JP2011095225A - Apparatus and method for processing image, and microscope system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、所定の染色色素で染色された染色標本を撮像した染色標本画像を処理する画像処理装置、画像処理方法および顕微鏡システムに関するものである。 The present invention relates to an image processing apparatus, an image processing method, and a microscope system for processing a stained specimen image obtained by imaging a stained specimen stained with a predetermined staining pigment.
例えば病理診断では、臓器摘出や針生検によって得た組織検体を厚さ数ミクロン程度に薄切して標本を作成し、様々な所見を得るために顕微鏡を用いて拡大観察することが広く行われている。中でも光学顕微鏡を用いた透過観察は、機材が比較的安価で取り扱いが容易である上、歴史的に古くから行われてきたこともあって、最も普及している観察方法の一つである。ここで、生体から採取した検体は光をほとんど吸収および散乱せず、無色透明に近い。このため、標本の作成に際し、色素による染色を施すのが一般的である。 For example, in pathological diagnosis, a tissue sample obtained by organectomy or needle biopsy is sliced to a thickness of several microns to prepare a sample, and in order to obtain various findings, it is widely observed using a microscope. ing. In particular, transmission observation using an optical microscope is one of the most popular observation methods because the equipment is relatively inexpensive and easy to handle, and has been performed for a long time. Here, the specimen collected from the living body hardly absorbs and scatters light and is almost colorless and transparent. For this reason, it is common to dye with a dye when preparing a specimen.
染色手法としては種々のものが提案されており、その総数は100種類以上にも達するが、特に病理標本に関しては、青紫色のヘマトキシリン(以下、「色素H」と表記する。)および赤色のエオジン(以下、「色素E」と表記する。)の2つの色素を染色色素として用いるヘマトキシリン−エオジン染色(以下、「H&E染色」と呼ぶ。)が標準的に用いられている。このH&E染色後の標本(染色標本)では、細胞核や骨組織等が青紫色に、細胞質や結合織、赤血球等が赤色に染色され、これらが容易に視認できる。この結果、観察者は、細胞核等の組織を構成する要素の大きさや位置関係等を把握でき、標本の状態を形態学的に判断することが可能となる。 Various dyeing methods have been proposed, and the total number thereof reaches 100 or more. Particularly, regarding pathological specimens, blue-violet hematoxylin (hereinafter referred to as “dye H”) and red eosin. Hematoxylin-eosin staining (hereinafter referred to as “H & E staining”) using two dyes (hereinafter referred to as “dye E”) as staining dyes is used as standard. In the specimen after H & E staining (stained specimen), cell nuclei, bone tissue and the like are stained blue-purple, and cytoplasm, connective tissue, erythrocytes and the like are stained red, and these can be easily visually recognized. As a result, the observer can grasp the size and positional relationship of the elements constituting the tissue such as the cell nucleus, and can judge the state of the specimen morphologically.
ところで、染色標本の観察は、目視によって行われる他、染色標本を撮像して表示装置に画面表示することによっても行なわれており、染色標本画像を画像処理して解析し、医師等による観察・診断を支援しようとする試みが提案されている。その一例として、従来から、染色標本をマルチバンド撮像して得た染色標本画像をもとに染色標本上の点(標本点)を染色している染色色素の色素量を定量推定する手法が知られており、様々な目的に応用されている。例えば、非特許文献1には、色素量を推定し、推定した色素量をもとに染色標本画像の色情報を補正する手法が開示されている。また、非特許文献2には、推定した色素量をもとに標本の染色状態を定量評価する手法が開示されている。また、特許文献1には、推定した色素量をもとに標本内の組織を分類し、画像を組織毎の領域に領域分割する手法が開示されている。
By the way, the observation of the stained specimen is performed by visual observation, and is also performed by imaging the stained specimen and displaying it on the display device. Attempts have been made to support diagnosis. As an example, there is a known method for quantitatively estimating the amount of dye of a dye that stains a point (sample point) on a stained specimen based on a stained specimen image obtained by multiband imaging of a stained specimen. It is applied to various purposes. For example, Non-Patent
ここで、染色標本画像(マルチバンド画像)から色素量を定量推定する方法について、H&E染色された染色標本を例に挙げて説明する。色素量の推定に先立ち、例えば照明光を照射した状態で標本なしの背景を撮像して背景(照明光)のマルチバンド画像を取得しておく。先ず、背景のマルチバンド画像をI0とし、観察対象の染色標本のマルチバンド画像をIとして、次式(1)に従って各画素位置の分光透過率t(x,λ)を算出する。xはマルチバンド画像の画素を表す位置ベクトルであり、λは波長である。また、I(x,λ)はマルチバンド画像Iの波長λにおける画素位置(x)の画素値を表し、I0(x,λ)はマルチバンド画像I0の波長λにおける画素位置(x)の画素値を表す。
分光透過率t(x,λ)に関しては、ランベルト・ベール(Lambert-Beer)の法則が成り立つ。例えば、染色標本が色素Hおよび色素Eの2種類の染色色素で染色されている場合、ランベルト・ベールの法則により、各波長λにおいて次式(2)が成り立つ。
式(2)において、kH(λ)およびkE(λ)は、波長λに依存して決まる物質固有の係数であり、kH(λ)は色素Hに対応する係数、kE(λ)は色素Eに対応する係数である。例えば、kH(λ),kE(λ)の各値は、染色標本を染色している色素Hおよび色素Eの色素分光特性値(以下、染色標本を染色している染色色素の色素分光特性値を「基準スペクトル」と呼ぶ。)である。また、dH(x),dE(x)は、マルチバンド画像の各画素位置(x)に対応する染色標本の各標本点における色素Hおよび色素Eの色素量に相当する。より詳細には、dH(x)は、色素Hのみで染色された染色標本における色素Hの色素量を「1」としたときのこの色素量に対する相対的な値として求められる。同様に、dE(x)は、色素Eのみで染色された染色標本における色素Eの色素量を「1」としたときのこの色素量に対する相対的な値として求められる。なお、色素量は、濃度とも呼ばれる。 In Equation (2), k H (λ) and k E (λ) are coefficients specific to the substance determined depending on the wavelength λ, k H (λ) is a coefficient corresponding to the dye H, k E (λ ) Is a coefficient corresponding to the dye E. For example, the values of k H (λ) and k E (λ) are the dye spectral characteristic values of the dye H and the dye E staining the stained specimen (hereinafter referred to as the dye spectrum of the dye dye staining the stained specimen). The characteristic value is called “reference spectrum”). D H (x) and d E (x) correspond to the dye amounts of the dye H and the dye E at each sample point of the stained specimen corresponding to each pixel position (x) of the multiband image. More specifically, d H (x) is obtained as a relative value with respect to this dye amount when the dye amount of the dye H in the stained specimen stained with only the dye H is “1”. Similarly, d E (x) is obtained as a relative value with respect to the dye amount when the dye amount of the dye E in the stained specimen stained only with the dye E is “1”. The amount of dye is also called concentration.
ここで、上記式(2)は、波長λ毎に独立して成り立つ。また、式(2)はdH(x),dE(x)の線形式であり、これを解く手法は一般には重回帰分析として知られている。例えば、2つ以上の異なる波長について式(2)を連立させれば、これらを解くことができる。 Here, the above equation (2) is established independently for each wavelength λ. Equation (2) is a linear form of d H (x) and d E (x), and a method for solving this is generally known as multiple regression analysis. For example, if Equation (2) is used simultaneously for two or more different wavelengths, these can be solved.
例えば、M個(M≧2)の波長λ1,λ2,・・・,λMについて式を連立させると、次式(3)のように表記できる。[]tは転置行列、[]-tは逆行列を表す。
そして、最小二乗推定を用いて上記式(3)を解くと次式(4)が得られ、色素Hの色素量の推定値d^H(x)および色素Eの色素量の推定値d^E(x)がそれぞれ求まる。なお、d^は、dの上に推定値を表す記号「^(ハット)」が付いていることを示す。
そして、この式(4)によって、染色標本上の任意の標本点における色素Hおよび色素Eの色素量の推定値が得られる。 Then, an estimated value of the amount of the dye H and the dye E at an arbitrary sample point on the stained specimen can be obtained by this equation (4).
ところで、上記したkH(λ)やkE(λ)といった色素量の推定に用いる染色色素の基準スペクトルは、例えば、その染色色素を用いてそれぞれ個別に染色した標本(以下、「単一染色標本」と呼ぶ。)を予め用意し、測定機器等を用いてその分光特性値(スペクトル)を測定することによって得られる。しかしながら、実際に染色標本を染色している染色色素のスペクトルは、観察対象とする染色標本によって変動する場合がある。このため、観察対象の染色標本を染色している染色色素のスペクトルが事前に取得された基準スペクトルと異なる場合が発生してしまい、色素量の推定精度が低下するという問題があった。 By the way, the reference spectrum of the dye used for estimating the amount of dye such as k H (λ) and k E (λ) described above is, for example, a specimen individually stained with the dye (hereinafter referred to as “single stain”). It is obtained by preparing a sample in advance and measuring its spectral characteristic value (spectrum) using a measuring instrument or the like. However, the spectrum of the staining dye that actually stains the stained specimen may vary depending on the stained specimen to be observed. For this reason, the case where the spectrum of the staining dye that stains the stained specimen to be observed is different from the reference spectrum acquired in advance occurs, and there is a problem that the estimation accuracy of the dye amount is lowered.
ここで、染色色素のスペクトルは、染色標本の染色状態(濃い/薄いといった染色の程度)によって変動することが知られている。この染色状態のばらつきは、例えば染色に要する時間(染色時間)や標本の厚みといった染色標本の作成条件によって生じるが、標本を作成する臨床検査技師の経験等の個人差が影響するため、常に均一に保つのは難しい。一方で、染色標本は医師によって観察・診断されるため、医師の好みに応じた染色状態が求められる場合もある。また、染色色素のスペクトルは、薬剤(染色液)の水素イオン指数(pH)によって変動することも知られている。このpH等の薬剤の状態は、標本を染色する施設によって変化し得る。同じ施設であっても、使用する薬剤を開封してからの時間に応じて変化し得る。 Here, it is known that the spectrum of the staining pigment varies depending on the staining state of the stained specimen (the degree of staining such as dark / light). This variation in the staining state occurs depending on the preparation conditions of the stained specimen, such as the time required for staining (staining time) and the thickness of the specimen, but is always uniform because of the individual differences such as the experience of the clinical laboratory technician who creates the specimen. Difficult to keep on. On the other hand, since a stained specimen is observed and diagnosed by a doctor, there may be a case where a stained state according to the doctor's preference is required. It is also known that the spectrum of a staining dye varies depending on the hydrogen ion index (pH) of a drug (staining solution). The state of the drug such as pH can vary depending on the facility that stains the specimen. Even in the same facility, it may change depending on the time since opening the medicine to be used.
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みて為されたものであり、所定の染色色素で染色された染色標本の色素量を精度良く推定することができる画像処理装置、画像処理方法および顕微鏡システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and is an image processing apparatus, an image processing method, and a microscope that can accurately estimate the amount of dye of a stained specimen stained with a predetermined staining dye. The purpose is to provide a system.
上記した課題を解決し、目的を達成するための、本発明のある態様にかかる画像処理装置は、所定の染色色素で染色された観察対象の染色標本を撮像した染色標本画像を用いて前記染色標本の色素量を推定する画像処理装置であって、前記染色色素についての異なる染色状態での複数の色素分光特性値を記憶する色素分光特性記憶手段と、前記染色標本画像を構成する画素の画素値をもとに、該画素に対応する前記染色標本上の標本点における分光特性値を取得する分光特性取得手段と、前記染色標本の作成条件を取得する作成条件取得手段と、前記色素分光特性記憶手段に記憶されている前記複数の色素分光特性値の中から前記染色標本の作成条件に応じた染色状態での色素分光特性値を選択し、前記染色色素の最適色素分光特性値を決定する色素分光特性決定手段と、前記分光特性取得手段によって取得された分光特性値をもとに、前記染色色素の最適色素分光特性値を用いて前記染色標本上の標本点における前記染色色素の色素量を推定する色素量推定手段と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an image processing apparatus according to an aspect of the present invention uses the stained specimen image obtained by imaging a stained specimen of an observation target stained with a predetermined staining pigment. An image processing apparatus for estimating a dye amount of a specimen, a dye spectral characteristic storage unit that stores a plurality of dye spectral characteristic values in different staining states for the dye, and pixels of pixels constituting the stained specimen image A spectral characteristic acquisition unit that acquires a spectral characteristic value at a sample point on the stained specimen corresponding to the pixel, a creation condition acquisition unit that acquires a creation condition of the stained specimen, and the dye spectral characteristic From among the plurality of dye spectral characteristic values stored in the storage means, the dye spectral characteristic value in the staining state corresponding to the preparation condition of the stained specimen is selected, and the optimum dye spectral characteristic value of the stained dye is determined. The dye of the staining dye at the sample point on the stained specimen using the optimum dye spectral characteristic value of the staining dye based on the spectral characteristic value acquired by the dye spectral characteristic determination unit and the spectral characteristic acquisition unit And a pigment amount estimation means for estimating the amount.
この態様にかかる画像処理装置によれば、観察対象の染色標本を染色している染色色素について異なる染色状態での複数の色素分光特性値を記憶しておき、これら複数の色素分光特性値の中から染色標本の作成条件に応じた染色状態での色素分光特性値を選択し、染色色素の最適色素分光特性値を決定することができる。そして、染色標本画像を構成する各画素について取得した分光特性値をもとに、決定した染色色素の最適色素分光特性値を用いて染色標本上の標本点における色素量を推定することができる。したがって、観察対象の染色標本の色素量を精度良く推定することができる。 According to the image processing apparatus according to this aspect, a plurality of dye spectral characteristic values in different staining states are stored for the dye that is staining the stained specimen to be observed, and the plurality of dye spectral characteristic values are stored. From the above, it is possible to select the dye spectral characteristic value in the staining state according to the preparation conditions of the stained specimen, and to determine the optimum dye spectral characteristic value of the stained dye. Then, based on the spectral characteristic value acquired for each pixel constituting the stained specimen image, the dye amount at the sample point on the stained specimen can be estimated using the determined optimum dye spectral characteristic value of the stained dye. Therefore, it is possible to accurately estimate the dye amount of the stained specimen to be observed.
また、本発明の別の態様にかかる画像処理方法は、所定の染色色素についての異なる染色状態での複数の色素分光特性値が記憶された画像処理装置において、前記染色色素で染色された観察対象の染色標本を撮像した染色標本画像を用いて前記染色標本の色素量を推定する画像処理方法であって、前記染色標本画像を構成する画素の画素値をもとに、該画素に対応する前記染色標本上の標本点における分光特性値を取得する分光特性取得工程と、前記染色標本の作成条件を取得する作成条件取得工程と、前記複数の色素分光特性値の中から前記染色標本の作成条件に応じた染色状態での色素分光特性値を選択し、前記染色色素の最適色素分光特性値を決定する色素分光特性決定工程と、前記分光特性取得工程で取得された分光特性値をもとに、前記染色色素の最適色素分光特性値を用いて前記染色標本上の標本点における前記染色色素の色素量を推定する色素量推定工程と、を含むことを特徴とする。 In addition, an image processing method according to another aspect of the present invention includes an observation target that is stained with the staining dye in an image processing apparatus that stores a plurality of dye spectral characteristic values in different staining states for a predetermined staining dye. An image processing method for estimating a dye amount of the stained specimen using a stained specimen image obtained by imaging the stained specimen, and based on a pixel value of a pixel constituting the stained specimen image, the pixel corresponding to the pixel Spectral characteristic acquisition step of acquiring spectral characteristic values at sample points on the stained specimen, creation condition acquisition step of acquiring the preparation conditions of the stained specimen, and preparation conditions of the stained specimen from the plurality of dye spectral characteristic values A dye spectral characteristic value in a dyeing state according to the dye, and determining the optimum dye spectral characteristic value of the dye, and based on the spectral characteristic value acquired in the spectral characteristic acquisition step Characterized in that it comprises a and a dye amount estimation step of estimating a dye amount of the staining dye in the specimen point on the stained sample using the optimum dye spectral characteristic values of the staining dye.
また、本発明の別の態様にかかる顕微鏡システムは、顕微鏡を用い、所定の染色色素で染色された観察対象の染色標本を撮像して染色標本画像を取得する画像取得手段と、少なくとも前記染色色素についての異なる染色状態での複数の色素分光特性値を記憶する分光特性記憶手段と、前記染色標本画像を構成する画素の画素値をもとに、該画素に対応する前記染色標本上の標本点における分光特性値を取得する分光特性取得手段と、前記染色標本の作成条件を取得する作成条件取得手段と、前記分光特性記憶手段に記憶されている前記複数の色素分光特性値の中から前記染色標本の作成条件に応じた染色状態での色素分光特性値を選択し、前記染色色素の最適色素分光特性値を決定する色素分光特性決定手段と、前記分光特性取得手段によって取得された分光特性値をもとに、前記染色色素の最適色素分光特性値を用いて前記染色標本上の標本点における前記染色色素の色素量を推定する色素量推定手段と、を備えることを特徴とする。 In addition, the microscope system according to another aspect of the present invention includes an image acquisition unit that acquires a stained specimen image by imaging a stained specimen of an observation object that is stained with a predetermined staining dye using a microscope, and at least the staining dye Spectral characteristic storage means for storing a plurality of dye spectral characteristic values in different staining states and a sample point on the stained specimen corresponding to the pixel based on the pixel value of the pixel constituting the stained specimen image Spectral characteristic acquisition means for acquiring spectral characteristic values in the above; creation condition acquisition means for acquiring preparation conditions for the stained specimen; and the staining among the plurality of dye spectral characteristic values stored in the spectral characteristic storage means A dye spectral characteristic value in a staining state corresponding to a specimen preparation condition is selected, and a dye spectral characteristic determination unit that determines an optimum dye spectral characteristic value of the stained dye and a spectral characteristic acquisition unit A dye amount estimating means for estimating the dye amount of the staining dye at a sample point on the stained specimen using the optimum dye spectral property value of the staining dye based on the acquired spectral characteristic value; Features.
本発明によれば、所定の染色色素で染色された染色標本の色素量を精度良く推定することができる。 According to the present invention, it is possible to accurately estimate the amount of dye in a stained specimen stained with a predetermined staining dye.
以下、図面を参照し、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。本実施の形態では、観察対象とする染色標本としてH&E染色された病理標本(生体組織標本)を例示する。そして、この染色標本を被写体としてマルチバンド撮像し、得られたマルチバンド画像をもとに染色標本の各点(標本点)の色素量を推定する画像処理装置について説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the present embodiment, a pathological specimen (biological tissue specimen) that has been subjected to H & E staining is exemplified as a stained specimen to be observed. An image processing apparatus that performs multiband imaging using the stained specimen as a subject and estimates the amount of dye at each point (sample point) of the stained specimen based on the obtained multiband image will be described. Note that the present invention is not limited to the embodiments. Moreover, in description of drawing, the same code | symbol is attached | subjected and shown to the same part.
ここで、本実施の形態では、上記したようにH&E染色された染色標本を観察対象とする。このため、染色標本を染色している色素は、色素Hおよび色素Eであるが、実際の染色標本内には、これら染色色素の吸収成分の他に、無染色時において吸収成分を持つ例えば赤血球等の組織が存在し得る。すなわち、赤血球は、染色を施さない状態であってもそれ自身が特有の色を有しており、H&E染色後において赤血球自身の色として観察される。そこで、以下では、染色色素を色素H、色素Eおよび赤血球自身の色(以下、「色素R」と表記する。)の3種類として説明する。 Here, in the present embodiment, a stained specimen that has been subjected to H & E staining as described above is an observation target. For this reason, the dyes that stain the stained specimen are the dye H and the dye E, but in the actual stained specimen, in addition to the absorbing components of these stained dyes, for example, erythrocytes that have an absorbing component at the time of no staining Etc. can exist. That is, even if erythrocytes are not stained, they have a unique color and are observed as the color of erythrocytes after H & E staining. Therefore, in the following description, the dyes are described as three types of dye H, dye E, and red blood cell color (hereinafter referred to as “dye R”).
(実施の形態1)
図1は、実施の形態1における画像処理装置1の機能構成を示すブロック図である。実施の形態1の画像処理装置1は、染色標本画像を撮像する染色標本画像撮像部11と、操作部12と、表示部13と、画像処理部14と、記憶部16と、装置各部を制御する制御部17とを備える。ここで、染色標本画像撮像部11を除く構成は、例えばワークステーションやパソコン等の汎用コンピュータを用いて実現できる。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a functional configuration of the
染色標本画像撮像部11は、撮像対象の染色標本の観察像をマルチバンド撮像するマルチバンドカメラで構成され、例えば、チューナブルフィルタや二次元CCDカメラ、チューナブルフィルタを透過する光の波長を調整するフィルタ制御器、二次元CCDカメラを制御するカメラ制御器等で構成される。実施の形態1では、観察対象の染色標本(以下、「観察染色標本」と呼ぶ。)を撮像対象とする。
The stained specimen
ここで、染色標本画像撮像部11は、染色標本を透過観察可能な光学顕微鏡と接続されている。この光学顕微鏡は、照明光を射出する光源や対物レンズ、染色標本を載置して対物レンズの光軸方向およびこの光軸方向と垂直な面内を移動する電動ステージ、電動ステージ上の染色標本を透過照明するための照明光学系、対物レンズ、染色標本の観察像を結像させるための観察光学系等を備え、照明光学系によって光源からの照明光を染色標本に照射するとともに、対物レンズと協働し、観察光学系によって染色標本の観察像を結像させる。
Here, the stained specimen
染色標本画像撮像部11は、この光学顕微鏡によって観察される染色標本の観察像をチューナブルフィルタを介して二次元CCDカメラの撮像素子上に投影し、マルチバンド撮像して染色標本画像を得る。チューナブルフィルタは、透過光の波長を電気的に調整可能なフィルタであって、実施の形態1では、1〔nm〕以上の任意の幅(以下、「選択波長幅」と呼ぶ。)の波長帯域を選択可能なものを用いる。例えば、ケンブリッジリサーチアンドインストルメンテーション社製の液晶チューナブルフィルタ「VariSpec(バリスペック)」等、市販のものを適宜用いることができる。例えば、染色標本画像撮像部11は、このチューナブルフィルタによって所定の選択波長幅毎に順次波長帯域を選択しながら染色標本の観察像を撮像することで、染色標本画像をマルチバンド画像として得る。
The stained specimen
この染色標本画像撮像部11によって得られる染色標本画像の画素値は、チューナブルフィルタが選択した波長帯域における光の強度に相当し、染色標本の各標本点について選択した波長帯域の画素値が得られる。ここで、染色標本の各標本点とは、投影された撮像素子の各画素に対応する染色標本上の各位置のことであり、以下では、染色標本上の各標本点が染色標本画像の各画素位置に対応しているものとする。
The pixel value of the stained specimen image obtained by the stained specimen
なお、染色標本画像撮像部11の構成としてチューナブルフィルタを用いた構成を例示したが、これに限定されるものではなく、撮像対象とする染色標本の各標本点における光の強度情報が取得できればよい。例えば、特開平7−120324号公報に開示されている撮像方式を用い、所定枚数(例えば16枚)のバンドパスフィルタをフィルタホイールで回転させて切り替えながら、面順次方式で染色標本をマルチバンド撮像する構成としてもよい。
In addition, although the structure using a tunable filter was illustrated as a structure of the stained specimen
操作部12は、例えば、キーボードやマウス、タッチパネル、各種スイッチ等によって実現されるものであり、操作入力に応じた操作信号を制御部17に出力する。表示部13は、LCDやELディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ、あるいはCRTディスプレイ等の表示装置によって実現されるものであり、制御部17から入力される表示信号に従って各種画面を表示する。
The
画像処理部14は、CPU等のハードウェアによって実現される。この画像処理部14は、分光特性取得手段としてのスペクトル取得部141と、作成条件取得手段としての標本作成条件推定処理部142と、色素量推定手段としての色素量推定部147と、表示画像生成手段としての表示画像生成部148とを含む。
The
スペクトル取得部141は、染色標本画像撮像部11が観察染色標本をマルチバンド撮像して得た染色標本画像(以下、「観察染色標本画像」と呼ぶ。)を構成する各画素位置のスペクトルを取得する。
The
標本作成条件推定処理部142は、観察染色標本の作成条件を推定するための処理を行う。この標本作成条件推定処理部142は、解析領域設定手段としての解析領域設定部143と、特徴量取得手段としての特徴量取得部144と、作成条件推定手段としての作成条件推定部145と、色素分光特性決定手段としての基準スペクトル決定部146とを備える。
The specimen creation condition
解析領域設定部143は、解析領域選択入力依頼部171による選択入力依頼に応答して操作部12から入力されたユーザ操作に従って、観察染色標本画像中の解析領域を設定する。特徴量取得部144は、解析領域設定部143が設定した解析領域の特徴量を取得する。作成条件推定部145は、解析領域の特徴量をもとに、観察染色標本を作成した際の作成条件を推定する。そして、基準スペクトル決定部146は、作成条件推定部145が推定した作成条件をもとに、基準スペクトル情報163に記憶されている基準スペクトルの中から各染色色素(色素H、色素Eおよび色素R)についてそれぞれ1つの基準スペクトルを選択し、染色色素毎の最適色素分光特性値(以下、最適色素分光特性値を「最適基準スペクトル」と呼ぶ。)を決定する。
The analysis
色素量推定部147は、スペクトル取得部141が観察染色標本の各画素位置について取得したスペクトルをもとに、基準スペクトル決定部146が決定した色素H、色素Eおよび色素Rの最適基準スペクトルを用いて観察染色標本の色素量を推定する。表示画像生成部148は、観察染色標本の表示用の画像(表示画像)を生成する。
The pigment
記憶部16は、更新記憶可能なフラッシュメモリ等のROMやRAMといった各種ICメモリ、内蔵或いはデータ通信端子で接続されたハードディスク、CD−ROM等の情報記憶媒体およびその読取装置等によって実現されるものである。この記憶部16には、画像処理装置1を動作させ、この画像処理装置1が備える種々の機能を実現するためのプログラムや、このプログラムの実行中に使用されるデータ等が一時的または永続的に記憶される。例えば、記憶部16には、観察染色標本上の各標本位置における色素量を推定するための画像処理プログラム161が記憶される。そして、記憶部16は、色素分光特性記憶手段として、基準スペクトル情報163を記憶する。
The
基準スペクトル情報163は、予め取得される各染色色素(色素H、色素Eおよび色素R)の基準スペクトルのデータを記憶する。この基準スペクトル情報163は、異なる複数の染色状態での色素Hおよび色素Eの基準スペクトルの組み合わせを記憶する。これら異なる複数の染色状態での色素Hおよび色素Eの染色色素毎の基準スペクトルは、例えば作成条件を異ならせて作成した色素Hおよび色素Eそれぞれの単一染色標本から取得する。作成条件としては、染色状態を変化させる要因となる例えば観察染色標本の染色に要した染色時間や標本の厚み、染色に使用した薬剤のpH等が挙げられる。また、各基準スペクトルそれぞれについて事前に分散σ2 baseが算出され、併せて記憶される。
The
ここで、色素Hおよび色素Eの基準スペクトルの取得方法について説明する。例えば、事前に基準スペクトルの組み合わせを取得する複数通りの作成条件(実施の形態1では、染色時間、使用する薬剤のpHおよび標本の厚みの組み合わせの3つ)を定義しておく。そして、定義された複数通りの作成条件毎に、その作成条件に従って色素Hのみで染色した単一染色標本(以下、「H単一染色標本」と呼ぶ。)を作成するとともに、その作成条件に従って色素Eのみで染色した単一染色標本(以下、「E単一染色標本」と呼ぶ。)を作成する。
Here, a method for obtaining the reference spectra of the dye H and the dye E will be described. For example, a plurality of preparation conditions for acquiring a combination of reference spectra in advance (in
そして、得られた作成条件毎のH単一染色標本を例えば染色標本画像撮像部11を用いる等してマルチバンド撮像する。その後、各H単一染色標本を順次処理対象としてそのスペクトルを推定する。例えば、後述する図6のステップa3でスペクトル取得部141が行う処理手順と同様の手順で、処理対象のH単一染色標本上の複数の標本点における分光透過率t(x,λ)をそのマルチバンド画像をもとに算出し、この分光透過率t(x,λ)を分光吸光度a(x,λ)に変換する処理を行う。なお、サンプリングする標本点は、処理対象のH単一染色標本上の任意の位置とすることができるが、色素Hとして代表的な色分布を持つ画素をサンプリングするのが望ましい。そして、得られた複数の標本点における分光吸光度a(x,λ)の平均を算出し、処理したH単一染色標本の作成条件についての色素Hの基準スペクトルとする。色素Eについても同様の処理を行って作成条件毎の基準スペクトルを取得する。そして、作成条件が同じ色素Hおよび色素Eの基準スペクトルの各組み合わせをそれぞれその作成条件と対応付けて基準スペクトル情報163に設定する。
Then, the obtained single H-stained specimen for each production condition is subjected to multiband imaging using, for example, the stained specimen
また、基準スペクトル情報163は、色素Rの基準スペクトルについては、作成条件に関わらず例えば次のようにして取得したものを記憶する。すなわち、染色が施されていない無染色標本を用意し、マルチバンド撮像する。そして、このマルチバンド画像をもとに、無染色標本上の複数の標本点における分光透過率t(x,λ)を算出し、これを分光吸光度a(x,λ)に変換する処理を行う。このとき、サンプリングする標本点は、赤血球の領域を選ぶこととする。そして、得られた複数の標本点における分光吸光度a(x,λ)の平均を算出し、色素Rの基準スペクトルとする。
The
なお、各染色色素の基準スペクトルの取得方法はこれに限定されるものではなく、分光器等の測定機器を用い、予め定義される各作成条件に該当する染色状態での各染色色素(色素H、色素Eおよび色素R)のスペクトルを測定することによって取得する構成としてもよい。 The method for obtaining the reference spectrum of each staining dye is not limited to this, and each staining dye (dye H in the staining state corresponding to each creation condition defined in advance using a measuring instrument such as a spectroscope is used. In addition, a configuration may be adopted in which the spectra of dye E and dye R) are acquired.
また、記憶部16には、作成条件推定部145が観察染色標本を作成した際の作成条件を推定する処理で用いる作成条件判定パラメータAdjの作成条件判定パラメータ分布(不図示)が記憶される。ここで、作成条件判定パラメータAdjは、事前に基準スペクトル情報163に記憶されている作成条件が同じ色素Hおよび色素Eの基準スペクトルの組み合わせ毎に決定され、作成条件判定パラメータ分布は、これら決定された作成条件毎の作成条件判定パラメータAdjをもとに作成される。
The
後述するように、実施の形態1では、解析部位を核としている。ここで、色素Hは、標本内の組織のうち、特に核を染色する。このため、染色標本内の核の領域のスペクトルは、主に色素Hの基準スペクトルによって特徴付けられる。そこで、本例では、作成条件が同じ色素Hおよび色素Eの基準スペクトルの組み合わせを順次決定対象とする。そして、決定対象の組み合わせの色素Hおよび色素Eの基準スペクトルをグラフ化した基準スペクトルグラフの形状を解析して色素Eに対する色素Hの基準スペクトル特徴(以下、「H基準特徴」と呼ぶ。)を抽出し、抽出したH基準特徴をもとに、決定対象の組み合わせについての(決定対象の組み合わせに該当する作成条件についての)作成条件判定パラメータAdjを決定する。 As will be described later, in the first embodiment, the analysis site is the nucleus. Here, the dye H stains a nucleus in particular among tissues in the specimen. For this reason, the spectrum of the nuclear region in the stained specimen is mainly characterized by the reference spectrum of dye H. Therefore, in this example, combinations of reference spectra of the dye H and the dye E having the same creation conditions are sequentially determined. Then, the shape of the reference spectrum graph obtained by graphing the reference spectra of the dye H and the dye E of the combination to be determined is analyzed, and the reference spectrum feature of the dye H with respect to the dye E (hereinafter referred to as “H reference feature”). Based on the extracted H reference features, the creation condition determination parameter Adj (for the creation condition corresponding to the combination to be determined) is determined for the combination to be determined.
図2は、作成条件が同じ1組の色素Hおよび色素Eの基準スペクトルグラフを示す図である。この基準スペクトルグラフは、横軸を波長とし、縦軸を吸光度値として波長毎の基準スペクトル値をプロットしたものであり、図2では、色素Hの基準スペクトルグラフを一点鎖線で示し、色素Eの基準スペクトルグラフを二点鎖線で示している。 FIG. 2 is a diagram showing a reference spectrum graph of a pair of dye H and dye E having the same creation conditions. This reference spectrum graph is obtained by plotting the reference spectrum value for each wavelength with the horizontal axis as the wavelength and the vertical axis as the absorbance value. In FIG. The reference spectrum graph is indicated by a two-dot chain line.
ここで、作成条件判定パラメータAdjの決定方法について、図2に示した色素Hおよび色素Eの基準スペクトルの組み合わせに着目し、図3を参照しながら説明する。先ず、図3に示すように、色素Eの基準スペクトルグラフから、基準スペクトル値が最大となるピーク波長PEを検出する。続いて、検出したピーク波長PEよりも長波長側で色素Hの基準スペクトルグラフと色素Eの基準スペクトルグラフとか交差する波長HSを取得する。この波長HSは、色素Hの波長毎の基準スペクトル値を近似した近似式(以下、「Hスペクトル近似式」と呼ぶ。)と、色素Eの波長毎の基準スペクトル値を近似した近似式(以下、「Eスペクトル近似式」と呼ぶ。)とを求め、ピーク波長PEよりも長波長側の波長帯域におけるこれら近似式の交点を求めることで取得する。 Here, a method of determining the creation condition determination parameter Adj will be described with reference to FIG. 3 while focusing on the combination of the reference spectra of the dye H and the dye E shown in FIG. First, as shown in FIG. 3, the reference spectrum graphs of the dye E, the reference spectral values to detect a peak wavelength P E of maximum. Subsequently, than the detected peak wavelength P E to obtain a wavelength H S intersecting Toka reference spectrum graph of the reference spectrum graphs and dye E dye H in the long-wavelength side. The wavelength H S is an approximate expression that approximates a reference spectral value for each wavelength of the dye H (hereinafter referred to as “H spectrum approximate expression”) and an approximate expression that approximates a reference spectral value for each wavelength of the dye E ( (Hereinafter referred to as “E spectrum approximation formula”), and the intersection of these approximation formulas in the wavelength band longer than the peak wavelength P E is obtained.
図4は、決定対象の色素Hおよび色素Eの基準スペクトルグラフのピーク波長PEよりも長波長側の所定の波長帯域における部分基準スペクトルグラフを示す図である。また、図4中において、Hスペクトル近似式のグラフG1およびEスペクトル近似式のグラフG3を併せて示している。図4に示すように、色素Eの基準スペクトルのピーク波長PEよりも長波長側におけるグラフG1とグラフG3との交点P1を算出する。そして、算出した交点P1の波長を、図3に示すように、色素Hおよび色素Eの基準スペクトルグラフが交差する波長HSとして取得する。 4, than the peak wavelength P E of the reference spectrum graph determining target dye H and the dye E is a diagram showing a partial reference spectrum graph at a predetermined wavelength band of the long wavelength side. In FIG. 4, a graph G1 of the H spectrum approximation formula and a graph G3 of the E spectrum approximation formula are also shown. As shown in FIG. 4, than the peak wavelength P E of the reference spectrum of the dye E for calculating the intersection point P1 between the graph G1 and the graph G3 in the long wavelength side. Then, the calculated wavelength of the intersection P1 is acquired as the wavelength H S at which the reference spectrum graphs of the dye H and the dye E intersect as shown in FIG.
続いて、図3に示すように、取得した波長HSよりも長波長側で色素Hの基準スペクトル値が最大となるピーク波長PHを検出する。 Subsequently, as shown in FIG. 3, the peak wavelength P H at which the reference spectrum value of the dye H is maximum on the longer wavelength side than the acquired wavelength H S is detected.
また、決定対象の組み合わせを構成する色素Hの基準スペクトルの分散σ2 base_Hによる誤差を考慮し、その標準偏差σbase_Hをもとに、次式(5)に従ってピーク波長PHに対して長波長側に所定幅の分散波長幅Wbase_Hを設定する。
そして、図3に示すように、この分散波長幅Wbase_Hと上記したように取得・検出した波長HSおよびピーク波長PHとをもとに、1つ目のH基準特徴RWを算出する。このH基準特徴RWである波長区間は、次式(6)で表される。
RW=(PH+Wbase_H)−HS ・・・(6)
Then, as shown in FIG. 3, the first H reference feature R W is calculated based on the dispersion wavelength width W base — H, the wavelength H S acquired and detected as described above, and the peak wavelength P H. . The H reference characteristic R W a is the wavelength interval is expressed by the following Formula (6).
R W = (P H + W base — H) −H S (6)
また、図3に示すように、波長HSにおける基準スペクトル値a(HS)と、ピーク波長PEにおける基準スペクトル値a(PE)との波長間変化(差分)を2つ目のH基準特徴RΔPとして算出する。このH基準特徴RΔPは、次式(7)で表される。
その後、次式(8)に従い、H基準特徴RWおよびRΔPの値を用いて決定対象の組み合わせについての作成条件判定パラメータAdjを算出する。kは、任意の値が設定される係数である。
なお、係数kは、波長HSを算出する際に求めたHスペクトル近似式およびEスペクトル近似式をもとに定義する構成としてもよい。例えば、これらの近似式をもとに波長HSおよびピーク波長PEの波長間の変化率ηを算出し、この変化率ηを用いて次式(9)に従って定義するようにしてもよい。
k=1−η ・・・(9)
The coefficient k may be defined based on the H spectrum approximation formula and the E spectrum approximation formula obtained when calculating the wavelength H S. For example, the change rate η between the wavelengths H S and the peak wavelength P E may be calculated based on these approximate equations, and the change rate η may be defined according to the following equation (9).
k = 1-η (9)
以上の処理手順で、基準スペクトル情報163に記憶されている作成条件毎の色素Hおよび色素Eの基準スペクトルの各組み合わせそれぞれについて作成条件判定パラメータAdjを決定したならば、作成条件判定パラメータ分布を作成する。図5は、作成条件判定パラメータ分布の一例を示す図である。図5に示すように、作成条件判定パラメータ分布は、作成条件である染色時間、標本の厚みおよび水素イオン濃度指数(pH)を各軸とした作成条件空間における作成条件判定パラメータAdjの分布を表したものである。
If the creation condition determination parameter Adj is determined for each combination of the dye H and dye E reference spectra for each creation condition stored in the
図1に戻り、制御部17は、CPU等のハードウェアによって実現される。この制御部17は、操作部12から入力される操作信号や染色標本画像撮像部11から入力される画像データ、記憶部16に記憶されるプログラムやデータ等に基づいて画像処理装置1を構成する各部への指示やデータの転送等を行い、画像処理装置1全体の動作を統括的に制御する。
Returning to FIG. 1, the
また、制御部17は、解析領域選択入力依頼部171と、作成条件入力依頼部172と、色素選択手段としての色素選択入力依頼部173と、表示処理手段としての画像表示処理部175とを含む。解析領域選択入力依頼部171は、解析領域の候補領域(解析領域候補)の選択入力を依頼する処理を行い、操作部12を介して入力される例えば病理医や臨床検査技師等のユーザ操作に従って解析領域候補を選択する。作成条件入力依頼部172は、作成条件推定部145によって推定された作成条件の修正入力を依頼する処理を行い、操作部12を介してユーザ操作を受け付ける。色素選択入力依頼部173は、表示対象色素の選択入力を依頼する処理を行い、操作部12を介してユーザ操作を受け付ける。画像表示処理部175は、例えば観察染色標本の表示画像等を表示部13に表示する処理を行う。
The
図6は、実施の形態1の画像処理装置1が行う処理手順を示すフローチャートである。なお、ここで説明する処理は、記憶部16に記憶された画像処理プログラム161に従って画像処理装置1の各部が動作することによって実現される。
FIG. 6 is a flowchart illustrating a processing procedure performed by the
実施の形態1では、図6に示すように先ず、制御部17が染色標本画像撮像部11の動作を制御し、観察染色標本を順次マルチバンド撮像する(ステップa1)。得られた観察染色標本の染色標本画像の画像データは、記憶部16に記憶される。
In the first embodiment, as shown in FIG. 6, first, the
続いて、スペクトル取得部141が、観察染色標本画像の各画素位置のスペクトルを取得する(ステップa3)。例えば、スペクトル取得部141は、観察染色標本画像を構成する画素毎に対応する観察染色標本上の標本点におけるスペクトルを推定することによって、各画素位置のスペクトルを取得する。
Subsequently, the
ここで、詳細なスペクトル推定の手順について説明する。染色標本上の標本点における分光透過率t(x,λ)は、背景技術で次式(1)に示したように、マルチバンド撮像した染色標本画像の位置ベクトルxで表される任意の画素位置(x)の画素値I(x,λ)を背景(照明光)のマルチバンド画像の対応する画素位置(x)の画素値I0(x,λ)で除算することによって得られる。
実際には、波長λは離散的にしか観測できない。このため、波長方向のサンプル点数をMとすると、分光透過率t(x,λ)は、次式(10)に示すようにM次元のベクトルとして表される。[]tは、転置行列を表す。
得られた分光透過率t(x,λ)は、次式(11)に従って分光吸光度a(x,λ)に変換できる。以下、分光吸光度を単に「吸光度」と呼ぶ。
a(x,λ)=−log(t(x,λ)) ・・・(11)
The obtained spectral transmittance t (x, λ) can be converted into the spectral absorbance a (x, λ) according to the following equation (11). Hereinafter, the spectral absorbance is simply referred to as “absorbance”.
a (x, λ) = − log (t (x, λ)) (11)
実施の形態1では、スペクトル取得部141は、式(10)に従って分光透過率t(x,λ)を算出し、式(11)に従って分光透過率t(x,λ)を吸光度a(x,λ)に変換する処理を観察染色標本画像の全ての画素について行い、各画素位置(x)のスペクトルとして吸光度a(x,λ)を取得する。取得した観察染色標本画像の各画素位置(x)のスペクトル(吸光度a(x,λ))のデータは、取得過程で算出した各画素位置(x)の分光透過率t(x,λ)のデータとともに記憶部16に記憶される。
In the first embodiment, the
その後、図6に示すように、スペクトル取得部141は、取得した観察標本画像の各画素位置のスペクトルをもとに、観察染色標本のRGB画像(以下、「観察染色RGB画像」と呼ぶ。)を合成する(ステップa5)。合成した観察染色RGB画像の画像データは、記憶部16に記憶され、適宜表示部13に表示処理されてユーザに提示される。
After that, as shown in FIG. 6, the
具体的には、スペクトル取得部141は、観察染色標本画像の各画素位置についてスペクトルを取得する過程で算出した分光透過率をRGB値に変換し、観察染色RGB画像を合成する。観察染色標本画像上の任意の画素位置(x)における分光透過率をT(x)とすると、RGB値GRGB(x)は、次式(12)で表される。
GRGB(x)=HT(x) ・・・(12)
Specifically, the
G RGB (x) = HT (x) (12)
ここで、式(12)のHは、次式(13)で定義される行列である。この行列Hはシステム行列とも呼ばれており、Fはチューナブルフィルタの分光透過率、Sはカメラの分光感度特性、Eは照明の分光放射特性をそれぞれ表す。
H=FSE ・・・(13)
Here, H in Expression (12) is a matrix defined by the following Expression (13). This matrix H is also called a system matrix, F is the spectral transmittance of the tunable filter, S is the spectral sensitivity characteristic of the camera, and E is the spectral radiation characteristic of the illumination.
H = FSE (13)
続いて、図6に示すように、標本作成条件推定処理に移る(ステップa7)。図7は、標本作成条件推定処理の詳細な処理手順を示すフローチャートである。 Subsequently, as shown in FIG. 6, the process proceeds to the sample creation condition estimation process (step a7). FIG. 7 is a flowchart showing a detailed processing procedure of the specimen creation condition estimation process.
図7に示すように、標本作成条件推定処理では先ず、解析領域選択入力依頼部171が、ユーザによる解析領域候補の選択操作を受け付けて解析領域候補を選択する(ステップb1)。例えば、解析領域選択入力依頼部171は、解析領域選択画面を表示部13に表示し、解析領域候補の選択入力依頼をユーザに通知する処理を行う。そして、解析領域選択入力依頼部171は、この選択入力依頼の通知に応答してユーザが操作入力した解析領域候補の選択情報を解析領域設定部143に通知する。
As shown in FIG. 7, in the sample creation condition estimation process, first, the analysis region selection
図8は、解析領域選択画面の一例を示す図である。図8に示すように、解析領域選択画面は、観察染色画像表示部W11を備える。この観察染色画像表示部W11には、図6のステップa5で合成された観察染色RGB画像が表示される。また、解析領域選択画面は、解析部位メニューM11と、選択モードメニューM13と、manual設定メニューM15と、グラフモードメニューM17とを備える。この他、解析領域選択画面には、操作を確定するOKボタンB11が配置されている。 FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the analysis region selection screen. As shown in FIG. 8, the analysis region selection screen includes an observation stained image display unit W11. In this observation stained image display portion W11, the observation stained RGB image synthesized in step a5 in FIG. 6 is displayed. The analysis region selection screen includes an analysis site menu M11, a selection mode menu M13, a manual setting menu M15, and a graph mode menu M17. In addition, an OK button B11 for confirming the operation is arranged on the analysis region selection screen.
解析部位メニューM11は、解析領域候補として選択する領域に映る部位(組織)を指定するためのものであり、「核」「細胞質」「線維」「その他」のいずれか1つを択一的に選択可能なラジオボタンが配置されている。 The analysis region menu M11 is for designating a region (tissue) reflected in the region to be selected as an analysis region candidate, and alternatively selects one of “nucleus”, “cytoplasm”, “fiber”, and “others”. Selectable radio buttons are arranged.
選択モードメニューM13には、解析領域候補の選択モードとして「manual」または「tissue」を択一的に選択可能なラジオボタンRB131,RB133が配置されている。「manual」は、ユーザ操作に従って解析領域候補を手動で選択する選択モードであり、例えばユーザが観察染色画像表示部W11上で指定したシーズ領域を解析領域候補として選択する。「tissue」は、ユーザが指定した組織の領域を画像処理によって特定し、解析領域候補として選択する選択モードである。図8の例では、ラジオボタンRB135〜RB137によって「核」「細胞質」「線維」のいずれかの組織が指定できるようになっている。 In the selection mode menu M13, radio buttons RB131 and RB133 that can alternatively select “manual” or “tissue” as the analysis region candidate selection mode are arranged. “Manual” is a selection mode in which analysis region candidates are manually selected according to a user operation. For example, a seed region designated by the user on the observation stained image display unit W11 is selected as an analysis region candidate. “Tissue” is a selection mode in which a region of a tissue designated by a user is specified by image processing and selected as an analysis region candidate. In the example of FIG. 8, any one of “nucleus”, “cytoplasm”, and “fiber” can be designated by radio buttons RB135 to RB137.
manual設定メニューM15では、選択モードの1つである「manual」に関する設定を行う。例えば、manual設定メニューM15には、ブロックサイズを入力する入力ボックスIB151と、ブロック数を入力する入力ボックスIB153とが配置されており、それぞれ所望の値を設定することができる。ブロックサイズは、観察染色画像表示部W11上で指定するシーズ領域のサイズであり、図8中に例示するように例えば入力ボックスIB151に「2」を入力した場合には、1つのシーズ領域は2×2画素のサイズとされる。また、シーズ領域は複数個指定することができるようになっており、その数がブロック数に相当する。ユーザは、所望のブロック数を入力ボックスIB153に入力する(図8では「1」)。 In the manual setting menu M15, settings relating to “manual” which is one of the selection modes are performed. For example, in the manual setting menu M15, an input box IB151 for inputting a block size and an input box IB153 for inputting the number of blocks are arranged, and desired values can be set respectively. The block size is the size of the seed region designated on the observation stained image display portion W11. For example, when “2” is input in the input box IB151 as illustrated in FIG. The size is × 2 pixels. In addition, a plurality of seed areas can be designated, and the number corresponds to the number of blocks. The user inputs a desired number of blocks into the input box IB153 (“1” in FIG. 8).
また、選択モードが「manual」の場合、観察染色画像表示部W11上でシーズ領域を指定すると、該当する画素位置について取得されているスペクトルがグラフ表示部W13においてグラフ表示されるようになっている。グラフモードメニューM17では、このグラフ表示部W13におけるグラフ表示に関する設定を行う。例えば、グラフモードメニューM17には、グラフ表示部W13において観察染色画像表示部W11上で指定したシーズ領域のスペクトル平均グラフを表示させるためのチェックボックスCB171が配置されている。チェックボックスCB171をチェックしない場合には、シーズ領域を構成する各画素位置のスペクトルグラフがグラフ表示される。例えば、manual設定メニューM15において入力ボックスIB151の入力値が「2」の場合には、シーズ領域は4画素で構成されており、該当する4つの画素位置についてそれぞれ波長毎に取得されているスペクトルをプロットしたスペクトルグラフが表示される。一方、チェックボックスCB171をチェックした場合には、これらシーズ領域を構成する各画素位置のスペクトルグラフと併せて、そのスペクトルの波長毎の平均値をプロットしたスペクトル平均グラフが表示される。例えば、図8中のグラフ表示部W13では、破線で示す各画素位置のスペクトルグラフと、実線で示すスペクトル平均グラフとが表示されている。 When the selection mode is “manual”, when a seed region is designated on the observation stained image display unit W11, the spectrum acquired for the corresponding pixel position is displayed in a graph on the graph display unit W13. . In the graph mode menu M17, settings relating to graph display in the graph display section W13 are performed. For example, in the graph mode menu M17, a check box CB171 for displaying the spectrum average graph of the seed region designated on the observation stained image display unit W11 in the graph display unit W13 is arranged. When the check box CB171 is not checked, the spectrum graph of each pixel position constituting the seeds area is displayed in a graph. For example, when the input value of the input box IB151 is “2” in the manual setting menu M15, the seed region is composed of 4 pixels, and the spectrum acquired for each wavelength at the corresponding 4 pixel positions is obtained. The plotted spectrum graph is displayed. On the other hand, when the check box CB171 is checked, a spectrum average graph in which the average value for each wavelength of the spectrum is plotted is displayed together with the spectrum graph of each pixel position constituting the seeds region. For example, in the graph display unit W13 in FIG. 8, a spectrum graph at each pixel position indicated by a broken line and a spectrum average graph indicated by a solid line are displayed.
また、グラフモードメニューM17には、グラフ表示部W13に表示させるスペクトルグラフの種類として吸光度グラフまたは分光透過率グラフを択一的に選択可能なラジオボタンRB171,RB173が配置されている。ラジオボタンRB171によって吸光度を選択すれば、シーズ領域の各画素位置について取得されているスペクトルである吸光度がグラフ表示される。一方、ラジオボタンRB173によって分光透過率を選択した場合には、吸光度を取得する過程で算出した分光透過率がグラフ表示される。 In the graph mode menu M17, radio buttons RB171 and RB173 that can alternatively select an absorbance graph or a spectral transmittance graph as the types of spectrum graphs to be displayed on the graph display unit W13 are arranged. If the absorbance is selected by the radio button RB171, the absorbance, which is the spectrum acquired for each pixel position in the seed region, is displayed in a graph. On the other hand, when the spectral transmittance is selected by the radio button RB173, the spectral transmittance calculated in the process of acquiring the absorbance is displayed in a graph.
例えば、選択モードとして「manual」を選び、解析領域候補を選択する場合の操作手順としては、ユーザは先ず、操作部12を構成するマウスによって観察染色画像表示部W11上の所望の位置をクリックし、シーズ領域を指定する。このとき、観察染色画像表示部W11上には、指定した(クリックした)位置にシーズ領域を示すマーカMK11が表示されるようになっている。また、グラフ表示部W13には、シーズ領域を構成する各画素位置のスペクトルがグラフ表示される。一旦指定したシーズ領域は、観察染色画像表示部W11上で例えばマーカMK11をドラッグ&ドロップ操作する等して移動させることが可能である。これによれば、ユーザは、グラフ表示部W13にてスペクトルを確認しながらシーズ領域を指定できる。また、ブロック数として2以上の値を入力している場合には、観察染色画像表示部W11上の別の位置を再度クリックすることで、新たなシーズ領域を指定する。操作を確定する場合には、OKボタンB11をクリックする。
For example, as an operation procedure when selecting “manual” as the selection mode and selecting an analysis region candidate, the user first clicks a desired position on the observation stained image display unit W11 with the mouse constituting the
以上のようにして操作を確定すると、解析領域選択入力依頼部171が、図7のステップb1の処理として、指定されたシーズ領域(観察染色画像表示部W11上のマーカMK11の画素位置)を解析領域候補として選択する。このとき、解析領域選択入力依頼部171は、基準候補領域の選択情報を画像処理部14の解析領域設定部143に通知する。ここで、解析領域候補の選択情報は、解析領域候補の画素位置を含む。
When the operation is confirmed as described above, the analysis region selection
なお、図8の解析領域選択画面において、選択モードメニューM13にて選択モードとして「tissue」を選択した場合には、内部処理として、ユーザがラジオボタンRB135〜RB137のうちのいずれかを選択することによって指定した組織が映る画素位置を教師データを用いて抽出する処理が行われ、解析領域候補が選択される。教師データは、予め各組織の代表的な分光特性パターンや色情報を測定して作成しておく。そして、観察染色標本画像あるいは観察染色RGB画像を画像処理することによって、ユーザが指定した組織の領域を抽出する。 In the analysis area selection screen of FIG. 8, when “tissue” is selected as the selection mode in the selection mode menu M13, the user selects one of the radio buttons RB135 to RB137 as an internal process. The process of extracting the pixel position where the tissue designated by the above is shown using the teacher data is performed, and the analysis area candidate is selected. Teacher data is created in advance by measuring representative spectral characteristic patterns and color information of each tissue. Then, the region of the tissue designated by the user is extracted by performing image processing on the observation stained specimen image or the observation stained RGB image.
解析領域候補が選択されると、図7に示すように、続いて解析領域設定部143が、解析領域を設定する(ステップb3)。例えば、解析領域設定部143は、解析領域選択入力依頼部171から通知された解析領域候補の選択情報をもとに、観察染色RGB画像中で解析領域候補と画素値が類似する画素を探索する処理を行い、解析領域を設定する。
When the analysis region candidate is selected, as shown in FIG. 7, the analysis
具体的な処理手順としては先ず、解析領域設定部143は、観察染色RGB画像の各画素値をRB色空間に写像する。このとき、解析領域候補が複数の画素位置で構成されている場合には、例えば解析領域候補を構成する各画素の写像点の平均値(解析領域候補の各画素のRB色空間における座標値の平均値)を算出し、解析領域候補代表点とする。
As a specific processing procedure, first, the analysis
続いて、解析領域設定部143は、解析領域候補以外の各画素を順次処理対象とし、解析領域候補の写像点(または解析領域候補代表点)と処理対象の画素の写像点との距離Distを算出する。そして、得られた距離Distを処理対象の画素についての類似度として得る。ここで、解析領域候補の写像点(または解析領域候補代表点)をS(R,B)とし、処理対象の画素(xi,yi)(i=1,2,・・・,n)の写像点(RG色空間における座標値)をs(ri,bi)とすると、s(ri,bi)とS(R,B)との距離Distは、次式(14)で表される。nは、処理対象とする解析領域候補以外の画素の数を表す。
そして、解析領域設定部143は、得られた解析領域候補以外の各画素の類似度を閾値処理し、類似度が高い画素(例えば類似度が所定の閾値以上の画素)を抽出する。そして、解析領域設定部143は、ここで抽出した画素および解析領域候補の各画素で構成される領域を解析領域とする。閾値処理で用いる閾値SThは、観察染色RGB画像中の解析領域候補の画素値をもとに設定する。例えば、解析領域候補が複数の画素位置で構成されている場合には、各画素の写像点(RB色空間における座標値)の分散V(S)を求め、次式(15)に従って設定する。kは係数であり、任意に設定できる。
なお、類似度の算出方法は、上記した手法に限定されるものではなく、適宜選択して用いることができる。例えば、輝度値の類似度や色分布の類似度、あるいはスペクトルの類似度等を算出する。このとき1つの類似度を算出することとしてもよいし、これら複数の類似度を組み合わせて総合的な類似度を算出してもよい。 Note that the method of calculating the similarity is not limited to the above-described method, and can be appropriately selected and used. For example, the similarity of the luminance value, the similarity of the color distribution, or the similarity of the spectrum is calculated. At this time, one similarity may be calculated, or a total similarity may be calculated by combining the plurality of similarities.
以上のようにして設定された解析領域は、表示部13に確認表示されてユーザに提示されるようになっている。例えば解析領域選択入力依頼部171が、解析領域確認画面を表示部13に表示する処理を行う。またこのとき、解析領域選択入力依頼部171は、解析領域の修正入力依頼をユーザに通知する処理を行う。
The analysis region set as described above is confirmed and displayed on the
図9は、解析領域確認画面の一例を示す図である。図9に示すように、解析領域確認画面は、観察染色画像表示部W21と、解析領域表示部W23とを備える。観察染色画像表示部W21には、観察染色RGB画像が表示される。また、解析領域表示部W23には、観察染色RGB画像中の解析領域を識別表示した解析領域識別画像が表示される。例えば、解析領域外の画素値を所定の色(例えば白)に置き換えて解析領域外の画素を非表示とした画像が表示される。 FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the analysis region confirmation screen. As shown in FIG. 9, the analysis region confirmation screen includes an observation stained image display unit W21 and an analysis region display unit W23. In the observation stained image display portion W21, an observation stained RGB image is displayed. In addition, an analysis region identification image in which the analysis region in the observation stained RGB image is identified and displayed is displayed on the analysis region display unit W23. For example, an image in which the pixel value outside the analysis region is replaced with a predetermined color (for example, white) and the pixels outside the analysis region are not displayed is displayed.
この解析領域確認画面は、修正モードメニューM21を備え、設定された解析領域に過不足があり不十分と判断した場合に修正できるようになっている。修正モードメニューM21には、解析領域の修正モードとして「追加」または「削除」を択一的に選択可能なラジオボタンRB211,RB213が配置されている。また、この他、解析領域確認画面には、操作を確定する確定ボタンB21が配置されている。 This analysis area confirmation screen includes a correction mode menu M21, and can be corrected when it is determined that the set analysis area is insufficient or insufficient. In the correction mode menu M21, radio buttons RB211 and RB213 that can alternatively select “add” or “delete” as the correction mode of the analysis area are arranged. In addition, a confirmation button B21 for confirming the operation is arranged on the analysis region confirmation screen.
例えばユーザは、解析領域表示部W23の解析領域識別画像によって解析領域の設定漏れが生じていると判断した場合には、ラジオボタンRB211を選択した上で、例えば観察染色画像表示部W21上の解析領域として追加したい画素(追加画素)の位置をクリックする。一方、解析領域表示部W23の解析領域識別画像によって解析領域が過剰に設定されていると判断した場合には、ラジオボタンRB213を選択した上で、例えば観察染色画像表示部W21上の解析領域から除外したい画素(除外画素)の位置をクリックする。操作を確定する場合には、確定ボタンB21をクリックする。 For example, when the user determines that an analysis area setting omission has occurred in the analysis area identification image of the analysis area display unit W23, the user selects the radio button RB211 and analyzes, for example, the analysis on the observation stained image display unit W21. Click the position of the pixel you want to add as an area (additional pixel). On the other hand, when it is determined that the analysis region is excessively set by the analysis region identification image of the analysis region display unit W23, the radio button RB213 is selected and, for example, from the analysis region on the observation stained image display unit W21 Click the position of the pixel to be excluded (excluded pixel). To confirm the operation, click the confirm button B21.
そして、以上のようにして解析領域の修正入力依頼の通知に応答して修正操作が入力されると(図7のステップb5:Yes)、解析領域選択入力依頼部171が、修正情報を解析領域設定部143に通知するようになっている。ここで、修正情報は、追加画素として指定された画素位置や除外画素として指定された画素位置等を含む。解析領域設定部143は、この修正情報に従って解析領域を修正する(ステップb7)。
When a correction operation is input in response to the notification of the correction input request for the analysis area as described above (step b5: Yes in FIG. 7), the analysis area selection
例えば、解析領域設定部143は、修正情報に追加画素が設定されている場合には、観察染色RGB画像の画素値をもとに、追加画素と類似する画素であって、追加画素と連結する画素を抽出する。例えば、追加画素の隣接画素から順番にその輝度値を閾値処理する。閾値は、例えば追加画素の輝度値をもとに設定する。そして、追加画素と輝度値が類似する画素を、追加画素と連結している限り抽出する。解析領域設定部143は、このようにして抽出した画素を解析領域に追加する。一方、解析領域設定部143は、修正情報に除外画素が設定されている場合には、観察染色RGB画像の画素値をもとに、除外画素と類似する画素であって、除外画素と連結する画素を抽出する。例えば、除外画素の隣接画素から順番にその輝度値を閾値処理する。閾値は、例えば除外画素の輝度値をもとに設定する。そして、除外画素と輝度値が類似する画素を、除外画素と連結している限り抽出する。解析領域設定部143は、このようにして抽出した画素を解析領域から除外する。
For example, when an additional pixel is set in the correction information, the analysis
最終的に、解析領域設定部143は、以上のようにして設定・修正した解析領域を構成する各画素の画素位置に、解析部位に応じた解析領域ラベルを付与する。すなわち、図8の解析部位メニューM11で指定されている部位が「核」の場合には、解析領域の画素位置に解析領域ラベルObj_Nを付与する。同様に、指定されている部位が「細胞質」であれば解析領域ラベルObj_Cを付与し、指定されている部位が「線維」であれば解析領域ラベルObj_Fを付与し、指定されている部位が「その他」であれば解析領域ラベルObj_Oを付与する。
Finally, the analysis
ここで、解析領域は、観察染色標本内に含まれる例えば核や細胞質、線維の領域といった代表的な組織の領域であるのが望ましい。すなわち、図8の解析領域選択画面でユーザが指定するシーズ領域が、この代表的な組織の領域であるのが望ましい。以下、実施の形態1では、ユーザが、図8の観察染色画像表示部W11上で核が映る領域をシーズ領域として指定し、解析部位メニューM11にてラジオボタンRB111によって核を指定することとして説明する。 Here, the analysis region is preferably a representative tissue region such as the nucleus, cytoplasm, or fiber region included in the observation stained specimen. That is, it is desirable that the seed region specified by the user on the analysis region selection screen in FIG. 8 is this representative tissue region. Hereinafter, in the first embodiment, it is assumed that the user designates a region in which a nucleus appears on the observation stained image display unit W11 in FIG. 8 as a seed region, and designates the nucleus with the radio button RB111 in the analysis site menu M11. To do.
続いて、特徴量取得部144が、設定された解析領域(観察染色標本画像中の解析領域ラベルが付与された画素位置)の特徴量を取得する。例えば、特徴量取得部144は、解析領域を構成する各画素についてスペクトル取得部141が取得した波長毎のスペクトル(吸光度)をグラフ化し、グラフ化した吸光度グラフの形状を解析して特徴量を取得する。
Subsequently, the feature
先ず、特徴量取得部144は、図7に示すように、解析領域内の画素について取得されているスペクトルをもとに、吸光度グラフを作成する(ステップb9)。ここで、解析領域内の画素をi(i=1,2,3,・・・,n)とし、スペクトルの波長数をDとする。そして、画素iのλdにおけるスペクトルをai(λd)(d=1,2,3,・・・,D)とすると、吸光度ベクトルA(λ)は、次式(16)で表される。
また、平均吸光度ベクトルA ̄(λ)は、次式(17)で表される。なお、A ̄は、Aの上に平均値を表す記号「 ̄」が付いていることを示す。
図7のステップb9において、特徴量取得部144は、例えばこの平均吸光度ベクトルA ̄(λ)をグラフ化し、吸光度グラフを作成する。またこのとき、特徴量取得部144は、その分散σ2 Obj_Nを算出する。図10は、吸光度グラフの一例を示す図である。図10に示すように、特徴量取得部144は、横軸を波長(波長数)とし、縦軸を吸光度値として、算出した平均吸光度ベクトルA ̄(λ)の値を波長毎にプロットして吸光度グラフを得る。
In step b9 in FIG. 7, the feature
続いて、図7に示すように、特徴量取得部144は、吸光度グラフの形状解析を行って特徴量を取得する(ステップb11)。ここで、上記したように、実施の形態1では、色素Hによって染色される核を解析部位としており、この核の領域のスペクトルは、主に色素Hの基準スペクトルによって特徴付けられる。具体的には、解析領域のスペクトルは、色素Hの基準スペクトル(例えば図10に例示)の影響を受けて長波長側で吸光度値が減少する特性を有する。また、このときの吸光度値の減少量は、観察染色標本の染色状態と相関すると想定できる。
Subsequently, as illustrated in FIG. 7, the feature
そこで、実施の形態1では先ず、特徴量取得部144は、解析領域のスペクトルをもとに作成した吸光度グラフをもとに、長波長帯域において、波長間の吸光度変化が小さく、図10中に例示するように吸光度グラフが平坦な波長区間(以下、「平坦波長区間」と呼ぶ。)Zを特徴量の1つとして算出する。また、特徴量取得部144は、この平坦波長区間Zとは別の特徴量として、ピーク変化度ΔPを算出する。例えば、特徴量取得部144は、ピーク波長Pにおける吸光度値と、平坦波長区間Z内の吸光度値の平均値との差分を、ピーク変化度ΔPとする。
Therefore, in the first embodiment, first, the feature
具体的な平坦波長区間Zの算出手順としては先ず、吸光度グラフから、吸光度値が最大となる波長をピーク波長Pとして検出する。なお、解析部位として想定されている核や細胞質、線維等の組織毎に、予めピーク波長Pが現れる波長帯域を学習しておくようにしてもよい。そして、指定された解析部位について学習されている波長帯域の吸光度値を参照してピーク波長Pを検出するようにしてもよい。このようにすれば、ピーク波長Pを検出するために吸光度グラフ全域を参照する必要がない。 As a specific calculation procedure of the flat wavelength section Z, first, the wavelength at which the absorbance value is maximum is detected as the peak wavelength P from the absorbance graph. Note that a wavelength band in which the peak wavelength P appears may be learned in advance for each tissue such as a nucleus, cytoplasm, or fiber that is assumed as an analysis site. Then, the peak wavelength P may be detected with reference to the absorbance value of the wavelength band learned for the designated analysis site. In this way, it is not necessary to refer to the entire absorbance graph in order to detect the peak wavelength P.
続いて、検出したピーク波長Pから最長波長である波長Dまでの波長帯域(P−D波長帯域)において、連続する2波長間の吸光度を平均化した平均化グラフを作成する。図11は、図10に示した吸光度グラフをもとに作成した平均化グラフの一例を示す図である。図11では、実線で示す平均化グラフとともに、P−D波長帯域における吸光度グラフを破線で示している。 Subsequently, in the wavelength band (PD wavelength band) from the detected peak wavelength P to the wavelength D, which is the longest wavelength, an average graph is created by averaging the absorbance between two consecutive wavelengths. FIG. 11 is a diagram showing an example of an averaged graph created based on the absorbance graph shown in FIG. In FIG. 11, the absorbance graph in the PD wavelength band is shown by a broken line together with the averaging graph shown by a solid line.
続いて、波長変化を強調するため、吸光度の二次微分L(i)を次式(18)に従って算出するとともに、二次微分L(i)の波長間平均L ̄(i)(以下、「二次微分平均」と呼ぶ。)を次式(19)に従って算出する。なお、L ̄は、Lの上に記号「 ̄」が付いていることを示す。
さらに、変化方向の影響を除外するため、二次微分平均L ̄(i)の二乗値を算出する。ここで、平均吸光度ベクトルA ̄(λ)は、その分散σ2 Obj_Nによる誤差を含んでいる。そこで、この誤差を考慮し、平坦波長区間Zを算出する際に対象とする対象波長を制限する。例えば、平均吸光度ベクトルA ̄(λ)について算出されている分散σ2 Obj_Nの標準偏差σObj_Nをもとに、次式(20)に従って分散波長幅WObj_Nを算出する。stepは、観察染色標本画像の波長間隔(染色標本画像撮像部11が観察染色標本画像を撮像した際のチューナブルフィルタの選択波長幅)を表す。
そして、ピーク波長Pに対して算出した分散波長幅WObj_Nを考慮した波長P+WObj_Nを対象波長とし、二次微分平均L ̄(i)の二乗値L ̄(i)2(i=P+WObj_N,P+WObj_N+2,P+WObj_N+3,・・・,P+WObj_N+D)を算出する。 Then, the target wavelength is the wavelength P + W Obj_N considering the dispersion wavelength width W Obj_N calculated for the peak wavelength P, and the square value L ̄ (i) 2 (i = P + W Obj_N ,) of the second-order differential average L ̄ (i). P + W Obj_N +2, P + W Obj_N +3,..., P + W Obj_N + D) is calculated.
図12に、二次微分平均二乗値L ̄(i)2をグラフ化した二次微分二乗グラフを示す。特徴量取得部144は、この二次微分二乗グラフをもとに、P+WObj_Nよりも長波長側の二次微分平均二乗値L ̄(i)2の値を順次参照し、最初に所定の閾値以下となった波長をSとして検出する。また、その次に所定の閾値以下となった波長をEとして検出する。例えば、図12中に一点鎖線で示す閾値を用い、波長Sおよび波長Eを検出する。そして、検出した波長Sおよび波長Eをもとに、波長Sから波長E−1までの波長区間を平坦波長区間Zとする。
FIG. 12 shows a second derivative square graph obtained by graphing the second derivative mean square value Li (i) 2 . The feature
なお、平坦波長区間Zの算出方法はこれに限定されるものではない。例えば、ユーザ操作に従って選択する構成としてもよい。図13は、平坦波長区間選択画面の一例を示す図である。図13に示すように、平坦波長区間選択画面は、観察染色RGB画像または解析領域画像が表示される画像表示部W31を備える。いずれの画像を表示させるのかは、画像表示メニューM31で選択できるようになっている。すなわち、この画像表示メニューM31で「HE」を選択すると、画像表示部W31には観察染色RGB画像が表示される。一方、「解析領域」を選択すると、画像表示部W31には、観察染色RGB画像中の解析領域を識別表示した解析領域画像が表示される。例えば、解析領域外の画素値を所定の色(例えば白)に置き換えて解析領域外の各画素を非表示とした画像が表示される。 Note that the method of calculating the flat wavelength section Z is not limited to this. For example, it is good also as a structure which selects according to user operation. FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a flat wavelength section selection screen. As shown in FIG. 13, the flat wavelength section selection screen includes an image display unit W31 on which an observation staining RGB image or an analysis region image is displayed. Which image is displayed can be selected from the image display menu M31. That is, when “HE” is selected in the image display menu M31, an observation stained RGB image is displayed on the image display unit W31. On the other hand, when “analysis region” is selected, an analysis region image in which the analysis region in the observation stained RGB image is identified and displayed is displayed on the image display unit W31. For example, an image in which each pixel outside the analysis region is not displayed by replacing a pixel value outside the analysis region with a predetermined color (for example, white) is displayed.
また、平坦波長区間選択画面は、グラフ表示部W33を備え、図7のステップb9で作成された吸光度グラフが表示される。グラフ表示部W33に表示させる吸光度グラフの表示波長は、表示波長メニューM33で適宜選択できる。例えば、ユーザは、この表示波長メニューM33において、表示させたい波長範囲の短波長側の値を入力ボックスIB331に入力し、長波長側の値を入力ボックスIB333に入力する。なお、吸光度グラフに限らず、吸光度グラフをもとに作成した平均化グラフ(図11を参照)をグラフ表示部W33に表示する構成としてもよい。 The flat wavelength section selection screen includes a graph display unit W33, and displays the absorbance graph created in step b9 in FIG. The display wavelength of the absorbance graph displayed on the graph display unit W33 can be selected as appropriate from the display wavelength menu M33. For example, in the display wavelength menu M33, the user inputs a value on the short wavelength side of the wavelength range to be displayed in the input box IB331 and inputs a value on the long wavelength side in the input box IB333. In addition, it is good also as a structure which displays not only an absorbance graph but the averaged graph (refer FIG. 11) created based on the absorbance graph on the graph display part W33.
そして、ユーザは、グラフ表示部W33に表示される吸光度グラフを見ながら、区間選択メニューM35の入力ボックスIB351に所望の波長Sを入力し、入力ボックスIB353に所望の波長E−1を入力する。これにより、入力ボックスIB351の波長Sから入力ボックスIB353の波長E−1までの波長区間が平坦波長区間Zとして選択される。また、このようにして入力ボックスIB351,IB353に値を入力すると、グラフ表示部W33において、現在選択されている平坦波長区間Zが例えば図13に例示するように破線によって示され、吸光度グラフ上で識別表示されるようになっている。 Then, the user inputs a desired wavelength S into the input box IB351 of the section selection menu M35 and inputs a desired wavelength E-1 into the input box IB353 while viewing the absorbance graph displayed on the graph display unit W33. Thereby, the wavelength section from the wavelength S of the input box IB351 to the wavelength E-1 of the input box IB353 is selected as the flat wavelength section Z. Further, when a value is input to the input boxes IB351 and IB353 in this way, the currently selected flat wavelength section Z is indicated by a broken line as illustrated in FIG. 13 on the graph display unit W33, and is displayed on the absorbance graph. The identification is displayed.
また、具体的なピーク変化度ΔPの算出手順としては先ず、平坦波長区間Zにおける吸光度値平均a ̄flatを算出する。なお、a ̄は、aの上に記号「 ̄」が付いていることを示す。この吸光度値平均a ̄flatは、平坦波長区間Z内の各波長の吸光度値をa(λi)(i=S,S+1,・・・,E)とすると、次式(21)で表される。stepは、観察染色標本画像の波長間隔を表す。
そして、算出した平坦波長区間Zにおける吸光度値平均a ̄flatをもとに、次式(22)に従ってピーク変化度ΔPを算出する。a(P)は、ピーク波長Pにおける吸光度値である。
以上のようにして特徴量取得部144が算出した平坦波長区間Zおよびピーク変化度ΔPの各特徴量は、記憶部16に記憶される。
Each feature amount of the flat wavelength section Z and the peak change degree ΔP calculated by the feature
そして、解析領域の特徴量として平坦波長区間Zおよびピーク変化度ΔPを算出したならば、続いて、作成条件推定部145が、これら平坦波長区間Zおよびピーク変化度ΔPをもとに、観察染色標本の作成条件を推定する。実施の形態1では、作成条件として、観察染色標本の染色に要した染色時間、染色に使用した薬剤のpHおよび標本の厚みを推定する。ここで行う作成条件の推定では、上記したように事前に決定されて記憶部16に記憶される作成条件判定パラメータAdjの作成条件判定パラメータ分布を用いる。
Then, if the flat wavelength section Z and the peak change degree ΔP are calculated as the feature quantities of the analysis region, then the creation
上記のように、実施の形態1では解析部位が核であり、この核の領域のスペクトルは主に色素Hの基準スペクトルによって特徴付けられる。このため、特徴量取得部144が特徴量として取得した平坦波長区間Zおよびピーク変化度ΔPは、観察染色標本の染色状態に応じたH基準特徴RWおよびRΔPと相関すると想定できる。ここで、式(8)に示して上記したように、予め決定される作成条件判定パラメータAdjは、H基準特徴RΔPをH基準特徴RWで除することによって得ている。そこで、図7に示すように、作成条件推定部145は先ず、作成条件パラメータ算出手段として、次式(23)に従って解析領域の作成条件判定パラメータAdjAを算出する(ステップb13)。
そして、作成条件推定部145は、算出した解析領域の作成条件判定パラメータAdjAに該当する作成条件判定パラメータAdjを作成条件判定パラメータ分布から選出することによって観察染色標本の作成条件を推定する(ステップb15)。解析領域の作成条件判定パラメータAdjAと一致する作成条件判定パラメータAdjがあれば、その作成条件判定パラメータAdjを選出し、その作成条件を観察染色標本の作成条件として推定する。一致する作成条件判定パラメータAdjがなければ、解析領域の作成条件判定パラメータAdjAと値が類似する作成条件判定パラメータAdjを選出し、その作成条件を観察染色標本の作成条件として推定する。具体的には、解析領域の作成条件判定パラメータAdjAとの差の絶対値が最小となる作成条件判定パラメータAdjを類似する作成条件判定パラメータAdjとして選出する。ここで、差の絶対値が最小となる作成条件判定パラメータAdjが複数存在する場合もあるが、このような場合には、これら複数の作成条件判定パラメータAdjをもとに観察染色標本の作成条件をそれぞれ推定する(観察染色標本の作成条件を複数通り推定する)。
Then, the creation
なお、上記したステップb15では、解析領域の作成条件判定パラメータAdjAとの差の絶対値が最小となる作成条件判定パラメータAdjを類似する作成条件判定パラメータAdjとして選出することとした。これに対し、予め設定される所定の閾値を用いて差の絶対値を閾値処理し、例えば差の絶対値が閾値よりも小さい作成条件判定パラメータAdjを類似する作成条件判定パラメータAdjとして選出する構成としてもよい。そして、このときに作成条件判定パラメータAdjを複数選出した場合には、各作成条件判定パラメータAdjをもとに観察染色標本の作成条件を複数通り推定するようにしてもよい。 In step b15 described above, the creation condition determination parameter Adj having the smallest absolute value of the difference from the creation condition determination parameter Adj A of the analysis region is selected as a similar creation condition determination parameter Adj. On the other hand, the absolute value of the difference is subjected to threshold processing using a predetermined threshold value set in advance, and for example, the creation condition determination parameter Adj whose absolute value of the difference is smaller than the threshold is selected as a similar creation condition determination parameter Adj. It is good. If a plurality of creation condition determination parameters Adj are selected at this time, a plurality of preparation conditions for observation stained specimens may be estimated based on each creation condition determination parameter Adj.
また、異なる作成条件に対して同一の作成条件判定パラメータAdjの値が定義され得るため、解析領域の作成条件判定パラメータAdjAと一致する作成条件判定パラメータAdjが複数存在する場合もあり得る。このような場合にも、これら複数の作成条件判定パラメータAdjをもとに観察染色標本の作成条件をそれぞれ推定する。 Also, since the same creation condition determination parameter Adj value can be defined for different creation conditions, there may be a plurality of creation condition determination parameters Adj that match the creation condition determination parameter Adj A of the analysis region. Even in such a case, the preparation condition of the observation stained specimen is estimated based on the plurality of preparation condition determination parameters Adj.
以上のようにして推定された観察染色標本の作成条件は、表示部13に確認表示されてユーザに提示されるようになっている。例えば、作成条件入力依頼部172が、作成条件修正画面を表示部13に表示する処理を行う。またこのとき、作成条件入力依頼部172が、作成条件の修正入力依頼をユーザに通知する処理を行う。
The observation staining specimen creation conditions estimated as described above are displayed on the
図14は、作成条件修正画面の一例を示す図である。図14に示すように、作成条件修正画面は、観察染色画像表示部W41を備える。この観察染色画像表示部W41には、観察染色RGB画像が表示される。また、作成条件修正画面は、作成条件表示タブTM41(TM41−1,2,3,・・・)を備える。上記したステップb15において複数の作成条件判定パラメータAdjが選出されて観察染色標本の作成条件が複数通り推定された場合には、この作成条件表示タブTM41によって各作成条件を選択・表示できるようにしている。この作成条件表示タブTM41には、推定された染色時間、標本の厚みおよびpHの各値が修正可能に表示される。例えば、入力ボックスIB411,IB413の数値を変更することによって、推定された染色時間を修正することができる。同様に、入力ボックスIB415の数値を変更することによって推定された標本の厚みを修正でき、入力ボックスIB417の数値を変更することによって推定されたpHを修正できる。この他、作成条件修正画面には、作成条件表示タブTM41での操作を確定して修正内容を登録する登録ボタンB41と、修正入力を終えるOKボタンB43とが配置されている。 FIG. 14 is a diagram illustrating an example of the creation condition correction screen. As shown in FIG. 14, the creation condition correction screen includes an observation stained image display unit W41. In this observation stained image display portion W41, an observation stained RGB image is displayed. The creation condition correction screen includes a creation condition display tab TM41 (TM41-1, 2, 3,...). When a plurality of preparation condition determination parameters Adj are selected in step b15 and a plurality of preparation conditions of observation stained specimens are estimated, each preparation condition can be selected and displayed on this preparation condition display tab TM41. Yes. In this creation condition display tab TM41, the estimated staining time, specimen thickness, and pH values are displayed in a modifiable manner. For example, the estimated staining time can be corrected by changing the numerical values of the input boxes IB411 and IB413. Similarly, the estimated sample thickness can be modified by changing the value in the input box IB415, and the estimated pH can be modified by changing the value in the input box IB417. In addition, a registration button B41 for confirming an operation on the creation condition display tab TM41 and registering correction contents and an OK button B43 for finishing correction input are arranged on the creation condition correction screen.
そして、以上のようにして作成条件の修正入力依頼の通知に応答して修正操作が入力されると(図7のステップb17:Yes)、作成条件入力依頼部172が、修正情報を作成条件推定部145に通知するようになっている。ここで、修正情報は、修正された染色時間、標本の厚みおよびpHの各値を含む。作成条件推定部145は、この修正情報に従って推定した作成条件を修正する(ステップb19)。以上のようにして推定・修正された観察染色標本の作成条件は、記憶部16に記憶される。
Then, when a correction operation is input in response to the notification of the correction input request for the creation condition as described above (step b17: Yes in FIG. 7), the creation condition
ここで、作成条件修正画面において登録ボタンB41をクリックすると、選択している作成条件表示タブTM41の各入力ボックスIB411,IB413に入力されている作成条件の各値と、解析領域の作成条件判定パラメータAdjAとの組み合わせが新たな作成条件判定パラメータAdjとして作成条件判定パラメータ分布に追加されるようになっている。例えば、基準スペクトル決定部146が行う処理として後述する最適基準スペクトルの決定手順に従って各染色色素の最適基準スペクトルを決定し、決定した最適基準スペクトルを記憶部16に記憶するとともに、作成条件の各値と解析領域の作成条件判定パラメータAdjAとの組み合わせを決定した最適基準スペクトルと関連付けた上で記憶部16に記憶されている作成条件判定パラメータ分布に追加して更新する。
Here, when the registration button B41 is clicked on the creation condition correction screen, each value of the creation condition entered in each of the input boxes IB411 and IB413 of the selected creation condition display tab TM41, and the creation condition determination parameter of the analysis region A combination with Adj A is added to the creation condition determination parameter distribution as a new creation condition determination parameter Adj. For example, as the process performed by the reference
続いて、基準スペクトル決定部146が、作成条件推定部145が推定・修正した観察染色標本の作成条件に従って基準スペクトル情報163から該当する色素H、色素Eおよび色素Rの基準スペクトルを選択し(ステップb21)、観察染色標本の色素量推定に用いる最適基準スペクトルとして決定する(ステップb23)。
Subsequently, the reference
すなわち、基準スペクトル決定部146は、観察染色標本の作成条件が作成条件推定部145による推定値である場合(ユーザ操作に従って修正されていない場合)には、この作成条件と対応付けられた色素Hおよび色素Eの基準スペクトルと、色素Rの基準スペクトルとを基準スペクトル情報163から読み出して選択し、最適基準スペクトルとして決定する。
That is, the reference
一方、基準スペクトル決定部146は、観察染色標本の作成条件がユーザ操作によって修正されている場合には、修正後の作成条件に従って基準スペクトル情報163に記憶されている基準スペクトルを選択した後補正し、最適基準スペクトルを決定する。
On the other hand, when the preparation condition of the observation stained specimen is corrected by the user operation, the reference
ここで、この場合の最適基準スペクトルの決定手順について説明する。先ず、基準スペクトル決定部146は、修正後の作成条件である染色時間をt、標本の厚みをd、水素イオン指数(pH)をpとをもとに、作成条件判定パラメータ分布上で距離が最小となる作成条件判定パラメータAdjを作成条件判定パラメータ分布から選出する。そして、基準スペクトル決定部146は、選出した作成条件判定パラメータAdjに対する染色時間をt0、標本の厚みをd0、水素イオン指数(pH)をp0として取得する。
Here, the procedure for determining the optimum reference spectrum in this case will be described. First, the reference
続いて、基準スペクトル決定部146は、染色時間t0とt、標本の厚みd0とd、水素イオン指数(pH)p0とpをそれぞれ比較し、差分が最小となる作成条件を抽出する。そして、基準スペクトル決定部146は、抽出した作成条件に従って補正マトリクスを作成する。例えば、標本の厚みd0とdの差分が最小の場合には、次式(24)に従って補正マトリクスを作成する。
すなわち、式(25)に示す変換マトリクスは、標本の厚みd0を固定として染色時間を変化させた場合の基準スペクトルの変動を定義したものであり、例えば、予め測定しておいた標本の厚みd0に対する染色時間の変化に応じた各染色色素(色素H、色素Eおよび色素R)の基準スペクトルの変動量を近似した関数で実現できる。詳細には、複数通りの標本の厚みに対する変換マトリクスを用意しておき、標本の厚みd0の値に応じた変換マトリクスを選択して用いる。同様に、式(26)に示す変換マトリクスは、標本の厚みd0を固定としてpHを変化させた場合の基準スペクトルの変動を定義したものであり、例えば、予め測定しておいた標本の厚みd0に対するpHの変化に応じた各染色色素(色素H、色素Eおよび色素R)の基準スペクトルの変動量を近似した関数で実現できる。 In other words, the conversion matrix shown in the equation (25) defines the fluctuation of the reference spectrum when the staining time is changed with the specimen thickness d 0 fixed, for example, the specimen thickness measured in advance. This can be realized by a function that approximates the amount of fluctuation of the reference spectrum of each dye (dye H, dye E, and dye R) according to the change in the dyeing time with respect to d 0 . Specifically, a plurality of conversion matrixes for sample thicknesses are prepared, and a conversion matrix corresponding to the value of the sample thickness d 0 is selected and used. Similarly, the conversion matrix shown in the equation (26) defines the fluctuation of the reference spectrum when the pH is changed with the specimen thickness d 0 fixed, for example, the specimen thickness measured in advance. It can be realized by a function that approximates the variation amount of the reference spectrum of each dye (dye H, dye E, and dye R) according to the change in pH with respect to d 0 .
なお、染色時間を固定として標本の厚みおよびpHをそれぞれ変化させた場合の基準スペクトルの変動を定義した変換マトリクスや、pHを固定として染色時間および標本の厚みをそれぞれ変化させた場合の基準スペクトルの変動を定義した変換マトリクスについても同様に用意しておき、差分が最小となる作成条件に応じて適宜用いる。なお、変換マトリクスは、例示したものに限定されるものではない。例えば、標本の厚みを固定とした場合のこれら染色時間の変化あるいはpHの変化に伴う各染色色素の基準スペクトルの変動をモデル化することによって定義しておくこととしてもよい。同様に、染色時間を固定とした場合の標本の厚みの変化あるいはpHの変化に伴う各染色色素の基準スペクトルの変動や、pHを固定とした場合の染色時間の変化あるいは標本の厚みの変化に伴う各染色色素の基準スペクトルの変動をモデル化して変換マトリクスを定義しておくこととしてもよい。 Note that a conversion matrix that defines the fluctuation of the reference spectrum when the thickness and pH of the specimen are changed with the staining time fixed, or the reference spectrum when the staining time and the thickness of the specimen are changed with the pH fixed, respectively. A conversion matrix in which a variation is defined is prepared in the same manner, and is used as appropriate according to a creation condition that minimizes the difference. Note that the conversion matrix is not limited to that illustrated. For example, it may be defined by modeling a change in the reference spectrum of each staining dye accompanying a change in staining time or a change in pH when the thickness of the specimen is fixed. Similarly, changes in the reference spectrum of each staining dye due to changes in specimen thickness or pH when the staining time is fixed, changes in staining time or specimen thickness when pH is fixed The conversion matrix may be defined by modeling the change in the reference spectrum of each staining dye.
そして、この補正マトリクスを用い、作成条件として染色時間t0、標本の厚みd0および水素イオン指数(pH)p0が対応付けられた各染色色素の基準スペクトルを補正したならば、基準スペクトル決定部146は、補正後の基準スペクトルを最適基準スペクトルとする。そして、図6のステップa7にリターンし、その後ステップa9に移行する。
Then, using this correction matrix and correcting the reference spectrum of each staining dye associated with the dyeing time t 0 , the specimen thickness d 0 and the hydrogen ion index (pH) p 0 as the creation conditions, the reference spectrum is determined. The
そして、ステップa9では、色素量推定部147が、観察染色標本画像の各画素位置について取得されているスペクトル(吸光度a(x,λ))をもとに、ステップa7の標本作成条件推定処理で各染色色素についてそれぞれ決定した最適基準スペクトルを用いて観察染色標本の色素量を推定する。
In step a9, the dye
背景技術で式(2)に示して説明したように、分光透過率t(x,λ)に関しては、ランベルト・ベールの法則が成り立つ。また、分光透過率t(x,λ)は、上記した式(11)を用いて吸光度a(x,λ)に変換できる。実施の形態1においてもこれらの式を適用して色素量を推定する。すなわち、ランベルト・ベールの法則によれば、観察染色標本画像の各画素(x,y)に対応する観察染色標本上の各標本点における吸光度a(x,λ)は、次式(27)で表される。ただしこのとき、色素Hの基準スペクトルkHとして、色素Hについて決定した最適基準スペクトルを用い、色素Eの基準スペクトルkEとして、色素Eについて決定した最適基準スペクトルを用い、色素Rの基準スペクトルkRとして、色素Rについて決定した最適基準スペクトルを用いる。
各画素(x,y)に対応する観察染色標本上の各標本点における色素H、色素Eおよび色素Rの色素量は、例えば背景技術で式(3)に示して説明した手法を適用し、重回帰分析を行うことで推定(算出)することができる。推定した色素量のデータは、記憶部16に記憶される。
For the dye amounts of the dye H, the dye E, and the dye R at each sample point on the observation stained specimen corresponding to each pixel (x, y), for example, the method described in Expression (3) in the background art is applied, It can be estimated (calculated) by performing multiple regression analysis. The estimated pigment amount data is stored in the
以上のように色素量を推定したならば、図6に示すように、画像表示処理に移る(ステップa11)。この画像表示処理では、ステップa9で推定した色素量をもとに観察染色標本の表示用の画像(表示画像)を生成し、表示部13に表示する処理を行う。図15は、実施の形態1における画像表示処理の詳細な処理手順を示すフローチャートである。
When the pigment amount is estimated as described above, the process proceeds to image display processing as shown in FIG. 6 (step a11). In this image display process, an image (display image) for displaying the observation stained specimen is generated based on the pigment amount estimated in step a9 and displayed on the
画像表示処理では先ず、画像表示処理部175が、図6のステップa5で合成された観察染色標本のRGB画像(観察染色RGB画像)を表示画像として表示部13に表示する処理を行う(ステップc1)。
In the image display processing, first, the image display processing unit 175 performs processing for displaying the RGB image (observation stained RGB image) of the observation stained specimen synthesized in step a5 of FIG. 6 on the
続いて、色素選択入力依頼部173が、表示対象色素の選択入力依頼の通知を表示部13に表示する処理を行い、この選択入力依頼の通知に応答して表示対象色素の選択操作が入力されず、表示対象色素の選択がない間は(ステップc3:No)、ステップc9に移行する。
Subsequently, the pigment selection
そして、ユーザによる表示対象色素の選択操作が入力された場合には(ステップc3:Yes)、表示画像生成部148が、観察染色RGB画像をもとに、表示対象色素によって染色されている観察染色標本上の領域(表示対象色素を含む画素位置)を識別可能に表した表示画像を生成する(ステップc5)。例えば、表示画像生成部148は、図6のステップa9で観察染色標本画像の画素毎に推定された観察染色標本上の各標本点における色素量をもとに、表示対象色素を含む(表示対象色素の色素量が“0”ではない)画素位置を選出し、表示対象色素染色領域とする。例えば、表示対象色素として色素Hが選択された場合には、色素Hの色素量が“0”でなく、色素Hを含む画素位置を選出して表示対象色素染色領域を設定する。そして、表示画像生成部148は、観察染色RGB画像をもとに、表示対象色素染色領域内の画素をその他の画素と識別可能に表した表示画像を生成する。
Then, when the selection operation of the display target pigment by the user is input (step c3: Yes), the display
続いて画像表示処理部175が、ステップc5で生成された表示画像を表示部13に表示する処理を行い(ステップc7)、その後ステップc9に移行する。このとき、ステップc7で生成された表示画像を、既に表示処理されている表示画像にかえて表示処理することとしてもよいし、これらを並べて表示処理する構成としてもよい。 Subsequently, the image display processing unit 175 performs a process for displaying the display image generated in step c5 on the display unit 13 (step c7), and then proceeds to step c9. At this time, the display image generated in step c7 may be displayed instead of the display image already processed, or may be displayed side by side.
そして、ステップc9では、画像表示の終了判定を行い、終了しない間は(ステップc9:No)、ステップc3に戻って表示対象色素の選択操作を受け付ける。例えばユーザによって画像表示の終了操作が入力された場合には終了すると判定する(ステップc9:Yes)。そして、図6のステップa11にリターンし、その後処理を終える。 Then, in step c9, it is determined whether or not to end the image display, and while not ending (step c9: No), the process returns to step c3 to accept the display target dye selection operation. For example, when an image display end operation is input by the user, it is determined to end (step c9: Yes). Then, the process returns to step a11 in FIG.
ここで、ユーザが表示画像を観察する際の操作例について説明する。図16は、実施の形態1における表示画像の観察画面の一例を示す図である。図16に示す観察画面は、2つの画像表示部W51,W53を備える。また、観察画面は、表示対象色素を選択するための色素選択メニューM51を備え、各染色色素を表示対象色素として個別に選択できるようになっている。図16では、チェックボックスCB51によって色素Hが表示対象色素として選択されている。 Here, an operation example when the user observes the display image will be described. FIG. 16 is a diagram illustrating an example of an observation screen for a display image in the first embodiment. The observation screen shown in FIG. 16 includes two image display parts W51 and W53. In addition, the observation screen includes a dye selection menu M51 for selecting a display target dye so that each dye can be individually selected as a display target dye. In FIG. 16, the dye H is selected as the display target dye by the check box CB51.
そして、図16中に向かって左側の画像表示部W51には、例えば観察染色RGB画像が表示される。一方、向かって右側の画像表示部W53には、表示対象色素染色領域を識別表示した表示対象色素識別画像が表示される。この表示対象色素識別画像は、図15のステップc5の処理で生成される表示画像の一例であり、例えば、表示対象色素染色領域を表示し、それ以外の領域を非表示とした画像として生成される。図16では、観察染色RGB画像中の色素Hについて設定した表示対象色素染色領域を表示し、それ以外の画素を非表示とした表示対象色素識別画像が表示されている。この場合の内部処理としては例えば、表示画像生成部148は、色素選択メニューM51で選択されている表示対象色素をもとに表示対象色素領域を設定し、設定した表示対象色素染色領域外の画素値を所定の色(例えば白)に置き換えて表示対象色素識別画像を生成する。
Then, for example, an observation stained RGB image is displayed on the image display unit W51 on the left side in FIG. On the other hand, a display target dye identification image in which the display target dye staining region is identified and displayed is displayed on the right image display unit W53. This display target dye identification image is an example of a display image generated by the process of step c5 in FIG. 15, and is generated as an image in which the display target dye staining area is displayed and the other areas are not displayed, for example. The In FIG. 16, a display target dye staining area set for the dye H in the observation dyed RGB image is displayed, and a display target dye identification image in which the other pixels are not displayed is displayed. As internal processing in this case, for example, the display
さらに、観察画面は、画像表示部W53に表示される表示対象色素識別画像の描画モードを指定する描画メニューM53を備える。例えば、図16の例では、描画モードとして「なし」「輪郭」「色」「パターン」のいずれか1つを択一的に選択可能なラジオボタンが配置されている。図16に例示するように、描画メニューM53にて「なし」を選択すると、表示対象色素識別画像がそのまま画像表示部W53に表示される。「輪郭」を選択すると、表示対象色素識別画像中で、表示対象色素毎の表示対象色素染色領域が輪郭線で囲まれて識別表示される。「色」を選択すると、表示対象色素識別画像中で、表示対象色素毎の表示対象色素染色領域が所定の描画色に置き換えられて識別表示される。描画色は、表示対象色素毎に予め設定しておく。「パターン」を選択すると、表示対象色素識別画像中で、表示対象色素毎の表示対象色素染色領域が所定の塗り潰しパターンで識別表示される。塗り潰しパターンは、表示対象色素毎に予め設定しておく。例えば、色素選択メニューM51で表示対象色素を2つ以上選択した場合に、この描画メニューM53で「色」や「パターン」を選択すれば、各表示対象色素それぞれの表示対象色素染色領域を識別可能に表示させることができる。また、描画メニューM53には、ユーザ設定ボタンB53が配置されており、クリックすることで表示対象色素に割り当てる色や塗り潰しパターン、あるいは描画メニューM53で提示する識別表示項目の編集等が行える。 Furthermore, the observation screen includes a drawing menu M53 for designating a drawing mode of the display target pigment identification image displayed on the image display unit W53. For example, in the example of FIG. 16, radio buttons that can alternatively select any one of “none”, “outline”, “color”, and “pattern” are arranged as the drawing mode. As illustrated in FIG. 16, when “None” is selected in the drawing menu M53, the display target dye identification image is displayed as it is on the image display unit W53. When “contour” is selected, a display target dye-stained region for each display target dye is identified and displayed surrounded by a contour line in the display target dye identification image. When “color” is selected, the display target dye-stained area for each display target dye in the display target dye identification image is replaced with a predetermined drawing color for identification display. The drawing color is set in advance for each display target dye. When “pattern” is selected, the display target dye-stained area for each display target dye is identified and displayed in a predetermined fill pattern in the display target dye identification image. The fill pattern is set in advance for each display target dye. For example, when two or more display target dyes are selected in the dye selection menu M51, if “color” or “pattern” is selected in the drawing menu M53, the display target dye staining region of each display target dye can be identified. Can be displayed. In addition, a user setting button B53 is arranged in the drawing menu M53, and the color and fill pattern to be assigned to the display target pigment or the identification display item presented in the drawing menu M53 can be edited by clicking.
なお、識別表示の方法は、上記したものに限定されるものではない。例えば、表示対象色素の色素量を含む各画素位置について、その色合いを色素量の値に応じて段階的に変化させるといったことも可能である。 The identification display method is not limited to the above. For example, it is possible to change the hue of each pixel position including the dye amount of the display target dye stepwise according to the value of the dye amount.
以上説明したように、実施の形態1によれば、観察染色標本の作成条件を推定することができる。そして、推定した作成条件に応じた基準スペクトルを基準スペクトル情報163に記憶されている各染色色素の基準スペクトルの組み合わせから選択し、各染色色素の最適基準スペクトルを決定することができる。そして、観察染色標本画像の各画素について取得したスペクトルをもとに、決定した各染色色素の最適基準スペクトルを用いて観察染色標本上の標本点における染色色素の色素量を推定することができる。したがって、観察染色標本の作成条件に応じた最適な各染色色素の基準スペクトルを用いて、観察対象の染色標本の色素量を精度良く推定することができる。また、ユーザは、観察染色標本の作成条件を記録しておく必要がなく、ユーザの手間を省くことができる。
As described above, according to the first embodiment, it is possible to estimate the preparation condition of the observation stained specimen. Then, a reference spectrum corresponding to the estimated creation condition can be selected from the combination of the reference spectra of each staining dye stored in the
また、推定した各染色色素の色素量をもとにユーザが選択した表示対象色素を含む観察染色標本画像の画素位置を選出し、表示対象色素によって染色されている観察染色標本上の領域(表示対象色素を含む画素位置)を識別可能に表した表示画像を生成することができる。したがって、観察染色標本内を視認性良く表した画像をユーザに提示することができる。これによれば、ユーザによる観察効率を向上させることができる。ユーザにとっては、観察したい所望の染色色素を選択することによって、観察染色標本中の所望の染色色素の領域を個別にあるいは組み合わせて視認性良く観察できる。 In addition, the pixel position of the observation stained specimen image including the display target dye selected by the user is selected based on the estimated dye amount of each staining dye, and the region on the observation stained specimen stained with the display target dye (display) It is possible to generate a display image in which the pixel position including the target pigment) can be identified. Therefore, an image representing the inside of the observation stained specimen with high visibility can be presented to the user. According to this, the observation efficiency by the user can be improved. For the user, by selecting a desired staining pigment to be observed, it is possible to observe the region of the desired staining pigment in the observation stained specimen individually or in combination with good visibility.
なお、上記した実施の形態1では、作成条件推定部145が観察染色標本の作成条件を推定することとした。これに対し、作成条件の推定を行わない構成としてもよい。例えば、図6のステップa7で行う標本作成条件推定処理にかえて、観察染色標本を作成した際の作成条件をユーザ操作に従って取得する処理を行う構成としてもよい。
In the first embodiment described above, the creation
この場合には、作成条件入力依頼部172が、作成条件入力依頼手段として、例えば図14に例示した作成条件修正画面と同様の作成条件入力画面を表示部13に表示処理し、観察染色標本を作成した際の作成条件の入力依頼をユーザに通知する処理を行う。そして、作成条件入力依頼部172は、この入力依頼の通知に応答してユーザが操作入力した作成条件を観察染色標本の作成条件として取得する。続いて、基準スペクトル決定部146が、作成条件入力依頼部172による処理によってユーザ操作に従って取得した観察染色標本の作成条件をもとに、作成条件判定パラメータ分布を参照して該当する作成条件判定パラメータAdjを選出する。そして、基準スペクトル決定部146は、選出した作成条件判定パラメータAdjの基準スペクトルを基準スペクトル情報163から読みだして色素量推定に用いる各染色色素の最適基準スペクトルを決定する。このとき、基準スペクトル決定部146は、取得した作成条件と一致する作成条件があれば、対応する各染色色素の基準スペクトルを最適基準スペクトルとして決定する。一方、一致する作成条件がない場合には、基準スペクトル決定部146は、図7のステップb21,b23と同様の処理手順で各染色色素の基準スペクトルを選択し、補正して各染色色素の最適基準スペクトルを決定する。
In this case, the creation condition
(実施の形態2)
図17は、実施の形態2における画像処理装置1bの機能構成を示すブロック図である。なお、図17において、実施の形態1で説明した画像処理装置1と同様の構成については同一の符号を付して示している。
(Embodiment 2)
FIG. 17 is a block diagram illustrating a functional configuration of the
図17に示すように、実施の形態2の画像処理装置1bは、染色標本画像撮像部11と、操作部12と、表示部13と、画像処理部14bと、記憶部16bと、制御部17bとを備える。
As shown in FIG. 17, the
画像処理部14bは、スペクトル取得部141と、標本作成条件推定処理部142と、色素量推定部147と、色素量補正手段としての色素量補正部149bと、分光特性合成手段としてのスペクトル合成部150bと、表示画像生成手段としての表示画像生成部148bとを含む。色素量補正部149bは、色素量調整入力依頼部177bによる調整入力依頼に応答して操作部12から入力されたユーザ操作に従って、色素量推定部147が推定した色素H、色素Eおよび色素Rの色素量を補正する。スペクトル合成部150bは、色素量補正部149bによる補正後の色素H、色素Eおよび色素Rの色素量をもとに分光透過率t(x,λ)を合成する。
The
また、記憶部16bには、観察染色標本上の各標本位置における色素量を推定し補正するための画像処理プログラム161bと、基準スペクトル情報163とが記憶される。
In addition, the
そして、制御部17bは、解析領域選択入力依頼部171と、作成条件入力依頼部172と、色素指定手段としての色素選択入力依頼部173と、色素量調整入力依頼部177bと、表示処理手段としての画像表示処理部175bとを含む。色素量調整入力依頼部177bは、色素量の調整入力を依頼する処理を行い、操作部12を介してユーザによる色素量の調整操作を受け付ける。
Then, the control unit 17b includes an analysis region selection
この実施の形態2の画像処理装置1bは、実施の形態1において図6に示した処理手順において、ステップa11の画像表示処理にかえて図18に示す画像表示処理を行う。なお、画像処理装置1bが行う処理は、記憶部16bに記憶された画像処理プログラム161bに従って画像処理装置1bの各部が動作することによって実現される。
The
画像表示処理では先ず、図18に示すように、画像表示処理部175bが、実施の形態1で説明した図6のステップa5で合成されている観察染色RGB画像を表示画像として表示部13に表示する処理を行う(ステップd1)。
In the image display processing, first, as shown in FIG. 18, the image display processing unit 175b displays the observation stained RGB image synthesized in step a5 of FIG. 6 described in the first embodiment on the
続いて、色素選択入力依頼部173が、表示対象色素の選択入力依頼の通知を表示部13に表示する処理を行う。そして、この選択入力依頼の通知に応答して表示対象色素の選択操作が入力された場合には(ステップd3:Yes)、色素量補正部149bが、表示対象色素以外の色素を非表示として色素量を補正する(ステップd5)。例えば、実施の形態1で説明した図6のステップa9で観察染色標本画像の画素毎に推定された色素量のうち、表示対象色素以外の色素の色素量を例えば全て“0”に置き換えて補正する。
Subsequently, the pigment selection
続いて、スペクトル合成部150bが、補正後の色素H、色素Eおよび色素Rの色素量をもとに分光透過率t(x,λ)を合成する(ステップd7)。例えば、スペクトル合成部150bは、次式(28)に従い、実施の形態1で示した図7の標本作成条件推定処理で各染色色素について決定した最適基準スペクトルを用いて画素位置(x)における分光透過率t(x,λ)を新たに合成する。
続いて、表示画像生成部148bが、新たに合成した各画素位置(x)の分光透過率t(x,λ)をRGB値に変換し、RGB画像を合成することによって表示画像を生成する(ステップd9)。分光透過率t(x,λ)をRGB値に変換する処理は、図6のステップa5の手順と同様に、実施の形態1で上記した式(12),(13)を用いて行う。ここで合成されるRGB画像は、表示対象色素のみの染色状態を表した(表示対象色素の色素量のみを視覚化した)画像である。
Subsequently, the display
そして、画像表示処理部175bが、ステップd9で生成された表示画像を表示部13に表示する処理を行い(ステップd11)、その後ステップd23に移行する。このとき、ステップd9で生成された表示画像を、既に表示されている表示画像にかえて表示処理することとしてもよいし、これらを並べて表示処理する構成としてもよい。 Then, the image display processing unit 175b performs a process of displaying the display image generated in step d9 on the display unit 13 (step d11), and then proceeds to step d23. At this time, the display image generated in step d9 may be subjected to display processing in place of the display image already displayed, or the display image may be displayed side by side.
また、以上のようにして表示画像を表示している間、表示対象色素についての色素量の調整操作を受け付けるようになっている。例えば、色素量調整入力依頼部177bは、色素量の調整入力依頼の通知を表示部13に表示する処理を行い、この調整入力依頼の通知に応答して色素量の調整操作が入力されると(ステップd13:Yes)、入力された調整量を色素量補正部149bに通知する。
In addition, while the display image is displayed as described above, an operation for adjusting the amount of the dye for the display target dye is accepted. For example, the dye amount adjustment
そして、色素量補正部149bが、表示対象色素の色素量を、色素量調整入力依頼部177bから通知された調整量に従って補正する(ステップd15)。その後、スペクトル合成部150bが、補正後の色素H、色素Eおよび色素Rの色素量をもとに、ステップd7と同様の処理手順で上記した式(30)に従って新たに分光透過率t(x,λ)を合成する(ステップd17)。そして、表示画像生成部148bが、新たに合成した各画素位置の分光透過率t(x,λ)を、ステップd9と同様の手順で上記した式(12),(13)を用いてRGB値に変換し、RGB画像を合成することによって表示画像を生成する(ステップd19)。
Then, the dye
続いて画像表示処理部175bが、ステップd19で生成された表示画像を表示部13に表示する処理を行い(ステップd21)、その後ステップd23に移行する。このとき、ステップd19で生成された表示画像を、既に表示されている表示画像にかえて表示処理することとしてもよいし、これらを並べて表示処理する構成としてもよい。 Subsequently, the image display processing unit 175b performs a process of displaying the display image generated in step d19 on the display unit 13 (step d21), and then proceeds to step d23. At this time, the display image generated in step d19 may be subjected to display processing in place of the display image already displayed, or may be configured to perform display processing side by side.
そして、ステップd23では、画像表示の終了判定を行い、終了しない間は(ステップd23:No)、ステップd3に戻って表示対象色素の選択操作を受け付ける。例えばユーザによって画像表示の終了操作が入力された場合には終了すると判定する(ステップd23:Yes)。 Then, in step d23, it is determined whether or not to end the image display. If the display is not completed (step d23: No), the process returns to step d3 to accept a display target dye selection operation. For example, when an end operation of image display is input by the user, it is determined to end (step d23: Yes).
ここで、ユーザが表示画像を観察する際の操作例について説明する。図19は、実施の形態2における表示画像の観察画面の一例を示す図である。図19に示す観察画面は、3つの画像表示部W61,W63,W65を備える。また、観察画面は、表示対象色素を選択するための色素選択メニューM61や、画像表示部W63,W65に表示される表示対象色素染色画像の描画モードを指定する描画メニューM63を備える。 Here, an operation example when the user observes the display image will be described. FIG. 19 is a diagram illustrating an example of an observation screen for a display image in the second embodiment. The observation screen shown in FIG. 19 includes three image display units W61, W63, and W65. The observation screen also includes a dye selection menu M61 for selecting a display target dye and a drawing menu M63 for designating a drawing mode of a display target dye-stained image displayed on the image display units W63 and W65.
そして、図19中に向かって左側の画像表示部W61には、例えば観察染色RGB画像が表示される。一方、向かって中央および右側の画像表示部W63,W65には、それぞれ表示対象色素の色素量のみを表した表示対象色素染色画像が表示される。この表示対象色素染色画像は、図18のステップd9,d19の処理で生成される表示画像に相当し、図19では、表示対象色素として選択されている色素Hのみの染色状態を表した画像が表示される。 Then, for example, an observation stained RGB image is displayed on the image display unit W61 on the left side in FIG. On the other hand, display target dye-stained images representing only the dye amount of the display target dye are displayed on the center and right image display portions W63 and W65, respectively. This display target dye-stained image corresponds to the display image generated by the processing of steps d9 and d19 in FIG. 18, and in FIG. 19, an image representing the dyeing state of only the dye H selected as the display target dye is shown. Is displayed.
さらに、観察画面は、色素量調整メニューM65を備え、表示対象色素の色素量を調整するためのスライダーバーSB65や、スライダーバーSB65での操作を確定するOKボタンB65等が配置されている。例えば、画像表示部W63や画像表示部W65に表示されている表示対象色素染色画像を観察・診断中に、表示対象色素の染色状態を濃くしたい、あるいは薄くしたいといった場合に、ユーザは、この色素量調整メニューM65においてスライダーバーSB65を操作し、表示対象色素の色素量の調整量を入力する。図19中、右側の画像表示部W65に表示されている表示対象色素染色画像は、スライダーバーSB65を用い、中央の画像表示部W63に表示されている表示対象色素染色画像よりも色素Hの色素量を薄く調整することによって表示させた画像である。 Further, the observation screen includes a dye amount adjustment menu M65, and a slider bar SB65 for adjusting the dye amount of the display target dye, an OK button B65 for confirming an operation on the slider bar SB65, and the like are arranged. For example, when observing and diagnosing the display target dye-stained image displayed on the image display unit W63 or the image display unit W65, when the user wants to darken or thin the staining state of the display target dye, the user In the amount adjustment menu M65, the slider bar SB65 is operated to input the amount of adjustment of the amount of pigment to be displayed. In FIG. 19, the display target dye-stained image displayed on the right-side image display unit W65 uses the slider bar SB65, and the dye H is more dye than the display target dye-stained image displayed on the central image display unit W63. It is an image displayed by adjusting the amount thinly.
以上説明したように、実施の形態2によれば、実施の形態1と同様の効果を奏するとともに、ユーザの調整操作に従って推定した表示対象色素の色素量を補正することができる。そして、補正後の各染色色素の色素量をもとに各画素位置のスペクトルを合成し、RGB画像を合成することによって表示画像を生成することができる。あるいは、表示対象色素以外の色素の色素量をゼロに補正することで、表示対象色素のみの色素量を視覚化した画像を表示画像として生成することができる。したがって、各染色色素による染色状態を調整して観察染色標本内を視認性良く表した画像をユーザに提示することができる。ユーザにとっては、所望の染色色素を選択して色素量を調整したり、観察・診断に不要な染色色素を除く等して、各染色色素による染色状態を個別に調整して視認性良く観察できる。したがって、診断精度を向上させることが可能となる。 As described above, according to the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and the pigment amount of the display target pigment estimated according to the user's adjustment operation can be corrected. A display image can be generated by synthesizing the spectrum of each pixel position based on the dye amount of each dye after correction and synthesizing the RGB image. Alternatively, by correcting the dye amount of a dye other than the display target dye to zero, an image in which the dye amount of only the display target dye is visualized can be generated as a display image. Therefore, it is possible to present to the user an image representing the inside of the observation stained specimen with high visibility by adjusting the staining state with each staining dye. For the user, it is possible to adjust the dye amount by selecting the desired dye and to remove the dye unnecessary for observation / diagnosis, etc., and adjust the dyeing condition of each dye individually for observation with good visibility. . Therefore, it is possible to improve diagnosis accuracy.
(実施の形態3)
実施の形態3は、本発明を顕微鏡システムに適用したものである。図20は、実施の形態3の顕微鏡システム2の全体構成を説明する模式図である。また、図21は、顕微鏡システム2の機能構成を示すブロック図である。実施の形態3の顕微鏡システム2は、画像取得手段としての観察部3と、観察システム制御部5と、分光特性記憶手段としての特性データ記憶部7とを備え、これらの間がデータの授受可能に接続されて構成されている。
(Embodiment 3)
In the third embodiment, the present invention is applied to a microscope system. FIG. 20 is a schematic diagram illustrating the overall configuration of the
観察部3は、図21に示すように、観察染色標本を観察するための染色標本観察部31と、観察染色標本画像を撮像するための染色標本画像撮像部33とを備える。ここで、染色標本画像撮像部33は、実施の形態1で説明した染色標本画像撮像部11と同様に構成される。
As shown in FIG. 21, the
染色標本観察部31は、観察染色標本を透過観察可能な顕微鏡で構成され、照明光を射出する光源や対物レンズ、観察染色標本を載置して対物レンズの光軸方向およびこの光軸方向と垂直な面内を移動する電動ステージ、電動ステージ上の観察染色標本を透過照明するための照明光学系、対物レンズ、観察染色標本の観察像を結像させるための観察光学系等を備える。この染色標本観察部31は、照明光学系によって光源からの照明光を観察染色標本に照射するとともに、対物レンズと協働し、観察光学系によって観察染色標本の観察像を結像させる。
The stained
また、観察システム制御部5は、観察部3の染色標本画像撮像部33によって撮像された観察染色標本画像を医師等が観察・診断するためのものであり、ワークステーションやパソコン等の汎用コンピュータで実現される。この観察システム制御部5は、観察部3を構成する染色標本観察部31および染色標本画像撮像部33に対する動作指示を行い、染色標本画像撮像部33から入力される観察染色標本画像を処理してディスプレイに表示する。
The observation
具体的には、観察システム制御部5は、操作部52と、表示部53と、画像処理部54と、記憶部56と、制御部57とを備える。ここで、実施の形態3の顕微鏡システム2は、実施の形態1の画像処理装置1の構成をもとにしたものであり、画像処理部54は、スペクトル取得部541と、標本作成条件推定処理部542と、色素量推定部547と、表示画像生成部548とを備え、標本作成条件推定処理部542は、解析領域設定部543と、特徴量取得部544と、作成条件推定部545と、基準スペクトル決定部546とを含む。
Specifically, the observation
また、制御部57は、解析領域選択入力依頼部571と、作成条件入力依頼部572と、色素選択入力依頼部573と、画像表示処理部575と、染色標本属性入力依頼部576と、特性データ選択部577と、システム環境設定部578とを含む。
The
なお、画像処理部54の各部541〜548および制御部57を構成する解析領域選択入力依頼部571、作成条件入力依頼部572、色素選択入力依頼部573および画像表示処理部575は、実施の形態1で説明した同一名称の機能部と同様の処理を行う。なお、ここでは、実施の形態1を適用する場合を例示したが、実施の形態1の変形例や実施の形態2の構成をもとにして画像処理部54や制御部57を構成することとしてもよい。
The analysis region selection
この制御部57において、染色標本属性入力依頼部576は、観察染色標本の属性を示す属性値をユーザ操作に従って指定する。ここでは、観察染色標本の属性(染色標本属性)が染色種類、臓器、注目対象組織および施設の4つの属性項目で構成されることとし、染色標本属性入力依頼部576は、観察染色標本に関するこれら4つの属性項目の属性値をユーザ操作に従って指定する。また、実施の形態3では、ユーザは、この観察染色標本の染色標本属性の指定と併せて、その観察染色標本を観察する際の顕微鏡(染色標本観察部31)の観察倍率を指定するようになっている。
In this
また、特性データ選択部577は、染色標本属性入力依頼部576によって指定された染色標本属性をもとに、特性データ記憶部7に記憶されている特性データの中から1つ以上の特性データを選択する。
Further, the characteristic
システム環境設定部578は、観察部3の動作環境(システム環境)を設定するためのシステムパラメータを設定する。例えば、システム環境設定部578は、染色標本観察部31の動作環境を設定するための観察パラメータや、染色標本画像撮像部33の動作環境を設定するための撮像パラメータをシステムパラメータとして設定する。
The system
記憶部56には、観察システム制御部57を動作させ、この観察システム制御部57が備える種々の機能を実現するためのプログラムや、このプログラムの実行中に使用されるデータ等の他、観察染色標本上の各標本位置における色素量を推定するための画像処理プログラム561が記憶される。
In the
特性データ記憶部7は、染色標本属性の各属性項目の属性値に応じた特性データを記憶する。この特性データ記憶部7は、例えばネットワークを介して観察システム制御部5と接続されるデータベース装置で実現され、観察システム制御部5とは離れた別の場所に設置されて特性データを記憶し、特性データを管理する。なお、この特性データは、観察システム制御部57の記憶部56に記憶しておく構成としてもよい。
The characteristic
図22および図23は、特性データ記憶部7に記憶される特性データのデータ構成例を説明する図である。ここで、図22は、特性データ記憶部7において、属性項目の1つである染色種類と関連付けられて記憶される特性データの一覧を示している。また、図23は、特性データ記憶部7において、属性項目の1つである施設と関連付けられて記憶される特性データの一覧を示している。図22および図23に示した属性項目毎の特性データの関連付けは、例えば公知のデータベース管理ツールを用いて管理される。ただし、特性データのデータ構成はこれに限定されるものではなく、各属性項目の属性値を指定することによってその属性値に応じた特性データを取得可能な構成であればよい。
22 and 23 are diagrams for explaining an example of the data configuration of the characteristic data stored in the characteristic
具体的には、特性データ記憶部7には、図22に示すように、染色種類についての特性データとして、その属性値毎に、属性項目である染色色素および施設と、観察パラメータである観察倍率と、作成条件である染色時間、標本の厚みおよびpHと、測定日付と、分光特性値とが関連付けられて記憶される。この染色種類と関連付けられる分光特性値(データセットA−01〜03,A−11〜13,A−21,A−31等)は、対応する染色種類の染色色素について予め測定した分光特性値(スペクトルデータ)であって、対応する施設(その分光特性値の測定対象とした染色標本(単一染色標本)を採取した医療施設)で、対応する観察倍率,染色時間,標本の厚み,pHを条件として、対応する測定日に測定した分光特性値を記憶する。ここで、分光特性値は、実施の形態1等で説明した基準スペクトルに相当するものであり、例えば分光吸光度として設定される。ただし、分光透過率や分光反射率等のスペクトル特徴値を用いることとしてもよい。
Specifically, as shown in FIG. 22, the characteristic
また、特性データ記憶部7には、図23に示すように、施設についての特性データとして、その属性値毎に、属性項目である染色種類および臓器と、観察パラメータである観察倍率と、測定日付と、白色画像信号値、照明分光特性値およびカメラ分光特性値の各システム分光特性値とが関連付けられて記憶される。この施設と関連付けられるシステム分光特性値は、対応する施設で測定されたシステムに関する分光特性値を記憶する。詳細には、白色画像信号値(データセットC−01〜C−05,・・・)は、組織が存在していない領域を撮像した画像信号値であって、対応する観察倍率で、対応する測定日に測定された画像信号値を記憶する。また、照明光分光特性値(データセットC−11〜C−15,・・・)は、対応する観察倍率で、対応する測定日に分光計等を用いて測定された染色標本観察部31の照明の分光特性値である。また、カメラ分光特性値(データセットC−21〜C−25,・・・)は、対応する観察倍率で、対応する測定日に測定された染色標本画像撮像部33のカメラ(二次元CCDカメラ)の分光特性値である。
In addition, as shown in FIG. 23, in the characteristic
なお、線維領域や位相物体等について特殊撮影を行う場合に対応し、例えばNA値やデフォーカス量、光量といった観察パラメータが異なる条件で分光特性値を測定し、その値を測定時の条件と対応付けて特性データ記憶部7に記憶しておくこととしてもよい。また、施設によっては、染色過程や染色に用いる試薬等が異なる場合がある。このような場合に対応し、施設毎に対応する条件で分光特性値を測定し、その値を測定時の条件と対応付けて特性データ記憶部7に記憶しておくこととしてもよい。
In addition, it corresponds to the case where special imaging is performed with respect to a fiber region or a phase object, for example, spectral characteristic values are measured under different observation parameters such as NA value, defocus amount, and light quantity, and the values correspond to the measurement conditions. In addition, it may be stored in the characteristic
図24は、実施の形態3の観察システム制御部5が行う処理手順を示すフローチャートである。なお、図24において、実施の形態1と同様の処理工程については、同一の符号を付して示している。
FIG. 24 is a flowchart illustrating a processing procedure performed by the observation
図24に示すように、先ず、染色標本属性入力依頼部576が、染色標本属性指定画面を表示部53に表示して染色標本属性の指定依頼を通知する処理を行い、操作部52を介してユーザによる染色標本属性および観察倍率の指定操作を受け付ける(ステップe11)。
As shown in FIG. 24, first, the stained specimen attribute
図25は、実施の形態3における染色標本属性指定画面の一例を示す図である。図25に示す染色標本属性指定画面には、染色種類、臓器、注目対象組織および施設の4つの属性項目の属性値を指定するためのスピンボックスB81〜B84、観察倍率を指定するためのスピンボックスB85、これらの各スピンボックスでの操作を確定するOKボタンB81、操作をキャンセルするキャンセルボタンB82等が配置されている。各スピンボックスB81〜B84は、該当する属性項目について指定可能な属性値の一覧を選択肢として提示し、指定操作を受け付けるものあり、特性データ記憶部7に記憶されている各属性項目の属性値が選択肢として提示される。例えば、染色種類を指定するためのスピンボックスB81では、図22または図23に例示したHE染色、VB染色、DAB染色の他、例えばオルセイン染色、MT染色等の染色種類の属性値と、該当する属性値が含まれない場合に指定する「その他」の各選択肢が提示される。臓器、注目対象組織および施設の各スピンボックスB82〜B84も同様に、特性データ記憶部7に記憶されている属性値や、「その他」の各選択肢が提示される。また、スピンボックスB85は、観察倍率の値として指定可能な値を選択肢として提示し、選択を促すものであり、特性データ記憶部7に記憶されている観察倍率の値が選択肢として提示される。
FIG. 25 is a diagram illustrating an example of a stained specimen attribute designation screen according to the third embodiment. In the stained specimen attribute designation screen shown in FIG. 25, spin boxes B81 to B84 for designating attribute values of four attribute items of a staining type, an organ, a target tissue, and a facility, and a spin box for designating an observation magnification B85, an OK button B81 for confirming the operation in each of these spin boxes, a cancel button B82 for canceling the operation, and the like are arranged. Each of the spin boxes B81 to B84 presents a list of attribute values that can be specified for the corresponding attribute item as an option and accepts a specifying operation. The attribute value of each attribute item stored in the characteristic
この染色標本属性指定画面においてユーザは、染色種類として、観察染色標本に施されている染色の種類を指定する。また、ユーザは、臓器として、その観察染色標本が採取された臓器を指定する。また、ユーザは、その観察染色標本を観察・診断する際に注目する注目対象の組織を指定する。また、ユーザは、施設として、例えばその観察染色標本を採取した医療施設を指定する。また、ユーザは、これら4つの染色標本属性とともに、観察倍率を指定する。また、染色標本属性指定画面には、メモ欄M81が配置されており、例えばその観察染色標本を作成した日付や、その観察染色標本を観察・診断した日付といった事項をユーザが自由に記入できるようになっている。 On this stained specimen attribute designation screen, the user designates the type of staining applied to the observed stained specimen as the staining type. Further, the user designates the organ from which the observed stained specimen is collected as the organ. Further, the user designates a target tissue to be noted when observing and diagnosing the observation stained specimen. In addition, the user designates, for example, a medical facility where the observed stained specimen is collected as a facility. The user also specifies the observation magnification together with these four stained specimen attributes. In addition, a memo column M81 is arranged on the stained specimen attribute designation screen so that the user can freely enter items such as the date when the observed stained specimen was created and the date when the observed stained specimen was observed and diagnosed. It has become.
ここで、図25の染色標本属性指定画面においてユーザが、染色種類を「HE染色」、臓器を「腎臓」、注目対象組織を「弾性線維」、施設を「A病院」、観察倍率を「20倍」として指定した場合を例に挙げて図24のステップe12以降の処理を説明する。 Here, on the stained specimen attribute designation screen of FIG. 25, the user selects “HE staining” as the staining type, “kidney” as the organ, “elastic fiber” as the target tissue, “A hospital” as the facility, and “20” as the observation magnification. The process after step e12 in FIG. 24 will be described by taking as an example a case where “double” is designated.
染色標本属性の属性値が指定されたならば、続いて図24に示すように、特性データ選択部577が、特性データ記憶部7を参照し、指定された染色標本属性の属性値に応じた1つ以上の特性データを選択する(ステップe12)。具体的には、例示した条件の場合、図22に示した染色種類についての特性データの中から、染色種類が「HE染色」であり施設が「A病院」であり観察倍率が「20倍」であるレコードR71〜R74を選択し、対応する分光特性値のデータセットA−01,A−02,A−11,A−12を取得する。また、図23に示した施設についての特性データの中から、施設が「A病院」であり染色種類が「HE染色」であり臓器が「腎臓」であり観察倍率が「20倍」であるレコードR75を選択し、対応するシステム分光特性値のデータセットC−01,C−11,C−21を取得する。
If the attribute value of the stained specimen attribute is designated, then, as shown in FIG. 24, the characteristic
続いてシステム環境設定部578が、ステップe12で選択された特性データをもとに、システムパラメータ(観察パラメータおよび撮像パラメータ)を設定する(ステップe13)。ここで、撮像パラメータは、マルチバンドカメラの動作に関する値であり、システム環境設定部578は、設定した撮像パラメータの値を染色標本画像撮像部33に通知して染色標本画像撮像部33に対する動作指示を行う。染色標本画像撮像部33は、このシステム環境設定部578による動作指示に応答し、通知された撮像パラメータに従って、例えばゲインの設定、露光時間の設定、チューナブルフィルタによって選択する波長帯域(選択波長幅)の設定等を行ってマルチバンドカメラを駆動する。
Subsequently, the system
実施の形態3では、システム環境設定部578は、この撮像パラメータの1つとして、チューナブルフィルタの選択波長帯域(選択波長幅)を設定する。例えば、図3を参照して説明した波長HSの付近(例えば前後5〔nm〕)の波長帯域における選択波長幅を、チューナブルフィルタによって選択可能な最小の波長幅である1〔nm〕に設定する。具体的には、取得した分光特性値のデータセットA−01,A−02,A−11,A−12をもとに、作成条件が同じデータセットA−01,A−11の分光特性値を組み合わせて波長HSを求める。同様に、作成条件が同じデータセットA−02,A−12を組み合わせて波長HSを求める。そして、これら組み合わせ毎に求めた波長HSの付近の波長帯域における選択波長幅を、例えば1〔nm〕に設定する。一方、波長HSの前後5〔nm〕の波長帯域以外の波長帯域における選択波長幅を、初期値(例えば5〔nm〕)に設定する。染色標本画像撮像部33は、ここで設定される波長帯域毎の選択波長幅に従い、チューナブルフィルタによって選択する波長帯域を順次選択し、選択した波長帯域毎に観察染色標本画像を撮像する。
In the third embodiment, the system
また、システム環境設定部578は、2つ目の撮像パラメータとして露光時間を設定する。例えば、システム環境設定部578は、ステップe12で選択された白色画像信号値のデータセット(例示した条件ではデータセットC−01)を用い、白色画像信号値の最大値が所定輝度値を持つように露光時間を調整し、波長HSの前後5〔nm〕の波長帯域以外の波長帯域における露光時間とする。一方、波長HSの前後5〔nm〕の波長帯域における露光時間については、システム環境設定部578は先ず、観察部3の染色標本観察部31や染色標本画像撮像部33に対する各種動作指示を行い、指定された観察倍率で白色画像信号値を取得する。そして、システム環境設定部578は、取得した白色画像信号値を用い、測定波長毎に露光時間を算出する。これによれば、波長HS付近について、観察時(観察染色標本画像の撮像時)の環境に応じて露光時間を設定できる。
The system
なお、ここでは、チューナブルフィルタの選択波長帯域(選択波長幅)および露光時間の2つを撮像パラメータとして設定することとしたが、これ以外の設定に関する値についても、必要に応じて適宜撮像パラメータとして設定することができる。 Here, the selected wavelength band (selected wavelength width) and exposure time of the tunable filter and the exposure time are set as the imaging parameters. However, other values related to the settings are also appropriately set as necessary. Can be set as
一方、観察パラメータは、顕微鏡の動作に関する値であり、システム環境設定部544は、設定した観察パラメータの値を染色標本観察部31に通知して染色標本観察部31に対する動作指示を行う。染色標本観察部31は、このシステム環境設定部544による動作指示に応答し、通知された観察パラメータ等に従って例えば対物レンズの観察倍率の切り換えや切り換えた観察倍率等に応じた光源の調光制御、各種光学素子の切り換え、電動ステージの移動等、観察染色標本の観察に伴う顕微鏡各部の調整を行う。
On the other hand, the observation parameter is a value related to the operation of the microscope, and the system
実施の形態3では、システム環境設定部544は、この観察パラメータとして、ステップe11の通知に応答して指定された観察倍率の値を設定する。なお、設定する観察パラメータは、観察倍率に限らず、例えば焦点位置や絞り等の値を適宜観察パラメータとして設定することができる。
In the third embodiment, the system
その後、システム環境設定部578は、順次選択波長幅とともに該当する波長帯域における露光時間を染色標本画像撮像部33に出力するとともに、観察パラメータとして設定した観察倍率の値を染色標本観察部31に出力する。これによれば、観察対象標本に応じて最適な観察部3の動作環境(システム環境)を自動的に設定することができる。そしてこの結果、観察部3は、システム環境設定部578が設定したシステムパラメータに従って動作し、選択波長幅毎に観察染色標本をマルチバンド撮像して観察染色標本画像を取得する(ステップe14)。
Thereafter, the system
続いて、画像処理部54のスペクトル取得部541が、観察染色標本画像の各画素位置のスペクトルを取得する(ステップa3)。具体的には、スペクトル取得部541は、実施の形態1と同様にして観察染色標本画像を構成する画素毎に対応する観察染色標本上の標本点におけるスペクトルを推定し、各画素位置のスペクトルを取得する。
Subsequently, the
そして、スペクトル取得部541は、取得した観察標本画像の各画素位置のスペクトルをもとに、観察染色RGB画像を合成する(ステップa5)。このステップa5の処理は、実施の形態1で説明した図6のステップa5と同様に実現できる。ただし、実施の形態3では、スペクトル取得部541は、上記した式(12)を構成するシステム行列Hを算出する際に、ステップe12で選択された特性データを用いる。具体的には、システム行列Hを表す上記した式(13)において、カメラの分光感度特性Sとして選択したカメラ分光特性値のデータセットC−21を用いる。また、照明の分光放射特性Eとして選択した照明光分光特性値のデータセットC−11を用いる。これによれば、指定された施設に応じた適切なカメラの分光感度特性Sおよび照明の分光放射特性Eの各値を用いて観察染色RGB画像を合成することができる。
And the
その後、標本作成条件推定処理部542が、ステップe12で選択された特性データをもとに、標本作成条件推定処理で用いる作成条件判定パラメータ分布を作成する(ステップe6)。具体的には、例示した条件の場合、分光特性値のデータセットA−01,A−02,A−11,A−12によって定まる作成条件判定パラメータAdjをもとに作成条件判定パラメータ分布を作成する。
Thereafter, the sample creation condition
ここで、作成条件判定パラメータAdjは、実施の形態1で説明したように、作成条件が同じ色素Hおよび色素Eの基準スペクトルの組み合わせ毎に決定されるものである。例示の条件では、図22に示すように、データセットA−01とデータセットA−11の作成条件が同じである。また、データセットA−02とデータセットA−12の作成条件が同じである。したがって、これらを組み合わせ、データセットA−01とデータセットA−11の各分光特性値によって定まる作成条件判定パラメータAdjと、データセットA−02とデータセットA−12の各分光特性値によって定まる作成条件判定パラメータAdjとをもとに作成条件判定パラメータ分布を作成する。 Here, the creation condition determination parameter Adj is determined for each combination of the reference spectra of the dye H and the dye E having the same creation condition as described in the first embodiment. In the illustrated conditions, as shown in FIG. 22, the creation conditions of the data set A-01 and the data set A-11 are the same. The creation conditions of the data set A-02 and the data set A-12 are the same. Therefore, by combining these, creation condition determination parameter Adj determined by each spectral characteristic value of data set A-01 and data set A-11, and creation determined by each spectral characteristic value of data set A-02 and data set A-12 A creation condition judgment parameter distribution is created based on the condition judgment parameter Adj.
なお、作成条件判定パラメータAdjの決定方法および作成条件判定パラメータ分布の作成方法は、実施の形態1と同様である。また、作成条件判定パラメータAdjは、事前に決定して特性データ記憶部7あるいは記憶部56に記憶しておく構成としてよい。この場合には、事前に特性データ記憶部7においてデータセットとして記憶されている同一条件の分光特性値の組み合わせ毎に作成条件判定パラメータAdjを決定しておき、ステップe6では、選択された特性データに応じた作成条件判定パラメータAdjを作成条件空間に分布させることで作成条件判定パラメータ分布を作成すればよい。また、作成条件判定パラメータ分布についても事前に作成しておく構成としてよい。すなわち、前述のように事前に決定した全ての作成条件判定パラメータAdjを作成条件空間に分布させたものを作成条件判定パラメータ分布として作成しておき、この作成条件判定パラメータ分布のうちの選択された特性データに該当する作成条件判定パラメータAdjのみを参照するようにしてもよい。
The method for determining the creation condition determination parameter Adj and the method for creating the creation condition determination parameter distribution are the same as those in the first embodiment. The creation condition determination parameter Adj may be determined in advance and stored in the characteristic
以上のようにして作成条件判定パラメータ分布を作成したならば、標本作成条件推定処理に移り(ステップa7)、実施の形態1と同様の処理(図7を参照)を行って各染色色素の最適基準スペクトルを取得する。ただし、実施の形態3の標本作成条件推定処理では、図7のステップb15の処理として、図24のステップe6で設定した作成条件判定パラメータ分布から作成条件判定パラメータAdjを選出する。 When the creation condition determination parameter distribution is created as described above, the process proceeds to the sample creation condition estimation process (step a7), and the same process as that of the first embodiment (see FIG. 7) is performed to optimize each staining dye. Obtain a reference spectrum. However, in the sample creation condition estimation process of the third embodiment, the creation condition determination parameter Adj is selected from the creation condition determination parameter distribution set in step e6 of FIG. 24 as the process of step b15 of FIG.
そして、色素量推定部547が、観察染色標本画像の各画素位置についてステップa3で取得したスペクトル(吸光度a(x,λ))をもとに、ステップa7の標本作成条件推定処理で各染色色素についてそれぞれ決定した最適基準スペクトルを用いて観察染色標本の色素量を推定する(ステップa9)。その後、画像表示処理に移り(ステップa11)、実施の形態1と同様の処理を行う。
Then, based on the spectrum (absorbance a (x, λ)) acquired in step a3 for each pixel position of the observed stained sample image, the dye
以上説明したように、実施の形態3によれば、標本の属性を示す属性値に応じて定められた特性データを属性値毎に記憶しておき、観察染色標本の属性値等に応じた特性データを選択することができる。そして、選択した特性データを用いて作成条件判定パラメータAdjを選出し、観察染色標本の作成条件を推定することによって各染色色素の最適基準スペクトルを決定することができる。したがって、観察染色標本の色素量をより精度良く推定することができる。 As described above, according to the third embodiment, the characteristic data determined according to the attribute value indicating the attribute of the specimen is stored for each attribute value, and the characteristic according to the attribute value of the observation stained specimen or the like is stored. Data can be selected. The optimum reference spectrum of each staining dye can be determined by selecting the creation condition determination parameter Adj using the selected characteristic data and estimating the creation condition of the observation stained specimen. Therefore, the pigment amount of the observation stained specimen can be estimated with higher accuracy.
なお、上記した各実施の形態では、H&E染色が施された染色標本を観察対象とする場合について説明し、H&E染色された染色標本を対象としているため、色素H、色素Eおよび色素Rの色素量を推定する場合を例示した。これに対し、本発明は、他の染色色素で染色された標本に対しても同様に適用することができ、その色素量を推定できる。また、上記した各実施の形態における色素Rのように、標本自体が有する固有の色についても同様に扱うことができる。 In each of the above-described embodiments, the case where a stained specimen that has been subjected to H & E staining is used as an observation target is described. Since the stained specimen that has been subjected to H & E staining is the target, the dyes H, E, and R The case of estimating the quantity was illustrated. On the other hand, the present invention can be similarly applied to specimens stained with other dyes, and the amount of the dye can be estimated. Further, like the dye R in each of the above-described embodiments, the unique color of the specimen itself can be handled in the same manner.
以上のように、本発明の画像処理装置、画像処理方法および顕微鏡システムは、所定の染色色素で染色された染色標本の色素量を精度良く推定するのに適している。 As described above, the image processing apparatus, the image processing method, and the microscope system of the present invention are suitable for accurately estimating the dye amount of a stained specimen stained with a predetermined dye.
1,1b 画像処理装置
11 染色標本画像撮像部
12,52 操作部
13,53 表示部
14,14b,54 画像処理部
141,541 スペクトル取得部
142,542 標本作成条件推定処理部
143,543 解析領域設定部
144,544 特徴量取得部
145,545 作成条件推定部
146,546 基準スペクトル決定部
147,547 色素量推定部
148,148b,548 表示画像生成部
149b 色素量補正部
150b スペクトル合成部
16,16b,56 記憶部
161,161b,561 画像処理プログラム
163 基準スペクトル情報
17,17b 制御部
171,571 解析領域選択入力依頼部
172,572 作成条件入力依頼部
173,573 色素選択入力依頼部
175,175b,575 画像表示処理部
177b 色素量調整入力依頼部
576 染色標本属性入力依頼部
577 特性データ選択部
578 システム環境設定部
2 顕微鏡システム
3 観察部
31 染色標本観察部
33 染色標本画像撮像部
5 観察システム制御部
7 特性データ記憶部
DESCRIPTION OF
Claims (19)
前記染色色素についての異なる染色状態での複数の色素分光特性値を記憶する色素分光特性記憶手段と、
前記染色標本画像を構成する画素の画素値をもとに、該画素に対応する前記染色標本上の標本点における分光特性値を取得する分光特性取得手段と、
前記染色標本の作成条件を取得する作成条件取得手段と、
前記色素分光特性記憶手段に記憶されている前記複数の色素分光特性値の中から前記染色標本の作成条件に応じた染色状態での色素分光特性値を選択し、前記染色色素の最適色素分光特性値を決定する色素分光特性決定手段と、
前記分光特性取得手段によって取得された分光特性値をもとに、前記染色色素の最適色素分光特性値を用いて前記染色標本上の標本点における前記染色色素の色素量を推定する色素量推定手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。 An image processing apparatus that estimates a dye amount of the stained specimen using a stained specimen image obtained by imaging a stained specimen to be observed stained with a predetermined staining dye,
A dye spectral characteristic storage means for storing a plurality of dye spectral characteristic values in different staining states for the dye;
Spectral characteristic acquisition means for acquiring a spectral characteristic value at a sample point on the stained specimen corresponding to the pixel based on the pixel value of the pixel constituting the stained specimen image;
Creation condition acquisition means for acquiring the preparation condition of the stained specimen;
The dye spectral characteristic value in the staining state corresponding to the preparation condition of the stained specimen is selected from the plurality of dye spectral characteristic values stored in the dye spectral characteristic storage means, and the optimum dye spectral characteristic of the stained dye is selected. A dye spectral characteristic determining means for determining a value;
Based on the spectral characteristic value acquired by the spectral characteristic acquisition means, the dye amount estimation means for estimating the dye amount of the staining dye at the sample point on the stained specimen using the optimum dye spectral characteristic value of the staining dye When,
An image processing apparatus comprising:
前記染色標本画像中に所定の解析領域を設定する解析領域設定手段と、
前記解析領域を構成する画素について前記分光特性取得手段が取得した分光特性値をもとに、前記解析領域の特徴量を取得する特徴量取得手段と、
を有し、
前記特徴量をもとに前記染色標本を作成した際の作成条件を推定することを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。 The creation condition estimation means includes
Analysis region setting means for setting a predetermined analysis region in the stained specimen image;
Based on the spectral characteristic value acquired by the spectral characteristic acquisition means for the pixels constituting the analysis area, the characteristic quantity acquisition means for acquiring the characteristic quantity of the analysis area;
Have
The image processing apparatus according to claim 2, wherein a creation condition when the stained specimen is created is estimated based on the feature amount.
前記特徴量取得手段は、前記解析領域の画素の前記所定の波長毎または前記所定の波長帯域毎の前記分光特性値をグラフ化して分光特性グラフを作成し、該分光特性グラフのグラフ形状を解析して前記特徴量を算出することを特徴とする請求項4に記載の画像処理装置。 The spectral characteristic acquisition means acquires the spectral characteristic value for each predetermined wavelength or for each predetermined wavelength band,
The feature amount acquisition unit creates a spectral characteristic graph by graphing the spectral characteristic value of each pixel in the analysis region for each predetermined wavelength or each predetermined wavelength band, and analyzes a graph shape of the spectral characteristic graph The image processing apparatus according to claim 4, wherein the feature amount is calculated.
前記色素分光特性決定手段は、前記染色標本の作成条件をもとに、前記色素分光特性記憶手段に記憶されている作成条件毎の色素分光特性値の中から該当する色素分光特性値を選択することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 The dye spectral characteristic storage means is a single stained specimen individually dyed with the staining dye as a plurality of dye spectral characteristic values in different staining states for the staining dye, and a plurality of single dye samples having different preparation conditions. The dye spectral characteristic value for each preparation condition acquired from one stained specimen is stored,
The dye spectral characteristic determining means selects a corresponding dye spectral characteristic value from the dye spectral characteristic values for each preparation condition stored in the dye spectral characteristic storage means based on the preparation condition of the stained specimen. The image processing apparatus according to claim 1.
前記色素量推定手段によって推定された前記染色標本上の標本点の前記染色色素の色素量をもとに、前記表示対象色素を含む前記染色標本画像中の画素位置を他の画素位置と識別可能に表した表示画像を生成する表示画像生成手段と、
前記表示画像を表示部に表示処理する表示処理手段と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 A dye selection means for designating a display target dye;
Based on the dye amount of the stained dye at the sample point on the stained specimen estimated by the dye amount estimating means, the pixel position in the stained specimen image including the display target dye can be distinguished from other pixel positions. Display image generating means for generating the display image represented in
Display processing means for displaying the display image on a display unit;
The image processing apparatus according to claim 1, further comprising:
前記色素量補正手段による補正後の前記染色色素の色素量をもとに分光特性値を合成する分光特性合成手段と、
前記分光特性合成手段によって合成された分光特性値をもとにRGB画像を合成し、前記染色色素による染色状態を補正後の前記染色色素の色素量で表した表示画像を生成する表示画像生成手段と、
前記表示画像を表示部に表示処理する表示処理手段と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 A dye amount correcting means for correcting the dye amount of the stained dye at the sample point on the stained specimen estimated by the dye amount estimating means;
Spectral characteristic synthesis means for synthesizing spectral characteristic values based on the dye amount of the dye dye after correction by the dye amount correction means;
Display image generating means for synthesizing RGB images based on the spectral characteristic values synthesized by the spectral characteristic synthesizing means, and generating a display image representing the dye amount of the stained dye after correcting the staining state with the dye. When,
Display processing means for displaying the display image on a display unit;
The image processing apparatus according to claim 1, further comprising:
前記色素量補正手段は、前記表示対象色素の色素量を補正することを特徴とする請求項13に記載の画像処理装置。 Provided with a dye selection means for specifying a display target dye,
The image processing apparatus according to claim 13, wherein the dye amount correcting unit corrects the dye amount of the display target dye.
前記色素量補正手段は、前記表示対象色素以外の染色色素の色素量をゼロに補正し、
前記表示画像生成手段は、前記表示対象色素以外の染色色素を非表示として前記表示画像を生成することを特徴とする請求項13に記載の画像処理装置。 Provided with a dye selection means for specifying a display target dye,
The dye amount correction means corrects the dye amount of a staining dye other than the display target dye to zero,
The image processing apparatus according to claim 13, wherein the display image generation unit generates the display image without displaying a staining dye other than the display target dye.
前記染色標本画像を構成する画素の画素値をもとに、該画素に対応する前記染色標本上の標本点における分光特性値を取得する分光特性取得工程と、
前記染色標本の作成条件を取得する作成条件取得工程と、
前記複数の色素分光特性値の中から前記染色標本の作成条件に応じた染色状態での色素分光特性値を選択し、前記染色色素の最適色素分光特性値を決定する色素分光特性決定工程と、
前記分光特性取得工程で取得された分光特性値をもとに、前記染色色素の最適色素分光特性値を用いて前記染色標本上の標本点における前記染色色素の色素量を推定する色素量推定工程と、
を含むことを特徴とする画像処理方法。 In the image processing apparatus storing a plurality of dye spectral characteristic values in different staining states for a predetermined staining dye, the stained specimen using a stained specimen image obtained by imaging a stained specimen of an observation target stained with the staining dye An image processing method for estimating the amount of pigment in
Based on the pixel values of the pixels constituting the stained sample image, a spectral characteristic acquisition step of acquiring a spectral characteristic value at a sample point on the stained sample corresponding to the pixel;
A preparation condition acquisition step of acquiring the preparation conditions of the stained specimen;
A dye spectral characteristic value in a dyed state corresponding to a preparation condition of the stained specimen is selected from the plurality of dye spectral characteristic values, and a dye spectral characteristic determining step for determining an optimum dye spectral characteristic value of the stained dye;
Based on the spectral characteristic value acquired in the spectral characteristic acquisition step, the dye amount estimation step of estimating the dye amount of the staining dye at the sample point on the stained specimen using the optimum dye spectral characteristic value of the staining dye When,
An image processing method comprising:
少なくとも前記染色色素についての異なる染色状態での複数の色素分光特性値を記憶する分光特性記憶手段と、
前記染色標本画像を構成する画素の画素値をもとに、該画素に対応する前記染色標本上の標本点における分光特性値を取得する分光特性取得手段と、
前記染色標本の作成条件を取得する作成条件取得手段と、
前記分光特性記憶手段に記憶されている前記複数の色素分光特性値の中から前記染色標本の作成条件に応じた染色状態での色素分光特性値を選択し、前記染色色素の最適色素分光特性値を決定する色素分光特性決定手段と、
前記分光特性取得手段によって取得された分光特性値をもとに、前記染色色素の最適色素分光特性値を用いて前記染色標本上の標本点における前記染色色素の色素量を推定する色素量推定手段と、
を備えることを特徴とする顕微鏡システム。 An image acquisition means for acquiring a stained specimen image by imaging a stained specimen of an observation target stained with a predetermined staining pigment using a microscope;
Spectral characteristic storage means for storing a plurality of dye spectral characteristic values in different staining states for at least the staining dye;
Spectral characteristic acquisition means for acquiring a spectral characteristic value at a sample point on the stained specimen corresponding to the pixel based on the pixel value of the pixel constituting the stained specimen image;
Creation condition acquisition means for acquiring the preparation condition of the stained specimen;
Select a dye spectral characteristic value in a staining state according to the preparation condition of the stained specimen from the plurality of dye spectral characteristic values stored in the spectral characteristic storage means, and an optimum dye spectral characteristic value of the stained dye A dye spectral characteristic determining means for determining
Based on the spectral characteristic value acquired by the spectral characteristic acquisition means, the dye amount estimation means for estimating the dye amount of the staining dye at the sample point on the stained specimen using the optimum dye spectral characteristic value of the staining dye When,
A microscope system comprising:
前記観察対象の染色標本の属性値についての前記複数の色素分光特性値をもとに、前記観察対象の染色標本を撮像する際の前記画像取得手段の動作環境を設定するためのシステムパラメータを設定するシステム環境設定部を備えることを特徴とする請求項17に記載の顕微鏡システム。 In the spectral characteristic storage means, the plurality of dye spectral characteristic values are stored for each attribute value indicating the attribute of the stained specimen,
Based on the plurality of dye spectral characteristic values for the attribute value of the stained specimen to be observed, system parameters for setting an operating environment of the image acquisition unit when imaging the stained specimen to be observed are set. The microscope system according to claim 17, further comprising a system environment setting unit.
前記観察対象の染色標本の属性値についての前記システム分光特性値をもとに、前記観察対象の染色標本を撮像する際の前記画像取得手段の動作環境を設定するためのシステムパラメータを設定するシステム環境設定部を備えることを特徴とする請求項17に記載の顕微鏡システム。 The spectral characteristic storage means further stores a system spectral characteristic value measured in advance for each attribute value indicating the attribute of the stained specimen,
A system for setting a system parameter for setting an operating environment of the image acquisition means when imaging the stained specimen to be observed based on the system spectral characteristic value of the attribute value of the stained specimen to be observed The microscope system according to claim 17, further comprising an environment setting unit.
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