schwellenwert aus (ein positives Schwellenwertausgabeverfahren) .
Die Trennungsausgabeeinheit 44 des vorliegenden Beispiels gibt auch die durch die Verarbeitung in der Trenneinheit 40 erhaltenen Bildspektrumsdaten zusammen mit dem positiven Schwellenwert aus. Das heißt, die Trennungsausgabeeinheit 44 gibt die Bildspektrumsdaten und den positiven Schwellenwert im Zusammenhang aus.
Es ist anzumerken, dass die Trennungsausgabeeinheit 44 eine Bildspektrumsausgabeeinheit 45, die die Bildspektrumsdaten ausgibt, und eine Schwellenwertausgabeeinheit 46, die den positiven Schwellenwert ausgibt, als getrennte Einheiten aufweisen kann.
Ferner gibt die Trennungsausgabeeinheit 44 den positiven Schwellenwert aus, aber sie muss nicht die Bildspektrumsdaten ausgeben. In diesem Fall können die in der Trenneinheit 40 erhaltenen Bildspektrumsdaten von der Trenneinheit 40 an die in 1 gezeigte Speichereinheit 120 (beispielsweise sie Fluoreszenzsignalspeichereinheit 122) übertragen und dort gespeichert werden. Die in der Speichereinheit 120 gespeicherten Bildspektrumsdaten können von einer anderen Vorrichtung (beispielsweise einer Analyseeinheit 47 und der Bilderzeugungseinheit 133, die später noch beschrieben wird) angemessen gelesen und verwendet werden.
Ein Ausgabezielort des positiven Schwellenwerts durch die Trennungsausgabeeinheit 44 unterliegt keinen Einschränkungen. Typischerweise gibt die Trennungsausgabeeinheit 44 den positiven Schwellenwert an die Analyseeinheit 47 und/oder die Bilderzeugungseinheit 133 aus, aber sie kann den positiven Schwellenwert auch an eine andere Vorrichtung oder funktionelle Konfigurationseinheit ausgeben.
(Analyseeinheit 47)
Die Analyseeinheit 47 führt willkürliche Analyse basierend auf dem positiven Schwellenwert durch, der von der Trennungsausgabeeinheit 44 ausgegeben wurde. Typischerweise analysiert die Analyseeinheit 47 die Bildspektrumsdaten (beispielsweise das gefärbte Fluoreszenzkomponentenbild D2) basierend auf dem positiven Schwellenwert. Die Analyseeinheit 47 kann beispielsweise Analysesoftware (eine Anwendung) enthalten, die Zellanalyseverarbeitung, wie Verarbeitung zur Zellzählung, durchführt.
Der von der Trennungsausgabeeinheit 44 für die Analyseeinheit 47 bereitgestellte positive Schwellenwert kann automatisch auf den positiven Schwellenwert eingestellt werden, der in der von der Analyseeinheit 47 durchgeführten Analyseverarbeitung verwendet werden soll.
Wie die Analyseeinheit 47 den von der Trennungsausgabeeinheit 44 ausgegebenen positiven Schwellenwert verwendet, unterliegt jedoch keinen Einschränkungen.
Die Analyseeinheit 47 kann den von der Trennungsausgabeeinheit 44 ausgegebenen positiven Schwellenwert als einen Festwert oder einen Anfangswert verwenden. In einem Fall, in dem der von der Trennungsausgabeeinheit 44 ausgegebene positive Schwellenwert als ein Anfangswert in der Analyseeinheit 47 verwendet wird, kann ein nach Bedarf korrigierter positiver Schwellenwert in der tatsächlichen Analyse in der Analyseeinheit 47 verwendet werden.
Die oben beschriebene Analyseeinheit 47 kann als Teil der Informationsverarbeitungsvorrichtung 100 (siehe 1) bereitgestellt werden, oder sie kann getrennt von der Informationsverarbeitungsvorrichtung 100 bereitgestellt werden.
(Bilderzeugungseinheit 133)
Die Bilderzeugungseinheit 133 erzeugt Bildinformationen, die auf der Anzeigeeinheit 140 angezeigt werden sollen.
Die Bildinformationen beinhalten Präsentationsinformationen, die auf dem positiven Schwellenwert basieren, und die Bilderzeugungseinheit 133 dient als eine Präsentationsinformationserzeugungseinheit, die die Präsentationsinformationen erzeugt.
In der vorliegenden Ausführungsform umfassen die Präsentationsinformationen Schwellenwertinformationen, die auf den positiven Schwellenwert hinweisen.
Der Benutzer kann den positiven Schwellenwert überprüfen, indem er die auf der Anzeigeeinheit 140 angezeigten Präsentationsinformationen (insbesondere die Schwellenwertinformationen) betrachtet.
Ein spezifisches Verfahren zum Erzeugen der Bildinformationen in der Bilderzeugungseinheit 133 unterliegt keinen Einschränkungen.
Beispielsweise kann die Bilderzeugungseinheit 133 die Bildinformationen (einschließlich der Präsentationsinformationen) basierend auf dem positiven von der Trennungsausgabeeinheit 44 erhaltenen Schwellenwert und dem gefärbten Fluoreszenzkomponentenbild D2 erzeugen.
Ferner kann die Bilderzeugungseinheit 133 ein Analyseergebnis der Analyseeinheit 47 empfangen und die Bildinformationen (einschließlich der Präsentationsinformationen) basierend auf dem Analyseergebnis erzeugen.
Obwohl die in 1 gezeigte Bilderzeugungseinheit 133 als Teil der Informationsverarbeitungsvorrichtung 100 bereitgestellt wird, kann die Bilderzeugungseinheit 133 getrennt von der Informationsverarbeitungsvorrichtung 100 bereitgestellt werden.
(Anzeigeeinheit 140)
Die Anzeigeeinheit 140 zeigt die von der Bilderzeugungseinheit 133 erzeugten Bildinformationen an und präsentiert die Bildinformationen dem Benutzer. Es ist anzumerken, dass die Anzeigeeinheit 140 die Bildinformationen basierend auf einem Analyseergebnis der Analyseeinheit 47 von der Analyseeinheit 47 empfangen kann und die Bildinformationen anzeigen kann.
Ein Anzeigebeispiel der Bildinformationen auf der Anzeigeeinheit 140 wird später beschrieben (siehe 20 bis 22), aber ein Anzeigemodus der Bildinformationen auf der Anzeigeeinheit 140 unterliegt keinen Einschränkungen.
Obwohl die in 1 gezeigte Anzeigeeinheit 140 als Teil der Informationsverarbeitungsvorrichtung 100 bereitgestellt wird, kann die Anzeigeeinheit 140 getrennt von der Informationsverarbeitungsvorrichtung 100 bereitgestellt werden.
Die Bildinformationen können an eine andere Vorrichtung als die Anzeigeeinheit 140 übertragen werden (beispielsweise an eine Analysevorrichtung, einen Server oder dergleichen, die über ein Netzwerk verbunden sind). In diesem Fall können die Bildinformationen zur Verarbeitung in einer anderen Vorrichtung verwendet werden (beispielsweise Analyseverarbeitung, wie Detektion einer bestimmten Zelle).
(Bestimmung eines positiven Schwellenwerts)
Als Nächstes wird ein spezifisches Bestimmungsverfahren für den positiven Schwellenwert beschrieben.
Die Trenneinheit 40 (siehe 7) kann die folgende Verarbeitung zusätzlich zu der oben beschriebenen Farbtrennungsverarbeitung P1 und P11 durchführen.
Das heißt, die Trenneinheit 40 kann ein pseudogefärbtes Fluoreszenzspektrum D4 basierend auf dem gefärbten Fluoreszenzkomponentenbild D2 und dem Fluoreszenzreferenzspektrum R1, die oben beschrieben sind, erzeugen (Verarbeitung P2 in 8; S14 in 9). Beispielsweise kann die Trenneinheit 40 das pseudogefärbte Fluoreszenzspektrum D4 als ein artifizielles gefärbtes Fluoreszenzspektrum erhalten, indem sie das gefärbte Fluoreszenzkomponentenbild D2 mit dem Fluoreszenzreferenzspektrum R1 multipliziert.
Ferner kann die Trenneinheit 40 ein pseudogefärbtes Autofluoreszenzspektrum D5 basierend auf dem gefärbten Autofluoreszenzkomponentenbild D3 und dem Autofluoreszenzreferenzspektrum R2, die oben beschrieben sind, erzeugen (Verarbeitung P3 in 8; S14 in 9). Beispielsweise kann die Trenneinheit 40 das pseudogefärbte Autofluoreszenzspektrum D5 als ein artifizielles gefärbtes Autofluoreszenzspektrum erhalten, indem sie das gefärbte Autofluoreszenzkomponentenbild D3 mit dem Autofluoreszenzreferenzspektrum R2 multipliziert.
In einem Fall, in dem die oben beschriebene nichtnegative Matrixfaktorisierung (NMF) in der Farbtrennungsverarbeitung P1 des Fluoreszenzspektrums D1 der gefärbten Probe verwendet wird, verändert sich das Autofluoreszenzreferenzspektrum R2 (wird korrigiert), so dass es zum Fluoreszenzspektrum D1 der gefärbten Probe durch die NMF optimiert wird. In diesem Fall kann zum Zeitpunkt der Erzeugung des pseudo-gefärbten Autofluoreszenzspektrums D5 ein genaueres pseudogefärbtes Autofluoreszenzspektrum D5 durch Verwendung des Autofluoreszenzreferenzspektrums R2 nach der Optimierungskorrektur erhalten werden.
Wie oben beschrieben kann in den verschiedenen Arten von Verarbeitung, die zur Bestimmung des positiven Schwellenwerts durchgeführt werden, nach Bedarf das in der Speichereinheit 120 gespeicherte Autofluoreszenzreferenzspektrum R2 verwendet werden, oder das Autofluoreszenzreferenzspektrum R2 nach Optimierungskorrektur kann verwendet werden. Das in der folgenden Beschreibung erwähnte „Autofluoreszenzreferenzspektrum R2“ ist ein Konzept, das nicht nur das in der Speichereinheit 120 gespeicherte Autofluoreszenzreferenzspektrum R2 enthalten kann, sondern auch das Autofluoreszenzreferenzspektrum R2 nach Optimierungskorrektur ist.
11 ist eine Ansicht, die ein Konzept eines Beispiels des gefärbten Autofluoreszenzkomponentenbildes D3 veranschaulicht. 12 ist eine Ansicht, die ein Konzept eines Beispiels des Autofluoreszenzreferenzspektrums R2 veranschaulicht. 13 ist eine Ansicht, die ein Konzept eines Beispiels einer arithmetischen Operation zur Berechnung des pseudo-gefärbten Autofluoreszenzspektrums D5 von dem gefärbten Autofluoreszenzkomponentenbild D3 und dem Autofluoreszenzreferenzspektrum R2 veranschaulicht.
Die Trenneinheit 40 wählt ein ungewähltes (dies wird als ein gefärbtes Autofluoreszenzkomponentenbild eines Autofluoreszenzkanals Chn definiert („n“ ist eine natürliche Zahl)) aus dem gefärbten Autofluoreszenzkomponentenbild D3 aus (siehe 11). Es ist anzumerken, dass der hier erwähnte Autofluoreszenzkanal Identifizierungsinformationen umfasst, die jeder Autofluoreszenz zugewiesen wurden.
Dann erzeugt die Trenneinheit 40 das pseudogefärbte Autofluoreszenzspektrum D5 aus dem gefärbten Autofluoreszenzkomponentenbild des ausgewählten Autofluoreszenzkanals Chn und das dem ausgewählten Autofluoreszenzkanal Chn entsprechende Autofluoreszenzreferenzspektrum.
Die Trenneinheit 40 kann ein gefärbtes Luminanzbild D6 eines bestimmten Kanals erzeugen, indem sie einen Luminanzwert von Spektrumsdaten erhält, die einem bestimmten Kanal im pseudo-gefärbten Autofluoreszenzspektrum D5 entsprechen (Verarbeitung P4 in 8).
Dann kann die Trenneinheit 40 ein Fluoreszenzspektrum D7 der pseudo-gefärbten Probe basierend auf dem pseudo-gefärbten Fluoreszenzspektrum D4 und dem pseudo-gefärbten Autofluoreszenzspektrum D5 erzeugen (Verarbeitung P5 in 8; S15 in 9). Beispielsweise kann die Trenneinheit 40 das Fluoreszenzspektrum D7 der pseudo-gefärbten Probe durch Addieren des pseudo-gefärbten Fluoreszenzspektrums D4 und des pseudo-gefärbten Autofluoreszenzspektrums D5 erhalten. Das so erzeugte Fluoreszenzspektrum D7 der pseudo-gefärbten Probe ist ein artifizielles Fluoreszenzspektrum der gefärbten Probe.
Dann erzeugt die Trenneinheit 40 ein Fluoreszenzdifferenzspektrum D8 der gefärbten Probe basierend auf einem Unterschied zwischen dem Fluoreszenzspektrum D1 der gefärbten Probe und dem Fluoreszenzspektrum D7 der pseudo-gefärbten Probe (Verarbeitung P6 in 8; S16 in 9).
Dann erhält die Trenneinheit 40 ein Normbild des Fluoreszenzdifferenzspektrums D8 der gefärbten Probe, wobei es sich um Differenzspektrumsdaten des Fluoreszenzspektrums D1 der gefärbten Probe und des Fluoreszenzspektrums D7 der pseudo-gefärbten Probe handelt, als ein gefärbtes Differenznormbild D9 (Verarbeitung P7 in 8; S17 in 9). Das gefärbte Differenznormbild D9 wird durch Berechnung einer euklidischen Norm in einer Wellenlängenrichtung (Tiefenrichtung) des Fluoreszenzdifferenzspektrums D8 der gefärbten Probe erhalten. Wie oben beschrieben erzeugt die Trenneinheit 40 (zweite Trenneinheit 42) das gefärbte Differenznormbild (gefärbte Differenznormdaten) D9, bei dem es sich um Normdaten des Fluoreszenzdifferenzspektrums D8 der gefärbten Probe handelt.
Dann kann die Trenneinheit 40 das Fluoreszenzdifferenzspektrum D8 der gefärbten Probe in ein gefärbtes Fluoreszenzdifferenzkomponentenbild D10, das ein fluoreszierendes Reagenz enthält, und ein gefärbtes Autofluoreszenzdifferenzbild D11, das eine autofluoreszierende Komponente enthält, durch Verwendung der Referenzspektren R1 und R2 trennen (Verarbeitung P8 in 8; S18 in 9). Insbesondere erzeugt die Trenneinheit 40 das gefärbte Fluoreszenzdifferenzkomponentenbild D10 und das gefärbte Autofluoreszenzdifferenzkomponentenbild D11 aus dem Fluoreszenzdifferenzspektrum D8 der gefärbten Probe durch Durchführen der gleichen Verarbeitung wie die oben beschriebene Farbtrennungsverarbeitung (siehe P1 in 8) an dem Fluoreszenzdifferenzspektrum D8 der gefärbten Probe.
Wie oben beschrieben kann die Trenneinheit 40 kontinuierlich die Verarbeitungsreihe (P1 bis P8) basierend auf dem Fluoreszenzspektrum D1 der gefärbten Probe durchführen.
Die Trenneinheit 40 kann kontinuierlich die Verarbeitungsreihe (P11 bis P18) basierend auf dem Fluoreszenzspektrum D21 der ungefärbten Probe auf ähnliche Weise durchführen.
Das heißt, die Trenneinheit 40 kann ein pseudoungefärbtes Fluoreszenzspektrum D24 basierend auf dem ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbild D22 und dem Fluoreszenzreferenzspektrum R1, die oben beschrieben sind, erzeugen (Verarbeitung P12 in 8; S24 in 10) .
Ferner kann die Trenneinheit 40 ein pseudoungefärbtes Autofluoreszenzspektrum D25 basierend auf dem ungefärbten Autofluoreszenzkomponentenbild D23 und dem Autofluoreszenzreferenzspektrum R2, die oben beschrieben sind, erzeugen (Verarbeitung P13 in 8; S24 in 10) .
Die Trenneinheit 40 kann ein ungefärbtes Luminanzbild D26 eines bestimmten Kanals erzeugen, indem sie einen Luminanzwert von Spektrumsdaten erhält, die einem bestimmten Kanal im pseudo-ungefärbten Autofluoreszenzspektrum D25 entsprechen (Verarbeitung P14 in 8).
Dann kann die Trenneinheit 40 ein Fluoreszenzspektrum D27 der pseudo-ungefärbten Probe basierend auf dem pseudo-ungefärbten Fluoreszenzspektrum D24 und dem pseudo-ungefärbten Autofluoreszenzspektrum D25 erzeugen (Verarbeitung P15 in 8; S25 in 10) .
Dann kann die Trenneinheit 40 ein Fluoreszenzdifferenzspektrum D28 der ungefärbten Probe basierend auf einem Unterschied zwischen dem Fluoreszenzspektrum D21 der ungefärbten Probe und dem Fluoreszenzspektrum D27 der pseudo-ungefärbten Probe erzeugen (Verarbeitung P16 in 8; S26 in 10).
Dann erhält die Trenneinheit 40 das Normbild des Fluoreszenzdifferenzspektrums D28 der ungefärbten Probe als ein ungefärbtes Differenznormbild D29 (Verarbeitung P17 in 8; S27 in 10). Das ungefärbte Differenznormbild D29 wird durch Berechnung einer euklidischen Norm in einer Wellenlängenrichtung (Tiefenrichtung) des Fluoreszenzdifferenzspektrums D28 der ungefärbten Probe erhalten. Wie oben beschrieben erzeugt die Trenneinheit 40 (zweite Trenneinheit 42) das ungefärbte Differenznormbild (ungefärbte Differenznormdaten) D29, bei dem es sich um Normdaten des Fluoreszenzdifferenzspektrums D28 der ungefärbten Probe handelt.
Dann kann die Trenneinheit 40 das Fluoreszenzdifferenzspektrum D28 der ungefärbten Probe in ein ungefärbtes Fluoreszenzdifferenzkomponentenbild D30, das ein fluoreszierendes Reagenz enthält, und ein ungefärbtes Autofluoreszenzdifferenzbild D31, das eine autofluoreszierende Komponente enthält, durch Verwendung der Referenzspektren R1 und R2 trennen (Verarbeitung P18 in 8; S28 in 10). Das heißt, die Trenneinheit 40 erzeugt das ungefärbte Fluoreszenzdifferenzkomponentenbild D30 und das ungefärbte Autofluoreszenzdifferenzkomponentenbild D31 aus dem Fluoreszenzdifferenzspektrum D28 der ungefärbten Probe durch Durchführen der gleichen Verarbeitung wie die oben beschriebene Farbtrennungsverarbeitung (siehe P11 in 8) an dem Fluoreszenzdifferenzspektrum D28 der ungefärbten Probe.
(Erstes Verfahren zur Bestimmung des positiven Schwellenwerts)
Die Schwellenwertbestimmungseinheit 43 kann einen positiven Schwellenwert für das gefärbte Fluoreszenzkomponentenbild D2 basierend auf dem ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbild D22 (siehe 8), das von der Trenneinheit 40 abgeleitet wurde, wie oben beschrieben, bestimmen.
Gemäß dem vorliegenden Beispiel wird der positive Schwellenwert basierend auf dem ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbild D22 bestimmt, das von dem Fluoreszenzspektrum D21 der ungefärbten Probe, die als negative Kontrollgruppe verwendet wurde, erhalten wurde. Deshalb kann im gefärbten Fluoreszenzkomponentenbild D2 ein Bildabschnitt, der von Fluoreszenz beeinflusst wird, die vom fluoreszierenden Reagenz 10 verursacht wird, genau von einem Bildabschnitt unterschieden werden, der nicht von Fluoreszenz beeinflusst wird, und er kann als positives Zellbild angegeben werden.
Ein spezifisches Verfahren zur Bestimmung des positiven Schwellenwerts in dem vorliegenden Beispiel unterliegt keinen Einschränkungen.
Zum Beispiel kann der positive Schwellenwert basierend auf einem Luminanzwert des ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbildes D22 bestimmt werden.
14 veranschaulicht ein Beispiel eines Histogramms des gefärbten Fluoreszenzkomponentenbildes D2 und des ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbildes D22. In 14 weist eine X-Achse auf einem Luminanzwert hin und eine Y-Achse weist auf eine Frequenz hin.
Beispielsweise kann die Schwellenwertbestimmungseinheit 43 als positiven Schwellenwert einen Luminanzwert (siehe Bezugszeichen „Tl“ in 14), der einem Rand (insbesondere einem Rand auf der Seite mit hoher Lichtintensität) des Histogramms des ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbildes D22 entspricht, bestimmen.
Ein Weg zum Erhalten des Histogramms des ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbildes D22 unterliegt keinen Einschränkungen.
Beispielsweise kann ein maximaler Luminanzwert in dem ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbild D22 als Rand des Histogramms des ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbildes D22 bestimmt werden.
Alternativ kann eine Neigung eines Gefälles des Histogramms des ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbildes D22 (siehe Bezugszeichen „G“ in 14) erhalten werden und der Rand des Histogramms des Fluoreszenzspektrums D21 der ungefärbten Probe kann basierend auf der Neigung bestimmt werden. In diesem Fall unterliegt ein Weg zur Bestimmung eines „Gradientenpunkts zur Bestimmung der Neigung“ im Histogramm des ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbildes D22 keinen Einschränkungen.
Beispielsweise kann der Gradientenpunkt basierend auf einer Frequenz eines Luminanzwerts des ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbildes D22 bestimmt werden. Insbesondere kann der Gradientenpunkt auf ähnliche Weise wie die Bestimmung eines später noch zu beschreibenden „positiven Schwellenwerts T2“ bestimmt werden.
Alternativ kann die Schwellenwertbestimmungseinheit 43 als positiven Schwellenwert einen Luminanzwert (siehe Bezugszeichen „T2“ in 14), der basierend auf einer Frequenz eines Luminanzwerts des ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbildes D22 bestimmt wurde, bestimmen und verwenden. Beispielsweise kann ein Luminanzwert, der einem vorbestimmten Bereich von einer Seite mit niedrigem Luminanzwert oder einer Seite mit hohem Luminanzwert entspricht (beispielsweise 95% Bereich von der Seite mit niedrigem Luminanzwert) in einem Bereich des Histogramms des ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbildes D22 als positiver Schwellenwert bestimmt werden. Alternativ kann ein Luminanzwert, der einem vorbestimmten Wert von der Seite mit niedrigem Luminanzwert oder der Seite mit hohem Luminanzwert entspricht (beispielsweise 95% von der Seite mit niedrigem Luminanzwert) eines Abstands (Abstand in der X-Achsenrichtung in 14) zwischen beiden Rändern des Histogramms des ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbildes D22 als positiver Schwellenwert bestimmt werden.
Wie oben beschrieben kann gemäß dem vorliegenden Beispiel die Schwellenwertbestimmungseinheit 43 den positiven Schwellenwert lediglich basierend auf dem ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbild D22 bestimmen. Deshalb kann die Schwellenwertbestimmungseinheit 43 den positiven Schwellenwert bestimmen, ohne dass die Trenneinheit 40 die oben beschriebene Verarbeitung P2 bis P8 und P12 bis P18 durchführt (siehe 8).
Deshalb führt die Trenneinheit 40 gegebenenfalls keine Verarbeitung (das heißt Verarbeitung P2 bis P8 und Verarbeitung P12 bis P18) durch, die nicht zur Bestimmung des positiven Schwellenwerts beiträgt, unter der oben beschriebenen Verarbeitung. In diesem Fall kann eine Verfahrenslast in der Trenneinheit 40 reduziert werden und eine Verbesserung einer Gesamtverarbeitungsgeschwindigkeit in Bezug auf die Berechnung des positiven Schwellenwerts und eine Reduzierung einer Verarbeitungszeit können gefördert werden.
(Zweites Verfahren zur Bestimmung des positiven Schwellenwerts)
Die Schwellenwertbestimmungseinheit 43 kann einen endgültigen positiven Schwellenwert bestimmen, indem sie einmal einen positiven Schwellenwert ableitet und den positiven Schwellenwert dann korrigiert.
In dem vorliegenden Beispiel leitet die Schwellenwertbestimmungseinheit 43 den positiven Schwellenwert aus dem ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbild D22 auf ähnliche Weise wie im oben beschriebenen ersten Verfahren zur Bestimmung des positiven Schwellenwerts ab. Danach korrigiert die Schwellenwertbestimmungseinheit 43 den positiven Schwellenwert basierend auf einem Spektrum des gefärbten Fluoreszenzdifferenzkomponentenbildes D10 und einem Spektrum des ungefärbten Fluoreszenzdifferenzkomponentenbildes D30.
Obwohl ein bestimmtes Korrekturverfahren für den positiven Schwellenwert keinen Einschränkungen unterliegt, kann der positive Schwellenwert typischerweise basierend auf einem Verhältnis des Spektrums des ungefärbten Fluoreszenzdifferenzkomponentenbildes D30 zu dem Spektrum des gefärbten Fluoreszenzdifferenzkomponentenbildes D10 korrigiert werden.
Beispielsweise kann ein Korrekturwert des positiven Schwellenwerts basierend auf einem „Histogramm, das auf einem Luminanzwert und einer Frequenz basiert (siehe 14)“ des Spektrums bestimmt werden. Ein Rand (beispielsweise ein Rand auf der Seite mit hohem Luminanzwert) des Histogramms des Spektrums des gefärbten Fluoreszenzdifferenzkomponentenbildes D10 wird von „E1“ dargestellt. Ferner wird ein entsprechender Rand (beispielsweise ein Rand auf der Seite mit hohem Luminanzwert) des Histogramms des Spektrums des ungefärbten Fluoreszenzdifferenzkomponentenbildes D30 von „E2“ dargestellt. In diesem Fall kann die Schwellenwertbestimmungseinheit 43 den endgültigen positiven Schwellenwert bestimmen, indem sie „El/E2“ als Korrekturwert (Korrekturkoeffizient) nimmt und diesen auf den positiven Schwellenwert anwendet (d.h. multipliziert).
Gemäß dem vorliegenden Beispiel wird der positive Schwellenwert durch Verwendung von Zwischendaten (das heißt das gefärbte Fluoreszenzdifferenzkomponentenbild D10 und das ungefärbte Fluoreszenzdifferenzkomponentenbild D30), die sowohl vom Fluoreszenzspektrum D1 der gefärbten Probe als auch vom Fluoreszenzspektrum D21 der ungefärbten Probe abgeleitet wurden, korrigiert.
Deshalb ist es möglich, den positiven Schwellenwert stabil mit hoher Genauigkeit zu erhalten, im Vergleich zu dem oben beschriebenen ersten Verfahren zur Bestimmung des positiven Schwellenwerts, in dem der positive Schwellenwert lediglich basierend auf Zwischendaten (das heißt dem ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbild D22), das von dem Fluoreszenzspektrum D21 der ungefärbten Probe abgeleitet wurde, bestimmt wird. Wie oben beschrieben ist es gemäß dem vorliegenden Beispiel möglich, den positiven Schwellenwert zu korrigieren, um einen arithmetischen Operationsfehler zu kompensieren und einen genaueren positiven Schwellenwert zu bestimmen.
Ferner sind das gefärbte Fluoreszenzdifferenzkomponentenbild D10 und das ungefärbte Fluoreszenzdifferenzkomponentenbild D30, die zur Bestimmung des Korrekturwerts verwendet werden, Zwischendaten, die durch arithmetische Verarbeitung des Fluoreszenzspektrums D1 der gefärbten Probe und des Fluoreszenzspektrums D21 der ungefärbten Probe erhalten wurden.
Deshalb kann der Korrekturwert des positiven Schwellenwerts berechnet werden, ohne dass andere Eingabedaten als die Eingabedaten notwendig sind, die zum Ableiten des gefärbten Fluoreszenzkomponentenbildes D2 und des ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbildes D22 verwendet werden sollen. Deshalb können in einer arithmetischen Verarbeitungsreihe in der Trenneinheit 40 Ableitung des gefärbten Fluoreszenzkomponentenbildes D2 und des ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbildes D22 und Ableitung des gefärbten Fluoreszenzdifferenzkomponentenbildes D10 und des ungefärbten Fluoreszenzdifferenzkomponentenbildes D30 durchgeführt werden.
(Drittes Verfahren zur Bestimmung des positiven Schwellenwerts)
Ähnlich wie das oben beschriebene zweite Verfahren zur Bestimmung des positiven Schwellenwerts leitet die Schwellenwertbestimmungseinheit 43 des vorliegenden Beispiels ebenfalls einen positiven Schwellenwert aus dem ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbild D22 ab und korrigiert den positiven Schwellenwert zur Bestimmung eines endgültigen positiven Schwellenwerts.
Die Schwellenwertbestimmungseinheit 43 des vorliegenden Beispiels korrigiert den positiven Schwellenwert basierend auf dem Fluoreszenzdifferenzspektrum D8 der gefärbten Probe und dem Fluoreszenzdifferenzspektrum D28 der ungefärbten Probe.
Obwohl ein bestimmtes Korrekturverfahren für den positiven Schwellenwert keinen Einschränkungen unterliegt, kann der positive Schwellenwert typischerweise basierend auf einem Verhältnis des Fluoreszenzdifferenzspektrums D28 der ungefärbten Probe zu dem Fluoreszenzdifferenzspektrum D8 der gefärbten Probe korrigiert werden.
Beispielsweise kann ähnlich wie bei dem oben beschriebenen zweiten Verfahren zur Bestimmung des positiven Schwellenwerts der Korrekturwert des positiven Schwellenwerts basierend auf einem „Histogramm, das auf einem Luminanzwert und einer Frequenz basiert (siehe 14)“ eines Spektrums bestimmt werden. Ein Rand (beispielsweise ein Rand auf der Seite mit hohem Luminanzwert) des Histogramms des Fluoreszenzdifferenzspektrums D8 der gefärbten Probe wird von „E3“ dargestellt. Ferner wird ein entsprechender Rand (beispielsweise ein Rand auf der Seite mit hohem Luminanzwert) des Histogramms des Fluoreszenzdifferenzspektrums D28 der ungefärbten Probe von „E4“ dargestellt. In diesem Fall kann die Schwellenwertbestimmungseinheit 43 den endgültigen positiven Schwellenwert bestimmen, indem sie „E3/E4“ als Korrekturwert (Korrekturkoeffizient) nimmt und diesen auf den positiven Schwellenwert anwendet (d.h. multipliziert).
Gemäß dem vorliegenden Beispiel wird der positive Schwellenwert durch Verwendung von Zwischendaten (das heißt das Fluoreszenzdifferenzspektrum D8 der gefärbten Probe und das Fluoreszenzdifferenzspektrum D28 der ungefärbten Probe), die sowohl vom Fluoreszenzspektrum D1 der gefärbten Probe als auch vom Fluoreszenzspektrum D21 der ungefärbten Probe abgeleitet wurden, korrigiert.
Daher ist es möglich, den positiven Schwellenwert mit hoher Genauigkeit zu erhalten, und es ist möglich, den positiven Schwellenwert zu korrigieren, um einen arithmetischen Operationsfehler zu kompensieren und einen genaueren positiven Schwellenwert zu bestimmen.
Ferner kann der Korrekturwert des positiven Schwellenwerts berechnet werden, ohne dass andere Eingabedaten als die Eingabedaten notwendig sind, die zum Ableiten des gefärbten Fluoreszenzkomponentenbildes D2 und des ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbildes D22 verwendet werden sollen.
(Viertes Verfahren zur Bestimmung des positiven Schwellenwerts)
Die Schwellenwertbestimmungseinheit 43 des vorliegenden Beispiels korrigiert das ungefärbte Fluoreszenzkomponentenbild D22 vor der Ableitung eines positiven Schwellenwerts aus dem ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbild D22. Das heißt, die Schwellenwertbestimmungseinheit 43 leitet den positiven Schwellenwert aus dem korrigierten ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbild D22 ab.
15 ist eine Ansicht, die ein Beispiel des ungefärbten Differenznormbildes D29 veranschaulicht. 16 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Gebiets veranschaulicht, das auf einen Ausreißer (hiernach auch als „Ausreißergebiet Rh“ bezeichnet) in dem ungefärbten Differenznormbildes D29 hinweist. 17 ist eine Ansicht, die ein Beispiel des entsprechenden Ausreißergebiets Rh in dem ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbild D22 veranschaulicht. 15 bis 17 sind Bilder, die die Lichtintensität veranschaulichen.
Wie es in 15 zu sehen ist, kann das ungefärbte Differenznormbild D29 kaum ein Gebiet aufweisen, das einen signifikant hohen Luminanzwert aufweist (das heißt, ein signifikant helles Gebiet). Wie oben beschrieben kann beispielsweise in einer pathologischen Probe die Erzeugung des „Gebiets mit einem signifikant hohen Luminanzwert“, der kaum als ein Raum (Pixel) vorkommt, von einem Gewebe (beispielsweise einem roten Blutkörperchen) verursacht werden, das inhärent starke Autofluoreszenz zeigt.
Der Luminanzwert, auf den ein solches Gewebe, das starke Autofluoreszenz zeigt, hinweist, stellt einen Fehlerwert (Ausreißer) dar, der plötzlich im Fluoreszenzspektrum auftreten kann und die Bestimmung eines angemessenen positiven Schwellenwerts unterdrücken kann. Insbesondere tendiert in einem Fall, in dem beispielsweise ein Bildspektrum, das durch Abbildung einer Gewebeprobe mit einer kleinen Anzahl von roten Blutkörperchen erhalten wurde, als ein Bestimmungsziel festgelegt wird, ein von den roten Blutkörperchen verursachter Luminanzwert dazu, größer als die Luminanzwerte anderer Gebiete zu sein. Dadurch tendiert ein Einfluss eines Fehlerwerts, der von den roten Blutkörperchen verursacht wird, auf die Bestimmung des positiven Schwellenwerts dazu, höher zu werden.
Es ist anzumerken, dass die Optimierung des Autofluoreszenzreferenzspektrums R2 durch nichtnegative Matrixfaktorisierung (NMF), wie oben beschrieben, das gesamte Bild aufgrund der Charakteristika anzielt. Deshalb ist es in der Praxis schwierig, NMF anzuwenden, die zur Verringerung oder Beseitigung von lokalen Fehlern, die durch Gewebe mit starker Autofluoreszenz verursacht werden, spezialisiert ist.
Deshalb analysiert die Schwellenwertbestimmungseinheit 43 des vorliegenden Beispiels das ungefärbte Differenznormbild D29 zum Erfassen von Ausreißerdaten.
Ein Verfahren zur Erfassung der Ausreißerdaten unterliegt keinen Einschränkungen, aber die Ausreißerdaten können typischerweise mit der folgenden Technik erfasst werden.
Beispielsweise kann die Schwellenwertbestimmungseinheit 43 den Ausreißer im ungefärbten Differenznormbild D29 basierend auf einem Durchschnittswert von Pixelluminanzwerten des ungefärbten Differenznormbildes D29 bestimmen. Zum Beispiel kann ein Luminanzwert, der vom Durchschnittswert der Pixelluminanzwerte des ungefärbten Differenznormbildes D29 um 3σ (3 Sigma) oder mehr getrennt ist, als Ausreißer bestimmt werden. Hier weist „σ“ auf die Standardabweichung des Pixelluminanzwerts des ungefärbten Differenznormbildes D29 hin. In dem vorliegenden Beispiel kann die Robustheit einem „Beispiel der Bestimmung eines Ausreißers basierend auf einem Medianwert“, das unten beispielhaft erläutert wird, unterlegen sein.
Ferner kann die Schwellenwertbestimmungseinheit 43 den Ausreißer im ungefärbten Differenznormbild D29 basierend auf einem Medianwert von Pixelluminanzwerten des ungefärbten Differenznormbildes D29 bestimmen. Zum Beispiel kann ein Luminanzwert, der vom Medianwert der Pixelluminanzwerte des ungefärbten Differenznormbildes D29 um mehr als das Dreifache der mittleren absoluten Abweichung vom Median (MAD) getrennt ist, als Ausreißer bestimmt werden.
Ferner kann die Schwellenwertbestimmungseinheit 43 den Ausreißer im ungefärbten Differenznormbild D29 basierend auf einem Quantil von Pixelluminanzwerten des ungefärbten Differenznormbildes D29 bestimmen. Zum Beispiel kann ein Pixelluminanzwert von mehr als das 1,5-Fache eines Quartilbereichs als Ausreißer bestimmt werden, bis an die Spitze von einem oberen Quartil (75%) der Pixelluminanzwerte des ungefärbten Differenznormbildes D29.
Die Schwellenwertbestimmungseinheit 43 korrigiert das ungefärbte Fluoreszenzkomponentenbild D22 basierend auf den wie oben beschrieben bestimmten Ausreißerdaten. Das heißt, die Schwellenwertbestimmungseinheit 43 korrigiert das ungefärbte Fluoreszenzkomponentenbild D22, um den Einfluss des Ausreißers im ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbild D22 zu verringern.
Ein spezifisches Korrekturverfahren für das ungefärbte Fluoreszenzkomponentenbild D22 basierend auf den Ausreißerdaten unterliegt keinen Einschränkungen, sondern wird beispielsweise wie folgt durchgeführt.
18 veranschaulicht ein Beispiel eines Histogramms des ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbildes D22. 19 veranschaulicht ein Beispiel eines Histogramms des ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbildes D22 nach Korrektur basierend auf den Ausreißerdaten. In 18 und 19 weist eine X-Achse auf einem Luminanzwert hin und eine Y-Achse weist auf eine Frequenz hin.
Beispielsweise bestimmt die Schwellenwertbestimmungseinheit 43 einen Maskenschwellenwert Tm (beispielsweise „Maskenschwellenwert Tm = Ausreißer) basierend auf dem Ausreißer, der wie oben beschrieben von dem ungefärbten Differenznormbild D29 erhalten wurde. Dann kann die Schwellenwertbestimmungseinheit 43 das ungefärbte Fluoreszenzkomponentenbild D22 korrigieren, indem sie einen Luminanzwert eines Pixels verringert, das auf einen Luminanzwert hinweist, der größer als der Maskenschwellenwert Tm ist.
In den in 18 und 19 gezeigten Beispielen wird dem Pixel, das darauf hinweist, dass der Luminanzwert größer als der Maskenschwellenwert Tm in dem ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbild D22 ist, durch das Korrekturverfahren ein „Luminanzwert = 0 (Null)“ zugewiesen. Dadurch verschwindet ein Grafikgebiet, das auf einen signifikant hohen Luminanzwert in 18 hinweist, nach der in 19 gezeigten Korrektur. Das heißt, das ungefärbte Fluoreszenzkomponentenbild D22 wird so korrigiert, dass ein Grafikgebiet, das auf einen Luminanzwert hinweist, der größer als der Maskenschwellenwert Tm in 18 ist, zu einem Grafikgebiet verschoben wird, das auf „Luminanzwert = 0“ in 19 hinweist.
Die Schwellenwertbestimmungseinheit 43 bestimmt den positiven Schwellenwert basierend auf dem ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbild D22, das auf diese Weise korrigiert wurde. Ein spezifisches Verfahren zur Bestimmung des positiven Schwellenwerts basierend auf dem korrigierten ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbild D22 unterliegt keinen Einschränkungen. Beispielsweise kann in einem Fall der Durchführung von Korrektur mit Zuweisen von „Luminanzwert = 0 (Null)“ an das Pixel, das auf einen größeren Luminanzwert als der Maskenschwellenwert Tm im ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbild D22 hinweist, der positive Schwellenwert basierend auf einem maximalen Luminanzwert bestimmt werden, auf den das korrigierte ungefärbte Fluoreszenzkomponentenbild D22 hinweist. Das heißt, der maximale Luminanzwert, auf den das korrigierte ungefärbte Fluoreszenzkomponentenbild D22 hinweist, kann als der positive Schwellenwert bestimmt werden.
Ferner kann das Verfahren zur Bestimmung des positiven Schwellenwerts des vorliegenden Beispiels auch auf die oben beschriebenen ersten bis dritten Verfahren zur Bestimmung des positiven Schwellenwerts angewendet werden.
Gemäß dem vorliegenden Beispiel ist es möglich, einen äußerst genauen positiven Schwellenwert stabil zu erhalten, während der Einfluss des Ausreißers unterdrückt wird. Ferner kann der Korrekturwert des positiven Schwellenwerts berechnet werden, ohne dass andere Eingabedaten als die Eingabedaten notwendig sind, die zum Ableiten des gefärbten Fluoreszenzkomponentenbildes D2 und des ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbildes D22 verwendet werden sollen.
Ferner kann gemäß dem vorliegenden Beispiel die Schwellenwertbestimmungseinheit 43 den positiven Schwellenwert basierend auf dem ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbild D22 und dem ungefärbten Differenznormbild D29 bestimmen. Da die Schwellenwertbestimmungseinheit 43 den positiven Schwellenwert bestimmen kann, ohne dass die Trenneinheit 40 die oben beschriebene Verarbeitung P2 bis P8 (siehe 8) durchführt, kann daher eine Verfahrenslast in der Trenneinheit 40 reduziert werden.
(Fünftes Verfahren zur Bestimmung des positiven Schwellenwerts)
In den oben beschriebenen ersten bis vierten Verfahren zur Bestimmung des positiven Schwellenwerts wird der positive Schwellenwert für das gefärbte Fluoreszenzkomponentenbild D2 basierend auf den Bildspektrumsdaten (insbesondere dem ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbild D22), die aus dem ungefärbten Probenfluoreszenzspektrum D21 erhalten wurde, abgeleitet.
Unterdessen ist es auch möglich, den positiven Schwellenwert für das gefärbte Fluoreszenzkomponentenbild D2 basierend auf den Bildspektrumsdaten, die aus dem gefärbten Probenfluoreszenzspektrum D1 erhalten wurden, abzuleiten. Beispielsweise kann die Schwellenwertbestimmungseinheit 43 den positiven Schwellenwert basierend auf den Bildspektrumsdaten ableiten und bestimmen, die basierend auf dem gefärbten Fluoreszenzkomponentenbild D2 und dem Fluoreszenzreferenzspektrum R1 abgeleitet wurden.
In dem Verfahren zur Bestimmung des positiven Schwellenwerts des vorliegenden Beispiels wird der positive Schwellenwert für das gefärbte Fluoreszenzkomponentenbild D2 basierend auf dem gefärbten Fluoreszenzdifferenzkomponentenbild D10 bestimmt (siehe 8).
Beispielsweise kann die Schwellenwertbestimmungseinheit 43 den positiven Schwellenwert basierend auf einem Luminanzwert bestimmen, der einem Rand eines Histogramms von „Luminanzwert (X-Achse) - Frequenz (Y-Achse)“ des gefärbten Fluoreszenzdifferenzkomponentenbildes D10 entspricht.
Ein Weg zum Erhalten des Rands des Histogramms des gefärbten Fluoreszenzdifferenzkomponentenbildes D10 unterliegt hier keinen Einschränkungen. Beispielsweise kann die Schwellenwertbestimmungseinheit 43 den Rand des Histogramms des gefärbten Fluoreszenzdifferenzkomponentenbildes D10 mit einem Verfahren bestimmen, das dem Weg der Bestimmung des Rands des Histogramms des oben beschriebenen ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbildes D22 ähnelt (siehe 14).
Alternativ kann die Schwellenwertbestimmungseinheit 43 als positiven Schwellenwert einen Luminanzwert bestimmen, der basierend auf einer Frequenz eines Luminanzwerts des gefärbten Fluoreszenzdifferenzkomponentenbildes D10 bestimmt wurde. Beispielsweise kann ein Luminanzwert, der einem vorbestimmten Bereich von einer Seite mit niedrigem Luminanzwert oder einer Seite mit hohem Luminanzwert entspricht (beispielsweise 95% Bereich von der Seite mit niedrigem Luminanzwert) in einem Bereich des Histogramms des gefärbten Fluoreszenzdifferenzkomponentenbildes D10 als positiver Schwellenwert bestimmt werden. Alternativ kann ein Luminanzwert, der einem vorbestimmten Wert von der Seite mit niedrigem Luminanzwert oder der Seite mit hohem Luminanzwert entspricht (beispielsweise 95% von der Seite mit niedrigem Luminanzwert) eines Abstands zwischen beiden Rändern des Histogramms des gefärbten Fluoreszenzdifferenzkomponentenbildes D10 als positiver Schwellenwert bestimmt werden.
Gemäß dem vorliegenden Beispiel kann die Schwellenwertbestimmungseinheit 43 den positiven Schwellenwert für das gefärbte Fluoreszenzkomponentenbild D2 basierend auf dem gefärbten Probenfluoreszenzspektrum D1, dem Fluoreszenzreferenzspektrum R1 und dem Autofluoreszenzreferenzspektrum R2 bestimmen.
Deshalb werden Daten, die aus dem ungefärbten Probenfluoreszenzspektrum D21 und dem ungefärbten Probenfluoreszenzspektrum D21 abgeleitet wurden, nicht benötigt, um den positiven Schwellenwert für das gefärbte Fluoreszenzkomponentenbild D2 zu bestimmen. Das heißt, gemäß dem vorliegenden Beispiel kann die Trenneinheit 40 den positiven Schwellenwert bestimmen, ohne die oben beschriebene Verarbeitung P11 bis P18 durchzuführen (siehe 8).
Deshalb führt die Trenneinheit 40 gegebenenfalls keine Verarbeitung (das heißt Verarbeitung P11 bis P18) durch, die nicht zur Bestimmung des positiven Schwellenwerts beiträgt, unter der oben beschriebenen Verarbeitung. Da das Fluoreszenzspektrum D21 der ungefärbten Probe zur Bestimmung des positiven Schwellenwerts nicht benötigt wird, ist es ferner von vornherein nicht notwendig, das Fluoreszenzspektrum D21 der ungefärbten Probe herzustellen.
Ferner entspricht in dem vorliegenden Beispiel das gefärbte Fluoreszenzdifferenzkomponentenbild D10, das zur Bestimmung des positiven Schwellenwerts verwendet wurde, einem Berechnungsfehler in der Farbtrennungsverarbeitung P1 des Fluoreszenzspektrums D1 der gefärbten Probe. Deshalb ist es gemäß dem Verfahren zur Bestimmung des positiven Schwellenwerts des vorliegenden Beispiels möglich, einen positiven Schwellenwert zu bestimmen, der zur Verringerung eines Einflusses des Berechnungsfehlers wirksam ist.
(Anzeigebeispiel)
Als Nächstes wird mit Bezug auf 20 bis 22 ein Anzeigebeispiel der Bildinformationen auf der Anzeigeeinheit 140 beschrieben.
20 veranschaulicht ein Beispiel der Anzeige von Bildinformationen auf der Anzeigeeinheit 140.
Die in 20 gezeigten Bildinformationen umfassen Probenbildinformationen J1 und Präsentationsinformationen J2.
Die Probenbildinformationen J1 sind Informationen über ein Bild basierend auf dem Fluoreszenzspektrum D1 der gefärbten Probe, und sie sind typischerweise das gefärbte Fluoreszenzkomponentenbild D2, das durch Durchführung der Farbtrennungsverarbeitung an dem Fluoreszenzspektrum D1 der gefärbten Probe erhalten wurde. Die Probenbildinformationen J1 können aber ein anderes Bild als das gefärbte Fluoreszenzkomponentenbild D2 sein und unterliegen keinen besonderen Einschränkungen. Beispielsweise können die Probenbildinformationen J1 ein gefärbtes Probenbild sein, das dem Fluoreszenzspektrum D1 der gefärbten Probe entspricht, oder sie können ein anderes Bild sein, das basierend auf dem gefärbten Fluoreszenzkomponentenbild D2 oder dem gefärbten Probenbild erzeugt wurde.
Das hier erwähnte Bild der gefärbten Probe kann beispielsweise ein Bild sein, das durch Aufnahme eines Bildes der fluoreszenzgefärbten Probe 30 mit einer Bildgebungsvorrichtung erfasst wurde. Ein durch Aufnahme eines Bildes der nicht fluoreszenzgefärbten Probe mit der Bildgebungsvorrichtung erfasstes Bild wird als ungefärbtes Probenbild bezeichnet.
Die auf der Anzeigeeinheit 140 angezeigten Probenbildinformationen J1 können ein Bild sein, das dem gesamten Bereich der fluoreszenzgefärbten Probe 30 entspricht (insbesondere ein Bildaufnahmezielbereich) oder ein Bild, das einem Teilbereich der fluoreszenzgefärbten Probe 30 entspricht.
Wenn nur ein Teilbereich der fluoreszenzgefärbten Probe 30 auf der Anzeigeeinheit 140 als die Probenbildinformationen J1 angezeigt wird, wird vorzugsweise ein Bereich (beispielsweise ein Bereich, der ein positives Zellbild K2 einschließt) einschließlich eines Zellbildes (hiernach auch als „markiertes Zellbild“ bezeichnet), das mit dem fluoreszierenden Reagenz 10 markiert ist, auf der Anzeigeeinheit 140 angezeigt.
Das markierte Zellbild wird in ein nicht positives Zellbild K1, das basierend auf dem positiven Schwellenwert als nicht positiv bestimmt wurde, und das positive Zellbild K2, das basierend auf dem positiven Schwellenwerts als positiv bestimmt wurde, unterteilt. Zum Beispiel kann in dem gefärbten Fluoreszenzkomponentenbild D2 ein Bildabschnitt (insbesondere ein markiertes Zellbild), der darauf hinweist, dass ein Luminanzwert gleich oder größer als der positive Schwellenwert ist, als positives Zellbild K2 eingestuft werden, und ein Bildabschnitt (insbesondere ein markiertes Zellbild), der darauf hinweist, dass ein Luminanzwert kleiner als der positive Schwellenwert ist, kann als nicht positives Zellbild K1 eingestuft werden.
Die Klassifizierung des nicht positiven Zellbildes K1 und des positiven Zellbildes K2 kann beispielsweise von der Bilderzeugungseinheit 133 durchgeführt werden (siehe 1 und 7), oder sie kann von jeder beliebigen Vorrichtung, wie der Analyseeinheit 47, durchgeführt werden.
In dem in 20 gezeigten Beispiel wird jedes markierte Zellbild, das auf der Anzeigeeinheit 140 angezeigt wird, durch eine Zellbildposition-Hervorhebungsmarkierung M1 hervorgehoben. Ein bestimmter Anzeigemodus (beispielsweise eine Farbe, eine Dicke, ein Muster und/oder eine Form) der Zellbildposition-Hervorhebungsmarkierung M1 ändert sich aber zwischen dem nicht positiven Zellbild K1 und dem positiven Zellbild K2. Dadurch kann der Benutzer, der die auf der Anzeigeeinheit 140 angezeigten Probenbildinformationen J1 betrachtet, intuitiv das nicht positive Zellbild K1 und das positive Zellbild K2 in den Probenbildinformationen J1 erkennen.
Unterdessen umfassen die auf der Anzeigeeinheit 140 angezeigten Präsentationsinformationen J2 Schwellenwertinformationen, die auf den positiven Schwellenwert hinweisen.
In dem in 20 gezeigten Beispiel wird der positive Schwellenwert durch eine Anzeige (Indikator) angezeigt. Das heißt, der positive Schwellenwert, der für die Klassifizierung des nicht positiven Zellbildes K1 und des positiven Zellbildes K2 verwendet wird, wird durch eine positive Schwellenwertmarkierung Q angezeigt. Der Indikator der Präsentationsinformationen J2 in 20 wird durch 16 Bit (0 bis 65535) repräsentiert und ein unterer Teil des Indikators (das heißt wenn der Wert größer ist) weist auf den positiven Schwellenwert hin, der einem hohen Luminanzwert entspricht.
Der Benutzer kann den positiven Schwellenwert, der für die Klassifizierung des nicht positiven Zellbildes K1 und des positiven Zellbildes K2 verwendet werden soll, durch Bewegen der positiven Schwellenwertmarkierung Q entlang des Indikators mittels der Bedienungseinheit 160 (siehe 1) anpassen.
In diesem Fall steuert die Steuereinheit 150 (siehe 1) die Bilderzeugungseinheit 133 und/oder die Anzeigeeinheit 140 zur Anpassung der Position der positiven Schwellenwertmarkierung Q, die auf der Anzeigeeinheit 140 angezeigt wird, gemäß einem Anpassungsanweisungssignal, das vom Benutzer über die Bedienungseinheit 160 eingegeben wird.
Unterdessen erfasst die Bilderzeugungseinheit 133 den positiven Schwellenwert nach Anpassung gemäß dem Anpassungsanweisungssignal, das über die Bedienungseinheit 160 beispielsweise von der Steuereinheit 150 eingegeben wurde. Dann reklassifiziert die Bilderzeugungseinheit 133 das nicht positive Zellbild K1 und das positive Zellbild K2 gemäß dem positiven Schwellenwert nach Anpassung. Dann erzeugt die Bilderzeugungseinheit 133 Bildinformationen (die Probenbildinformationen J1 und die Präsentationsinformationen J2) gemäß einem Reklassifizierungsergebnis und dem positiven Schwellenwert nach Anpassung, und überträgt die Bildinformationen an die Anzeigeeinheit 140.
Dadurch werden die basierend auf dem positiven Schwellenwert nach Anpassung durch den Benutzer erzeugten Bildinformationen auf der Anzeigeeinheit 140 angezeigt.
21 veranschaulicht ein anderes Beispiel der Anzeige von Bildinformationen auf der Anzeigeeinheit 140. In 21 werden die gleichen oder entsprechende Elemente wie die in 20 gezeigten mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und eine detaillierte Beschreibung davon wird weggelassen.
In dem in der oben beschriebenen 20 gezeigten Beispiel werden das nicht positive Zellbild K1 und das positive Zellbild K2 unter Verwendung des gemeinsamen positiven Schwellenwerts über die gesamten Probenbildinformationen J1 klassifiziert.
Unterdessen wird in dem in 21 gezeigten Beispiel ein positiver Schwellenwert für jedes einer Vielzahl von Beobachtungsgebieten (kleine Gebiete) Rs1 und Rs2, die durch Unterteilung des in den Probenbildinformationen J1 angezeigten gefärbten Fluoreszenzkomponentenbildes D2 definiert wurden, bestimmt.
Die Schwellenwertbestimmungseinheit 43 (siehe 7) bestimmt den positiven Schwellenwert für jedes der Vielzahl von Beobachtungsgebieten Rs1 und Rs2, die durch Unterteilung des gefärbten Fluoreszenzkomponentenbildes D2 definiert werden.
In einem Gewebebild mit breitem Sichtfeld, wie etwa ein Whole Slide Image (WSI), kann in jedem einer Vielzahl von unterteilten Gebieten (beispielsweise in einem Gebiet mit hohem Hintergrundrauschen und einem Gebiet mit geringem Hintergrundrauschen) ein einzigartiges Merkmal erscheinen. Deshalb besteht die Notwendigkeit, den positiven Schwellenwert für jedes unterteilte Gebiet des Gewebebildes zur Analyse festzusetzen.
Beispielsweise kann die Schwellenwertbestimmungseinheit 43 Informationen, die auf eine im Fluoreszenzspektrum D1 der gefärbten Probe enthaltene Rauschkomponente hinweisen, durch Analyse des Fluoreszenzspektrums D1 der gefärbten Probe, des gefärbten Fluoreszenzkomponentenbildes D2 und/oder des gefärbten Autofluoreszenzkomponentenbildes D3 erfassen. In diesem Fall kann die Schwellenwertbestimmungseinheit 43 die Vielzahl von Beobachtungsgebieten Rs1 und Rs2 durch Unterteilung des gefärbten Fluoreszenzkomponentenbildes D2 gemäß der erfassten Rauschkomponente definieren. Dadurch ist es möglich, das Bild der Probenbildinformationen J1 gemäß der Größe des Hintergrundrauschens zu unterteilen und die Vielzahl von Beobachtungsgebieten Rs1 und Rs2 automatisch festzulegen.
In dem in 21 gezeigten Beispiel ist ein zweites Beobachtungsgebiet Rs2, das auf das relativ große Hintergrundrauschen hinweist, von einer Beobachtungsgebiet-Hervorhebungsmarkierung M2 umgeben. Ein Gebiet außerhalb der Beobachtungsgebiet-Hervorherbungsmarkierung M2 ist ein erstes Beobachtungsgebiet Rs1, das auf relativ geringes Hintergrundrauschen hinweist.
Es ist anzumerken, dass eine Benutzeroberfläche, mittels derer der Benutzer den Schwellenwert für jedes frei bestimmte Gebiet einstellen kann, notwendig sein kann. Deshalb kann der Benutzer die Vielzahl von Beobachtungsgebieten Rs1 und Rs2 auf der Benutzeroberfläche designieren und der positive Schwellenwert kann auf jedes der Vielzahl von designierten Beobachtungsgebieten Rs1 und Rs2 eingestellt werden.
Das heißt, die Schwellenwertbestimmungseinheit 43 kann den positiven Schwellenwert für jedes der Vielzahl von Beobachtungsgebieten Rs1 und Rs2, die von dem Benutzer definiert werden, bestimmen.
Ein Verfahren zum Designieren der Vielzahl von Beobachtungsgebieten Rs1 und Rs2 durch den Benutzer unterliegt keinen Einschränkungen. Beispielsweise kann der Benutzer die Bedienungseinheit 160 (siehe 1) bedienen, um die Vielzahl von Beobachtungsgebieten Rs1 und Rs2 auf eine beliebige Weise zu designieren, während er die Probenbildinformationen J1 (das gefärbte Fluoreszenzkomponentenbild D2) auf der Anzeigeeinheit 140 betrachtet.
Die Steuereinheit 150 kann Informationen bezüglich der Vielzahl von Beobachtungsgebieten Rs1 und Rs2, die vom Benutzer designiert wurden, von der Bedienungseinheit 160 erfassen und die Informationen direkt oder indirekt der Verarbeitungseinheit 130 zuführen. Dann kann die Verarbeitungseinheit 130 (beispielsweise die Trennungsverarbeitungseinheit 132 und die Bilderzeugungseinheit 133) den positiven Schwellenwert bestimmen und die Bildinformationen basierend auf den Informationen bezüglich der Vielzahl von Beobachtungsgebieten Rs1 und Rs2 erzeugen. Dadurch können die Bildinformationen basierend auf der Vielzahl von Beobachtungsgebieten Rs1 und Rs2, die vom Benutzer designiert wurden, auf der Anzeigeeinheit 140 angezeigt werden.
In dem in 21 gezeigten Beispiel kann der Benutzer auch den positiven Schwellenwert einstellen, indem er positive Schwellenwertmarkierungen Q1 und Q2 über die Bedienungseinheit 160 bewegt.
Die positive Schwellenwertmarkierung kann für jedes Beobachtungsgebiet bereitgestellt werden. Eine erste positive Schwellenwertmarkierung Q1, die in 21 gezeigt wird, ist für das erste Beobachtungsgebiet Rs1 bereitgestellt, und eine zweite positive Schwellenwertmarkierung Q2 ist für das zweite Beobachtungsgebiet Rs2 bereitgestellt.
Ähnlich wie die in 20 gezeigte positive Schwellenwertmarkierung Q kann der Benutzer den positiven Schwellenwert, der jedem des ersten Beobachtungsgebiets Rs1 und des zweiten Beobachtungsgebiets Rs2 zugewiesen wurde, ändern und einstellen, indem er die erste positive Schwellenwertmarkierung Q1 und die zweite positive Schwellenwertmarkierung Q2 jeweils mittels der Bedienungseinheit 160 bewegt.
22 veranschaulicht ein anderes Beispiel der Anzeige von Bildinformationen auf der Anzeigeeinheit 140. In 22 werden die gleichen oder entsprechende Elemente wie die in 20 und 21 gezeigten mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und eine detaillierte Beschreibung davon wird weggelassen.
In dem in 22 gezeigten Beispiel umfassen die auf der Anzeigeeinheit 140 angezeigten Präsentationsinformationen J2 korrigierbare Bereichsinformationen, die auf einen korrigierbaren Bereich des positiven Schwellenwerts hinweisen, zusätzlich zu den Schwellenwertsinformationen, die auf den positiven Schwellenwert hinweisen.
Die in 22 gezeigten Präsentationsinformationen J2 umfassen eine Anzeige eines korrigierbaren oberen Grenzwerts Lu und eines korrigierbaren unteren Grenzwerts Ld, zusätzlich zu der positiven Schwellenwertmarkierung Q.
Die Anzeige des korrigierbaren oberen Grenzwerts Lu und des korrigierbaren unteren Grenzwerts Ld weist auf einen oberen Grenzwert bzw. einen unteren Grenzwert des korrigierbaren Bereichs des positiven Schwellenwerts hin. Deshalb weist in dem Indikator der Präsentationsinformationen J2 die positive Schwellenwertmarkierung Q grundsätzlich auf eine Stelle irgendwo in einem Bereich hin, der vom dem korrigierbaren oberen Grenzwert Lu und dem korrigierbaren unteren Grenzwert Ld definiert wird.
Der korrigierbare Bereich des positiven Schwellenwerts, der von dem korrigierbaren oberen Grenzwert Lu und dem korrigierbaren unteren Grenzwert Ld bestimmt wird, kann in beliebiger Form angezeigt werden. Beispielsweise können eine Innenseite und eine Außenseite des korrigierbaren Bereichs des positiven Schwellenwerts in jeweils unterschiedlichen Farben oder Mustern angezeigt werden. Ferner kann im Indikator der Präsentationsinformationen J2 eine Anzeige einer Linie oder dergleichen, die auf den korrigierbaren oberen Grenzwert Lu und den korrigierbaren unteren Grenzwert Ld hinweist, gezeigt werden.
Der Benutzer kann den positiven Schwellenwert einstellen, indem er die positive Schwellenwertmarkierung Q mittels der Bedienungseinheit 160 bewegt, während er den korrigierbaren Bereich des positiven Schwellenwerts, der in den Präsentationsinformationen J2 angezeigt wird, als Führung verwendet.
Der korrigierbare Bereich des positiven Schwellenwerts (d.h. der korrigierbare obere Grenzwert Lu und der korrigierbare untere Grenzwert Ld) kann von der Schwellenwertbestimmungseinheit 43 (siehe 7) bestimmt werden. Die Informationen, die auf den von der Schwellenwertbestimmungseinheit 43 bestimmten korrigierbaren Bereich hinweisen, werden von der Trennungsausgabeeinheit 44 ausgegeben und an die Analyseeinheit 47, die Bilderzeugungseinheit 133 und dergleichen übertragen.
Es ist anzumerken, dass ein spezifisches Verfahren zur Bestimmung des korrigierbaren Bereichs des positiven Schwellenwerts keinen Einschränkungen unterliegt.
Zum Beispiel kann der korrigierbare Bereich des positiven Schwellenwerts basierend auf positiven Schwellenwerten bestimmt werden, die einzeln von einer Vielzahl von Verfahren zur Bestimmung des positiven Schwellenwerts bestimmt wurden. Zum Beispiel kann der korrigierbare untere Grenzwert Ld basierend auf einem Mindestwert unter positiven Schwellenwerten, die von den oben beschriebenen ersten bis fünften Verfahren zur Bestimmung des positiven Schwellenwerts bestimmt wurden, bestimmt werden, und der korrigierbare obere Grenzwert Lu kann basierend auf einem Höchstwert unter den positiven Schwellenwerten bestimmt werden.
Alternativ kann der korrigierbare Bereich des positiven Schwellenwerts basierend auf einem Korrekturwert (beispielsweise einem vorbestimmten Korrekturwert, wie er in einer später noch zu beschreibenden ersten Modifikation (23 und 24) beschrieben wird) bestimmt werden, der dem positiven Schwellenwert zugewiesen wurde. In diesem Fall kann die Schwellenwertbestimmungseinheit 43 Daten im korrigierbaren Bereich des positiven Schwellenwerts beispielsweise durch Lesen der Daten aus einer Speichereinheit (beispielsweise der Datenbank 200 oder der Informationspeichereinheit 121) erfassen.
Der korrigierbare Bereich des positiven Schwellenwerts, der auf diese Weise bestimmt wurde, wird auf der oben beschriebenen Anzeigeeinheit 140 angezeigt, aber er kann auch an eine andere Vorrichtung übertragen und zur Verarbeitung von Analysesoftware oder dergleichen verwendet werden.
Es ist anzumerken, dass die oben beschriebenen 20 bis 22 lediglich Anzeigebeispiele in der Anzeigeeinheit 140 veranschaulichen und die Anzeigeeinheit 140 die Bildinformationen in einer beliebigen anderen Form anzeigen kann.
Wie oben beschrieben kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform (der Informationsverarbeitungsvorrichtung und des Informationsverarbeitungsverfahrens) der in der Analyse des gefärbten Fluoreszenzkomponentenbildes D2 verwendete positive Schwellenwert basierend auf dem Probenfluoreszenzspektrum (dem Fluoreszenzspektrum D1 der gefärbten Probe und/oder dem Fluoreszenzspektrum D21 der ungefärbten Probe) bestimmt werden.
Durch Verwendung des positiven Schwellenwerts, der ohne Intervention durch Subjektivität des Benutzers auf diese Weise bestimmt wurde, ist es möglich zu verhindern, dass ein Analyseergebnis des gefärbten Fluoreszenzkomponentenbildes D2 zwischen Benutzern schwankt, und auf stabile Weise ein äußerst genaues Analyseergebnis zu erhalten. Sogar wenn der Benutzer kein spezialisierter Bediener mit Analysekenntnissen ist, kann ferner ein äußerst genaues Analyseergebnis erhalten werden.
Da der positive Schwellenwert automatisch aus dem Fluoreszenzspektrum D1 der gefärbten Probe und/oder dem Fluoreszenzspektrum D21 der ungefärbten Probe erhalten werden kann, kann ferner Anpassungsarbeit zur Analyse effizient erfolgen. Dadurch ist es möglich, den Zeit- und Arbeitsaufwand des Benutzers für die Analyseverarbeitung und eine Anpassungsarbeitszeit des Benutzers zu verringern, und es ist möglich, Beschleunigung und Verbesserung der Genauigkeit der Ergebnisberechnung bei der Durchführung klinischer Forschung und Diagnose zu fördern.
Ferner kann der bestimmte positive Schwellenwert automatisch auf der Anzeigeeinheit 140 angezeigt werden. Der Benutzer kann die Probenbildinformationen J1 (insbesondere das nicht positive Zellbild K1 und das positive Zellbild K2), die auf der Anzeigeeinheit 140 angezeigt werden, überprüfen, während der den positiven Schwellenwert überprüft, indem er die auf der Anzeigeeinheit 140 angezeigten Präsentationsinformationen J2 betrachtet.
Da der positive Schwellenwert in der oben beschriebenen Ausführungsform unabhängig vom Phänotyp jedes Fluoreszenzspektrums D1 der gefärbten Probe (entsprechend Probenbildinformationen J1) bestimmt werden kann, ist die Vielseitigkeit der Anwendung ferner hoch, ohne von den Charakteristika des XY-Raums des Fluoreszenzspektrums D1 der gefärbten Probe abhängig zu sein.
(Erste Modifikation)
Die Schwellenwertbestimmungseinheit 43 kann den positiven Schwellenwert basierend auf einem vorbestimmten Korrekturwert korrigieren.
Ein Korrekturverfahren für den positiven Schwellenwert unter Verwendung des vorbestimmten Korrekturwerts unterliegt keinen Einschränkungen. Typischerweise kann ein Grenzwert (das heißt, ein oberer Grenzwert und/oder ein unterer Grenzwert), der einen Bereich eines numerischen Werts definiert, der vom positiven Schwellenwert angenommen werden kann, im Voraus als Korrekturwert bestimmt werden. Ferner kann ein Korrekturkoeffizient zur Verwendung zur Multiplikation bezüglich des positiven Schwellenwerts im Voraus als Korrekturwert bestimmt werden.
Ein solcher Korrekturwert kann beispielsweise gemäß einem fluoreszierenden Reagenz bestimmt werden, oder er kann gemäß einer Kombination eines fluoreszierenden Reagenz und eines Markierungsziels, das mit dem fluoreszierenden Reagenz markiert werden soll, bestimmt werden.
Das hier erwähnte Markierungsziel bezieht sich auf eine Substanz, die mit dem fluoreszierenden Reagenz markiert werden kann (beispielsweise eine Substanz, die mit dem fluoreszierenden Reagenz reagiert, um Fluoreszenz auszusenden). Typischerweise kann ein Zielobjekt, wie ein Antikörper, im Markierungsziel enthalten sein, aber andere Zellen und Gewebe (beispielsweise Organe, Krebszellen und andere Zellen/Gewebe) können ebenfalls in dem hier erwähnten Markierungsziel enthalten sein.
Die Datenbank 200 und die Speichereinheit 120 (beispielsweise die Informationsspeichereinheit 121), die in 1 zu sehen sind, können als Korrekturdatenspeichereinheit verwendet werden, die einen Korrekturwert speichert, der zur Korrektur des positiven Schwellenwerts verwendet werden kann. Beispielsweise kann die Datenbank 200 die Reagenzidentifikationsinformationen 11 und einen entsprechenden Korrekturwert im Zusammenhang miteinander für jedes der Vielzahl von fluoreszierenden Reagenzien, die verwendet werden können, im Voraus speichern. Ferner kann die Datenbank 200 Markierungszielidentifikationsinformationen, die Reagenzidentifikationsinformationen 11 und den Korrekturwert im Zusammenhang miteinander für jedes der Vielzahl von fluoreszierenden Reagenzien, die verwendet werden können, und für jedes der Vielzahl von Zielobjekten, die markiert werden können, speichern.
Hier sind die Markierungszielidentifikationsinformationen Informationen zur Identifizierung des Markierungsziels. Im vorliegenden Beispiel umfassen die Probenidentifikationsinformationen 21 die Markierungszielidentifikationsinformationen, und die Markierungszielidentifikationsinformationen sind mit der Probe 20 assoziiert.
Ein fluoreszierendes Reagenz kann in einigen Fällen für zwei oder mehr Markierungsziele verwendet werden. Das heißt, es gibt einen Fall, in dem das fluoreszierende Reagenz ein gemeinsames ist, aber Markierungsziele unterschiedlich sind, und die Datenbank 200 kann verschiedene Korrekturwerte in Zusammenhang mit jedem dieser Fälle speichern.
23 und 24 zeigen Beispiele von Korrekturwerten, die in einer Korrekturdatenspeichereinheit (beispielsweise der Datenbank 200) gespeichert sind.
In dem in 23 gezeigten Beispiel werden ein entsprechender „unterer Grenzwert“ und „oberer Grenzwert“ jeweils in Zusammenhang mit Kombinationen von „Farbstoff“ und „Antikörper (Markierungsziel“ als Korrekturwert in der Korrekturdatenspeichereinheit gespeichert. Unterdessen wird in dem in 24 gespeicherten Beispiel ein entsprechender „Koeffizient“ jeweils in Zusammenhang mit Kombinationen von „Farbstoff“ und „Antikörper (Markierungsziel)“ in der Korrekturdatenspeichereinheit als Korrekturwert gespeichert.
In der Korrekturdatenspeichereinheit werden die Korrekturwerte in beliebiger Form, etwa in Form einer Nachschlagetabelle, gespeichert.
Die Informationserfassungseinheit 111 (siehe 1) kann den entsprechenden Korrekturwert aus der Datenbank 200 basierend auf den mit dem fluoreszierenden Reagenz 10, das für die fluoreszenzgefärbte Probe 30 verwendet wurde, assoziierten Reagenzidentifikationsinformationen 11 lesen und erfassen. Alternativ kann die Informationserfassungseinheit 111 den entsprechenden Korrekturwert aus der Datenbank 200 basierend auf den mit dem fluoreszierenden Reagenz 10 und der Probe 20, die für die fluoreszenzgefärbte Probe 30 verwendet wurden, assoziierten Reagenzidentifikationsinformationen 11 und den Probenidentifikationsinformationen 21 (insbesondere den Markierungszielidentifikationsinformationen) lesen und erfassen.
Dann speichert die Informationserfassungseinheit 111 den aus der Datenbank 200 ausgelesenen Korrekturwert in der Informationsspeichereinheit 121.
Der in der Informationsspeichereinheit 121 gespeicherte Korrekturwert wird direkt oder indirekt von der Trennungsverarbeitungseinheit 132 (der Schwellenwertbestimmungseinheit 43 (siehe 7)) erfasst und zur Korrektur des positiven Schwellenwerts in der Schwellenwertbestimmungseinheit 43 (siehe 7) verwendet. Wie oben beschrieben kann die Schwellenwertbestimmungseinheit 43 den Korrekturwert von der Korrekturdatenspeichereinheit, die die Reagenzidentifikationsinformationen und den Korrekturwert im Zusammenhang miteinander speichert, basierend auf den Reagenzidentifikationsinformationen 11 über die Erfassungseinheit 110 und die Speichereinheit 120 erfassen. Auf ähnliche Weise kann die Schwellenwertbestimmungseinheit 43 den Korrekturwert von der Korrekturdatenspeichereinheit, die die Markierungszielidentifikationsinformationen, die Reagenzidentifikationsinformationen und den Korrekturwert im Zusammenhang miteinander speichert, basierend auf den Markierungszielidentifikationsinformationen und den Reagenzidentifikationsinformationen 11 über die Erfassungseinheit 110 und die Speichereinheit 120 erfassen.
Beispielsweise wird in dem in 23 gezeigten Beispiel ein Fall angenommen, in dem der von der Schwellenwertbestimmungseinheit 43 abgeleitete positive Schwellenwert „600“ ist, wenn die fluoreszenzgefärbte Probe 30 von „AF488-CK“ stammt.
Wie aus 23 hervorgeht, überschreitet in diesem Fall der positive Schwellenwert einen oberen Grenzwert (das heißt „500“), der „AF488-CK“ zugewiesen wurde. Deshalb korrigiert die Schwellenwertbestimmungseinheit 43 den positiven Schwellenwert und ändert den positiven Schwellenwert in „500“.
Die Trennungsausgabeeinheit 44 gibt den von der Schwellenwertbestimmungseinheit 43 korrigierten positiven Schwellenwert aus und eine Nachstufenvorrichtung (beispielsweise die Analyseeinheit 47 oder die Bilderzeugungseinheit 133 in 7) verwendet den korrigierten positiven Schwellenwert.
Durch Einstellen eines Grenzwerts des positiven Schwellenwerts auf diese Weise kann verhindert werden, dass ein unerwartet extrem hoher Wert oder extrem niedriger Wert als positiver Schwellenwert festgelegt wird.
Unterdessen wird in dem in 24 gezeigten Beispiel ein Fall angenommen, in dem der von der Schwellenwertbestimmungseinheit 43 abgeleitete positive Schwellenwert dazu tendiert, höher abgeleitet zu werden als der ursprüngliche Wert, wenn die fluoreszenzgefärbte Probe 30 von „AF488-CK“ stammt.
In diesem Fall kann die Schwellenwertbestimmungseinheit 43 einen Einfluss einer solchen Tendenz durch Multiplizieren des positiven Schwellenwerts mit einem entsprechenden Koeffizienten, der kleiner als 1 ist („0,92“ in dem in 24 gezeigten Beispiel) unterdrücken, um Korrektur durchzuführen.
Es ist anzumerken, dass in einem Fall, in dem der von der Schwellenwertbestimmungseinheit 43 abgeleitete positive Schwellenwert dazu tendiert, kleiner als der ursprüngliche Wert abgeleitet zu werden, ein entsprechender Koeffizient, der größer als 1 ist, als Korrekturwert verwendet werden kann (siehe „AF532-C68“ in 24).
Wie oben beschrieben wird in dem vorliegenden Beispiel ein Korrekturwert, der jedem Reagenz, das verwendet werden kann und/oder jedem Zielobjekt, das ein Detektionsziel sein kann, entspricht, im Voraus in der Korrekturdatenspeichereinheit als Datenbankinformationen gespeichert. Die Schwellenwertbestimmungseinheit 43 kann den endgültigen positiven Schwellenwert durch Erfassen des Korrekturwerts, der der tatsächlichen fluoreszenzgefärbten Probe 30 entspricht, von den Korrekturwerten, die im Voraus in der Korrekturdatenspeichereinheit gespeichert wurden, und durch Anwenden des Korrekturwerts auf den positiven Schwellenwert bestimmen.
Deshalb wird der positive Schwellenwert gemäß dem „fluoreszierenden Reagenz“ oder „Kombination des fluoreszierenden Reagenz und des Markierungsziels“, die für die fluoreszenzgefärbte Probe 30 verwendet werden sollen, korrigiert. Dadurch ist es sogar in einem Fall, in dem die Schwellenwertbestimmungseinheit 43 fälschlicherweise aus irgendeinem Grund einen Wert als positiven Schwellenwert ableitet, der stark vom ursprünglichen Wert abweicht, möglich zu verhindern, dass ein solcher falscher Wert wie er ist als positiver Schwellenwert verwendet wird.
Es ist anzumerken, dass der in der Korrekturdatenspeichereinheit (zum Beispiel der Datenbank 200) gespeicherte „zum Korrigieren des positiven Schwellenwerts verwendete Korrekturwert“ auf angemessene Weise aktualisiert werden kann. Beispielsweise kann der Benutzer den in der Korrekturdatenspeichereinheit gespeicherten Korrekturwert zu jedem angemessenen Zeitpunkt (beispielsweise in regelmäßigen Abständen) aktualisieren.
(Anwendungsbeispiel)
Das oben beschriebene Informationsverarbeitungssystem kann eine Bildgebungsvorrichtung (einschließlich beispielsweise eines Scanners oder dergleichen), die ein Fluoreszenzspektrum erfasst, und eine Informationsverarbeitungsvorrichtung, die Verarbeitung unter Verwendung des Fluoreszenzspektrums durchführt, aufweisen. In diesem Fall kann die in 1 gezeigte Fluoreszenzsignalerfassungseinheit 112 von der Bildgebungsvorrichtung implementiert werden und andere Konfigurationen können von der Informationsverarbeitungsvorrichtung implementiert werden. Ferner kann das oben beschriebene Informationsverarbeitungssystem eine Bildgebungsvorrichtung umfassen, die ein Fluoreszenzspektrum erfasst, und Software aufweisen, die zur Verarbeitung des Fluoreszenzspektrums verwendet wird. Mit anderen Worten kann es sein, dass im Informationsverarbeitungssystem keine physikalische Konfiguration (beispielsweise ein Datenspeicher, ein Prozessor oder dergleichen) zum Speichern und Ausführen der Software bereitgestellt ist. In diesem Fall kann die in 1 gezeigte Fluoreszenzsignalerfassungseinheit 112 von der Bildgebungsvorrichtung implementiert werden und andere Konfigurationen können von der Informationsverarbeitungsvorrichtung, auf der die Software ausgeführt wird, implementiert werden. Dann wird dem Software der Informationsverarbeitungsvorrichtung beispielsweise von einer Webseite, einem Cloud-Server oder dergleichen über ein Netzwerk bereitgestellt, oder sie wird der Informationsverarbeitungsvorrichtung über ein beliebiges Speichermedium (beispielsweise eine Diskette oder dergleichen) bereitgestellt. Ferner kann die Informationsverarbeitungsvorrichtung, auf der die Software ausgeführt wird, verschiedene Server (beispielsweise ein Cloud-Server oder dergleichen), ein Allzweckcomputer, ein PC, ein Tablet-PC oder dergleichen sein. Es sei angemerkt, dass ein Verfahren, mit dem die Software für die Informationsverarbeitungsvorrichtung bereitgestellt wird, und eine Art der Informationsverarbeitungsvorrichtung nicht auf das Obige beschränkt sind. Ferner ist anzumerken, dass die Konfiguration des oben beschriebenen Informationsverarbeitungssystems nicht notwendigerweise auf die oben beschriebene Konfiguration beschränkt ist und dass eine Konfiguration, die von Fachleuten auf dem Gebiet erdacht werden kann, basierend auf einem technischen Niveau zum Zeitpunkt der Verwendung angewendet werden kann.
(Anwendungsbeispiel für ein Mikroskopsystem)
Das oben beschriebene Informationsverarbeitungssystem kann beispielsweise als Mikroskopsystem realisiert werden. Mit Bezug auf 25 wird ein Konfigurationsbeispiel eines Mikroskopsystems beschrieben, das das oben beschrieben Informationsverarbeitungssystem implementiert.
Das in 25 gezeigte Mikroskopsystem weist ein Mikroskop 101 und eine Datenverarbeitungseinheit 107 auf. 25 zeigt ein Beispiel eines Messsystems, das ein Bild eines Gebiet mit breitem Sichtfeld der fluoreszenzgefärbten Probe 30 und einer nicht fluoreszenzgefärbten Probe aufnehmen kann, und das Messsystem ist beispielsweise auch auf WSI anwendbar.
Das Mikroskop 101 weist einen Tisch 102, ein optisches System 103, eine Lichtquelle 104, eine Tischantriebseinheit 105, eine Lichtquellenantriebseinheit 106 und eine Fluoreszenzsignalerfassungseinheit 112 auf.
Der Tisch 102 weist eine Platzierungsoberfläche auf, auf der die fluoreszenzgefärbte Probe 30 und die nicht fluoreszenzgefärbte Probe platziert werden können, und er ist durch Antreiben der Tischantriebseinheit 105 in einer horizontalen Richtung (Richtung in der x-y-Ebene) parallel zur Platzierungsoberfläche und einer vertikalen Richtung (z-Achsenrichtung) bewegbar angeordnet. Die fluoreszenzgefärbte Probe 30 weist eine Dicke von beispielsweise mehreren µm bis mehreren zehn µm in der Z-Achsenrichtung auf und ist mit einer vorbestimmten Technik fixiert, während sie zwischen einem Schiebeglas SG und einem Deckglas (nicht gezeigt) angeordnet ist.
Das optische System 103 ist über dem Tisch 102 angeordnet. Das optische System 103 weist eine Objektivlinse 103A, eine Bildgebungslinse 103B, einen dichroitischen Spiegel 103C, einen Emissionsfilter 103D und einen Anregungsfilter 103E auf. Die Lichtquelle 104 ist beispielsweise eine Glühbirne, wie eine Quecksilberlampe, eine Leuchtdiode (LED) oder dergleichen und strahlt durch Antreiben der Lichtquellenantriebseinheit 106 Licht aus. Das von der Lichtquelle 104 ausgestrahlte Licht wird zu der fluoreszenzgefärbten Probe 30 oder der nicht fluoreszenzgefärbten Probe auf der Platzierungsoberfläche des Tisches 102 über das optische System 103 geleitet.
Wenn Fluoreszenzbilder der fluoreszenzgefärbten Probe 30 und der nicht fluoreszenzgefärbten Probe erhalten werden, erzeugt der Anregungsfilter 103E Anregungslicht, indem er nur Licht mit einer Anregungswellenlänge zum Anregen des fluoreszierenden Farbstoffes unter Licht, das von der Lichtquelle 104 ausgestrahlt wurde, überträgt. Der dichroitische Spiegel 103C reflektiert das Anregungslicht, das durch den Anregungsfilter 103E übertragen wurde und darauf aufgetroffen ist, und leitet das Anregungslicht zur Objektivlinse 103A. Die Objektivlinse 103A kondensiert das Anregungslicht auf die fluoreszenzgefärbte Probe 30. Die Objektivlinse 103A und die Bildgebungslinse 103B vergrößern das Bild der fluoreszenzgefärbten Probe 30 mit einer vorgegebenen Vergrößerung und formen das vergrößerte Bild auf der Bildgebungsoberfläche der Fluoreszenzsignalerfassungseinheit 112.
Wenn die fluoreszenzgefärbte Probe 30 mit dem Anregungslicht bestrahlt wird, senden ein Färbemittel (fluoreszierendes Reagenz 10) und eine Autofluoreszenzkomponente, die an jedes Gewebe der fluoreszenzgefärbten Probe 30 gebunden sind, Fluoreszenz aus. Diese Fluoreszenz wird durch den dichroitischen Spiegel 103C über die Objektivlinse 103A übertragen und erreicht die Bildgebungslinse 103B über den Emissionsfilter 103D. Der Emissionsfilter 103D absorbiert einen Teil des von der Objektivlinse 103A vergrößerten und durch den Anregungsfilter 103E übertragenen Lichts und überträgt nur einen Teil des farbigen Lichts. Wie oben beschrieben wird ein Bild des farbigen Lichts, aus dem das externe Licht verloren ist, von der Bildgebungslinse 103B vergrößert und auf der Fluoreszenzsignalerfassungseinheit 112 geformt.
Es ist anzumerken, dass ein (nicht gezeigtes) Spektroskop statt der in 25 gezeigten Bildgebungslinse 103B bereitgestellt werden kann. Das Spektroskop kann unter Verwendung von einem oder mehreren Prismen, Linsen und dergleichen ausgelegt sein und dispergiert Fluoreszenz von der fluoreszenzgefärbten Probe 30 oder der nicht fluoreszenzgefärbten Probe in einer vorbestimmten Richtung. In diesem Fall ist die Fluoreszenzsignalerfassungseinheit 112 als ein Photodetektor ausgelegt, der Lichtintensität für jede Wellenlänge von Fluoreszenz, die vom Spektroskop dispergiert wurde, erkennt und eine erkanntes Fluoreszenzsignal in die Datenverarbeitungseinheit 107 eingibt.
Die Datenverarbeitungseinheit 107 treibt die Lichtquelle 104 über die Lichtquellenantriebseinheit 106 an, erfasst Fluoreszenzspektren/Fluoreszenzbilder der fluoreszenzgefärbten Probe 30 und der nicht fluoreszenzgefärbten Probe unter Verwendung der Fluoreszenzsignalerfassungseinheit 112 und führt verschiedene Arten von Verarbeitung unter Verwendung der erfassten Fluoreszenzspektren/Fluoreszenzbilder durch. Insbesondere kann die Datenverarbeitungseinheit 107 als einige oder alle der Informationserfassungseinheit 111, der Speichereinheit 120, der Verarbeitungseinheit 130, der Anzeigeeinheit 140, der Steuereinheit 150, der Bedienungseinheit 160 oder der Datenbank 200 der in 1 gezeigten Informationsverarbeitungsvorrichtung 100 fungieren. Ferner kann die Datenverarbeitungseinheit 107 die Analyseeinheit 47 (siehe 7) aufweisen, die Analyse basierend auf einem positiven Schwellenwert durchführt. Indem sie als Steuereinheit 150 der Informationsverarbeitungsvorrichtung 100 fungiert, steuert die Datenverarbeitungseinheit 107 beispielsweise den Antrieb der Tischantriebseinheit 105 und der Lichtquellenantriebseinheit 106, und sie steuert eine Erfassung eines Spektrums durch die Fluoreszenzsignalerfassungseinheit 112. Indem sie ferner als die Verarbeitungseinheit 130 der Informationsverarbeitungsvorrichtung 100 fungiert, erzeugt die Datenverarbeitungseinheit 107 Bildspektrumsdaten, berechnet einen positiven Schwellenwert, führt Analyse durch und erzeugt Bildinformationen.
Wie oben beschrieben dienen in dem in 25 gezeigten Mikroskopsystem mindestens die Lichtquelle 104, der Anregungsfilter 103E, der dichroitische Spiegel 103C und die Objektivlinse 103A als Lichtbestrahlungseinrichtung, die Anregungslicht zum Anregen des fluoreszierenden Reagenz 10 ausstrahlt. Ferner dient die Fluoreszenzsignalerfassungseinheit 112 als eine Bildgebungsvorrichtung, die eine Probe (die fluoreszenzgefärbte Probe 30 oder die nicht fluoreszenzgefärbte Probe, die mit Anregungslicht bestrahlt wird, um ein Probenfluoreszenzspektrum zu erhalten, abbildet. Ferner dient die Datenverarbeitungseinheit 107 als eine Informationsverarbeitungsvorrichtung, die das Probenfluoreszenzspektrum analysiert.
Es ist anzumerken, dass die oben mit Bezug auf 25 beschriebene Vorrichtung lediglich ein Beispiel ist, und das Messsystem gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform und Modifikationen nicht auf das in 25 gezeigte Beispiel beschränkt sind. Zum Beispiel muss das Mikroskopsystem nicht unbedingt alle der in 25 gezeigten Konfigurationen aufweisen, sondern kann auch eine Konfiguration aufweisen, die in 25 nicht gezeigt ist.
Die oben beschriebene Ausführungsform und Modifikationen können unter Verwendung eines Messsystems implementiert werden, das Bilddaten (hiernach als „Bilddaten mit breitem Sichtfeld“ bezeichnet) mit einer ausreichenden Auflösung für das gesamte Bildaufnahmezielgebiet oder ein notwendiges Gebiet (hiernach auch als „Gebiet von Interesse“ bezeichnet) im Bildaufnahmezielgebiet erfassen kann. Beispielsweise können die oben beschriebene Ausführungsform und Modifikationen unter Verwendung eines Messsystems implementiert werden, das ein Bild des gesamten Bildaufnahmezielgebiets oder eines notwendigen Gebiet (hiernach als „Gebiet von Interesse“ bezeichnet) des Bildaufnahmezielgebiet auf einmal erfassen kann, oder eines Messsystems, das ein Bild des gesamten Bildaufnahmegebiets oder des Gebiets von Interesse durch Zeilenabtastung erfasst.
In dem in 25 gezeigten Mikroskopsystem wird in einem Fall, in dem das gesamte Bildaufnahmegebiet WSI ist, das ein Gebiet überschreitet, in dem Bilddaten auf einmal bei der Bildaufnahme erfasst werden können (hiernach als „Sichtfeld“ bezeichnet), die Bildaufnahme jedes Sichtfelds nacheinander durch Bewegen des Tisches 102 für jeden Zeitpunkt der Bildaufnahme durchgeführt. Durch Aufteilen (Tiling) von Bilddaten (hiernach als „Sichtfeldbilddaten“ bezeichnet), die durch Bildaufnahme jedes Sichtfelds erhalten wurden, werden Bilddaten mit breitem Sichtfeld des gesamten Bildaufnahmebereichs erzeugt. Die erzeugten Bilddaten mit breitem Sichtfeld werden beispielsweise in der Fluoreszenzsignalspeichereinheit 122 gespeichert (siehe 1). Es sei angemerkt, dass die Aufteilung (Tiling) der Sichtfeldbilddaten von der Erfassungseinheit 110 der Informationsverarbeitungsvorrichtung 100 ausgeführt werden kann, von der Speichereinheit 120 ausgeführt werden kann, oder von der Verarbeitungseinheit 130 ausgeführt werden kann.
Dann kann die Verarbeitungseinheit 130 eine Verarbeitungsreihe durchführen, einschließlich Verarbeitung zur Erfassung des positiven Schwellenwerts an dem erhaltenen Bilddaten mit breitem Sichtfeld.
(Verfahren zur Berechnung der Anzahl fluoreszierender Moleküle oder der Anzahl von Antikörpern)
Anschließend wird ein Verfahren zur Berechnung der Anzahl fluoreszierender Moleküle oder der Anzahl von Antikörpern in einem Pixel beschrieben. 26 ist eine schematische Ansicht zur Erläuterung eines Verfahrens zur Berechnung der Anzahl von fluoreszierenden Molekülen oder der Anzahl von Antikörpern in einem Pixel. In dem in 26 gezeigten Beispiel wird angenommen, dass in einem Fall, in dem ein Bildgebungselement und eine Probe durch eine Objektivlinse angeordnet werden, eine Größe einer Unterseite der Probe, die 1 [Pixel] des Bildgebungselements entspricht, 13/20 (µm) × 13/20 (µm) beträgt. Dann wird angenommen, dass eine Dicke der Probe 10 (µm) beträgt. In diesem Fall wird ein Volumen eines Quaders dieser Probe durch 13/20 (µm) × 13/20 (µm) × 10 (µm) repräsentiert. Es sei angemerkt, dass ein Volumen (Liter) dieser Probe durch 13/20 (µm) × 13/20 (µm) × 10 (µm) × 103 repräsentiert wird.
Wenn dann angenommen wird, dass eine Konzentration der Anzahl von Antikörpern (die die Anzahl fluoreszierender Moleküle sein kann), die in der Probe enthalten sind, gleichmäßig ist und 300 (nM) beträgt, wird die Anzahl von Antikörpern pro Pixel durch die folgenden Formel (24) repräsentiert.

[Ausdruck 11] $300 * 10^{- 9} * (\frac{13}{20} * \frac{13}{20} * 10 * {(10^{- 6})}^{3}) * 10^{3} * 6.02 * 10^{23}$
Wie oben beschrieben wird die Anzahl von fluoreszierenden Molekülen oder die Anzahl von Antikörpern in der fluoreszenzgefärbten Probe 30 als ein Ergebnis der Fluoreszenztrennungsverarbeitung berechnet, so dass der Implementierer die Anzahl der fluoreszierenden Moleküle unter einer Vielzahl von fluoreszierenden Substanzen vergleichen kann oder Daten vergleichen kann, die unter unterschiedlichen Bedingungen abgebildet wurden. Da die Anzahl von fluoreszierenden Molekülen oder die Anzahl von Antikörpern ein diskreter Wert ist, während eine Luminanz (oder Fluoreszenzintensität) ein kontinuierlicher Wert ist, kann die Informationsverarbeitungsvorrichtung 100 eine Datenmenge reduzieren, indem sie Bildinformationen basierend auf der Anzahl von fluoreszierenden Molekülen oder der Anzahl von Antikörpern ausgibt.
(Hardware-Konfigurationsbeispiel)
Mit Bezug auf 27 wird ein Hardware-Konfigurationsbeispiel der Informationsverarbeitungsvorrichtung 100 beschrieben. 27 ist ein Blockdiagramm, das ein Hardware-Konfigurationsbeispiel der Informationsverarbeitungsvorrichtung 100 zeigt. Verschiedene Arten von Verarbeitung durch die Informationsverarbeitungsvorrichtung 100 werden durch Zusammenwirken von Software und Hardware wie unten beschrieben realisiert.
Wie in 27 veranschaulicht, beinhaltet die Informationsverarbeitungsvorrichtung 100 eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU) 901, einen Nurlesespeicher (ROM) 902, einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 903 und einen Host-Bus 904a. Ferner weist die Informationsverarbeitungsvorrichtung 100 eine Brücke 904, einen externen Bus 904b, eine Schnittstelle 905, eine Eingabevorrichtung 906, eine Ausgabevorrichtung 907, eine Speichervorrichtung 908, ein Laufwerk 909, einen Anschlussport 911, eine Kommunikationsvorrichtung 913 und einen Sensor 915 auf. Die Informationsverarbeitungsvorrichtung 100 kann eine Verarbeitungsschaltung wie etwa einen DSP oder eine ASIC anstelle oder zusätzlich zur CPU 901 aufweisen.
Die CPU 901 fungiert als eine arithmetische Verarbeitungsvorrichtung und eine Steuervorrichtung und steuert den Gesamtbetrieb in der Informationsverarbeitungsvorrichtung 100 gemäß verschiedenen Programmen. Ferner kann die CPU 901 auch ein Mikroprozessor sein. Der ROM 902 speichert ein Programm, Betriebsparameter und dergleichen, die von der CPU 901 verwendet werden. Der RAM 903 speichert vorübergehend ein Programm, das bei der Ausführung von der CPU 901 verwendet wird, Parameter, die sich bei der Ausführung auf angemessene Weise verändern und dergleichen. Die CPU 901 kann mindestens beispielsweise die Verarbeitungseinheit 130 und die Steuereinheit 150 der Informationsverarbeitungsvorrichtung 100 verkörpern.
Die CPU 901, der ROM 902 und der RAM 903 sind über den Host-Bus 904a, einschließlich eines CPU-Bus und dergleichen, miteinander verbunden. Der Host-Bus 904a ist über die Brücke 904 mit dem externen Bus 904b, wie etwa einem PCI(Peripheral Component Interconnect/Interface)-Bus, verbunden. Es sei angemerkt, dass der Host-Bus 904a, die Brücke 904 und der externe Bus 904b nicht notwendigerweise eine separate Konfiguration aufweisen müssen und in einer einzelnen Konfiguration (beispielsweise in einem Bus) implementiert werden können.
Die Eingabevorrichtung 906 ist zum Beispiel durch eine Vorrichtung implementiert, in welche von dem Implementierer Informationen eingegeben werden, wie beispielsweise eine Maus, eine Tastatur, ein Berührungsbildschirm, eine Taste, ein Mikrofon, ein Schalter und ein Hebel. Ferner kann die Eingabevorrichtung 906 beispielsweise eine Fernsteuerungsvorrichtung unter Verwendung von Infrarotstrahlen oder anderen Funkwellen sein, oder sie kann eine externe Verbindungsvorrichtung wie etwa ein Mobiltelefon oder ein PDA, das einem Betrieb der Informationsverarbeitungsvorrichtung 100 entspricht, sein. Darüber hinaus kann die Eingabevorrichtung 906 beispielsweise eine Eingabesteuerschaltung aufweisen, die ein Eingangssignal basierend auf den vom Implementierer eingegebenen Informationen erzeugt, unter Verwendung des oben beschriebenen Eingabemittels, und das Eingangssignal an die CPU 901 ausgibt. Durch Bedienen der Eingabeeinrichtung 906 kann der Implementierer verschiedene Arten von Daten eingeben und eine Anweisung erteilen, einen Verarbeitungsvorgang auszuführen, an die Datenverarbeitungseinrichtung 100. Die Eingabevorrichtung 906 kann mindestens beispielsweise die Bedienungseinheit 160 der Informationsverarbeitungsvorrichtung 100 verkörpern.
Die Ausgabevorrichtung 907 weist eine Vorrichtung auf, die dem Implementierer erfasste Informationen visuell oder akustisch mitteilen kann. Beispiele für solch eine Vorrichtung weisen eine Anzeigevorrichtung, beispielsweise eine CRT-Anzeigevorrichtung, eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung, eine Plasmaanzeigevorrichtung, eine EL-Anzeigevorrichtung und eine Lampe, eine Schallausgabevorrichtung, beispielsweise einen Lautsprecher und einen Kopfhörer, und eine Druckervorrichtung und dergleichen auf. Die Ausgabevorrichtung 907 kann mindestens beispielsweise die Anzeigeeinheit 140 der Informationsverarbeitungsvorrichtung 100 verkörpern.
Die Speichervorrichtung 908 ist eine Vorrichtung zur Datenspeicherung. Die Speichervorrichtung 908 wird zum Beispiel durch eine magnetische Speichervorrichtung wie etwa eine HDD, eine Halbleiterspeichervorrichtung, eine optische Speichervorrichtung, eine magnetooptische Speichervorrichtung oder dergleichen implementiert. Die Speichervorrichtung 908 kann ein Speichermedium, eine Aufzeichnungsvorrichtung, die Daten im Speichermedium aufzeichnet, eine Lesevorrichtung, die Daten aus dem Speichermedium ausliest, eine Löschvorrichtung, die im Speichermedium aufgezeichnete Daten löscht oder dergleichen aufweisen. Die Speichervorrichtung 908 speichert Programme und verschiedene Arten von Daten, die von der CPU 901 ausgeführt werden, und verschiedene Arten von Daten, die von außen erfasst werden, und dergleichen. Die Speichervorrichtung 908 kann mindestens beispielsweise die Speichereinheit 120 der Informationsverarbeitungsvorrichtung 100 verkörpern.
Das Laufwerk 909 ist ein Lese-/Schreibgerät für ein Speichermedium und ist in der Informationsverarbeitungsvorrichtung 100 eingebaut oder extern an diese angeschlossen. Das Laufwerk 909 liest Informationen, die auf einem entfernbaren Speichermedium wie etwa einer geladenen magnetischen Platte, einer optischen Platte, einer magnetooptischen Platte oder einem Halbleiterspeicher aufgezeichnet sind, und gibt die Informationen an den RAM 903 aus. Des Weiteren kann das Laufwerk 909 auch Informationen auf das entfernbare Speichermedium schreiben.
Der Verbindungsanschluss 911 ist eine Schnittstelle, die mit einer externen Vorrichtung verbunden werden soll, und sie ist ein Verbindungsanschluss zu einer externen Vorrichtung, die beispielsweise Daten über einen Universal Serial Bus (USB) oder dergleichen übertragen kann.
Die Kommunikationsvorrichtung 913 ist zum Beispiel eine Kommunikationsschnittstelle, die durch eine Kommunikationsvorrichtung oder dergleichen zur Verbindung mit einem Netzwerk 920 gebildet ist. Die Kommunikationsvorrichtung 913 ist beispielsweise eine Kommunikationskarte oder dergleichen für ein kabelgebundenes oder kabelloses lokales Netzwerk (LAN), Long Term Evolution (LTE), Bluetooth (eingetragene Marke) oder einen kabellosen USB (WUSB). Des Weiteren kann die Kommunikationsvorrichtung 913 ein Router für eine optische Kommunikation, ein Router für ADSL (Asymmetrie Digital Subscriber Line), ein Modem für verschiedene Kommunikationen oder dergleichen sein. Zum Beispiel kann die Kommunikationsvorrichtung 913 Signale und dergleichen an das Internet und andere Kommunikationsvorrichtungen beispielsweise gemäß einem vorgegebenen Protokoll wie etwa TCP/IP senden und davon empfangen.
In der vorliegenden Ausführungsform weist der Sensor 915 einen Sensor auf, der zum Erfassen eines Spektrums (zum Beispiel eines Bildgebungselements oder dergleichen) imstande ist, kann aber auch andere Sensoren (zum Beispiel einen Beschleunigungssensor, einen Gyrosensor, einen geomagnetischen Sensor, einen druckempfindlichen Sensor, einen Schallsensor, eine Abstandsmesssensor und dergleichen) aufweisen. Der Sensor 915 kann mindestens beispielsweise die Fluoreszenzsignalerfassungseinheit 112 der Informationsverarbeitungsvorrichtung 100 verkörpern.
Es sei angemerkt, dass das Netzwerk 920 ein drahtgebundener oder drahtloser Übertragungspfad für Informationen ist, die von einer mit dem Netzwerk 920 verbundenen Vorrichtung übertragen werden. Zum Beispiel kann das Netzwerk 920 ein öffentliches Netzwerk, wie beispielsweise das Internet, ein Telefonnetzwerk oder ein Satellitenkommunikationsnetzwerk, verschiedene lokale Netzwerke (LAN), darunter Ethernet (eingetragene Handelsmarke), ein Weitverkehrsnetzwerk (WAN) und dergleichen aufweisen. Des Weiteren kann das Netzwerk 920 ein dediziertes Leitungsnetzwerk wie ein virtuelles privates Internetprotokoll-Netzwerk (IP-VPN) aufweisen.
Vorstehend wurde ein Hardwarekonfigurationsbeispiel beschrieben, das die Funktionen der Informationsverarbeitungsvorrichtung 100 implementieren kann. Jede der vorstehend beschriebenen Komponenten kann unter Verwendung eines Universalelements implementiert sein oder es kann durch Hardware implementiert sein, die auf die Funktion jeder Komponente spezialisiert ist. Deshalb ist es möglich, die zu verwendende Hardwarekonfiguration gemäß einem technischen Niveau zum Zeitpunkt der Durchführung der vorliegenden Offenbarung angemessen zu verändern.
Es sei angemerkt, dass ein Computerprogramm zum Implementieren jeder Funktion der Informationsverarbeitungsvorrichtung 100, wie vorstehend beschrieben, erstellt und auf einem PC oder dergleichen installiert werden kann. Ferner kann ein computerlesbares Aufzeichnungsmedium bereitgestellt sein, das ein solches Computerprogramm speichert. Das Aufzeichnungsmedium ist zum Beispiel eine Magnetplatte, eine optische Platte, eine magnetooptische Platte, ein Flash-Speicher oder dergleichen. Darüber hinaus kann das oben beschriebene Computerprogramm beispielsweise über ein Netzwerk ohne Verwendung eines Speichermediums verteilt werden.
Es ist anzumerken, dass die in der vorliegenden Beschreibung offenbarten Ausführungsform und Modifikationen in jeder Hinsicht nur veranschaulichend sind und nicht als beschränkend aufzufassen sind. Die zuvor beschriebene Ausführungsform und Modifikationen können weggelassen, ersetzt und in verschiedenen Formen geändert werden, ohne von dem Schutzumfang und der Idee der angehängten Ansprüche abzuweichen. Zum Beispiel können die zuvor beschriebene Ausführungsform und Modifikationen als Ganzes oder teilweise kombiniert werden, und andere Ausführungsformen können mit den zuvor beschriebenen Ausführungsformen oder Modifikationen kombiniert werden. Des Weiteren sind die in der vorliegenden Beschreibung beschriebenen Effekte der vorliegenden Offenbarung lediglich eine Exemplifizierung und andere Effekte können bereitgestellt werden.
Eine technische Kategorie, die die obige technische Idee umsetzt, ist nicht beschränkt. Zum Beispiel kann die zuvor beschriebene technische Idee durch ein Computerprogramm zum Bewirken davon umgesetzt werden, dass ein Computer eine oder mehrere Prozeduren (Schritte) ausführt, die in einem Verfahren zum Herstellen oder Verwenden der zuvor beschriebenen Einrichtung enthalten sind. Ferner kann die zuvor beschriebene technische Idee durch ein computerlesbares nichtflüchtiges Aufzeichnungsmedium umgesetzt werden, auf dem ein solches Computerprogramm aufgezeichnet ist.
Die vorliegende Offenbarung kann auch die folgenden Konfigurationen aufweisen.
[Punkt 1]
Informationsverarbeitungsvorrichtung, die Folgendes aufweist:

eine erste Trenneinheit, die zum Trennen eines Fluoreszenzspektrums einer gefärbten Probe in ein gefärbtes Fluoreszenzkomponentenbild, das ein fluoreszierendes Reagenz enthält, und ein gefärbtes Autofluoreszenzkomponentenbild, das eine Autofluoreszenzkomponente enthält, unter Verwendung eines Fluoreszenzreferenzspektrums und eine Autofluoreszenzreferenzspektrums ausgelegt ist, wobei das Fluoreszenzspektrum der gefärbten Probe durch Bestrahlung einer fluoreszenzgefärbten Probe, die durch Markierung einer Probe mit dem fluoreszierenden Reagenz erhalten wird, mit Anregungslicht erfasst wird;
eine zweite Trenneinheit, die zum Trennen eines Fluoreszenzspektrums einer ungefärbten Probe in ein ungefärbtes Fluoreszenzkomponentenbild, das das fluoreszierende Reagenz enthält, und ein ungefärbtes Autofluoreszenzkomponentenbild, das die Autofluoreszenzkomponente enthält, unter Verwendung des Fluoreszenzreferenzspektrums und des Autofluoreszenzreferenzspektrums ausgelegt ist, wobei das Fluoreszenzspektrum der ungefärbten Probe durch Bestrahlung einer nicht fluoreszenzgefärbten Probe, die nicht mit dem fluoreszierenden Reagenz markiert ist, mit Anregungslicht erfasst wird;
eine Schwellenwertbestimmungseinheit, die zum Bestimmen eines positiven Schwellenwerts ausgelegt ist, der mit Bilddaten einer Vielzahl von Bildabschnitten in dem gefärbten Fluoreszenzkomponentenbild, verglichen werden soll, basierend auf dem gefärbten Fluoreszenzkomponentenbild, wobei der positive Schwellenwert ein Kriterium für die Bestimmung ist, ob jeder der Vielzahl von Bildabschnitten einem positiven Zellbild entspricht oder nicht; und
eine Schwellenwertausgabeeinheit, die zum Ausgeben des positiven Schwellenwerts ausgelegt ist.

[Punkt 2]
Informationsverarbeitungsvorrichtung nach Punkt 1, wobei
die erste Trenneinheit:

ein pseudo-gefärbtes Fluoreszenzspektrum basierend auf dem gefärbten Fluoreszenzkomponentenbild und dem Fluoreszenzreferenzspektrum erzeugt;
ein pseudo-gefärbtes Autofluoreszenzspektrum basierend auf dem gefärbten Autofluoreszenzkomponentenbild und dem Autofluoreszenzreferenzspektrum erzeugt;
ein pseudo-gefärbtes Probenfluoreszenzspektrum basierend auf dem pseudo-gefärbten Fluoreszenzspektrum und dem pseudo-gefärbten Autofluoreszenzspektrum erzeugt;
ein Fluoreszenzdifferenzspektrum der gefärbten Probe basierend auf einem Unterschied zwischen dem Fluoreszenzspektrum der gefärbten Probe und dem Fluoreszenzspektrum der pseudo-gefärbten Probe erzeugt; und
das Fluoreszenzdifferenzspektrum der gefärbten Probe in eine gefärbtes Fluoreszenzdifferenzkomponentenbild, das das fluoreszierende Reagenz enthält, und ein gefärbtes Autofluoreszenzdifferenzkomponentenbild, das die Autofluoreszenzkomponente enthält, unter Verwendung des Fluoreszenzreferenzspektrum und des Autofluoreszenzreferenzspektrums trennt,
die zweite Trenneinheit:
- ein pseudo-ungefärbtes Fluoreszenzspektrum basierend auf dem ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbild und dem Fluoreszenzreferenzspektrum erzeugt;
- ein pseudo-ungefärbtes Autofluoreszenzspektrum basierend auf dem ungefärbten Autofluoreszenzkomponentenbild und dem Autofluoreszenzreferenzspektrum erzeugt;
- ein pseudo-ungefärbtes Probenfluoreszenzspektrum basierend auf dem pseudo-ungefärbten Fluoreszenzspektrum und dem pseudo-ungefärbten Autofluoreszenzspektrum erzeugt;
- ein Fluoreszenzdifferenzspektrum der ungefärbten Probe basierend auf einem Unterschied zwischen dem Fluoreszenzspektrum der ungefärbten Probe und dem Fluoreszenzspektrum der pseudo-ungefärbten Probe erzeugt; und
- das Fluoreszenzdifferenzspektrum der ungefärbten Probe in eine ungefärbtes Fluoreszenzdifferenzkomponentenbild, das das fluoreszierende Reagenz enthält, und ein ungefärbtes Autofluoreszenzdifferenzkomponentenbild, das die Autofluoreszenzkomponente enthält, unter Verwendung des Fluoreszenzreferenzspektrum und des Autofluoreszenzreferenzspektrums trennt, und
- die Schwellenwertbestimmungseinheit den positiven Schwellenwert basierend auf einem Spektrum des gefärbten Fluoreszenzdifferenzkomponentenbildes und einem Spektrum des ungefärbten Fluoreszenzdifferenzkomponentenbildes korrigiert.

[Punkt 3]
Informationsverarbeitungseinrichtung nach Punkt 1, wobei
die erste Trenneinheit:

ein pseudo-gefärbtes Fluoreszenzspektrum basierend auf dem gefärbten Fluoreszenzkomponentenbild und dem Fluoreszenzreferenzspektrum erzeugt;
ein pseudo-gefärbtes Autofluoreszenzspektrum basierend auf dem gefärbten Autofluoreszenzkomponentenbild und dem Autofluoreszenzreferenzspektrum erzeugt;
ein pseudo-gefärbtes Probenfluoreszenzspektrum basierend auf dem pseudo-gefärbten Fluoreszenzspektrum und dem pseudo-gefärbten Autofluoreszenzspektrum erzeugt; und
ein Fluoreszenzdifferenzspektrum der gefärbten Probe basierend auf einem Unterschied zwischen dem Fluoreszenzspektrum der gefärbten Probe und dem Fluoreszenzspektrum der pseudo-gefärbten Probe erzeugt; und
die zweite Trenneinheit:
- ein pseudo-ungefärbtes Fluoreszenzspektrum basierend auf dem ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbild und dem Fluoreszenzreferenzspektrum erzeugt;
- ein pseudo-ungefärbtes Autofluoreszenzspektrum basierend auf dem ungefärbten Autofluoreszenzkomponentenbild und dem Autofluoreszenzreferenzspektrum erzeugt;
- ein pseudo-ungefärbtes Probenfluoreszenzspektrum basierend auf dem pseudo-ungefärbten Fluoreszenzspektrum und dem pseudo-ungefärbten Autofluoreszenzspektrum erzeugt; und
- ein Fluoreszenzdifferenzspektrum der ungefärbten Probe basierend auf einem Unterschied zwischen dem Fluoreszenzspektrum der ungefärbten Probe und dem Fluoreszenzspektrum der pseudo-ungefärbten Probe erzeugt, und
- die Schwellenwertbestimmungseinheit den positiven Schwellenwert basierend auf dem Fluoreszenzdifferenzspektrum der gefärbten Probe und dem Fluoreszenzdifferenzspektrum der ungefärbten Probe korrigiert.

[Punkt 4]
Informationsverarbeitungseinrichtung nach Punkt 1, wobei
die zweite Trenneinheit:

ein pseudo-ungefärbtes Fluoreszenzspektrum basierend auf dem ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbild und dem Fluoreszenzreferenzspektrum erzeugt;
ein pseudo-ungefärbtes Autofluoreszenzspektrum basierend auf dem ungefärbten Autofluoreszenzkomponentenbild und dem Autofluoreszenzreferenzspektrum erzeugt;
ein pseudo-ungefärbtes Probenfluoreszenzspektrum basierend auf dem pseudo-ungefärbten Fluoreszenzspektrum und dem pseudo-ungefärbten Autofluoreszenzspektrum erzeugt;
ein Fluoreszenzdifferenzspektrum der ungefärbten Probe basierend auf einem Unterschied zwischen dem Fluoreszenzspektrum der ungefärbten Probe und dem Fluoreszenzspektrum der pseudo-ungefärbten Probe erzeugt; und
ungefärbte Differenznormdaten erzeugt, bei denen es sich um Normdaten des Fluoreszenzdifferenzspektrums der ungefärbten Proben handelt, und
die Schwellenwertbestimmungseinheit:
- die ungefärbten Differenznormdaten zum Erhalten von Ausreißerdaten analysiert;
- das ungefärbte Fluoreszenzkomponentenbild basierend auf den Ausreißerdaten korrigiert; und
- den positiven Schwellenwert basierend auf dem korrigierten ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbild bestimmt.

[Punkt 5]
Informationsverarbeitungsvorrichtung nach einem der Punkte 1 bis 4, wobei
die Schwellenwertbestimmungseinheit den positiven Schwellenwert basierend auf einem Korrekturwert korrigiert, der im Voraus gemäß dem fluoreszierenden Reagenz bestimmt wurde.
[Punkt 6]
Informationsverarbeitungsvorrichtung nach Punkt 5, wobei
basierend auf Reagenzidentifikationsinformationen im Zusammenhang mit dem fluoreszierenden Reagenz die Schwellenwertbestimmungseinheit den Korrekturwert von einer Korrekturdatenspeichereinheit erfasst, die die Reagenzidentifikationsinformationen und den Korrekturwert in Verbindung miteinander speichert.
[Punkt 7]
Informationsverarbeitungsvorrichtung nach einem der Punkte 1 bis 3, wobei
die Schwellenwertbestimmungseinheit den positiven Schwellenwert basierend auf einem Korrekturwert korrigiert, der im Voraus gemäß einer Kombination des fluoreszierenden Reagenz und eines Markierungsziels, das mit dem fluoreszierenden Reagenz markiert werden soll, bestimmt wurde.
[Punkt 8]
Informationsverarbeitungsvorrichtung nach Punkt 7, wobei
basierend auf Markierungszielidentifikationsinformationen im Zusammenhang mit der Probe und Reagenzidentifikationsinformationen im Zusammenhang mit dem fluoreszierenden Reagenz die Schwellenwertbestimmungseinheit den Korrekturwert von einer Korrekturdatenspeichereinheit erfasst, die die Markierungszielidentifikationsinformationen, die Reagenzidentifikationsinformationen und den Korrekturwert in Verbindung miteinander speichert.
[Punkt 9]
Informationsverarbeitungsvorrichtung nach einem der Punkte 1 bis 8, wobei
die Schwellenwertbestimmungseinheit den positiven Schwellenwert für jedes einer Vielzahl von Beobachtungsgebieten, die durch Unterteilung des gefärbten Fluoreszenzkomponentenbildes definiert werden, bestimmt.
[Punkt 10]
Informationsverarbeitungsvorrichtung nach Punkt 9, wobei
die Schwellenwertbestimmungseinheit den positiven Schwellenwert für jedes der Vielzahl von Beobachtungsgebieten, die von einem Benutzer definiert werden, bestimmt.
[Punkt 11]
Informationsverarbeitungsvorrichtung nach Punkt 9, wobei die Schwellenwertbestimmungseinheit eine Rauschkomponente vorgibt, die in dem Fluoreszenzspektrum der gefärbten Probe enthalten ist, und die Vielzahl von Beobachtungsgebieten durch Unterteilung des gefärbten Fluoreszenzkomponentenbildes gemäß der Rauschkomponente definiert.
[Punkt 12]
Informationsverarbeitungsvorrichtung nach einem der Punkte 1 bis 11, wobei
die Schwellenwertbestimmungseinheit einen korrigierbaren Bereich des positiven Schwellenwerts bestimmt, und
die Schwellenwertausgabeeinheit den positiven Schwellenwert und Informationen, die auf den korrigierbaren Bereich hinweisen, ausgibt.
[Punkt 13]
Mikroskopsystem, aufweisend:

eine Lichtbestrahlungseinheit, die zum Ausstrahlen von Anregungslicht ausgelegt ist, das ein fluoreszierendes Reagenz anregt;
eine Bildgebungsvorrichtung, die zum Abbilden einer Probe ausgelegt ist, die mit dem Anregungslicht bestrahlt wird, um ein Probenfluoreszenzspektrum zu erhalten; und
eine Informationsverarbeitungsvorrichtung, die zum Analysieren des Probenfluoreszenzspektrums ausgelegt ist, wobei

eine erste Trenneinheit,die zum Trennen eines Fluoreszenzspektrums einer gefärbten Probe in ein gefärbtes Fluoreszenzkomponentenbild, das das fluoreszierende Reagenz enthält, und ein gefärbtes Autofluoreszenzkomponentenbild, das eine Autofluoreszenzkomponente enthält, unter Verwendung eines Fluoreszenzreferenzspektrums und eines Autofluoreszenzreferenzspektrums ausgelegt ist, wobei das Fluoreszenzspektrum der gefärbten Probe durch Bestrahlung einer fluoreszenzgefärbten Probe, die durch Markierung einer Probe mit dem fluoreszierenden Reagenz erhalten wird, mit Anregungslicht erfasst wird;
eine zweite Trenneinheit, die zum Trennen eines Fluoreszenzspektrums einer ungefärbten Probe in ein ungefärbtes Fluoreszenzkomponentenbild, das das fluoreszierende Reagenz enthält, und ein ungefärbtes Autofluoreszenzkomponentenbild, das die Autofluoreszenzkomponente enthält, unter Verwendung des Fluoreszenzreferenzspektrums und des Autofluoreszenzreferenzspektrums ausgelegt ist, wobei das Fluoreszenzspektrum der ungefärbten Probe durch Bestrahlung einer nicht fluoreszenzgefärbten Probe, die nicht mit dem fluoreszierenden Reagenz markiert ist, mit Anregungslicht erfasst wird; und
eine Schwellenwertbestimmungseinheit zum Bestimmen eines positiven Schwellenwerts ausgelegt ist, der mit Bilddaten einer Vielzahl von Bildabschnitten in dem gefärbten Fluoreszenzkomponentenbild, verglichen werden soll, basierend auf dem gefärbten Fluoreszenzkomponentenbild, wobei der positive Schwellenwert ein Kriterium für die Bestimmung ist, ob jeder der Vielzahl von Bildabschnitten einem positiven Zellbild entspricht oder nicht.

[Punkt 14]
Mikroskopsystem nach Anspruch 13, ferner aufweisend:

eine Präsentationsinformationserzeugungseinheit, die zum Erzeugen von Präsentationsinformationen ausgelegt ist, die auf einer Anzeigeeinheit angezeigt werden und Schwellenwertinformationen enthalten, die auf den positiven Schwellenwert hinweisen.

[Punkt 15]
Mikroskopsystem nach Punkt 14, wobei
die Schwellenwertbestimmungseinheit einen korrigierbaren Bereich des positiven Schwellenwerts bestimmt, und
die Präsentationsinformationen korrigierbare Bereichsinformationen aufweisen, die auf den korrigierbaren Bereich hinweisen.
[Punkt 16]
Mikroskopsystem nach einem der Punkte 13 bis 15, ferner aufweisend:

eine Analyseeinheit, die zum Durchführen einer Analyse basierend auf dem positiven Schwellenwert ausgelegt ist.

[Punkt 17]
Informationsverarbeitungsverfahren, das Folgendes aufweist:

ein Verfahren zum Trennen eines Fluoreszenzspektrums einer gefärbten Probe in ein gefärbtes Fluoreszenzkomponentenbild, das ein fluoreszierendes Reagenz enthält, und ein gefärbtes Autofluoreszenzkomponentenbild, das eine Autofluoreszenzkomponente enthält, unter Verwendung eines Fluoreszenzreferenzspektrums und eine Autofluoreszenzreferenzspektrums, wobei das Fluoreszenzspektrum der gefärbten Probe durch Bestrahlung einer fluoreszenzgefärbten Probe, die durch Markierung einer Probe mit dem fluoreszierenden Reagenz erhalten wird, mit Anregungslicht erfasst wird;
ein Verfahren zum Trennen eines Fluoreszenzspektrums einer ungefärbten Probe in ein ungefärbtes Fluoreszenzkomponentenbild, das das fluoreszierende Reagenz enthält, und ein ungefärbtes Autofluoreszenzkomponentenbild, das die Autofluoreszenzkomponente enthält, unter Verwendung des Fluoreszenzreferenzspektrums und des Autofluoreszenzreferenzspektrums, wobei das Fluoreszenzspektrum der ungefärbten Probe durch Bestrahlung einer nicht fluoreszenzgefärbten Probe, die nicht mit dem fluoreszierenden Reagenz markiert ist, mit Anregungslicht erfasst wird;
ein Verfahren zum Bestimmen eines positiven Schwellenwerts, der mit Bilddaten einer Vielzahl von Bildabschnitten in dem gefärbten Fluoreszenzkomponentenbild, verglichen werden soll, basierend auf dem gefärbten Fluoreszenzkomponentenbild, wobei der positive Schwellenwert ein Kriterium für die Bestimmung ist, ob jeder der Vielzahl von Bildabschnitten einem positiven Zellbild entspricht oder nicht; und ein Verfahren zum Ausgeben eines positiven Schwellenwerts.

[Punkt 18]
Informationsverarbeitungsvorrichtung, die Folgendes aufweist:

eine erste Trenneinheit, die zum Trennen eines Fluoreszenzspektrums einer gefärbten Probe in ein gefärbtes Fluoreszenzkomponentenbild, das ein fluoreszierendes Reagenz enthält, und ein gefärbtes Autofluoreszenzkomponentenbild, das eine Autofluoreszenzkomponente enthält, unter Verwendung eines Fluoreszenzreferenzspektrums und eine Autofluoreszenzreferenzspektrums ausgelegt ist, wobei das Fluoreszenzspektrum der gefärbten Probe durch Bestrahlung einer fluoreszenzgefärbten Probe, die durch Markierung einer Probe mit dem fluoreszierenden Reagenz erhalten wird, mit Anregungslicht erfasst wird;
eine Schwellenwertbestimmungseinheit, die zum Bestimmen eines positiven Schwellenwerts ausgelegt ist, der mit Bilddaten einer Vielzahl von Bildabschnitten in dem gefärbten Fluoreszenzkomponentenbild verglichen werden soll, wobei der positive Schwellenwert ein Kriterium für die Bestimmung ist, ob jeder der Vielzahl von Bildabschnitten einem positiven Zellbild entspricht oder nicht, basierend auf Bildspektrumsdaten, die basierend auf dem gefärbten Fluoreszenzkomponentenbild und dem Fluoreszenzreferenzspektrum abgeleitet wurden; und
eine Schwellenwertausgabeeinheit, die zum Ausgeben des positiven Schwellenwerts ausgelegt ist.

[Punkt 19]
Informationsverarbeitungsvorrichtung nach Punkt 18, wobei
die erste Trenneinheit:

ein pseudo-gefärbtes Fluoreszenzreagenzspektrum basierend auf dem gefärbten Fluoreszenzkomponentenbild und dem Fluoreszenzreferenzspektrum erzeugt;
ein pseudo-gefärbtes Autofluoreszenzkomponentenspektrum basierend auf dem gefärbten Autofluoreszenzkomponentenbild und dem Autofluoreszenzreferenzspektrum erzeugt;
ein pseudo-gefärbtes Probenfluoreszenzspektrum basierend auf dem pseudo-gefärbten Fluoreszenzreagenzspektrum und dem pseudo-gefärbten Autofluoreszenzkomponentenspektrum erzeugt;
ein Fluoreszenzdifferenzspektrum der gefärbten Probe basierend auf einem Unterschied zwischen dem Fluoreszenzspektrum der gefärbten Probe und dem Fluoreszenzspektrum der pseudo-gefärbten Probe erzeugt; und
das Fluoreszenzdifferenzspektrum der gefärbten Probe in eine gefärbtes Fluoreszenzdifferenzkomponentenbild, das das fluoreszierende Reagenz enthält, und ein gefärbtes Autofluoreszenzdifferenzkomponentenbild, das die Autofluoreszenzkomponente enthält, unter Verwendung des Fluoreszenzreferenzspektrum und des Autofluoreszenzreferenzspektrums trennt, und
die Schwellenwertbestimmungseinheit den positiven Schwellenwert basierend auf dem gefärbten Fluoreszenzdifferenzkomponentenbild bestimmt.

[Punkt 20]
Informationsverarbeitungsvorrichtung nach Punkt 18 oder 19, wobei
die Schwellenwertbestimmungseinheit den positiven Schwellenwert basierend auf einem Korrekturwert korrigiert, der im Voraus gemäß dem fluoreszierenden Reagenz bestimmt wurde.
[Punkt 21]
Informationsverarbeitungsvorrichtung nach Punkt 20, wobei
basierend auf Reagenzidentifikationsinformationen im Zusammenhang mit dem fluoreszierenden Reagenz die Schwellenwertbestimmungseinheit den Korrekturwert von einer Korrekturdatenspeichereinheit erfasst, die die Reagenzidentifikationsinformationen und den Korrekturwert in Verbindung miteinander speichert.
[Punkt 22]
Informationsverarbeitungsvorrichtung nach einem der Punkte 18 bis 21, wobei
die Schwellenwertbestimmungseinheit den positiven Schwellenwert basierend auf einem Korrekturwert korrigiert, der im Voraus gemäß einer Kombination des fluoreszierenden Reagenz und eines Markierungsziels, das mit dem fluoreszierenden Reagenz markiert werden soll, bestimmt wurde.
[Punkt 23]
Informationsverarbeitungsvorrichtung nach Punkt 22, wobei
basierend auf Markierungszielidentifikationsinformationen im Zusammenhang mit der Probe und Reagenzidentifikationsinformationen im Zusammenhang mit dem fluoreszierenden Reagenz die Schwellenwertbestimmungseinheit den Korrekturwert von einer Korrekturdatenspeichereinheit erfasst, die die Markierungszielidentifikationsinformationen, die Reagenzidentifikationsinformationen und den Korrekturwert in Verbindung miteinander speichert.
[Punkt 24]
Informationsverarbeitungsvorrichtung nach einem der Punkte 18 bis 23, wobei
die Schwellenwertbestimmungseinheit den positiven Schwellenwert für jedes einer Vielzahl von Beobachtungsgebieten, die durch Unterteilung des gefärbten Fluoreszenzkomponentenbildes definiert werden, bestimmt.
[Punkt 25]
Informationsverarbeitungsvorrichtung nach Punkt 24, wobei
die Schwellenwertbestimmungseinheit den positiven Schwellenwert für jedes der Vielzahl von Beobachtungsgebieten, die von einem Benutzer definiert werden, bestimmt.
[Punkt 26]
Informationsverarbeitungsvorrichtung nach Punkt 24, wobei die Schwellenwertbestimmungseinheit eine Rauschkomponente vorgibt, die in dem Fluoreszenzspektrum der gefärbten Probe enthalten ist, und die Vielzahl von Beobachtungsgebieten durch Unterteilung des gefärbten Fluoreszenzkomponentenbildes gemäß der Rauschkomponente definiert.
[Punkt 27]
Informationsverarbeitungsvorrichtung nach einem der Punkte 18 bis 26, wobei
die Schwellenwertbestimmungseinheit einen korrigierbaren Bereich des positiven Schwellenwerts bestimmt, und
die Schwellenwertausgabeeinheit den positiven Schwellenwert und Informationen, die auf den korrigierbaren Bereich hinweisen, ausgibt.
[Punkt 28]
Mikroskopsystem, aufweisend:

eine erste Trenneinheit, die zum Trennen eines Fluoreszenzspektrums einer gefärbten Probe in ein gefärbtes Fluoreszenzkomponentenbild, das das fluoreszierende Reagenz enthält, und ein gefärbtes Autofluoreszenzkomponentenbild, das eine Autofluoreszenzkomponente enthält, unter Verwendung eines Fluoreszenzreferenzspektrums und eines Autofluoreszenzreferenzspektrums ausgelegt ist, wobei das Fluoreszenzspektrum der gefärbten Probe durch Bestrahlung einer fluoreszenzgefärbten Probe, die durch Markierung einer Probe mit dem fluoreszierenden Reagenz erhalten wird, mit Anregungslicht erfasst wird;
eine Schwellenwertbestimmungseinheit, die zum Bestimmen eines positiven Schwellenwerts ausgelegt ist, der mit Bilddaten einer Vielzahl von Bildabschnitten in dem gefärbten Fluoreszenzkomponentenbild verglichen werden soll, wobei der positive Schwellenwert ein Kriterium für die Bestimmung ist, ob jeder der Vielzahl von Bildabschnitten einem positiven Zellbild entspricht oder nicht, basierend auf Bildspektrumsdaten, die basierend auf dem gefärbten Fluoreszenzkomponentenbild und dem Fluoreszenzreferenzspektrum abgeleitet wurden; und
eine Schwellenwertausgabeeinheit, die zum Ausgeben des positiven Schwellenwerts ausgelegt ist.

[Punkt 29]
Mikroskopsystem nach Anspruch 28, ferner aufweisend:

[Punkt 30]
Mikroskopsystem nach Punkt 29, wobei
die Schwellenwertbestimmungseinheit einen korrigierbaren Bereich des positiven Schwellenwerts bestimmt, und
die Präsentationsinformationen korrigierbare Bereichsinformationen aufweisen, die auf den korrigierbaren Bereich hinweisen.
[Punkt 31]
Mikroskopsystem nach einem der Punkte 28 bis 30, ferner aufweisend:

[Punkt 32]
Informationsverarbeitungsverfahren, das Folgendes aufweist:

ein Verfahren zum Trennen eines Fluoreszenzspektrums einer gefärbten Probe in ein gefärbtes Fluoreszenzkomponentenbild, das ein fluoreszierendes Reagenz enthält, und ein gefärbtes Autofluoreszenzkomponentenbild, das eine Autofluoreszenzkomponente enthält, unter Verwendung eines Fluoreszenzreferenzspektrums und eine Autofluoreszenzreferenzspektrums, wobei das Fluoreszenzspektrum der gefärbten Probe durch Bestrahlung einer fluoreszenzgefärbten Probe, die durch Markierung einer Probe mit dem fluoreszierenden Reagenz erhalten wird, mit Anregungslicht erfasst wird;
ein Verfahren zum Bestimmen eines positiven Schwellenwerts, der mit Bilddaten einer Vielzahl von Bildabschnitten in dem gefärbten Fluoreszenzkomponentenbild verglichen werden soll, wobei der positive Schwellenwert ein Kriterium für die Bestimmung ist, ob jeder der Vielzahl von Bildabschnitten einem positiven Zellbild entspricht oder nicht, basierend auf Bildspektrumsdaten, die basierend auf dem gefärbten Fluoreszenzkomponentenbild und dem Fluoreszenzreferenzspektrum abgeleitet wurden; und
ein Verfahren zum Ausgeben eines positiven Schwellenwerts.

BEZUGSZEICHENLISTE

10: Fluoreszierendes Reagenz
11: Reagenzidentifikationsinformationen
20: Probe
21: Probenidentifikationsinformationen
30: Fluoreszenzgefärbte Probe
40: Trenneinheit
41: Erste Trenneinheit
42: Zweite Trenneinheit
43: Schwellenwertbestimmungseinheit
44: Trennungsausgabeeinheit
45: Bildspektrumausgabeeinheit
46: Schwellenwertausgabeeinheit
47: Analyseeinheit
100: Informationsverarbeitungsvorrichtung
101: Mikroskop
102: Tisch
103: Optisches System
103A: Objektivlinse
103B: Bildgebungslinse
103C: Dichroitischer Spiegel
103D: Emissionsfilter
103E: Anregungsfilter
104: Lichtquelle
105: Tischantriebseinheit
106: Lichtquellenantriebseinheit
107: Datenverarbeitungseinheit
110: Erfassungseinheit
111: Informationserfassungseinheit
112: Fluoreszenzsignalerfassungseinheit
120: Speichereinheit
Lu: Korrigierbarer oberer Grenzwert
Ld: Korrigierbarer unterer Grenzwert
121: Informationsspeichereinheit
122: Fluoreszenzsignalspeichereinheit
130: Verarbeitungseinheit
131: Verbindungseinheit
Q: Positive Schwellenwertmarkierung
132: Trennungsverarbeitungseinheit
133: Bildgenerierungseinheit
140: Anzeigeeinheit
150: Steuereinheit
160: Bedienungseinheit
200: Datenbank
D1: Fluoreszenzspektrum der gefärbten Probe
D2: Gefärbtes Fluoreszenzkomponentenbild
D3: Gefärbtes Autofluoreszenzkomponentenbild
D4: Fluoreszenzspektrum der pseudo-gefärbten Probe
D5: Autofluoreszenzspektrum der pseudo-gefärbten Probe
D6: Gefärbtes Luminanzbild eines spezifischen Kanals
D7: Fluoreszenzspektrum der pseudo-gefärbten Probe
D8: Fluoreszenzdifferenzspektrum der gefärbten Probe
D9: Gefärbtes Differenznormbild
D10: Gefärbtes Fluoreszenzdifferenzkomponentenbild
D11: Gefärbtes Autofluoreszenzdifferenzkomponentenbild
D21: Fluoreszenzspektrum der ungefärbten Probe
D22: Ungefärbtes Fluoreszenzkomponentenbild
D23: Ungefärbtes Autofluoreszenzkomponentenbild
D24: Fluoreszenzspektrum der pseudo-ungefärbten Probe
D25: Autofluoreszenzspektrum der pseudo-ungefärbten Probe
D26: Ungefärbtes Luminanzbild eines spezifischen Kanals
D27: Fluoreszenzspektrum der pseudo-ungefärbten Probe
D28: Fluoreszenzdifferenzspektrum der ungefärbten Probe
D29: Ungefärbtes Differenznormbild
D30: Ungefärbtes Fluoreszenzdifferenzkomponentenbild
D31: Ungefärbtes Autofluoreszenzdifferenzkomponentenbild
J1: Probenbildinformationen
J2: Präsentationsinformationen
K1: Nicht positives Zellbild
K2: Positives Zellbild
Ld: Korrigierbarer unterer Grenzwert
Lu: Korrigierbarer oberer Grenzwert
M1: Zellbildpositionshervorhebungsmarkierung
M2: Beobachtungsgebiet-Hervorhebungsmarkierung
Q: Positive Schwellenwertmarkierung
Q1: Erste positive Schwellenwertmarkierung
Q2: Zweite positive Schwellenwertmarkierung
R1: Fluoreszenzreferenzspektrum
R2: Autofluoreszenzreferenzspektrum
Rs1: Erstes Beobachtungsgebiet
Rs2: Zweites Beobachtungsgebiet
Tm: Maskenschwellenwert

Claims

Informationsverarbeitungsvorrichtung, die Folgendes aufweist: eine erste Trenneinheit, die zum Trennen eines Fluoreszenzspektrums einer gefärbten Probe in ein gefärbtes Fluoreszenzkomponentenbild, das ein fluoreszierendes Reagenz enthält, und ein gefärbtes Autofluoreszenzkomponentenbild, das eine Autofluoreszenzkomponente enthält, unter Verwendung eines Fluoreszenzreferenzspektrums und eines Autofluoreszenzreferenzspektrums ausgelegt ist, wobei das Fluoreszenzspektrum der gefärbten Probe durch Bestrahlung einer fluoreszenzgefärbten Probe, die durch Markierung einer Probe mit dem fluoreszierenden Reagenz erhalten wird, mit Anregungslicht erfasst wird; eine zweite Trenneinheit, die zum Trennen eines Fluoreszenzspektrums einer ungefärbten Probe in ein ungefärbtes Fluoreszenzkomponentenbild, das das fluoreszierende Reagenz enthält, und ein ungefärbtes Autofluoreszenzkomponentenbild, das die Autofluoreszenzkomponente enthält, unter Verwendung des Fluoreszenzreferenzspektrums und des Autofluoreszenzreferenzspektrums ausgelegt ist, wobei das Fluoreszenzspektrum der ungefärbten Probe durch Bestrahlung einer nicht fluoreszenzgefärbten Probe, die nicht mit dem fluoreszierenden Reagenz markiert ist, mit dem Anregungslicht erfasst wird; eine Schwellenwertbestimmungseinheit, die zum Bestimmen eines positiven Schwellenwerts ausgelegt ist, der mit Bilddaten einer Vielzahl von Bildabschnitten in dem gefärbten Fluoreszenzkomponentenbild, verglichen werden soll, basierend auf dem gefärbten Fluoreszenzkomponentenbild, wobei der positive Schwellenwert ein Kriterium für die Bestimmung ist, ob jeder der Vielzahl von Bildabschnitten einem positiven Zellbild entspricht oder nicht; und eine Schwellenwertausgabeeinheit, die zum Ausgeben des positiven Schwellenwerts ausgelegt ist.
Informationsverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Trenneinheit: ein pseudo-gefärbtes Fluoreszenzspektrum basierend auf dem gefärbten Fluoreszenzkomponentenbild und dem Fluoreszenzreferenzspektrum erzeugt; ein pseudo-gefärbtes Autofluoreszenzspektrum basierend auf dem gefärbten Autofluoreszenzkomponentenbild und dem Autofluoreszenzreferenzspektrum erzeugt; ein pseudo-gefärbtes Probenfluoreszenzspektrum basierend auf dem pseudo-gefärbten Fluoreszenzspektrum und dem pseudo-gefärbten Autofluoreszenzspektrum erzeugt; ein Fluoreszenzdifferenzspektrum der gefärbten Probe basierend auf einem Unterschied zwischen dem Fluoreszenzspektrum der gefärbten Probe und dem Fluoreszenzspektrum der pseudo-gefärbten Probe erzeugt; und das Fluoreszenzdifferenzspektrum der gefärbten Probe in ein gefärbtes Fluoreszenzdifferenzkomponentenbild, das das fluoreszierende Reagenz enthält, und ein gefärbtes Autofluoreszenzdifferenzkomponentenbild, das die Autofluoreszenzkomponente enthält, unter Verwendung des Fluoreszenzreferenzspektrums und des Autofluoreszenzreferenzspektrums trennt, die zweite Trenneinheit: ein pseudo-ungefärbtes Fluoreszenzspektrum basierend auf dem ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbild und dem Fluoreszenzreferenzspektrum erzeugt; ein pseudo-ungefärbtes Autofluoreszenzspektrum basierend auf dem ungefärbten Autofluoreszenzkomponentenbild und dem Autofluoreszenzreferenzspektrum erzeugt; ein pseudo-ungefärbtes Probenfluoreszenzspektrum basierend auf dem pseudo-ungefärbten Fluoreszenzspektrum und dem pseudo-ungefärbten Autofluoreszenzspektrum erzeugt; ein Fluoreszenzdifferenzspektrum der ungefärbten Probe basierend auf einem Unterschied zwischen dem Fluoreszenzspektrum der ungefärbten Probe und dem Fluoreszenzspektrum der pseudo-ungefärbten Probe erzeugt, und das Fluoreszenzdifferenzspektrum der ungefärbten Probe in eine ungefärbtes Fluoreszenzdifferenzkomponentenbild, das das fluoreszierende Reagenz enthält, und ein ungefärbtes Autofluoreszenzdifferenzkomponentenbild, das die Autofluoreszenzkomponente enthält, unter Verwendung des Fluoreszenzreferenzspektrums und des Autofluoreszenzreferenzspektrums trennt, und die Schwellenwertbestimmungseinheit den positiven Schwellenwert basierend auf einem Spektrum des gefärbten Fluoreszenzdifferenzkomponentenbildes und einem Spektrum des ungefärbten Fluoreszenzdifferenzkomponentenbildes korrigiert.
Informationsverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Trenneinheit: ein pseudo-gefärbtes Fluoreszenzspektrum basierend auf dem gefärbten Fluoreszenzkomponentenbild und dem Fluoreszenzreferenzspektrum erzeugt; ein pseudo-gefärbtes Autofluoreszenzspektrum basierend auf dem gefärbten Autofluoreszenzkomponentenbild und dem Autofluoreszenzreferenzspektrum erzeugt; ein pseudo-gefärbtes Probenfluoreszenzspektrum basierend auf dem pseudo-gefärbten Fluoreszenzspektrum und dem pseudo-gefärbten Autofluoreszenzspektrum erzeugt; und ein Fluoreszenzdifferenzspektrum der gefärbten Probe basierend auf einem Unterschied zwischen dem Fluoreszenzspektrum der gefärbten Probe und dem Fluoreszenzspektrum der pseudo-gefärbten Probe erzeugt, die zweite Trenneinheit ein pseudo-ungefärbtes Fluoreszenzspektrum basierend auf dem ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbild und dem Fluoreszenzreferenzspektrum erzeugt; ein pseudo-ungefärbtes Autofluoreszenzspektrum basierend auf dem ungefärbten Autofluoreszenzkomponentenbild und dem Autofluoreszenzreferenzspektrum erzeugt; ein Fluoreszenzspektrum der pseudo-ungefärbten Probe basierend auf dem pseudo-ungefärbten Fluoreszenzspektrum und dem pseudo-ungefärbten Autofluoreszenzspektrum erzeugt; und ein Fluoreszenzdifferenzspektrum der ungefärbten Probe basierend auf einem Unterschied zwischen dem Fluoreszenzspektrum der ungefärbten Probe und dem Fluoreszenzspektrum der pseudo-ungefärbten Probe erzeugt, und die Schwellenwertbestimmungseinheit den positiven Schwellenwert basierend auf dem Fluoreszenzdifferenzspektrum der gefärbten Probe und dem Fluoreszenzdifferenzspektrum der ungefärbten Probe korrigiert.
Informationsverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zweite Trenneinheit: ein pseudo-ungefärbtes Fluoreszenzspektrum basierend auf dem ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbild und dem Fluoreszenzreferenzspektrum erzeugt; ein pseudo-ungefärbtes Autofluoreszenzspektrum basierend auf dem ungefärbten Autofluoreszenzkomponentenbild und dem Autofluoreszenzreferenzspektrum erzeugt; ein Fluoreszenzspektrum der pseudo-ungefärbten Probe basierend auf dem pseudo-ungefärbten Fluoreszenzspektrum und dem pseudo-ungefärbten Autofluoreszenzspektrum erzeugt; ein Fluoreszenzdifferenzspektrum der ungefärbten Probe basierend auf einem Unterschied zwischen dem Fluoreszenzspektrum der ungefärbten Probe und dem Fluoreszenzspektrum der pseudo-ungefärbten Probe erzeugt, und ungefärbte Differenznormdaten erzeugt, bei denen es sich um Normdaten des Fluoreszenzdifferenzspektrums der ungefärbten Probe handelt, und die Schwellenwertbestimmungseinheit: die ungefärbten Differenznormdaten zum Erhalten von Ausreißerdaten analysiert; das ungefärbte Fluoreszenzkomponentenbild basierend auf den Ausreißerdaten korrigiert; und den positiven Schwellenwert basierend auf dem korrigierten ungefärbten Fluoreszenzkomponentenbild bestimmt.
Informationsverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Schwellenwertbestimmungseinheit den positiven Schwellenwert basierend auf einem Korrekturwert korrigiert, der im Voraus gemäß dem fluoreszierenden Reagenz bestimmt wurde.
Informationsverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei basierend auf Reagenzidentifikationsinformationen im Zusammenhang mit dem fluoreszierenden Reagenz die Schwellenwertbestimmungseinheit den Korrekturwert von einer Korrekturdatenspeichereinheit erfasst, die die Reagenzidentifikationsinformationen und den Korrekturwert in Verbindung miteinander speichert.
Informationsverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Schwellenwertbestimmungseinheit den positiven Schwellenwert basierend auf einem Korrekturwert korrigiert, der im Voraus gemäß einer Kombination des fluoreszierenden Reagenz und eines Markierungsziels, das mit dem fluoreszierenden Reagenz markiert werden soll, bestimmt wurde.
Informationsverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei basierend auf Markierungszielidentifikationsinformationen im Zusammenhang mit der Probe und Reagenzidentifikationsinformationen im Zusammenhang mit dem fluoreszierenden Reagenz die Schwellenwertbestimmungseinheit den Korrekturwert von einer Korrekturdatenspeichereinheit erfasst, die die Markierungszielidentifikationsinformationen, die Reagenzidentifikationsinformationen und den Korrekturwert in Verbindung miteinander speichert.
Informationsverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Schwellenwertbestimmungseinheit den positiven Schwellenwert für jedes einer Vielzahl von Beobachtungsgebieten, die durch Unterteilung des gefärbten Fluoreszenzkomponentenbildes definiert werden, bestimmt.
Informationsverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Schwellenwertbestimmungseinheit den positiven Schwellenwert für jedes der Vielzahl von Beobachtungsgebieten, die von einem Benutzer definiert werden, bestimmt.
Informationsverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Schwellenwertbestimmungseinheit eine Rauschkomponente vorgibt, die in dem Fluoreszenzspektrum der gefärbten Probe enthalten ist, und die Vielzahl von Beobachtungsgebieten durch Unterteilung des gefärbten Fluoreszenzkomponentenbildes gemäß der Rauschkomponente definiert.
Informationsverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Schwellenwertbestimmungseinheit einen korrigierbaren Bereich des positiven Schwellenwerts bestimmt, und die Schwellenwertausgabeeinheit den positiven Schwellenwert und Informationen, die auf den korrigierbaren Bereich hinweisen, ausgibt.
Mikroskopsystem, umfassend: eine Lichtbestrahlungseinheit, die zum Ausstrahlen von Anregungslicht ausgelegt ist, das ein fluoreszierendes Reagenz anregt; eine Bildgebungsvorrichtung, die zum Abbilden einer Probe ausgelegt ist, die mit dem Anregungslicht bestrahlt wird, um ein Probenfluoreszenzspektrum zu erfassen; und eine Informationsverarbeitungsvorrichtung, die zum Analysieren des Probenfluoreszenzspektrums ausgelegt ist, wobei die Informationsverarbeitungsvorrichtung Folgendes aufweist: eine erste Trenneinheit, die zum Trennen eines Fluoreszenzspektrums einer gefärbten Probe in ein gefärbtes Fluoreszenzkomponentenbild, das das fluoreszierende Reagenz enthält, und ein gefärbtes Autofluoreszenzkomponentenbild, das eine Autofluoreszenzkomponente enthält, unter Verwendung eines Fluoreszenzreferenzspektrums und eines Autofluoreszenzreferenzspektrums ausgelegt ist, wobei das Fluoreszenzspektrum der gefärbten Probe durch Bestrahlung einer fluoreszenzgefärbten Probe, die durch Markierung einer Probe mit dem fluoreszierenden Reagenz erhalten wird, mit dem Anregungslicht erfasst wird; eine zweite Trenneinheit, die zum Trennen eines Fluoreszenzspektrums einer ungefärbten Probe in ein ungefärbtes Fluoreszenzkomponentenbild, das das fluoreszierende Reagenz enthält, und ein ungefärbtes Autofluoreszenzkomponentenbild, das die Autofluoreszenzkomponente enthält, unter Verwendung des Fluoreszenzreferenzspektrums und des Autofluoreszenzreferenzspektrums ausgelegt ist, wobei das Fluoreszenzspektrum der ungefärbten Probe durch Bestrahlung einer nicht fluoreszenzgefärbten Probe, die nicht mit dem fluoreszierenden Reagenz markiert ist, mit dem Anregungslicht erfasst wird; und eine Schwellenwertbestimmungseinheit, die zum Bestimmen eines positiven Schwellenwerts ausgelegt ist, der mit Bilddaten einer Vielzahl von Bildabschnitten in dem gefärbten Fluoreszenzkomponentenbild, verglichen werden soll, basierend auf dem gefärbten Fluoreszenzkomponentenbild, wobei der positive Schwellenwert ein Kriterium für die Bestimmung ist, ob jeder der Vielzahl von Bildabschnitten einem positiven Zellbild entspricht oder nicht.
Mikroskopsystem nach Punkt 13, ferner umfassend: eine Präsentationsinformationserzeugungseinheit, die zum Erzeugen von Präsentationsinformationen ausgelegt ist, die auf einer Anzeigeeinheit angezeigt werden und Schwellenwertinformationen enthalten, die auf den positiven Schwellenwert hinweisen.
Mikroskopsystem nach Anspruch 14, wobei die Schwellenwertbestimmungseinheit einen korrigierbaren Bereich des positiven Schwellenwerts bestimmt, und die Präsentationsinformationen korrigierbare Bereichsinformationen aufweisen, die auf den korrigierbaren Bereich hinweisen.
Mikroskopsystem nach Anspruch 13, ferner umfassend: eine Analyseeinheit, die zum Durchführen einer Analyse basierend auf dem positiven Schwellenwert ausgelegt ist.
Informationsverarbeitungsverfahren, umfassend: ein Verfahren zum Trennen eines Fluoreszenzspektrums einer gefärbten Probe in ein gefärbtes Fluoreszenzkomponentenbild, das ein fluoreszierendes Reagenz enthält, und ein gefärbtes Autofluoreszenzkomponentenbild, das eine Autofluoreszenzkomponente enthält, unter Verwendung eines Fluoreszenzreferenzspektrums und eines Autofluoreszenzreferenzspektrums, wobei das Fluoreszenzspektrum der gefärbten Probe durch Bestrahlung einer fluoreszenzgefärbten Probe, die durch Markierung einer Probe mit dem fluoreszierenden Reagenz erhalten wird, mit Anregungslicht erfasst wird; ein Verfahren zum Trennen eines Fluoreszenzspektrums einer ungefärbten Probe in ein ungefärbtes Fluoreszenzkomponentenbild, das das fluoreszierende Reagenz enthält, und ein ungefärbtes Autofluoreszenzkomponentenbild, das die Autofluoreszenzkomponente enthält, unter Verwendung des Fluoreszenzreferenzspektrums und des Autofluoreszenzreferenzspektrums, wobei das Fluoreszenzspektrum der ungefärbten Probe durch Bestrahlung einer nicht fluoreszenzgefärbten Probe, die nicht mit dem fluoreszierenden Reagenz markiert ist, mit dem Anregungslicht erfasst wird; ein Verfahren zum Bestimmen eines positiven Schwellenwerts, der mit Bilddaten einer Vielzahl von Bildabschnitten in dem gefärbten Fluoreszenzkomponentenbild, verglichen werden soll, basierend auf dem gefärbten Fluoreszenzkomponentenbild, wobei der positive Schwellenwert ein Kriterium für die Bestimmung ist, ob jeder der Vielzahl von Bildabschnitten einem positiven Zellbild entspricht oder nicht; und ein Verfahren zum Ausgeben des positiven Schwellenwerts.