JP2001519944A - コンピュータ制御の顕微鏡から試料の拡大イメージを取得し再構成するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 コンピュータ制御された顕微鏡（１６）が複数のイメージを低倍率で捕捉する。これらのイメージはタイル状に並べられ、試料全体の再構成されたイメージ（２４）を作成する。ユーザは再構成されたイメージの１つあるいは複数の領域を選択する。コンピュータ制御された顕微鏡（１６）はそれから、選択された領域について複数の高解像度のイメージ（２６）を捕捉し、ユーザに表示する。

Description

【発明の詳細な説明】 コンピュータ制御の顕微鏡から試料の拡大イメージを取得し再構成するための方 法および装置 発明の分野 本発明はコンピュータ制御の自動化された顕微鏡を通じてビューされた（view ed）光学イメージのディジタル・イメージを取得して記録する方法および装置に 関する。また、この装置を植物あるいは生物学的試料の定量分析に使用する方法 に関する。 発明の背景 米国特許第４７４１０３１号に開示されている組織切片からのＤＮＡの画像分 析と定量化、特に、Ｂａｃｕｓに発行された米国特許第５０８６４７６号、５２ ０２９３１号，５２５２４８７号に開示されている種類の細胞分析システムにつ いての免疫組織化学分析では、まず、低倍率で分析対象のガン領域の位置を突き 止め、次に高倍率で分析を実行する時にその領域を覚えておかなければならない という問題があった。高解像度／高倍率で比較的平坦な平面内にある対象を撮像 し、ディジタル式に記録するニーズや要求がある。今日、たとえば顕微鏡のスラ イド上の試料などのイメージ領域全体をカバーできる大きさの光学イメージセン サを必要な解像度で作成することは現実的ではない。これは、レンズの大きさと 解像度／倍率の問題が、拡大された対象の視野（field of view）の大きさと、 その結果得られるイメージを制限するためである。顕微鏡を通してビューするこ とは、１．２５×などの低倍率で非常に狭い視野を見るときの展望鏡でビューす ることに似ている。顕微鏡を使用する病理学者はスライドをスキャンして全体の ビュー（view）を想像したり、試料の構造についてヒントを得たりすることも多 い。そして病理学者は、診察上重要な、試料の小さな切片の全体的な位置を覚え ておく。通常、これらは、試料の中でも悪性か悪性である可能性のある部分など の疾患部分である。これらの疑わしい部分についてより高解像度と高倍率を得る ためには、病理学者はより高倍率の対物レンズに切り換えるが、するとビュー（ view）は再び非常に狭くなってしまう。しばしば病理学者は、より低倍率の視野 の広い対物レンズとより高倍率の狭い視野を切り換えて行ったり来たりし、試料 に対して自分の位置を定めたり、試料の疑わしい領域の詳細な高解像度のビュー を得たりする。このため、ユーザは試料や試料の一部の拡大され圧縮された全体 的なビューを得ることはできず、低倍率で得られた一連のビューを覚えておかな ければならない。同様に、高解像度と高倍率では、ユーザは隣接するイメージが 集まったもの（collection）を受け取ったりビューしたりすることはできず、こ れらの連続したイメージを頭の中で関連付けなければならない。 言い換えれば、問題は、顕微鏡を一度４０×などの画像分析による測定に設定 すると、すべての絞りが設定して光が調節されるのに、オペレータが別の組織領 域に移動しなければならない場合、まず１０×程度で位置を突き止めることが望 ましいということである。実際、この倍率でなければ位置を突き止められない領 域も多い。しかしこのためには、この倍率で組織をビューするためにすべての設 定（絞り、光のレベル、光の波長など）を変えなければならない。現在、前の４ ０×の設定に確実に戻り、同じ試料の定量画像分析を続ける方法はない。このた め、対物レンズを変えずに４０×でこれらの領域を探すことが必要になる。これ は非常に遅くて時間もかかり、重要なガン領域が見逃されてしまうこともしばし ばある。 また、現在最新の組織分析に伴う別の問題は、腺、基底層などの診断上重要な 構造的な領域を探すことに関して、技術が完全に自動化されているわけではない ことである。しかしながら筆者が１９９６年８月２３日に提出したシリアル番号 ７０１９７４の、同時に出願継続中の特許で説明したように、これらの領域の位 置を突き止めると重要な、非常に微妙な診断上の測定が実行できる。この特許出 願は、参照により本発明にほぼ完全に組み込まれている。たとえば前述の特許出 願に開示されているように、人間と動物の組織内の新形成の分析、組織内の前浸 潤ガン、および化学的予防薬品が組織に及ぼす影響について、様々な組織タイプ の分析が行われる。画像処理技術による定量分析は、胸部組織、結腸組織、前立 腺組織、食道組織、皮膚組織、頸部組織など、様々な構造上の特徴を有する組織 タイプについて実行される。これらの組織は異なった形態を有し、通常、発ガン 性物質や、ホルモン、成長因子などの組織の異常な成長を誘導する物質によって 細胞の増殖率が増大した結果起きる細胞の突然変異から生じた、異なった新形成 をこうむっている。新形成が初期段階であったり、短い時間間隔で一連の分析が 行われる場合は、新形成内の小さな変化を定量測定して新形成の進行が早まって いるのかゆっくりになっているのか、あるいは止まったか逆行しているかを測定 すると望ましい場合も多い。 通常、組織の試料は顕微鏡の下で見られるように、基底層が露出するような形 に切断されている。一般的には定量測定は４０×で実行され、１００から４００ の組織イメージを得る。４０×の対物レンズでは、全基底層の非常に小さい部分 の狭い視野しか得られない。基底層がかなり長く、ラットの食道のように直線で あることも多い。また、基底層の分析では、長さに沿って検査する必要がある。 さらに、マウスの結腸の基底層は不均一な円形になっている場合も多く、基底層 の分析には円形の周囲に沿って検査する必要がある。胸部組織のサンプルでは、 腫瘍の疑いのある領域は染色された組織に広く散らばっている場合もあり、これ らの個別の疑わしい領域を次々に検査して４０×で効率的に分析したい場合もあ る。経験あるオペレータが分析と相互に作用して、そのような領域を対話方式で 見付け出し識別できるようにする必要がある。特に、手動による顕微鏡の使用に なじみ調和し、高倍率拡大と低倍率拡大が同時に使用可能であるが、コンピュー タ端末上で実行できる対話方式である。このような相互作用のレベルは、上記の Ｂａｃｕｓ特許で開示されたシステムの相互作用とは異なっている。相互作用の レベルを高くして、各部分、すなわちオペレータとコンピュータがそれぞれのベ ストを尽くしてもっともコスト効率のよい方法で実行できる必要がある。 顕微鏡で得られたディジタル・イメージの現在の保管状態としては、写真やビ デオテープによって保持することが多い。写真はビデオテープと同じように、特 にユーザが様々なイメージの間を素早く行ったり来たりしたい時や、試料のイメ ージの様々な隣り合った部分をスクロールしたい時には使いにくい。さらに現在 の保管方法では試料の全体的なマクロ・イメージは得られず、このイメージによ ってユーザが高解像度のイメージを分析をしている時に特定の高解像度の ビュー（view）を得た元の場所を正確に知ることがない。 ディジタル化されたイメージを磁気的にストアしたり、様々な記録媒体上にデ ィジタル化して記録できる一方で、現在の保管システムでは、ユーザが高倍率の イメージと低倍率のイメージの間を切り換えることや、あるいは様々な倍率の様 々なイメージの間を、病理学者が顕微鏡の対物レンズをリアルタイムで切り換え て試料の上の同じ位置からマクロ・イメージとミクロ・イメージを得られるよう に切り換えることはできない。これまで、病理学の現場では顕微鏡の使用が比較 的限られており、特定の試料を検査するために顕微鏡を使用する必要のある病理 学者に限られていた。 相談相手の病理学者を含む１人あるいは複数の病理学者が同じ領域を同時にビ ューして、診断あるいは分析の際に互いにやりとりができるダイナミックなシス テムへのニーズがある。また、試料からのイメージを保存でき、病理学者が後日 、時間のある時にイントラネットやインターネットのブラウザを使用してそのイ メージが置かれた特定のウェブサイトにアクセスするだけで簡単にそのイメージ を検査できるようなら、もっとも望ましいであろう。 同様の問題は、インターネットやイントラネット上にも存在し、そこでは、病 理学者は自分のブラウザ上でインターネットやイントラネットを通じて、試料か ら取られた単一の視野の拡大イメージを受け取ることになる。病理学者には、高 解像度のビュー（view）と低解像度のビューを組み合わせるための説明を提供す る必要がある。病理学者が使用可能なビューの数は非常に限られており、他のビ ューを選択することも、自身がもっとも関心のある領域の近くにあるビューへス クロールすることもできない。 カールツァイス社やＴｈｏｒｎｗｏｏｄ Ｎ．Ｊ．社が販売している、顕微鏡 の視野の中にある試料の写真画像を撮るためのＡｘｉｏｐｌａｎ２などと言った 、コンピュータ制御の自動顕微鏡が市販されている。これらの特定の顕微鏡は、 照明サブシステム、焦点合わせサブシステム、絞りあるいは光学絞りサブシステ ム、対物レンズサブシステム、あるいはフィルタリングサブシステムなどの、コ ンピュータ制御されて自動的に調節されるサブシステムを有する。オペレータが たとえば４×などの低倍率を提供する１つの対物レンズから、たとえば４０×な ど の高倍率への切り換えを選択すると、コンピュータ自動化システムはレンズのタ レットを回して自動的に高倍率に切り換えてレンズを調節し、また自動的に照明 を調節してぎらつきを除去し、光の密度を含む適切な光照明を提供する。さらに 焦点が調節され、正しい絞りの開口が自動的にセットされる。こうしてコンピュ ータ制御された自動化されたサブシステムは、それぞれの対物レンズと行われる 分析について、保存され予め決められた値に自動的にリセットする。 これらの特定の顕微鏡は様々な対象や試料をビューするために使用できるが、 もっとも一般的には組織や細胞などの生物学的な試料の静止写真を撮るために使 用される。これらの特定の顕微鏡は、選択された対物レンズの視野に関して試料 を載せるスライドを移動するための、コンピュータ制御されたＸＹステージはな い。現在、このような顕微鏡を使用する病理学者などは、フルカラーで試料のイ メージをビューしたり、蛍光灯の照明を使用して色を強調したり、および／また は、顕微鏡上の自動化されたフィルタサブシステムを使用して単色のイメージを ビューしたりしたいと思っている。現在、訓練された病理学者や臨床医は自分が 使用可能な顕微鏡を手動で調整することに慣れ、低倍率で試料の広い領域をビュ ーして、次に瞬間的に新しいより高倍率のレンズに切換えて低倍率でビューした 試料の一部の拡大したイメージをビューしている。病理学者やその他のこの分野 で働く人たちは、顕微鏡を通して試料の組織をビューするように疑わしい組織を ビューしたいという希望を持ち、この機能を提供しない分析システムを嫌ってい るように思われる。 倍率が高まると、顕微鏡の視野は急に狭くなる。試料上のもっとも疑わしい領 域や対象ポイントをビューする位置を突き止めるには、臨床医および／または病 理学者のスキルレベルが重要である。技術者が最初の分析を行う場合もある。病 理学者は選択された対象ポイントや、検査や分析の対象となる別のポイントに戻 る。胸部のガン組織あるいは前立腺分析組織サンプルの定量分析、および様々な ガンなどについての塗抹標本あるいはその他のテストに関する心配の１つは、組 織内の特に疑わしいポイントが目による検査、あるいは自動化された検査分析の 選択で見過ごされるのではないかということである。高倍率で観察する時、視野 は試料の非常に小さな領域に限られる。このため観察者が、非常に大きな全体の 試料の中で小さな潜望鏡のようなビューの実際の正確な位置を知り、覚えるのは 難しい。 また、高倍率でビューするために組織や細胞を見つけたり位置を突き止めたり して、スライド上の人為構造および／または空白のスペースをビューしないよう にすることもしばしば問題となる。ＸＹアドレスで、対象となる可能性のある非 常に多くのポイントから細胞や小さな対象ポイントを予めふるい分けたり位置を 突き止めたりするために、これまで多くの方法が提案されてきた。 現在市場で手に入る、塗抹を予めふるい分けるサービスとして、スライドを郵 送すると、対象となっている疑わしい領域について高倍率で顕微鏡を使用したプ リスキャンが行われ、その領域に印がつけられアドレス位置が与えられて、スラ イドの試料のビデオテープが送り主に返されるというサービスがある。送り主は それから予備のふるい分けの間に位置を突き止められた対象領域および／または ビデオテープを検査し、分析を完成する。 指定された対象ポイントの位置を突き止めて検査ができるようにしようとする 中で、Ｂａｃｕｓに発行された米国特許第５４２８６９０は、観察者の前に低倍 率で試料スライド上の細胞のフィールドを予備のふるい分けするシステムを開示 している。検査する対象ポイントを高倍率で見る時、観察者はスイッチなどを操 作してこれらの選択され、予備のふるい分けされた対象ポイントのアドレスを選 択し、記録する。その後に、これらの予備ふるい分けされた対象ポイントは高倍 率で分析される位置に持ち込まれる。多くの用途では、このシステムはかなり遅 いか、遅すぎて使用できない。 現在、診察センターにいる病理学者が遠隔センターにある顕微鏡の元にある試 料に関して診療上の意見ができる、非常に高価なシステムが使用されている。診 察センターにいる病理学者はロボット制御を操作して、特別な専用衛星チャネル や別の広帯域チャネルを介してテレパシー信号を送信し、離れた場所にある顕微 鏡をほぼリアルタイムで制御する。こうして病理学者は離れた顕微鏡を操作して 顕微鏡の視野を変え、テレパシーによって、高倍率の非常に小さなイメージを病 理学者に送信して戻す。このシステムでは各加入者は、診察センターにあるロボ ット制御の操作で動作できる特別な顕微鏡と、リアルタイムのビデオ信号を運 ぶ専用チャネルあるいは広帯域チャネルを所有する必要があり、その結果、分析 のコストは非常に高いものになる。病理学者が離れた場所にある試料内に留まる のを助けるために、第２のビデオカメラやライトボックスを使用するか、または コンピュータ化された操作装置を使用して試料の輪郭や境界線の周辺の縁をトレ ースして、試料の周辺の縁やマップが作成される。小さな光の円が試料のマップ の中に表示され、診察センターにいる病理学者は試料の中で高倍率イメージの視 野がある位置を知ることができる。ある意味では、病理学者はリアルタイムで自 分の診察センターにある自分の顕微鏡を使用するのと同じ方法で操作しており、 広帯域チャネルを通って大きく拡大されたイメージのビデオ信号を送信するため に使用されるわずかな送信遅れだけが異なる。病理学者は試料の小さなマップや 周辺の輪郭を有しているが、病理学者の実際の試料の視野は、顕微鏡の対物レン ズを通じて見える小さなビューの円だけである。これでは、組織全体を予備ふる い分けする時に、病理学者が疑わしい対象領域の位置を突き止める役に立たない 。病理学者はもっとも低倍率に切り換えて試料の小さな部分についてもっとも大 きな視野を得られるが、任意の倍率で試料の全体をビューすることはできない。 また、診察センターで受信されたイメージから、画像分析定量テストはできない 。また、診療センターでこれらのイメージに関して定量分析はできない。 インターネットシステムは安い料金ですぐにユーザがアクセスでき、コンピュ ータを使用し、コンピュータに接続されたスクリーンをビューすることができる ので、今日、インターネットの使用には特別な関心が集まっている。ディジタル 化された、顕微鏡の非常に拡大されたイメージをインターネット上で送信しよう という試みに伴う１つの問題は、帯域幅が狭すぎて送信する必要のある大量の保 存されたデータを入れることができないことである。病理学者などが光学イメー ジをディジタル化した、自動化された顕微鏡システムから離れた場所から、標準 のコンピュータ端末を使用して組織分析や定量分析を行えるシステムに対するニ ーズがある。 発明の概要 本発明によればコンピュータ端末にいる病理学者などは、自分で選択した異な る倍率でコンピュータ・スクリーンをビューしたり、顕微鏡の試料のディジタル 化されたイメージを監視できる。彼はさらに、低倍率の、再構成された試料全体 のイメージをスクリーン上で受け取って、たとえば組織試料の基底層に沿って試 料上の対象ポイントを対話式に選択するのに役立てることができる。 更に詳しくは、本発明によれば、フルカラーの全組織の視覚的な分析を行うた めの、再構成されディジタル化され拡大された試料全体（あるいは試料の非常に 大きな部分）のイメージを観察者に提供することによって試料の視野が狭いとい う顕微鏡の限界が克服され、より高倍率とより高解像度でビューする対象ポイン トを選択する手助けとなる。これは、顕微鏡のスキャンシステムを使用して、た とえば１．２５×の３５個の試料のイメージ・タイルなど、多数の低倍率の試料 のイメージを取得し保存することにより、そしてこれらの保存されたタイル・イ メージ（tiled image）を組み立てて構成して、試料全体の低倍率イメージ、す なわち試料のマクロ・イメージを形成することにより達成される。好ましくは、 ディジタル化され保存されたマクロ・イメージは、ソフトウェアシステムにより たとえば１／４の大きさのイメージなどにイメージ・サイズをより小さく縮小さ れる。ローカル・スクリーン上に表示されたり、または狭帯域チャネルまたは広 帯域チャネルを通じて遠隔スクリーンに送られるのは、この大きさが縮小された マクロのタイル・イメージである。病理学者は、他人をして遅くて骨の折れる予 備ふるい分けをして高倍率の分析や観察（viewing）のための疑わしい領域の位 置を突き止めさせる必要がなく、自分の経験を使用して、マクロ・イメージで見 られるもっとも疑わしい領域を直接見に行くことができる。彼は優先順位に従っ て、もっとも疑わしい領域を最初に見て、次に優先順位の低い対象領域を見るこ とができる。 本発明によれば新規な改良された顕微鏡表示システムが提供され、当該システ ムにより低倍率の試料の合成イメージを表示して、ユーザは対象ポイントをビュ ーしたり対話式に選択したりでき、それぞれのポイントは高倍率、高解像度で表 示される。これは、カーソルなどのマーカをユーザに提供して、保存されたマク ロ・イメージから定義された対象領域を選択させ、そして、選択された対象領域 の、再生され空間的に隣接した高解像度のディジタル化されたイメージを取 得させることによって達成される。詳しくは、試料が最初に低倍率でスキャンさ れ試料のマクロビューが提供された時に、合成イメージのタイル・イメージおよ び／または画素のアドレスや位置が取得される。したがって、マクロ・イメージ 内の選択された任意の対象領域は位置を有し、より高倍率レンズに変わった顕微 鏡のステージがこの位置について自動的に配置し直されて、ミクロ・イメージに 組み合わせられるより高倍率のディジタル化されたイメージ・タイルが取得でき る。ここで、マクロ・イメージとミクロ・イメージは共に、組み合わされていて 、スキャンされたオリジナル・イメージを空間的に再生するような隣接したディ ジタル化されたイメージ・タイルから形成される。 前述の特許出願内で開示された画像処理技術を使用して分析されたのは、通常 は４０×の高倍率イメージであり、試料について分析や数値による組織構造デー タを提供する。 本発明の好ましい実施例によれば、病理学者は、自分の高倍率表示スクリーン 上で、この倍率で使用可能なよりもより広い領域を分析のために高解像度で見た いと思う場合がある。病理学者は、上下左右にスクロールしてこれらのディジタ ル化された隣接したイメージ・タイルをスクリーン上でシフトさせて表示するこ とで、スクリーン上のビューをすばやく変更して隣接の大きく拡大されたディジ タル化されたイメージ・タイルをこの高解像度でビューすることができる。こう して、より高倍率の領域においても、病理学者は使用されている対物レンズの小 さなフィールドよりはるかに大きなビューを隣接した組織や細胞について得て、 試料の特定の部分で起きていることやこれまでに起きたことについてより広い、 全体的なパースペクティブ（perspective）が得ることができる。たとえば病理 学者は、高倍率で見て、疑わしい領域をこの高倍率で分析したい場合があり、そ の領域の辺りにマークを描いて後で分析し、表示することができる。 低倍率のスクリーン上あるいは全体の合成領域の分割されたスクリーン上で表 示させることにより、低いイメージ・スクリーン上にマークされた高倍率の領域 を持つことにより、また領域をスクロールさせて高倍率のスクリーン上の隣接す る高倍率のイメージをビューすることにより、病理学者は、ガン組織などを探求 して悪性の性質をさらに検査あるいは測定する際に試料内を識別力をもって移動 （navigate）するのを助ける意味で、自身を導く有用な情報を手にする。対物顕 微鏡の視野が制限されているときはしばしば、病理学者は言い古された言葉で言 えば、森を見て木を探す困難な作業を行う。本発明では、病理学者は完全な、拡 大され、大きさは縮小されマークされたより高い画像領域を伴う試料のビューを 取得し、導かれて森を見るようになる。彼はまた、隣接する木のイメージを高倍 率のスクリーン上でスクロールさせることによって、より高倍率で森の領域を見 ることができる。 本発明のさらなる態様によれば、ユーザは中間の倍率と解像度をビューするこ とを選択することもできる。好ましいシステムでは、少なくとも３種類の倍率の イメージが取得され、ディジタル化されたイメージとして保存される。中間の解 像度のイメージは、新しい対物レンズに自動的に切り換えて中間の倍率でディジ タル化された新しいイメージ・タイルを取得することにより、あるいは、ソフト ウェアを使用して既存の高倍率および低倍率のディジタル化されたイメージから 新しい中間のディジタル化されたイメージを再構成することにより取得できる。 好ましい、大きさが縮小された低倍率のイメージは、ローカルエリアネットワ ークなどの狭帯域幅チャネル上を、または様々なサーバやコンピュータを通じた インターネット上を送信できる。同様に、再構成された高倍率イメージはこのよ うな狭帯域幅チャネル上で送信することができる。 好ましい顕微鏡は完全にコンピュータ制御されており、ＰＣなどスクリーンを 分割できるコンピュータを所有する病理学者や他の者は、それを顕微鏡に接続し 、コンピュータ顕微鏡システムを用いて離れた場所から操作し、マクロ・イメー ジをディジタル化して再構成することができる。同様に、病理学者は対象ポイン トに移動（navigate）し、コンピュータ顕微鏡システムを使用して、所望のミク ロ・イメージをディジタル化し再構成することができる。本発明を使用すれば、 離れた各々の場所に特別な顕微鏡の必要がなく、診察センターと離れた場所の間 でリアルタイムでビデオ信号を伝送する広帯域チャネルも必要がない。 図面の簡単な説明 図１は本発明を実施したシステムのスクリーン図であり、１つのウィンドウ内 にある顕微鏡スライド上の試料の低倍率イメージと、領域マーカによって選択さ れた低倍率イメージの一部の高倍率イメージと、制御ウィンドウを示す。 図２は本発明を実施した装置のディスプレイ・スクリーンのビューであり、制 御ウィンドウ、輪郭で描かれた複数の高倍率のミクロ・イメージ領域を有する低 倍率ウィンドウ、１つあるいは複数のミクロ・イメージ領域を含む高倍率ウィン ドウを示す。 図３は制御ウィンドウを含む図２と同様のビューで、組織構造グレード（grad e）によってマークされた領域を示すスライドからの低倍率領域または、組織の 自動分析を通じた構造、数値によるスコア（score）を示すウィンドウと組み合 わせた組織の自動的な分析によって得られたグレーディング（grading）あるい は組織構造グレードに関連したマーキングを示す高倍率ウィンドウも含む。 図４は本発明を実施した装置の構成図である。 図５は図４に示された装置の一部の構成図であり、顕微鏡の機械的な構成の詳 細を示す。 図６は、装置の動作に関連するフロー図である。 図７は、図６の中の１つのステップの詳細のフロー図である。 図８は、それについて操作される制御パラメータを示すディスプレイ・スクリ ーンである。 図９は、領域の輪郭を描く（outlying）ルーチンを示すフローチャートである 。 図１０は、スキャンと分析のルーチンを示すフローチャートである。 図１１は、イメージ・タイルに関して顕微鏡のステージが移動する限界を示す 概念図である。 図１１Ａは、顕微鏡のステージと、モータに閉じられたループの駆動を提供す るステッパ（stepper）モータとエンコーダを示す斜視図である。 図１２は、複数のワークステーションが診断画像情報にアクセスでき、その情 報を各ワークステーションでローカルに操作できる、ネットワーク化されたシス テムの構成図である。 図１２Ａは、図５に関連して説明されたシステムのビューである。 図１３は、ハイパーテキスト送信プロトコルに基づいたサーバを直接通じるか 、 パケットネットワーク上で診断画像とデータを配布しアクセスするための、遠隔 ネットワーク化されたシステムの構成図である。 図１４は、ラットの食道の基底層から低倍率で再構成されたイメージのビュー である。 図１４Ａは、図１４から選択された対象ポイントから高倍率で再構成されたイ メージのビューである。 図１５は、基底層を有するマウスの結腸の低倍率イメージのビューである。 図１５Ａは、マウスの結腸の再構成されたマクロ・イメージのビューである。 図１６は、基底層の領域からの分析の概念図である。 図１６Ａは、Ｚスコアに提供された分析の概念図である。 図１７は、領域の組織分析テストを示す概念図である。 好ましい実施形態の詳細な説明 図面、特に、図４と図５を説明する。これらの図には、低倍率顕微鏡イメージ と高倍率顕微鏡イメージを合成する装置が示してあり、この装置には、参照番号 １０が付してある。本システムには、デュアルPentium Proパーソナルコンピュ ータであるコンピュータ１２が含まれており、このコンピュータ１２は、Zeiss Axioplan 2顕微鏡１６と関係付けをしたHitachi HV-C20ビデオカメラ１４と組み 合わせてある。カメラ１４はＬＵＤＬコード化された電動ステージ２０上に位置 された顕微鏡スライド１６を有する顕微鏡１６から光をキャプチャし、このカメ ラ１４からの信号を、コンピュータシステム１２が受信するできるようになって いる。このコード化された電動ステージ２０には、コンピュータ１２に応答して このステージを制御するＭＡＣ２０００ステージコントローラが含まれている。 顕微鏡スライド１８には、顕微鏡によってビューされる生体試料２１が含まれ、 この生体試料のイメージは、低倍率と、ユーザによって選択された高倍率との両 方の倍率でデジタル化される。この低倍率でデジタル化されたイメージには、解 像度が１６００×１２００の２１インチIIyamaビデオディスプレイモニタ２２上 に表示され、例えば１．２５倍の低倍率イメージ２４と、例えば４０ 倍の高倍率イメージ２６を含む図１ないし図３に示す種類のディスプレイスクリ ーンと、制御ウィンドウまたはイメージ２８とが含まれている。この低倍率イメ ージによれば、高倍率のスクリーンまたはウィンドウ２６内に高倍率で再生され る領域３０が、この低倍率イメージ内で識別される可能性があったかもしれない 。低倍率イメージ内で領域識別が行われると、病理学者またはシステムの他のオ ペレータは、当該構造領域を低倍率イメージ２４で検討し、同時に、当該構造領 域を高倍率のスクリーンまたはウィンドウ２６内に高倍率で表示し、構造的特徴 （architectual feature）の一部を形成する細胞が、ガンのようなものであるか どうかをさらに検査する必要があるかどうかを判定することができる。 コンピュータ１０はＰＣＩシステムバス４０の周りに構築され、ＰＣＩシステ ムバスに接続された第１のPentium Proマイクロプロセッサ４２と第２のPentium Proマイクロプロセッサ４４を有する。システムバス４０には、ＰＣＩバス５０ およびＩＳＡバス５２が接続してある。ＰＣＩバス５０には、情報をハードディ スク６２との間で送受信するためにＳＣＳＩコントローラ６０が接続してある。 ハードディスク６２は高容量リムーバブルディスクおよびＣＤ−ＲＯＭドライブ ６６とデージーチェーンＳＣＳＩで結合してある。ハードディスク６２にストア されているプログラムは、顕微鏡１６を制御し、イメージを処理するとともに、 スライド１８上でビューされている組織試料の選択された部分の定量分析を行う ように、システムをオペレートするためのものである。システムバス４０には、 ＲＡＭ７０と、ＲＯＭ７２とが接続してある。ＲＡＭ７０には、実行されている プログラムの一部がストアしてある。ＲＯＭ７２はブートストラップローダを保 持するためのものであり、同様に、ＢＩＯＳ（basic input/output operationg system）の一部を保持するためのものである。フロッピィディスクコントローラ ７４がシステムバス４０に結合してあり、フロッピィディスクドライブ７６に接 続してある。フロッピィディスクコントローラ７４は必要に応じてフロッピィデ ィスクから情報を読み取り、フロッピィディスクに情報を書き込むものである。 マウスコントローラ８０がシステムバス４０に結合してあり、マウスを有する。 このマウスは、スクリーン２２上並びにウィンドウ２４、２６、および２８内で 、処理を制御するポインティングデバイスとしてオペレートする。 キーボードコントローラ９０がシステムバス４０に接続してあり、キーボードコ ントローラ９０にはキーボード９２が接続してある。キーボード９２は、コンピ ュータの他の部分との間で、英数字信号を送受信するために、使用することがで きる。オーディオコントローラ１００には、オーディオ入出力用に複数のスピー カ１０２および１つのマイクロフォン１０４が接続してあり、オーディオコント ローラ１００はシステムバス４０に接続してある。ネットワークインタフェース カード１０５のようなネットワークインタフェースがシステムバス４０に接続し てあり、このネットワークインタフェースは、システムを接続できるネットワー クか、インターネットの他の部分にチャネル１０６を介して信号を供給すること ができる。同様に、ＩＳＡバス５２に接続されたモデム１１０を介して、本シス テムから信号を送信することができ、本システムからの信号を、チャネル１１２ を介して、例えばインターネットへ信号を送信することができる。プリンタ１１ ６がパラレルＩ／Ｏコントローラ１１８を介してシステムバスに接続してある。 これは、スクリーンおよびその他の情報が生成されたときに、必要に応じて、こ の情報をプリントアウトするためである。シリアルＩ／Ｏコントローラ１２２が システムバス４０に接続してあり、シリアルＩ／Ｏコントローラ１２２に、カメ ラ内のＣＣＤセンサ１２６に結合されているカメラコントローラ１２４が接続し てある。ＣＣＤセンサ１２６は、スライド１８上で見出されたものを表すピクセ ル信号またはイメージ信号を、Epix pixciイメージ獲得コントローラ１３０に供 給する。Epix pixciイメージ獲得コントローラ１３０はＰＣＩバス５０に結合し てある。 顕微鏡１６には、ベース１４０が含まれていて、このベース１４０にステージ ２０が支持されており、同様に、顕微鏡１６には、複数の対物レンズ１４４、１ ４６、および１４８を有する対物レンズタレット１４２が含まれている。例えば 、対物レンズ１４４は１．２５倍対物レンズでよい。対物レンズ１４６は２０倍 対物レンズでよい。対物レンズ１４８は４０倍対物レンズでよい。カメラセンサ およびコントローラからの信号は、バス１２８を介してイメージ獲得システムに 供給され、イメージ獲得システムによりデジタル化され、ＰＣＩバスに供給され 、ＲＡＭにストアされるか、あるいはハードディスク６２にバックアップされる 。 スライド１８上に試料があるとき、コンピュータの制御の下、シリアルＩ／Ｏ コントローラ１２２に結合されたステージコントローラ１６０によりステージ２ ０を処理することができる。同様に、顕微鏡コントローラ１６２は顕微鏡のアス ペクト(aspect)、例えば、ランプ１６８の照度、色温度、スペクトル出力を制御 する。例えば、通常のオペレーションでは、スライド上に試料が配置されると、 図６に示すように、ステップ２００で、ステージ２０上に試料スライド１８が配 置され、ステップ２０２で、プロセッサ４２または４４がシステムバスを介して コマンドを発行して、シリアルＩ／Ｏコントローラ１２２によって顕微鏡コント ローラをシグナリングさせ、倍率を１．２５倍に変更させる。この倍率変更は、 Axioplan 2顕微鏡の対物レンズタレットを回転させ、対物レンズ１４４を選択す ることにより行われる。同様に、顕微鏡コントローラは、ランプ１６８の色温度 を設定し、一対の中性灰色フィルタホィール１７０および１７２をセットし、正 しい照度が得られるようにフィールドダイヤフラム１７４を設定する。コンデン サダイヤフラム１７６も制御され、カメラ内のＣＣＤセンサ１２６に適切なフィ ルタカラーを供給するように、カラーフィルタホィール１８０を制御することも できる。ついで、ステップ２０４で、当該スライド全体がスキャンされる。イメ ージがタイル化され、それぞれ結合され全体的なイメージ２４とされ、このイメ ージがスクリーン２２上に供給され、ステップ２０６で、当該のスライドの関連 領域の視覚的に検査できるマクロ・イメージが、オペレータに表示される。 拡大イメージを供給するために、マウスを移動させて、マーカセグメントまた はマーカ領域を識別することができる。このマーカセグメントまたは領域は、例 えば、矩形の領域とすることができる(図１に３０として示された通り)。このマ ウス移動により、ステップ２０８と同様に、タレットを回転させ、適切な対物レ ンズシステムをビューイングポジションに運ぶので、顕微鏡の倍率を４倍、２０ 倍、４０倍等に変更させることになる。 次に、ユーザは、ステップ２０９ａで、マウスを使用して、マクロ・イメージ 上の領域を選択し、スクリーン２２上でビューされるミクロ・イメージを選択す る。ユーザが検査の継続を命令したかどうかを判定するために、ステップ２０９ ｂで、試験が行われ、ユーザが試験の継続を命令している場合には、ステップ２ ０９ｃで、試験が行われ、選択される対物レンズを変更することによって倍率を 変更するかどうかが判定される。倍率を変更する場合、制御がステップ２０８に 移行する。倍率を変更しない場合は、制御はステップ２０９ａに移行する。検査 を継続しない場合は、ステップ２０９ｄで、選択された領域がより高倍率でスキ ャンできるようにアウトライン（outline）させる。ステップ２０９ｅで、スク リーン２６に表示するため、より高倍率のイメージをスキャンするか、あるいは 獲得するためのコマンドを受け取ることができる。ついで、そのイメージを後で 分析するためにアーカイブするか、表示するか、あるいは、直ちに分析すること もできる。 ステップ２０８で要求された倍率をパフォームするため、顕微鏡の全体的な照 明および制御が制御されることになり、その結果、ステップ２１０で、スライド １８上により高倍率の対物レンズが位置されるように、対物レンズタレット１４ ２が回転される。選択された対物レンズに対して予め定めた適切な照度および色 温度が与えられるようにランプ１６８を調整するため、ステップ２１２で、ラン プの印加電圧が変更されることになる。選択された対物レンズに適正な照度を与 えるため、ステップ２１４で、コンデンサダイヤフラム１７６は必要に応じて適 正に選択された開口を有することになる。ステップ２１６で、フィルタタレット １８０はカメラセンサに供給される適正な光波長フィルタを選択する。特に、試 料が汚れている場合は、必要に応じて、例えば、赤フィルタ、青フィルタ、また は緑フィルタが選択される。ステップ２１８で、フィールドダイヤフラム１７４ は開口を変更させることになる。ステップ２２０で、中性灰色フィルタホィール １７０により中性灰色フィルタが選択され、ステップ２２２で、中性灰色フィル タホィール１７２により中性灰色フィルタも選択される。ステップ２２４で、Ｘ オフセット、Ｙオフセット、およびＺオフセットを使用して、記録されているイ メージがこの倍率で再構築され、ステップ２２６で、精度が０．１０μのステー ジ内のエンコーダから現在位置がリードされる。 選択された領域を識別するために、図９に示すステップ２４０におけるポイン ティングオペレーションにより、マウスがこの領域に移動される。選択された領 域の周りにボックスを描画するように、マウスを移動させることができる。ス テップ２４２で、選択された領域のエッジに対して、Ｘスクリーン点およびＹス クリーン点が計算され、顕微鏡のステージを制御するために、計算されたイメー ジ点またはピクセル点がステージ座標点に変換される。ステップ２４４で、当該 対物レンズに対してステージを位置決めするため、全てのＸフィールドのリスト がＲＡＭにストアされ、ハードディスク上にバックアップさせることができる。 対物レンズに対するＸオフセットと、ステージオフセットとからの情報が使用さ れ、同様に、スライドを対物レンズの下方に適正に位置決めしてミクロ・イメー ジをキャプチャするため、フィールドのサイズが使用される。 当該スライドが適正に位置決めされると、図１０に示すように、ステップ２５ ０で、ステージ座標値中のＸ座標値およびＹ座標値のそれぞれについて、ステー ジが位置決めされ、デジタル化されたイメージがカメラによってキャプチャされ 、ＲＡＭにストアされ、ハードディスク上にバックアップされる。ついで、上記 米国特許出願に記載されたような種々の方法で、定量的にイメージを分析するこ とができる。任意選択であるが、ステップ２５４で、当該イメージをアーカイブ のためにストアすることができる。 図７に示すような特定の制御機能をオーバライド（override）するため、図８ に示すようなスクリーンが用意されている。このスクリーンで、Ｘ−Ｙステップ サイズを編集することができ、Ｘ、Ｙ、およびＺオフセットを編集することがで き、ランプ電圧を選択することができ、中性灰色フィルタを選択するとともにフ ィールドダイヤフラムの開口および他の幾かの顕微鏡機能を選択することができ る。図８はAxioplan 2、すなわち、コンピュータ制御顕微鏡の顕微鏡対物レンズ のセッティングを示す図である。 ＸおよびＹの位置決めは、具体的には、図１１に示すように行われる。図１６ には、スライド１８がスライド境界２７０、２７２、２７４、および２７６とと もに示してある。ステージの行程を制限するためのステージ境界により、ステー ジは左上隅部２７８から右下隅部２８０まで移動できる。左上隅部２７８では、 移動終了位置に到達したことを示す信号が出力され、ついで、ステージがＸ方向 の短い距離２８２およびＹ方向の短い距離２８４に変換され、左上隅部の基準点 ２９０を基準として第１のタイル２８８が画定される。マクロ・イメージタイル ２８８のサイズが分かっているので、ステージを適正に移動させることにより、 しかも、イメージ処理を行なわずに、カウンタに入れたステージ位置から、ステ ージの位置を測定することによって、次のマクロ・イメージタイル２９２を第１ のタイル２８８に連続するように配置することができる。イメージタイル２８８ とイメージタイル２９２は、実質的に重ね合せずに互いに当接させることも、あ るいは１ピクセルだけ重なり合うようにわずかに重ね合わせることもできる。１ ピクセルの重なり合いは、互いに当接されたイメージタイルの互いに隣接するエ ッジのぼやけとして無視することができる。タイル２９２の左上隅部３００はタ イル２９２の残りの部分を画定し、同様にして、他のタイルも画定することがで きる。ミクロ・イメージタイルはコンポジットイメージに干渉しないように、連 続するがほとんど重なり合わないように画定することができる。従って、次のよ うな問題を避けることができる。すなわち、イメージどうしを一致させるか、あ るいは、イメージどうしを隣接させても、連続するイメージタイルのエッジがぼ やけないようにするため、１つのフレームストレージか、複数のフレームストレ ージのデジタルイメージに対して拡張された計算を行なわなければならないとし た場合に遭遇する問題を避けることができる。当然のことであるが、低倍率イメ ージ２４は低倍率イメージ２４内に複数のミクロ・イメージが画定され、これら のミクロ・イメージがタイル化され、図２中の個々のタイル３１２、３１４、３ １６等としてより高倍率で、図２の通り示されている。その上、ウィンドウ２６ に示すように、拡大された領域３１０は、ウィンドウ２６の境界を越える可能性 があり、したがって、ウィンドウ２６には、スクロールバーまたは他の手段であ って、ウィンドウ２６よりも大きなイメージ３１０をウィンドウ２６内から調べ ることができるものを含めることができる。 ステージ２００は図１１Ａに最も良く示されているが、ステージ２００には、 Ｘステッパモータ２７９およびＹステッパモータ２８２が含まれている。Ｘステ ッパモータ２７９およびＹステッパモータ２８２は、それぞれ、エンコーダを有 し、閉ループシステムが提供されている。このため、閉ループシステムがない場 合に、大部分の顕微鏡ステージの精度が、通常、５μまたは６μであるのに対し て、この閉ループシステムを有するステージ２００は０．１μの精度が得られ る。この閉ループシステムとこの非常に高い精度により、イメージをほとんど重 ね合せず、しかも、現行の時間のかかる高価なソフトウェアを用いずに、高倍率 イメージと低倍率イメージの両方についてタイルイメージどうしを当接させるこ とができ、互いに隣接するイメージタイルの重なり合ったエッジでの重なり合い とぼやけをなくすことができる。厳密に位置決めされたステージを用いるととも に、スライドがスライドの中心点ＣＰに対して厳密に位置決めされ、点２７８の 既知の位置が常に同じ点から得られる図１１に関して説明したタイル化システム を使用することによって、タイルを水平方向に厳密に位置決めし、かつ垂直方向 に厳密に位置決めして、マクロ・イメージおよびミクロ・イメージを再構築する ことができる。この再構築は、水平方向または垂直方向に重なり合ったイメージ タイルや、イメージタイルのでたらめな配向がなくすため、従来技術とは異なり 、広範囲なソフトウェア処理を使用せずに行われている。 さらに、図３に示すように、低倍率ウィンドウ２４、高倍率ウィンドウ２６、 および制御ウィンドウ２８は、ビューされている試料についての定量分析データ やヒストグラムなどの報告に関連して使用することができ、このような分析情報 を、ウィンドウ３２０に視覚出力として提供することができる。低倍率ウィンド ウ２４および高倍率ウィンドウ２６中の様々な特徴をマーキングする際に病理学 者がたどることができる様々な各領域３０は、検査足跡がシステムに提供される ように、両方のウィンドウに映すことができる。 本発明にも、システムをネットワーク通信機能、例えばネットワークインタフ ェースを介してイントラネットに結合するか、あるいはモデムまたはその他の適 正なコネクションを介してインターネットに結合することにより、リモート観測 が可能な機能が含まれている。そのため、一度、イメージがスキャンされ、ハー ドディスクまたは他のストレージにストアされると、リモートユーザは低倍率イ メージにアクセスすることができ、同様に、高倍率イメージにアクセスすること ができ、両方のイメージ内で移動して、Ｚスコアによりサンプルの組織特性に関 する判定を下すことができる。 本システムには、その他の機能として、ネットワーク化された複数のワークス テーションが含まれており、ネットワーク化された複数のワークステーションが 第１コンピュータコンソール１２に結合してあり、第１コンピュータコンソール はディスプレイスクリーン２２を有し、顕微鏡１４に接続してある。サテライト ワークステーション３５０および３５２は、ワークステーション１２と実質的に 同一であって、コンピュータ３５４および３５６を個々に含み、コンピュータ３ ５４および３５６はディスプレイ３５８および３６０に個々に結合してある。こ れらの装置は入力装置３６０および３６２により処理することができ、入力装置 ３６０および３６２にはキーボードおよびマウス等を含めることができる。ディ スプレイ３７２と、コンピュータ３７４と、入力装置３７６とを有するワークス テーション３７０を含むものを、第３の装置として、本システムに接続すること もできる。これらの装置は、それぞれ、個別のネットワークライン３８０、３８ ２、３８４を介して、コンピュータ１２に接続してあり、それらの伝送はネット ワークまたはネットワークのようなもののいずれかを介して行なうことができる 。物理的に別個のビューイングステーションにいる異なるオペレータは、それぞ れ、マクロビューにより、組織断面全体のビューから各領域を突き止めることが でき、その後にスキャンおよび／または定量分析を行えるように、これらの領域 にラベル付けをすることができる。計器ステーション１２にいる１人のオペレー タが、組織断面全体をビューして、各領域を突き止めることができる。これらの 領域にラベル付けをすることができる。このラベル付けは、物理的に離れたビュ ーイングステーション、例えば、手術室や個々の病理学者のサインアウト領域で 、その後にスキャンおよび／または定量分析を行い、その後に検討するためであ る。このようにするのは、組織の全体的なマクロビューおよび／またはストアさ れている個々のイメージ（これらのイメージから定量的な結果が得られる）を保 持するとともに検討しながら、分析結果を検討するためである。ビューイングス テーション３５０、３５２、および３７０は、デスクトップコンピュータ、ラッ プトップ、等を備えることができる。ネットワークステーション３５０、３５２ 、および３７０には、顕微鏡は必要でない。 他の代替実施形態では、リモートワークステーション４００、４０２、４０４ 、４０６、および４０８を、パケット交換網を介して供給することのできるサー バ４１０を介して、接続することができる。サーバ４１０としては、World Wide Webに使用されている種類のＨＴＴＰ（hypertext transport protocol）ベース のサーバか、あるいは、以前インターネット・リモートオペレーション・アプリ ケーションで使用されているtelnet型サーバでもよい。サーバ４１０は通信チャ ネル４１４を介してローカルコンピュータ４１６と通信している。ローカルコン ピュータ４１６はディスプレイ４１８が関係付けしてある。ローカルコンピュー タ４１６は顕微鏡４２０に接続してある。リモートワークステーション４００、 ４０２、４０４、４０６、および４０８は、それぞれ、ステーション３５０、３ ５２、および３７０と同じオペレーションをパフォームすることができる。ただ し、リモートワークステーションはこのオペレーションを近傍のビルディングか らか、あるいは、世界中からでさえもパフォームする。したがって、入手され顕 微鏡４２０下で観察されている試料を、他人が利用する点において、融通性がさ らに増大する。その上、ストアされているイメージをさらに分析し検討するため に、ストアされているイメージをサーバ４１０を介してリモートサーバ４００な いし４０８へ配信することができる。 図１４において、スクリーン２８上にはラットの食道の断面図の基底層４３１ ａが示される。基底層は、細長く下向きに直線状であり、対象の選択点は、合成 低倍率イメージ上で箱３０として基底層上に示される。この対象の選択点の高倍 率イメージ２６は、図１４Ａのスクリーン２６上に示される。図１５にはマウス の結腸が、再構築された低倍率マクロ・イメージ２８として示され、これは１／ １６にサイズを縮小されている。ミクロ・イメージ２６は図１５Ａに示し、した がってマーキングは図１５に示してある。 高倍率で分析された細長い基底層上の一連の領域３０を分析するために使用さ れるテクスチャ（texture）および形態学的特徴の分析を、図１６、図１６Ａ、 および図１７に示す。これらのテストを行う方法、Ｚスコアまたはグレードを得 る方法は、前述の特許出願に開示されている。 本発明の特定の実施形態について図示および記述したが、当業者なら多数の変 更および修正を思いつくことを理解されたい。また、本発明の真の趣旨および範 囲に従うそれら全ての変更および修正は、添付の請求の範囲でカバーされるもの とする。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，Ｍ Ｗ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，Ａ Ｕ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ， ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，Ｉ Ｓ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．コンピュータ制御された顕微鏡を使用して、顕微鏡支持部上の試料から複数 の解像度イメージを取得し、ストアする方法であって、 第１の倍率で顕微鏡スライド上の試料の一部から取られた第１の組のディジタ ル化されたイメージをディジタル式にスキャンして第１の組の隣接するイメージ ・タイル内にストアし、第１の倍率解像度での全体的視野の形成を可能にするス テップと、 より高い第２の倍率で前記顕微鏡スライド上の前記試料の一部から取られた第 ２の組のディジタル化されたイメージをディジタル式にスキャンして第２の組の 隣接するイメージ・タイル内にストアするステップと 前記第１および第２のディジタル化されたイメージにアドレスして高い倍率の イメージの位置が低い倍率のイメージから容易に突き止めることができるように するステップと を含むことを特徴とする方法。 ２．前記アドレスするステップは、第１のシリーズ（series）内と第２のシリー ズ内のイメージ・タイルの各々に、前記第１および第２のイメージの再構成を可 能とする座標情報を提供するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１の 方法。 ３．一連の（a series of）ディジタル化されたイメージの各々は、人間が顕微 鏡の対物レンズを通して見た光学的ビューにほぼ対応することを特徴とする請求 項１の方法。 ４．制御された顕微鏡を遠隔的に操作して第１の倍率ビューから前記試料のセグ メントを選択し、前記第２の組の前記イメージ・タイルをディジタル式にスキャ ンしてストアするステップを含むことを特徴とする請求項１の方法。 ５．コンピュータ制御された顕微鏡を使用して、顕微鏡支持部上の試料からディ ジタル化された顕微鏡イメージを取得し、ストアする方法であって、 顕微鏡によって低い倍率で試料をスキャンしてディジタル化し、ディジタル化 されたイメージを取得するステップと、 低い倍率の、前記試料のディジタル化されたイメージを観察者に表示するステ ップと、 前記低い倍率のディジタル化されたイメージから前記試料のセグメントを選択 し、前記低い倍率より大きい高い倍率でビューするステップと、 前記選択されたセグメントを高い倍率でスキャンして前記セグメントのイメー ジをディジタル化し、ディジタル化されたイメージを取得するステップと、 前記低い倍率のディジタル化されたイメージと前記セグメントの前記高い倍率 のディジタル化されたイメージをそれぞれストアするステップと を含むことを特徴とする方法。 ６．低い倍率でスキャンしてディジタル化する前記ステップがさらに、 複数の低い倍率のイメージ・タイルを空間的に配置して組み合わせ、前記複数 の低い倍率のイメージ・タイルから形成された前記試料の合成マクロ・イメージ を提供するステップと、 前記低い倍率のスキャンに使用された対物レンズによって得られた視野よりも 実質的に広い視野を有する前記試料のマクロ・イメージを提供するステップと を含むことを特徴とする請求項５の方法。 ７．前記合成マクロ・イメージの大きさを縮小してから前記試料の前記合成マク ロ・イメージをビューワ（viewer）に表示するステップを含むことを特徴とする 請求項６の方法。 ８．低い倍率のディジタル化されたイメージを選択してディジタル化するステッ プがさらに、 複数の低い倍率のイメージ・タイルを空間的に配置して組み合わせ、前記高い 倍率のスキャンに使用された対物レンズによって得られた視野より実質的に広い 視野を有する合成イメージを提供するステップを含む ことを特徴とする請求項６の方法。 ９．定義された対象領域を選択するステップがさらに、 前記低倍率イメージ上のマーカを高い倍率でビューする対象ポイントに移動し 、前記顕微鏡を操作して対物レンズと照明条件を変更して高い倍率における良好 なイメージを提供するステップを含むことを特徴とする請求項５の方法。 １０．前記高倍率イメージおよび低倍率イメージのそれぞれがイメージ・タイル から再構成され、各タイルは、前記再構成されたイメージ内の正しい位置を確認 するために使用される空間的に既知の位置を有することを特徴とする請求項９の 方法。 １１．ある倍率のスキャン動作から別の倍率スキャン動作へ自動的に変化するス テップが、 前記顕微鏡の対物レンズを異なる倍率に変えるステップと、 少なくとも１つのフィルタを変えるステップと、 フィールドの絞りを変えるステップと、 光度を変えるステップと、 焦点を変えるステップと、 顕微鏡のステージを変えるステップのうちの１つ以上のステップを含むことを 特徴とする請求項１０の方法。 １２．前記試料の低倍率イメージを表示し、前記低倍率イメージ上にマーカを表 示し、同時に前記低倍率イメージ上で前記マーカにより指定された位置に前記セ グメントの高倍率イメージを表示するステップを含むことを特徴とする請求項９ の方法。 １３．マーカを異なるセグメントに移動して前記選択された各セグメントを高倍 率でビューし、前記低倍率イメージ上にマーキングし、前記セグメントのそれぞ れが高倍率でビューされるステップを含むことを特徴とする請求項５の方法。 １４．ウェブサイトを有するインターネット上にディジタル化されたイメージを 作成してストアするために使用される、コンピュータ制御された顕微鏡システム の位置を突き止めるステップを含み、 観察者のコンピュータとビューイング・スクリーンを前記インターネットを通 じて前記ウェブサイトのコンピュータ制御された顕微鏡にリアルタイムで接続し 、低倍率イメージと高倍率イメージのディジタル化された信号を前記ウェブサイ トから前記観察者の前記コンピュータおよび前記ビューイング・スクリーンに送 信するステップを含むことを特徴とする請求項５の方法。 １５．再構成された高倍率のイメージをカラーフィルタリングによって強調する ステップを含むことを特徴とする請求項５の方法。 １６．低倍率の、フルカラーのディジタル化されたイメージを前記観察者に提供 し、前記観察者が複数の対象領域を優先順位に従って選択するのを助けるステッ プを含むことを特徴とする請求項５の方法。 １７．スライド上の試料を画像分析テストで分析するステップと、 前記テストの結果を前記観察者に報告する一方、個別のイメージの少なくとも １つを前記観察者がビューしているステップを含むことを特徴とする請求項５の 方法。 １８．前記試料は生物学的試料であり、 前記分析するステップが前記生物学的試料の組織または細胞についての分析テ ストを含むことを特徴とする請求項１７の方法。 １９．前記観察者が画像分析アルゴリズムを使用して、前記高倍率のイメージの 倍率を変えて前記高倍率および低倍率のイメージの中間の倍率にするステップを 含むことを特徴とする請求項５の方法。 ２０．高倍率のイメージ・タイルをスクロールし、前にはビューされなかったス クリーンの隣のセクションにビューをもたらすステップを含むことを特徴とする 請求項５の方法。 ２１．コンピュータ制御された顕微鏡イメージングシステムを使用し対象領域を 取得して分析する方法であって、 顕微鏡によって低倍率で試料をスキャンしてディジタル化するステップと、 低倍率の、前記試料のディジタル化されたイメージを観察者に表示するステッ プと、 前記低倍率のディジタル化されたイメージから前記試料のセグメントを選択し 、前記低倍率より大きい高倍率でビューするステップと、 前記選択されたセグメントをより高倍率で自動的にスキャンして前記セグメン トのイメージをディジタル化するステップと、 前記低倍率のディジタル化されたイメージと前記セグメントの前記高倍率のデ ィジタル化されたイメージをそれぞれリアルタイムで観察者のビューに使用可能 にするステップと を含むことを特徴とする方法。 ２２．低倍率でスキャンしてディジタル化する前記ステップがさらに、 複数の低倍率のイメージ・タイルを空間的に配置して組み合わせ、前記複数の 低倍率のイメージ・タイルから形成された前記試料の合成マクロ・イメージを提 供するステップと、 前記低倍率のスキャンに使用された対物レンズによって得られた視野よりも実 質的に広い視野を有する前記試料のマクロ・イメージを提供するステップと を含むことを特徴とする請求項２１の方法。 ２３．低倍率で第１の解像度のイメージと、より高倍率で第２の解像度のイメー ジを有する試料のディジタル化された顕微鏡イメージを使用する方法であって、 ユーザに一連の（a series of）ディジタル化された、タイル状にストアされ た隣接するイメージを示して前記試料から第１の解像度でマクロ・イメージを形 成するステップと、 ストアされた前記マクロ・イメージから領域を選択してビューワをより高解像 度でビューさせるようにするステップと、 前記ユーザに一連の隣接した、ディジタル化された、タイル状にストアされた 前記イメージを高倍率と高解像度で表示してビューワをより高解像度でビューさ せるようにするステップと を含むことを特徴とする方法。 ２４．前記ユーザにより、ストアされたイメージをより低解像度とより高解像度 の間で変換して前記試料を分析するステップをさらに含むことを特徴とする請求 項２３の方法。 ２５．前記ストアされたマクロ・イメージ上で前記領域をマーキングして、より 高解像度でビューさせるようにするステップをさらに含むことを特徴とする請求 項２４の方法。 ２６．隣接したタイル・イメージをスクロールして、前記試料上で選択領域の隣 の領域をビューさせるようにするステップを含むことを特徴とする請求項２３の 方法。 ２７．コンピュータ制御された顕微鏡を用いて生物学的試料を取得し、分析する 方法であって、 低倍率の顕微鏡対物レンズによって一連の視野をスキャンしてディジタル化し 、一連のディジタル化された視野イメージを提供するステップと、 隣接する視野イメージを構成して配置し、そこから前記対物レンズの視野より 広い視野を有する前記試料の合成マクロ・イメージをカラーで形成するステップ と、 当該マクロカラー・イメージを観察者に表示し、前記観察者が前記顕微鏡の対 物レンズを通して見られるよりも広い前記試料の視野を前記観察者に提供するス テップと、 前記マクロ・イメージから前記試料のセグメントを選択して前記低倍率よりも 高倍率でビューするステップと、 より高倍率の顕微鏡対物レンズを通じて一連の視野をスキャンしてディジタル 化し、一連のディジタル化されたイメージを提供するステップと、 高倍率で隣接する視野イメージを構成して配置し、そこから前記高倍率の対物 レンズの視野より広い視野を有する前記セグメントの合成ミクロ・イメージを形 成するステップと、 それぞれの対物レンズよりも実質的に広い視野を有する色付きの合成マクロ・ イメージとミクロ・イメージの両方を前記観察者に表示するステップと を含むことを特徴とする方法。 ２８．前記マクロ・イメージ上に前記ミクロ・イメージの位置をマーキングして 、前記ミクロ・イメージが前記マクロ・イメージのどの位置にあたるかを前記観 察者が理解できるようにするステップを含むことを特徴とする請求項２７の方法 。 ２９．ミクロ・イメージとしてそれぞれビューするいくつかのセグメントを選択 し、合成イメージ上の各ミクロ・イメージの位置をマーキングするステップを含 むことを特徴とする請求項２７の方法。 ３０．マクロ・イメージをその上のマークと共に記録して観察者が高倍率でビュ ーしたセグメントの記録を提供し、より高解像度でビューされるセグメントを検 査するための検査足跡を後で提供するステップを含むことを特徴とする請求項２ ９の方法。 ３１．コンピュータ制御の顕微鏡を用いて生物学的試料を取得して分析する方法 であって、 前記コンピュータ制御の顕微鏡により、スキャンするよう位置する生物学的試 料を提供するステップと、 第１の低倍率で前記顕微鏡によって前記生物学的試料をスキャンしてディジタ ル化し、前記試料のディジタル化されたイメージをカラーで取得してストアする ステップと、 前記ストアされた、低倍率のディジタル化されたカラーのイメージを観察者に 表示し、前記観察者がビューするようにマクロ・イメージを提供するステップと 、 色付きのディジタル化された低倍率の前記イメージのセグメントを選択し、前 記低倍率より高倍率でビューするステップと、 前記より高倍率で前記セグメントをスキャンし、前記より高倍率で前記セグメ ントの色付きのディジタル化されたイメージを取得して前記セグメントのミクロ ・イメージを提供するステップと、 各ミクロ・イメージとマクロ・イメージを前記観察者がリアルタイムでビュー するようにするステップと、 前記ディジタル化された高倍率のイメージから前記試料の定量分析を実行する ステップと を含むことを特徴とする方法。 ３２．前記マクロ・イメージ上に前記ミクロ・イメージの位置をマーキングして 、ビューワがミクロビューの位置を理解できるようにするステップを含むことを 特徴とする請求項３１の方法。 ３３．前記低倍率および高倍率それぞれで前記顕微鏡による複数の視野をディジ タル化し、一連のディジタル化したイメージ・タイルを形成するステップと、 各イメージ・タイルを構成して前記マクロ・イメージおよびミクロ・イメージ それぞれを形成するステップと、 低倍率および高倍率用の各対物レンズによって単一の視野より広い視野をそれ ぞれ有するディジタル化されたミクロ・イメージおよびマクロ・イメージを前記 観察者に表示するステップとを 含むことを特徴とする請求項３１の方法。 ３４．試料と前記試料のセグメントを分析する顕微鏡システムであって、 複数の対物レンズを有し、異なる倍率でイメージを取得する顕微鏡と、 異なる倍率について照明を調整するための、前記顕微鏡上のコンピュータ制御 された照明サブシステムと、 異なる倍率について焦点を調整するための、前記顕微鏡上のコンピュータ制御 された焦点合わせサブシステムと、 前記試料を指定されたＸＹ座標でビューされるように位置させるコンピュータ 制御されたＸＹステージと、 顕微鏡に接続されており、前記試料のイメージを取得してディジタル化するイ メージングサブシステムと、 低倍率でストアされた一連のイメージを取得、構成して前記試料のディジタル 化されたマクロ・イメージを提供する第１の対物レンズを有するシステムであっ て、当該マクロ・イメージが低倍率のイメージ取得に使用された対物レンズから の視野より広い視野を有している第１の光学システムとイメージ取得およびイメ ージ・ストアシステムと、 第２のより高倍率の対物レンズを有するシステムであって、ストアされた一連 のイメージをより高倍率で取得、構成して、前記より高倍率の対物レンズからの 視野より広い視野を有するセグメントのミクロビュー・イメージを提供する第２ の光学イメージ取得およびイメージ・ストアシステムと を含むことを特徴とするシステム。 ３５．第１のイメージ・サブシステムが、マクロ・イメージのＸＹ座標をストア するためのＸおよびＹ位置ストレージ装置を含むことを特徴とする請求項３４の システム。 ３６．第２のイメージ取得サブシステムが、ミクロ・イメージがオリジナルのイ メージの中にあるようにミクロ・イメージの中に空間的に高解像度イメージ・タ イルを再生するように位置づけられたＸＹ座標で高倍率イメージ・タイルを再構 成するサブシステムを有することを特徴とする請求項３４のシステム。 ３７．第１のイメージ取得サブシステムは、低解像度タイルを前記試料のマクロ ・イメージに空間的に再生するように位置づけられたＸＹ座標で前記低解像度イ メージ・タイルを再構成するサブシステムを有することを特徴とする請求項３４ のシステム。 ３８．試料と前記試料のセグメントを分析する顕微鏡システムであって、 複数の対物レンズを有し、異なる倍率でイメージを取得する顕微鏡と、 異なる倍率について照明を調整するための、前記顕微鏡上のコンピュータ制御 された照明サブシステムと、 異なる倍率について焦点を調整するための、前記顕微鏡上のコンピュータ制御 された焦点合わせサブシステムと、 前記試料を指定されたＸＹ座標でビューされるように位置させるコンピュータ 制御されたＸＹステージと、 顕微鏡に接続されており、前記試料のイメージを取得してディジタル化するイ メージングサブシステムと、 低倍率で一連のイメージを取得、構成して低倍率のイメージ取得に使用された 対物レンズの視野より広い視野を有する前記試料のディジタル化されたマクロ・ イメージを提供する第１の対物レンズを有する第１の光学システムおよびイメー ジ取得システムと、 より高倍率で一連のイメージを取得、配置して、前記より高倍率の対物レンズ の視野より広い視野を有するセグメントのミクロビュー・イメージを提供する第 ２のより高倍率の対物レンズを有する第２の光学およびイメージ取得システムと 、 前記ミクロ・イメージおよびマクロ・イメージをリアルタイムで当該スクリー ン装置のスクリーン上に使用可能にするディスプレイ・スクリーン装置と を含むことを特徴とするシステム。 ３９．第１のイメージ・サブシステムが、前記マクロ・イメージ用のＸＹ座標を ストアするためのＸＹ位置ストレージ装置を含むことを特徴とする請求項３８の システム。 ４０．コンピュータ制御され自動化された顕微鏡を有する画像分析システムによ って生物学的試料を分析する方法であって、 生物学的試料をビューするために顕微鏡の中に置くステップと、 コンピュータ端末を使用して前記画像分析システムおよび顕微鏡を制御し、前 記試料の低倍率のイメージ・タイルを取得して、複数のイメージ・タイルから低 倍率の合成マクロ・イメージを提供するステップと、 前記コンピュータ端末のスクリーン上に前記マクロ・イメージを表示するステ ップと、 より高倍率でビューするために前記表示されたマクロの試料イメージ上の少な くとも１つの対象ポイントを対話式に選択するステップと、 前記コンピュータ端末から信号を送信して前記画像分析システムと前記コンピ ュータ制御の顕微鏡を制御し、複数のより高倍率のイメージ・タイルを取得して 、低倍率の合成ミクロ・イメージを提供するステップと、 前記試料の前記ミクロ・イメージを分析するステップと を含むことを特徴とする方法。 ４１．顕微鏡スライドからの試料のディジタル化されたイメージを有する記憶媒 体であって、 記憶媒体と、 第１の倍率で互いに隣接し、いくつかの隣接したオリジナルの顕微鏡イメージ を組み合わせた全体的な低解像度のビューを作り出す、隣接した複数のディジタ ル化されたイメージの第１のシリーズ（series）と、 前記スライド上の試料の少なくとも一部から取られた複数のディジタル化され たイメージの第１のシリーズと、 前記試料の前記部分から取られ、第２のより高い倍率で互いに隣接し、いくつ かの隣接したオリジナルの顕微鏡イメージの高解像度のビューを組み合わせた隣 接した複数のディジタル化されたイメージの第２のシリーズと、 前記スライド試料の複数の解像度イメージを観察者に提供するディジタル化さ れたイメージの第１および第２のシリーズと を含むことを特徴とする記憶媒体。 ４２．前記隣接した複数のイメージの一連のそれぞれは、顕微鏡の対物レンズに よって人間が見た光学イメージに対応することを特徴とする請求項４１の記憶媒 体。 ４３．前記隣接した複数のイメージの一連のそれぞれは、対応するオリジナルの 顕微鏡イメージの縮小されたイメージを含むことを特徴とする請求項４１の記憶 媒体。 ４４．前記記憶媒体がＲＡＭを含むことを特徴とする請求項４１の記憶媒体。 ４５．前記記憶媒体がハードディスクを含むことを特徴とする請求項４１の記憶 媒体。 ４６．ストアされたイメージがサーバを通じて通信チャネル上にある遠隔装置に 送信されることを特徴とする請求項４１の記憶媒体。