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Ausführliche
Beschreibung der Erfindung
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Technisches Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verarbeitungsverfahren und ein
Proben-Untersuchungssystem
für Proben-Bilddaten,
die für
eine Vielzahl jeweiliger Schichten unterschiedlicher Probentiefen abgebildet
wurden, und ein Proben-Untersuchungsverfahren
und -system, mit welchem eine Vielzahl von Fachabteilungen in Zusammenarbeit über ein Kommunikationsnetzwerk
die Proben-Untersuchung von menschlichen Zellen, Geweben oder dergleichen durchführen.
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Stand der Technik
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In
den Labors von medizinischen Einrichtungen, wie beispielsweise Krankenhäusern und
Universitäten
und so weiter, werden häufig
die Proben-Untersuchungen von Zellen, Geweben und dergleichen auf
der Basis von Mikroskopen durchgeführt. In dieser Hinsicht wird
die Proben-Untersuchung in einem Zustand durchgeführt, wo
die enorme Anzahl von Zellen durch das Mikroskop in einen Untersuchungsbereich
einer sehr großen
Fläche
vergrößert wird,
so dass viel Arbeit und ein großer
Aufwand betrieben worden ist. Bei der Proben-Untersuchung der Zellen, der
Gewebe und dergleichen ist daher die Arbeit zur Verbesserung der
gesamten Effizienz der Prüfung aufgeteilt
zwischen einer Untersuchungs-Abteilung, die das Vorhandensein oder
Nichtvorhandensein von malignen Zellen mit dem Mikroskop oder dergleichen prüft und die,
wenn die maligne Zelle gefunden wurde, den entsprechenden Abschnitt
abbildet und durch Markieren oder dergleichen spezifiziert, und
einer Diagnostik-Abteilung, die eine medizinische Diagnose über den
spezifizierten Abschnitt stellt. Daneben wurde in den letzten Jahren
als Einrichtung zur Verbindung der einzelnen Abteilungen, zwischen
denen die Arbeit aufgeteilt ist, ein Datenübertragungsmedium, wie beispielsweise
eine Telefonleitung oder eine ähnliche öffentliche
Leitung oder eine für
das Internet bestimmte Leitung, eingesetzt, und ein Proben-Bild
wurde in Daten umgewandelt, um das Proben-Bild zwischen den jeweiligen
Abteilungen über das
Datenübertragungsmedium
auszutauschen. Die Anmelder haben daher als das Mittel, Proben-Bilder in
Daten umzuwandeln, eine Einrichtung zur Abbildung der Proben von
durch ein Mikroskop vergrößerten Zellen,
Geweben oder dergleichen als Zeilenbilder durch einen Zeilensensor,
und zur Verarbeitung der Zeilenbilder durch Bildverarbeitung auf
der Grundlage eines Computers vorgeschlagen, um unmittelbar das
klare abgebildete Bild des sehr großen Bereichs der gesamten Probe
zu erhalten (Japanische Patentanmeldungen Nr. 2002-097495, Nr. 2002-097497,
Nr. 2002-097498,
und Nr. 2002-097499).
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Probleme, die die Erfindung
lösen soll
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Bei
der Proben-Untersuchung von Zellen, Geweben oder dergleichen kann
jedoch eine Zelle nicht immer als eine maligne Zelle oder als eine
Zelle, für
die Malignität
in Betracht gezogen werden sollte, eingestuft werden, indem nur
eine Probentiefenebene an einer vorbestimmten Fokusposition betrachtet wird,
und das Urteil ist oft unmöglich,
sofern nicht die Form oder dergleichen der Zelle bei einer von der Probentiefe
der Ebene unterschiedlichen Probentiefe betrachtet wird. Um die
Untersuchung der Zellen, der Gewebe und dergleichen genau durchzuführen, wird es
dementsprechend wichtig, die Fokusposition eines Mikroskops zu verändern, und
die Zellen oder die Gewebe auf mehreren Ebenen zu untersuchen.
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In
dieser Hinsicht kann bei Erfindungen gemäß der oben genannten Anmeldungen
das klare Bild unmittelbar für
den sehr großen
Abbildungsbereich erstellt werden, aber das abgebildete Bild in
voller Größe kann
nicht vollständig
auf einem Anzeigegerät
wie beispielsweise einem Monitor angezeigt werden, weil das abgebildete
Bild den sehr großen Abbildungsbereich
aufweist. Außerdem
ist die Menge der Bilddaten in einem Fall, wo eine Vielzahl von Bildern
bei unterschiedlichen Probentiefen bereitet wird, sehr groß, da jedes
Bild den sehr großen
Abbildungsbereich aufweist, und es war bisher schwierig, das Bild
der unterschiedlichen Probentiefe unmittelbar anzuzeigen.
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Falls
die Prüfung
von Zellen oder dergleichen durchgeführt wird, sind oft die ausführlichen
Bemerkungen und so weiter einer Untersuchungs-Abteilung, die die
Zellen oder Gewebe untersucht hat, notwendig. Außerdem müssen bezüglich einer Zelle, für die Malignität in Betracht
gezogen werden soll, ein Bild von veränderter Probentiefe oder Vergrößerungen
oft wiederholt abgebildet werden. In einem solchen Fall wird eine
sehr genaue und unmittelbare Proben-Untersuchung möglich, wenn
die jeweiligen Abteilungen Meinungen austauschen und die verbesserten
Bedingungen und dergleichen der Neuabbildung vorher anordnen können, während sie
das detaillierte Bild, das für
den gesamten Untersuchungsbereich einer Probe abgebildet wird, betrachten.
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In
dieser Hinsicht kann bei Erfindungen gemäß den oben genannten Anmeldungen
das deutliche Bild unmittelbar für
den sehr großen
Abbildungsbereich erstellt werden, aber das abgebildete Bild in voller
Größe kann
nicht vollständig
auf einer Anzeigevorrichtung wie beispielsweise einem Monitor angezeigt
werden, weil das Bild den sehr großen Bereich aufweist. Wenn
das Bild verkleinert wird, kann der gesamte Bereich gleichzeitig
von der Anzeigevorrichtung angezeigt werden, aber die abgebildeten
Zellen oder Gewebe können
in dem verkleinerten Bild nicht deutlich gesehen werden, so dass
die Untersuchung und eine Diagnose unmöglich sind. Außerdem,
wenn die jeweiligen Abteilungen Meinungen austauschen und Anordnungen
treffen wollen, während
sie die Anzeigevorrichtungen wie beispielsweise Monitore betrachten,
können
an unterschiedlichen Stellen nur Teile des sehr großen Abbildungsabschnitts
auf der Anzeigevorrichtung angezeigt werden, und somit könnte ein
anzuzeigendes Bild missverstanden werden.
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Dementsprechend
ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Proben-Bilddaten-Untersuchungsverfahren
und ein Proben-Untersuchungssystem bereitzustellen, die die Bilddaten
einer Vielzahl von Schichten bei unterschiedlichen Probentiefen unmittelbar
anzeigen können,
und ein Proben-Untersuchungsverfahren und ein System hierfür bereitzustellen,
bei dem der vorgegebene plane Bereich eines Bildes, das einen Abbildungsbereich
aufweist, der größer ist
als ein durch eine Bild-Anzeigevorrichtung (wie beispielsweise einen
Monitor) abbildbarer Bereich, lediglich durch Übertragung von Bedingungen
von geringer Datenmenge einfach und unmittelbar an einer Vielzahl
von Stellen angezeigt werden kann.
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Die
folgenden Dokumente offenbaren Systeme auf dem Gebiet der Telepathologie.
Die Veröffentlichung
von Ferreira et al., „The
Virtual Microscope", AMIA
Annual Symposium, eine Konferenz der American Medical Informatics
Association, Protokoll des AMIA Annual Symposiums "The Emergence of
Internetable Health Care Systems that Really Work", 25. Oktober 1997,
Seiten 449-453, XP002246194, offenbart ein Software-System, das
einen Client/Server-Aufbau zur Emulierung eines Hochleistungs- Lichtmikroskopes
verwendet, das Zugriff zu einer großen Datenbank von Objektträgern hat,
die auf einem Server zur Verfügung
stehen. Leong F. J. et al, „Automated
complete slide digitization: a medium for simultaneous viewing by
multiple pathologists",
Journal of Pathology, Chichester, Sussex, GB, Band 195, Nr. 4, 2001-11,
Seiten 508-514, stellt ein System mit einem Client/Server-Aufbau
bereit, wobei der Server digitalisierte Objektträger zur Verfügung stellt,
die der Anwender entweder über
ein Netzwerk, oder gespeichert auf einem optischen Medium ansehen
kann. US-A-5 793 969 offenbart ein Netzwerk-System zur Überprüfung und
Analyse mit dem Original-Objektträger auf dem Mikroskop, oder
mit einem gescannten Abbild des im Netzwerk-Server oder auf einem optischen
Medium gespeicherten Objektträgers.
Das System zur digitalen Abbildung in der Telepathologie aus WO
99/13360 A stellt ein „virtuelles
Mikroskop" zur Steuerung
der Funktion eines Mikroskops an einem separaten Arbeitsplatz (Server)
bereit, wobei das Mikroskop Bilddaten erhält, die dann an den Arbeitsplatz
des Anwenders übermittelt
werden.
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Einrichtung zur Lösung der
Probleme
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Die
Erfindung wird durch die beigefügten
Ansprüche
definiert. Insbesondere, um die oben genannten Problemstellungen
zu lösen,
besteht ein Verarbeitungsverfahren für ProbenBilddaten gemäß der vorliegenden
Erfindung aus einem Proben-Bilddaten-Verarbeitungsverfahren wie in Anspruch
1 definiert. Ein Proben-Untersuchungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung
besteht aus einem Proben-Untersuchungssystem wie in Anspruch 3 definiert.
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Zusammenfassend
umfasst ein Proben-Untersuchungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung,
um die oben genannten Probleme zu lösen, kurz: den Anzeigeschicht-Einstellschritt
des Einstellens einer ersten Bedingung, die ein Einschicht-Bild bestimmt,
das an einem angegebenen Endgerät
auf Basis von Bilddaten anzuzeigen ist, die für eine Vielzahl jeweiliger
Schichten unterschiedlicher Probentiefen von einer Probe abgebildet
werden; den Anzeigebereich-Einstellschritt des Einstellens einer
zweiten Bedingung, die einen vorgegebenen planen Bereich bestimmt,
der aus dem durch die erste Bedingung bestimmten Schichtbild zu
extrahieren ist; den ersten Bild-Anzeigeschritt des Anzeigens des
aus dem Schichtbild extrahierten vorgegebenen planen Bereichs an
dem angegebenen Endgerät
gemäß der ersten
und zweiten Bedingung; den Bedingungs- Übertragungsschritt
des Übertragens
der ersten und der zweiten Bedingung zu einem anderen Endgerät; und den
zweiten Bild-Anzeigeschritt des simultanen und automatischen Anzeigens
eines entsprechenden planen Bereichs, der dem vorgegebenen planen
Bereich entspricht, an dem anderen Endgerät gemäß der ersten und zweiten Bedingung,
die zu dem anderen Endgerät übertragen
worden sind, und auf Basis entsprechender Bilddaten, die an dem anderen
Endgerät
entsprechend den Bilddaten vorgespeichert worden sind.
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Darüber hinaus
sollte das Proben-Untersuchungsverfahren vorzugsweise weiterhin
umfassen: den Indexanzeige-Einstellschritt des Einstellens einer
dritten Bedingung, die einen Index zum Anzeigen eines angegebenen
Teils des vorgegebenen planen Bereichs darstellt, der an dem angegebenen
Endgerät
angezeigt wird; den ersten Indexanzeige-Schritt des Anzeigens des
Indexes auf dem vorgegebenen planen Bereich, der an dem angegebenen
Endgerät angezeigt
wird, gemäß der dritten
Bedingung; den zweiten Bedingungsübertragungs-Schritt des Übertragens
der dritten Bedingung an das andere Endgerät; und den zweiten Indexanzeige-Schritt
des Anzeigens eines entsprechenden Indexes, der dem Index entspricht,
an dem anderen Endgerät
gemäß der zu dem
anderen Endgerät übertragenen
dritten Bedingung.
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Modus zur Ausführung der
Erfindung
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Der
Modus zur Ausführung
der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen in Verbindung
mit Ausführungsbeispielen
beschrieben. Ein in 1 dargestelltes Proben-Untersuchungssystem ist
ein zytodiagnostisches Proben-Untersuchungssystem, das das Endgerät 605 einer
Bilderstellungs-Abteilung 3, das Endgerät 41 einer Untersuchungs-Abteilung 4,
und das Endgerät 51 einer
Diagnostik-Abteilung 5 umfasst. Jedes Endgerät ist in der
Lage, Daten über
ein Datenübertragungsmedium wie
beispielsweise eine Telefonleitung oder eine ähnliche öffentliche Leitung, oder eine
für das
Internet bestimmte Leitung, zu übermitteln
und zu empfangen. In der Bilderstellungs-Abteilung 3 werden
hier Zellen oder Gewebe, die eine Probe bilden, von einem Mikroskopapparat 6 vergrößert und
abgebildet, um ein Bild zu erstellen; in der Untersuchungs-Abteilung 4 wird
eine maligne Zelle, oder eine Zelle, bei der Malignität in Betracht
gezogen werden sollte, aus dem Bild bestimmt; und in der Diagnostik-Abteilung 5 wird
die bestimmte Zel le diagnostiziert. Des Weiteren umfassen die Endgeräte 605, 41, 51 Speichereinheiten 653,
beziehungsweise 42 und 52, und die Bilddaten 32a bis 32c, 42a bis 42c, 52a bis 52c der
Zellen oder Gewebe, von denen jeweils drei Schichten von unterschiedlicher
Probentiefe (Fokuspositionen) abgebildet wurden, werden entsprechend
in den Speichereinheiten gespeichert. Die hier bezeichnete „Probentiefe" zeigt den Unterschied
der Fokusposition in der Tiefenrichtung der Probe in dem Fall an,
wo die Probe von dem Mikroskopapparat 6 abgebildet wird.
Das heißt,
von den drei oben erwähnten
Schichten ist die Schicht 32a die oberste Schicht, die
der Objektivlinse am nächsten
ist, die Schicht 32c ist die unterste Schicht, die am weitesten
von der Objektivlinse entfernt ist, und die Schicht 32b ist
die Zwischenschicht zwischen der Schicht 32a und der Schicht 32c.
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In
Folgenden werden die Schritte des Erstellens der Bilddaten der Zellen
oder Gewebe in der Bilderstellungs-Abteilung 3 unter Bezugnahme
auf 2 bis 7 beschrieben. Zunächst wird
der Schritt des Erstellens der Bilddaten aufgezeigt. Die drei Positionen
der Zellen oder Gewebe einer Probe 601 bei unterschiedlichen
Probentiefen werden jeweils und gleichzeitig auf den Zeilensensoren 631a, 631b, 631c fokussiert,
bei denen es sich um elektronische Abbildungsvorrichtungen handelt,
die in unterschiedlicher Höhe
in Bezug auf die Probe 601 angeordnet sind. In diesem Ausführungsbeispiel
werden die Zeilensensoren 631a, 631b, 631c schrittweise wie
in 4 gezeigt angeordnet, um dadurch die Höhen in Bezug
auf die Probe 601 unterschiedlich zu machen. Außerdem werden
Bilder an den drei unterschiedlichen Probentiefen von den drei Zeilensensoren 631a, 631b, 631c als
Zeilen-Bilddaten gelesen. Des Weiteren wird die Probe 601 durch
die in 2 bis 4 gezeigte Bewegungseinrichtung 604 horizontal
bewegt, und die Zeilen-Bilddaten werden nacheinander von dem in 3 abgebildeten
Endgerät 605 in
der Speichereinheit 653 gespeichert. Anschließend werden
die Bilddaten der Probe 601 in den drei Schichten der unterschiedlichen
Probentiefen aus den aufgezeichneten Zeilenbildern von einer arithmetischen
Verarbeitungseinrichtung 651 in einem Bildverarbeitungsgerät erstellt.
Die Schritte werden nachfolgend detailliert beschrieben.
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Zunächst wird
unter Bezugnahme auf 2 und 3 der allgemeine
Aufbau eines Mikroskops 602 erläutert. Das im Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung verwendete Mikroskop 602 ist
ein optisches Mikroskop. Bei der Untersuchung von den Zellen, den
Geweben oder dergleichen ist eine Beurteilung als eine maligne Zelle manchmal
schwierig, wenn lediglich ein fokussierter Teil beobachtet wird, und
manchmal wird ein nicht-fokussierter und verdeckt mikrofotografisch
aufgenommener Teil (defokussierter Teil) hinzugezogen. Wenn die
Probe von dem Mikroskop 602, welches das optische Mikroskop ist,
abgebildet wird, werden auch die nicht-fokussierten Informationen
als Bilddaten hinterlassen, und daher ist die Abbildung für die Untersuchung
der Zellen, der Gewebe oder dergleichen geeignet. Das Mikroskop 602 umfasst
eine Gehäuseröhre 625,
eine Okularlinse zur visuellen Beobachtung 623, die an
der Gehäuseröhre befestigt
ist, eine zweidimensionale CCD-Sensoreinheit 627, die eine
zweidimensionale Ausdehnung der Probe 601 abbildet, und
optische Linsen, die aus Objektivlinsen 621 bestehen. Die
Gehäuseröhre 625 wird
hierbei auf einem L-förmigen Rahmen 606 durch
einen Zahnstangenmechanismus 661 unterstützt, der
diese Gehäuseröhre auf
und ab bewegt. Um die Probe 601 von deren Rückseite
aus zu beleuchten, ist des Weiteren eine optische Faser 607,
die Licht von einer außerhalb
angeordneten Halogenlampe (nicht abgebildet) zuführt, am unteren Teil des L-förmigen Rahmens 606 befestigt.
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Wie
in 4 dargestellt, sind die optischen Linsen aus den
Objektivlinsen 621, von denen jede aus einer aus zwei Linsen 621a, 621b gebildeten
zusammengesetzten Linse besteht, und drei halbzylindrischen Aberrationskompensationslinsen 622a, 622b, 622c hergestellt,
die jeweils entsprechend den drei Zeilensensoren 631a, 631b, 631c angeordnet sind,
die parallel zueinander in verschiedenen Höhen angeordnet sind. Wie in 4 mit
gestrichelten Linien, durchgezogenen Linien und Punkt-Strich-Linien angegeben,
liegen die Aberrationskompensationslinsen 622a, 622b, 622c an
Positionen, die um die Abstände
zwischen den Vorrichtungen der Zeilensensoren voneinander in x-axialer Richtung
verschoben sind, und sie sind in einer solchen optischen Konfiguration
ausgebildet, dass Schichten (obere Schicht 601a, Zwischenschicht 601b,
untere Schicht 601c) von unterschiedlichen Probentiefen
jeweils auf die entsprechenden Zeilensensoren 631a, 631b, 631c fokussiert
sind. Im Übrigen
sind die drei optischen Linsen, die unterschiedliche Vergrößerungen
aufweisen, an einem Revolver 624 befestigt, und sie können voneinander
manuell gewechselt werden.
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Wie
in 4 dargestellt, sind nun die drei Zeilensensoren 631a 631b, 631c und
Aberrationskompensationslinsen 622a, 622b, 622c in
einem Kameragehäuse 632 aufgenommen.
Wie in 2 gezeigt, ist das Kameragehäuse 632 abnehmbar
am distalen Ende der Gehäuseröhre 625 des
Mikroskops 602 befestigt. Im Übrigen ist als die Konfiguration
des Befestigungsabschnitts die F-Auflage übernommen, welche die herkömmliche
Auflage-Konfiguration einer einlinsigen Reflexkamera bezüglich eines
Linsenauflageabschnitts ist. Jeder der Zeilensensoren 631a und
so weiter ist derart konstruiert, dass ladungsgekoppelte Bauelemente
(CCDs), von denen jeweils eine Kante 7 μm lang ist, geradlinig in der
Anzahl 4000 angeordnet sind. Dementsprechend kann in einem
Fall, wo die Abbildungsvergrößerungen 100 betragen,
ein Bereich mit einer Breite von 7 μm ÷ 100 = 0.07μm und einer
Länge von
7 μm × 4000 ÷ 100 = 0.28
mm gleichzeitig abgebildet werden.
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Der
horizontale Abschnitt des L-förmigen Rahmens 606 wird
von der Bewegungsvorrichtung 604 überlagert. Die Bewegungsvorrichtung 604 umfasst
einen Hebetisch 642, auf den die Probe 601 gegeben
wird, und einen linearen Motor 641, der diesen Hebetisch
horizontal nach rechts und links, und nach vorne und hinten bewegt.
Der lineare Motor 641 gehört einer bekannten Technik
an, er ist so ausgebildet, dass sich ein Anker auf in Form eines
Bandes angeordneten Dauermagneten bewegt, und er kann mit Hochgeschwindigkeit
laufen, schnell ansprechen, und mit hoher Präzision positionieren. Des Weiteren ist
der lineare Motor 641, wie nachfolgend erklärt wird,
von einem Computer ferngesteuert und bewegt die Probe 601 an
eine vorgegebene Position.
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Der
Hebetisch 642 ist aufgebaut aus drei Ultraschallmotoren 642a,
die so angeordnet sind, dass sie ein reguläres, im Grundriss betrachtetes
Dreieck bilden, aus einem Tischabschnitt von flacher Form 642d,
der an drei Punkten von den distalen Enden der senkrechten Ausgangswellen 642 dieser
Ultraschallmotoren unterstützt
wird, und aus einem Fixierungselement 642b, das die Positionen
dieser Ultraschallmotoren zueinander fixiert. Hierin treffen die distalen
Enden der senkrechten Ausgangswellen 642c auf an der rückwärtigen Fläche des
Tischabschnittes 642d ausgebildeten Aussparungen zusammen,
um zu verhindern, dass sich ihre horizontale Lage zueinander verschiebt.
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Jeder
der Ultraschallmotoren 642a gehört einer bekannten Technik
an, und die besteht darin, dass ein elastisches Element in Berührung mit
piezoelektrischer Keramik angeordnet ist, die geeignet ist, durch
Anlegen einer Spannung verformt zu werden, und dass das elastische
Element dazu veranlasst wird, durch Anlegen der Spannung im Ultraschallbereich
auf die piezoelektrische Keramik Biegungsschwingungen zu erzeugen, wodurch
die Ausgangswelle in Drehung versetzt wird. Er weist hohe Ansprechgeschwindigkeit
und Steuerbarkeit auf, und weist die Merkmale eines geringen Arbeitsgeräusches und
dergleichen auf. Bei dem hier verwendeten Ultraschallmotor 642a hat
die Ausgangswelle 642c eine Gewindestruktur, und sie wird
in Drehung versetzt, um sich auf und ab zu bewegen. Außerdem stellt
der Hebetisch 642 die Neigung der Probe 601 und
einen Fokusabstand gemäß den Anweisungen von
dem Computer ein.
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Eine
Halogenlampe (nicht abgebildet) ist in einem Lampenabschnitt 626 aufgenommen.
Licht von der Halogenlampe wird von einem teiltransparenten Spiegel
im rechten Winkel abgelenkt, so dass es sich entlang der optischen
Achse des Mikroskops 602 erstreckt, wodurch die Probe 601 mit
dem Licht beleuchtet wird. Von der Probe reflektiertes Licht wird verstärkt, um
ein deutliches Bild zu erhalten. Der eine reflektierende Lichtquelle
bildende Lampenabschnitt 626 wird verwendet, wenn die Probe 601 aus
einer Substanz mit geringer Lichtdurchlässigkeit besteht. Außerdem ist
die optische Faser 607 zum Einführen des Lichts von der Halogenlampe
(nicht abgebildet), die als eine geleitete Lichtquelle außerhalb
des Mikroskopapparates angebracht ist, mit dem unteren Teil des
L-förmigen
Rahmens 606 verbunden, so dass die Probe 601 von
deren Rückseite
aus beleuchtet werden kann. Die geleitete Lichtquelle wird oft als
Hauptlichtquelle eingesetzt, wenn eine Probe mit hoher Lichtdurchlässigkeit,
wie beispielsweise die Zellen oder die Gewebe, betrachtet wird.
Auch in diesem Ausführungsbeispiel
wird die Probe 601 von deren Rückseite aus beleuchtet.
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Überdies
umfasst die zweidimensionale CCD-Sensoreinheit 627 darin
einen zweidimensionalen CCD-Sensor (nicht abgebildet), der eine
zweidimensionale Ausdehnung abbilden kann. Genauer gesagt, ist es
bei der Zelluntersuchung manchmal notwendig, ein von dem Mikroskop 602 vergrößertes Bild
direkt auf einer Anzeigevorrichtung anzuzeigen, und einen bestimmten
Teil, Bereich oder dergleichen, wo eine maligne Zelle existiert,
zu überprüfen, während der
Anzeigebildschirm der Anzeigevorrichtung betrachtet wird. In dieser
Hinsicht weist in einem Fall, wo nur die Zeilensensoren 631a und
so weiter als Abbildungseinrichtungen angeordnet sind, das Zeilenbild,
das zur selben Zeit abgebildet werden kann, eine sehr geringe Breite
auf. Es ist schwierig, den spezifizierten Teil oder Bereich, in
dem sich die maligne Zelle befindet, zu überprüfen, während der Anzeigebildschirm
des schmalen Zeilenbildes betrachtet wird. Wenn der zweidimensionale
CCD-Sensor angebracht ist, der in der Lage ist, in einer zweidimensi onalen
Ausdehnung abzubilden, ist es im Gegensatz dazu einfach, den spezifizierten
Teil oder Bereich der Zellen, der Gewebe oder dergleichen zu überprüfen, während der
Anzeigebildschirm, der auf dem zweidimensionalen CCD-Sensor basiert,
betrachtet wird. Es wird daher ermöglicht, den spezifizierten
Teil oder Bereich innerhalb der Probe 601 durch Anbringen
des zweidimensionalen CCD-Sensors einfach zu überprüfen.
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Der
zweidimensionale CCD-Sensor ist derart ausgebildet, dass ladungsgekoppelte
Elemente (CCDs), die in einer herkömmlichen CCD-Kamera verwendet
werden, und deren Kanten jeweils eine Länge von 21 μm aufweisen, im Querschnitt
in der Anzahl 600 in der Längsrichtung × 600 in
der Querrichtung = ungefähr
350 Tausend angeordnet sind. Er bildet den vorgegebenen Bereich
einer Probe 601 durch den teiltransparenten Spiegel ab.
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Inzwischen
wird als das Endgerät 605 ein handelsüblicher
Computer, oder ein so genannter „Personal Computer" verwendet, und dieses
Endgerät
besteht aus einer arithmetischen Verarbeitungseinheit 651,
Anzeigevorrichtung 652, und der Speichereinheit 653 zum
darin Speichern der Zeilen-Bilddaten. Die arithmetische Verarbeitungseinheit 651 ist im
Bildverarbeitungsgerät
angeordnet. Wie später
erläutert
wird, führt
sie die Einstellung des Abbildungsbereichs der Probe 601 aus,
die Bewegung der Bewegungseinrichtung 604, die Anweisung
der Ausführung
derjenigen Abbildung der Zeilensensoren 631a und so weiter,
die auf einer Bewegungsgröße basiert, die
von dem Kodierer dieser Bewegungseinrichtung zurückgegeben wird, die Annahme
der von diesen Zeilensensoren abgebildeten Zeilen-Bilddaten, sowie die
Synthese dieser Zeilen-Bilddaten zur Erstellung des allgemeinen
planen Bildes des Abbildungsbereichs.
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Im
Folgenden werden die Schritte des Erstellens der Bilddaten 32a bis 32c der
Zellen oder Gewebe durch die oben genannten Bestandteile beschrieben.
Wie in 2 beschrieben, wird zunächst die Probe 601,
bei der ein zu untersuchendesZell- oder Gewebestück zwischen Objektträgerglas
und Abdeckglas gelegt wird, auf die obere Fläche des Tischabschnitts 642d des
Hebetisches 642 gelegt, und diese Probe wird durch Ansaugen
oder dergleichen an den Tischabschnitt 642d mittels einer
Vakuumeinrichtung oder dergleichen fixiert, so dass sie sich nicht
bewegt. Anschließend
wird der Untersuchungsbereich 611 der Probe 601 durch
eine Eingabe von der Eingabeeinrichtung des Personal-Computers eingestellt,
wie in 7 gezeigt.
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Hier
wird der Untersuchungsbereich 611 zum Einstellen des Anfangspunkts 611a und
Endpunkts 611b von der Abbildung der nacheinander von den
Zeilensensoren 631a und so weiter abgebildeten Zeilenbilder
eingestellt, wie nachfolgend erklärt wird. Im Übrigen wird
zur Einstellung des Untersuchungsbereichs 611 ein abgebildetes
Bild benötigt,
das eine zweidimensionale Ausdehnung hat. Daher wird die Einstellung
durchgeführt,
indem Abbildungsdaten von dem zweidimensionalen CCD-Sensor auf der Anzeigeeinrichtung 652 des
Endgeräts 605 angezeigt
werden, und die Bewegungseinrichtung 604 anschließend in
der x- und der y-Richtung bewegt und angeglichen wird, während der
Anzeigebildschirm dieser Anzeigevorrichtung betrachtet wird. Auf
diese Weise werden die XY-Koordinaten der Positionen 611a, 611b auf
einer diagonalen Linie in der arithmetischen Verarbeitungseinheit 651 als
Informationen gespeichert, die den Anfangs- und Endpunktpositionen des linearen
Motors 641 der Bewegungseinrichtung 604 entsprechen.
Wie nachfolgend erläutert wird,
wird bei der Abbildung der Probe durch die Zeilensensoren 631a und
so weiter dementsprechend der lineare Motor 641 gemäß den Anweisungen
von der arithmetischen Verarbeitungseinrichtung 651 sequentiell
von der Innenseitenposition 611a, welche die erste Abbildungsposition
ist, zur horizontalen Richtungsposition 611b, welche die
letzte Abbildungsposition ist, bewegt.
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Beim
Einstellen des Untersuchungsbereichs 611 werden im Übrigen die
Justierungen des Fokusabstands der Probe 601 und der Neigung
gleichzeitig vorgenommen. Genauer gesagt, wird bei der Einstellung
des Untersuchungsbereichs 611 der zweidimensionale CCD-Sensor
zunächst
an der Ausgangspunkt-Position 611a auf die obere Schicht 601a der Probe 601 fokussiert,
während
ein Anzeigebild von diesem zweidimensionalen CCD-Sensor betrachtet wird,
wie es auf der Anzeigeeinrichtung 652 gezeigt wird. Anschließend wird
der lineare Motor 641 in Richtung der X-Achse bewegt, und
der zweidimensionale CCD-Sensor wird an der Position rechts hinten des
Untersuchungsbereichs 611 fokussiert. Übrigens wird eine Neigung in
Richtung der x-Achse aus der Abweichung zwischen den fokussierten
Positionen berechnet, und die Neigung des Hebetisches 642 wird
justiert. Danach wird unter Verwendung ähnlicher Einrichtungen der
zweidimensionale CCD-Sensor an der Position rechts oben 611b des
Untersuchungsbereichs 611 fokussiert, und eine Neigung
in Richtung einer y-Achse wird justiert.
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Wenn
im Folgenden der Mikroskopapparat so ausgebildet ist, dass die Fokusposition
des zweidimensionalen CCD-Sensors mit der Fokusposition des Zeilensensors 631a zur
Abbildung der oberen Schicht 601a der Probe 601 übereinstimmt,
kann der Zeilensensor 631a unverzüglich auf diese obere Schicht 601a der
Probe fokussiert werden. Im Übrigen
sind die Aberrationskompensationslinsen 622a, 622b, 622c so
gestaltet, dass die anderen Zeilensensoren 631b, 631c zur
gleichen Zeit wie der Zeilensensor 631a auf die Positionen
ihrer entsprechenden Fokustiefen fokussiert werden können. Daher
sind zu dem Zeitpunkt, an dem der zweidimensionale CCD-Sensor fokussiert
worden ist, alle drei Zeilensensoren fokussiert.
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Im
Folgenden werden die Schritte des Abbildens der Probe 601 durch
die Zeilensensoren 631a und so weiter unter Bezugnahme
auf 7 und 8 beschrieben. Das Abbilden
wird von einem in die arithmetische Verarbeitungseinheit 651 eingebauten
Programm gesteuert. Zunächst
stellt die arithmetische Verarbeitungseinheit 651 durch
den Kodierer eine Untersuchungsposition von j = 0 und k = 0 ein und
erkennt die Untersuchungsposition als Koordinaten von X = 0 und
Y = 0. Des Weiteren wird die Probe 601 von der arithmetischen
Verarbeitungseinheit 651 veranlasst, sich mittels des linearen
Motors 641 zur XY-Koordinatenposition (0; 0) zu bewegen.
Die XY-Koordinatenposition
(0; 0) ist die linke untere Ecke 611a des Untersuchungsbereichs 611 aus 7,
und dieser Punkt wird zum Anfangspunkt, an dem die Abbildung beginnt.
Der Punkt wird die Position (a) aus 8, und der
Zeilensensor 631a wird in der Position angeordnet, in der
er über
der linken unteren Ecke 611a liegt.
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Wenn
nun der Anfangspunkt der Abbildungsposition auf die Position der
linken unteren Ecke 611a des Untersuchungsbereichs 611 gesetzt
wurde, stellt die arithmetische Verarbeitungseinheit 651 eine
Bewegungsgröße dx für die X-Achse
ein, und sie speichert in der Speichereinrichtung 653 entsprechende Zeilenbilder,
die von den Zeilensensoren 631a, 631b, 631c an
der Untersuchungsposition (0; 0) abgebildet wurden, und beginnt
die Bewegung des linearen Motors 641 in Richtung der X-Achse
mit konstanter Geschwindigkeit ((a)–(c) in 8). Die
Bewegungsgrößen der
Bewegungsvorrichtung 604 werden von einem Kodierer gemessen,
und die Daten hieraus werden an die arithmetische Verarbeitungseinheit
geschickt. eine Bewegungsgröße dx für die X-Achse, und sie speichert
in der Speichereinricht. Wenn die arithmetische Verarbeitungseinheit 651 einschätzt, dass
der Untersuchungsbereich 611 von der Bewegungseinrich tung 604 eine
Messbreitenkomponente der Zeilensensoren 631a und so weiter
in Richtung der X-Achse bewegt worden ist, dann speichert die arithmetische
Verarbeitungseinheit 651 in der Speichereinheit 653 Zeilenbilder
von den Zeilensensoren an der zweiten Untersuchungsposition X – 1dx und
Y = 0, also an den Koordinaten (1dx; 0).
-
Außerdem addiert
die arithmetische Verarbeitungseinheit 651 jedes Mal, wenn
die Bilder einer Zeile aufgezeichnet werden, zu k „1" hinzu. Sie speichert
die Zeilenbilder aufeinander folgend für den Bereich einer Reihe mit
der Länge
L in x-axialer Richtung in der Speichereinheit 653, bis
der lineare Motor 642 sich mit der konstanten Geschwindigkeit
in der Richtung der x-Achse bewegt, um die Untersuchungsposition
in die rechte untere Ecke des Untersuchungsbereichs 611 zu
bringen, wie in 7 gezeigt (entsprechend den
Bewegungen bei (d)–(f)
in 8).
-
Wenn
zwischenzeitlich die Annahme der Abbildung der untersten Stufe der
Untersuchungsregion 611, nämlich der y-axialen Koordinate
= 0, abgeschlossen wurde, setzt die arithmetische Verarbeitungseinheit 651 j
= 1 für
den Kodierer und bewegt durch den linearen Motor 641 die
Untersuchungsposition auf die Untersuchungsposition von X = L und
Y = 1dy, nämlich
die XY-Koordinaten-Position (L; 1dy). Diese Position ist eine Position,
die rechts der linken unteren Ecke 611a des in 7 dargestellten
Untersuchungsbereichs 611, an L in der x-axialen Richtung liegt,
und die entsprechend der Länge
der Zeilensensoren 631a und so weiter in der y-axialen
Richtung verschoben ist. Darüber
hinaus werden an der Position Y = 1dy Zeilenbilder aufeinander folgend
von dem rechten Ende bis zu dem linken Ende des Untersuchungsbereichs 611 angenommen.
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Während die
Scan-Richtung der Zeilensensoren 631a und so weiter nach
links oder rechts geändert
wird, zeichnet die arithmetische Verarbeitungseinheit 651 auf
diese Weise nacheinander folgend Zeilenbilder in der Speichereinheit 653 zusammen
mit gemessenen Koordinaten in dem Augenblick auf, wo sich die Zeilensensoren 631a und
so weiter in einen neuen Abbildungsbereich bewegt haben. Zwischenzeitlich,
wenn J > n erreicht
worden ist, bewertet die arithmetische Verarbeitungseinheit 651, dass
der gesamte Bereich des Untersuchungsbereichs 611 abgebildet
wurde, und sie synthetisiert die aufgezeichneten Zeilenbilder und
speichert die planen Bilddaten des gesamten Untersuchungsbereichs in
den Schichten 601a, 601b, 601c der drei
unterschiedlichen Pro bentiefen jeweils als die entsprechenden Schichtbilddaten 32a, 32b, 32c in
der Seichereinheit 653.
-
Im Übrigen hängt die
arithmetische Verarbeitungseinheit 651 bei der Abbildung
durch die Zeilensensoren 631a und so weiter die XY-Koordinaten
und die Probentiefen, nämlich
die Koordinaten der Z-Achse in dem oben genannten Untersuchungsbereich 611,
an die einzelnen abgebildeten Zeilen-Bilddaten an. Genauer gesagt
werden, wie in 4 gezeigt, die Schichten 601a, 601b, 601c der
verschiedenen Schichttiefen, wie sie gleichzeitig von den entsprechenden
Zeilensensoren 631a, 631b, 631c abgebildet
werden, um die Entfernungen zwischen den Vorrichtungen der Zeilensensoren
voneinander in x-axialer Richtung verschoben. Was die Größe der Verschiebung
in Bezug auf das Zeilenbild, das von dem Zeilensensor 631a abgebildet
wird, betrifft, wird die Verschiebungsgröße zu dem x-Wert der Koordinaten des
von dem Zeilensensor 631b abgebildeten Zeilenbildes addiert,
und der um die Entfernung zwischen den Vorrichtungen verschobene
Wert der X-Koordinate wird angehängt.
Des Weiteren wird der X-Wert der Koordinaten des von dem Zeilensensor 631c abgebildeten
Zeilenbilds um die Entfernung zwischen den Geräten noch mehr verschoben, und
der Verschiebungswert wird angehängt.
Im Übrigen
werden die Schichten 601a, 601b, 601c um
die Auflagehöhen
der Zeilensensoren voneinander in Richtung der z-Achse verschoben.
Was die Größe der Verschiebung
in Bezug auf das von dem Zeilensensor 631a abgebildete
Zeilenbild betrifft, wird die Verschiebungsgröße zu dem Z-Wert der Koordinaten
des von dem Zeilensensor 631b abgebildeten Zeilenbildes addiert,
und der um die Auflagehöhe
verschobene Z-Koordinatenwert wird angehängt. Des Weiteren wird der
Z-Wert der Koordinaten des von dem Zeilensensor 631c abgebildeten
Zeilenbilds noch weiter um die Auflagehöhe verschoben, und der Verschiebungswert
wird angehängt.
Auf diese Weise werden bei der Abbildung der einzelnen Zeilenbilder
die XYZ-Koordinaten der Abbildungspositionen in dem gesamten Untersuchungsbereich 611 der
Probe 601 von der arithmetischen Verarbeitungseinheit 651 des Endgeräts 605 an
die Zeilen-Bilddaten angehängt.
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Was
im Übrigen
die Abbildungsweise der Zeilensensoren 631a bis 631c betrifft,
können
alle Zeilensensoren immer wie oben erläutert in ihrem Abbildungszustand
gehalten werden. Alternativ dazu kann das Abbilden auch von der
arithmetischen Verarbeitungseinheit 651 gesteuert werden,
so dass an einem Endabschnitt der Probe (entsprechend (a) bis (c)
in 8)) nur der Zeilensensor 631c für das Abbilden
gemäß 8 (a)
eingesetzt werden kann, während
für das
Abbilden gemäß 8(b) die Zeilensensoren 631c und 631b verwendet
werden, und für
das Abbilden gemäß 8(c) und folgende alle Zeilensensoren
verwendet werden, und dass am anderen Endteil der Probe (entsprechend
(d) bis (f) in 8) bis zur Stufe gemäß 8(d) alle Zeilensensoren für das Abbilden
verwendet werden können, wobei
für das
Abbilden gemäß 8(e) die Zeilensensoren 631b und 631a verwendet
werden, für
das Abbilden gemäß 8(f) nur der Zeilensensor 631a verwendet
wird. Dies bedeutet:
Wenn die Steuerung auf diese Weise durchgeführt wird,
so dass der Zeilensensor, der eine Position abbilden soll, wo die
Probe nicht vorhanden ist, nicht zum Abbilden verwendet werden darf,
die Abbildungsdaten von Stellen, an denen die Probe nicht vorhanden
ist, aus den Bilddaten entfernt werden können.
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Als
nächstes
wird ein Verfahren zum Anzeigen der Bilddaten 32a bis 32c des
gesamten Untersuchungsbereichs auf der Anzeigeeinrichtung 652 beschrieben.
Ein am Endgerät 605 anzuzeigendes Schichtbild,
beispielsweise das Schichtbild 32a, wird ausgewählt. Die
arithmetische Verarbeitungseinheit 651 des Endgeräts 605 zeigt
eine Miniaturansicht (verkleinertes Bild) des gesamten Bereichs
des gewählten
Schichtbilds 32a auf der Anzeigeeinrichtung 652 an.
Wenn im Übrigen
ein gewünschter
planer Bereich, der ein nicht verkleinertes Bild anzeigen soll, auf
der Miniaturansicht bestimmt wird, wählt die arithmetische Verarbeitungseinheit 651 die
Schichtbilddaten 32a aus den in der Speichereinheit 653 gespeicherten
Schichtbilddaten aus und extrahiert Bilddaten, die dem bestimmten
planen Bereich entsprechen, aus den gewählten Schichtbilddaten. Die
arithmetische Verarbeitungseinheit 651 extrahiert außerdem Bilddaten,
die den planen Bereichen an dem vorgegebenen planen Bereich entsprechenden
Positionen entsprechen, aus den anderen Schichtbilddaten 32b, 32c.
Anschließend
bringt die arithmetische Verarbeitungseinheit 651 die Bilddaten
der entsprechenden planen Bereiche, die aus den entsprechenden Schichtbilddaten 32a bis 32c extrahiert
wurden, in einen Satz, und speichert sie anschließend in
einem Bildspeicher, der in dem Bildverarbeitungsapparat angeordnet
ist. Danach zeigt die arithmetische Verarbeitungseinheit 651 das
Bild des vorgegebenen planen Bereichs des ausgewählten Schichtbilds 32a auf
der Anzeigeeinrichtung 652 an.
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Auf
diese Weise extrahiert die arithmetische Verarbeitungseinheit 651 die
jeweiligen dem auf der Anzeigeeinrichtung 652 angezeigten
planen Bereich entsprechenden Schichtbilddaten und speichert sie separat
in dem Bildspeicher. Daher gilt: Ein Anwender, der die angezeigten
Schichtbilder betrachtet hat, möchte
einen nicht-fokussierten und undeutlich mikrofotographisch aufgenommenen
Abschnitt bemerken, und die anderen Schichtbilder von Schichttiefen betrachten,
die an den von der Position des angezeigten Schichtbilds unterschiedlichen
Positionen fokussiert sind, dann können ohne viel Zeitaufwand
die anderen Schichtbilder auf der Anzeigeeinrichtung 652 angezeigt
werden, indem die separat im Bildspeicher gespeicherten Bilddaten
verwendet werden. Infolgedessen kann der Anwender die Bilder jedes vorgegebenen
planen Bereichs auf der Anzeigeeinrichtung 652 anzeigen,
indem er nur das Endgerät 605 verwendet,
als ob er/sie die Probentiefen der drei Fokuspositionen betrachtete,
während
er/sie in die Okularlinse 623 des Mikroskops 602 schaute.
Dies bedeutet, die arithmetische Verarbeitungseinheit 651 speichert
die jeweiligen Schichtbilddaten, die den extrahierten planen Bereichen
entsprechen, separat, wodurch virtuell von dem Mikroskop betrachtete Sichtfelder
nur von dem Endgerät 605 wiedergegeben
werden können.
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Im Übrigen ist
die optische Anordnung nicht auf den Fall beschränkt, wo die Aberrations-Kompensionslinsen 622a und
so weiter jeweils für
die Zeilensensoren 631a und so weiter angeordnet sind,
wie in 4 gezeigt, sondern Zeilensensoren 731a, 731b, 731c können sehr
wohl von einer Aberrations-Kompensationslinse 722, die
eine Vielzahl von Krümmungssradii
aufweist (in dem Ausführungsbeispiel drei),
wie in 5 gezeigt, jeweils auf Schichten 701a, 701b, 701c von
verschiedener Probentiefe fokussiert werden. Im Übrigen ist die Bauweise jedes der
Zeilensensoren 631a und so weiter nicht auf den Fall beschränkt, wo
die CCDs, die die Anzahl 4000 haben, ein einer Reihe angeordnet
sind, sondern es können
sehr wohl noch mehr CCDs in mehreren Reihen angeordnet sein. Zusätzlich dazu
gilt betreffend die Größe jedes
einzelnen CCDs, der die Zeilensensoren 631a und so weiter
darstellt: Kleinere CCDs können
ein Bild mit höherer
Auflösung
abbilden. In dem Fall, dass CCDs von größerer Größe verwendet werden, kann jedoch
ein Bild mit höherer
Auflösung abgebildet
werden, indem die Vergrößerungen
der Abbildung vergrößert werden.
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Im Übrigen können, abgesehen
von den oben beschriebenen manuellen Handhabungen, die Einstellungen
der Fokuspositionen und der Neigung der Probe 601 einfach
auf die Weise automatisiert sein, dass die Fokussiereinrichtung,
die eine Laserstrahlprojektionseinrichtung aufweist, in dem Mikroskop 602 enthalten
ist, und dass der Hebetisch 642 auf der Grundlage der Anweisungen
von dem Computer bewegt wird. Des Weiteren ist die Anzahl der Zeilensensoren 631a und
so weiter nicht auf drei beschränkt,
wie bereits erwähnt,
sondern sie kann auf zwei oder auf vier oder mehr eingestellt werden.
Die Untersuchungsbereiche der jeder Zahl entsprechenden Probentiefen
können
gleichzeitig abgebildet werden.
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Als
nächstes
wird ein Zellenuntersuchungs-System beschrieben. Zunächst speichert
die arithmetische Verarbeitungseinheit 651 die Bilddaten 32a bis 32c des
gesamten Untersuchungsbereichs jeweils in den Schichten 601a, 601b, 601c der
drei in der Speichereinheit 653 zu speichernden Probentiefen
in der Speichereinheit 653 der Bilderstellungs-Abteilung 3,
und sie zeichnet sie in einer DVD auf, die ein Aufzeichnungsmedium
mit großer
Kapazität
ist. Im Übrigen
werden solche DVDs an die Untersuchungs-Abteilung 4 und
die Diagnostik-Abteilung 5 weitergegeben, und die Bilddaten
werden jeweils durch die Endgeräte 41, 51 in
den Speichereinheiten 42, 52 gespeichert. Auf
diese Weise befinden sich dieselben Bilddaten 42a bis 42c, 52a bis 52c des gesamten
Untersuchungsbereichs in den Schichten 601a, 601b, 601c der
unterschiedlichen Probentiefen ebenfalls in den Endgeräten 41, 51 der
Untersuchungs-Abteilung 4 und der Diagnostik-Abteilung 5 in Bezug
auf die zu untersuchenden Zellen oder Gewebe.
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Der
Grund dafür,
warum die Speichereinheiten 653, 42, 52 in
den entsprechenden Abteilungen enthalten sind, um die Bilddaten
der gesamten Abbildungsbereiche der Zellen oder Gewebe aufzuzeichnen,
ist hierbei, dass die Bilddaten zu einer enormen Menge von ungefähr 1 Gbyte
oder mehr pro Probe werden. Es wird auch ein System in Erwägung gezogen,
in dem die Bilddaten in einem einzigen gewöhnlichen Server oder dergleichen
vorab aufgezeichnet werden, und in dem die entsprechenden Abteilungen unter
Verwendung von Datenübertragungsmedien beispielsweise
auf die aufgezeichneten Daten zugreifen, oder diese herunterladen.
Da jedoch die Bilddatenmenge immens groß ist, ist der Zeitaufwand
für die Übertragung/den
Empfang mit der heutigen Übertragungsgeschwindigkeit
immens hoch, und das System ist für die praktische Anwendung
ungeeignet.
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Daher
wird in der Untersuchungs-Abteilung 4 das Bild des vorgegebenen
planen Bereichs einer gewünschten
Schicht der drei Schichten von Zellen oder Geweben zunächst am
Endgerät 41 auf
der Grundlage der in der Speichereinheit 42 gespeicherten Bilddaten 42a bis 42c angezeigt,
und das Vorhandensein, oder Nichtvorhandensein einer malignen Zelle,
oder einer Zelle, bei der Malignität in Betracht gezogen werden
sollte, wird untersucht. Die Bilddaten 42a bis 42c sind
die Bilddaten eines Bereichs, der größer ist als ein Bereich, der
durch die Anzeigevorrichtung 41a angezeigt werden kann,
bei der es sich um die erste Bildanzeigeeinrichtung des Endgeräts 41 handelt.
Um die Bilddaten an dem Endgerät 41 anzuzeigen,
wird daher der anzuzeigende vorgegebene plane Bereich aus den Bilddaten
der gewünschten
Schicht bestimmt.
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Des
Weiteren wird bei dem Vorhandensein einer malignen Zelle, oder einer
Zelle, für
die Malignität
in Betracht gezogen werden sollte, deren Bereich auf einem Anzeigebildschirm
spezifiziert. Als Spezifizierungsverfahren ist ein Verfahren vorbereitet,
bei dem die Zelle auf dem Anzeigebildschirm von einer Rahmenlinie
oder Färbung
gekennzeichnet wird, und eines, bei dem ein Pfeil oder Symbol und/oder
Kommentare in ein angezeigtes Bild eingefügt wird/werden.
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In
einem Fall, wo die Untersuchung und dergleichen gleichzeitig in
mehreren Abteilungen durchgeführt
wird, werden die Untersuchungs-Abteilung 4, die Diagnostik-Abteilung 5 und
die Bilderstellungs-Abteilung 3 zunächst durch ein Datenübertragungsmedium
wie beispielsweise eine Telefonleitung oder eine ähnliche öffentliche
Leitung, oder eine Internet-Leitung in einen Kommunikationszustand
gebracht. Der Anwender der Untersuchungs-Abteilung 4 bedient
das Endgerät 41 und
wählt ein
an dem Endgerät 41 anzuzeigendes
Schichtbild aus, beispielsweise das Schichtbild 42a. Das
Endgerät 41 stellt Probentiefen-Informationen
zur Bezeichnung des ausgewählten
Schichtbilds als eine erste Bedingung ein. Des Weiteren zeigt das
Endgerät 41 die
Miniaturansicht (verkleinertes Bild) des gesamten eingestellten
Schichtbilds 42a auf der Anzeigeeinrichtung 41a an.
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Der
Anwender wählt
einen gewünschten
planen Bereich aus der Miniaturansicht aus, um ein nicht verkleinertes
Bild anzuzeigen. Das Endgerät 41 stellt Koordinateninformationen
und dergleichen zur Bestimmung des gewählten planen Bereichs als eine zweite
Bedingung ein. Im Übrigen
extrahiert die arithmetische Verarbeitungseinheit des Endgeräts 41 Bilddaten,
die planen Bereichen an dem gewählten planen
Bereich entsprechenden Positionen entsprechen, aus den anderen Schichtbilddaten 42b, 42c. Nachfolgend
bringt die arithmetische Verarbeitungseinheit die Bilddaten der
entspre chenden, aus den entsprechenden Schichtbilddaten 42a bis 42c extrahierten
Bilddaten in einen Satz, und speichert sie anschließend in
einem in einem Bildverarbeitungsapparat angeordneten Bildspeicher.
Danach wählt
das Endgerät 41 unter
Verwendung der ersten und zweiten Bedingung die Schichtbilddaten 42a aus
den in der Speichereinheit 42 gespeicherten Bilddaten aus, und
extrahiert anschließend
Bilddaten, die dem gewählten
planen Bereich entsprechen, aus den Schichtbilddaten 42a,
und es zeigt das Bild des gewählten
planen Bereichs an der Anzeigeeinrichtung 41a an. Die erste
Bedingung und die zweite Bedingung haben im Unterschied zu den Schichtbilddaten des
gewählten
planen Bereichs eine sehr geringe Datenmenge, so dass der Zeitaufwand
für Kommunikation
gering ist, selbst wenn die Bedingungen durch das Datenübertragungsmedium übertragen/empfangen
werden.
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Gleichzeitig überträgt das Endgerät 41 die erste
Bedingung und die zweite Bedingung über ein Datenübertragungsmedium
durch Kommunikationseinrichtungen an die Endgeräte 605, 51 der
Bilderstellungs-Abteilung 3 und der Diagnostik-Abteilung 5.
Unter Verwendung der ersten und zweiten erhaltenen Bedingung wählen die
Endgeräte 605, 51 die
Schichtbilddaten 32a, 52a aus den entsprechenden
in den Speichereinheiten 653, 52 gespeicherten Bilddaten
aus, und extrahieren dann aus den gewählten Schichtbilddaten Bilddaten,
die den gewählten planen
Bereichen entsprechen, und sie zeigen entsprechende Bilder, die
dem an dem Endgerät 41 angezeigten
Bild entsprechen, auf den Anzeigeeinrichtungen 652, 51a an,
wobei es sich um zweite Bildanzeigeeinrichtungen handelt. Selbstverständlich extrahieren
dabei die entsprechenden arithmetischen Verarbeitungseinheiten der
Endgeräte 605, 51 genau wie
das Endgerät 41 Bilddaten,
die den planen Bereichen an den dem vorgegebenen planen Bereich
entsprechenden Positionen entsprechen, aus den anderen Schichtbilddaten 32b, 32c und 52b, 52c.
Des Weiteren bringen die entsprechenden arithmetischen Verarbeitungseinheiten
die Bilddaten der planen Bereiche, die aus den Schichtbilddaten 32a bis 32c und 52a–52c extrahiert
wurden, in individuelle Sätze,
und sie speichern die Bilddaten in Bildspeichern, die in den Bildverarbeitungs-Apparaten
angeordnet sind.
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Aufgrund
des oben Genannten wird das selbe Bild an dem Endgerät 41 der
Untersuchungs-Abteilung 4, an dem Endgerät 605 der
Bilderstellungs-Abteilung 3 und dem Endgerät 51 der
Diagnostik-Abteilung 5 angezeigt, indem lediglich die zwei Bedingun gen
der ersten und zweiten Bedingung durch das Datenübertragungsmedium übermittelt/empfangen
werden.
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Im Übrigen,
wenn der Anwender aus der Untersuchungs-Abteilung 4 auf
dem an dem Endgerät 41 angezeigten
Bild von einem Eingabegerät
wie beispielsweise einer Maus oder einer Tastatur aus einen Index
für die
Kennzeichnung auf der Grundlage einer Rahmenlinie oder Färbung, oder
zum Einfügen
eines Pfeils oder Symbols oder der Kommentare in das angezeigte
Bild angibt, stellt das Endgerät 41 Informationen,
die die Art, Koordinaten und dergleichen des Index darstellen, als
eine dritte Bedingung ein. Ebenso wie die erste und zweite Bedingung
weist die dritte Bedingung eine im Vergleich zu den Schichtbilddaten des
gewählten
planen Bereichs geringe Datenmenge auf, und der Zeitaufwand für dessen
Kommunikation ist gering. Gleichzeitig überträgt das Endgerät 41 die dritte
Bedingung durch die Übertragungseinrichtung über das
Datenübertragungsmedium
an das Endgerät 605 der
Bilderstellungs-Abteilung 3 und das Endgerät 51 der
Diagnostik-Abteilung 5. Unter Verwendung der dritten erhaltenen
Bedingung zeigen die Endgeräte 605, 51 Indexe
an den Anzeigeeinrichtungen 652, 51a an. Infolgedessen
werden die Indexe, die dem an dem Endgerät 41 angezeigten Index
entsprechen, auch auf den Anzeigeeinrichtungen 652, 51a der
Endgeräte 605, 51 angezeigt.
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Dementsprechend
ist es möglich,
während derselbe
plane Bereich innerhalb des Bildes, das den sehr großen Abbildungsbereich
aufweist, beobachtet wird, Studien durchzuführen, so dass die Untersuchungs-Abteilung 4,
die Bilderstellungs-Abteilung 3 und die Diagnostik-Abteilung 5 lediglich
die geringen Datenmengen der ersten bis dritten Bedingungen über das
Datenübertragungsmedium übertragen/empfangen.
Beispielsweise ist die Arbeit, nach malignen Zellen zu suchen, in
der Diagnostik-Abteilung 5 nicht erforderlich. In einem
Fall, wo, abgesehen von der malignen Zelle, oder der Zelle, für die Malignität in Betracht
gezogen werden sollte, wie in der Untersuchungs-Abteilung 4 spezifiziert
wurde, eine andere Zelle, für
die Malignität
in Betracht gezogen werden sollte, in der Diagnostikabteilung 5 gefunden
wurde, oder wo beispielsweise Abbildungsdaten von noch höherer Vergrößerung erforderlich
sind, spezifiziert der Anwender aus der Diagnostik-Abteilung 5 eine
entsprechende Position auf dem Anzeigebildschirm des Endgeräts 51,
oder hängt
die Anweisung einer Abbildungsbedingung an. Dann überträgt das Endgerät 51 auf
dieselbe Weise, wie bereits in Bezug auf das Endgerät 41 beschrieben,
die erste bis dritte Bedingung an die Endgeräte 605, 41 der
Untersu chungs-Abteilung 4 und Bilderstellungs-Abteilung 3 über ein
Datenübertragungsmedium,
und der vorgegebene Bereich, die Abbildungsbedingung und dergleichen
werden unverzüglich
angezeigt. Die Verarbeitung kann schnell und angemessen gemäß den angezeigten
Anweisungen durchgeführt
werden.
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In
einem Fall, wo beispielsweise der Anwender der Untersuchungs-Abteilung 4 kein
Urteil über die
maligne Zelle mit nur dem fokussierten Teil eines derzeit angezeigten
Bildes bilden kann, und wo er/sie einen defokussierten Abschnitt,
der sich außerhalb des
Fokus befindet, mit einem fokussierten Schichtbild von unterschiedlicher
Probentiefe betrachten möchte,
bestimmt er/sie das fokussierte Bild der Schicht von unterschiedlicher
Probentiefe an dem Endgerät 41.
Da die Bilddaten der anderen Schichten, die dem angezeigten planen
Bereich entsprechen, in dem Bildspeicher gespeichert sind, kann
daraufhin die arithmetische Verarbeitungseinheit des Endgeräts 41 das
unterschiedliche Schichtbild unmittelbar anzeigen, indem sie lediglich
die erste Bedingung ändert,
und ohne die Notwendigkeit, den entsprechenden planen Bereich erneut
aus dem gesamten Abbildungsbereich zu extrahieren. Das bedeutet, in
einem Fall, wo beispielsweise der Anwender die Anzeige von dem derzeit
angezeigten Schichtbild 42a zu dem Schichtbild 42b wechseln
will, wählt er/sie
das Schichtbild 42b aus. Daraufhin stellt das Endgerät 41 Probentiefen-Informationen
zur Bestimmung des gewählten
Schichtbilds als die erste Bedingung neu ein, und es zeigt das extrahierte
Schichtbild 42b des Bildspeichers auf der Anzeigeeinrichtung 41a an.
Im Übrigen übermittelt
das Endgerät 41 lediglich
die geänderte
erste Bedingung an die anderen Endgeräte 605, 51,
wodurch dasselbe geänderte Schichtbild
wie an dem Endgerät 41 aus
dem Bildspeicher extrahiert, und unmittelbar an den anderen Endgeräten angezeigt
wird.
-
In
dem oben genannten Ausführungsbeispiel werden
in den drei Abteilungen Studien getätigt, während zur selben Zeit dasselbe
Bild beobachtet wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht
auf diesen Aspekt beschränkt,
sondern Studien können
auf ähnliche
Weise in nur zwei Abteilungen, oder in vier oder mehr Abteilungen
getätigt
werden, während
dasselbe Bild betrachtet wird. Da auf diese Weise Informationen
und Optionen über
ein Datenübertragungsmedium
ausgetauscht werden können,
ist es möglich, effizient
eine sehr genaue Probenuntersuchung durchzuführen, als ob die Mitglieder
der Abteilungen einander träfen.
Im Übrigen
ist die vorliegende Erfindung nicht nur auf die Zellen oder Gewebe
beschränkt,
sondern sie kann für
die Probenuntersuchung von Blut, Bakterien oder dergleichen verwendet
werden. Darüber
hinaus ist das oben genannte Ausführungsbeispiel so ausgelegt,
dass das extrahierte Bild von jeder Schicht auf der Anzeigeeinrichtung 652 auf
alternative Weise angezeigt wird, aber die Kombination einer Vielzahl
von extrahierten Bildern der entsprechenden Schichten kann sehr
wohl gleichzeitig auf der Anzeigeeinrichtung 652 angezeigt
werden, ohne auf die Bauweise beschränkt zu sein. Beispielsweise
können
extrahierte Bilder von zwei oder mehr Probentiefen auch übereinander
liegend angeordnet sein, oder zwei oder mehr extrahierte Bilder
können
auch parallel auf der Anzeigeeinrichtung 652 angezeigt
werden. In diesem Fall können
die zwei oder mehr Bilder parallel auf der Anzeigeeinrichtung angezeigt
werden, indem jeder plane Bereich halb so groß wie der Bildschirm oder kleiner
gemacht wird. Auf diese Weise wird die Untersuchung aufgrund des
leichteren Erkennens auf mehreren Ebenen weiter erleichtert, weil
die zwei oder mehr Bilder auf der Anzeigeeinrichtung 652 angezeigt
werden. Im Übrigen
ist die Anzahl der Zeilensensoren des Mikroskopapparats nicht auf
drei beschränkt, sondern
es können
auch ein einziger oder vier oder mehr Zeilensensoren verwendet werden.
-
Vorteile der Erfindung
-
Die
Bilddaten einer Vielzahl an Schichten unterschiedlicher Probentiefen
können
auf einer Anzeigeeinrichtung unmittelbar angezeigt werden. Außerdem,
wenn eine Vielzahl von Bildern parallel oder übereinander angezeigt wird,
wird das Erkennen von Zellen oder dergleichen in mehrschichtiger
Weise erleichtert. Darüber
hinaus kann der vorgegebene plane Bereich eines Bildes, das einen
sehr großen
Abbildungsbereich aufweist, einfach und unmittelbar an einer Vielzahl
von Punkten angezeigt werden, indem lediglich die Bedingungen von
geringer Datenmenge übertragen
werden.
-
Kurze Figurenbeschreibung
-
1
-
1 ist
eine allgemeine bautechnische Ansicht eines Untersuchungssystems.
-
2
-
2 ist
eine bautechnische Ansicht eines Mikroskopapparats.
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3
-
3 ist
eine weitere bautechnische Ansicht eines Mikroskopapparats.
-
4
-
4 ist
ein Anordnungsdiagramm von optischen Linsen.
-
5
-
5 ist
ein weiteres Anordnungsdiagramm von optischen Linsen.
-
6
-
6 ist
eine vergrößerte Vorderansicht
von Zeilensensoren und Aberrations-Kompensationslinsen.
-
7
-
7 ist
ein erklärendes
Diagramm der Abbildungsschritte von Zeilenbildern.
-
8
-
8 ist
ein erklärendes
Diagramm betreffend die Abbildung durch die Zeilensensoren.
-
- 2
- Datenübertragungsmedium
- 3
- Bilderstellungs-Abteilung
- 32a–32c
- Schichtbilddaten
- 4
- Untersuchungs-Abteilung
- 41
- Endgerät
- 41a
- Anzeigeeinrichtung
- 42
- Speichereinheit
- 42a–42c
- Schichtbilddaten
- 5
- Diagnostik-Abteilung
- 51
- Endgerät
- 51a
- Anzeigeeinrichtung
- 52
- Speichereinheit
- 52a–52c
- Schichtbilddaten
- 601
- Probe
- 602
- Mikroskop
- 605
- Endgerät
- 631
- Zeilensensor
(elektronisches Abbildungsgerät)
- 651
- Arithmetische
Verarbeitungseinheit (Bildverarbeitungs-Apparat)
- 652
- Anzeigeeinrichtung
- 653
- Speichereinheit