JP2016049046A - 画像管理装置及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】観察した細胞の画像を、当該細胞を識別する情報と好適に関連付けて保存することが可能な画像管理装置及びプログラムを提供する。【解決手段】顕微鏡画像Ｉｍ中の識別ドット検出することで、顕微鏡５で観察中のマイクロウェルのマイクロウェルＩＤを認識するコンピュータ装置３。そして、顕微鏡５で撮影したマイクロウェル内の画像を、マイクロウェルの識別情報であるマイクロウェルＩＤと、シャーレＩＤと、日時情報と関連付けて保存するコンピュータ装置３。前記マイクロウェルのＩＤを認識し、識別し、日時情報等と関連付けるコンピュータプログラム。【選択図】図１

Description

本発明は、受精卵などの個別管理が必要な細胞を撮影した画像を管理する技術に関する。

従来から、受精卵同士の相互作用(パラクライン効果)を利用し受精卵の培養効果を効率的にする目的で、シャーレの底面に受精卵のサイズと同程度のマイクロウェルを形成し、培養液で満たされたマイクロウェルに受精卵を配置して培養を行うシステムが知られている。例えば、特許文献１には、最も低い位置から外縁に進むに従って高くなるような傾斜した壁面を有するマイクロウェルが配置された培養容器が開示されている。

特許第４７２４８５４号公報

顕微鏡下で細胞容器の任意のマイクロウェルを拡大して観察した場合、どのマイクロウェルを観察しているか観察者がわからなくなる場合があり、この場合、観察者は、観察中のマイクロウェルから観察位置をずらして観察中のマイクロウェルを確認する必要があった。また、観察者が観察したマイクロウェルの画像を保存する際に、観察したマイクロウェルの識別情報を手作業により関連付ける必要があり、画像の保存作業が煩雑化していた。そこで、本発明は、観察した細胞の画像を、当該細胞を識別する情報と好適に関連付けて保存することが可能な画像管理装置及びプログラムを提供することを主な目的とする。

本発明の１つの観点では、顕微鏡により撮影した画像を管理する画像管理装置であって、細胞を収容するマイクロウェルが配列された細胞容器が前記顕微鏡に載置された状態において、当該顕微鏡が撮影したマイクロウェルの画像を取得する画像取得手段と、前記画像取得手段が取得した画像に基づき、前記顕微鏡が撮影したマイクロウェルの識別情報を認識するマイクロウェル識別手段と、前記画像取得手段が取得した画像又は当該画像を補正した画像に対し、少なくとも、前記マイクロウェル識別手段が認識したマイクロウェルの識別情報を関連付けて記憶部に記憶する画像保存手段と、を有する。

上記画像管理装置は、画像取得手段と、マイクロウェル識別手段と、画像保存手段とを備える。画像取得手段は、細胞を収容するマイクロウェルが配列された細胞容器が顕微鏡に載置された状態において、当該顕微鏡が撮影したマイクロウェルの画像を取得する。マイクロウェル識別手段は、画像取得手段が取得した画像に基づき、画像中のマイクロウェルの識別情報を認識する。画像保存手段は、画像取得手段が取得した画像又は当該画像を補正した画像に対し、少なくとも、マイクロウェル識別手段が認識したマイクロウェルの識別情報を関連付けて記憶部に記憶する。このようにすることで、画像管理装置は、顕微鏡で観察した細胞の画像を、当該細胞が格納されたマイクロウェルの識別情報と関連付けて保存することができる。従って、観察者は、画像を確認する際に、いずれのマイクロウェルに格納された細胞を示した画像であるかを好適に確認することができる。

上記画像管理装置の一態様では、前記細胞容器内に配列されたマイクロウェルの各々には、当該マイクロウェルを識別するための識別部が設けられ、前記マイクロウェル識別手段は、前記顕微鏡が撮影したマイクロウェルに対応する識別部を前記画像から検出することで、当該マイクロウェルの識別情報を認識する。画像管理装置は、この態様により、顕微鏡が撮影した画像に基づき、撮影されたマイクロウェルの識別情報を好適に認識することができる。

上記画像管理装置の他の一態様では、前記細胞容器内に配列されたマイクロウェルの各々には、前記識別部を検出する際の基準となる位置を示す位置決め部が設けられ、前記マイクロウェル識別手段は、前記顕微鏡が撮影したマイクロウェルに対応する位置決め部の前記画像中の位置に基づき、前記画像内での前記識別部が存在する範囲を認識する。この態様により、画像管理装置は、識別部の個数や配置がマイクロウェルごとに異なっている場合であっても、位置決め部を検出し、位置決め部の位置に基づき識別部を好適に検出することができる。

上記画像管理装置の他の一態様では、前記位置決め部は、前記識別部と少なくとも形状、大きさ、色、厚み、表面のテクスチャ、反射率のいずれかが異なる。この態様により、画像管理装置は、識別部と位置決め部とを好適に識別することができる。

上記画像管理装置の他の一態様では、前記画像取得手段が取得した画像内での前記位置決め部の位置又は形状に基づき、前記画像取得手段が取得した画像を回転させる画像補正手段をさらに備える。この態様により、画像管理装置は、識別部を検出しやすいように画像取得手段が取得した画像を好適に補正することができる。

上記画像管理装置の他の一態様では、前記マイクロウェル識別手段は、前記画像取得手段が取得した画像から前記マイクロウェルと前記位置決め部とを検出できた場合に限り、前記マイクロウェルの識別情報を認識する処理を行う。マイクロウェル又は位置決め部が画像から検出できない場合、顕微鏡の撮影位置が適切に設定されておらず、マイクロウェル内の細胞が適切に撮影できなかったり、マイクロウェルの識別情報を適切に認識することができなかったりする可能性が高い。よって、画像管理装置は、この態様により、保存した画像に不備があったり、マイクロウェルの識別情報を誤認識したりするのを好適に抑制することができる。

上記画像管理装置の他の一態様では、前記マイクロウェル識別手段は、前記画像中から検出した前記識別部の個数及び配置に基づき、前記マイクロウェルの識別情報を認識する。この態様により、画像管理装置は、マイクロウェルの識別情報を好適に認識することができる。

上記画像管理装置の他の一態様では、前記画像保存手段は、前記画像取得手段が取得した画像に対し、前記マイクロウェル識別手段が認識したマイクロウェルの識別情報と、前記顕微鏡に載置された前記細胞容器の識別情報と、前記マイクロウェルを観察した日時を示す情報とを関連付けて前記記憶部に記憶する。この態様により、画像管理装置は、保存する画像に写された細胞の格納場所及び撮影日時を好適に画像と関連付けて記録することができる。

上記画像管理装置の他の一態様では、前記細胞容器には、当該細胞容器の識別情報を示す機械可読標識が設けられ、前記画像管理装置は、前記顕微鏡に載置された前記細胞容器に設けられた機械可読標識を検出する検出器から取得した情報に基づき、前記細胞容器の識別情報を認識する細胞容器認識手段をさらに備える。この態様により、画像管理装置は、顕微鏡に載置された細胞容器を自動認識し、撮影した画像と好適に関連付けて保存することができる。

本発明の他の観点では、プログラムは、上記記載のいずれか一つの画像管理装置としてコンピュータを機能させる。これらのプログラムをコンピュータにインストールして機能させることで、本発明に係る画像管理装置を構成させることができる。

本発明によれば、画像管理装置は、顕微鏡で観察した細胞の画像を、当該細胞が格納されたマイクロウェルの識別情報と自動的に関連付けて保存することができる。従って、撮影した画像とマイクロウェルの識別情報を手動により関連付ける場合と比較して、作業効率を向上させることができ、かつ、作業者のミスによる関連付けの誤りの発生を好適に抑制することができる。

実施形態に係る画像管理システムの概略構成を示す。 シャーレの平面図及び断面図を示す。 細胞収容部を拡大した図である。 コンピュータ装置のブロック図である。 画像管理データベースのデータ構造を示す。 顕微鏡画像の保存処理の概要を示すフローチャートである。 マイクロウェル及び位置ドットのガイドラインを表示した画面例である。 グレースケールで表した顕微鏡画像の例である。 顕微鏡画像を二値化した画像の例である。 傾きを調整した後の二値化画像の例である。 変形例に係る細胞収容部の上面図である。 変形例に係る細胞収容部の上面図である。 変形例に係る細胞収容部の上面図である。 変形例においてマイクロウェル及び識別ドットのガイドラインを表示した画面例である。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る実施形態について説明する。

［システム構成］
図１は、本実施形態に係る画像管理システム１０の概略構成を示す図である。画像管理システム１０は、細胞容器であるシャーレ１と、コンピュータ装置３と、カメラ４と、顕微鏡５とを備え、シャーレ１に格納された細胞を顕微鏡５で撮影し、その撮影画像を管理するシステムである。

シャーレ１には、個別管理が必要な細胞（ここでは受精卵とする）が培養されている。後述するように、シャーレ１の底面には、受精卵のサイズと同程度のマイクロウェルが複数個形成され、培養液で満たされた各マイクロウェルに受精卵が配置される。また、後述するように、シャーレ１の底面には、シャーレ１の識別情報（「シャーレＩＤ」とも呼ぶ。）を示すシール（「ＩＤシール」とも呼ぶ。）が貼り付けられている。ＩＤシールは、本発明における「機械可読標識」の一例である。

コンピュータ装置３は、ディスプレイ４０を有し、カメラ４及び顕微鏡５と電気的に接続する。コンピュータ装置３は、カメラ４が撮影した画像（「カメラ画像Ｉｃ」とも呼ぶ。）をカメラ４から受信し、カメラ画像Ｉｃに基づきＩＤシール部分を画像認識することでシャーレＩＤを認識する。また、コンピュータ装置３は、顕微鏡５が受精卵等を撮影した画像（「顕微鏡画像Ｉｍ」とも呼ぶ。）を顕微鏡５から受信し、ディスプレイ４０に表示したり、日時情報等と関連付けて記憶したりする。

カメラ４は、顕微鏡５のステージ５１に載置されたシャーレ１に貼り付けられたＩＤシールを撮影可能な位置に設置され、生成したカメラ画像Ｉｃをコンピュータ装置３へ送信する。顕微鏡５は、レンズにより拡大したステージ５１上の対象物の画像を顕微鏡画像Ｉｍとしてコンピュータ装置３へ送信する。本実施形態では、顕微鏡５は、ステージ５１に載置されたシャーレ１内の受精卵が格納されたマイクロウェルを１つずつ撮影するために用いられる。カメラ４は、本発明における「検出器」の一例である。

［シャーレの構造］
次に、シャーレ１の構造について、図２及び図３を参照して説明する。図２（Ａ）は、シャーレ１の上面図を示し、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＸＹ切断面における断面図を示す。

図２に示すように、シャーレ１は、底部１２及び側壁１３を有し、底部１２には、複数のマイクロウェル１４と、マイクロウェル１４が配列された細胞収容部１５と、細胞収容部１５を囲む内壁１８とが設けられている。

マイクロウェル１４は、受精卵を個別に収容するために好適な凹部を形成する。本実施形態では、一例として、細胞収容部１５には計８個のマイクロウェル１４が形成されている。各マイクロウェル１４には、固有の識別情報（「マイクロウェルＩＤ」とも呼ぶ。）が割り当てられ、コンピュータ装置３により管理されている。

シャーレ１の底部１２の裏側には、円環状のＩＤシール６が底部１２の形状に沿って貼り付けられている。ＩＤシール６には、図示しないシャーレＩＤ又はシャーレＩＤを表すコードが印刷されている。なお、ＩＤシール６は、底部１２の裏面に代えて、側壁１３に貼り付けられていてもよい。

図３は、細胞収容部１５を拡大した図である。図３に示すように、各マイクロウェル１４Ａ〜１４Ｈ（１４）の近傍には、各マイクロウェル１４を識別するための識別ドット８と、顕微鏡画像Ｉｍ上で識別ドット８を検出する際の基準となる位置を示す位置ドット９とが設けられている。なお、各マイクロウェル１４Ａ〜１４Ｈの右側に描かれた各破線枠１７は、識別ドット８が設けられる場所を示した仮想線であり、上段、中段、及び下段に分けられている。以後では、破線枠１７の上段部分を「上段位置」と呼び、破線枠１７の中段部分を「中段位置」、破線枠１７の下段部分を「下段位置」と呼ぶ。

識別ドット８は、同一形状を有し、各マイクロウェル１４の右側の破線枠１７内に最大３個まで設けられる。そして、各マイクロウェル１４は、対となる識別ドット８の個数及び破線枠１７内の配置に基づき識別可能となっている。例えば、図３の右上に配置されたマイクロウェル１４Ａには、上段位置に識別ドット８が設けられ、一行目の中央に配置されたマイクロウェル１４Ｄには、上段位置、中段位置及び下段位置に識別ドット８が設けられている。また、三行目の中央に配置されたマイクロウェル１４Ｅには、識別ドット８が設けられていない。このように、識別ドット８が対となるマイクロウェル１４ごとに異なる個数及び配置の組み合わせに設定される。よって、コンピュータ装置３は、顕微鏡画像Ｉｍから識別ドット８の個数及び位置を検出することで、好適に撮影中のマイクロウェル１４を認識することが可能となる。識別ドット８は、本発明における「識別部」の一例である。

位置ドット９は、それぞれ同一形状を有し、かつ、対となるマイクロウェル１４に対する相対位置が等しい。図３の例では、各位置ドット９は、対となるマイクロウェル１４に対して右下の位置に設けられている。位置ドット９は、コンピュータ装置３が識別ドット８と識別可能なように、略円形である識別ドット８とは異なる楕円形状を有する。位置ドット９は、本発明における「位置決め部」の一例である。

［コンピュータ装置の構成］
図４は、コンピュータ装置３のブロック図である。コンピュータ装置３は、ディスプレイ４０などの表示部３１と、キーボード、マウス、タッチパネルなどの入力部３２と、記憶部３３と、通信部３４と、制御部３５とを備える。これらの各要素は、バスライン３０を介して相互に接続されている。

入力部３２は、ディスプレイ４０に表示中のマイクロウェル１４内の受精卵を示す顕微鏡画像Ｉｍを保存する指示の入力等を受け付ける。通信部３４は、カメラ４からカメラ画像Ｉｃを取得し、制御部３５に供給する。また、通信部３４は、顕微鏡５から顕微鏡画像Ｉｍを受信し、制御部３５に供給する。

記憶部３３は、ＲＯＭやＲＡＭといったメモリによって構成される。記憶部１３は、マイクロウェルＩＤごとの識別ドット８の配置及び個数に関する情報（「ウェルＩＤ判定情報」とも呼ぶ。）３３１を記憶する。また、記憶部３３は、マイクロウェル１４内の受精卵を撮影した顕微鏡画像Ｉｍに対し、撮影時刻の情報、シャーレＩＤ、及びマイクロウェルＩＤを関連付けたデータベース（「画像管理ＤＢ」とも呼ぶ。）３３２を記憶する。また、記憶部３３は、顕微鏡画像Ｉｍ中の識別ドット８及び位置ドット９を検出する画像認識処理に必要な情報を記憶する。

制御部３５は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などを備え、コンピュータ装置３内の各構成要素に対して種々の制御を行う。そして、制御部３５は、本発明における「画像取得手段」、「マイクロウェル識別手段」、「画像保存手段」、「画像補正手段」、「細胞容器認識手段」、及びプログラムを実行するコンピュータとして機能する。

図５は、画像管理ＤＢ３３２のデータ構造の一例である。図５に示す画像管理ＤＢ３３２では、シャーレＩＤと、マイクロウェルＩＤと、撮影日時と、保存した顕微鏡画像Ｉｍの格納場所（即ちパス）とが関連付けられている。図５の例では、マイクロウェル１４Ａ〜１４ＨのマイクロウェルＩＤは、それぞれ、「ＭＷＡ」、「ＭＷＢ」、…、「ＭＷＨ」に設定されている。

なお、シャーレＩＤは、受精卵の供給元である患者の識別情報（「患者ＩＤ」とも呼ぶ。）と一意に対応し、採取された各受精卵は、シャーレＩＤ及びマイクロウェルＩＤの組み合わせにより一意に特定される。

［処理フロー］
図６は、受精卵を撮影した顕微鏡画像Ｉｍの保存処理の概要を示すフローチャートである。コンピュータ装置３は、図６に示すフローチャートの処理を繰り返し実行する。

まず、コンピュータ装置３は、ステージ５１上にシャーレ１が置かれたか否か判定する（ステップＳ１０１）。例えば、コンピュータ装置３は、カメラ画像Ｉｃに基づきシャーレ１がステージ５１上に置かれたか判定してもよく、入力部３１へのユーザ入力に基づきシャーレ１がステージ５１上に置かれたか判定してもよい。

そして、ステージ５１上にシャーレ１が置かれた場合（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、コンピュータ装置３は、コンピュータ装置３から取得したカメラ画像Ｉｃに基づき、シャーレ１に貼り付けられたＩＤシール６からシャーレＩＤを認識する（ステップＳ１０２）。例えば、ＩＤシール６にシャーレＩＤと共に位置検出用マーカが印刷されている場合、コンピュータ装置３は、カメラ画像Ｉｃから位置検出マーカを探索し、探索した位置検出マーカの位置を基準とした所定エリア内をシャーレＩＤが印刷されているエリアであると判断する。そして、コンピュータ装置３は、対象のエリアに対して必要に応じて回転処理やアフィン変換等の画像処理を行い、シャーレＩＤが読み取り易いように画像を補正した後、シャーレＩＤを読み取る。なお、シャーレＩＤは、一次元又は二次元バーコード等により表されていてもよい。

次に、コンピュータ装置３は、ステップＳ１０２で認識したシャーレＩＤを記憶部３３に記憶し、ディスプレイ４０上に表示させる（ステップＳ１０３）。これにより、コンピュータ装置３は、観察対象となるシャーレ１をユーザに明確に認識させる。その後、ユーザは、任意の１つのマイクロウェル１４が顕微鏡５による観察対象となるように、シャーレ１の位置調整等を行う。

ステップＳ１０３の実行後、コンピュータ装置３は、顕微鏡５から顕微鏡画像Ｉｍを受信して顕微鏡画像Ｉｍを表示すると共に、当該顕微鏡画像Ｉｍの位置合わせ用のガイドラインを表示する（ステップＳ１０４）。この場合、コンピュータ装置３は、マイクロウェル１４及び位置ドット９の適切な位置を示すガイドラインを顕微鏡画像Ｉｍに重ねて表示する。これにより、コンピュータ装置３は、観察対象とするマイクロウェル１４の顕微鏡画像Ｉｍ内での表示位置が、識別ドット８を検出するのに適切な位置になるように、ユーザにシャーレ１の位置調整を的確に実行させる。ステップＳ１０４の処理の具体例については、図７を参照して後述する。

そして、コンピュータ装置３は、シャーレ１の位置調整終了を示す所定の入力があったか否か判定する（ステップＳ１０５）。そして、コンピュータ装置３は、シャーレ１の位置調整終了を示す所定の入力がない場合（ステップＳ１０５；Ｎｏ）、引き続きステップＳ１０４で位置合わせ用のガイドラインを表示する。

次に、コンピュータ装置３は、顕微鏡５のレンズに対するシャーレ１の位置調整終了を示す所定の入力があった場合（ステップＳ１０５；Ｙｅｓ）、顕微鏡画像Ｉｍからマイクロウェル１４及び位置ドット９が検出できたか否か判定する（ステップＳ１０６）。そして、コンピュータ装置３は、顕微鏡画像Ｉｍからマイクロウェル１４及び位置ドット９が検出できた場合（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、顕微鏡画像Ｉｍを回転する処理（「画像回転処理」とも呼ぶ。）を適宜実行し、顕微鏡画像Ｉｍを補正する（ステップＳ１０７）。画像回転処理では、コンピュータ装置３は、検出したマイクロウェル１４及び位置ドット９の相対位置に基づき、顕微鏡画像Ｉｍに表示されたマイクロウェル１４及び位置ドット９の傾きを推定することで、顕微鏡画像Ｉｍの回転角度及び回転方向を決定する。ステップＳ１０６及びステップＳ１０７の処理については、図９を参照して後述説明する。

一方、コンピュータ装置３は、顕微鏡画像Ｉｍからマイクロウェル１４及び位置ドット９が検出できない場合（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、再びステップＳ１０４に処理を戻して、ユーザにマイクロウェル１４及び位置ドット９の位置調整を実行させる。このとき、好適には、コンピュータ装置３は、マイクロウェル１４及び位置ドット９が検出できなかった旨の警告を出力するとよい。

次に、コンピュータ装置３は、位置ドット９の位置に基づき、顕微鏡画像Ｉｍ中の識別ドット８の存在範囲（「識別ドット存在範囲Ｒｔａｇ」とも呼ぶ。）を認識し、識別ドット存在範囲Ｒｔａｇ内の識別ドット８を検出する。そして、コンピュータ装置３は、検出した識別ドット８の個数及び配置に基づき、顕微鏡画像Ｉｍに表示中のマイクロウェル１４のマイクロウェルＩＤを認識する（ステップＳ１０８）。ステップＳ１０８の処理については、図１０を参照して後述説明する。

次に、コンピュータ装置３は、ステップＳ１０８で認識したマイクロウェルＩＤをディスプレイ４０に表示する（ステップＳ１０９）。そして、コンピュータ装置３は、ステップＳ１０３で最後に保存したシャーレＩＤとステップＳ１０９で認識したマイクロウェルＩＤと現在時刻情報とを、顕微鏡画像Ｉｍに関連付けて画像管理ＤＢ３３２に記憶する（ステップＳ１１０）。なお、好適には、コンピュータ装置３は、ステップＳ１０７で画像回転処理を行った場合には、画像回転処理が適用された後の顕微鏡画像Ｉｍを記憶するとよい。これにより、コンピュータ装置３は、常に適正な向きで撮影された受精卵の画像を保存することができる。

その後、コンピュータ装置３は、受精卵が入った全てのマイクロウェル１４の観察が終了したか否か判定する（ステップＳ１１１）。例えば、コンピュータ装置３は、明示的なユーザ入力に基づき、受精卵が入った全てのマイクロウェル１４の観察が終了したか否か判定してもよい。なお、受精卵が格納されたマイクロウェル１４のマイクロウェルＩＤがコンピュータ装置３に登録されている場合には、コンピュータ装置３は、当該登録情報を参照して受精卵が入った全てのマイクロウェル１４の観察が終了したか否か判定してもよい。そして、コンピュータ装置３は、受精卵が入った全てのマイクロウェル１４の観察が終了した場合（ステップＳ１１１；Ｙｅｓ）、フローチャートの処理を終了する。一方、コンピュータ装置３は、受精卵が入った全てのマイクロウェル１４の観察が終了していない場合（ステップＳ１１１；Ｎｏ）、ステップＳ１０４へ処理を戻す。この場合、ユーザは、画像を保存していないマイクロウェル１４及び対となる位置ドット９が顕微鏡画像Ｉｍ中の適切な位置に表示されるように、シャーレ１の位置調整を行う。

［具体例］
次に、図６のフローチャートの各ステップにおける処理の具体例について説明する。

（１）ガイドラインの表示
まず、図６のステップＳ１０４での位置合わせ用のガイドライン表示の具体例について説明する。図７は、図６のステップＳ１０４でのディスプレイ４０の表示例を示す。

図７に示すディスプレイ４０では、コンピュータ装置３は、顕微鏡５から受信した顕微鏡画像Ｉｍに重ねて、マイクロウェル１４の適正位置を示すガイドラインＬｇ１と、位置ドット９の適正位置を示すガイドラインＬｇ２とを表示している。なお、顕微鏡画像Ｉｍ中には、マイクロウェル１４Ａと、マイクロウェル１４Ａの対となる識別ドット８及び位置ドット９が表示されている。また、コンピュータ装置３は、位置調整の完了を指定するための完了ボタン５０を表示している。

この場合、ユーザは、顕微鏡画像Ｉｍ中のマイクロウェル１４の外枠とガイドラインＬｇ１とが重なり、かつ、顕微鏡画像Ｉｍ中の位置ドット９とガイドラインＬｇ２とが重なるように、顕微鏡５を操作することで、シャーレ１の位置調整を行う。そして、ユーザは、ガイドラインＬｇ１、Ｌｇ２を参照してシャーレ１の位置調整後、完了ボタン５０を選択する。そして、コンピュータ装置３は、完了ボタン５０が選択されたことを検出した場合、図６のステップＳ１０５で位置調整終了の入力があったと判断し、ステップＳ１０７以降の処理を行う。

（２）マイクロウェルと位置ドットの検出
次に、図６のステップＳ１０６で実行するマイクロウェル１４及び位置ドット９の検出処理の具体例について説明する。

図８は、顕微鏡画像Ｉｍをグレースケールにより表した図である。マイクロウェル１４Ａの内部、識別ドット８の中心部、及び位置ドット９の中心部は、シャーレ１の底面に対して傾斜が緩いことに起因して光が透過する。よって、図８の例では、これらの部分は相対的に明るくなっている。一方、マイクロウェル１４の側面、識別ドット８の周辺部、及び位置ドット９の周辺部については、光の屈折に起因して、相対的に暗くなる。よって、コンピュータ装置３は、顕微鏡画像Ｉｍの各画素を、色情報（画素値）により二値化することで、マイクロウェル１４、識別ドット８、及び位置ドット９の領域を抽出することが可能である。

図９は、図７の完了ボタン５０が選択された後にコンピュータ装置３が取得した顕微鏡画像Ｉｍを二値化した画像（単に「二値化画像」とも呼ぶ。）を示す。コンピュータ装置３は、顕微鏡画像Ｉｍ中でのマイクロウェル１４及び位置ドット９の位置調整の終了後、顕微鏡５から受信する顕微鏡画像Ｉｍの各画素の色情報に基づき２値化を行う。例えば、コンピュータ装置３は、所定の輝度の範囲又は／及び所定の色相の範囲を有する画素を黒とし、それ以外の画素を白とする。これにより、コンピュータ装置３は、マイクロウェル１４及び位置ドット９の所定部分（図９では縁部分）が顕微鏡画像Ｉｍ中の他の領域と異なる値となるように、顕微鏡画像Ｉｍを二値化する。図９の例では、マイクロウェル１４の縁部分に相当する領域Ａ１４と、位置ドット９の縁部分に相当する領域Ａ９と、識別ドット８の縁部分に相当する領域Ａ８とが黒となり、他の顕微鏡画像Ｉｍ中の領域が白となっている。

そして、コンピュータ装置３は、例えば、予め記憶部３３に記憶したマイクロウェル１４の縁部分を表すテンプレート画像と、位置ドット９の縁部分を表すテンプレート画像とを用いて、二値化画像を対象とした公知のテンプレートマッチングを行う。これにより、コンピュータ装置３は、領域Ａ１４がマイクロウェル１４の縁部分に相当すると認識し、領域Ａ９が位置ドット９の縁部分に相当すると認識する。なお、コンピュータ装置３は、マイクロウェル１４の縁部分を細分化した複数のテンプレート画像を記憶しておき、当該テンプレート画像が最も一致する部分を検出することで、マイクロウェル１４の縁部分の領域を部分ごとに認識してもよい。

（３）画像回転処理
次に、画像回転処理の具体例について、引き続き図９を参照して説明する。

コンピュータ装置３は、領域Ａ１４に属する画素のＸ座標の平均値をＸ座標とし、領域Ａ１４に属する画素のＹ座標の平均値をＹ座標とした領域Ａ１４の重心Ｃ１４を算出する。同様に、コンピュータ装置３は、領域Ａ９に属する画素のＸ座標の平均値をＸ座標とし、領域Ａ９に属する画素のＹ座標の平均値をＹ座標とした領域Ａ９の重心Ｃ９を算出する。また、コンピュータ装置３は、顕微鏡画像Ｉｍ中でマイクロウェル１４及び位置ドット９が傾いていないときのこれらの重心の相対位置関係を予め記憶しておく。

そして、コンピュータ装置３は、算出した重心Ｃ１４、Ｃ９の相対位置と、マイクロウェル１４及び位置ドット９が傾いていないときのこれらの重心の相対位置との違いに基づき、マイクロウェル１４及び位置ドット９の傾きを検出する。例えば、コンピュータ装置３は、算出した重心Ｃ１４、Ｃ９を結ぶ線の傾きを算出し、マイクロウェル１４及び位置ドット９の傾きがないときの重心を結ぶ傾きと比較することで、顕微鏡画像Ｉｍ中でのマイクロウェル１４及び位置ドット９の傾きを検出する。

そして、コンピュータ装置３は、顕微鏡画像Ｉｍ中でのマイクロウェル１４及び位置ドット９の傾きを補正するように、二値化画像及び二値化画像の基となる顕微鏡画像Ｉｍを回転させる。図９の例では、マイクロウェル１４及び位置ドット９は、時計周りに角度「θ」だけ傾いていることから、コンピュータ装置３は、二値化画像及び二値化画像の基となる顕微鏡画像Ｉｍを反時計回りに角度θだけ回転させる。なお、コンピュータ装置３は、画像回転処理に加えて、重心Ｃ１４、Ｃ９間の距離に基づき、顕微鏡画像Ｉｍのスケーリングを行ってもよい。この場合、コンピュータ装置３は、上述の距離が予め記憶した基準の距離より長いほど、撮影倍率を小さくする。

（４）マイクロウェルＩＤの認識
次に、図６のステップＳ１０８で実行するマイクロウェルＩＤの認識処理の具体例について説明する。

図１０は、画像回転処理を実行した後の二値化画像を示す。コンピュータ装置３は、図１０に示す二値化画像中の位置ドット９に相当する領域Ａ９の位置及び範囲に基づき、識別ドット８が表示される可能性がある範囲である識別ドット存在範囲Ｒｔａｇを定める。図１０の例では、コンピュータ装置３は、領域Ａ９と底辺及び側辺が接し、縦幅が領域Ａ９の長径（即ち長手方向の幅）の３倍となる矩形領域を、識別ドット存在範囲Ｒｔａｇとして認識している。このように、コンピュータ装置３は、位置ドット９に対する識別ドット存在範囲Ｒｔａｇの相対位置を予め記憶しておき、二値化画像中で検出した位置ドット９に相当する領域から識別ドット存在範囲Ｒｔａｇを決定する。

そして、コンピュータ装置３は、例えば、予め記憶した識別ドット８のテンプレート画像を参照し、識別ドット存在範囲Ｒｔａｇ内でテンプレートマッチングを行うことで、識別ドット８の位置及び個数を認識する。図１０の例では、コンピュータ装置３は、識別ドット存在範囲Ｒｔａｇ内の領域Ａ８を、識別ドット８の一部として認識し、領域Ａ８の重心位置等を計算することで、識別ドット８が上段位置に１つ設けられていることを認識する。従って、この場合、コンピュータ装置３は、ウェルＩＤ判定情報３３１を参照し、図３の右上に位置するマイクロウェル１４ＡのマイクロウェルＩＤ「ＭＷＡ」を、保存する顕微鏡画像Ｉｍと関連付けて記憶するマイクロウェルＩＤとして認識する。

［本実施形態の作用・効果］
本実施形態によれば、コンピュータ装置３は、顕微鏡画像Ｉｍ中の識別ドット８を検出することで、顕微鏡５で観察中のマイクロウェル１４のマイクロウェルＩＤを自動認識する。そして、コンピュータ装置３は、顕微鏡５で撮影したマイクロウェル１４内の受精卵の画像を、マイクロウェル１４の識別情報であるマイクロウェルＩＤと、シャーレＩＤと、日時情報と関連付けて保存する。従って、撮影した画像とマイクロウェルＩＤ等を手動により関連付ける場合と比較して、作業効率を向上させることができ、かつ、作業者のミスによる関連付けの誤りの発生を好適に抑制することができる。

［変形例］
以下では、上記した実施形態の変形例について説明する。なお、下記の変形例は、任意に組み合わせて実施形態に適用することができる。

（変形例１）
図３等に示す識別ドット８の形状や配置は、一例であり、本発明が適用可能な例は、これに限らない。例えば、識別ドット８の形状は、略円形に限らず、種々の形状であってもよい。

図１１は、変形例に係る細胞収容部１５Ａの上面図を示す。図１１の例では、識別ドット８として、略円形の識別ドット８Ａと、略三角形状の識別ドット８Ｂとが破線枠１７の上段又は下段に設けられている。そして、識別ドット８の配置は、マイクロウェル１４ごとにそれぞれ異なる。

この場合、例えば、コンピュータ装置３は、略円形の識別ドット８Ａを検出するためのテンプレート画像と、略三角形状の識別ドット８Ｂを検出するためのテンプレート画像とを予め記憶しておく。そして、図６のステップＳ１０８のマイクロウェルＩＤの認識処理では、識別ドット存在範囲Ｒｔａｇを対象に上述のテンプレート画像を用いてテンプレートマッチングを行うことで、識別ドット８Ａ、８Ｂをそれぞれ検出する。このように、識別ドット８は、略円形に限らず、かつ、複数の形状が用いられてもよい。

また、各マイクロウェル１４に対し、それぞれ異なる形状の識別ドット８が設けられていてもよい。この場合、例えば、コンピュータ装置３は、各識別ドット８の形状を表すテンプレート画像を用いたテンプレートマッチング等を実行することで、対となるマイクロウェル１４のマイクロウェルＩＤを認識する。

（変形例２）
図３等に示す位置ドット９の形状や配置は、一例であり、本発明が適用可能な例は、これに限らない。例えば、位置ドット９の形状は、惰円形に限らず、識別ドット８と異なる形状又は大きさであればよい。

図１２は、変形例に係る細胞収容部１５Ｂの上面図を示す。図１２の例では、位置ドット９は、識別ドット８の円が横に２つ連なった形状を有する。この場合であっても、コンピュータ装置３は、図１２に示す位置ドット９のテンプレート画像等を予め記憶しておくことで、位置ドット９を検出する。

なお、位置ドット９と識別ドット８とは、平面視において大きさのみが異なる相似形であってもよい。また、画像認識処理により識別ドット８と位置ドット９とが識別可能な態様である場合には、位置ドット９と識別ドット８とが平面視で同一形状であってもよい。例えば、位置ドット９と識別ドット８との形状を同一にする代わりに、識別ドット８と位置ドット９との色を異ならせてもよい。他の例では、識別ドット８を凸状とし位置ドット９を凹状とすることで顕微鏡画像Ｉｍ上での色を異ならせてもよい。さらに別の例では、識別ドット８と位置ドット９との厚み、表面のテクスチャ、反射率の少なくともいずれかを異ならせることで、顕微鏡画像Ｉｍ上での表示態様を異ならせてもよい。

また、位置ドット９は、マイクロウェル１４ごとに複数個設けられてもよい。図１３は、変形例に係る細胞収容部１５Ｃの上面図を示す。図１３の例では、各マイクロウェル１４の右上及び左下に、位置ドット９Ｌと位置ドット９Ｒとが設けられている。この場合、コンピュータ装置３は、画像回転処理では、二値化画像中で検出した位置ドット９Ｌ及び位置ドット９Ｒの各領域に対応する重心を算出し、当該重心の相対位置に基づき、画像回転処理により画像を回転させる角度及び方向を決定する。また、これに加え、コンピュータ装置３は、画像回転処理に加え、二値化画像中で検出した位置ドット９Ｌ及び位置ドット９Ｒの重心間の距離に基づき、顕微鏡画像Ｉｍの倍率を調整してもよい。

（変形例３）
コンピュータ装置３は、カメラ４から取得したカメラ画像Ｉｃに基づき、ＩＤシール６に印刷されたコード等を読み取ることでシャーレＩＤを認識した。これに代えて、コンピュータ装置３は、シャーレＩＤの入力を受け付ける画面をディスプレイ４０に表示し、入力された番号等を、ステージ５０上に載置されたシャーレ１のシャーレＩＤとして認識してもよい。他の例では、シャーレ１には、シャーレＩＤの情報が書き込まれたＩＣタグが付されていてもよい。この場合、図示しないＩＣタグの読取装置は、ステージ５１上に載置されたシャーレ１に付されたＩＣタグからシャーレＩＤを読み取り、コンピュータ装置３へ送信する。

（変形例４）
図９の例では、コンピュータ装置３は、重心Ｃ１４、Ｃ９の相対位置に基づき、顕微鏡画像Ｉｍを回転すべき角度及び方向を決定した。これに代えて、コンピュータ装置３は、二値化画像中の位置ドット９の形状に基づき、顕微鏡画像Ｉｍを回転すべき角度及び方向を決定してもよい。

この場合、まず、コンピュータ装置３は、顕微鏡画像Ｉｍが傾いていない適正な状態で位置ドット９の長径方向と画像の横軸とのなす角度が０度であることを予め記憶しておく。そして、図９の例では、コンピュータ装置３は、位置ドット９の縁部分に相当する領域Ａ９を楕円の外縁とみなし、当該楕円の長径方向を認識する。そして、コンピュータ装置３は、認識した長径方向が画像の横軸に対してなす角度θを、調整すべき角度として認識する。また、コンピュータ装置３は、認識した長径方向が画像の横軸に対して時計周りの方向にずれていることから、反時計回りの方向に顕微鏡画像Ｉｍを回転すべきと認識する。

他の例では、コンピュータ装置３は、所定の学習器を用いて顕微鏡画像Ｉｍの回転角度を決定してもよい。例えば、コンピュータ装置３は、顕微鏡画像Ｉｍの各傾き角に応じた二値化画像のサンプルを予め用意し、当該サンプルから所定のアルゴリズムにより算出した特徴量を傾き角ごとに学習して記憶する。そして、コンピュータ装置３は、撮影中の顕微鏡画像Ｉｍの二値化画像から算出した特徴量と最も近い特徴量に対応する傾き角を、回転させるべき角度であると認識する。

（変形例５）
図１０の説明では、コンピュータ装置３は、２値化画像中の識別ドット存在範囲Ｒｔａｇを対象に識別ドット８を検出した。これに代えて、コンピュータ装置３は、２値化画像の基となる顕微鏡画像Ｉｍに対して識別ドット存在範囲Ｒｔａｇを設定し、当該識別ドット存在範囲Ｒｔａｇを対象に識別ドット８を検出する処理を行ってもよい。この場合、コンピュータ装置３は、識別ドット８の色情報（輝度を含む）を予め記憶しておき、当該色情報等を用いて識別ドット８に相当する領域を識別ドット存在範囲Ｒｔａｇから検出する。

（変形例６）
コンピュータ装置３は、画像回転処理により顕微鏡画像Ｉｍ及びその二値化画像の角度調整を行うことなく、図６のステップＳ１０８の識別ドット８の検出処理等を行ってもよい。例えば、コンピュータ装置３は、図９の例において顕微鏡画像Ｉｍの傾きθの検出後、顕微鏡画像Ｉｍ及びその二値化画像を回転させることなく、傾きθだけ傾けた識別ドット存在範囲Ｒｔａｇを設定し、当該識別ドット存在範囲Ｒｔａｇ内の識別ドット８を検出する。

（変形例７）
図６のステップＳ１０８では、コンピュータ装置３は、顕微鏡画像Ｉｍ又はその二値化画像から検出した識別ドット８の個数及び配置に基づきマイクロウェルＩＤを認識した。しかし、本発明が適用可能なマイクロウェルＩＤの認識方法は、これに限定されない。

例えば、コンピュータ装置３は、識別ドット存在範囲Ｒｔａｇに対してテンプレートマッチングを行うことで、マイクロウェルＩＤを認識してもよい。この場合、コンピュータ装置３は、各マイクロウェルＩＤに対応する識別ドット存在範囲Ｒｔａｇのテンプレート画像を予め記憶しておき、撮影中の顕微鏡画像Ｉｍに対して設定された識別ドット存在範囲Ｒｔａｇと最も一致するテンプレート画像に対応するマイクロウェルＩＤを認識する。 他の例では、コンピュータ装置３は、所定の学習器を用いてマイクロウェルＩＤを識別してもよい。例えば、コンピュータ装置３は、各マイクロウェルＩＤに対応する識別ドット存在範囲Ｒｔａｇのサンプル画像から所定のアルゴリズムにより算出した特徴量をマイクロウェルＩＤごとに学習して記憶しておき、撮影中の顕微鏡画像Ｉｍに対して設定された識別ドット存在範囲Ｒｔａｇから算出した特徴量と最も近い特徴量に対応するマイクロウェルＩＤを認識する。

（変形例８）
マイクロウェル１４に格納する対象は、受精卵に限らず、個別管理が必要な細胞であればよい。

（変形例９）
細胞収容部１５には、位置ドット９が設けられていなくともよい。この場合、例えば、コンピュータ装置３は、図６のステップＳ１０４での位置合わせ用のガイドライン表示において、識別ドット８の適正位置を示すガイドラインを表示することで、ユーザにシャーレ１の位置調整を実行させるとよい。

図１４は、変形例における図６のステップＳ１０４でのディスプレイ４０の表示例を示す。図１４の例では、コンピュータ装置３は、位置ドット９の適正位置を示すガイドラインＬｇ２（図７参照）に代えて、識別ドット８の適正位置を示したガイドラインＬｇ３を表示している。具体的には、コンピュータ装置３は、ガイドラインＬｇ３として、全ての識別ドット８が収まるべき範囲を示すガイドラインＬｇ３１と、上段、中段、下段の各識別ドット８の適正位置を示すガイドラインＬｇ３２とを表示させている。

この場合、ユーザは、顕微鏡画像Ｉｍ中のマイクロウェル１４の外枠とガイドラインＬｇ１とが重なり、かつ、顕微鏡画像Ｉｍ中の識別ドット８とガイドラインＬｇ３２（図１４では上段のガイドラインＬｇ３２）とが重なるように、顕微鏡５を操作することで、シャーレ１の位置調整を行う。そして、ユーザは、ガイドラインＬｇ１、Ｌｇ３を参照してシャーレ１の位置調整後、完了ボタン５０を選択する。そして、コンピュータ装置３は、完了ボタン５０が選択されたことを検出した場合、図６のステップＳ１０５で位置調整終了の入力があったと判断し、ステップＳ１０７以降の処理を行う。

このように、位置ドット９が設けられていない場合であっても、コンピュータ装置３は、シャーレ１の位置調整を好適に実行することができる。従って、本変形例においても、コンピュータ装置３は、識別ドット８を検出してマイクロウェルＩＤを認識すると共に、常に適正な向きで撮影された受精卵の画像を保存することができる。

１ シャーレ
３ コンピュータ装置
４ カメラ
５ 顕微鏡
６ ＩＤシール
８、８Ａ、８Ｂ 識別ドット
９、９Ｌ、９Ｒ 位置ドット
１０ 画像管理システム

Claims (10)

1. 顕微鏡により撮影した画像を管理する画像管理装置であって、
   細胞を収容するマイクロウェルが配列された細胞容器が前記顕微鏡に載置された状態において、当該顕微鏡が撮影したマイクロウェルの画像を取得する画像取得手段と、
   前記画像取得手段が取得した画像に基づき、前記顕微鏡が撮影したマイクロウェルの識別情報を認識するマイクロウェル識別手段と、
   前記画像取得手段が取得した画像又は当該画像を補正した画像に対し、少なくとも、前記マイクロウェル識別手段が認識したマイクロウェルの識別情報を関連付けて記憶部に記憶する画像保存手段と、
   を有することを特徴とする画像管理装置。
2. 前記細胞容器内に配列されたマイクロウェルの各々には、当該マイクロウェルを識別するための識別部が設けられ、
   前記マイクロウェル識別手段は、前記顕微鏡が撮影したマイクロウェルに対応する識別部を前記画像から検出することで、当該マイクロウェルの識別情報を認識することを特徴とする請求項１に記載の画像管理装置。
3. 前記細胞容器内に配列されたマイクロウェルの各々には、前記識別部を検出する際の基準となる位置を示す位置決め部が設けられ、
   前記マイクロウェル識別手段は、前記顕微鏡が撮影したマイクロウェルに対応する位置決め部の前記画像中の位置に基づき、前記画像内での前記識別部が存在する範囲を認識することを特徴とする請求項２に記載の画像管理装置。
4. 前記位置決め部は、前記識別部と少なくとも形状、大きさ、色、厚み、表面のテクスチャ、反射率のいずれかが異なることを特徴とする請求項３に記載の画像管理装置。
5. 前記画像取得手段が取得した画像内での前記位置決め部の位置又は形状に基づき、前記画像取得手段が取得した画像を回転させる画像補正手段をさらに備えることを特徴とする請求項３または４に記載の画像管理装置。
6. 前記マイクロウェル識別手段は、前記画像取得手段が取得した画像から前記マイクロウェルと前記位置決め部とを検出できた場合に限り、前記マイクロウェルの識別情報を認識する処理を行うことを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の画像管理装置。
7. 前記マイクロウェル識別手段は、前記画像中から検出した前記識別部の個数及び配置に基づき、前記マイクロウェルの識別情報を認識することを特徴とする請求項２〜６のいずれか一項に記載の画像管理装置。
8. 前記画像保存手段は、前記画像取得手段が取得した画像に対し、前記マイクロウェル識別手段が認識したマイクロウェルの識別情報と、前記顕微鏡に載置された前記細胞容器の識別情報と、前記マイクロウェルを観察した日時を示す情報とを関連付けて前記記憶部に記憶することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像管理装置。
9. 前記細胞容器には、当該細胞容器の識別情報を示す機械可読標識が設けられ、
   前記顕微鏡に載置された前記細胞容器に設けられた機械可読標識を検出する検出器から取得した情報に基づき、前記細胞容器の識別情報を認識する細胞容器認識手段をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の画像管理装置。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の画像管理装置としてコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。