JP2017211530A - 顕微鏡画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】１枚の顕微鏡画像を閲覧しながら、閲覧している顕微鏡画像のＺスタック画像におけるＺ軸方向位置を直感的に確認する。【解決手段】複数の顕微鏡画像を記憶する記憶部２と、記憶されている顕微鏡画像のうち、表示対象となる１枚の顕微鏡画像を表示する顕微鏡画像表示領域とその上下に隣接して配置され顕微鏡画像表示領域に表示された顕微鏡画像のＺ軸方向両方向に存在する顕微鏡画像の数を表すＺ方向画像数情報をそれぞれ表示するＺ方向画像数情報表示領域とを備える表示部４と、顕微鏡画像表示領域に表示する顕微鏡画像を指定する操作部３と、操作部によりいずれかの顕微鏡画像が指定されたときに、指定された顕微鏡画像のＺ軸方向両方向に存在する顕微鏡画像の数を算出しＺ方向画像数情報表示領域に表示するＺ方向画像数情報を更新する画像更新部５とを備える顕微鏡画像表示装置１を提供する。【選択図】図１

Description

本発明は、顕微鏡画像表示装置に関するものである。

従来、対物レンズの光軸方向（Ｚ軸方向）に焦点位置を変化させて取得された複数枚の画像からなるＺスタック画像が、時間軸方向に複数取得されている場合に、画面上の縦方向をＺ軸方向、画面上の横方向を時間軸方向として、複数枚、例えば、３×３＝９枚の画像をマトリクス状に表示する顕微鏡観察装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

米国特許出願公開２０１１／０１４１１０３号明細書

しかしながら、特許文献１の顕微鏡画像表示装置では、観察したい画像と、Ｚ軸方向および時間軸方向の両方に隣接する画像とを同時に確認することができるが、各画像が小さく表示されてしまい、観察したい画像を詳細に観察することができないという不都合がある。また、特許文献１のようにマトリクス状に表示する場合、例えば、９枚の画像を表示する場合には、観察したい画像に対してＺ軸方向および時間軸方向の両方向に隣接する画像を同時に確認できるが、さらにＺ軸方向および時間軸方向に離れた画像は全く表示されないので、観察したい画像のＺ軸方向位置および時間軸方向位置を簡易に確認することができないという不都合がある。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、１枚の顕微鏡画像を閲覧しながら、閲覧している顕微鏡画像のＺスタック画像におけるＺ軸方向位置を直感的に確認することができる顕微鏡画像表示装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、顕微鏡の対物光学系の光軸方向に焦点位置を移動させて取得された複数の顕微鏡画像を記憶する記憶部と、該記憶部に記憶されている前記顕微鏡画像のうち、表示対象となる１枚の前記顕微鏡画像を表示する顕微鏡画像表示領域および該顕微鏡画像表示領域の上下に隣接して配置され該顕微鏡画像表示領域に表示された前記顕微鏡画像のＺ軸方向両方向に存在する前記顕微鏡画像の数を表すＺ方向画像数情報をそれぞれ表示するＺ方向画像数情報表示領域を備える表示部と、前記顕微鏡画像表示領域に表示する前記顕微鏡画像を指定する操作部と、該操作部によりいずれかの前記顕微鏡画像が指定されたときに、指定された前記顕微鏡画像のＺ軸方向両方向に存在する前記顕微鏡画像の数を算出し前記Ｚ方向画像数情報表示領域に表示する前記Ｚ方向画像数情報を更新する画像更新部とを備える顕微鏡画像表示装置を提供する。

本態様によれば、顕微鏡の対物光学系の光軸方向に焦点位置を移動させつつ取得された複数の顕微鏡画像が記憶部に記憶されている状態で、操作部により、顕微鏡画像が指定されると、指定された顕微鏡画像が顕微鏡画像表示領域に表示されるとともに、指定された顕微鏡画像に対してＺ軸方向の両側に異なるＺ方向位置で取得された顕微鏡画像の数を表すＺ方向画像数情報が、顕微鏡画像表示領域の上下に配置されたＺ方向画像数情報表示領域にそれぞれ表示される。

Ｚ方向画像数情報は、画像そのものではないので、表示するための大きな領域が不要であり、指定された顕微鏡画像を表示するための顕微鏡画像表示領域を大きく確保することができる。これにより、指定された顕微鏡画像を他の画像に遮られることなく詳細に観察することができる。

また、Ｚ方向画像数情報は、Ｚ軸方向両方向に存在する顕微鏡画像の数を表しているので、閲覧している顕微鏡画像が、Ｚスタック全体において、Ｚ軸方向のどの辺りに位置するのかを直感的に確認することができる。

上記態様においては、前記Ｚ方向画像数情報が、指定された前記顕微鏡画像の上下の辺に直交する方向に間隔をあけて各前記上下の辺に平行に描かれる直線であり、上下の各前記Ｚ方向画像数情報表示領域に描かれる前記直線の数が、各Ｚ軸方向に存在する前記顕微鏡画像の数に対応していてもよい。

このようにすることで、Ｚ方向画像数情報を、存在数に対応する数の直線とすることにより、閲覧している顕微鏡画像の上下の、狭いスペースのＺ方向画像数情報表示領域に表示することができる。また、直線の数によって、各Ｚ軸方向に存在する顕微鏡画像の数を直感的に確認することができる。

また、上記態様においては、上下の各前記Ｚ方向画像数情報表示領域に描かれる前記直線の数が、各Ｚ軸方向に存在する前記顕微鏡画像の数に等しくてもよい。
このようにすることで、閲覧している顕微鏡画像のＺ軸方向の位置を、顕微鏡画像の上下に描かれている直線の数そのものによって直感的に確認することができる。

また、上記態様においては、前記Ｚ方向画像数情報が、指定された前記顕微鏡画像を基準として各Ｚ軸方向に存在する各前記顕微鏡画像の一部により構成されていてもよい。
このようにすることで、閲覧している顕微鏡画像のＺ軸方向の位置を、顕微鏡画像の上下に部分的に表示されている顕微鏡画像によって直感的に確認することができる。

また、上記態様においては、前記記憶部が、同一の光軸方向位置において異なる時刻に取得された複数の顕微鏡画像を記憶し、前記表示部が、前記顕微鏡画像表示領域の左右に隣接して配置され該顕微鏡画像表示領域に表示された前記顕微鏡画像の時間軸方向両方向に存在する前記顕微鏡画像の数を表す時間軸方向画像数情報をそれぞれ表示する時間軸方向画像数情報表示領域を備え、前記画像更新部が、前記操作部によりいずれかの前記顕微鏡画像が指定されたときに、指定された前記顕微鏡画像の時間軸方向両方向に存在する前記顕微鏡画像の数を算出し前記時間軸方向画像数情報表示領域に表示する前記時間軸方向画像数情報を更新してもよい。

このようにすることで、指定された顕微鏡画像の上下にＺ軸方向の顕微鏡画像の数を示すＺ方向画像数情報が表示され、指定された顕微鏡画像の左右に、時間軸方向の顕微鏡画像の数を示す時間軸方向画像数情報が表示される。これにより、閲覧している顕微鏡画像のＺ軸方向の位置および時間軸方向の位置を、顕微鏡画像の上下左右に表示されている画像数情報によって直感的に確認することができる。

また、上記態様においては、前記時間軸方向画像数情報が、指定された前記顕微鏡画像の左右の辺に直交する方向に間隔をあけて各前記左右の辺に平行に描かれる直線であり、左右の各前記時間軸方向画像数情報表示領域に描かれる前記直線の数が、各時間軸方向に存在する前記顕微鏡画像の数に対応していてもよい。
このようにすることで、時間軸方向画像数情報を、存在数に対応する数の直線とすることにより、閲覧している顕微鏡画像の左右の、狭いスペースの時間軸方向画像数情報表示領域に表示することができる。また、直線の数によって、各時間軸方向に存在する顕微鏡画像の数を直感的に確認することができる。

また、上記態様においては、左右の各前記時間軸方向画像数情報表示領域に描かれる前記直線の数が、各時間軸方向に存在する前記顕微鏡画像の数に等しくてもよい。
このようにすることで、閲覧している顕微鏡画像の時間軸方向の位置を、顕微鏡画像の左右に描かれている直線の数そのものによって直感的に確認することができる。

また、上記態様においては、前記時間軸方向画像数情報が、指定された前記顕微鏡画像を基準として各時間軸方向に存在する各前記顕微鏡画像の一部により構成されていてもよい。
このようにすることで、閲覧している顕微鏡画像の時間軸方向の位置を、顕微鏡画像の左右に部分的に表示されている顕微鏡画像によって直感的に確認することができる。

本発明によれば、１枚の顕微鏡画像を閲覧しながら、閲覧している顕微鏡画像のＺスタック画像におけるＺ軸方向位置を直感的に確認することができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る顕微鏡画像表示装置を示す全体構成図である。 図１の顕微鏡画像表示装置の記憶部に記憶される顕微鏡画像の例を示す模式図である。 図１の顕微鏡画像表示装置の表示部を示す図である。 図３の表示部に表示される顕微鏡画像の表示例を示す図である。 図４の表示例からＺ軸方向に１枚深い位置の顕微鏡画像を指定した場合の表示例を示す図である。 図４の表示例からＺ軸方向に１枚浅い位置の顕微鏡画像を指定した場合の表示例を示す図である。 図４の表示例の第１の変形例を示す図である。 図４の表示例の第２の変形例を示す図である。 図４の表示例の第３の変形例を示す図である。 図４の表示例の第４の変形例を示す図である。 図１の顕微鏡画像表示装置の表示部の変形例を示す図である。 図１１の表示部に表示される顕微鏡画像の表示例を示す図である。 図１２の表示例から時間軸方向に１枚進めた時刻に取得された顕微鏡画像を指定した場合の表示例を示す図である。

本発明の一実施形態に係る顕微鏡画像表示装置１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る顕微鏡画像表示装置１は、図１に示されるように、複数の顕微鏡画像Ａを記憶する記憶部２と、閲覧しようとする顕微鏡画像Ａを指定する操作部３と、顕微鏡画像Ａを含む画像を表示する表示部４と、操作部３により指定された顕微鏡画像Ａに基づいて表示部４に表示する画像を更新する画像更新部５とを備えている。

顕微鏡画像Ａは、例えば、走査型共焦点顕微鏡あるいは多光子励起型顕微鏡のように、標本内部の所定の深さ位置に対物光学系の焦点位置を配置して、対物光学系の光軸に直交する２次元方向（Ｘ，Ｙ軸方向）にレーザ光を走査して得られる蛍光画像である。顕微鏡画像Ａは、対物光学系の焦点位置を光軸方向（Ｚ軸方向）に異なる位置に配置して複数枚取得され、Ｚスタック画像を構成している。

記憶部２は、例えば、ハードディスクドライブであり、図２に示されるように、略同一時刻に取得されたＺスタック画像を一組として、時刻を異ならせて取得された複数組のＺスタック画像が記憶されている。すなわち、記憶部２には、複数枚の顕微鏡画像Ａが、Ｚ軸方向位置および画像取得時刻に対応づけられて記憶されている。

表示部４は、例えば、液晶ディスプレイであり、図３に示されるように、記憶部２に記憶されている顕微鏡画像Ａの内、操作部３により指定された顕微鏡画像Ａを表示する顕微鏡画像表示領域６と、該顕微鏡画像表示領域６の上下に配置されたＺ方向画像数情報表示領域７とを備えている。

Ｚ方向画像数情報表示領域７には、図４に示されるように、顕微鏡画像表示領域６に表示された顕微鏡画像Ａの上辺および下辺と平行な複数の直線Ｂ１を表示するようになっている。顕微鏡画像表示領域６の上側に配置されているＺ方向画像数情報表示領域７には、指定された顕微鏡画像Ａが含まれるＺスタックの内の選択された顕微鏡画像ＡよりもＺ軸方向に深い位置を撮影した顕微鏡画像Ａを表す直線Ｂ１が表示されている。また、顕微鏡画像表示領域６の下側に配置されているＺ方向画像数情報表示領域７には、指定された顕微鏡画像Ａが含まれるＺスタックの内の選択された顕微鏡画像ＡよりもＺ軸方向に浅い位置を撮影した顕微鏡画像Ａを表す直線Ｃ１が表示されている。

各Ｚ方向画像数情報表示領域７に表示されている直線Ｂ１，Ｃ１の数は、指定された顕微鏡画像Ａを基準としてＺ方向両側にそれぞれ配置されている顕微鏡画像Ａの数に一致している。
図４に示す例は、指定された顕微鏡画像Ａが含まれるＺスタックには、指定された顕微鏡画像Ａを含む７枚の顕微鏡画像Ａが含まれており、Ｚ軸方向の中央の顕微鏡画像Ａが指定された場合を示している。顕微鏡画像表示領域６の上下のＺ方向画像数情報表示領域７にそれぞれ３本の平行な直線Ｂ１，Ｃ１が表示されているのは、指定された顕微鏡画像Ａよりも深い方向に３枚、浅い方向に３枚の顕微鏡画像Ａがそれぞれ存在していることを示している。

操作部３は、例えば、表示部４の液晶ディスプレイの表面に配置されたタッチパネルセンサであり、ユーザの指先等による接触および接触位置を示す信号を画像更新部５に送るようになっている。

画像更新部５は、操作部３から送られてくる信号に合わせて、表示部４の顕微鏡画像表示領域６に、指定されたＺ軸方向位置および時刻の顕微鏡画像Ａを記憶部２から読み出して表示するようになっている。また、画像更新部５は、指定された顕微鏡画像ＡのＺ軸方向の位置情報に基づいて、各Ｚ方向画像数情報表示領域７に表示するＺ方向画像数情報を作成するようになっている。
なお、画像更新部５を構成するハードウェアとしては、例えば汎用コンピュータあるいはパーソナルコンピュータ等のようにコンピュータプログラムによって作動する汎用的な処理装置を用いることができる。

このように構成された本実施形態に係る顕微鏡画像表示装置１の作用について、以下に説明する。
本実施形態に係る顕微鏡画像表示装置１を用いて顕微鏡画像Ａを表示するには、ユーザは操作部３を操作して閲覧したい顕微鏡画像Ａを指定する。顕微鏡画像Ａが指定されると、画像更新部５が、顕微鏡画像表示領域６に表示する顕微鏡画像Ａを指定された顕微鏡画像Ａに更新し、Ｚ方向画像数情報を作成し、各Ｚ方向画像数情報表示領域７に表示する。これにより、表示部４には図４に示される画像が表示される。

次いで、ユーザが、操作部３により、Ｚ軸方向に１段階深い位置を撮影した顕微鏡画像Ａを指定すると、画像更新部５は、図５に示されるように、新たに指定された顕微鏡画像Ａを顕微鏡画像表示領域６に表示するとともに、Ｚ方向画像数情報を更新する。このときのＺ方向画像数情報は、顕微鏡画像表示領域６の上側おいては２本の直線Ｂ１、下側においては４本の直線Ｃ１となるように更新する。

逆に、図４に示される画像が表示部４に表示されている状態で、ユーザが、操作部３により、Ｚ軸方向に１段階浅い位置を撮影した顕微鏡画像Ａを指定すると、画像更新部５は、図６に示されるように、新たに指定された顕微鏡画像Ａを顕微鏡画像表示領域６に表示するとともに、Ｚ方向画像数情報を更新する。このときのＺ方向画像数情報は、顕微鏡画像表示領域６の上側おいては４本の直線Ｂ１、下側においては２本の直線Ｃ１となるように更新する。

このように、本実施形態に係る顕微鏡画像表示装置１によれば、ＸＹＺのような３次元の画像情報が含まれたＺスタックの顕微鏡画像Ａを表示する際に、閲覧したい顕微鏡画像Ａを中央に大きく表示し、その上下に、直線Ｂ１，Ｃ１によってＺ軸方向両方向に存在する顕微鏡画像Ａの数を表示するので、ユーザは、閲覧している顕微鏡画像ＡのＺ軸方向位置を容易にかつ直感的に確認することができるという利点がある。
したがって、表示部４の画面が小さい場合でも、閲覧したい顕微鏡画像Ａの解像度を確保しながら閲覧している顕微鏡画像ＡのＺ軸方向位置を確認することができる。

なお、本実施形態に係る顕微鏡画像表示装置１によれば、Ｚ方向画像数情報表示領域７に表示される直線Ｂ１，Ｃ１が、指定された顕微鏡画像Ａの上辺または下辺と同じ長さに設定されているが、これに限定されるものではなく、図７に示されるように、顕微鏡画像表示領域６から上方に離れるに従って短く、下方に離れるに従って長くすることにしてもよい。
このようにすることで、Ｚ方向画像数情報表示領域７に表示される直線Ｂ１，Ｃ１によって奥行き感を表現することができ、標本の表面に近い浅い位置ほど手前に深い位置ほど奥側に表現して、直感性を高めることができるという利点がある。

また、本実施形態においては、１本の直線Ｂ１，Ｃ１によってＺ方向両側に存在する１枚の顕微鏡画像Ａを表現したが、図８に示されるように、直線の太さを異ならせて、１本の直線によって表現する顕微鏡画像Ａの数を異ならせてもよい。図８に示す例では、最も太い直線Ｂ３が５０枚、次に太い直線Ｂ２，Ｃ２が１０枚、最も細い直線Ｂ１，Ｃ１が１枚を表すこととして、顕微鏡画像表示領域６の上側（Ｚ軸方向の深い側）に６２枚、下側（Ｚ軸方向の浅い側）に３３枚の顕微鏡画像Ａが存在していることを表示してもよい。

また、直線の数によって顕微鏡画像Ａの数を表現することに代えて、図９に示すように、枚数あるいは比率を示す数字によって表現することにしてもよい。
また、図１０に示されるように、直線Ｂ１，Ｃ１に代えて、Ｚ軸方向の両側に存在する顕微鏡画像Ａを顕微鏡画像表示領域６に表示されている顕微鏡画像Ａの後ろ側に重なるようにずらして、部分的に表示されるようにしてもよい。

また、本実施形態においては、上側のＺ方向画像数情報表示領域７に、光軸方向により深い位置の顕微鏡画像Ａの情報を表示し、下側のＺ方向画像数情報表示領域７に、光軸方向により浅い位置の顕微鏡画像Ａの情報を表示したが、逆にしてもよいし、ユーザが好みにより選択できるようにしてもよい。

また、本実施形態においては、いずれかのＺスタックに含まれる顕微鏡画像Ａのみを表示したが、これに代えて、顕微鏡画像表示領域６に表示されている顕微鏡画像Ａと同一のＺ軸方向位置を異なる時刻に撮影して得られた顕微鏡画像Ａが存在する場合に、図１１に示されるように、顕微鏡画像表示領域６の左右に、時間軸方向画像数情報表示領域８を設けて、指定された顕微鏡画像Ａの左右の辺に平行な直線Ｄ１，Ｅ１によって表示することにしてもよい。

すなわち、図１２に示す例では、異なる時刻に取得された７枚の顕微鏡画像Ａからなる７つのＺスタックの内の中央の時刻に取得されたＺスタック内の中央のＺ軸方向位置の顕微鏡画像Ａが指定された場合を示している。上下の各３本の直線Ｂ１，Ｃ１は、Ｚ軸方向両方向の異なる深さ位置の顕微鏡画像Ａが３枚ずつ存在することを示し、左右の各３本の直線Ｄ１，Ｅ１は、時間軸方向両方向に異なる時刻に取得された顕微鏡画像Ａが３枚ずつ存在することを示している。

ユーザが、操作部３によって現在指定されている顕微鏡画像Ａから時間軸方向に１枚進んだ顕微鏡画像Ａを指定すると、図１３に示されるように、指定された顕微鏡画像Ａが顕微鏡画像表示領域６に表示されるとともに、右側の時間軸方向画像数情報表示領域８の直線Ｅ１が２本となり、左側の時間軸方向画像数情報表示領域８の直線Ｄ１が４本となるように画像更新部５により更新される。

このようにすることで、ユーザは、閲覧している顕微鏡画像Ａの時間軸方向位置についても、容易にかつ直感的に確認することができるという利点がある。
なお、図１２および図１３に示す例では、閲覧している顕微鏡画像Ａから時間軸方向に離れるに従って短くなる直線Ｄ１，Ｅ１を採用したが、同じ長さの直線を採用してもよい。また、図８に示されるのと同様に、太さの異なる直線を採用してもよいし、図９に示されるのと同様に、数字によって表現することにしてもよい。また、図１０に示されるのと同様に、顕微鏡画像Ａの一部を表示することにしてもよい。

１ 顕微鏡画像表示装置
２ 記憶部
３ 操作部
４ 表示部
５ 画像更新部
６ 顕微鏡画像表示領域
７ Ｚ方向画像数情報表示領域
８ 時間軸方向画像数情報表示領域
Ａ 顕微鏡画像
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｃ１，Ｃ２，Ｄ１，Ｅ１ 直線

Claims (8)

1. 顕微鏡の対物光学系の光軸方向に焦点位置を移動させて取得された複数の顕微鏡画像を記憶する記憶部と、
   該記憶部に記憶されている前記顕微鏡画像のうち、表示対象となる１枚の前記顕微鏡画像を表示する顕微鏡画像表示領域および該顕微鏡画像表示領域の上下に隣接して配置され該顕微鏡画像表示領域に表示された前記顕微鏡画像のＺ軸方向両方向に存在する前記顕微鏡画像の数を表すＺ方向画像数情報をそれぞれ表示するＺ方向画像数情報表示領域を備える表示部と、
   前記顕微鏡画像表示領域に表示する前記顕微鏡画像を指定する操作部と、
   該操作部によりいずれかの前記顕微鏡画像が指定されたときに、指定された前記顕微鏡画像のＺ軸方向両方向に存在する前記顕微鏡画像の数を算出し前記Ｚ方向画像数情報表示領域に表示する前記Ｚ方向画像数情報を更新する画像更新部とを備える顕微鏡画像表示装置。
2. 前記Ｚ方向画像数情報が、指定された前記顕微鏡画像の上下の辺に直交する方向に間隔をあけて各前記上下の辺に平行に描かれる直線であり、
   上下の各前記Ｚ方向画像数情報表示領域に描かれる前記直線の数が、各Ｚ軸方向に存在する前記顕微鏡画像の数に対応している請求項１に記載の顕微鏡画像表示装置。
3. 上下の各前記Ｚ方向画像数情報表示領域に描かれる前記直線の数が、各Ｚ軸方向に存在する前記顕微鏡画像の数に等しい請求項２に記載の顕微鏡画像表示装置。
4. 前記Ｚ方向画像数情報が、指定された前記顕微鏡画像を基準として各Ｚ軸方向に存在する各前記顕微鏡画像の一部により構成されている請求項１に記載の顕微鏡画像表示装置。
5. 前記記憶部が、同一の光軸方向位置において異なる時刻に取得された複数の顕微鏡画像を記憶し、
   前記表示部が、前記顕微鏡画像表示領域の左右に隣接して配置され該顕微鏡画像表示領域に表示された前記顕微鏡画像の時間軸方向両方向に存在する前記顕微鏡画像の数を表す時間軸方向画像数情報をそれぞれ表示する時間軸方向画像数情報表示領域を備え、
   前記画像更新部が、前記操作部によりいずれかの前記顕微鏡画像が指定されたときに、指定された前記顕微鏡画像の時間軸方向両方向に存在する前記顕微鏡画像の数を算出し前記時間軸方向画像数情報表示領域に表示する前記時間軸方向画像数情報を更新する請求項１から請求項４のいずれかに記載の顕微鏡画像表示装置。
6. 前記時間軸方向画像数情報が、指定された前記顕微鏡画像の左右の辺に直交する方向に間隔をあけて各前記左右の辺に平行に描かれる直線であり、
   左右の各前記時間軸方向画像数情報表示領域に描かれる前記直線の数が、各時間軸方向に存在する前記顕微鏡画像の数に対応している請求項５に記載の顕微鏡画像表示装置。
7. 左右の各前記時間軸方向画像数情報表示領域に描かれる前記直線の数が、各時間軸方向に存在する前記顕微鏡画像の数に等しい請求項６に記載の顕微鏡画像表示装置。
8. 前記時間軸方向画像数情報が、指定された前記顕微鏡画像を基準として各時間軸方向に存在する各前記顕微鏡画像の一部により構成されている請求項５に記載の顕微鏡画像表示装置。

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