JP2002538441A - 口腔および類似上皮の病変を検査するためのほぼ無侵襲の装置および方法 - Google Patents
口腔および類似上皮の病変を検査するためのほぼ無侵襲の装置および方法Info
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Abstract
(57)【要約】
角質化しているかもしれない上皮病変の試料における前癌および癌細胞を検出するために提供される画像化システムを含む分析システムを開示する。経上皮非裂傷性ブラシが上皮の3つの層全部から十分な細胞を採取することで、プログラムされたコンピューターから成る分析システムが異常角質化を示し該前癌および癌状態が強く疑われるがゆえに追加検査を要する細胞を検出することができる。該方法およびシステムは非癌状態の診断にも適用できる。
Description
【０００１】
本願は、１９９９年４月２３日に出願された出願番号０９／２１８，２１９を有
する「口腔および類似上皮の病変を検査するためのほぼ無侵襲の装置および方法
」という名称の先願、および仮特許出願第６０／１２１２５５号の関連出願であ
る。これら関連出願の開示内容は引例により全て本願に含まれるものとする。
する「口腔および類似上皮の病変を検査するためのほぼ無侵襲の装置および方法
」という名称の先願、および仮特許出願第６０／１２１２５５号の関連出願であ
る。これら関連出願の開示内容は引例により全て本願に含まれるものとする。
【０００２】
本発明は、口腔および類似上皮の病変を検査するためのほぼ無侵襲の装置およ
び方法に関する。 本発明は、上皮組織における前癌または癌状態の検出の可能性の有無を判定する
ことに関する。 本発明は口腔の病変を検査することについて説明するものであるが、異常角質化
の検査に係る方法は、医学的手法によって得られる角質が存在するあらゆる組織
試料の分析に適用される。
び方法に関する。 本発明は、上皮組織における前癌または癌状態の検出の可能性の有無を判定する
ことに関する。 本発明は口腔の病変を検査することについて説明するものであるが、異常角質化
の検査に係る方法は、医学的手法によって得られる角質が存在するあらゆる組織
試料の分析に適用される。
【０００３】
ある種の生体組織における前癌または癌状態を検出することが重要である。検査
用の組織試料を得るための様々な方法や、組織試料の細胞標本を分析するための
方法が存在する。 そのような活動の１つの領域として、歯科分野におけるものがある。一般歯科
を含む医療行為を受けている患者の５％ないし１０％は、口腔検査でルーチンに
認められたり、矯正またはその他の歯科操作を実施する際に偶然見つかったりす
る無害に見える口腔病変を持っている。早期口腔癌の発見を目的とするこれらの
病変の視診や触診は、信頼性が非常に低い。これは、臨床観察では良性病変、異
形成病変、および癌病変を互いに区別することができないことが多いためである
。実際、これらの比較的良性に見える病変の大多数は良性である。ところが、こ
れらの良性に見える病変の少なくとも６％は前癌性または癌性の可能性があり、
これらの危険病変を早期の治療可能な段階で同定できないことが、口腔癌の５年
生存率が低い現状をもたらす主な要因となっている。
用の組織試料を得るための様々な方法や、組織試料の細胞標本を分析するための
方法が存在する。 そのような活動の１つの領域として、歯科分野におけるものがある。一般歯科
を含む医療行為を受けている患者の５％ないし１０％は、口腔検査でルーチンに
認められたり、矯正またはその他の歯科操作を実施する際に偶然見つかったりす
る無害に見える口腔病変を持っている。早期口腔癌の発見を目的とするこれらの
病変の視診や触診は、信頼性が非常に低い。これは、臨床観察では良性病変、異
形成病変、および癌病変を互いに区別することができないことが多いためである
。実際、これらの比較的良性に見える病変の大多数は良性である。ところが、こ
れらの良性に見える病変の少なくとも６％は前癌性または癌性の可能性があり、
これらの危険病変を早期の治療可能な段階で同定できないことが、口腔癌の５年
生存率が低い現状をもたらす主な要因となっている。
【０００４】 前癌または癌を明確に疑わせない口腔病変を肉眼的に発見する歯科医や医師は
、従来技術の方法や装置しか利用できない場合には、困難に直面する。現在、従
来技術において良性病変を前癌性および癌性口腔病変と区別することができると
考えられている唯一の正確な手段は、病変の裂傷性生検または外科用メス生検を
行った後、摘出組織の組織学的検査を行うものである。外科用メス生検では、様
々な外科切除器具を用いて組織試料を得る。そのような外科用メス生検が病変の
一部を切除するものである場合には、これを「切開」生検と呼び、病変全体を切
除する場合には、「切除」生検と呼ぶ。
、従来技術の方法や装置しか利用できない場合には、困難に直面する。現在、従
来技術において良性病変を前癌性および癌性口腔病変と区別することができると
考えられている唯一の正確な手段は、病変の裂傷性生検または外科用メス生検を
行った後、摘出組織の組織学的検査を行うものである。外科用メス生検では、様
々な外科切除器具を用いて組織試料を得る。そのような外科用メス生検が病変の
一部を切除するものである場合には、これを「切開」生検と呼び、病変全体を切
除する場合には、「切除」生検と呼ぶ。
【０００５】 いずれにしろ、外科用メス生検は痛みを伴い、裂傷性で、侵襲性が高い操作で
ある。この目的のための典型的な器具としては、フラットな外科用メスブレード
、丸い外科用メスブレード（パンチ生検）、および剪刀が挙げられるが、これら
に限定されない。局所麻酔が常に必要である。創傷からかなりの出血があるのが
普通であり、縫合を要することが多い。これらの理由により、良性に見える口腔
病変に遭遇することが最も多い臨床医であるプライマリーケア歯科医や医師は、
外科用メス生検の実施には消極的である。したがって、これらの臨床医は、一般
に、必要に応じて、患者を口腔外科医や口腔病理医に紹介してその操作を受けさ
せる。典型的な歯科医療または一般成人医療における全患者中、５％ないし１０
％という高い割合の者が上記肉眼的口腔病変を有している可能性があり、その多
くは良性である可能性が高いため、プライマリーケア現場における外科用メス口
腔生検を実施したり、専門医に紹介して実施してもらったりすることは、臨床的
に最も疑わしい病変に限って行われる。それにもかかわらず、これまで繰り返し
示されてきたように、前癌性および癌性口腔病変は良性病変に似ていることが多
い。本発明がなければ、これらの前癌性または癌性であるが良性に見える口腔病
変は通常、直接的な診断評価を受けることがないので、口腔癌を後期にまで進行
させてしまう。このような進行が始まり、治療しないまま放置すると、患者が回
復する可能性は低下する。
ある。この目的のための典型的な器具としては、フラットな外科用メスブレード
、丸い外科用メスブレード（パンチ生検）、および剪刀が挙げられるが、これら
に限定されない。局所麻酔が常に必要である。創傷からかなりの出血があるのが
普通であり、縫合を要することが多い。これらの理由により、良性に見える口腔
病変に遭遇することが最も多い臨床医であるプライマリーケア歯科医や医師は、
外科用メス生検の実施には消極的である。したがって、これらの臨床医は、一般
に、必要に応じて、患者を口腔外科医や口腔病理医に紹介してその操作を受けさ
せる。典型的な歯科医療または一般成人医療における全患者中、５％ないし１０
％という高い割合の者が上記肉眼的口腔病変を有している可能性があり、その多
くは良性である可能性が高いため、プライマリーケア現場における外科用メス口
腔生検を実施したり、専門医に紹介して実施してもらったりすることは、臨床的
に最も疑わしい病変に限って行われる。それにもかかわらず、これまで繰り返し
示されてきたように、前癌性および癌性口腔病変は良性病変に似ていることが多
い。本発明がなければ、これらの前癌性または癌性であるが良性に見える口腔病
変は通常、直接的な診断評価を受けることがないので、口腔癌を後期にまで進行
させてしまう。このような進行が始まり、治療しないまま放置すると、患者が回
復する可能性は低下する。
【０００６】 口腔の病変を検査する際のこの問題を解決しようとしてきた従来技術のアプロ
ーチとして、細胞診の利用があった。このアプローチでは、病変の表面から粘膜
または唾液中に自然に剥脱した細胞の試料が鏡検される。細胞診は他の身体部位
における前癌および癌を発見する目的によく用いられるが、感度が低いため、す
なわち偽陰性率が高いため、口腔においては有用でないことが明らかになってい
る。この高い偽陰性率の原因の一部は、多くの口腔病変は自然に剥脱した異常細
胞の病変表面に対する利用率を制限する被覆角質層を持っているためであると考
えられている。１つの大規模試験において、口腔細胞診は３０％の偽陰性率を示
すことが判明した。このことは、実際に外科用メス生検および組織学的検査で前
癌性または癌性であると判定される口腔病変の３０％は、口腔細胞診を用いて「
陰性」であると誤って報告されたことを意味する。従来技術の細胞診技術は感度
の信頼性が低いため、口腔病変や類似の角質化上皮病変を検査して前癌や癌を見
つける目的に使用されることはまれである。
ーチとして、細胞診の利用があった。このアプローチでは、病変の表面から粘膜
または唾液中に自然に剥脱した細胞の試料が鏡検される。細胞診は他の身体部位
における前癌および癌を発見する目的によく用いられるが、感度が低いため、す
なわち偽陰性率が高いため、口腔においては有用でないことが明らかになってい
る。この高い偽陰性率の原因の一部は、多くの口腔病変は自然に剥脱した異常細
胞の病変表面に対する利用率を制限する被覆角質層を持っているためであると考
えられている。１つの大規模試験において、口腔細胞診は３０％の偽陰性率を示
すことが判明した。このことは、実際に外科用メス生検および組織学的検査で前
癌性または癌性であると判定される口腔病変の３０％は、口腔細胞診を用いて「
陰性」であると誤って報告されたことを意味する。従来技術の細胞診技術は感度
の信頼性が低いため、口腔病変や類似の角質化上皮病変を検査して前癌や癌を見
つける目的に使用されることはまれである。
【０００７】
本発明に従い、細胞標本を分析して異常角質化を見つけるユニークな処理シス
テムについて説明する。口腔病変の細胞診試料または細胞試料を分析対象患者か
ら採取する。１つの態様においては、この試料は、口腔上皮の３つの層全部（基
底層、中間層、および表層）を貫くのに十分に掻爬的である外科用メス以外の器
具によって得られる。好ましい態様においては、この経上皮試料は、病変表面全
体に対して円くて堅いナイロン製ブラシを数回、押し付けて回転させることによ
って得られる。あるいは、試料は、細胞診または組織学的検査を用いて得ること
もできるし、自然に脱落した細胞やヘルスケア専門家によって除去された細胞を
含む細胞標本であってもよく、組織標本または口腔生検も含まれる。
テムについて説明する。口腔病変の細胞診試料または細胞試料を分析対象患者か
ら採取する。１つの態様においては、この試料は、口腔上皮の３つの層全部（基
底層、中間層、および表層）を貫くのに十分に掻爬的である外科用メス以外の器
具によって得られる。好ましい態様においては、この経上皮試料は、病変表面全
体に対して円くて堅いナイロン製ブラシを数回、押し付けて回転させることによ
って得られる。あるいは、試料は、細胞診または組織学的検査を用いて得ること
もできるし、自然に脱落した細胞やヘルスケア専門家によって除去された細胞を
含む細胞標本であってもよく、組織標本または口腔生検も含まれる。
【０００８】 本発明の重要な特徴の１つとして、細胞試料（好ましくは経上皮的なもの）を
、前癌性または癌性変化の極めて小さな証拠を見つける目的でデザインされた画
像認識システムを利用して検査する。本発明によれば、システムは、サンプリン
グ操作時に得られた多数の正常細胞中に分布する少数の異常細胞を検出すること
ができる。
、前癌性または癌性変化の極めて小さな証拠を見つける目的でデザインされた画
像認識システムを利用して検査する。本発明によれば、システムは、サンプリン
グ操作時に得られた多数の正常細胞中に分布する少数の異常細胞を検出すること
ができる。
【０００９】 この代替的または追加的態様においては、本発明は、細胞の異常角質化に関係
する特性を検出する画像認識システムを提供することによって、細胞標本の異常
特性の分析に伴う制限と困難を克服することが好ましい。これらの特性には、上
記異常角質化と関連する色飽和度が含まれることが好ましい。 本発明を説明する好ましい態様においては、上述のシステムは、口腔病理学に
おける創意工夫、すなわち１）口腔上皮の３つの層全部の細胞試料を外科用メス
を使わないで取得する工程と、２）この新規試料を、口腔病変または同様の上皮
を有するその他の病変に由来する経上皮試料における早期の前癌性変化のきわめ
てわずかの証拠を検出することを目的としてとくにデザインされた新規画像認識
システムによる観察に付す工程とを合わせることによって、従来技術の口腔細胞
診技術の感度制約を克服するものである。本願の対象であるこの新規画像認識シ
ステムは、あらかじめ決めておいた色飽和度の特性を検出することによって、異
常角質化の存在を分析することが好ましい。
する特性を検出する画像認識システムを提供することによって、細胞標本の異常
特性の分析に伴う制限と困難を克服することが好ましい。これらの特性には、上
記異常角質化と関連する色飽和度が含まれることが好ましい。 本発明を説明する好ましい態様においては、上述のシステムは、口腔病理学に
おける創意工夫、すなわち１）口腔上皮の３つの層全部の細胞試料を外科用メス
を使わないで取得する工程と、２）この新規試料を、口腔病変または同様の上皮
を有するその他の病変に由来する経上皮試料における早期の前癌性変化のきわめ
てわずかの証拠を検出することを目的としてとくにデザインされた新規画像認識
システムによる観察に付す工程とを合わせることによって、従来技術の口腔細胞
診技術の感度制約を克服するものである。本願の対象であるこの新規画像認識シ
ステムは、あらかじめ決めておいた色飽和度の特性を検出することによって、異
常角質化の存在を分析することが好ましい。
【００１０】 本願の目的に即して、従来技術の外科用メス操作は裂傷性のものとして定義さ
れるのに対して、本明細書における試料採取デバイスは非裂傷性であるために、
侵襲性がほとんどない。掻爬的ブラシの特性はマイナーな不快感および／または
出血を引き起こすかもしれない程度のものであり、従来技術の外科用メスによる
外傷と本発明による最小限の外傷の間には相当な差がある。
れるのに対して、本明細書における試料採取デバイスは非裂傷性であるために、
侵襲性がほとんどない。掻爬的ブラシの特性はマイナーな不快感および／または
出血を引き起こすかもしれない程度のものであり、従来技術の外科用メスによる
外傷と本発明による最小限の外傷の間には相当な差がある。
【００１１】 すなわち、本発明の好ましい態様においては、画像処理システムは、１）新規
経上皮細胞試料の３つの層のいずれかまたは全部から得られる異常な細胞形態の
存在に対する感度と、２）上皮の３つの層のいずれかまたは全部に普通に認めら
れ、やはり本発明の新規経上皮細胞試料によって得られる異常に角質化した細胞
の存在に対する感度を一体化するものである。すなわち、従来技術の口腔細胞診
に対する障壁となっていた角質成分を、前癌性および癌性変化の証拠に対する本
発明の方法の全体感度を上げる手段として、下にある異常基底細胞形態が分析可
能になるように、貫通され、しかも生産的に利用される。
経上皮細胞試料の３つの層のいずれかまたは全部から得られる異常な細胞形態の
存在に対する感度と、２）上皮の３つの層のいずれかまたは全部に普通に認めら
れ、やはり本発明の新規経上皮細胞試料によって得られる異常に角質化した細胞
の存在に対する感度を一体化するものである。すなわち、従来技術の口腔細胞診
に対する障壁となっていた角質成分を、前癌性および癌性変化の証拠に対する本
発明の方法の全体感度を上げる手段として、下にある異常基底細胞形態が分析可
能になるように、貫通され、しかも生産的に利用される。
【００１２】 好ましい態様においては、本発明の画像認識システムは、試料から最も疑わし
い異常細胞と細胞クラスターを選別し、これらの細胞と細胞クラスターを専門家
による検討のためのビデオモニター上に表示する。 好ましい態様においては、本発明の画像認識システムは、症例を代表するもの
として専門検討者によって選ばれた疑わしい異常細胞と細胞クラスターのカラー
プリントアウトも提供する。
い異常細胞と細胞クラスターを選別し、これらの細胞と細胞クラスターを専門家
による検討のためのビデオモニター上に表示する。 好ましい態様においては、本発明の画像認識システムは、症例を代表するもの
として専門検討者によって選ばれた疑わしい異常細胞と細胞クラスターのカラー
プリントアウトも提供する。
【００１３】 好ましい態様においては、本発明の画像認識システムは、形態学的特性および
調整済みの全体的な異常細胞類似性に基づき異常細胞を選別する。 本発明の好ましい態様においては、本発明の画像認識システムは、異形成性お
よび癌性口腔組織中に見つかることが多い異常角質を検出する機能を含めること
によって口腔の異常の検出を図るものである。
調整済みの全体的な異常細胞類似性に基づき異常細胞を選別する。 本発明の好ましい態様においては、本発明の画像認識システムは、異形成性お
よび癌性口腔組織中に見つかることが多い異常角質を検出する機能を含めること
によって口腔の異常の検出を図るものである。
【００１４】 本発明の好ましい態様においては、本発明の画像認識システムは、「ヒアリン
化」と関連する色飽和度すなわち異常角質の染色状態の閾値を検出するようにプ
ログラムすることによって異常角質の検出を図るものである。 本発明のさらに好ましい態様においては、本発明の画像認識は、前癌および癌
と関連する形態学的細胞変化と口腔および類似上皮の前癌および癌細胞によって
産生される異常角質の外観の組み合わせを図るものである。
化」と関連する色飽和度すなわち異常角質の染色状態の閾値を検出するようにプ
ログラムすることによって異常角質の検出を図るものである。 本発明のさらに好ましい態様においては、本発明の画像認識は、前癌および癌
と関連する形態学的細胞変化と口腔および類似上皮の前癌および癌細胞によって
産生される異常角質の外観の組み合わせを図るものである。
【００１５】 本発明の１つの態様においては、本発明の画像認識システムは、現在製造販売
されている画像認識システムを、子宮頚部病変などの非角質化病変から自然に剥
脱した異常細胞を検出するように改変することによって構築されてもよい。
されている画像認識システムを、子宮頚部病変などの非角質化病変から自然に剥
脱した異常細胞を検出するように改変することによって構築されてもよい。
【００１６】
【従来技術に対する本発明の長所】 本発明は、外科用メス生検を実施する必要なくして口腔病変の正確な評価を初め
て可能にした方法およびシステムから成る。本発明の主目的の１つは、外科用メ
ス生検および組織学的検査という従来技術に通常起因する痛み、出血、および組
織創傷を起こすことなく、前癌性および癌性口腔病変を良性口腔病変と正確に区
別することである。
て可能にした方法およびシステムから成る。本発明の主目的の１つは、外科用メ
ス生検および組織学的検査という従来技術に通常起因する痛み、出血、および組
織創傷を起こすことなく、前癌性および癌性口腔病変を良性口腔病変と正確に区
別することである。
【００１７】 米国の３５の歯科研究施設で行われた８００名以上の患者を対象とする多施設
共同治験において、本発明の感度と特異性が、外科用メス生検および組織学的検
査の従来技術法と比較された。この二重盲検試験において、本発明は従来技術法
で検出される前癌および癌病変を１００％検出することが判明した。すなわち、
本発明は、この試験で０％の偽陰性率を示した。上述の通り、このことは、従来
技術の口腔細胞診に普通に伴う３０％という高い偽陰性率と対照的である。また
、本発明は、この試験で１％未満の偽陽性率を示した。この試験では、本発明は
、病変が専門家検査者が外科用メス生検の必要性を認めるのに十分に肉眼的に疑
わしいものではない約１５症例においても前癌または癌を発見した。これらの転
帰は、本発明によって救命することができたであろう生命に相当する。
共同治験において、本発明の感度と特異性が、外科用メス生検および組織学的検
査の従来技術法と比較された。この二重盲検試験において、本発明は従来技術法
で検出される前癌および癌病変を１００％検出することが判明した。すなわち、
本発明は、この試験で０％の偽陰性率を示した。上述の通り、このことは、従来
技術の口腔細胞診に普通に伴う３０％という高い偽陰性率と対照的である。また
、本発明は、この試験で１％未満の偽陽性率を示した。この試験では、本発明は
、病変が専門家検査者が外科用メス生検の必要性を認めるのに十分に肉眼的に疑
わしいものではない約１５症例においても前癌または癌を発見した。これらの転
帰は、本発明によって救命することができたであろう生命に相当する。
【００１８】 本発明が従来技術の診断法より優れているもう１つの長所は、大型の多巣性口
腔病変における前癌および癌の検出感度が高いことである。これは、本発明のブ
ラシ生検法によって得られるサンプリング領域が、従来の切開的な外科用メス生
検によってサンプリングされる狭い領域より大きいためである。 本発明のもう１つの長所は、慢性の口腔病変を有する患者では、これらの病変
を侵襲性がほとんどない操作を用いる反復検査によって経時的に追跡調査するこ
とができることである。
腔病変における前癌および癌の検出感度が高いことである。これは、本発明のブ
ラシ生検法によって得られるサンプリング領域が、従来の切開的な外科用メス生
検によってサンプリングされる狭い領域より大きいためである。 本発明のもう１つの長所は、慢性の口腔病変を有する患者では、これらの病変
を侵襲性がほとんどない操作を用いる反復検査によって経時的に追跡調査するこ
とができることである。
【００１９】 本発明のもう１つの長所は、従来技術の細胞診技術の正確性を制限している角
質層が存在するかもしれない口腔外の身体部位からの病変を正確かつ侵襲性がほ
とんどない検査に付すことができることである。そのような部位のいくつかの具
体例としては、喉頭、咽頭、食道、および陰門が挙げられる。 本発明のもう１つの長所は、カンジダ症、ヘルペス、地図状舌、扁平苔癬、ヒ
トパピローマウイルス、およびその他のものなど癌以外の病態の診断が可能であ
ることである。
質層が存在するかもしれない口腔外の身体部位からの病変を正確かつ侵襲性がほ
とんどない検査に付すことができることである。そのような部位のいくつかの具
体例としては、喉頭、咽頭、食道、および陰門が挙げられる。 本発明のもう１つの長所は、カンジダ症、ヘルペス、地図状舌、扁平苔癬、ヒ
トパピローマウイルス、およびその他のものなど癌以外の病態の診断が可能であ
ることである。
【００２０】
正常形成組織が角質化層化扁平上皮を形成する機能分化はいくつかの重要な形態
学的特徴を有することが知られている。たとえばフロスト（Frost）は、この分
化およびプロトタイプ形態について詳細に考察している［フロスト（John K. Fr
ost）、The Cell inHealth and Disease: An Evaluation of Cellular Morpholo
gic Expression ofBiologic Behavior, 2nd edition, Chapter 11, in Monograp
hs in Clinical Cytology,vol. 2 （New York: Karger 1986）参照］。すなわち
、上記細胞は中心核、糸状クロマチン・パターン、成熟に伴う核凝縮、細胞間架
橋、層化、角質化、菲薄化、基底膜および管腔に対して平行な配列化、および単
細胞剥脱を示す。
学的特徴を有することが知られている。たとえばフロスト（Frost）は、この分
化およびプロトタイプ形態について詳細に考察している［フロスト（John K. Fr
ost）、The Cell inHealth and Disease: An Evaluation of Cellular Morpholo
gic Expression ofBiologic Behavior, 2nd edition, Chapter 11, in Monograp
hs in Clinical Cytology,vol. 2 （New York: Karger 1986）参照］。すなわち
、上記細胞は中心核、糸状クロマチン・パターン、成熟に伴う核凝縮、細胞間架
橋、層化、角質化、菲薄化、基底膜および管腔に対して平行な配列化、および単
細胞剥脱を示す。
【００２１】 本発明によれば、上記分化、とくに口腔および類似上皮の細胞の分化を検出す
るために自動コンピューター実行システムが提供される。すなわち、本発明は、
早期発見ができない傾向にあった従来技術の短所を克服することによって、早期
に癌または前癌細胞の存在を医師に気付かせる手段を提供する。 すなわち、本発明の１つの態様においては、口腔または類似上皮から採取した
細胞の試料を、異形成または癌と関連する特性を検出するための画像解析システ
ムで処理する。本発明の１つの態様においては、従来技術において公知のやり方
で採取された細胞の標準試料が試料となる。別の態様においては、裂傷を生じな
いサンプリング・デバイスを用いて採取された試料が試料となる。いずれの態様
においても、試料は、異常角質化を検出するための自動画像処理システムに送る
ことができる。
るために自動コンピューター実行システムが提供される。すなわち、本発明は、
早期発見ができない傾向にあった従来技術の短所を克服することによって、早期
に癌または前癌細胞の存在を医師に気付かせる手段を提供する。 すなわち、本発明の１つの態様においては、口腔または類似上皮から採取した
細胞の試料を、異形成または癌と関連する特性を検出するための画像解析システ
ムで処理する。本発明の１つの態様においては、従来技術において公知のやり方
で採取された細胞の標準試料が試料となる。別の態様においては、裂傷を生じな
いサンプリング・デバイスを用いて採取された試料が試料となる。いずれの態様
においても、試料は、異常角質化を検出するための自動画像処理システムに送る
ことができる。
【００２２】 本発明の好ましい態様によれば、非裂傷性サンプリングデバイスを用いて得ら
れる経上皮試料が口腔または類似上皮から採取されることが重要である。口腔病
変の上皮厚さが完全なものであるこの細胞診または細胞試料は、口腔上皮の３つ
の層全部（基底層、中間層、および表層）を貫くのに十分に掻爬的である外科用
メス以外の器具を用いて得られることが好ましい。好ましい態様においては、デ
バイスは、１９９８年７月２３日出願の「口腔および類似上皮の病変の非裂傷性
生検を実施するための装置および方法」という名称の米国特許仮出願第６０／０
９３，９１０号に開示されるサンプリング器具（この文献の開示内容は引例によ
り全て本願に含まれるものとする）またはカリフォルニア州トーランス（Torran
ce）のトライロン・コーポレーション社（The Trylon Corporation）から入手可
能なスピラブラシ（Spirabrush™）などである。好ましい態様においては
、この経上皮試料は、病変表面全体に対して円くて堅いナイロン製ブラシを数回
、押し付けて回転させることによって得られる。次いで、この試料は、異形成ま
たは癌に特有の形態または特性を検出するための自動画像処理システムによって
分析される。
れる経上皮試料が口腔または類似上皮から採取されることが重要である。口腔病
変の上皮厚さが完全なものであるこの細胞診または細胞試料は、口腔上皮の３つ
の層全部（基底層、中間層、および表層）を貫くのに十分に掻爬的である外科用
メス以外の器具を用いて得られることが好ましい。好ましい態様においては、デ
バイスは、１９９８年７月２３日出願の「口腔および類似上皮の病変の非裂傷性
生検を実施するための装置および方法」という名称の米国特許仮出願第６０／０
９３，９１０号に開示されるサンプリング器具（この文献の開示内容は引例によ
り全て本願に含まれるものとする）またはカリフォルニア州トーランス（Torran
ce）のトライロン・コーポレーション社（The Trylon Corporation）から入手可
能なスピラブラシ（Spirabrush™）などである。好ましい態様においては
、この経上皮試料は、病変表面全体に対して円くて堅いナイロン製ブラシを数回
、押し付けて回転させることによって得られる。次いで、この試料は、異形成ま
たは癌に特有の形態または特性を検出するための自動画像処理システムによって
分析される。
【００２３】 本発明の好ましい態様においては、経上皮試料は、異常角質化の存在を検出す
るための画像処理システムによって分析される。さらに好ましい態様においては
、試料は、異形成または癌と関連する上記以外の特性または形態の存在を検出す
るように分析される。所望により、この分析は、試料が組織学的検査によって得
られたものであるか細胞診によって得られたものであるかに関わらず、どのよう
な細胞試料を用いても行うことができ、自然に脱落した細胞、意図的に剥離させ
た細胞、または口腔生検で得た組織試料などであってもよい。上記手法は本発明
と組み合わせて使用することができるが、ブラシ生検を実施することが好ましい
という理由により、これらは好ましい態様を構成するものではない。
るための画像処理システムによって分析される。さらに好ましい態様においては
、試料は、異形成または癌と関連する上記以外の特性または形態の存在を検出す
るように分析される。所望により、この分析は、試料が組織学的検査によって得
られたものであるか細胞診によって得られたものであるかに関わらず、どのよう
な細胞試料を用いても行うことができ、自然に脱落した細胞、意図的に剥離させ
た細胞、または口腔生検で得た組織試料などであってもよい。上記手法は本発明
と組み合わせて使用することができるが、ブラシ生検を実施することが好ましい
という理由により、これらは好ましい態様を構成するものではない。
【００２４】 図４に示すように、剥脱細胞診の従来技術法においては、関心領域において上
皮表面に対して、通常は上皮領域から表面細胞と剥脱細胞を捕捉するだけである
非掻爬的スィープが行われる。したがって、この表層サンプリングを用いた場合
には、たとえば基底層にある細胞の表面下にある異常細胞３７が見落とされてし
まうことが多い。その結果、分析のために送られた標本はこれらの深部細胞を含
んでいないがゆえに、偽陰性の診断を招く可能性がある。一方、本発明の好まし
い態様によれば、上皮の表面下に貫通させて3つの上皮層全部から細胞を得るた
めのブラシを用いる本発明に開示されるブラシ生検器具を用いてブラシ生検が採
取される。すなわち、検査のために送られる標本は、表層または深部の中間層お
よび基底層に由来する細胞であるかどうかに関わらず、異常細胞を含んでいるの
で、より完全かつ正確な細胞試料が分析に供される。
皮表面に対して、通常は上皮領域から表面細胞と剥脱細胞を捕捉するだけである
非掻爬的スィープが行われる。したがって、この表層サンプリングを用いた場合
には、たとえば基底層にある細胞の表面下にある異常細胞３７が見落とされてし
まうことが多い。その結果、分析のために送られた標本はこれらの深部細胞を含
んでいないがゆえに、偽陰性の診断を招く可能性がある。一方、本発明の好まし
い態様によれば、上皮の表面下に貫通させて3つの上皮層全部から細胞を得るた
めのブラシを用いる本発明に開示されるブラシ生検器具を用いてブラシ生検が採
取される。すなわち、検査のために送られる標本は、表層または深部の中間層お
よび基底層に由来する細胞であるかどうかに関わらず、異常細胞を含んでいるの
で、より完全かつ正確な細胞試料が分析に供される。
【００２５】 すなわち、好ましい態様においては、本発明は口腔病理学における２つの創意
工夫、すなわち口腔上皮の３つの層全部の細胞試料を外科用メスまたは同様の裂
傷性器具を使用しないで取得する工程と、口腔病変または類似上皮を有するその
他の病変から採取した経上皮試料における早期前癌変化のきわめてわずかな証拠
を検出することを目的としてとくにデザインされた新規画像認識システムによっ
てその試料を分析する工程を合わせたものである。本発明の好ましい態様におい
ては、本発明の画像処理システムは、上皮の３つの層のいずれかから得られる異
常細胞形態の存在に対する感度と、上皮の層のいずれかにおいて認められる異常
に角質化した細胞の存在に対する感度を合わせたものである。従来技術とは対照
的に、従来技術の口腔細胞診に対する障害となっていた角質成分を貫通すること
で、前癌性および癌性変化の証拠に対する方法の全体感度を上げる手段として、
下にある中間層および基底層の異常細胞形態が分析され、生産的に利用されるこ
とを保証する。
工夫、すなわち口腔上皮の３つの層全部の細胞試料を外科用メスまたは同様の裂
傷性器具を使用しないで取得する工程と、口腔病変または類似上皮を有するその
他の病変から採取した経上皮試料における早期前癌変化のきわめてわずかな証拠
を検出することを目的としてとくにデザインされた新規画像認識システムによっ
てその試料を分析する工程を合わせたものである。本発明の好ましい態様におい
ては、本発明の画像処理システムは、上皮の３つの層のいずれかから得られる異
常細胞形態の存在に対する感度と、上皮の層のいずれかにおいて認められる異常
に角質化した細胞の存在に対する感度を合わせたものである。従来技術とは対照
的に、従来技術の口腔細胞診に対する障害となっていた角質成分を貫通すること
で、前癌性および癌性変化の証拠に対する方法の全体感度を上げる手段として、
下にある中間層および基底層の異常細胞形態が分析され、生産的に利用されるこ
とを保証する。
【００２６】 １つの好ましい態様においては、本発明は、現在ニュージャージー州アッパー
サドルリバー（Upper Saddle River）とニューヨーク州サッフェン（Suffern）
のニューロメディカル・システムズ社（NeuromedicalSystems, Inc.）が販売し
ている市販のＰＡＰＮＥＴシステムの改良型を利用する。このようなシステムの
詳細については、「神経ネットワークに基づく自動細胞診標本分類システムおよ
び方法」という名称の米国特許第４，９６５，７２５号、「形態学的分類システ
ムおよび方法」という名称の米国特許第５，２５７，１８２号、「自動細胞診標
本分類システムおよび方法」という名称の米国特許第５，２８７，２７２号、「
ディスプレイ上に表示される画像の観察精査を行う観察装置および方法」という
名称の米国特許第５，２３２，２０７号、「自動標本分類システムおよび方法」
という名称の米国特許第５，５４４，６５０号、「密度テクスチャーに基づく分
類システムおよび方法」という名称の米国特許第５，６２５，７０５号、「グロ
ーバルＭＴＦ測定システム」という名称の米国特許第５，６２９，７６６号、「
標本の観察をしやすくするためのデバイスおよび方法」という名称の米国特許第
５，６５５，０２９号、「スライド標本位置決めおよび保持デバイス」という名
称の米国特許第５，６５９，４２１号、および「自動細胞診標本分類システムお
よび方法」という名称の米国特許第５，７４０，２７０号に開示されているが、
これらの文献の開示内容は引例により全て本願に含まれるものとする。別の態様
においては、本発明は、いくつかのあらかじめ決めておいたパラメーターの範囲
内で異常細胞を検出および表示する能力が同様または同等である改変コンピュー
ター画像認識システムを利用する。
サドルリバー（Upper Saddle River）とニューヨーク州サッフェン（Suffern）
のニューロメディカル・システムズ社（NeuromedicalSystems, Inc.）が販売し
ている市販のＰＡＰＮＥＴシステムの改良型を利用する。このようなシステムの
詳細については、「神経ネットワークに基づく自動細胞診標本分類システムおよ
び方法」という名称の米国特許第４，９６５，７２５号、「形態学的分類システ
ムおよび方法」という名称の米国特許第５，２５７，１８２号、「自動細胞診標
本分類システムおよび方法」という名称の米国特許第５，２８７，２７２号、「
ディスプレイ上に表示される画像の観察精査を行う観察装置および方法」という
名称の米国特許第５，２３２，２０７号、「自動標本分類システムおよび方法」
という名称の米国特許第５，５４４，６５０号、「密度テクスチャーに基づく分
類システムおよび方法」という名称の米国特許第５，６２５，７０５号、「グロ
ーバルＭＴＦ測定システム」という名称の米国特許第５，６２９，７６６号、「
標本の観察をしやすくするためのデバイスおよび方法」という名称の米国特許第
５，６５５，０２９号、「スライド標本位置決めおよび保持デバイス」という名
称の米国特許第５，６５９，４２１号、および「自動細胞診標本分類システムお
よび方法」という名称の米国特許第５，７４０，２７０号に開示されているが、
これらの文献の開示内容は引例により全て本願に含まれるものとする。別の態様
においては、本発明は、いくつかのあらかじめ決めておいたパラメーターの範囲
内で異常細胞を検出および表示する能力が同様または同等である改変コンピュー
ター画像認識システムを利用する。
【００２７】 現在、口腔検査でルーチンに認められるか、矯正またはその他の歯科操作を実
施する際に偶然認められる口腔病変は、早期癌を発見する目的で生検または検査
されることはまれである。しかしながら、本発明によれば、歯科医または医師ま
たは上記病変を肉眼的に発見するその他の専門家は、患者に対してほとんど不快
感を与えることなくルーチンにそれらの病変を検査して、異常を検出することが
できる。
施する際に偶然認められる口腔病変は、早期癌を発見する目的で生検または検査
されることはまれである。しかしながら、本発明によれば、歯科医または医師ま
たは上記病変を肉眼的に発見するその他の専門家は、患者に対してほとんど不快
感を与えることなくルーチンにそれらの病変を検査して、異常を検出することが
できる。
【００２８】 本発明によれば、上記検査を行って病変の経上皮試料を得た後、試料を送って
染色に引き続きコンピューター実行システムによる分析に付すことができる。す
なわち、本発明の第一の工程においては、経上皮試料が患者の口腔病変から採取
される。 本発明の好ましい態様によれば、細胞診または細胞試料は、口腔上皮の３つの
層全部（基底層、中間層、および表層）を貫くのに十分に掻爬的である非裂傷性
または外科用メス以外の器具によって、上皮厚さ全体の口腔病変から得られる。
この経上皮試料は、病変表面全体に対して円くて堅いナイロン製ブラシを数回、
押し付けて回転させることによって得られることが好ましい。本発明の好ましい
態様においては、試料は、１９９８年７月２３日出願の「口腔および類似上皮の
病変の非lacerating生検を実施するための装置および方法」という名称の出願中
米国特許仮出願第６０／０９３，９１０号に開示されるブラシ（この文献の開示
内容は引例により全て本願に含まれるものとする）、またはカリフォルニア州ト
ーランス（Torrance）のザ・トライロン・コーポレーション社（TheTrylon Corp
oration）から入手可能なスピラブラシ（Spirabrush™）である。
染色に引き続きコンピューター実行システムによる分析に付すことができる。す
なわち、本発明の第一の工程においては、経上皮試料が患者の口腔病変から採取
される。 本発明の好ましい態様によれば、細胞診または細胞試料は、口腔上皮の３つの
層全部（基底層、中間層、および表層）を貫くのに十分に掻爬的である非裂傷性
または外科用メス以外の器具によって、上皮厚さ全体の口腔病変から得られる。
この経上皮試料は、病変表面全体に対して円くて堅いナイロン製ブラシを数回、
押し付けて回転させることによって得られることが好ましい。本発明の好ましい
態様においては、試料は、１９９８年７月２３日出願の「口腔および類似上皮の
病変の非lacerating生検を実施するための装置および方法」という名称の出願中
米国特許仮出願第６０／０９３，９１０号に開示されるブラシ（この文献の開示
内容は引例により全て本願に含まれるものとする）、またはカリフォルニア州ト
ーランス（Torrance）のザ・トライロン・コーポレーション社（TheTrylon Corp
oration）から入手可能なスピラブラシ（Spirabrush™）である。
【００２９】 病変のサンプリングが終了したら、試料を、当該分野において公知のように、
改変パパニコラウ染色剤を用いて染色することが好ましい。次いで、この染色試
料は、異常形態と異常角質化、とくに口腔および類似上皮の病変と関連する特性
を組み合わせたものに基づいて、異常細胞を選別する画像認識システムを用いて
画像化および分析される。
改変パパニコラウ染色剤を用いて染色することが好ましい。次いで、この染色試
料は、異常形態と異常角質化、とくに口腔および類似上皮の病変と関連する特性
を組み合わせたものに基づいて、異常細胞を選別する画像認識システムを用いて
画像化および分析される。
【００３０】 本発明の好ましい態様においては、本発明の画像認識システムがまず、画像を
アルゴリズム・クラシファイヤーを介して処理した後、処理済データを神経ネッ
トワークに送る。アルゴリズム・クラシファイヤーは、細胞の核でありうる第一
の群の候補対象を画像内に位置付ける。本発明によれば、アルゴリズム・クラシ
ファイヤーは、画像内に第二の群の候補対象を位置付けるようにも改変されてい
て、これらの対象が口腔の前癌および癌病変に特有な異常角質化を示す細胞であ
る。次いで、神経ネットが、癌細胞と関連する上記以外の形態学的特徴の存在に
ついて細胞をスコア化する。
アルゴリズム・クラシファイヤーを介して処理した後、処理済データを神経ネッ
トワークに送る。アルゴリズム・クラシファイヤーは、細胞の核でありうる第一
の群の候補対象を画像内に位置付ける。本発明によれば、アルゴリズム・クラシ
ファイヤーは、画像内に第二の群の候補対象を位置付けるようにも改変されてい
て、これらの対象が口腔の前癌および癌病変に特有な異常角質化を示す細胞であ
る。次いで、神経ネットが、癌細胞と関連する上記以外の形態学的特徴の存在に
ついて細胞をスコア化する。
【００３１】 本発明の１つの好ましい態様においては、これら２つの候補群の両者が神経ネ
ットに送られてスコア化され、一体化された２つの群から最高にランクされる対
象が専門検討者に対して表示される。本発明の別の態様においては、異常角質化
を示す細胞は、分析の神経ネット段階において他の細胞と競合せず、むしろ全て
の異常角質化細胞が次の段階に送られて専門検討者に対して表示される。
ットに送られてスコア化され、一体化された２つの群から最高にランクされる対
象が専門検討者に対して表示される。本発明の別の態様においては、異常角質化
を示す細胞は、分析の神経ネット段階において他の細胞と競合せず、むしろ全て
の異常角質化細胞が次の段階に送られて専門検討者に対して表示される。
【００３２】 １つの好ましい態様においては、染色された試料は、本明細書で説明するよう
にして改変されている改変ＰＡＰＮＥＴシステムによって分析される。上記ＰＡ
ＰＮＥＴシステムは、染色された試料中に提示される細胞から最も疑わしい異常
細胞および細胞クラスターを選別した後で、これらの異常細胞と細胞クラスター
を専門家による検討のためのビデオモニター上に表示する市販の画像認識システ
ムである。
にして改変されている改変ＰＡＰＮＥＴシステムによって分析される。上記ＰＡ
ＰＮＥＴシステムは、染色された試料中に提示される細胞から最も疑わしい異常
細胞および細胞クラスターを選別した後で、これらの異常細胞と細胞クラスター
を専門家による検討のためのビデオモニター上に表示する市販の画像認識システ
ムである。
【００３３】 上記ＰＡＰＮＥＴシステムの現状においては、システムのプログラム化は、シ
ステムによって異常が最高にランクされる細胞から上位６４個の腺細胞または上
位６４個の細胞クラスター、および上位６４個の扁平細胞または上位６４個の単
細胞を、扁平細胞に対する腺細胞または単細胞に対する細胞クラスターの比率を
１対１にして、検出および表示するように設定される。
ステムによって異常が最高にランクされる細胞から上位６４個の腺細胞または上
位６４個の細胞クラスター、および上位６４個の扁平細胞または上位６４個の単
細胞を、扁平細胞に対する腺細胞または単細胞に対する細胞クラスターの比率を
１対１にして、検出および表示するように設定される。
【００３４】 本発明によれば、この検出比を口腔粘膜の口腔ブラシ生検に関するシステム性
能を強化するように変えるように、システムのプログラム化が変更される。本発
明によれば、上位６４個の細胞クラスターと上位１２８個の単細胞を１対２の比
率で検出および表示するように、システムがプログラムし直される。好ましい態
様においては１対２の比率が用いられるが、他の態様においては、１対３の比率
または他の１対１以外の比率を使用することができるように、コントローラーに
対して変更を加えることができる。すなわち、この検出パラメーターを変更する
ことにより、口腔病変における異常検出能力が向上する。
能を強化するように変えるように、システムのプログラム化が変更される。本発
明によれば、上位６４個の細胞クラスターと上位１２８個の単細胞を１対２の比
率で検出および表示するように、システムがプログラムし直される。好ましい態
様においては１対２の比率が用いられるが、他の態様においては、１対３の比率
または他の１対１以外の比率を使用することができるように、コントローラーに
対して変更を加えることができる。すなわち、この検出パラメーターを変更する
ことにより、口腔病変における異常検出能力が向上する。
【００３５】 現状では、市販のＰＡＰＮＥＴシステムは、染色された試料の肉眼的画像を分
析して、癌または前癌状態の存在に合致する異常を検出するようにプログラムさ
れている。本発明によれば、現状のプログラムが用いられ、上記異常の位置決め
が行われているが、それ以外にも、システムは、第二の群の候補細胞を分離する
ことによってシステムの検出能力を強化するためにさらに別のパラメーター群を
導入するようにプログラムし直される。すなわち、本発明の好ましい態様におい
ては、本発明の画像認識システムは、異形成性および癌性口腔組織に特徴的なも
のなどの異常を検出する機能を含めることによって口腔の異常検出能力の強化が
図られている。好ましい態様においては、システムは異常角質を検出する。次い
で、これらの角質化細胞は、癌または前癌に合致する異常を検出するための神経
ネットに送られるか、専門家に直接送られて分析される。
析して、癌または前癌状態の存在に合致する異常を検出するようにプログラムさ
れている。本発明によれば、現状のプログラムが用いられ、上記異常の位置決め
が行われているが、それ以外にも、システムは、第二の群の候補細胞を分離する
ことによってシステムの検出能力を強化するためにさらに別のパラメーター群を
導入するようにプログラムし直される。すなわち、本発明の好ましい態様におい
ては、本発明の画像認識システムは、異形成性および癌性口腔組織に特徴的なも
のなどの異常を検出する機能を含めることによって口腔の異常検出能力の強化が
図られている。好ましい態様においては、システムは異常角質を検出する。次い
で、これらの角質化細胞は、癌または前癌に合致する異常を検出するための神経
ネットに送られるか、専門家に直接送られて分析される。
【００３６】 異常試料を検出するもう１つの方法は、閾値を超えた場合に、分析対象試料中
に異常細胞が存在する可能性があることが示される形態および／または色の閾値
を設定することである。 これまでの研究で、口腔および類似上皮の病変は進行性の角質化を示すことが
多いことが示されている。この角質化過程は上皮層全体で起こる。これらの角質
は通常、細胞質全体に均一に起こる。本発明によれば、ルーチンのパパニコラウ
染色法に見られるいくつかの形態学的特徴を用いて、これらの角質の検出と同定
をしやすくする。より成熟した角質の存在に最も顕著に認められる性質は、ヒア
リン化、すなわち細胞質がガラス質の外観を呈することである。たとえば、フロ
スト（Frost）が述べているように、このヒアリン特性は、細胞質に対して、「
ステンドグラス窓の後ろから太陽が差し込んで、光り輝く色ガラスを見ているよ
うな印象」を与えることが多い。他にも、「輝く」、「金属的な」、または「光
沢のある」外観と表現している者もある。これらの角質に関連するもう１つの重
要な特性は、特定の色が存在することである。角質化の過程が進むと、染色によ
って得られた試料は、好塩基性（緑色ないし青色）から好酸性（たとえば黄色ま
たは橙色から赤色）に変化する。本発明によれば、橙色ないし赤色、すなわち深
い「ハロウィーン橙色」が目標となる。
に異常細胞が存在する可能性があることが示される形態および／または色の閾値
を設定することである。 これまでの研究で、口腔および類似上皮の病変は進行性の角質化を示すことが
多いことが示されている。この角質化過程は上皮層全体で起こる。これらの角質
は通常、細胞質全体に均一に起こる。本発明によれば、ルーチンのパパニコラウ
染色法に見られるいくつかの形態学的特徴を用いて、これらの角質の検出と同定
をしやすくする。より成熟した角質の存在に最も顕著に認められる性質は、ヒア
リン化、すなわち細胞質がガラス質の外観を呈することである。たとえば、フロ
スト（Frost）が述べているように、このヒアリン特性は、細胞質に対して、「
ステンドグラス窓の後ろから太陽が差し込んで、光り輝く色ガラスを見ているよ
うな印象」を与えることが多い。他にも、「輝く」、「金属的な」、または「光
沢のある」外観と表現している者もある。これらの角質に関連するもう１つの重
要な特性は、特定の色が存在することである。角質化の過程が進むと、染色によ
って得られた試料は、好塩基性（緑色ないし青色）から好酸性（たとえば黄色ま
たは橙色から赤色）に変化する。本発明によれば、橙色ないし赤色、すなわち深
い「ハロウィーン橙色」が目標となる。
【００３７】 すなわち、本発明の好ましい態様においては、ＰＡＰＮＥＴシステムは、口腔
および類似上皮の異常角質化と関連する「光沢のある」またはガラス質の橙赤色
細胞質を検出するようにデザインし直されるか、プログラムし直される。好まし
い態様においては、アルゴリズム・クラシファイヤーは、染色された試料の細胞
を採取し、さらにそれらの色の分析を行うようにプログラムされる。１つの態様
においては、明確な色特性を検出するために、画像の各ピクセルが個別にスクリ
ーニングまたは検査される。別の態様においては、まずＰＡＰＮＥＴシステム（
上記のように変更した検出比で）の標準パラメーターを用いて、システムによっ
て細胞がスクリーニングおよび異常の検出に付された後で、明確な色が分析され
る。
および類似上皮の異常角質化と関連する「光沢のある」またはガラス質の橙赤色
細胞質を検出するようにデザインし直されるか、プログラムし直される。好まし
い態様においては、アルゴリズム・クラシファイヤーは、染色された試料の細胞
を採取し、さらにそれらの色の分析を行うようにプログラムされる。１つの態様
においては、明確な色特性を検出するために、画像の各ピクセルが個別にスクリ
ーニングまたは検査される。別の態様においては、まずＰＡＰＮＥＴシステム（
上記のように変更した検出比で）の標準パラメーターを用いて、システムによっ
て細胞がスクリーニングおよび異常の検出に付された後で、明確な色が分析され
る。
【００３８】 好ましい態様のこの色検出工程においては、画像の各ピクセルが測定されて、
ピクセルの「色相」（Ｈ）、「濃度」（Ｉ）、および「飽和度」（Ｓ）を検出す
ることが好ましい。目標とする「色相」は、異常に角質化した細胞質に普通に伴
う橙赤色である。１つの好ましい態様においては、システムは、０〜２５５の範
囲のスケール上で約４６〜８２の「色相」を探索する。「色相」以外にシステム
が探索する目標ピクセルは、高い「濃度」と高い「飽和度」をさらに有する細胞
である。すなわち、１つの好ましい態様においては、システムは、０〜２５５の
範囲スケール上で１００〜２５５の「濃度」を有するピクセルを探索および検出
するように設定される。同様に、好ましい態様においては、システムは、やはり
０〜２５５の範囲スケール上で４３〜２５５の「飽和度」を検出するように設定
される。
ピクセルの「色相」（Ｈ）、「濃度」（Ｉ）、および「飽和度」（Ｓ）を検出す
ることが好ましい。目標とする「色相」は、異常に角質化した細胞質に普通に伴
う橙赤色である。１つの好ましい態様においては、システムは、０〜２５５の範
囲のスケール上で約４６〜８２の「色相」を探索する。「色相」以外にシステム
が探索する目標ピクセルは、高い「濃度」と高い「飽和度」をさらに有する細胞
である。すなわち、１つの好ましい態様においては、システムは、０〜２５５の
範囲スケール上で１００〜２５５の「濃度」を有するピクセルを探索および検出
するように設定される。同様に、好ましい態様においては、システムは、やはり
０〜２５５の範囲スケール上で４３〜２５５の「飽和度」を検出するように設定
される。
【００３９】 好ましい態様においてＨ、Ｉ、およびＳの所望パラメーターが設定されたシス
テムは、試料画像の各ピクセルを分析し、関心対象ピクセルを、所望の「色相」
、「濃度」、および「飽和度」の好ましいパラメーターの全てを表示するピクセ
ルに絞り込むようにプログラムされる。ＲＧＢ分析を利用することもできる。 所望の色特性を有するピクセルが分離されたら、丸い対象を見つけるために、
システムによって形態学的クロージング、すなわち拡大と縮小が数学的に行われ
る。このクロージングは当該分野において公知であり、たとえば異常角質の検出
とは無関係の目的に従来技術の無改変ＰＡＰＮＥＴシステムの随所に用いられて
いる。同様に、プラット（Pratt）は上記クロージングとその数学的特徴を記載
している［ウィリアム（William K. Pratt）, DigitalImage Processing, Secon
d Edition, Chapter 15, Morphological Image Processing（NewYork: John Wil
ey & Sons）参照］。
テムは、試料画像の各ピクセルを分析し、関心対象ピクセルを、所望の「色相」
、「濃度」、および「飽和度」の好ましいパラメーターの全てを表示するピクセ
ルに絞り込むようにプログラムされる。ＲＧＢ分析を利用することもできる。 所望の色特性を有するピクセルが分離されたら、丸い対象を見つけるために、
システムによって形態学的クロージング、すなわち拡大と縮小が数学的に行われ
る。このクロージングは当該分野において公知であり、たとえば異常角質の検出
とは無関係の目的に従来技術の無改変ＰＡＰＮＥＴシステムの随所に用いられて
いる。同様に、プラット（Pratt）は上記クロージングとその数学的特徴を記載
している［ウィリアム（William K. Pratt）, DigitalImage Processing, Secon
d Edition, Chapter 15, Morphological Image Processing（NewYork: John Wil
ey & Sons）参照］。
【００４０】 本発明によれば、所望の色特性を有するこれらのピクセルに対する形態学的ク
ロージング操作は、９×９（八角形）の構造要素を用いて行われる。（ただし、
画像処理の別の工程においては、色処理と無関係のその別の工程でＰＡＰＮＥＴ
システムによって使用される１４×１４の構造要素を使用することもできる）。
プロセスのこの段階で使用される９×９の構造要素は丸い対象を見つけやすく、
直径が約２〜１８ミクロンのものを見つける。
ロージング操作は、９×９（八角形）の構造要素を用いて行われる。（ただし、
画像処理の別の工程においては、色処理と無関係のその別の工程でＰＡＰＮＥＴ
システムによって使用される１４×１４の構造要素を使用することもできる）。
プロセスのこの段階で使用される９×９の構造要素は丸い対象を見つけやすく、
直径が約２〜１８ミクロンのものを見つける。
【００４１】 このクロージングが行われたら、サイズ分けが行われる。この工程では、直径
が１０ミクロン以下の対象は検討対象からはずされる。サイズに基づくこのよう
な対象排除は当該分野において公知であり、他の用途、とりわけ未改変ＰＡＰＮ
ＥＴシステムにおいて使用されており、たとえばラックら（Luck et al.）に付
与された「形態学的分類システムおよび方法」という名称の米国特許第５，２５
７，１８２号で議論されている。
が１０ミクロン以下の対象は検討対象からはずされる。サイズに基づくこのよう
な対象排除は当該分野において公知であり、他の用途、とりわけ未改変ＰＡＰＮ
ＥＴシステムにおいて使用されており、たとえばラックら（Luck et al.）に付
与された「形態学的分類システムおよび方法」という名称の米国特許第５，２５
７，１８２号で議論されている。
【００４２】 このサイズ分け工程が実施されたら、システムは、口腔の異常角質化細胞の基
準を満たす光沢のある細胞質を有する丸い対象を効率的に選別し終えたことにな
る。次いで、システムは、そのような対象のそれぞれの重心を囲んで約４８ミク
ロン×４８ミクロンのウインドウを切り出し、第二の群の候補対象を形成する。 本発明の好ましい態様においては、第一の群の候補対象（色特性を参照しない
でアルゴリズム・クラシファイヤーによって分離された対象）および第二の群の
候補対象（異常角質化の存在を示す色特性に基づき分離された細胞）の両者がス
コア化のための神経ネットに送られ、一体化された２つの群から最高にランクさ
れる対象が専門検討者に対して表示される。
準を満たす光沢のある細胞質を有する丸い対象を効率的に選別し終えたことにな
る。次いで、システムは、そのような対象のそれぞれの重心を囲んで約４８ミク
ロン×４８ミクロンのウインドウを切り出し、第二の群の候補対象を形成する。 本発明の好ましい態様においては、第一の群の候補対象（色特性を参照しない
でアルゴリズム・クラシファイヤーによって分離された対象）および第二の群の
候補対象（異常角質化の存在を示す色特性に基づき分離された細胞）の両者がス
コア化のための神経ネットに送られ、一体化された２つの群から最高にランクさ
れる対象が専門検討者に対して表示される。
【００４３】 本発明のもう１つの態様においては、図２に示すように、異常角質化を示す細
胞は、分析の神経ネット段階において他の細胞と競合しない。むしろ、第一の群
の候補細胞は神経ネットによってスコア化され、第二の群の候補細胞は神経ネッ
トを迂回して、直接次の段階に送られ専門検討者に対して表示される。 本発明のさらに別の態様においては、図３に示すように、異常角質化を示す細
胞は、神経ネットによる独立したランク分けのための別の第二の神経ネットに送
られるが、分析の神経ネット段階において他の細胞と競合する必要もない。すな
わち、第一の群の候補細胞は第一の神経ネットによってスコア化され、第二の群
の候補細胞は第二の神経ネットによってスコア化され、各群の細胞が次の段階に
送られ専門検討者に対して表示される。
胞は、分析の神経ネット段階において他の細胞と競合しない。むしろ、第一の群
の候補細胞は神経ネットによってスコア化され、第二の群の候補細胞は神経ネッ
トを迂回して、直接次の段階に送られ専門検討者に対して表示される。 本発明のさらに別の態様においては、図３に示すように、異常角質化を示す細
胞は、神経ネットによる独立したランク分けのための別の第二の神経ネットに送
られるが、分析の神経ネット段階において他の細胞と競合する必要もない。すな
わち、第一の群の候補細胞は第一の神経ネットによってスコア化され、第二の群
の候補細胞は第二の神経ネットによってスコア化され、各群の細胞が次の段階に
送られ専門検討者に対して表示される。
【００４４】 次いで、病理学者、細胞学者、またはその他の専門検討者が、表示のために送
られ、ビデオモニター上に表示された対象を肉眼的に検査することができる。次
いで、肉眼的観察を終えた検討者は、癌または前癌状態が存在するかどうかを判
定することができる。本発明によれば、本発明の画像認識システムは、症例を代
表するものとして専門検討者によって選別された疑わしい細胞および細胞クラス
ターのカラープリントアウトも提供する。
られ、ビデオモニター上に表示された対象を肉眼的に検査することができる。次
いで、肉眼的観察を終えた検討者は、癌または前癌状態が存在するかどうかを判
定することができる。本発明によれば、本発明の画像認識システムは、症例を代
表するものとして専門検討者によって選別された疑わしい細胞および細胞クラス
ターのカラープリントアウトも提供する。
【００４５】 細胞をスコア化して専門検討者に対して表示することに代わる態様として、形
態学的異常および／または異常角質化の特定の閾値を設定するようにシステムを
プログラムすることがある。これらの閾値を超えた場合には、スコアが閾値を超
えたかどうかに関わらず、システムは自動的にそのような特定細胞のみを可視化
し、標本上で最高のスコアまたは最高にランクされた細胞は可視化しない。
態学的異常および／または異常角質化の特定の閾値を設定するようにシステムを
プログラムすることがある。これらの閾値を超えた場合には、スコアが閾値を超
えたかどうかに関わらず、システムは自動的にそのような特定細胞のみを可視化
し、標本上で最高のスコアまたは最高にランクされた細胞は可視化しない。
【００４６】 本発明の別の態様においては、システムは、アルゴリズム・クラシファイヤー
の基底細胞検出器を用いて基底細胞を検出および表示するようにプログラムする
ことができる。あるいは、病理学者は、光学顕微鏡を用いて試料中の細胞を調べ
て基底細胞の存在を検出するだけでよい。本態様は、全体検査プロセスにおいて
「フェールセーフ性」を提供することで、経上皮試料が得られたこと、すなわち
細胞試料が上皮の３つの層全部に由来する細胞を含んでいることが保証される。
病理学者が実際には基底細胞が存在しないと判定した場合には、その不完全試料
が陰性であることを無視することができ、サンプリングをやり直して分析用経上
皮試料を得るように試みることができる。このようにして、病理学者は検査結果
に関して不完全試料への依存から脱却する。すなわち、最初のサンプリングで経
上皮試料を得ることができなかった場合には、まずその失敗が検出されるので、
患者が偽陰性判定からセキュリティーに誤解を抱くことがなくなる。
の基底細胞検出器を用いて基底細胞を検出および表示するようにプログラムする
ことができる。あるいは、病理学者は、光学顕微鏡を用いて試料中の細胞を調べ
て基底細胞の存在を検出するだけでよい。本態様は、全体検査プロセスにおいて
「フェールセーフ性」を提供することで、経上皮試料が得られたこと、すなわち
細胞試料が上皮の３つの層全部に由来する細胞を含んでいることが保証される。
病理学者が実際には基底細胞が存在しないと判定した場合には、その不完全試料
が陰性であることを無視することができ、サンプリングをやり直して分析用経上
皮試料を得るように試みることができる。このようにして、病理学者は検査結果
に関して不完全試料への依存から脱却する。すなわち、最初のサンプリングで経
上皮試料を得ることができなかった場合には、まずその失敗が検出されるので、
患者が偽陰性判定からセキュリティーに誤解を抱くことがなくなる。
【００４７】 市販のＰＡＰＮＥＴシステムは処理速度が比較的遅い神経ネットワークを有す
るプラットフォームのためにデザインされたものである。検査を要するオリジナ
ル試料中には多数の細胞が含まれていること、およびオリジナルのＰＡＰＮＥＴ
神経ネットワークのスピードが遅いために、神経ネットワークによって分析され
る細胞の集団を各段階で減少させることで、妥当な時間内に全体プロセスが進行
するようにした多段階分析を行った。たとえば、５００，０００個の細胞が試料
に含まれていたとすると、アルゴリズムによる第一段階神経ネットワークまたは
その他の分析手法を応用した第一の分析段階が、集団を約５０，０００個の細胞
数まで減少させることができ、次いでこれをそのとき使用されている神経ネット
ワークの処理速度によってありのままに検査することができる。
るプラットフォームのためにデザインされたものである。検査を要するオリジナ
ル試料中には多数の細胞が含まれていること、およびオリジナルのＰＡＰＮＥＴ
神経ネットワークのスピードが遅いために、神経ネットワークによって分析され
る細胞の集団を各段階で減少させることで、妥当な時間内に全体プロセスが進行
するようにした多段階分析を行った。たとえば、５００，０００個の細胞が試料
に含まれていたとすると、アルゴリズムによる第一段階神経ネットワークまたは
その他の分析手法を応用した第一の分析段階が、集団を約５０，０００個の細胞
数まで減少させることができ、次いでこれをそのとき使用されている神経ネット
ワークの処理速度によってありのままに検査することができる。
【００４８】 マイクロプロセッサーとコンピューターの速度が上がっているので、閾値クロ
シング、色分析、または形態分析のいずれかを決める決定分析を１段階神経ネッ
トワークで行うことができる。１段階神経ネットワークとは、神経ネットワーク
内に異なる層が存在していてもよいが、プロセス全体は、神経ネットワーク分析
を要する対象をあらかじめ除去しておかなくても１段階で行うことができること
をいう。
シング、色分析、または形態分析のいずれかを決める決定分析を１段階神経ネッ
トワークで行うことができる。１段階神経ネットワークとは、神経ネットワーク
内に異なる層が存在していてもよいが、プロセス全体は、神経ネットワーク分析
を要する対象をあらかじめ除去しておかなくても１段階で行うことができること
をいう。
【００４９】 ペンティアム(登録商標）３００などの最新のプロセッサーを用いれば、試料細
胞の集団全体を実用操作が可能なほど十分に短い時間内に分析することができる
単一神経ネットワーク段階を実施することができる。 以上、本発明の具体的態様について説明したが、さらに別の態様、改変、およ
び変更が当該分野に熟練せる者にとって自明または想起されるものであるため、
上記説明内容は本発明を限定するものではないと解する。本願はそのような態様
、改変、および変更の全てを包含するものとする。
胞の集団全体を実用操作が可能なほど十分に短い時間内に分析することができる
単一神経ネットワーク段階を実施することができる。 以上、本発明の具体的態様について説明したが、さらに別の態様、改変、およ
び変更が当該分野に熟練せる者にとって自明または想起されるものであるため、
上記説明内容は本発明を限定するものではないと解する。本願はそのような態様
、改変、および変更の全てを包含するものとする。
【図１】 本発明の１つの態様の方法を説明するフローチャートである。
【図２】 本発明による別の態様の方法を説明するフローチャートである。
【図３】 本発明による第三の態様の方法を説明するフローチャートである。
【図４】 剥脱細胞診を用いて得られるサンプリングの程度を示す前癌または癌細胞を含
む上皮の切片の断面図である。
む上皮の切片の断面図である。
【図５】 本発明のブラシ生検法を用いて得られるサンプリングの程度を示す前癌または
癌細胞を含む上皮の切片の断面図である。
癌細胞を含む上皮の切片の断面図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年３月１９日（２００１．３．１９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｎ 33/48 Ｇ０１Ｎ 33/48 Ｔ 33/483 33/483 Ｃ Ｚ 33/50 33/50 Ｑ (31)優先権主張番号 ０９／２９８，２１８ (32)優先日 平成11年４月23日(1999．4．23) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ， ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，Ｃ Ｚ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ， ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，Ｌ Ｒ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ， ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，Ｔ Ｒ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 フリスト ステファン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 10952 モンジー ハイビュー ロード 52 (72)発明者 レクト ジョエル アメリカ合衆国 ニューヨーク州 10952 モンジー パーカー ブラバード 17 Ｆターム(参考） 2G045 AA24 AA25 BA14 BB24 CB01 CB09 FA16 GC12 GC30 HA06 JA01 JA20 2G052 AA33 AB16 AC11 AD14 AD34 AD54 BA02 BA19 FA08 GA09 GA11 JA08
Claims (118)
- 【請求項１】 生体の上皮組織中の異常細胞を検出するための装置において
、該上皮組織の少なくとも２つの層から細胞を採取するための経上皮的非裂傷性
サンプリング手段と、異常細胞を検出するための該経上皮的サンプリング手段に
よって採取された該細胞を分析するための分析装置とから成ることを特徴とする
装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出するた
めの装置において、該上皮組織が角質化細胞から成ることを特徴とする装置。 - 【請求項３】 請求項１に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出するた
めの装置において、該経上皮的非裂傷性サンプリング手段が該上皮組織の３つの
創から細胞を採取し、該３つの層が表層、中間層、および基底層から成ることを
特徴とする装置。 - 【請求項４】 請求項１に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出するた
めの装置において、該経上皮的サンプリング手段が剥離サンプリング構造体から
成ることを特徴とする装置。 - 【請求項５】 請求項１に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出するた
めの装置において、該サンプリング構造体がブラシから成ることを特徴とする装
置。 - 【請求項６】 請求項２に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出するた
めの装置において、該経上皮的サンプリング手段が、３つの層から細胞を採取し
、該3つの層が表層、中間層、および基底層から成ることを特徴とする装置。 - 【請求項７】 請求項２に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出するた
めの装置において、該経上皮的サンプリング手段が剥離サンプリング構造体から
成ることを特徴とする装置。 - 【請求項８】 請求項２に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出するた
めの装置において、該サンプリング構造体がブラシから成ることを特徴とする装
置。 - 【請求項９】 請求項５に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出するた
めの装置において、該ブラシが、分析のための試料が採取される上皮組織の上で
回転させられる剛毛を有するナイロン製ブラシから成ることを特徴とする装置。 - 【請求項１０】 請求項９に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出する
ための装置において、該ブラシが丸くて堅いナイロン製ブラシから成ることを特
徴とする装置。 - 【請求項１１】 請求項２に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出する
ための装置において、該角質化細胞が異常に角質化した細胞を含むことを特徴と
する装置。 - 【請求項１２】 請求項３に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出する
ための装置において、該角質化細胞が異常に角質化した細胞を含むことを特徴と
する装置。 - 【請求項１３】 請求項１に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出する
ための装置において、該上皮組織が口腔上皮組織から成ることを特徴とする装置
。 - 【請求項１４】 請求項２に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出する
ための装置において、該上皮組織が口腔上皮組織から成ることを特徴とする装置
。 - 【請求項１５】 請求項１に記載の生体の上皮組織中の異常形態を有する細
胞を検出するための装置において、該上皮組織が、喉頭、咽頭、食道、および陰
門から成る群より選ばれる身体部位に存在することを特徴とする装置。 - 【請求項１６】 請求項２に記載の生体の上皮組織中の異常形態を有する細
胞を検出するための装置において、該上皮組織が、喉頭、咽頭、食道、および陰
門から成る群より選ばれた身体部位に存在することを特徴とする装置。 - 【請求項１７】 請求項１に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出する
ための装置において、該異常細胞が癌病態を発現する可能性が高いものであるこ
とを特徴とする装置。 - 【請求項１８】 請求項１に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出する
ための装置において、該異常細胞が非癌病態を発現する可能性が高いものである
ことを特徴とする装置。 - 【請求項１９】 請求項１８に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための装置において、該癌以外の病態が、カンジダ症、ヘルペス、地図状舌、
扁平苔癬、およびヒトパピローマウイルスから成る群より選ばれることを特徴と
する装置。 - 【請求項２０】 請求項１に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出する
ための装置において、該異常細胞を画像化する画像認識システムをさらに備えて
いることを特徴とする装置。 - 【請求項２１】 請求項２に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出する
ための装置において、該異常細胞が癌病態を発現する可能性が高いものであるこ
とを特徴とする装置。 - 【請求項２２】 請求項２に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出する
ための装置において、該異常細胞が非癌病態を発現する可能性が高いものである
ことを特徴とする装置。 - 【請求項２３】 請求項２に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出する
ための装置において、該癌以外の病態が、カンジダ症、ヘルペス、地図状舌、扁
平苔癬、およびヒトパピローマウイルスから成る群より選ばれることを特徴とす
る装置。 - 【請求項２４】 請求項２に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出する
ための装置において、該異常細胞を画像化する画像認識システムをさらに備えて
いることを特徴とする装置。 - 【請求項２５】 請求項２０に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための装置において、該画像認識システムが、サンプリングされた細胞の中で
最も疑わしい異常細胞を選ぶための手段と、該疑わしい細胞を画像化するための
手段から成ることを特徴とする装置。 - 【請求項２６】 請求項２５に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための装置において、該画像認識システムが、該疑わしい細胞のカラー画像を
生成するための手段をさらに備えていることを特徴とする装置。 - 【請求項２７】 請求項２０に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための装置において、該画像認識システムが、可視化される該異常細胞を表示
することを特徴とする装置。 - 【請求項２８】 請求項２０に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための装置において、該画像認識システムが、該サンプリング手段によって採
取された異常形態を示す細胞を検出し、該画像認識システムがアルゴリズム・ク
ラシファイヤーをさらに備えていることを特徴とする装置。 - 【請求項２９】 請求項２８に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための装置において、該装置が形態学的クロージングを行うための手段をさら
に備えていることを特徴とする装置。 - 【請求項３０】 請求項２９に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための装置において、該装置が、サイズ分けを行うことで第一の群の候補細胞
を得るための手段をさらに備えていることを特徴とする装置。 - 【請求項３１】 請求項２４に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための装置において、該画像認識システムが、サンプリングされた細胞の中で
最も疑わしい異常細胞を選別するための手段と、該疑わしい細胞を画像化するた
めの手段から成ることを特徴とする装置。 - 【請求項３２】 請求項３１に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための装置において、該画像認識システムが、該疑わしい細胞のカラー画像を
生成するための手段をさらに備えていることを特徴とする装置。 - 【請求項３３】 請求項２４に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための装置において、該画像認識システムが、可視化される該異常細胞を表示
することを特徴とする装置。 - 【請求項３４】 請求項２４に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための装置において、該分析的画像認識システムがアルゴリズム・クラシファ
イヤーから成ることを特徴とする装置。 - 【請求項３５】 請求項２４に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための装置において、該画像認識システムが、試料の色特性を検出するための
手段から成ることを特徴とする装置。 - 【請求項３６】 請求項３５に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための装置において、該画像認識システムが、異常角質化と関連する色特性を
検出するための手段から成ることを特徴とする装置。 - 【請求項３７】 請求項３６に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための装置において、形態学的クロージングを行うための手段と、サイズ分け
を行うことで第一の群の候補細胞を得るための手段をさらに備えていることを特
徴とする装置。 - 【請求項３８】 請求項３７に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための装置において、該装置が、検出された色特性に関係する第二の群の候補
細胞を生成するための手段をさらに備えていることを特徴とする装置。 - 【請求項３９】 請求項３８に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための装置において、該第一および第二の群の候補細胞を分析して、異常細胞
である可能性が最も高い細胞をランク分けするための手段をさらに備えているこ
とを特徴とする装置。 - 【請求項４０】 請求項３５に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための装置において、選別された該可能性が最も高い群の該細胞を表示するた
めの手段をさらに備えていることを特徴とする装置。 - 【請求項４１】 請求項４０に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための装置において、該装置が直径約２〜１８μの細胞サイズを検出するため
の手段から成ることを特徴とする装置。 - 【請求項４２】 請求項３７に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための装置において、該装置が直径１０μ以下の対象を排除するための手段を
さらに備えていることを特徴とする装置。 - 【請求項４３】 請求項２０に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための装置において、該装置が、該サンプリング手段によって採取された異常
形態を有する細胞を検出することを特徴とする装置。 - 【請求項４４】 請求項４３に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための装置において、該装置が直径約２〜１８μの細胞サイズを検出するため
の手段から成ることを特徴とする装置。 - 【請求項４５】 請求項４４に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための装置において、該装置が直径１０μ以下の対象を排除するための手段を
さらに備えていることを特徴とする装置。 - 【請求項４６】 請求項２９に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための装置において、該画像認識システムが、サイズ分けを行うことで第一の
群の候補細胞を得るための手段から成ることを特徴とする装置。 - 【請求項４７】 請求項３に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出する
ための装置において、該装置が、該基底層に由来する細胞が検出されたかどうか
を検出するための手段から成ることを特徴とする装置。 - 【請求項４８】 請求項４７に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための装置において、該装置が、該基底層に由来する細胞が選ばれていないこ
とを判定する際に該分析を停止するための手段をさらに備えていることを特徴と
する装置。 - 【請求項４９】 請求項６に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出する
ための装置において、該装置が、該基底層に由来する細胞が検出されたかどうか
を検出するための手段から成ることを特徴とする装置。 - 【請求項５０】 請求項４９に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための装置において、該装置が、該基底層に由来する細胞が選ばれていないこ
とを判定する際に該分析を停止するための手段をさらに備えていることを特徴と
する装置。 - 【請求項５１】 請求項２に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出する
ための装置において、該細胞が染色されて、異常角質の染色外観を生ぜしめるこ
とを特徴とする装置。 - 【請求項５２】 請求項２に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出する
ための装置において、異常角質化を検出するための自動画像処理システムをさら
に備えていることを特徴とする装置。 - 【請求項５３】 請求項５１に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための装置において、該層が、該組織の３つの層から成り、該３つの層が表層
、中間層、および基底層から成ることを特徴とする装置。 - 【請求項５４】 請求項１に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出する
ための装置において、該経上皮的サンプリング手段から採取された該細胞が染色
され、該装置が該染色細胞を分析することを特徴とする装置。 - 【請求項５５】 請求項２に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出する
ための装置において、該経上皮的サンプリング手段から採取された該細胞が染色
され、該装置が該染色細胞を分析することを特徴とする装置。 - 【請求項５６】 請求項３に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出する
ための装置において、該経上皮的サンプリング手段から採取された該細胞が染色
され、該装置が該染色細胞を分析することを特徴とする装置。 - 【請求項５７】 請求項２０に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための装置において、該経上皮的サンプリング手段から採取された該細胞が染
色されることを特徴とする装置。 - 【請求項５８】 請求項５７に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための装置において、該染色細胞を分析する該装置が、該画像認識システムに
よって生成された画像から細胞核を分離するアルゴリズム・クラシファイヤーを
含み、形態学的クロージングを行うための手段と、サイズ分けを行うことで第一
の群の候補細胞を得るための手段をさらに備えていることを特徴とする装置。 - 【請求項５９】 請求項５８に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための装置において、該画像認識システムが、角質の存在と関連するパラメー
ターを検出し、角質の存在を分析する該試料のさらなる形態学的クロージングを
行い、サイズ分けを行うことで該角質を含んでいる形態学的クロージングを終了
した該細胞から第二の群の候補細胞を得るためのアルゴリズム・クラシファイヤ
ーを含んでいることを特徴とする装置。 - 【請求項６０】 請求項５９に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための装置において、該第一の群の候補細胞と該第二の群の候補細胞を分析し
て、最も異常な形態を有する細胞をランク分けするための神経ネットワークと、
該細胞のサブセットを表示するための手段をさらに備えていることを特徴とする
装置。 - 【請求項６１】 請求項５９に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための装置において、該画像認識システムが、第一の群の候補細胞から最高に
ランクされた細胞を表示し、異常角質化と関連する色特性の存在を示す細胞を肉
眼的観察のために表示することを特徴とする装置。 - 【請求項６２】 請求項２０に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための装置において、該画像認識システムおよび該分析装置が、該サンプリン
グ手段によってサンプリングされた細胞の特性に関係する閾値を設定するための
手段と、該サンプリング手段による該細胞の特性が該閾値を超えている場合を検
出するための手段から成ることを特徴とする装置。 - 【請求項６３】 請求項２４に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための装置において、該画像認識システムおよび該分析装置が、該サンプリン
グ手段によってサンプリングされた細胞の特性に関係する閾値を設定するための
手段と、該サンプリング手段による該細胞の特性が該閾値を超えている場合を検
出するための手段から成ることを特徴とする装置。 - 【請求項６４】 請求項６３に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための装置において、サンプリングされた閾値を設定する細胞の特性がその色
特性に関するものであることを特徴とする装置。 - 【請求項６５】 請求項６４に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための装置において、色特性が異常角質化の外観に関するものであることを特
徴とする装置。 - 【請求項６６】 請求項６２に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための装置において、試料細胞の特性が形態学的特性に関するものであること
を特徴とする装置。 - 【請求項６７】 請求項６４に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための装置において、試料細胞の特性が形態学的特性に関するものであること
を特徴とする装置。 - 【請求項６８】 請求項６３に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための装置において、色特性が異常角質化の外観に関するものであることを特
徴とする装置。 - 【請求項６９】 請求項６８に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための装置において、試料細胞の特性が形態学的特性に関するものであること
を特徴とする装置。 - 【請求項７０】 試料細胞が採取された生体の異常上皮組織を検出するため
の方法において、該方法が、採取された試料細胞を分析して異常に角質化した細
胞を検出することから成ることを特徴とする方法。 - 【請求項７１】 請求項７０に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための方法において、該異常に角質化した細胞を画像化する工程をさらに備え
ていることを特徴とする方法。 - 【請求項７２】 請求項７０に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための方法において、試料細胞の中で最も疑わしい異常細胞を選び、該疑わし
い細胞を画像化する工程をさらに備えていることを特徴とする方法。 - 【請求項７３】 請求項７０に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための方法において、異常角質化と関連する色特性を検出する工程をさらに備
えていることを特徴とする方法。 - 【請求項７４】 請求項７０に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための方法において、該試料細胞のどれが異常形態を示すかを検出する工程と
、異常形態を示す該細胞を分類する工程をさらに備えていることを特徴とする方
法。 - 【請求項７５】 請求項７４に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための方法において、形態学的クロージングを行う工程をさらに備えているこ
とを特徴とする方法。 - 【請求項７６】 請求項７５に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための方法において、サイズ分けを行うことで第一の群の候補細胞を得ること
をさらに特徴とする方法。 - 【請求項７７】 請求項７６に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための方法において、色飽和特性に関係する第二の群の候補細胞を生成するこ
とをさらに特徴とする方法。 - 【請求項７８】 請求項７７に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための方法において、第一または第二の群の候補細胞を画像化する工程をさら
に備えていることを特徴とする方法。 - 【請求項７９】 請求項７７に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための方法において、該第一および第二の群の候補細胞を分析して、異常細胞
である可能性が最も高い細胞をランク分けする工程をさらに備えていることを特
徴とする方法。 - 【請求項８０】 請求項７０に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための方法において、該細胞を染色して異常角質の染色外観を生ぜしめる工程
から成ることを特徴とする方法。 - 【請求項８１】 請求項８０に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための方法において、該染色細胞をアルゴリズム的に分類し、該染色細胞を画
像化し、該画像から細胞核を分離し、形態学的クロージングを行い、サイズ分け
を行うことで第一の群の候補細胞を得る工程から成ることを特徴とする方法。 - 【請求項８２】 請求項７６に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための方法において、異常角質化の存在と関連する細胞の形態学的クロージン
グを行う工程と、異常角質化の存在と関連する該細胞のサイズ分けを行って第二
の群の候補細胞を生成する工程をさらに備えていることを特徴とする方法。 - 【請求項８３】 請求項８２に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための方法において、該第一および第二の群の候補細胞を分析して、最も異常
な形態を有する細胞をランク分けし、該細胞のサブセットを表示する工程をさら
に備えていることを特徴とする方法。 - 【請求項８４】 請求項８２に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための方法において、異常角質化と関連する色特性の存在を示す第一の群の候
補細胞から最高にランクされる細胞を表示し、該表示細胞を肉眼的に観察する工
程をさらに備えていることを特徴とする方法。 - 【請求項８５】 請求項７０に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための方法において、試料細胞の特性に関係する閾値を設定し、該試料細胞の
特性が該閾値を超えている場合を検出する工程から成ることを特徴とする方法。 - 【請求項８６】 請求項８５に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための方法において、試料細胞の特性がその色特性に関するものであることを
特徴とする方法。 - 【請求項８７】 請求項８６に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための方法において、色特性が色飽和度に関するものであることを特徴とする
方法。 - 【請求項８８】 請求項８７に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための方法において、色特性が異常角質化の外観に関するものであることを特
徴とする方法。 - 【請求項８９】 請求項８５に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための方法において、試料細胞の特性が形態学的特性に関するものであること
を特徴とする方法。 - 【請求項９０】 請求項８７に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための方法において、試料細胞の特性が形態学的特性に関するものであること
を特徴とする方法。 - 【請求項９１】 請求項７０に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための方法において、該試料細胞が組織学的検査によって得られることを特徴
とする方法。 - 【請求項９２】 請求項７０に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための方法において、該試料細胞が、該上皮組織の３つの層から採取され、該
３つの層が表層、中間層、および基底層から成ることを特徴とする方法。 - 【請求項９３】 請求項７０に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための方法において、該基底層に由来する細胞が検出されたかどうかを検出す
る工程をさらに備えていることを特徴とする方法。 - 【請求項９４】 試料細胞が採取された生体の異常上皮組織を検出するため
の装置において、該上皮組織が角質化細胞から成り、該装置が、採取された試料
細胞を分析して異常に角質化した細胞を検出するための手段から成ることを特徴
とする装置。 - 【請求項９５】 請求項９４に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための装置において、該異常に角質化した細胞を画像化するための手段をさら
に備えていることを特徴とする装置。 - 【請求項９６】 請求項９４に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための装置において、試料細胞の中で最も疑わしい異常細胞を選別するための
手段と、該疑わしい細胞を画像化するための手段をさらに備えていることを特徴
とする装置。 - 【請求項９７】 請求項９４に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための装置において、異常角質化と関連する色特性を検出するための手段をさ
らに備えていることを特徴とする装置。 - 【請求項９８】 請求項９４に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための装置において、該試料細胞のうちのどれが異常形態を示すかを検出する
ための手段と、異常形態を示す該細胞を分類するための手段をさらに備えている
ことを特徴とする装置。 - 【請求項９９】 請求項９８に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出す
るための装置において、形態学的クロージングを行うための手段をさらに備えて
いることを特徴とする装置。 - 【請求項１００】 請求項９９に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出
するための装置において、サイズ分けを行うことで第一の群の候補細胞を得るた
めの手段をさらに備えていることを特徴とする装置。 - 【請求項１０１】 請求項１００に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検
出するための装置において、色飽和度特性に関係する第二の群の候補細胞を生成
するための手段をさらに備えていることを特徴とする装置。 - 【請求項１０２】 請求項１０１に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検
出するための装置において、第一または第二の群の候補細胞を画像化するための
手段をさらに備えていることを特徴とする装置。 - 【請求項１０３】 請求項１０１に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検
出するための装置において、該第一および第二の群の候補細胞を分析して、異常
細胞である可能性が最も高い細胞をランク分けするための手段をさらに備えてい
ることを特徴とする装置。 - 【請求項１０４】 請求項９４に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出
するための装置において、該細胞を染色して異常角質の染色外観を生ぜしめるこ
とを特徴とする装置。 - 【請求項１０５】 請求項１０４に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検
出するための装置において、該染色細胞をアルゴリズム的に分類するための手段
、該染色細胞を画像化して該画像から細胞核を分離するための手段、形態学的ク
ロージングを行うための手段、およびサイズ分けを行うことで第一の群の候補細
胞を得るための手段から成ることを特徴とする装置。 - 【請求項１０６】 請求項１００に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検
出するための装置において、異常角質化の存在と関連する細胞の形態学的クロー
ジングを行うための手段と、異常角質化の存在と関連する該細胞のサイズ分けを
行って第二の群の候補細胞を得るための手段をさらに備えていることを特徴とす
る装置。 - 【請求項１０７】 請求項１０６に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検
出するための装置において、該第一の群の候補細胞と該第二の群の候補細胞を分
析して、最も異常な形態を有する細胞をランク分けして該細胞のサブセットを表
示するための手段をさらに備えていることを特徴とする装置。 - 【請求項１０８】 請求項１０６に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検
出するための装置において、異常角質化と関連する色特性の存在を示す第一の群
の候補細胞から最高にランクされる細胞を表示するための手段と、表示細胞を肉
眼的に観察するための手段をさらに備えていることを特徴とする装置。 - 【請求項１０９】 請求項９４に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出
するための装置において、試料細胞の特性に関係する閾値を設定するための手段
と、該試料細胞の特性が該閾値を超えている場合を検出するための手段から成る
ことを特徴とする装置。 - 【請求項１１０】 請求項１０９に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検
出するための装置において、試料細胞の特性がその色特性に関するものであるこ
とを特徴とする装置。 - 【請求項１１１】 請求項１１０に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検
出するための装置において、色特性が色飽和度に関するものであることを特徴と
する装置。 - 【請求項１１２】 請求項１１０に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検
出するための装置において、色特性が異常角質化の外観に関するものであること
を特徴とする装置。 - 【請求項１１３】 請求項１０９に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検
出するための装置において、色特性が形態学的特性に関するものであることを特
徴とする装置。 - 【請求項１１４】 請求項１１１に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検
出するための装置において、試料細胞の特性が形態学的特性に関するものである
ことを特徴とする装置。 - 【請求項１１５】 請求項９４に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出
するための装置において、該試料細胞が組織学的検査によって得られることを特
徴とする装置。 - 【請求項１１６】 請求項９４に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出
するための装置において、該試料細胞が細胞診によって得られることを特徴とす
る装置。 - 【請求項１１７】 請求項９５に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出
するための装置において、該試料細胞が該上皮組織の３つの層から採取され、該
３つの層が表層、中間層、および基底層から成ることを特徴とする装置。 - 【請求項１１８】 請求項９５に記載の生体の上皮組織中の異常細胞を検出
するための装置において、該基底層に由来する細胞が検出されたかどうかを検出
する工程をさらに備えていることを特徴とする装置。
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