JP2012198139A - Image processing program, image processing device, measurement analysis device and image processing method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily and accurately set a region of interest (ROI) so as to include a desired ratio of regions.SOLUTION: The image processing device is mounted on a device for measuring and analyzing a behavior of a living organism to support an operation to select a region of the living organism to be measured. The program of the image processing device includes the steps of: moving a region of the same shape as a predetermined shape on a biological image according to the selecting operation in oder to set a measurement region of the predetermined shape in a part of the obtained biological image; calculating the ratio of partitions of pixels included in the region on the basis of a biological structure of the living organism associated with the pixels of the biological image or a value for partitioning a biological state; and presenting information including the calculated partition ratio as an index in the region. The image processing device executes the program.

Description

本発明は、生体画像を処理する技術に関する。   The present invention relates to a technique for processing a biological image.

現在、色々な大きさ(スケール)で、様々な手法により、生物由来の試料や生体の画像を取得することが可能である。例えば、人体のX線写真では、数十センチメートルの範囲で、ミリメートルかそれより小さいサイズの対象を識別することが可能である。また、細胞や生体組織の顕微鏡画像からは、ミリメートルの範囲からマイクロメートルのサイズの対象を識別することが可能である。これらの画像は、医療診断や医科学・生物学の研究のために必要不可欠な情報を使用者に提供している。以下、これらの画像を総称して生体画像と呼称する。   At present, it is possible to acquire biological samples and biological images by various methods with various sizes (scales). For example, in a radiograph of a human body, it is possible to identify objects of millimeters or smaller in the range of tens of centimeters. Moreover, it is possible to identify the object of the micrometer size from the millimeter range from the microscopic image of the cell or the living tissue. These images provide users with indispensable information for medical diagnosis and medical science / biology research. Hereinafter, these images are collectively referred to as biological images.

従来、生体画像を取得する際に、生体に撮影手法に応じた処理を施すことによって、生体中の特定の部位を識別する方法が考案され、実用化されている。例えば、X線写真では造影剤を使用して、血管や消化管を識別することが可能である。また、MRIでは、組織ごとの緩和時間の違いを利用した様々な画像化法が用いられている。光学顕微鏡では、組織切片を様々な染色法によって染色することによって、特定の組織・細胞・オルガネラを強調することができる。例えばヘマトキシリン・エオシン染色では、細胞核・骨組織などがヘマトキシリンの青紫色に染まり、細胞質・赤血球・内分泌顆粒などがエオシンの赤色に染まるので、この性質を利用して組織の識別や状態の判定が可能である。   Conventionally, a method for identifying a specific part in a living body has been devised and put into practical use by processing a living body according to a photographing method when acquiring a living body image. For example, in a radiograph, it is possible to identify blood vessels and digestive tracts using a contrast medium. In MRI, various imaging methods using differences in relaxation time for each tissue are used. In an optical microscope, specific tissues, cells, and organelles can be emphasized by staining tissue sections with various staining methods. For example, in hematoxylin and eosin staining, cell nuclei and bone tissue are stained in blue-purple of hematoxylin, and cytoplasm, erythrocytes, and endocrine granules are stained in red in eosin, and this property can be used to identify tissues and determine their status. It is.

また、多様な合成蛍光色素分子やGFPをはじめとする蛍光タンパク質が開発されたことにより、生体中の特定の領域や分子を修飾することが可能となった。レーザー光源やLED光源の開発が進んだことにより、多種類の波長の光で蛍光分子を励起することが容易となり、同一の試料を多数の蛍光分子で同時に修飾して、複数の領域や分子の分布画像を撮影することも良く行われている。   In addition, the development of various synthetic fluorescent dye molecules and fluorescent proteins such as GFP has made it possible to modify specific regions and molecules in the living body. Advances in the development of laser light sources and LED light sources make it easy to excite fluorescent molecules with light of many different wavelengths, and the same sample can be modified simultaneously with multiple fluorescent molecules to create multiple regions and molecules. Taking a distribution image is often performed.

近年の、電荷結合素子(CCD)などの画像取得電子デバイスの発達と、コンピュータの高性能化によって、これらの生体画像は電子的に取得され、電子データとして蓄積される。画像データが電子化されたことにより、これらの画像データをコンピュータによって定量的に解析することが容易となった。   With recent development of image acquisition electronic devices such as charge-coupled devices (CCD) and higher performance of computers, these biological images are acquired electronically and stored as electronic data. Since the image data has been digitized, it has become easy to quantitatively analyze the image data with a computer.

定量的な解析を行う場合、画像の中から解析を行いたい一部分を選び出し、その範囲内で数値的な処理を行うことが良く行われている。その画像中の一部分は関心領域あるいはROI(Region of Interest)と呼称されている。ROIの形は正方形や円形であることが多いが、長方形・楕円・多角形など任意の形状であっても良い。また、一枚の画像全体の中に、多数のROIがあっても良い。その場合、ROI間で、ROIの大きさや形状は同じであっても異なっていても良い。   When quantitative analysis is performed, it is often performed to select a part to be analyzed from an image and perform numerical processing within the range. A part of the image is called a region of interest or ROI (Region of Interest). The shape of the ROI is often a square or a circle, but may be an arbitrary shape such as a rectangle, an ellipse, or a polygon. In addition, there may be a large number of ROIs in the entire image. In that case, the size and shape of the ROI may be the same or different between the ROIs.

ところで、画像の解析をしようとする使用者は、画像の特徴を判別し、解析の目的に合った場所にROIを設定しなければならない。
通常、同一の領域内に完全に内包されているようにROIを設定する場合が多い。例えば、細胞の画像で、核の中に内包されるようにROIを設定する場合や、細胞質の中に内包されるようにROIを設定する場合である。
しかし、解析の手法や目的によっては複数の領域を跨ぐROIを設定する場合がある。例えば、二種類の細胞A,Bが混在している組織の生体画像において、細胞Aに発現しているタンパク質の量と細胞A,Bの混在の割合との相関を解析する場合である。
By the way, a user who wants to analyze an image must discriminate the feature of the image and set the ROI at a location suitable for the purpose of the analysis.
Usually, the ROI is often set so that it is completely included in the same region. For example, in a cell image, the ROI is set so as to be included in the nucleus, or the ROI is set so as to be included in the cytoplasm.
However, depending on the analysis method and purpose, an ROI that straddles a plurality of regions may be set. For example, in a biological image of a tissue in which two types of cells A and B are mixed, the correlation between the amount of protein expressed in the cell A and the mixing ratio of the cells A and B is analyzed.

ところで、複数の領域を跨いでROIを設定する必要がある解析方法として、ラスター画像相関分光法(RICS:Raster-scan Image Correlation Spectroscopy)が知られている。RICSは、レーザースキャン顕微鏡において、画像中の各画素が取得される時間に差異があることを利用し、二点の蛍光強度の時間空間相関を測定する手法である。RICSを用いることで蛍光修飾された分子の拡散係数を測定することができる。RICSでは、ROIの大きさによって測定の精度が大きく変わるため、測定したい構造体が小さい場合であっても、その構造体にあわせて小さい範囲のROIを選択することができない。そのため、測定したい構造体よりも大きいROIを用いて、標的となる構造体を含むROIと含まないROIで解析結果を比較するという方法が採られている。   By the way, Raster-scan Image Correlation Spectroscopy (RICS) is known as an analysis method that needs to set an ROI across a plurality of regions. RICS is a technique for measuring the time-space correlation of fluorescence intensity at two points by utilizing the difference in time at which each pixel in an image is acquired in a laser scanning microscope. By using RICS, the diffusion coefficient of the fluorescence-modified molecule can be measured. In RICS, since the accuracy of measurement varies greatly depending on the size of ROI, even if the structure to be measured is small, it is not possible to select a small range of ROIs according to the structure. Therefore, a method has been adopted in which an analysis result is compared between an ROI including a target structure and an ROI not including the target structure using an ROI larger than the structure to be measured.

MA.Digman et.al., “Measuring Fast Dynamics in Solutions and Cells with a Laser Scanning Microscope.”, Biophysical Journal Vol. 89, 1317−1327, 2005.MA.Digman et.al., “Measuring Fast Dynamics in Solutions and Cells with a Laser Scanning Microscope.”, Biophysical Journal Vol. 89, 1317–1327, 2005. Gielen, E. et al. (2009), “Measuring diffusion of lipid-like probes in artificial and natural membranes by raster image correlation spectroscopy (RICS): use of a commercial laser-scanning microscope with analog detection”, Langmuir, 25, 5209-18.Gielen, E. et al. (2009), “Measuring diffusion of lipid-like probes in artificial and natural membranes by raster image correlation spectroscopy (RICS): use of a commercial laser-scanning microscope with analog detection”, Langmuir, 25, 5209-18.

上述のように、画像中の複数の領域を跨いでROIを設定すると、ROI中に含まれる各領域の割合によって解析結果が異なることになる。そのため複数のROIからの結果を比較する場合、使用者はROIに含まれる各領域の割合を意識してROIの場所を設定する必要がある。   As described above, when the ROI is set across a plurality of regions in the image, the analysis result varies depending on the ratio of each region included in the ROI. Therefore, when comparing results from a plurality of ROIs, the user needs to set the location of the ROI in consideration of the ratio of each region included in the ROI.

そのため、使用者は目視によって各領域が所望の割合になるように、ROIの位置を設定していた。しかしながら、目視によってROIの位置を設定するのでは、使用者ごとの判断基準が異なり、また、領域の形状が必ずしも同じであるとは限らないことから、解析結果の客観性・再現性が損なわれてしまうことになる。   Therefore, the user has set the position of the ROI so that each region has a desired ratio by visual observation. However, when the ROI position is set visually, the judgment criteria for each user are different, and the shape of the region is not necessarily the same, so the objectivity and reproducibility of the analysis results are impaired. It will end up.

従って、関心領域(ROI)の設定に際し、各領域の割合が所望の値となるような関心領域(ROI)を容易に、精度良く設定することのできる技術のニーズがある。   Therefore, when setting a region of interest (ROI), there is a need for a technique that can easily and accurately set a region of interest (ROI) in which the ratio of each region has a desired value.

上記課題を解決するための本発明は、生体の挙動を測定して解析する装置に搭載されて前記生体の測定対象領域を選定する操作を支援する画像処理装置のプログラムにおいて、取得した生体画像の一部に所定形状の測定対象領域を設定するために、前記所定形状と同一の形状の領域を前記選定する操作に応じて前記生体画像上を移動させるステップと、前記生体画像の各画素に対応付けられた当該生体の生体構造あるいは生物学的状態を区分する値に基づいて、前記領域に含まれる画素の前記区分の割合を算出するステップと、算出した前記区分の割合を含む情報を前記領域における指標として提示するステップとを前記画像処理装置に実行させるためのプログラムである。   The present invention for solving the above-described problems is provided in a program of an image processing apparatus that is mounted on an apparatus for measuring and analyzing a behavior of a living body and supports an operation of selecting a measurement target region of the living body. In order to set a measurement target region of a predetermined shape in part, a step of moving a region having the same shape as the predetermined shape on the biological image according to the selection operation, and corresponding to each pixel of the biological image A step of calculating a ratio of the classification of the pixels included in the region based on a value that classifies the anatomy or biological state of the living body, and information including the calculated proportion of the classification This is a program for causing the image processing apparatus to execute the step presented as an index.

また本発明は、生体の挙動を測定して解析する装置に搭載されて前記生体の測定対象領域を選定する操作を支援する画像処理装置において、取得した生体画像の一部に所定形状の測定対象領域を設定するために、前記所定形状と同一の形状の領域を前記選定する操作に応じて前記生体画像上を移動させる手段と、前記生体画像の各画素に対応付けられた当該生体の生体構造あるいは生物学的状態を区分する値に基づいて、前記領域に含まれる画素の前記区分の割合を算出する手段と、算出した前記区分の割合を含む情報を前記領域における指標として提示する手段とを備えた画像処理装置である。   Further, the present invention provides an image processing apparatus that is mounted on an apparatus for measuring and analyzing a behavior of a living body and supports an operation of selecting a measurement target area of the living body. Means for moving an area having the same shape as the predetermined shape on the living body image in accordance with the operation for selecting the area, and a living body structure of the living body associated with each pixel of the living body image Alternatively, based on a value for classifying the biological state, means for calculating the ratio of the classification of the pixels included in the area, and means for presenting information including the calculated ratio of the classification as an index in the area An image processing apparatus provided.

また本発明は、上記記載の発明である画像処理装置を備えた生体の挙動を測定して解析する装置である。   Moreover, this invention is an apparatus which measures and analyzes the behavior of the biological body provided with the image processing apparatus which is the above-mentioned invention.

また本発明は、生体の挙動を測定して解析する装置に搭載されて前記生体の測定対象領域を選定する操作を支援する画像処理装置の画像処理方法において、取得した生体画像の一部に所定形状の測定対象領域を設定するために、前記所定形状と同一の形状の領域を前記選定する操作に応じて前記生体画像上を移動させるステップと、前記生体画像の各画素に対応付けられた当該生体の生体構造あるいは生物学的状態を区分する値に基づいて、前記領域に含まれる画素の前記区分の割合を算出するステップと、算出した前記区分の割合を含む情報を前記領域における指標として提示するステップとを備えた画像処理方法である。   According to another aspect of the present invention, there is provided an image processing method of an image processing apparatus that is mounted on an apparatus for measuring and analyzing a behavior of a living body and that supports an operation of selecting a measurement target region of the living body. In order to set a shape measurement target region, a step of moving a region having the same shape as the predetermined shape on the biological image in accordance with the operation for selecting, and the pixel associated with each pixel of the biological image Based on a value that classifies the anatomy or biological state of a living body, a step of calculating the ratio of the classification of the pixels included in the area, and presenting information including the calculated ratio of the classification as an index in the area And an image processing method.

この発明によれば、関心領域(ROI)の設定に際し、各領域の割合が所望の値となるような関心領域(ROI)を容易に、精度良く設定することができる。   According to the present invention, when setting a region of interest (ROI), it is possible to easily and accurately set a region of interest (ROI) in which the ratio of each region has a desired value.

第1の実施の形態の画像処理方法が適用されるレーザ顕微鏡システムの構成を示す図。The figure which shows the structure of the laser microscope system to which the image processing method of 1st Embodiment is applied. 第1の実施の形態の画像処理装置の動作手順を示すフローチャート。3 is a flowchart showing an operation procedure of the image processing apparatus according to the first embodiment. 第1の実施の形態の画像処理方法によって表示装置に表示される処理画面を示す図。The figure which shows the process screen displayed on a display apparatus by the image processing method of 1st Embodiment. 第1の実施の形態のROIの移動に伴う、ROI中の各領域の割合が変化する状態を示す図。The figure which shows the state from which the ratio of each area | region in ROI changes with the movement of ROI of 1st Embodiment. 第1の実施の形態のROIを設定する実施例を示す図。The figure which shows the Example which sets ROI of 1st Embodiment. 第2の実施の形態の領域の割合についての条件を指定する方法を説明するための図。The figure for demonstrating the method to designate the conditions about the ratio of the area | region of 2nd Embodiment. 第2の実施の形態の領域分類画像上で指定された条件を満たすROIの集合を重ねて表した図。The figure which superimposed and represented the set of ROI which satisfy | fills the conditions designated on the area | region classification image of 2nd Embodiment. 第2の実施の形態の領域分類画像上で指定された条件を満たすROIの領域を明暗で表した図。The figure which represented the area | region of ROI which satisfy | fills the conditions designated on the area | region classification image of 2nd Embodiment with light and dark. 第2の実施の形態の領域分類画像上で指定された条件を満たす領域内にROIが収まったことを表す図。The figure showing that ROI settled in the area | region which satisfy | fills the conditions specified on the area | region classification image of 2nd Embodiment. 第2の実施の形態の使用者のROI設定を補助する他の方法を示す図。The figure which shows the other method of assisting the user's ROI setting of 2nd Embodiment. 第3の実施の形態の異なる細胞A,Bに対して、ROIを移動し拡散係数を求めた結果を示した図。The figure which showed the result which moved ROI and calculated | required the diffusion coefficient with respect to the cells A and B from which 3rd Embodiment differs. 第3の実施の形態の細胞A,Bに対して、ROI中の細胞質の割合に対する拡散係数の値をプロットして示す図。The figure which plots and shows the value of the diffusion coefficient with respect to the ratio of the cytoplasm in ROI with respect to the cells A and B of 3rd Embodiment.

〔第1の実施の形態〕
図1は、第1の実施の形態の画像処理方法が適用されるレーザ顕微鏡システムの構成を示す図である。
レーザ顕微鏡システムは、顕微鏡本体1、レーザコンバイナー2、スキャンユニット3、ディテクタユニット4、コントロールユニット5、表示装置6及び記憶装置7を備えている。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a laser microscope system to which the image processing method of the first embodiment is applied.
The laser microscope system includes a microscope main body 1, a laser combiner 2, a scan unit 3, a detector unit 4, a control unit 5, a display device 6 and a storage device 7.

レーザコンバイナー2に設けられた1つのレーザ光源から出射したレーザ光は、ダイクロイックミラー(不図示)で反射された後スキャンユニット3に入射する。このスキャンユニット3によって、光軸はX軸、Y軸方向に偏向走査され、顕微鏡本体1の対物レンズ(不図示)に入る。これによって視野内の焦点面上にある蛍光標識されたサンプル試料の任意の位置に、測定領域(焦点領域)を位置することができる。   Laser light emitted from one laser light source provided in the laser combiner 2 is reflected by a dichroic mirror (not shown) and then enters the scan unit 3. The scanning unit 3 deflects and scans the optical axis in the X-axis and Y-axis directions and enters an objective lens (not shown) of the microscope body 1. As a result, the measurement region (focal region) can be positioned at an arbitrary position of the fluorescently labeled sample specimen on the focal plane in the field of view.

焦点領域内の蛍光分子から発した蛍光は同じ対物レンズで補足され、逆の光路を通りダイクロイックミラーに導かれる。ダイクロイックミラーでは、励起光と比べ波長の長い蛍光を透過するように設計されており、蛍光はディテクタユニット4に到達する。ディテクタユニット4としては光電子増倍管が好適である。   Fluorescence emitted from the fluorescent molecules in the focal region is captured by the same objective lens and guided to the dichroic mirror through the reverse optical path. The dichroic mirror is designed to transmit fluorescence having a longer wavelength than the excitation light, and the fluorescence reaches the detector unit 4. As the detector unit 4, a photomultiplier tube is suitable.

ディテクタユニット4で光電変換された蛍光の強度信号は、コントロールユニット5に入力される。コントロールユニット5では、解析ソフトウェアによってRICS解析が行われる。コントロールユニット5は、ディテクタユニット4からの蛍光強度信号と、スキャンユニット3からの走査位置情報とを対応づけてRICS解析を行う。RICS解析した結果は、適宜、表示装置6に表示され、また記憶装置7に記憶される。   The fluorescence intensity signal photoelectrically converted by the detector unit 4 is input to the control unit 5. In the control unit 5, RICS analysis is performed by analysis software. The control unit 5 performs RICS analysis by associating the fluorescence intensity signal from the detector unit 4 with the scan position information from the scan unit 3. The result of the RICS analysis is appropriately displayed on the display device 6 and stored in the storage device 7.

図1の右側には、本レーザ顕微鏡システムで得られる情報を模式的に示している。
サンプル8aにレーザ光を繰り返して走査照射して複数枚の蛍光画像8bを得る。このそれぞれの蛍光画像8bに基づいて蛍光強度に関するデータ8cを求めて、解析ソフトウェアに入力する。解析ソフトウェアは、それぞれのデータ8cに基づいてRICS解析を実行する。即ち、空間相関計算を行って空間相関関数図8dを求め、その結果と基準となる空間相関関数図との間でフィッティング解析を行う。
On the right side of FIG. 1, information obtained by the laser microscope system is schematically shown.
The sample 8a is repeatedly scanned and irradiated with laser light to obtain a plurality of fluorescent images 8b. Based on each fluorescence image 8b, data 8c relating to the fluorescence intensity is obtained and input to the analysis software. The analysis software performs RICS analysis based on each data 8c. That is, spatial correlation calculation is performed to obtain a spatial correlation function diagram 8d, and a fitting analysis is performed between the result and the reference spatial correlation function diagram.

なお、使用者は、表示装置6に表示された生体画像に対して、コントロールユニット5を介してROIを設定することができる。表示装置6には、生体画像と設定されたROIを表す領域とが合成して表示される。   The user can set the ROI via the control unit 5 for the biological image displayed on the display device 6. On the display device 6, the living body image and the region representing the set ROI are combined and displayed.

図2は、第1の実施の形態の画像処理装置の動作手順を示すフローチャートである。
図2のステップS01において、コントロールユニット5は、生体の蛍光顕微鏡画像11を表示装置6に表示する。
FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation procedure of the image processing apparatus according to the first embodiment.
In step S01 of FIG. 2, the control unit 5 displays the fluorescent microscope image 11 of the living body on the display device 6.

図3は、第1の実施の形態の画像処理方法によって表示装置6に表示される処理画面10を示す図である。
処理画面10は、3つの表示領域を備えている。左上の第1のブロックには、蛍光顕微鏡画像11が表示される。右上の第2のブロックには、領域分類画像12が表示される。右下の第3のブロックには、領域割合図15が表示される。領域分類画像12及び領域割合図15の詳細については後述する。
FIG. 3 is a diagram illustrating a processing screen 10 displayed on the display device 6 by the image processing method according to the first embodiment.
The processing screen 10 has three display areas. The fluorescence microscope image 11 is displayed in the first block at the upper left. The region classification image 12 is displayed in the second block on the upper right. In the third block at the lower right, the area ratio diagram 15 is displayed. Details of the area classification image 12 and the area ratio FIG. 15 will be described later.

蛍光顕微鏡画像11には複数の領域を含んでいる。各領域は、撮影手法や染色手法に応じて、形体やコントラスト・色彩の違いとして区別することができる。ただし、蛍光顕微鏡画像11のどの部分がどの領域に帰属するかを決定する際には、ROIの位置を選定するのに必要な情報が得られれば十分である。従って、全ての領域を区別する必要は無く、生物学的な定義と厳密に対応して区別する必要は無い。例えば、細胞の画像において核と細胞質の割合に着目する場合は、細胞質に含まれる様々な細胞内小器官をそれぞれ区別する必要は無く、すべて細胞質という領域として良い。第1の実施の形態では、細胞外・細胞質・核の三種類の領域から構成されているとして説明する。   The fluorescence microscope image 11 includes a plurality of regions. Each region can be distinguished as a difference in shape, contrast, and color according to the photographing method and the staining method. However, when determining which part of the fluorescence microscope image 11 belongs to which region, it is sufficient if information necessary for selecting the position of the ROI is obtained. Therefore, it is not necessary to distinguish all the regions, and it is not necessary to distinguish them strictly corresponding to the biological definition. For example, when attention is paid to the ratio between the nucleus and the cytoplasm in the cell image, it is not necessary to distinguish the various organelles contained in the cytoplasm. In the first embodiment, description will be made assuming that the region is composed of three types of regions: extracellular, cytoplasm, and nucleus.

なお、複数の領域の例としては、上述の培養細胞の画像であれば、培養液に点在する細胞の中に、核・細胞質・細胞内小器官などの領域がある。生物個体の一部の画像であれば、各臓器や血管系が異なる領域として区別される。また、各臓器を構成する個別の組織を別の領域とすることができる。   In addition, as an example of a plurality of regions, in the case of the above-described image of cultured cells, there are regions such as nuclei, cytoplasm, and organelles in cells scattered in the culture solution. In the case of an image of a part of a living individual, each organ or vascular system is distinguished as a different area. In addition, individual tissues constituting each organ can be set as another region.

ステップS02において、コントロールユニット5は、蛍光顕微鏡画像11に含まれる複数の領域を同定する。すなわち、上述のように蛍光顕微鏡画像11を細胞外・細胞質・核の三種類の領域に同定する。領域の同定は、コントロールユニット5を介して、使用者が画像情報と既知の知見に基づいて手動で同定しても良く、コントロールユニット5が公知の画像解析ソフトウェアの支援により自動的・半自動的に行っても良い。   In step S02, the control unit 5 identifies a plurality of regions included in the fluorescence microscope image 11. That is, as described above, the fluorescence microscope image 11 is identified in three types of regions: extracellular, cytoplasm, and nucleus. The region may be identified manually by the user through the control unit 5 based on the image information and known knowledge, and the control unit 5 automatically or semi-automatically with the support of known image analysis software. You can go.

ステップS03において、コントロールユニット5は、同定した複数の領域を区分して表した領域分類画像12を処理画面10に表示する。   In step S03, the control unit 5 displays on the processing screen 10 an area classification image 12 that represents the plurality of identified areas.

ステップS04において、コントロールユニット5は、領域分類画像12から各画素の種別情報を取得する。種別情報とは、各画素が上述のいずれの領域に属するかを示す情報である。   In step S04, the control unit 5 acquires the type information of each pixel from the region classification image 12. The type information is information indicating to which area each pixel belongs.

種別情報は、例えば、整数値で表しても良い。その場合、種別情報Iは、画素の座標(x,y)に対して整数値を返す関数と定義することができる。あるいは、画素(x,y)の値を実数の行列C(x,y)として表したときに、画素(x,y)に対応する種別情報を整数の行列I(x,y)として表しても良い。このように表すことで、数学的な取扱いが容易となる。   The type information may be represented by an integer value, for example. In this case, the type information I can be defined as a function that returns an integer value with respect to the coordinates (x, y) of the pixel. Alternatively, when the value of the pixel (x, y) is represented as a real matrix C (x, y), the type information corresponding to the pixel (x, y) is represented as an integer matrix I (x, y). Also good. This representation facilitates mathematical handling.

例えば、細胞の画像において、細胞外・細胞質・核の三種類の領域を、細胞外に対して0、細胞質に対して1、核に対して2という種別情報を割り当てる。座標(10,20)に位置する画素が細胞質領域に含まれることは、式(1)で表される。
I(10,20)=1 ・・・式(1)
このI(x,y)のデータは、記憶装置7に保存しておき、解析時に読み出すようにすることができる。その際、I(x,y)のデータは、独立したファイルとして保存しても良いし、複数の画像データを格納することができるファイル形式であれば、元の画像データに対応させて、同一ファイルに保存することもできる。
For example, in the cell image, three types of areas of extracellular, cytoplasm, and nucleus are assigned type information of 0 for extracellular, 1 for cytoplasm, and 2 for nucleus. The fact that the pixel located at the coordinates (10, 20) is included in the cytoplasm region is expressed by Expression (1).
I (10, 20) = 1 Formula (1)
The data of I (x, y) can be stored in the storage device 7 and read at the time of analysis. In this case, the data of I (x, y) may be stored as an independent file, or the same data format corresponding to the original image data as long as it can store a plurality of image data. You can also save it to a file.

ステップS05において、コントロールユニット5は、ROIを設定する使用者の操作をサポートする。   In step S05, the control unit 5 supports the user's operation for setting the ROI.

使用者は、図3の領域分類画像12上でROIを設定する操作を実行する。但し、使用者は、蛍光顕微鏡画像11上でROIを設定する操作を実行しても良い。一方の画像上でROIを設定する操作を行なった場合、他方の画像上の対応する位置にもROIが表示される。その際、一方の画像上でROI操作しているときに、他方の画像に操作中のROIを表示するかどうかは、使用者が選択することができる。   The user executes an operation for setting an ROI on the region classification image 12 of FIG. However, the user may execute an operation for setting the ROI on the fluorescence microscope image 11. When an operation for setting an ROI on one image is performed, the ROI is also displayed at a corresponding position on the other image. At that time, when the ROI operation is performed on one image, the user can select whether to display the ROI being operated on the other image.

使用者は、処理画面上で不図示のメニューバーから、ROI設定モードを選択する。ROIを示す枠13は、領域分類画像12、蛍光顕微鏡画像11のいずれかの画像上にマウスカーソル14を移動させ、最初にマウスのボタンを押下げることによって現出する。ROIの大きさが解析手法の設定によってあらかじめ決定している場合は、その場に仮のROIが設定される。ROIの大きさが任意である場合は、その場でROIの形状(正方形、長方形、丸、楕円など)及びサイズを選択するモードに移行する。   The user selects the ROI setting mode from a menu bar (not shown) on the processing screen. The frame 13 indicating the ROI appears by moving the mouse cursor 14 over either the region classification image 12 or the fluorescence microscope image 11 and first depressing the mouse button. When the size of the ROI is determined in advance by the setting of the analysis method, a temporary ROI is set on the spot. When the ROI size is arbitrary, the mode shifts to a mode for selecting the ROI shape (square, rectangle, circle, ellipse, etc.) and size on the spot.

例えば、使用者が長方形のROIを希望する場合は、以下のようにその大きさが決定される。マウスのボタンが初めて押下げられた位置を始点とし、そのボタンを押下げたままマウスを移動するに従いROIの枠の大きさが変化し、ボタンを放した位置を終点とする長方形がROIとして設定される。   For example, when the user desires a rectangular ROI, the size is determined as follows. The starting point is the position where the mouse button is pressed for the first time. The size of the ROI frame changes as the mouse is moved while the button is held down, and the rectangle whose end point is the position where the button is released is set as the ROI. Is done.

ステップS06において、コントロールユニット5は、ROI中の各領域の割合を計算して表示する。   In step S06, the control unit 5 calculates and displays the ratio of each area in the ROI.

ROI中で、種別情報インデックスがiである領域(以下、領域iと記述する)に属する画素の数S(i)は、I(x,y)=iである画素の数である。すなわち、S(i)は、式(2)で表される。

Figure 2012198139
In the ROI, the number S (i) of pixels belonging to a region whose classification information index is i (hereinafter referred to as region i) is the number of pixels where I (x, y) = i. That is, S (i) is represented by the formula (2).
Figure 2012198139

領域iのROI中の占有率R(i)は、ROI中の全画素数Nを用いて、式(3)で表すことができる。

Figure 2012198139
The occupation ratio R (i) in the ROI of the region i can be expressed by Expression (3) using the total number of pixels N in the ROI.
Figure 2012198139

使用者の関心がROI中の領域iの割合だけの場合は、R(i)をROIの特徴を表す値として使用者に提示することができる。また、使用者の関心が要素i,j,k,...にある時は、<R(i),R(j),R(k),...>の値の組を使用者に提示することができる。図3の領域割合図15には、ROI中の細胞外、細胞質、核のそれぞれの領域の割合が表示される。なお、領域割合図15に表示したい領域は、使用者が不図示の設定画面より指定することができる。   When the user's interest is only the proportion of the region i in the ROI, R (i) can be presented to the user as a value representing the characteristic of the ROI. In addition, the user's interest is the elements i, j, k,. . . <R (i), R (j), R (k),. . . A set of> values can be presented to the user. In FIG. 15, the ratios of the extracellular, cytoplasm, and nucleus areas in the ROI are displayed. Note that the area desired to be displayed in the area ratio FIG. 15 can be designated by the user from a setting screen (not shown).

ステップS07において、コントロールユニット5は、ROIの移動に合せてROIの表示と各領域の割合の表示とを更新する。   In step S07, the control unit 5 updates the display of the ROI and the display of the ratio of each area in accordance with the movement of the ROI.

使用者がROIの枠上でマウスのボタンを押下げ、そのボタンを押下げたままマウスを移動(マウスのドラッグ)することによってROIを移動することができる。マウスをドラッグすると、マウスカーソル14の動きに追随してROIの枠13が移動する。ROIの枠13の移動にともなって、ROI中の各領域の割合が変化する。   The user can move the ROI by pressing the mouse button on the ROI frame and moving the mouse (mouse dragging) while holding down the button. When the mouse is dragged, the ROI frame 13 moves following the movement of the mouse cursor 14. As the ROI frame 13 moves, the ratio of each area in the ROI changes.

図4は、第1の実施の形態のROIの移動に伴う、ROI中の各領域の割合が変化する状態を示す図である。   FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which the ratio of each region in the ROI changes as the ROI moves according to the first embodiment.

図4に示すように、使用者がROIを移動するとリアルタイムでそのROIの位置での各領域の割合が表示されるので、使用者は移動中のROIの状況を容易に把握することができる。ROIが、画像上の位置、および各領域の割合の情報から望ましい位置にあると使用者が判断した場合、使用者はその位置でROIの移動を停止してROIを確定する。   As shown in FIG. 4, when the user moves the ROI, the ratio of each area at the position of the ROI is displayed in real time, so that the user can easily grasp the status of the moving ROI. When the user determines that the ROI is at a desired position from the position on the image and the ratio of each area, the user stops the movement of the ROI at that position and determines the ROI.

次に、領域割合図15に領域iの割合をリアルタイムで表示する方法について説明する。なお、以下では、特に区別の必要があるとき以外は、領域割合図15に表示される領域iの割合を、<R(i)>と表す。   Next, a method for displaying the ratio of the area i in real time in FIG. 15 will be described. In the following description, the ratio of the area i displayed in the area ratio FIG. 15 is represented as <R (i)>, unless there is a particular need for distinction.

<R(i)>の計算は、式(2)、式(3)に示すように簡便であるため、現在一般的に用いられている計算機を用いて高速に計算することができる。従って使用者が、画像中に任意の形状・大きさのROIを設定すれば、ROIの移動に合せてリアルタイムで計算し表示することが可能である。   Since the calculation of <R (i)> is simple as shown in the formulas (2) and (3), it can be calculated at high speed using a computer that is generally used at present. Therefore, if the user sets an ROI having an arbitrary shape and size in the image, it can be calculated and displayed in real time according to the movement of the ROI.

また、使用者がROIの形状・大きさを指定した際、画像中ですべての可能なROIの位置に対して<R(i)>を計算しておくことも容易に可能である。すなわち、ROIの形状、大きさに対応して定義される代表座標(x,y)と、計算したRi(x,y),Rj(x,y),Rk(x,y),...とを対応付けてメモリに保存する。使用者がROIを移動する操作を行っているときに、ROIの代表座標(x,y)に対応する<R(i)>をメモリから抽出することで、使用者に対してリアルタイムで<R(i)>を提示することができる。   Further, when the user designates the shape and size of the ROI, it is also possible to easily calculate <R (i)> for all possible ROI positions in the image. That is, representative coordinates (x, y) defined corresponding to the shape and size of ROI, and calculated Ri (x, y), Rj (x, y), Rk (x, y),. . . Are stored in the memory in association with each other. When the user is performing an operation to move the ROI, <R (i)> corresponding to the representative coordinates (x, y) of the ROI is extracted from the memory, so that <R (I)> can be presented.

図5は、第1の実施の形態のROIを設定する実施例を示す図である。   FIG. 5 is a diagram illustrating an example of setting the ROI according to the first embodiment.

蛍光顕微鏡画像11では、蛍光分子は、細胞内の細胞質に存在するため、輝度の高いところが細胞質であり、細胞質に囲まれた領域が核であると容易に判別することができる。領域分類画像12は、この輝度の違いに基づき、使用者が手動で分類を行って作成した図である。なお、領域分類画像12と共に分類の凡例が示されている。   In the fluorescence microscope image 11, since the fluorescent molecule is present in the cytoplasm in the cell, it can be easily determined that the portion with high luminance is the cytoplasm and the region surrounded by the cytoplasm is the nucleus. The region classification image 12 is a diagram created by manual classification by the user based on the difference in luminance. A legend for classification is shown together with the area classification image 12.

この領域分類画像上に複数のROIを設定した。単一の領域に内包されるROIは、領域分類画像12によらずとも、蛍光顕微鏡画像11を見ながらでも容易に行うことができる。そのようにして、核のみを含むROIとして図中B,Gを、細胞質のみを含むROIとして図中D,Fを設定することができる。   A plurality of ROIs were set on this region classification image. The ROI included in a single region can be easily performed while looking at the fluorescence microscope image 11 without using the region classification image 12. As such, B and G in the figure can be set as ROIs including only the nucleus, and D and F in the figure can be set as ROIs including only the cytoplasm.

細胞質を50%含むROI(図中A,E)の設定は、マウスによってROIの枠を、細胞の縁付近で移動し、画面に表示される細胞質の占有率R(i=1)の値が0.5(50%)になった位置でROIを確定する事によって行なうことができる。   The ROI containing 50% cytoplasm (A, E in the figure) is set by moving the ROI frame near the edge of the cell by the mouse, and the value of the cytoplasm occupancy R (i = 1) displayed on the screen is This can be done by determining the ROI at the position where it has reached 0.5 (50%).

核を30%含むROI(図中C,H,I)の設定は、マウスによってROIの枠を、核の縁付近で移動し、画面に表示される核の占有率R(i=2)の値が0.3(30%)になった位置でROIを確定する事によって行なうことができる。図中IのROIは、核・細胞質・細胞外すべての領域を含み、<R(0),R(1),R(2)>=<0.1,0.6,0.3>である。R(2)にのみ注目すれば図中CやHと同様の領域と見なすこともできるし、核と細胞質のみを含むROIを選択したければ、R(0)=0となるように注意してROIの場所を選択することができる。   The ROI containing 30% of the nuclei (C, H, I in the figure) is set by moving the ROI frame near the edge of the nuclei with the mouse and determining the occupancy rate R (i = 2) This can be done by determining the ROI at the position where the value becomes 0.3 (30%). In the figure, ROI of I includes all regions of nucleus, cytoplasm, and extracellular, and <R (0), R (1), R (2)> = <0.1, 0.6, 0.3> is there. If attention is paid only to R (2), it can be regarded as a region similar to C or H in the figure, and if an ROI including only the nucleus and cytoplasm is selected, care must be taken that R (0) = 0. The location of the ROI can be selected.

従来は、使用者が目視によって、おおよその見当でROIを確定していたのに対して、本実施の形態では、R(i)の値を見ながらROIを確定できるので、容易に再現性の高い設定を行うことができる。   Conventionally, the user has confirmed the ROI with an approximate register by visual observation. In the present embodiment, the ROI can be determined while looking at the value of R (i). High settings can be made.

〔第2の実施の形態〕
第2の実施の形態では、使用者がROI操作を行なう際の補助機能が強化されている。第1の実施の形態と同一の部位には同一の符号を付してその詳細の説明は省略する。
[Second Embodiment]
In the second embodiment, the auxiliary function when the user performs the ROI operation is enhanced. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

使用者のROI操作において、使用者の定めた<R(i)>の条件を満たすROIを容易に選択できるように補助することが可能である。条件はR(i),R(j),R(k),...全てついて与えることもできるし、一部についてのみ与えることもできる。<R(i)>が満たすべき条件としては、R(i)の値を目標の範囲内とする条件や、複数の領域の占有率を用いて演算した結果を目標の範囲内とする条件などが可能である。例えば、二つの領域の占有率の比が目標の範囲内となる様な条件の与え方をすることもできる。   In the ROI operation of the user, it is possible to assist so that an ROI that satisfies the condition <R (i)> defined by the user can be easily selected. The conditions are R (i), R (j), R (k),. . . You can give them all or only some. The conditions that <R (i)> should satisfy include the condition that the value of R (i) is within the target range, the condition that the result calculated using the occupancy ratio of a plurality of regions is within the target range, and the like Is possible. For example, it is possible to give a condition such that the ratio of the occupancy ratios of the two areas is within the target range.

図6は、第2の実施の形態の領域の割合についての条件を指定する方法を説明するための図である。   FIG. 6 is a diagram for explaining a method for designating a condition for the ratio of regions according to the second embodiment.

図6では、領域R1〜R3のそれぞれについての割合の条件を指定するための、名称を記入する欄20と目標範囲を記入する欄21が設けられている。また、それぞれの割合を用いて演算した結果を条件とするために、演算式を記入する欄22が設けられている。図6に示した内容では、それぞれの領域は、「細胞外」、「細胞質」、「核」と名称がつけられて、その目標とする範囲が指定されている。また、「比率」の名称で、細胞外/細胞質の演算が指定され、その演算結果の目標とする範囲が指定されている。なお、予め表示する項目名が定まっている場合は、名称を記入する欄20はなくても良い。   In FIG. 6, a column 20 for entering a name and a column 21 for entering a target range are provided for designating the ratio condition for each of the regions R1 to R3. In addition, a column 22 for entering an arithmetic expression is provided in order to make the result of calculation using each ratio a condition. In the content shown in FIG. 6, each region is named “extracellular”, “cytoplasm”, and “nucleus”, and the target range is designated. Further, the calculation of extracellular / cytoplasm is designated by the name of “ratio”, and the target range of the calculation result is designated. If the item name to be displayed is determined in advance, the column 20 for entering the name may be omitted.

図7は、第2の実施の形態の領域分類画像12上で指定された条件を満たすROIの集合を重ねて表した図である。
使用者が核を含まず(0%)、細胞質の割合が50%(49.5%以上、50.5%未満)と条件を設定すると、画像の中でその条件に適合するROIの集合が決定する。
FIG. 7 is a diagram in which a set of ROIs that satisfy the conditions specified on the region classification image 12 according to the second embodiment are superimposed.
When the user sets the condition that the nucleus is not included (0%) and the cytoplasm ratio is 50% (49.5% or more and less than 50.5%), a set of ROIs that meet the condition is displayed in the image. decide.

ROIのサイズが、解析手法の要請によって予め決定している場合、あらかじめ領域分類画像12に基づいて、すべての可能なROIの位置での占有率を計算しておくことが可能である。その情報を元にして図7に示すROIの集合を取得することができる。   When the ROI size is determined in advance according to the request of the analysis method, it is possible to calculate the occupancy ratios at all possible ROI positions based on the region classification image 12 in advance. Based on this information, the set of ROIs shown in FIG. 7 can be acquired.

図7で示されるROIの集合は、S1、S3、S4で示されるようにROIがある範囲に連続して存在している部分集合や、S2で示されるようにほとんど同一の位置の近傍に存在しているような部分集合などから構成される。   The set of ROIs shown in FIG. 7 is a subset that is continuously present within a certain range as shown by S1, S3, and S4, and is in the vicinity of almost the same position as shown by S2. It consists of a subset that is.

図8は、第2の実施の形態の領域分類画像12上で指定された条件を満たすROIの領域を明暗で表した図である。
図8の領域25は、指定された条件を満たすROIの集合を包絡する領域である。領域25は、地の部分よりも明るい階調で表示されている。使用者は、その領域にROIの枠が収まるようにROIを設定することによって、適切なROIを選択することができる。
FIG. 8 is a diagram showing ROI regions that satisfy the conditions specified on the region classification image 12 according to the second embodiment in light and dark.
An area 25 in FIG. 8 is an area that envelops a set of ROIs that satisfy a specified condition. The region 25 is displayed with a gradation that is brighter than the ground portion. The user can select an appropriate ROI by setting the ROI so that the ROI frame fits in the area.

図9は、第2の実施の形態の領域分類画像12上で指定された条件を満たす領域内にROIが収まったことを表す図である。
図9に示すように、条件を満たす領域25の内にROIが収まったことを枠の太さや色を変えることによって使用者に明示的に示し、使用者の操作を補助することができる。条件を満たす領域25の内にROIが収まっていない場合、枠F1、枠F3で示すようにROIの枠は細く表示される。条件を満たす領域25の内にROIが収まっている場合、枠F2で示すようにROIの枠は太く表示される。
FIG. 9 is a diagram illustrating that the ROI is within an area that satisfies the conditions specified on the area classification image 12 according to the second embodiment.
As shown in FIG. 9, it is possible to explicitly indicate to the user that the ROI is within the region 25 that satisfies the condition by changing the thickness and color of the frame, thereby assisting the user's operation. When the ROI does not fit in the region 25 that satisfies the condition, the ROI frame is displayed thinly as indicated by the frames F1 and F3. When the ROI is within the region 25 that satisfies the condition, the ROI frame is displayed thick as indicated by the frame F2.

このように、使用者はあらかじめ許容されるROIの位置を知ることができるので、無駄な試行錯誤を行うことなく、より高度な画像状態の判断に集中して作業を行うことができる。   In this way, the user can know the position of the ROI that is allowed in advance, so that the user can concentrate on the determination of a more advanced image state without performing unnecessary trial and error.

図10は、第2の実施の形態の使用者のROI設定を補助する他の方法を示す図である。この他の方法では、マウスカーソルで示された位置に最も近い領域25内のROIを表示する。表示されるROIの重心位置とマウスカーソルで示された位置との距離が一番近くなるようなROIが選択される。   FIG. 10 is a diagram illustrating another method for assisting the user in setting the ROI according to the second embodiment. In this other method, the ROI in the region 25 closest to the position indicated by the mouse cursor is displayed. The ROI is selected such that the distance between the center of gravity of the displayed ROI and the position indicated by the mouse cursor is the shortest.

図10に示す例では、マウスカーソルが1aの位置のとき、ROIとして1bが選ばれ、マウスカーソルが2aに対してROI2bが選ばれ、マウスカーソルが3aに対してROI3bが選ばれる。   In the example shown in FIG. 10, when the mouse cursor is at the position 1a, 1b is selected as the ROI, ROI2b is selected for the mouse cursor 2a, and ROI3b is selected for the mouse cursor 3a.

図10に示す方式では、使用者は必ず領域25内のROIを選択することができる。しかし、領域25の形状が複雑な場合、選択されたROIが不適切であると使用者が感じることがある。その場合には、この機能を無効にすることもできる。   In the method shown in FIG. 10, the user can always select the ROI in the area 25. However, when the shape of the region 25 is complicated, the user may feel that the selected ROI is inappropriate. In that case, this function can be disabled.

第2の実施の形態では、指定された条件を満たすROIの集合を包絡する領域25を明示したが、領域25の存在を明示しなくとも良い。使用者が画像上でROIの形状・大きさや位置を変えて移動している状態で、<R(i)>が与えられた条件を満たした場合に、画面表示や音によるシグナルによって、条件を満たす位置にROIがあることを使用者に伝達しても良い。伝達方式としては、例えばROI形状・位置を示す枠や<R(i)>を表示する文字を太く表示したり注意を引くような色に変更したりする方法がある。   In the second embodiment, the region 25 that envelops the set of ROIs that satisfy the specified condition is clearly indicated, but the existence of the region 25 may not be clearly indicated. When a user satisfies the condition given by <R (i)> while changing the shape, size, and position of the ROI on the image, the condition is determined by the screen display or a sound signal. The user may be informed that the ROI is at the position to be filled. As a transmission method, for example, there is a method of displaying a frame indicating the ROI shape / position or a character displaying <R (i)> thickly or changing the color to draw attention.

〔第3の実施の形態〕
第3の実施の形態では、第1及び第2の実施の形態で説明した機能を用いてRICS解析を実施した事例を説明する。第1及び第2の実施の形態と同一の部位には同一の符号を付してその詳細の説明は省略する。
[Third Embodiment]
In the third embodiment, an example in which RICS analysis is performed using the functions described in the first and second embodiments will be described. The same parts as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

第1及び第2の実施の形態で説明したように、<R(i)>はROIが画像に対してどういう意味があるのかを簡単に示すことができる指標である。従って、あるROIに対する解析値Fが得られたとき、その解析値は、<R(i)>と組にして処理されるのが望ましい場合がある。例えば同一の<R(i)>を持つROIの解析値を統計処理したり、<R(i)>と解析値Fとの回帰分析をしたりする場合である。そのために、解析値Fを表示、保存する際に、<R(i)>を同時に表示、保存する。   As described in the first and second embodiments, <R (i)> is an index that can easily indicate what the ROI means for an image. Therefore, when an analysis value F for a certain ROI is obtained, it may be desirable to process the analysis value in combination with <R (i)>. For example, the analysis value of ROI having the same <R (i)> is statistically processed, or the regression analysis of <R (i)> and the analysis value F is performed. Therefore, when displaying and storing the analysis value F, <R (i)> is simultaneously displayed and stored.

以下に、蛍光標識したタンパク質の拡散係数をRICSによって導出する際に、ROI中の細胞質の占有率を用いて細胞膜の解析を行なった結果を説明する。   The results of analyzing the cell membrane using the occupancy of the cytoplasm in the ROI when deriving the diffusion coefficient of the fluorescently labeled protein by RICS will be described below.

細胞膜での拡散係数と細胞質での拡散係数は異なるため、ROI中を占める細胞質と細胞膜の割合の比によって測定値は異なる。細胞膜の厚さは10nm程度で、光学顕微鏡の分解能よりもはるかに薄いため、細胞膜の領域を画面上で同定するのは困難である。そのため、ROI中の細胞質の割合によって測定値がどのように変化するかを解析することによって、細胞膜での拡散係数を推定する解析を行った。   Since the diffusion coefficient in the cell membrane and the diffusion coefficient in the cytoplasm are different, the measured value differs depending on the ratio of the ratio between the cytoplasm and the cell membrane in the ROI. Since the thickness of the cell membrane is about 10 nm, which is much thinner than the resolution of the optical microscope, it is difficult to identify the cell membrane region on the screen. Therefore, analysis was performed to estimate the diffusion coefficient in the cell membrane by analyzing how the measured value changes depending on the cytoplasm ratio in the ROI.

図11は、第3の実施の形態の異なる細胞A,Bに対して、ROIを移動し拡散係数を求めた結果を示した図である。
拡散係数はD1で表されている。なお、G1は分子数を表す指標である。図11では、細胞質の割合が10%、50%、80%、100%について、異なる細胞A,Bの測定結果を対応させて表示している。細胞質の占有率という共通の指標があるため、異なる細胞間でも、同じ細胞質占有率を示すROIでの拡散係数を比較することができる。
FIG. 11 is a diagram illustrating a result of obtaining the diffusion coefficient by moving the ROI for the different cells A and B of the third embodiment.
The diffusion coefficient is represented by D1. G1 is an index representing the number of molecules. In FIG. 11, the measurement results of different cells A and B are displayed in correspondence with the cytoplasm ratios of 10%, 50%, 80%, and 100%. Since there is a common index called cytoplasm occupancy, diffusion coefficients in ROIs that show the same cytoplasm occupancy can be compared between different cells.

図12は、細胞A,Bに対して、ROI中の細胞質の割合に対する拡散係数の値をプロットして示す図である。
図12に示すように、異なる細胞A,B間でも、細胞質の割合を指標とするで、拡散係数を比較することが可能となる。この結果から、細胞質の割合と拡散係数との関係を回帰分析によって求め、細胞質の割合が0における拡散係数を推定することが出来る。即ち、細胞膜での拡散係数を、細胞質の割合が0における拡散係数として求めることができる。
FIG. 12 is a diagram plotting diffusion coefficient values with respect to the ratio of cytoplasm in ROI with respect to cells A and B.
As shown in FIG. 12, the diffusion coefficients can be compared between different cells A and B using the cytoplasm ratio as an index. From this result, the relationship between the cytoplasm ratio and the diffusion coefficient can be obtained by regression analysis, and the diffusion coefficient when the cytoplasm ratio is 0 can be estimated. That is, the diffusion coefficient in the cell membrane can be obtained as the diffusion coefficient when the cytoplasm ratio is zero.

本実施の形態で開示したROI選択を補助する手法を用いれば、細胞質の割合が同じROIを多数選択することができるため、それらのROIそれぞれについて得られた拡散係数について平均値を算出するなどの処理が可能である。従って、各ROIで拡散係数を求めた結果をディスク上に記録する際に、そのROI中での細胞質の割合を同時に記録しておき、後の操作で統計的な解析を行う際に、その記録を呼び出して細胞質の割合の情報を解析に利用することができる。   By using the method for assisting ROI selection disclosed in the present embodiment, a large number of ROIs having the same cytoplasm ratio can be selected. Therefore, an average value is calculated for the diffusion coefficient obtained for each ROI. Processing is possible. Therefore, when recording the result of obtaining the diffusion coefficient for each ROI on the disk, the ratio of the cytoplasm in the ROI is recorded at the same time, and when performing statistical analysis in later operations, the recording is performed. Can be used for analysis of cytoplasm percentage information.

なお、上述の各実施の形態で説明した機能は、ハードウェアを用いて構成するに留まらず、ソフトウェアを用いて各機能を記載したプログラムをコンピュータに読み込ませて実現することもできる。また、各機能は、適宜ソフトウェア、ハードウェアのいずれかを選択して構成するものであっても良い。   Note that the functions described in the above-described embodiments are not limited to being configured using hardware, and can be realized by causing a computer to read a program describing each function using software. Each function may be configured by appropriately selecting either software or hardware.

尚、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。
上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage.
Various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine suitably the component covering different embodiment.

1…顕微鏡本体、2…レーザコンバイナー、2b…ROI、3…スキャンユニット、3b…ROI、4…ディテクタユニット、5…コントロールユニット、6…表示装置、7…記憶装置、8a…サンプル、8b…蛍光画像、8c…データ、10…処理画面、11…蛍光顕微鏡画像、12…領域分類画像、13…枠、14…マウスカーソル、25…領域。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Microscope main body, 2 ... Laser combiner, 2b ... ROI, 3 ... Scan unit, 3b ... ROI, 4 ... Detector unit, 5 ... Control unit, 6 ... Display apparatus, 7 ... Memory | storage device, 8a ... Sample, 8b ... Fluorescence Image, 8c ... data, 10 ... processing screen, 11 ... fluorescent microscope image, 12 ... area classification image, 13 ... frame, 14 ... mouse cursor, 25 ... area.

Claims (10)

生体の挙動を測定して解析する装置に搭載されて前記生体の測定対象領域を選定する操作を支援する画像処理装置のプログラムにおいて、
取得した生体画像の一部に所定形状の測定対象領域を設定するために、前記所定形状と同一の形状の領域を前記選定する操作に応じて前記生体画像上を移動させるステップと、
前記生体画像の各画素に対応付けられた当該生体の生体構造あるいは生物学的状態を区分する値に基づいて、前記領域に含まれる画素の前記区分の割合を算出するステップと、
算出した前記区分の割合を含む情報を前記領域における指標として提示するステップと
を前記画像処理装置に実行させるためのプログラム。
In a program for an image processing apparatus that is mounted on an apparatus for measuring and analyzing the behavior of a living body and supports an operation of selecting a measurement target region of the living body,
Moving a region of the same shape as the predetermined shape on the biological image in accordance with the operation of selecting to set a measurement target region of a predetermined shape in a part of the acquired biological image;
Calculating a ratio of the classification of pixels included in the region based on a value that classifies the anatomy or biological state of the living body associated with each pixel of the biological image;
A program for causing the image processing apparatus to execute the step of presenting information including the calculated ratio of the classification as an index in the region.
前記区分の割合を含む情報が充足する条件を取得するステップと、
前記領域が前記区分の割合を含む情報が前記条件を充足する位置にあることを出力するステップと
を更に前記画像処理装置に実行させるための請求項1に記載のプログラム。
Obtaining a condition that satisfies information including the proportion of the category;
The program according to claim 1, further causing the image processing apparatus to execute a step of outputting that the information including the proportion of the section is in a position satisfying the condition.
前記区分の割合を含む情報が前記条件を充足する前記領域の位置の集合を前記生体画像について取得するステップと、
取得した前記領域の位置の集合を包絡する領域を前記生体画像上に合成して表示するステップと
を更に前記画像処理装置に実行させるための請求項2に記載のプログラム。
Obtaining a set of positions of the regions for which the information including the ratio of the sections satisfies the condition for the biological image;
The program according to claim 2, further causing the image processing apparatus to execute a step of synthesizing and displaying an area enveloping a set of the obtained position of the area on the biological image.
前記区分の割合を含む情報には、前記区分の割合を組み合わせて演算した値が含まれることを特徴とする請求項3に記載のプログラム。   The program according to claim 3, wherein the information including the division ratio includes a value calculated by combining the division ratios. 前記測定対象領域内の前記区分の割合を含む情報と、前記測定対象領域での前記解析結果とを関連付けて記憶するステップを更に前記画像処理装置に実行させるための請求項1に記載のプログラム。   The program according to claim 1, further causing the image processing apparatus to execute a step of associating and storing information including a ratio of the division in the measurement target region and the analysis result in the measurement target region. 生体の挙動を測定して解析する装置に搭載されて前記生体の測定対象領域を選定する操作を支援する画像処理装置において、
取得した生体画像の一部に所定形状の測定対象領域を設定するために、前記所定形状と同一の形状の領域を前記選定する操作に応じて前記生体画像上を移動させる手段と、
前記生体画像の各画素に対応付けられた当該生体の生体構造あるいは生物学的状態を区分する値に基づいて、前記領域に含まれる画素の前記区分の割合を算出する手段と、
算出した前記区分の割合を含む情報を前記領域における指標として提示する手段と
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
In an image processing apparatus that is mounted on an apparatus for measuring and analyzing a behavior of a living body and supports an operation of selecting a measurement target region of the living body,
Means for moving a region having the same shape as the predetermined shape on the biological image in accordance with the operation of selecting to set a measurement target region of a predetermined shape in a part of the acquired biological image;
Means for calculating a ratio of the classification of pixels included in the region based on a value that classifies the anatomy or biological state of the living body associated with each pixel of the biological image;
An image processing apparatus comprising: means for presenting information including the calculated proportion of the section as an index in the region.
前記区分の割合を含む情報が充足する条件を取得する手段と、
前記領域が前記区分の割合を含む情報が前記条件を充足する位置にあることを出力する手段と
を備えたことを特徴とする請求項6に記載の画像処理装置。
Means for obtaining a condition that information including a ratio of the classification is satisfied;
The image processing apparatus according to claim 6, further comprising: means for outputting that the area includes information including the ratio of the division at a position satisfying the condition.
前記区分の割合を含む情報が前記条件を充足する前記領域の位置の集合を前記生体画像について取得する手段と、
取得した前記領域の位置の集合を包絡する領域を前記生体画像上に合成して表示する手段と
を備えたことを特徴とする請求項7に記載の画像処理装置。
Means for acquiring, for the biological image, a set of positions of the region where the information including the ratio of the sections satisfies the condition;
The image processing apparatus according to claim 7, further comprising a unit that synthesizes and displays a region enveloping the acquired set of the region positions on the biological image.
生体の挙動を測定して解析する装置において、
請求項6乃至8の内の1項に記載の画像処理装置を搭載することを特徴とする装置。
In a device that measures and analyzes the behavior of a living body,
An apparatus comprising the image processing apparatus according to claim 6.
生体の挙動を測定して解析する装置に搭載されて前記生体の測定対象領域を選定する操作を支援する画像処理装置の画像処理方法において、
取得した生体画像の一部に所定形状の測定対象領域を設定するために、前記所定形状と同一の形状の領域を前記選定する操作に応じて前記生体画像上を移動させるステップと、
前記生体画像の各画素に対応付けられた当該生体の生体構造あるいは生物学的状態を区分する値に基づいて、前記領域に含まれる画素の前記区分の割合を算出するステップと、
算出した前記区分の割合を含む情報を前記領域における指標として提示するステップと
を備えたことを特徴とする画像処理方法。
In an image processing method of an image processing apparatus that is mounted on an apparatus for measuring and analyzing a behavior of a living body and supports an operation of selecting a measurement target region of the living body,
Moving a region of the same shape as the predetermined shape on the biological image in accordance with the operation of selecting to set a measurement target region of a predetermined shape in a part of the acquired biological image;
Calculating a ratio of the classification of pixels included in the region based on a value that classifies the anatomy or biological state of the living body associated with each pixel of the biological image;
An information processing method comprising: a step of presenting information including the calculated proportion of the section as an index in the region.
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