JP2010004788A

JP2010004788A - 細胞観察装置

Info

Publication number: JP2010004788A
Application number: JP2008166871A
Authority: JP
Inventors: Hirotada Watanabe; 博忠渡邉
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2008-06-26
Filing date: 2008-06-26
Publication date: 2010-01-14

Abstract

【課題】細胞の生育状況をより正確に把握する。
【解決手段】抽出部４２は、顕微鏡１１およびカメラ１２により透過光を用いて細胞を所定の時間間隔で撮影したタイムラプス画像内において、ハロが発生している細胞を抽出する。追跡部４３は、抽出部４２による細胞の抽出結果に基づいて、観察中の細胞の分裂を追跡する。更新部４４は、追跡部４３により検出された分裂が終了した細胞の数を加算していくことにより、観察中の細胞の総数を更新する。本発明は、例えば、顕微鏡を用いた細胞観察装置に適用できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、細胞観察装置に関し、特に、細胞を撮影した画像に基づいて細胞の観察を行う細胞観察装置に関する。

従来、細胞を撮影した画像に基づいて、細胞の色、形、サイズ、コンタミネーションの有無などを計測し、細胞の死滅やコンタミネーションの発生などの異常がないかを判断したり、細胞数を計測し、細胞が必要量に達しているか否かを判断したりすることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−１６１９４号公報

しかしながら、細胞の分裂が進み、細胞が密集してくると、画像中の個々の細胞を認識し、細胞の数や大きさを確認することが困難になる。

そのため、従来、細胞の核を蛍光物質等で染色して撮影した蛍光画像を取得し、細胞の個数をカウントすることが行われている。しかしながら、この場合、染色物質が細胞の生育に影響を及ぼしてしまう。

本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、細胞の生育状況をより正確に把握することができるようにするものである。

本発明の一側面の細胞観察装置は、透過光を用いて細胞を時系列に撮影した画像に基づいて細胞の観察を行う細胞観察装置であって、前記画像内においてハロが発生している細胞を抽出する抽出手段と、前記抽出手段による細胞の抽出結果に基づいて、観察中の細胞の分裂を追跡する追跡手段と、前記追跡手段により検出された分裂が終了した細胞の数を加算していくことにより、観察中の細胞の総数を更新する更新手段とを含む。

本発明の一側面においては、透過光を用いて細胞を時系列に撮影した画像内においてハロが発生している細胞が抽出され、細胞の抽出結果に基づいて、観察中の細胞の分裂が追跡され、検出された分裂が終了した細胞の数を加算していくことにより、観察中の細胞の総数が更新される。

本発明の一側面によれば、観察中の細胞の総数を求めることができる。特に、本発明の一側面によれば、観察中の細胞の総数をより正確に求めることができ、その結果、細胞の生育状況をより正確に把握することができる。

以下、図面を参照して本発明を適用した実施の形態について説明する。

図１は、本発明を適用した観察システムの一実施の形態を示すブロック図である。この観察システム１は、細胞を時系列に撮影し、撮影した画像に基づいて、細胞の生育状況を観察するシステムである。観察システム１は、顕微鏡１１、カメラ１２、パーソナルコンピュータ（以下、PCと称する）１３およびモニタ１４を含むように構成される。

顕微鏡１１は、透過光を用いて標本を位相差観察することが可能な顕微鏡である。また、顕微鏡１１は、PC１３の制御の基に、PC１３に設定された時間間隔でカメラ１２により標本を撮影するタイムラプス撮影に対応することができる。

カメラ１２は、例えば、CCD撮像素子を有するデジタルカメラにより構成される。カメラ１２は、PC１３の制御の基にタイムラプス撮影を行い、その結果得られた標本画像（以下、タイムラプス画像と称する）をPC１３に供給する。

PC１３は、所定の制御プログラムを実行することにより細胞観察部２１の機能を実現する。細胞観察部２１は、カメラ１２により撮影されたタイムラプス画像に基づいて、顕微鏡１１に標本として設置されている細胞を観察し、細胞の生育の良否を判定する。細胞観察部２１は、機器制御部３１、データ処理部３２、および、表示制御部３３を含むように構成される。

機器制御部３１は、顕微鏡１１およびカメラ１２を制御して、顕微鏡１１の標本である細胞を時系列に撮影させ、その結果得られたタイムラプス画像を取得し、データ処理部３２および表示制御部３３に供給する。

データ処理部３２は、初期値検出部４１、抽出部４２、追跡部４３、更新部４４、面積検出部４５、および、判定部４６を含むように構成される。

初期値検出部４１は、タイムラプス画像の最初のフレームに写っている細胞の数を、観察する細胞の総数の初期値として検出する。初期値検出部４１は、検出した細胞の総数の初期値を更新部４４および表示制御部３３に通知する。

抽出部４２は、図２などを参照して後述するように、タイムラプス画像に写っている細胞の中から分裂中または分裂直後の細胞を抽出する。抽出部４２は、細胞の抽出に用いたタイムラプス画像、および、抽出した細胞の位置を示す情報を追跡部４３に供給する。

追跡部４３は、図２などを参照して後述するように、抽出部４２による細胞の抽出結果に基づいて、タイムラプス画像を用いて観察中の細胞の分裂を追跡する。また、追跡部４３は、分裂が終了した細胞を検出した場合、分裂が終了した細胞を検出したことを更新部４４に通知する。さらに、追跡部４３は、細胞の追跡処理が終了した場合、追跡処理が終了したことを更新部４４に通知する。

更新部４４は、初期値検出部４１により検出された細胞の総数の初期値に、追跡部４３により検出された分裂が終了した細胞の数を加算していくことにより、観察中の細胞の総数を更新する。更新部４４は、更新した細胞の総数を示す情報を判定部４６および表示制御部３３に供給する。

面積検出部４５は、タイムラプス画像内において細胞が存在する領域の面積を求める。面積検出部４５は、求めた面積を示す情報を判定部４６に供給する。また、面積検出部４５は、細胞の存在する領域、および、その面積を示す情報を表示制御部３３に供給する。

判定部４６は、面積検出部４５により検出された面積を、更新部４４により更新された細胞の総数で割ることにより、細胞の大きさの平均値を求める。判定部４６は、求めた細胞の大きさの平均値が所定の範囲内に入っているか否かに基づいて、細胞の生育の良否を判定する。判定部４６は、判定結果を示す情報を表示制御部３３に供給する。

表示制御部３３は、図１６などを参照して後述するように、モニタ１４を制御して、タイムラプス観察の観察結果をモニタ１４に表示させる。

次に、図２のフローチャートを参照して、観察システム１により実行される細胞観察処理について説明する。

ステップＳ１において、機器制御部３１は、実験パラメータを取得する。すなわち、ユーザは、PC１３の図示せぬ入力部を介して、観察システム１を用いて細胞のタイムラプス観察を行うために必要な実験パラメータを入力し、機器制御部３１は、入力された実験パラメータを取得する。この実験パラメータは、例えば、タイムラプス画像を撮影する間隔などを含む。

ステップＳ２において、機器制御部３１は、タイムラプス画像を撮影するタイミングになったとき、カメラ１２を制御して、顕微鏡１１に設置されている標本（細胞）を撮影させ、その結果得られたタイムラプス画像を取得する。機器制御部３１は、取得したタイムラプス画像を、初期値検出部４１、抽出部４２、および、表示制御部３３に供給する。

ステップＳ３において、初期値検出部４１は、細胞の総数の初期値を求める。例えば、初期値検出部４１は、取得したタイムラプス画像のエッジを抽出する。そして、初期値検出部４１は、エッジを抽出した画像に基づいて、タイムラプス画像に写っている細胞の数をカウントし、その結果を細胞の総数の初期値に設定する。初期値検出部４１は、細胞の総数の初期値を更新部４４および表示制御部３３に通知する。

なお、ステップＳ３の処理は、細胞数が少なく、タイムラプス画像内において細胞が重なっていない状態で行うようにすることが望ましい。

ステップＳ４において、抽出部４２は、タイムラプス画像においてハロが発生している細胞を抽出する。ここで、図３乃至図７を参照して、ステップＳ４の処理の詳細について説明する。

図３乃至図６は、細胞が分裂する様子を時刻ｔ０から時刻ｔ３まで時系列に撮影した位相差画像を模式的に示す図である。図３は、時刻ｔ０における分裂前（間期）の細胞１０１の様子を示している。分裂前の細胞１０１は、ほぼ平らで薄く、細胞を培養しているディッシュなどの底に張り付いた状態となる。そのため、細胞内の位相差が小さく、細胞１０１の輪郭付近においてハロはほとんど発生しない。

図４および図５は、時刻ｔ１および時刻ｔ２における分裂中の細胞１０１の様子を示している。細胞１０１は、分裂期に入ると、次第に球状に近づき、厚みが増していく。ただし、この時点では、細胞１０１の輪郭付近においてハロはほとんど発生していない。そして、細胞１０１の分裂がさらに進むと、さらに細胞１０１の厚みが増し、細胞内の位相差が大きくなる。そうすると、図５に示されるように、細胞１０１の輪郭付近にハロが強く現れる。

図６は、時刻ｔ３における分裂直後の細胞１０１の様子を示している。細胞１０１が細胞１１１と細胞１１２の２つの細胞に分裂した直後においては、細胞１１１と細胞１１２は、まだ球状に近く厚みがある。従って、細胞内の位相差が大きく、細胞１１１および細胞１１２の輪郭付近においてハロが強く現れる。

その後、細胞１１１および細胞１１２は、図３の細胞１０１のように、次第に薄く平らになっていき、輪郭付近のハロが次第に消えていく。

従って、図７に模式的に示されるように、タイムラプス画像（位相差画像）内の細胞は、輪郭付近にハロがほとんど発生していない間期の細胞（図中、灰色で塗り潰された細胞）と、輪郭付近にハロが強く発生している分裂期の細胞（図中、形が丸く周りが明るい細胞）に分かれる。抽出部４２は、取得したタイムラプス画像（位相差画像）においてハロが発生している細胞を抽出することにより、分裂期の細胞を抽出する。そして、抽出部４２は、タイムラプス画像、および、抽出した細胞の位置を示す情報を追跡部４３に供給する。

ステップＳ５において、追跡部４３は、抽出された細胞の位置を記録する。

ステップＳ６において、機器制御部３１は、次のフレームのタイムラプス画像を撮影するタイミングになったとき、カメラ１２を制御して、顕微鏡１１に設置されている標本（細胞）を撮影させ、その結果得られたタイムラプス画像を取得する。機器制御部３１は、取得したタイムラプス画像を、抽出部４２、面積検出部４５、および、表示制御部３３に供給する。

ステップＳ７において、面積検出部４５は、タイムラプス画像において細胞の占める面積を求める。具体的には、面積検出部４５は、既存の手法を用いて、タイムラプス画像内において細胞が存在する領域を認識し、その領域をマスクする。図８は、図７のタイムラプス画像において細胞が存在すると認識されマスクされた領域を斜線で示している。面積検出部４５は、顕微鏡の倍率などに基づいて、マスクした領域の実際の面積を求め、求めた面積を示す情報を判定部４６に供給する。また、面積検出部４５は、細胞の存在する領域、および、その面積を示す情報を表示制御部３３に供給する。

ステップＳ８において、データ処理部３２は、細胞数更新処理を実行する。ここで、図９乃至図１１を参照して、細胞数更新処理の詳細について説明する。

まず、図９および図１０を参照して、細胞数更新処理の概要について説明する。

図９は、分裂中の細胞の数の推移の例を示している。なお、図中、横軸はタイムラプス画像のフレームの番号を示している。また、分裂中の各細胞を白の四角で表し、縦方向に並ぶ四角の数により、各フレームにおける分裂中の細胞の数を示している。また、フレーム間で同じ細胞を線により結んでいる。

従って、図９において、１フレーム目では、４個の細胞が分裂中であり、２フレーム目では、新たに２つの細胞が分裂を開始し、２つの細胞の分裂が終了している。同様に、３フレーム目では、新たに３つの細胞が分裂を開始し、２つの細胞の分裂が終了しており、４フレーム目では、新たに３つの細胞が分裂を開始し、２つの細胞の分裂が終了しており、５フレーム目では、新たに１つの細胞が分裂を開始し、１つの細胞の分裂が終了しており、６フレーム目では、新たに分裂を開始した細胞はなく、５つの細胞の分裂が終了している。

１つの細胞は２つに分裂するため、１つの細胞の分裂が終了すると、細胞の数は１個増える。従って、１フレーム目と２フレーム目の間で細胞が２個増え、２フレーム目と３フレーム目の間で細胞が２個増え、３フレーム目と４フレーム目の間で細胞が２個増え、４フレーム目と５フレーム目の間で細胞が１個増え、５フレーム目と６フレーム目の間で細胞が５個増えていることになる。

従って、タイムラプス画像の各フレームにおいて、分裂が終了した細胞を検出し、分裂が終了した細胞の個数をその時点の細胞の総数に加算していくことにより、例えば、図１０に示されるように、細胞の総数の時間推移を正確に把握することができる。データ処理部３２は、以上に述べた方法により観察中の細胞の総数の推移を検出する。

次に、図１１のフローチャートを参照して、図２のステップＳ８の細胞数更新処理の詳細について説明する。

ステップＳ３１において、抽出部４２は、図２のステップＳ４の処理と同様に、タイムラプス画像においてハロが発生している細胞を抽出する。抽出部４２は、タイムラプス画像、および、抽出した細胞の位置を示す情報を追跡部４３に供給する。

ステップＳ３２において、追跡部４３は、１つ前のフレームにおいて抽出された細胞の中から１つを選択し、注目細胞に設定する。

ステップＳ３３において、追跡部４３は、注目細胞が、１つ前のフレームにおいて分裂した直後であったか否かを判定する。追跡部４３は、１つ前のフレームにおける細胞数更新処理の実行時に、注目細胞が分裂直後の細胞に分類されていない場合、注目細胞が、１つ前のフレームにおいて分裂中であった判定し、処理はステップＳ３４に進む。

ステップＳ３４において、追跡部４３は、現在のフレームにおいて、注目細胞が分裂した直後であるか否かを判定する。具体的には、追跡部４３は、１つ前のフレームにおいて注目細胞が抽出された領域において、現在のフレームにおいて２つの細胞が抽出された場合、すなわち、１つ前のフレームにおける注目細胞が、現在のフレームにおいて２つの細胞と重なる場合、注目細胞が当該２つの細胞に分裂した直後であると判定し、処理はステップＳ３５に進む。

ステップ３５において、追跡部４３は、注目細胞から分裂した２つの細胞を、分裂直後の細胞に分類する。すなわち、追跡部４３は、注目細胞から分裂した２つの細胞に対して、同じ細胞から分裂した分裂直後の細胞のペアであることが分かるようなラベルを付与する。その後、処理はステップＳ４１に進む。

一方、ステップＳ３４において、追跡部４３は、１つ前のフレームにおいて注目細胞が抽出された領域において、現在のフレームにおいて抽出された細胞が１つ以下の場合、現在のフレームにおいて、注目細胞が分裂した直後ではないと判定し、処理はステップＳ３６に進む。

ステップＳ３６において、追跡部４３は、現在のフレームにおいて注目細胞の分裂が終了しているか否かを判定する。具体的には、追跡部４３は、１つ前のフレームにおいて注目細胞が抽出された領域において、現在のフレームにおいて細胞が抽出されなかった場合、すなわち、１つ前のフレームにおける注目細胞が、現在のフレームにおいて抽出された細胞と重ならない場合、注目細胞の分裂が終了していると判定し、処理はステップＳ３７に進む。

ステップＳ３７において、更新部４４は、細胞の総数を１つ加算する。具体的には、追跡部４３は、注目細胞の分裂が終了したことを更新部４４に通知する。更新部４４は、細胞の総数を１つ加算する。その後、処理はステップＳ４１に進む。

一方、ステップＳ３６において、追跡部４３は、１つ前のフレームにおいて注目細胞が抽出された領域において、現在のフレームにおいて１つの細胞が抽出された場合、すなわち、１つ前のフレームにおける注目細胞が、現在のフレームにおいて抽出された１つの細胞と重なる場合、注目細胞はまだ分裂中であると判定し、処理はステップＳ４１に進む。

一方、ステップＳ３３において、追跡部４３は、１つ前のフレームにおける細胞数更新処理の実行時に、注目細胞が分裂直後の細胞に分類されている場合、注目細胞が、１つ前のフレームにおいて分裂した直後であったと判定し、処理はステップＳ３８に進む。

ステップＳ３８において、追跡部４３は、現在のフレームにおいて、注目細胞を含む分裂直後の細胞のペアのうち少なくとも一方が抽出されたか否かを判定する。具体的には、追跡部４３は、１つ前のフレームにおいて注目細胞が抽出された領域において、現在のフレームにおいて細胞が抽出された場合、現在のフレームにおいて注目細胞が抽出されたと判定し、現在のフレームにおいて細胞が抽出されなかった場合、現在のフレームにおいて注目細胞が抽出されなかったと判定する。

また、追跡部４３は、１つ前のフレームにおいて、注目細胞と同じ細胞から分裂した細胞（以下、ペア細胞と称する）が抽出されている場合、１つ前のフレームにおいてペア細胞が抽出された領域において、現在のフレームにおいて細胞が抽出されたとき、現在のフレームにおいてペア細胞が抽出されたと判定し、現在のフレームにおいて細胞が抽出されなかったとき、現在のフレームにおいてペア細胞が抽出されなかったと判定する。また、追跡部４３は、１つ前のフレームにおいてペア細胞が抽出されていない場合、現在のフレームにおいてペア細胞が抽出されなかったと判定する。

そして、追跡部４３が、現在のフレームにおいて、注目細胞およびそのペア細胞の両方が抽出されなかったと判定した場合、処理はステップＳ３９に進む。

ステップＳ３９において、ステップＳ３７の処理と同様に、細胞の総数が１つ加算される。すなわち、この場合、注目細胞とペア細胞が両方とも抽出されなくなった時点で、注目細胞の母細胞の分裂が終了したと判定され、細胞の総数が１つ加算される。また、注目細胞およびペア細胞が抽出されなくなっても、この２つの細胞の母細胞の分裂が終了したと判定されるだけで、２つの細胞自身の分裂が終了したとは判定されない。その後、処理はステップＳ４１に進む。

一方、ステップＳ３８において、現在のフレームにおいて、注目細胞およびそのペア細胞のうち少なくとも一方が抽出されたと判定された場合、処理はステップＳ４０に進む。

ステップＳ４０において、追跡部４３は、注目細胞およびペア細胞を引き続き分裂直後の細胞に分類する。具体的には、追跡部４３は、現在のフレームにおいて注目細胞が抽出された場合、１つ前のフレームにおいて付与されたラベルと同じラベルを注目細胞に付与する。

また、追跡部４３は、現在のフレームにおいて注目細胞のペア細胞が抽出された場合、１つ前のフレームにおいて付与されたラベルと同じラベルをそのペア細胞に付与する。そして、追跡部４３は、そのペア細胞についてはすでに処理済みとして、今回の細胞更新処理では、注目細胞に設定しない。その後、処理はステップＳ４１に進む。

ステップＳ４１において、追跡部４３は、１つ前のフレームにおいて抽出された全ての細胞について処理したか否かを判定する。１つ前のフレームにおいて抽出された細胞のうち、まだ処理していない細胞が残っていると判定された場合、処理はステップＳ３２に戻る。その後、ステップＳ４１において、１つ前のフレームにおいて抽出された全ての細胞について処理したと判定されるまで、ステップＳ３２乃至Ｓ４１の処理が繰り返し実行される。

一方、ステップＳ４１において、１つ前のフレームにおいて抽出された全ての細胞について処理したと判定された場合、処理はステップＳ４２に進む。

ステップＳ４２において、追跡部４３は、現在のフレームにおいて抽出された細胞の位置および種類を記録する。すなわち、追跡部４３は、現在のフレームにおいて抽出された細胞の位置を記録するとともに、分裂直後の細胞であることを示すラベルが付与されている細胞については、そのラベルを対応する細胞の位置と関連づけて記録する。追跡部４３は、追跡処理が終了したことを更新部４４に通知する。

ステップＳ４３において、更新部４４は、現在の細胞の総数を、判定部４６および表示制御部３３に通知する。その後、細胞数更新処理は終了する。

図２に戻り、ステップＳ９において、判定部４６は、面積検出部４５により検出された、タイムラプス画像内において細胞が存在する領域の面積を、更新部４４により更新された細胞の総数で割ることにより、細胞の大きさの平均値を求める。

ステップＳ１０において、判定部４６は、細胞が正常に生育しているか否かを判定する。例えば、図１２および図１３に示すように、タイムラプス画像において細胞の占める総面積、および、細胞の総数は、時間とともに増加する。一方、細胞が正常に生育していれば、１個あたりの細胞の大きさは一定の範囲内に収まるため、図１４に示すように、細胞１個あたりの面積は、時間とは関係なくあまり変化しない。そこで、判定部４６は、ステップＳ９において求めた細胞の大きさの平均値、すなわち、細胞１個あたりの面積が、図１５に示されるように、細胞の面積の上限値THmaxと下限値THminにより規定される正常範囲内であるか否かに基づいて、細胞が正常に生育しているか否かを判定する。判定部４６は、細胞１個あたりの面積が正常範囲内である場合、細胞が正常に生育していると判定し、処理はステップＳ１１に進む。

ステップＳ１１において、モニタ１４は、表示制御部３３の制御の基に、観察結果を表示する。具体的には、判定部４６は、細胞が正常に生育していることを表示制御部３３に通知する。表示制御部３３は、例えば、図１６に示される画像をモニタ１４に表示させる。具体的には、図１６のウインドウ１５１内には、図７と同様のタイムラプス画像が表示され、ウインドウ１５２内には、図８と同様の細胞が存在する領域をマスクしたタイムラプス画像が表示される。ウインドウ１５３内の領域１５４には、タイムラプス画像において細胞の占める面積の時間推移を示すグラフ、細胞の総数の時間推移を示すグラフ、細胞１個あたりの面積の時間推移と細胞の面積の正常範囲を示すグラフが表示される。また、ウインドウ１５３内には、Startボタン１５５、Criteria Updateボタン１５６が表示される。

ステップＳ１２において、機器制御部３１は、全てのタイムラプス画像を取得したか否かを判定する。まだ取得していないタイムラプス画像があると判定された場合、処理はステップＳ６に戻り、ステップＳ１２において、全てのタイムラプス画像を取得したと判定されるまで、ステップＳ６乃至Ｓ１２の処理が繰り返し実行される。

一方、ステップＳ１２において、全てのタイムラプス画像を取得したと判定された場合、細胞観察処理は終了する。

また、ステップＳ１０において、判定部４６は、細胞１個あたりの面積が正常範囲内でない場合、細胞が正常に生育していないと判定し、処理はステップＳ１３に進む。

ステップＳ１３において、モニタ１４は、表示制御部３３の制御の基に、細胞の生育異常を通知する。具体的には、判定部４６は、細胞の生育に異常が発生していることを表示制御部３３に通知する。表示制御部３３は、細胞の生育異常が発生していることを示す画面をモニタ１４に表示させる。その後、細胞観察処理は終了する。

このようにして、観察中の細胞の総数の時間推移を簡単かつ正確に求めることができる。また、細胞が正常に生育しているか否かを簡単かつ正確に判定することができる。

なお、以上の説明では、分裂直後の細胞が抽出されなくなった時点で、その母細胞の分裂が終了したと判定し、細胞の総数を１つ加算するようにしたが、例えば、分裂直後の２つの細胞が抽出された時点で、その母細胞の分裂が終了したと判定し、細胞の総数を１つ加算するようにしてもよい。

また、細胞の総数の初期値をデータ処理部３２で検出せずに、例えば、ユーザが数えるなどして別に求め、更新部４４に与えるようにしてもよい。

さらに、細胞の生育の良否判定に用いる細胞の面積の正常範囲は、細胞の種類などに応じて任意の範囲に設定できるようにするのが望ましい。また、例えば、細胞の生育に異常が発生していると判定した後に、細胞が正常に生育した場合などに、正常範囲を広げるなどの学習処理を行うようにしてもよい。

上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行することもできるし、ソフトウエアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行する場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のコンピュータなどに、プログラム記録媒体からインストールされる。

なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。

また、本明細書において、システムの用語は、複数の装置、手段などより構成される全体的な装置を意味するものとする。

さらに、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

本発明を適用した観察システムの一実施の形態を示すブロック図である。観察システムにより実行される細胞観察処理を説明するためのフローチャートである。細胞が分裂する様子を撮影した画像を模式的に示す図である。細胞が分裂する様子を撮影した画像を模式的に示す図である。細胞が分裂する様子を撮影した画像を模式的に示す図である。細胞が分裂する様子を撮影した画像を模式的に示す図である。細胞を撮影したタイムラプス画像の例を模式的に示す図である。図７のタイムラプス画像の細胞が存在する領域をマスクした図である。細胞数更新処理の概要を説明するための図である。細胞数更新処理の概要を説明するための図である。細胞数更新処理の詳細について説明するためのフローチャートである。細胞の占める総面積の時間推移の例を示すグラフである。細胞の総数の時間推移の例を示すグラフである。細胞１個あたりの面積の時間推移の例を示すグラフである。細胞の生育の良否の判定方法を説明するための図である。細胞の観察結果の表示例を示す図である。

符号の説明

１観察システム，１１顕微鏡，１２カメラ，１３パーソナルコンピュータ，１４モニタ，２１細胞観察部，３１機器制御部，３２データ処理部，３３表示制御部，４１初期値検出部，４２抽出部，４３追跡部，４４更新部，４５面積検出部，４６判定部

Claims

透過光を用いて細胞を時系列に撮影した画像に基づいて細胞の観察を行う細胞観察装置において、
前記画像内においてハロが発生している細胞を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段による細胞の抽出結果に基づいて、観察中の細胞の分裂を追跡する追跡手段と、
前記追跡手段により検出された分裂が終了した細胞の数を加算していくことにより、観察中の細胞の総数を更新する更新手段と
を含むことを特徴とする細胞観察装置。
前記画像内において細胞が存在する領域の面積を求める面積検出手段と、
前記細胞が存在する領域の面積を前記細胞の総数で割ることにより、観察中の細胞の大きさの平均値を算出する算出手段と、
前記細胞の大きさの平均値が所定の範囲内に入っているか否かに基づいて、観察中の細胞が正常に生育しているか否かを判定する判定手段と
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の細胞観察装置。
前記追跡手段は、前記画像の第１のフレームにおいて抽出された細胞が、前記第１のフレームの次の第２のフレームおいて抽出されなかった場合、前記第１のフレームにおいて抽出された細胞の分裂が終了したと判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の細胞観察装置。
前記追跡手段は、前記第１のフレームにおいて１つの細胞が抽出された領域において、前記第２のフレームにおいて２つの細胞が抽出された場合、前記１つの細胞が前記２つの細胞に分裂した直後であると判定し、前記第２のフレームより後のフレームにおいて、前記２つの細胞が抽出されなくなっても、前記２つの細胞の分裂が終了したと判定しない
ことを特徴とする請求項３に記載の細胞観察装置。