JP2000284186A - 観察装置の位置設定手段における座標変換方法及び座標変換手段を備える観察装置 - Google Patents
観察装置の位置設定手段における座標変換方法及び座標変換手段を備える観察装置Info
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Abstract
いて、位置指定用座標の変換を迅速かつ容易に行えるよ
うにする。 【解決手段】 任意の位置に観察点を少なくとも3点設
け、試料と試料台との相対位置を設定するためにマーカ
ーを付した座標設定用試料を第1の観察装置の試料台と
第2の観察装置に設置して上記観察点の座標を読み取
り、上記観察点のうち、任意の点を仮原点とし、他の2
点の座標を前記仮原点を基準とした座標に補正して次式
(1)に代入し、a,b,c,dを算出し座標変換式を
確定する段階からなる。 xn=aXn+bYn,yn
=cXn+dYn・・・(1)
Description
顕微鏡のように、観察範囲内において固有の座標が設定
されており、観察物を当該座標で位置設定して観察でき
る観察装置における座標設定方法に係るもので、各々、
固有の座標を有する観察装置間で同一試料を観察するに
当たり、装置Aで観察し、装置Aの座標で位置確認した
試料の特定位置を、装置Aの座標と異なる座標を有する
他の観察装置Bにおいて容易に位置設定できるようにす
るための座標設定方法に関する。
用した微生物迅速検査装置は、生きた細胞に特異的にま
とまって存在するアデノシン三リン酸(ATP)を利用
してルシフェリン−ルシフェラーゼ反応を行わしめ、A
TP含量に比例して発生する微小な発光を光度検出器で
検出することにより、微生物の存在を確認するもので、
この発光状態をCCD等の撮影手段を用いて映像化し、
視覚的に観察することができる。しかしながら、この方
法では、僅かな微生物の存在は確認できるものの、その
確認された微生物の種類を認知するこができない。
を正確に特定するためには、上記方法で使用したサンプ
ルを顕微鏡に移して観察する必要がある。この2回の観
察を手際よく効率的に行うためには、サンプル中の微生
物の存在位置を容易かつ短時間に割り出し、顕微鏡に設
けられた検鏡位置自動掃引装置にて位置指定を行い、即
座に目的の微生物の観察が行えるようにすることが重要
である。
ルを上記微生物迅速検査装置(以下、RMDSという)
でチェックしてから自動掃引装置付き顕微鏡(以下、S
FDSという)で再確認を行うに当たって、RMDSの
座標をそのままSFDSというの座標値として使用する
ことができず、新らためて顕微鏡側で個別調整しなけれ
ばならず、時間と煩雑な操作を強いるものであった。
は、直接の相関性がなく、原点は勿論のこと、双方の座
標軸の単位を全く相関性がない(例えば、RMDSに設
定されている位置確認用の座標軸は使用されている撮像
手段の1画素を目盛の単位としており、一方、SFDS
の掃引装置に設定されている座標の目盛の単位はmmであ
る。)。例えば、RMDSのサンプルを47mm径のフ
ィルタとし、そのフィルタ上に1cellの酵素が存在
する場合、このサンプルを顕微鏡で確認したとすると、
顕微鏡の倍率を100倍とした時は、3,000視野、
200倍で6,000視野を観察する必要があり、事実
上観察が不可能である(このとき、顕微鏡の各倍率の視
野面積はそれぞれ0.76×0.76mm,0.53×
0.53mmである。)。
観察範囲内において固有の座標を設定し、観察物の特定
位置を座標によって表現・指定することの出来る手段を
備えた観察装置を使用する上で共通の問題であった。本
発明は上述の従来の問題点を解決するものであり、異な
る位置指定用座標が設定されている観察装置間で、同一
の試料を観察するに当たり、双方の座標に相関性を持た
せ、一方からの位置情報に基づいて他方の位置を特定す
るための座標変換方法を得ることにある。
みなされたものであり、以下の手段を採用することによ
り上記課題を解決するものである。即ち、本発明は、そ
れぞれ異なる二つの位置指定用座標系を持つ第1及び第
2の観察装置の、一方の第1の座標系から他方の第2の
座標系に変換する方法であって、その特徴は以下の手順
を採用したことにある。 (1)任意の位置に観察点を少なくとも3点設けた座標
設定用試料を作成する。 (2)当該試料を第1のの観察装置の試料台に設置し、
上記観察点を確認し、その座標を読み取る((X1,Y
1),(X2,Y2),(X3,Y3))。 (3)試料と試料台との相対位置を設定するために夫々
任意にマーカーを付す。 (4)試料を第1の観察装置より取り外し、第2の観察
装置に設置する。その時、第2の観察装置の試料台(固
有の座標を有する)もしくは試料台に試料を設置するに
当たり、試料を保持する保持手段(例;プレパラート)
に、先に試料に付したマーカーと相対する目印を任意に
付す。そして、試料を第2の観察装置に設置するに当た
り、前記試料のマーカと目印を一致させる。以後、第1
の観察装置で観察した試料を第2の観察装置で確認する
場合は、必ず前記マーカと目印が一致するよう試料を設
置する。 (5)試料に設けられた観察点を第2の観察装置固有の
座標を用いて位置座標を読み取る((x1,y1),
(x2,y2),(x3,y3))。 (6)上記観察点のうち、任意の点を仮原点とする
(例:(x1,y1),(X1,Y1))。 (7)座標変換式 xn=aXn+bYn,yn=cX
n+dYnに他の2点の座標を代入し、a,b,c,d
を算出する。得られた数値を上式に代入し、座標変換式
を設定する。代入するxn,yn,Xn,Ynの値を仮
原点を基準にした数値に補正する(相関性を付与)。 (8)設定した変換式を、第2装置固有の座標系の変換
式に補正する(仮原点を基準とした座標系を第2の観察
装置固有の座標系に補正する(xn=aXn+bYn+
x1,yn=cXn+dYn+y1)。 (9)観察すべき試料を第1の観察装置で観察し、試料
上の観察すべき点の数値を読み取る((X4,Y4)・
・・)。 (10)(9)で確認した数値を上記(8)で設定した
座標変換式に代入し、x4,y4を算出する。 (12)他方の観察装置に試料を移し、位置設定手段
(自動掃引装置)に上記座標の数値を入力し、位置指定
を行う。
認した試料上の観察点を、第2の観察装置の観察点に座
標変換することができ、第2の観察装置に上記座標変換
機能を持たせることにより、第1の観察装置で確認した
観察点の座標をそのまま使用して第2の観察装置におい
て位置指定が可能となる。また、本発明の観察装置は、
観察位置を座標により特定するための第1の座標系を有
する位置設定手段を備える観察装置において、前記位置
設定手段は、当該観察装置と異なる第2の座標系を有す
る位置設定手段を備える他の観察装置の前記第2の座標
系を前記第1の座標系に変換する座標変換手段を備える
ことを特徴とする。
において確認した座標値をそのまま入力すると、当該観
察装置固有の座標値に変換されて位置設定手段に出力さ
れる。
て図面と共に説明する。本実施例においては、微生物の
存在を確認するために有効なATP−ルシフェラーゼ法
を利用した微生物迅速検査装置(RDMS)を第1の観
察装置とし、微生物の具体的内容を確認するために有効
な自動掃引装置付き顕微鏡(SFDS)を第2の観察装
置とした場合を例にとって説明する。
迅速検査装置(RDMS)と自動掃引装置付き顕微鏡
(SFDS)の概要について説明する。RDMSで行う
微生物検査は、先ず、検体液を濾過して生菌をフィルタ
ー上に補足し、このフィルターを微生物発光画像解析シ
ステムを用いて検出する。この微生物発光画像解析シス
テムは、生菌を捕捉したフィルターを抽出試薬及び発光
試薬で処理した後、標本ホルダーにセットし、光学系及
び撮像手段(CCD等)で構成されたテレビカメラを上
記フィルターにできるだけ近接させてセッティングし、
フィルターの発光状態を撮影し、画像処理装置、データ
解析装置を介して画像データをディスプレイで表示、観
察したり、解析結果をプリントアウトする。
10のシステムの概要を示し、1はテーパーファイバ
ー、光増幅部及び撮像管(CCD)からなる高感度テレ
ビカメラ、カメラコントローラ2、イメージプロセッサ
3、データ解析装置4、テレビモニター5から構成され
ている。測定は、発光処理した生菌を保持したフィルタ
ー6を高感度テレビカメラ1に接近させておき、カメラ
コントローラ2及びイメージプロセッサ3を用いて2次
元的の光子を所定時間、例えば、30〜180秒間蓄積
し、菌体からの発光を撮像し、データ解析装置4により
発光ノイズを消去して生菌による強い発光のみを残して
テレビモニター5に表示する。この処理によって菌体由
来以外の発光がノイズとして消去され、測定された輝点
数は生菌の数となる。微生物による発光点は、例えば、
図2に示すように、撮像管の画素単位の座標により表示
することができ(図2中、”1”は微生物による発光点
を示す。)、フィルター6と撮像管との位置関係を関連
付けておくことにより、フィルター6の位置での発光点
を確認することができる。
S)の概要について説明する。図3はSFDS20の概
略構成図を示し、SFDS20は、顕微鏡21、プレパ
ラートを保持するホルダの位置を制御する制御ボックス
31、制御ボックス31に対し必要なデータを入力する
とともに顕微鏡による検鏡結果を出力するための操作盤
41からなる。
するステージ22と、ステージ22に設置され、フィル
ター100を対物レンズ23の下でそれぞれ矢印X,Y
方向に移動させるX軸移動機構24A,Y軸移動機構2
4Bを備えている。制御ボックス31は、顕微鏡21の
X軸移動機構24A,Y軸移動機構24Bを夫々駆動す
るためのX軸駆動モータ32A,Y軸駆動モータ32B
と、フィルター100のX軸方向とY軸方向の位置を表
示する表示する表示部34A,34Bを備えている。X
軸駆動モータ32A,Y軸駆動モータ32Bの駆動力は
フレキシブル軸33A,33BみよってX軸移動機構2
4A,Y軸移動機構24Bに伝達されるようにしてい
る。
A、その他操作用スイッチ群42Bと、フィルター10
0の移動位置を指定するための各種データを入力するた
めの入力スイッチ群43を有している。入力スイッチ群
43には、フィルター100の移動位置を指定するため
の座標データを入力するためのスイッチの他、座標入力
を行う際の座標系をRMDSモードとFSDSモードと
に切り換える座標切換スイッチ(図示せず)を備えてい
る。制御盤41は、また、出力装置45を有し、操作ス
イッチ42の操作により、フィルター位置の特定の位置
を記憶するとともに、出力装置45にプリントアウトで
きるようにしている。
られたフィルター100を移動するためのX軸移動機構
24A,Y軸移動機構24Bの詳細を示す。ステージ2
2は、フィルターを保持するためのホルダ51を有し、
ホルダ51はその取付部51Aにおいて可動台52に設
けられたガイドシャフト53により図中X方向に移動自
在に支持されている。取付部51Aには、また、スクリ
ュウ54が貫通する螺子穴を有する。スクリュウ54は
前述の駆動モータ32Aにより回転駆動され、これによ
ってホルダ51はX方向に移動する。
て、図中Y方向に移動可能に支持されており、端部にお
いてスクリュウ55が貫通している。スクリュウ55は
駆動モータ32Bによって回転駆動され、これによっ
て、可動台52はY方向に移動するようにしている。図
5は、SFDS20の操作の制御系統を示すブロック図
である。制御ボックス31は制御装置33を有し、操作
盤41の各種スイッチからの入力信号に基づき各種演算
処理を行い、X軸、Y軸駆動モータ32A,32Bに制
御信号を出力するとともに、操作盤41の出力装置43
に所定データを出力する。
て観察する場合、、顕微鏡21のステージ22に設けら
れたホルダ51に調整された試料フィルターを載せた
後、操作盤41の入力スイッチ43により座標を入力す
ることにより、ホルダ51を移動させて試料フィルター
の必要位置を観察することができる。そして、観察中に
記録すべき観察点がある場合、操作スイッチ42のうち
所定のスイッチを操作して、その観察点の座標を記憶す
る。観察終了後、必要があれば出力装置45により、記
憶した座標をプリントアウトする。
ダ51の移動位置を設定するために座標を入力する際、
SFDSの座標値を入力することなく、RMDSの座標
値を直接入力して、これをSFDSの座標値に変換する
機能を持たせている。即ち、制御ボックス31の制御装
置33は、操作盤41からのRMDS座標値の入力を受
けてこれをSFDS座標に変換するための後述の演算処
理を行うプログラムを内蔵している。したがって、入力
スイッチ43のうちの座標切換スイッチをRMDSモー
ドに切り換えることにより、入力スイッチ43より、R
MDSで確認した座標をそのまま入力すれば、制御装置
33は、これを所定の変換式により演算してSFDS座
標に自動的に変換するようにしている。
ルターの画像における座標系をSFDSの座標系に変換
する手順について述べる。なお、図6は、(1)RMD
S座標系と(2)SFDS座標系を示す。 (1)ATP溶液に色素を混ぜ、フィルターにスポット
し、座標設定用試料を作成する。 (2)当該試料をRMDSの試料台に設置した時に、試
料と試料台との任意の位置に相対応するマーカを付す。
続いて、RMDSにより上記ATP溶液のスポットによ
り発生した輝点の座標を確認する(x,y)。 (3)そのフィルターをSFDSにセットする。この
時、SFDSの試料台もしくは試料保持手段に、目印を
任意に設け、前記フィルタに付してあるマーカーと前記
目印とを一致させるようフィルタを設置する。続いてフ
ィルタ上に形成したスポットの色素が顕微鏡の視野に入
る座標を記録する(X,Y)。 (4)この操作で少なくとも異なる3点のスポットを測
定し、夫々の座標を得る。そして、そのうちの1つの点
((x0,y0),(X0,Y0))を仮原点とし、他
の2つの座標((x1,y1),(X1,Y1)),
((x2,y2),(X2,Y2))を変換式作成用の
点とする。 (5)座標((x1,y1),(X1,Y1)),
((x2,y2),(X2,Y2))を次の式(1)に
代入し、式(2)を得る。
Y)は、常に仮原点((x0,y0),(X0,Y
0))からの相対的な値とするため、各座標値から、
(x0,y0),(X0,Y0)の座標値を引く必要が
ある。
を求める。これにより、座標変換式(4)が確定する。
SFDS座標(X3,Y3)への変換は、次式(4)に
座標(x3,y3)を代入して求めることができる。こ
の場合、予め(x3,y3)をRMDS座標の仮原点を
基準にした数値に補正し、また、計算により得られた座
標(X3,Y3)をSFDS座標の仮原点を基準とした
数値に補正する(仮原点(X0,Y0)を加算する)。
値を使用して座標変換式を求めた例について述べる。 (1)先ず、フィルター上の選択した3点について上述
の手順(1)〜(3)に従い、表1に示す実測値を得
た。なお、3点のうち、点((226、94)、(3
4.96,12.63)を仮原点とし、他の2点を変換
式設定用の点とした。
標の実測値を、仮原点に対する相対値として示すと表2
のようになる。また、RMDSの座標系は画素単位であ
り、とSFDSの座標系はmm単位である。
1,Y1)),((x2,y2),(X2,Y2))の
値を用い、上記手順(6)に従い、係数a,b,c,d
を得る。結果は表2に示すとおりとなる。 (4)以上の結果から、RMDSの座標(x3,y3)
からSFDSの座標(X3,Y3)への変換式は下記の
通りとなる。
0179・y3 Y3=−0.00207・x3+0.101048・y
3 〔実験例〕次に、上記変換式による座標変換の精度を調
べるために行った実験について述べる。 (1)フィルターに10個程度の酵母を添加して濾過を
行った。 (2)これをRMDS処理を行い、RMDSで観察して
図7(A)に示す画像データを得た。 (3)RMDSにおいて発生した輝点について座標を測
定した(図7(B),(a))。 (4)実測値(a)より仮原点座標により相対的座標
(b)を得た。 (5)座標変換式(4)によりSFDSの補正計算座標
を(c)。 (6)補正計算座標に仮原点座標値を加えてSFDSの
計算座標を得た(e)。 (7)フィルターをアクリジンオレンジにより染色し、
確認した点の近辺を200倍の蛍光顕微鏡で観察した結
果、(e)に記載された座標に酵母状の物質を確認する
ことができた。 (8)計算値(d)と実測値(e)の差をとり(f)、
座標変換式の精度を評価した。
はX軸で1.6mm、Y軸で0.53mmであった。即
ち、フィルター全面(直径;47mm)に対して±1.
6×±0.5mmの範囲の視野を観察すれば、RMDS
で発生した輝点をSFDSにより観察できることとな
る。以上、本発明の実施例を、微生物迅速検査装置から
自動掃引装置付顕微鏡の2つの異なる観察装置間を試料
フィルターを移動して観察する場合を例にして述べた
が、観察装置として、上記2種類の観察装置に限定する
必要はなく、それぞれ異なる観察座標系を有する観察装
置間で試料を移動するものであれば適用できることは明
らかであろう。
なる二つの位置指定用座標系を持つ観察装置で試料を観
察する場合、一方の観察装置で確認した試料上に部位に
ついて、他方の観察装置で観察する場合当該部位に容易
にアクセスするこが可能となり、迅速に2つの観察装置
による観察を行うことができる。
素単位の座標を説明する図である。
る。
構を説明する図である。
ロック図である。
る。
例を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 任意の位置に観察点を少なくとも3点設
け、試料と試料台との相対位置を設定するためにマーカ
ーを付した座標設定用試料を第1の観察装置の試料台に
設置して上記観察点の座標を読み取る段階と、 前記試料を前記第1の観察装置より取り外し、第2の観
察装置に設置し、前記第2の観察装置固有の座標を用い
て前記観察点の座標を読み取る段階と、 上記観察点のうち、任意の点を仮原点とし、他の2点の
座標を前記仮原点を基準とした座標に補正して下記式
(1)に代入し、a,b,c,dを算出し座標変換式を
確定する段階と、 第1の観察装置の座標を前記確定した座標変換式に代入
して求めた値に前記第2の観察装置の仮原点の座標に基
づいて補正して第2の観察装置固有の座標を求める段階
と、からなる異なる観察装置の位置設定手段における座
標変換方法。 xn=aXn+bYn,yn=cXn+dYn・・・(1) - 【請求項2】 観察位置を座標により特定するための第
1の座標系を有する位置設定手段を備える観察装置にお
いて、前記位置設定手段は、当該観察装置と異なる第2
の座標系を有する位置設定手段を備える他の観察装置の
前記第2の座標系を前記第1の座標系に変換する座標変
換手段を備える観察装置。
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