JP2019090611A - Cancer inspection device - Google Patents

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宗彰 匹田
Muneaki HIKITA
宗彰 匹田
瀧 優介
Yusuke Taki
優介 瀧
福武 直樹
Naoki Fukutake
直樹 福武
楓 横山
Kaede YOKOYAMA
楓 横山
寛晃 伊藤
Hiroaki Ito
寛晃 伊藤
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Showa University
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Abstract

To provide a cancer inspection device that can execute a cancer testing method that does not depend on proficiency of an inspection operator.SOLUTION: A cancer inspection device includes: an acquisition unit that acquires an amount of amino acids or proteins and an amount of nucleic acids in a region of interest; and an information output unit that outputs information according to a ratio of the amount of nucleic acids acquired by the acquisition unit to the amount of amino acids or proteins acquired by the acquisition unit. The cancer inspection device may further include a detection unit that irradiates excitation light to the region of interest and acquires the amount of amino acids or proteins and the amount of nucleic acid in the region of interest on the basis of a spectrum of the region of interest.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、がん検査装置に関する。   The present invention relates to a cancer inspection apparatus.

がん細胞存否の検査は、医師の目視によるか、腫瘍マーカを使用する(例えば特許文献1参照)。
特許文献1 特開2015−180212号公報
The examination of the presence or absence of a cancer cell is performed by a doctor's visual inspection or using a tumor marker (see, for example, Patent Document 1).
Patent Document 1: JP-A-2015-180212

目視による検査は医師の経験により精度が異なる。腫瘍マーカは、感度および臓器特異性に問題がある。   Visual inspection varies in accuracy depending on the experience of the doctor. Tumor markers have problems in sensitivity and organ specificity.

本発明の第1の態様においては、関心領域におけるアミノ酸またはタンパク質の量、および核酸の量を取得する取得部と、取得部が取得したアミノ酸またはタンパク質の量に対する、取得部が取得した核酸の量の比に応じた情報を出力する情報出力部とを備えるがん検査装置が提供される。   In the first aspect of the present invention, the amount of the nucleic acid obtained by the obtaining unit relative to the amount of the amino acid or protein obtained by the obtaining unit for obtaining the amount of amino acid or protein and the amount of nucleic acid in the region of interest And an information output unit that outputs information according to the ratio of

また、本発明の第2の態様においては、関心領域におけるアミノ酸またはタンパク質の量、および核酸の量を取得する取得ステップと、取得ステップで取得したアミノ酸またはタンパク質の量に対する、取得部が取得した核酸の量の比に応じた情報を情報出力する出力ステップとを処理装置に実行させるがん検査プログラムが提供される。   In the second aspect of the present invention, the obtaining step for obtaining the amount of amino acid or protein and the amount of nucleic acid in the region of interest, and the nucleic acid obtained by the obtaining unit relative to the amount of amino acid or protein obtained in the obtaining step. There is provided a cancer examination program which causes a processing device to execute an output step of outputting information according to the ratio of the amount of

上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。これらの特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。   The above summary of the invention does not enumerate all of the features of the present invention. Subcombinations of these features may also be inventive.

検査装置100の構造を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the structure of the inspection apparatus 100. As shown in FIG. 制御部170のブロック図である。5 is a block diagram of a control unit 170. FIG. 検査装置100における検査手順を示す流れ図である。5 is a flowchart showing an inspection procedure in the inspection apparatus 100. 表示画像301における表示を例示する図である。It is a figure which illustrates the display in the display image 301. FIG. 表示画像302における表示を例示する図である。FIG. 6 is a view exemplifying display in a display image 302. 表示画像303における表示を例示する図である。It is a figure which illustrates the display in the display image 303. FIG. 表示画像304における表示を例示する図である。It is a figure which illustrates the display in the display image 304. FIG. 表示画像305における表示を例示する図である。It is a figure which illustrates the display in the display image 305. FIG. 表示画像306における表示を例示する図である。FIG. 6 is a view illustrating display in a display image 306; 表示画像307における表示を例示する図である。FIG. 16 is a diagram illustrating display in a display image 307; 表示画像308における表示を例示する図である。It is a figure which illustrates the display in the display image 308. FIG. 検出位置を示す表示画像309の一例である。It is an example of the display image 309 which shows a detection position. 検出位置を示す表示画像310の一例である。It is an example of the display image 310 which shows a detection position. 検査装置100における他の検査手順を示す流れ図である。10 is a flowchart showing another inspection procedure in the inspection device 100.

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明する。下記の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。   Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention. The following embodiments do not limit the claimed invention. Not all combinations of features described in the embodiments are essential to the solution of the invention.

発明者等は、細胞におけるアミノ酸またはタンパク質の量と塩基の量との比率に着目すると、がん細胞における当該比率と、正常細胞における当該比率とに相違があるとの知見を得た。そこで、本実施形態では、検査対象となる細胞においてアミノ酸またはタンパク質の量と塩基の量とを検出し、検出したアミノ酸またはタンパク質の量と塩基の量の比率を算出して予め用意した閾値と比較した場合に、閾値を超えた比率を有する関心領域にがん細胞が含まれることを判定するがん検査方法が開発された。   The inventors focused on the ratio of the amount of amino acid or protein to the amount of base in cells, and found that there is a difference between the ratio in cancer cells and the ratio in normal cells. Therefore, in this embodiment, the amount of amino acids or proteins and the amount of bases are detected in the cells to be tested, and the ratio of the amount of amino acids or proteins detected to the amount of bases is calculated and compared with the prepared threshold value. In this case, a cancer test method has been developed to determine that cancer cells are included in a region of interest having a ratio above the threshold.

図1は、上記のがん検査方法に使用できる検査装置100の全体的な構成を示す模式図である。検査装置100は、ステージ110、対物光学系120、光源装置130、照射光学系140、前部検出系150、後部検出系160、および制御部170を備える。   FIG. 1 is a schematic view showing an overall configuration of an inspection apparatus 100 that can be used for the above-described cancer inspection method. The inspection apparatus 100 includes a stage 110, an objective optical system 120, a light source device 130, an irradiation optical system 140, a front detection system 150, a rear detection system 160, and a control unit 170.

ステージ110は、検査装置100の検査対象となるサンプル101を、サンプル101を収容した容器の周縁部で支持する。また、ステージ110は、サンプル101の図中下面を露出させる開口を有する。これにより、ステージ110に置かれたサンプル101を、図中下側からも観察できる。   The stage 110 supports the sample 101 to be inspected by the inspection apparatus 100 at the peripheral portion of the container in which the sample 101 is accommodated. Further, the stage 110 has an opening that exposes the lower surface of the sample 101 in the drawing. Thereby, the sample 101 placed on the stage 110 can be observed also from the lower side in the drawing.

ステージ110は、ステージスキャナ111に結合される。ステージスキャナ111は、図中に矢印x−y−zで示すように、サンプル101が置かれた面と平行および垂直にステージ110を駆動する。これにより、検査装置100においては、光学系の光軸および励起光の光軸を固定したまま、サンプル101における立体的な領域を観察または検査の対象領域にすることができる。以下、観察または検査の対象となる領域を関心領域ということがある。   Stage 110 is coupled to stage scanner 111. The stage scanner 111 drives the stage 110 parallel and perpendicular to the plane on which the sample 101 is placed, as indicated by arrows xyz in the figure. Thereby, in the inspection apparatus 100, the three-dimensional area in the sample 101 can be made into the object area of observation or an inspection, with the optical axis of the optical system and the optical axis of the excitation light fixed. Hereinafter, the region to be observed or inspected may be referred to as a region of interest.

対物光学系120は、ステージ110に対して互いに反対側に、サンプル101に対して対称的に配された前側対物レンズ121および後側対物レンズ122を有する。図示の検査装置100において前側対物レンズ121は、サンプル101に対して照射される励起光および照明光等を集光する役割も担う。   The objective optical system 120 has a front objective lens 121 and a rear objective lens 122 disposed symmetrically with respect to the sample 101 on opposite sides of the stage 110. In the illustrated inspection apparatus 100, the front objective lens 121 also plays a role of condensing excitation light, illumination light and the like irradiated to the sample 101.

光源装置130は、互いに異なる種類の照射光を発生する複数の光源131、132と、コンバイナ139とを有する。光源131、132の少なくとも一方は、サンプル101のラマン分光を測定する場合に使用する励起光、例えば、波長532nmのレーザ光を発生するレーザ光源であってもよい。また、複数の光源131、132のひとつは、サンプル101の顕微像を観察する場合に使用する照明光の光源であってもよい。   The light source device 130 includes a plurality of light sources 131 and 132 that generate different types of illumination light, and a combiner 139. At least one of the light sources 131 and 132 may be excitation light used when measuring the Raman spectrum of the sample 101, for example, a laser light source generating laser light with a wavelength of 532 nm. In addition, one of the plurality of light sources 131 and 132 may be a light source of illumination light used when observing a microscopic image of the sample 101.

なお、サンプル101に照射する照射光は、励起光であっても、照明光であっても、細胞を侵襲しにくい長波長の光であることが好ましい。また、より具体的には、波長400nmから800nmの範囲を例示できる。   In addition, it is preferable that the irradiation light irradiated to the sample 101 is light of a long wavelength which is hard to invade cells, whether it is excitation light or illumination light. Furthermore, more specifically, the wavelength range of 400 nm to 800 nm can be exemplified.

光源131、132から射出された照射光は、コンバイナ139により単一の光路を通過するビームとなる。これにより、複数の光源131、132が発生した照射光を、サンプル101の同じ位置に照射できる。   The illumination light emitted from the light sources 131 and 132 becomes a beam passing through a single optical path by the combiner 139. Thus, the irradiation light generated by the plurality of light sources 131 and 132 can be irradiated to the same position of the sample 101.

照射光学系140は、ガルバノスキャナ141およびスキャンレンズ142を有する。ガルバノスキャナ141は、互いに平行ではない2つの揺動軸の周りを揺動する一対の反射鏡を備える。これにより、ガルバノスキャナに入射した励起光の光路は、光軸と交差する方向に二次元的に変位する。   The irradiation optical system 140 has a galvano scanner 141 and a scan lens 142. The galvano scanner 141 comprises a pair of reflecting mirrors swinging around two swinging axes which are not parallel to each other. As a result, the optical path of the excitation light incident on the galvano scanner is two-dimensionally displaced in the direction intersecting the optical axis.

スキャンレンズ142は、ガルバノスキャナ141から射出された励起光を、予め定められた一次像面143上に合焦させる。これにより、光源装置130から射出された励起光を、サンプル101に設定された任意の関心領域に照射できる。   The scan lens 142 focuses the excitation light emitted from the galvano scanner 141 on a predetermined primary image surface 143. Thereby, the excitation light emitted from the light source device 130 can be irradiated to any region of interest set in the sample 101.

前部検出系150は、ダイクロイックミラー151、リレーレンズ152、153、帯域通過フィルタ154、および分光器155を有する。ダイクロイックミラー151は、サンプル101に向かって照射した励起光を高効率に透過させる。   The front detection system 150 includes a dichroic mirror 151, relay lenses 152 and 153, a band pass filter 154, and a spectroscope 155. The dichroic mirror 151 efficiently transmits the excitation light emitted toward the sample 101.

ダイクロイックミラー151は、サンプル101において発生したラマン散乱光を反射して、リレーレンズ152、153に導く。帯域通過フィルタ154は、励起光およびレイリー散乱光を吸収または反射しつつ、サンプル101から発生したラマン散乱光を透過させて分光器155に入射させる。これにより、分光器155は、サンプル101に反射されたラマン散乱光を効率よく検出して分光像を出力する。   The dichroic mirror 151 reflects the Raman scattered light generated in the sample 101 and guides it to the relay lenses 152 and 153. The band pass filter 154 transmits the Raman scattered light generated from the sample 101 to be incident on the spectroscope 155 while absorbing or reflecting the excitation light and the Rayleigh scattered light. Thus, the spectroscope 155 efficiently detects the Raman scattered light reflected by the sample 101 and outputs a spectral image.

後部検出系160は、反射鏡161、リレーレンズ162、163、帯域通過フィルタ164、および分光器165を有する。反射鏡161は、サンプル101において発生したラマン散乱光を反射して、リレーレンズ152、153、帯域通過フィルタ164、および分光器165に導く。なお、反射鏡161に換えて、ラマン散乱光の波長を選択的に反射するダイクロイックミラーを設けてもよい。   The rear detection system 160 includes a reflecting mirror 161, relay lenses 162 and 163, a band pass filter 164, and a spectroscope 165. The reflecting mirror 161 reflects the Raman scattered light generated in the sample 101 and guides it to the relay lenses 152 and 153, the band pass filter 164, and the spectroscope 165. In place of the reflecting mirror 161, a dichroic mirror that selectively reflects the wavelength of the Raman scattered light may be provided.

帯域通過フィルタ164は、レイリー散乱光および励起光を吸収または反射しつつ、サンプル101から発生したラマン散乱光を透過させて分光器165に入射させる。これにより、分光器165は、サンプル101の透過光によるラマン分光を効率よく検出する。   The band pass filter 164 transmits the Raman scattered light generated from the sample 101 to be incident on the spectrometer 165 while absorbing or reflecting the Rayleigh scattered light and the excitation light. Thus, the spectrometer 165 efficiently detects the Raman spectrum of the transmitted light of the sample 101.

制御部170は、処理装置171、マウス172、キーボード173、および表示部174を有する。マウス172およびキーボード173は、処理装置171に接続され、処理装置171にユーザの指示を入力する場合に操作される。表示部174は、マウス172およびキーボード173によるユーザの操作に対してフィードバックを返すと共に、処理装置171が生成した画像または文字列をユーザに向かって表示する。更に、図示の検査装置において、表示部174は、サンプル101を光学的に観察した観察像、検査結果を表す文字または画像等も表示する。   The control unit 170 includes a processing device 171, a mouse 172, a keyboard 173, and a display unit 174. The mouse 172 and the keyboard 173 are connected to the processing device 171, and are operated when inputting an instruction of the user to the processing device 171. The display unit 174 returns feedback to the user's operation by the mouse 172 and the keyboard 173, and displays the image or character string generated by the processing device 171 to the user. Furthermore, in the illustrated inspection apparatus, the display unit 174 also displays an observation image obtained by optically observing the sample 101, characters or an image representing an inspection result, and the like.

処理装置171は、光源装置130、ステージスキャナ111、およびガルバノスキャナ141の動作を制御する。また、処理装置171は、前部検出系150または後部検出系160の分光器155、165から取得した分光像に基づいてサンプル101の状態、すなわち、サンプル101ががん細胞を含むか否かを検査する。更に、処理装置171は、分光器155、165から取得したスペクトルを処理して、アミノ酸またはタンパク質および核酸の検出精度を向上させることができる。   The processing device 171 controls the operation of the light source device 130, the stage scanner 111, and the galvano scanner 141. Further, the processing device 171 determines the state of the sample 101 based on the spectral images acquired from the spectroscopes 155 and 165 of the front detection system 150 or the rear detection system 160, that is, whether the sample 101 contains cancer cells or not. inspect. Furthermore, the processor 171 can process the spectra obtained from the spectrometers 155, 165 to improve the detection accuracy of amino acids or proteins and nucleic acids.

なお、サンプル101に対して照射光学系140と同じ側に配置された前部検出系150により検されるラマン散乱光は、恰もサンプル101により反射された、公報ラマン散乱光である。一方、サンプル101に対して照射光学系140と反対側に配置された後部検出系160により検出されるラマン散乱光は、恰もサンプル101を透過した、前方ラマン散乱光である。   The Raman scattered light detected by the front detection system 150 disposed on the same side as the irradiation optical system 140 with respect to the sample 101 is the published Raman scattered light which is also reflected by the sample 101. On the other hand, the Raman scattered light detected by the rear detection system 160 disposed on the side opposite to the irradiation optical system 140 with respect to the sample 101 is forward Raman scattered light which transmits the sample 101 as well.

図2は、検査装置100における制御部170の処理装置171の内部構造を模式的に示すブロック図である。図示のように、処理装置171は、検出部271および情報出力部276を有する。更に、情報出力部276は、算出部272、比較部273、格納部274、および出力部275を含む。   FIG. 2 is a block diagram schematically showing an internal structure of the processing device 171 of the control unit 170 in the inspection apparatus 100. As shown in FIG. As illustrated, the processing device 171 includes a detection unit 271 and an information output unit 276. Furthermore, the information output unit 276 includes a calculation unit 272, a comparison unit 273, a storage unit 274, and an output unit 275.

検出部271は、分光器155、165から取得したスペクトルに基づいて、サンプル101におけるひとつの関心領域に存在するタンパク質の量および核酸の量をそれぞれ検出する。タンパク質の量および核酸の量は、それぞれ、サンプル101のスペクトルにおける特定のピークの高さとして検出できる。   The detection unit 271 detects the amount of protein and the amount of nucleic acid present in one region of interest in the sample 101, based on the spectra acquired from the spectrometers 155 and 165. The amount of protein and the amount of nucleic acid can be detected as the height of a particular peak in the spectrum of sample 101, respectively.

検査装置100においては、サンプル101の関心領域におけるタンパク質の量の指標として、関心領域におけるアミノ酸の量を検出してもよい。更に、後述するように、アミノ酸のうちの芳香族アミノ酸、より具体的にはトリプトファンおよびフェニルアラニンの少なくとも一方を、タンパク質の量の指標として検出してもよい。また、検査装置100においては、サンプル101における核酸の量の指標として、核酸塩基の量を検出してもよい。更に、後述するように、核酸のうち、シトシンおよびアデニンの少なくとも一方を検出してもよい。   In the inspection apparatus 100, the amount of amino acids in the region of interest may be detected as an indicator of the amount of protein in the region of interest of the sample 101. Furthermore, as described later, an aromatic amino acid of the amino acids, more specifically, at least one of tryptophan and phenylalanine may be detected as an indicator of the amount of protein. In the test apparatus 100, the amount of nucleic acid bases may be detected as an index of the amount of nucleic acids in the sample 101. Furthermore, as described later, of the nucleic acids, at least one of cytosine and adenine may be detected.

算出部272は、検出部271が検出したタンパク質の検出量と、核酸の検出量との比率を算出する。ここで算出された比率は、関心領域における細胞の状態を反映した値を有する。すなわち、細胞の核におけるタンパク質の量と核酸の量の比率は、正常な細胞とがん細胞とで異なっている。   The calculating unit 272 calculates the ratio of the detected amount of protein detected by the detecting unit 271 to the detected amount of nucleic acid. The ratio calculated here has a value reflecting the state of cells in the region of interest. That is, the ratio of the amount of protein to the amount of nucleic acid in the nucleus of cells is different in normal cells and cancer cells.

よって、算出部272が算出した比率の値を、予め定め閾値と比較することにより、検査対象のサンプル101にがん細胞が含まれているか否かを容易且つ確実に検査できる。なお、タンパク質の量および核酸の量をスペクトルにおけるピーク値により検出した場合、算出する比率は、スペクトルにおけるピーク値の比率として算出できる。   Therefore, by comparing the value of the ratio calculated by the calculation unit 272 with a predetermined threshold value in advance, it can be easily and reliably inspected whether the sample cell 101 to be examined contains a cancer cell. When the amount of protein and the amount of nucleic acid are detected by peak values in the spectrum, the calculated ratio can be calculated as the ratio of peak values in the spectrum.

なお、ひとつのサンプル101に対して、ひとつの関心領域よりも広い対象領域に含まれる複数の関心領域を設定して、その各々の関心領域においてサンプル101の検査を実行してもよい。これにより、局部的に発生したがん細胞を見逃す確率が低減される。   A plurality of regions of interest included in a region of interest wider than one region of interest may be set for one sample 101, and the inspection of the sample 101 may be performed in each of the regions of interest. This reduces the probability of missing locally generated cancer cells.

比較部273は、算出部272が算出した比率の値を、閾値格納部274に予め格納された閾値と比較する検査を実行する。検査の結果は、出力部275はを通じてユーザに伝えられる。具体的には、例えば、表示部174に文字列または画像として検査結果を表示してもよい。また、音声等により検査結果を出力してもよい。更に、検査結果を蓄積して、任意のタイミングでユーザに参照を許してもよい。このように、情報出力部276は、検出部271が取得したタンパク質の量に対する、検出部271が取得した核酸の量の比に応じた情報を出力する。   The comparison unit 273 executes an inspection that compares the value of the ratio calculated by the calculation unit 272 with the threshold value stored in advance in the threshold storage unit 274. The result of the examination is communicated to the user through the output unit 275. Specifically, for example, the inspection result may be displayed on the display unit 174 as a character string or an image. Further, the inspection result may be output by voice or the like. Furthermore, test results may be accumulated to allow the user to refer at any time. Thus, the information output unit 276 outputs information according to the ratio of the amount of nucleic acid acquired by the detection unit 271 to the amount of protein acquired by the detection unit 271.

図3は、検査装置100を用いた検査手順を示す流れ図である。まず、検査装置100の閾値格納部274に閾値を格納する(ステップS101)。格納する閾値は、例えば、状態が既知の細胞試料を検査装置100で検査することにより得られる。   FIG. 3 is a flowchart showing an inspection procedure using the inspection apparatus 100. First, a threshold is stored in the threshold storage unit 274 of the inspection apparatus 100 (step S101). The threshold to be stored is obtained, for example, by examining a cell sample whose state is known with the examination apparatus 100.

次に、検査対象となるサンプル101を用意して、検査装置100に装填する(ステップS102)。続いて、サンプル101を光学的に拡大した顕微像を観察して、検査の対象となる関心領域を設定する(ステップS103)。なお、ステップS103において観察した関心領域を含むサンプル101の顕微像を撮像して保存してもよい(ステップS104)。   Next, a sample 101 to be inspected is prepared and loaded into the inspection apparatus 100 (step S102). Subsequently, a microscopic image obtained by optically enlarging the sample 101 is observed, and a region of interest to be inspected is set (step S103). The microscopic image of the sample 101 including the region of interest observed in step S103 may be captured and stored (step S104).

また、サンプル101における関心領域は、ひとつのサンプル101に対して複数設定してもよい。これにより、局部的に発生したがん細胞が検査で見逃される確率が減少する。   Also, multiple regions of interest in the sample 101 may be set for one sample 101. This reduces the probability that a locally generated cancer cell will be missed in a test.

次に、関心領域において、関心領域に励起光を照射して、分光器155、165においてサンプル101のスペクトルを得る(ステップS105)。更に、分光器155、165が検出したスペクトルを処理装置171により処理して、関心領域におけるタンパク質の量と核酸の量を、例えば、スペクトルにおける対応するピークの光量として検出する(ステップS106)。   Next, in the region of interest, the region of interest is irradiated with excitation light, and the spectrum of the sample 101 is obtained by the spectrometers 155 and 165 (step S105). Furthermore, the spectrum detected by the spectroscopes 155 and 165 is processed by the processing device 171 to detect the amount of protein and the amount of nucleic acid in the region of interest, for example, as the light intensity of the corresponding peak in the spectrum (step S106).

次に、処理装置171において、検出されたタンパク質の量と核酸の量との比率が、例えばピーク値の比として算出される(ステップS107)。次いで、算出された比率の値が、閾値格納部274に格納された閾値と比較される(ステップS108)。これにより、算出された比率の値が閾値を超えるか否かにより、対応する関心領域にがん細胞が含まれるか否かという検査結果が得られる。得られた検査結果は、検査装置100に記録されるか、ユーザに対して出力される(ステップS109)。更に、検査装置100の制御部170は、ステップS103においてサンプル101に対して設定されていながら、まだ検査されていない関心領域が残っているか否かを調べる(ステップS110)。   Next, in the processing device 171, the ratio of the detected amount of protein to the amount of nucleic acid is calculated, for example, as a ratio of peak values (step S107). Next, the value of the calculated ratio is compared with the threshold stored in the threshold storage unit 274 (step S108). As a result, depending on whether the value of the calculated ratio exceeds the threshold value, a test result as to whether or not the corresponding region of interest includes cancer cells can be obtained. The obtained inspection result is recorded in the inspection apparatus 100 or output to the user (step S109). Furthermore, the control unit 170 of the inspection apparatus 100 checks whether or not there is a region of interest that has not been inspected yet while being set for the sample 101 in step S103 (step S110).

ステップS110において未だ検査されていない関心領域が残っている場合(ステップS110:YES)、制御部170は、検査装置100の処理をステップS105に戻して、再び検査を実行する。また、こうして、検査装置100により、サンプル101の関心領域にがん細胞が存在するか否かが検査される。ステップS110において検査されていない関心領域が残っていないことが判った場合(ステップS110:NO)、検査装置100における検査は終了する。   If there is a region of interest that has not been examined in step S110 (step S110: YES), the control unit 170 returns the process of the examination apparatus 100 to step S105 and executes the examination again. Also, in this way, the examination apparatus 100 examines whether or not cancer cells exist in the region of interest of the sample 101. If it is determined in step S110 that there is no remaining region of interest that has not been examined (step S110: NO), the examination in the examination apparatus 100 ends.

なお、サンプル101のスペクトルは、サンプル101を染色せずに取得できる。しかしながら、サンプル101に含まれる細胞の核を染色して、顕微像をより明瞭することにより、関心領域の設定等の作業を容易にしてもよい。   The spectrum of the sample 101 can be obtained without staining the sample 101. However, the nucleus of the cells contained in the sample 101 may be stained to make the microscopic image clearer, thereby facilitating the work such as setting of the region of interest.

[実施例]
閾値を決定する実施例として、がん細胞を含むことが既知であるサンプル101を上記の検査装置100により検査して、閾値格納部274に格納する閾値の値について検討した。サンプル101は、ヒトの胃の未染色の切片からから作成した。
[Example]
As an example of determining the threshold value, a sample 101 known to contain cancer cells was inspected by the above-described inspection apparatus 100, and the value of the threshold value stored in the threshold storage unit 274 was examined. Sample 101 was made from unstained sections of human stomach.

まず、倍率100倍の対物レンズを用いてサンプル101の顕微像を取得した。次に、励起光として波長532nmのレーザ光を関心領域に照射してラマン散乱によるスペクトルを検出した。   First, a microscopic image of the sample 101 was obtained using an objective lens with a magnification of 100 ×. Next, laser light with a wavelength of 532 nm was irradiated to the region of interest as excitation light, and a spectrum due to Raman scattering was detected.

なお、ラマン散乱の効率を向上させる目的で、励起光のビーム径を細胞よりも小さく、例えば1μm以下まで絞った。このため、サンプル101における10μm×10μmの関心領域の各々において、それぞれの関心領域内の121点の検出スポットに励起光を10秒ずつ照射して、121点のスペクトルを検出した。更に、121点のスペクトルから検出された検出値を平均して、その関心領域におけるタンパク質または核酸の量の検出値とした。これにより、検出値を空間的な広がりを有する値とした。   In addition, in order to improve the efficiency of Raman scattering, the beam diameter of the excitation light was reduced to, for example, 1 μm or less smaller than that of cells. Therefore, in each of the 10 μm × 10 μm regions of interest in the sample 101, excitation light was applied to the 121 detection spots in each of the regions of interest for 10 seconds to detect the spectrum of 121 points. Furthermore, the detection values detected from the spectrum at 121 points were averaged to obtain the detection value of the amount of protein or nucleic acid in the region of interest. Thereby, the detection value is set to a value having a spatial spread.

また、処理装置171において画像処理を実行して、検出したスペクトルから既知のガラスのピークを予め取り除き、サンプル101の容器の影響を排除した。また、5次の多項式で近似することにより、自家蛍光の影響を排除した。こうして得られたスペクトルから、下記の表1に示す核酸と、下記の表2に示すタンパク質とに対応するピークの光量を、核酸およびタンパク質の量として検出した。
In addition, image processing was performed in the processor 171 to remove in advance the known glass peak from the detected spectrum, and the influence of the container of the sample 101 was eliminated. In addition, by approximating with a fifth order polynomial, the influence of autofluorescence was eliminated. From the spectra thus obtained, the light amounts of the peaks corresponding to the nucleic acids shown in Table 1 below and the proteins shown in Table 2 below were detected as the amounts of nucleic acid and protein.

[実施例1]
図4は、上記検査の結果として表示部174に表示された表示画像301に含まれるグラフの一例を示す図である。図示のグラフには、算出部272が出力した、核酸のピーク値とタンパク質のピーク値との比率がプロットされている。
Example 1
FIG. 4 is a view showing an example of a graph included in the display image 301 displayed on the display unit 174 as a result of the examination. In the illustrated graph, the ratio of the peak value of the nucleic acid to the peak value of the protein, which is output by the calculation unit 272, is plotted.

図示のグラフにおいて、横軸の値は、核酸の一例としてラマン分光像におけるラマンシフト725cm−1のピーク光量から検出したアデニンの量と、同じくタンパク質の一例としてラマンシフト756cm−1のピーク光量から検出したトリプトファンの量との比率である。また、縦軸の値は、アデニンの量と、ラマンシフト1263cm−1のピーク光量から検出したαヘリックス構造を指標としたタンパク質の量との比率である。 In the graph shown, the value of the horizontal axis, the amount of adenine detected from the peak light quantity of the Raman shift 725 cm -1 in the Raman spectroscopic image as an example of a nucleic acid, likewise detected from the peak light quantity of the Raman shift 756cm -1 as an example of a protein Ratio with the amount of tryptophan. Further, the value on the vertical axis is the ratio of the amount of adenine to the amount of protein with the α-helix structure detected from the peak light amount of Raman shift 1263 cm −1 as an index.

グラフにプロットされた正常な細胞とがん細胞との分布に着目すると、アデニンとトリプトファンとの比率が0.85以上の範囲には、がん細胞のみが分布していることが判る。よって、図3に示したステップS101において、アデニンの量とトリプトファンの量との比率について閾値0.85を設定することにより、ラマン分光像から検出したアデニンおよびトリプトファンの量の比率に基づいてがん細胞の存在を検査できる。なお、図4では、正常細胞とがん細胞とをドットの白黒により区別しているが、表示部174においては、ドットの色や形状などで区別して視認性を向上させることができる。   Focusing on the distribution of normal cells and cancer cells plotted in the graph, it can be seen that only cancer cells are distributed in the range where the ratio of adenine to tryptophan is 0.85 or more. Therefore, by setting the threshold value 0.85 for the ratio of the amount of adenine to the amount of tryptophan in step S101 shown in FIG. 3, the cancer is detected based on the ratio of the amounts of adenine and tryptophan detected from the Raman spectroscopy image. It can check for the presence of cells. Although normal cells and cancer cells are distinguished by black and white dots in FIG. 4, the visibility can be improved in the display unit 174 by distinguishing them by the color and shape of the dots.

[実施例2]
図5は、上記検査の結果として表示部174に表示された他の表示画像302に含まれるグラフの一例を示す図である。図示のグラフには、算出部272が出力した、核酸のピーク値とタンパク質のピーク値との比率がプロットされている。
Example 2
FIG. 5 is a view showing an example of a graph included in another display image 302 displayed on the display unit 174 as a result of the examination. In the illustrated graph, the ratio of the peak value of the nucleic acid to the peak value of the protein, which is output by the calculation unit 272, is plotted.

図示のグラフにおいて、横軸の値は、核酸の例であるアデニンの量と、アミノ酸の例であるトリプトファンの量との比率である。また、縦軸の値は、アデニンの量と、タンパク質の一例としてラマンシフト1002cm−1のピーク光量から検出したフェニルアラニンの量との比率である。 In the graph shown, the value on the horizontal axis is the ratio of the amount of adenine, which is an example of a nucleic acid, to the amount of tryptophan, which is an example of an amino acid. The value on the vertical axis is the ratio of the amount of adenine to the amount of phenylalanine detected from the peak light amount of Raman shift 1002 cm −1 as an example of a protein.

グラフにプロットされた正常な細胞とがん細胞との分布に着目すると、アデニンとトリプトファンとの比率が0.85以上の範囲には、がん細胞のみが分布していることが判る。よって、図3に示したステップS101において、アデニンの量とトリプトファンの量との比率について閾値0.85を設定することにより、ラマン分光像から検出したアデニンおよびトリプトファンの量の比率に基づいてがん細胞の存在を検査できる。   Focusing on the distribution of normal cells and cancer cells plotted in the graph, it can be seen that only cancer cells are distributed in the range where the ratio of adenine to tryptophan is 0.85 or more. Therefore, by setting the threshold value 0.85 for the ratio of the amount of adenine to the amount of tryptophan in step S101 shown in FIG. 3, the cancer is detected based on the ratio of the amounts of adenine and tryptophan detected from the Raman spectroscopy image. It can check for the presence of cells.

[実施例3]
図6は、上記検査の結果として表示部174に表示された表示画像303に含まれるグラフの一例を示す図である。図示のグラフには、算出部272が出力した、核酸のピーク値とタンパク質のピーク値との比率がプロットされている。
[Example 3]
FIG. 6 is a diagram showing an example of a graph included in the display image 303 displayed on the display unit 174 as a result of the examination. In the illustrated graph, the ratio of the peak value of the nucleic acid to the peak value of the protein, which is output by the calculation unit 272, is plotted.

図示のグラフおいて、横軸の値は、核酸の一例としてラマン分光像におけるラマンシフト782cm−1のピーク光量から検出したシトシンの量と、アミノ酸の一例であるトリプトファンの量との比率である。また、縦軸の値は、核酸の例であるシトシンの量と、タンパク質の例であるフェニルアラニンの量との比率である。 In the illustrated graph, the value on the horizontal axis is the ratio of the amount of cytosine detected from the peak light amount of Raman shift 782 cm −1 in a Raman spectroscopic image as an example of a nucleic acid to the amount of tryptophan as an example of an amino acid. The value on the vertical axis is the ratio of the amount of cytosine, which is an example of a nucleic acid, to the amount of phenylalanine, which is an example of a protein.

グラフにプロットされた正常な細胞とがん細胞との分布に着目すると、横軸については、シトシンとトリプトファンとの比率が1.2以上の範囲には、がん細胞のみが分布していることが判る。また、縦軸については、シトシンとフェニルアラニンとの比率が0.3を超える範囲においては、がん細胞のみが分布していることが判る。   Focusing on the distribution of normal cells and cancer cells plotted in the graph, only the cancer cells are distributed in the range where the ratio of cytosine to tryptophan is 1.2 or more on the horizontal axis. Can be seen. In addition, it can be seen that only cancer cells are distributed in the range where the ratio of cytosine to phenylalanine exceeds 0.3 on the vertical axis.

よって、図3に示したステップS101において、シトシンの量とトリプトファンの量との比率について閾値1.2を設定し、シトシンの量とフェニルアラニンの量との比率については閾値0.3を設定することにより、ラマン分光像から検出したそれぞれの核酸の量とタンパク質の量との比率に基づいてがん細胞の存在を検査できる。   Therefore, in step S101 shown in FIG. 3, a threshold of 1.2 is set for the ratio of the amount of cytosine to the amount of tryptophan, and a threshold of 0.3 for the ratio of the amount of cytosine to the amount of phenylalanine. Thus, the presence of cancer cells can be examined based on the ratio between the amount of each nucleic acid detected from the Raman spectroscopic image and the amount of protein.

[実施例4]
図7は、上記検査の結果として表示部174に表示された表示画像304に含まれるグラフの一例を示す図である。図示のグラフには、算出部272が出力した、核酸のピーク値とタンパク質のピーク値との比率がプロットされている。
Example 4
FIG. 7 is a diagram showing an example of a graph included in the display image 304 displayed on the display unit 174 as a result of the examination. In the illustrated graph, the ratio of the peak value of the nucleic acid to the peak value of the protein, which is output by the calculation unit 272, is plotted.

図示のグラフにおいて、横軸の値は、核酸の例であるシトシンの量と、タンパク質の例であるトリプトファンの量との比率である。また、縦軸の値は、核酸の例であるシトシンの量と、ラマンシフト1250cm−1のピーク光量から検出したβシートの2次構造をもったタンパク質由来のアミド結合の量(以下、単に「アミド結合の量」という。)との比率である。アミド結合の量は、タンパク質の量の指標となる。 In the graph shown, the value on the horizontal axis is the ratio of the amount of cytosine, which is an example of a nucleic acid, to the amount of tryptophan, which is an example of a protein. Also, the value on the vertical axis is the amount of amide bond derived from the protein having the secondary structure of the β sheet detected from the amount of cytosine which is an example of nucleic acid and the peak light amount of Raman shift 1250 cm −1 “The amount of amide bond”. The amount of amide bonds gives an indication of the amount of protein.

グラフにプロットされた正常な細胞とがん細胞との分布に着目すると、横軸については、閾値1.2によりがん細胞を判別できるが、縦軸については、がん細胞を判別できる閾値が0.43まで上昇していることが判る。よって、図3に示したステップS101において、閾値0.43を設定することにより、シトシンの量とアミド結合の量との比率に基づいてがん細胞の存在を検査できる。   Focusing on the distribution of normal cells and cancer cells plotted in the graph, for the horizontal axis, cancer cells can be identified by the threshold value 1.2, but for the vertical axis, the threshold value at which cancer cells can be identified. It turns out that it has risen to 0.43. Therefore, by setting the threshold value 0.43 in step S101 shown in FIG. 3, the presence of cancer cells can be examined based on the ratio of the amount of cytosine to the amount of amide bond.

[実施例5]
図8は、上記検査の結果として表示部174に表示された表示画像305に含まれるグラフの一例を示す図である。図示のグラフには、算出部272が出力した、核酸のピーク値とタンパク質のピーク値との比率がプロットされている。
[Example 5]
FIG. 8 is a diagram showing an example of a graph included in the display image 305 displayed on the display unit 174 as a result of the examination. In the illustrated graph, the ratio of the peak value of the nucleic acid to the peak value of the protein, which is output by the calculation unit 272, is plotted.

図示のグラフにおいて、横軸の値は、核酸の例であるシトシンの量と、タンパク質の例である対称型トリプトファンの量との比率である。また、縦軸の値は、核酸の例であるアデニンの量と、タンパク質の例である対称型トリプトファンの量との比率である。   In the graph shown, the value on the horizontal axis is the ratio of the amount of cytosine, which is an example of a nucleic acid, to the amount of symmetrical tryptophan, which is an example of a protein. The value on the vertical axis is the ratio of the amount of adenine, which is an example of a nucleic acid, to the amount of symmetrical tryptophan, which is an example of a protein.

グラフにプロットされた正常な細胞とがん細胞との分布に着目すると、横軸については、閾値1.3によりがん細胞を判別でき、縦軸については閾値0.9でがん細胞を判別できることが判る。よって、図3に示したステップS101において、閾値1.3を設定することにより、シトシンの対称型トリプトファンの量との比率に基づいてがん細胞の存在を検査でき、閾値0.9で、アデニンの量と、対称型トリプトファンの量との比率に基づいてがん細胞の存在を検査できる。   Focusing on the distribution of normal cells and cancer cells plotted in the graph, cancer cells can be identified by the threshold value 1.3 for the horizontal axis, and cancer cells at the threshold value 0.9 for the vertical axis. I see that I can do it. Therefore, by setting the threshold value 1.3 in step S101 shown in FIG. 3, the presence of cancer cells can be examined based on the ratio of cytosine to the amount of symmetrical tryptophan. The presence of cancer cells can be examined based on the ratio between the amount of and the amount of symmetrical tryptophan.

[実施例6]
図9は、上記検査の結果として表示部174に表示された表示画像306に含まれるグラフの一例を示す図である。図示のグラフには、算出部272が出力した、核酸のピーク値とタンパク質のピーク値との比率がプロットされている。
[Example 6]
FIG. 9 is a diagram showing an example of a graph included in the display image 306 displayed on the display unit 174 as a result of the examination. In the illustrated graph, the ratio of the peak value of the nucleic acid to the peak value of the protein, which is output by the calculation unit 272, is plotted.

図示のグラフにおいて、横軸の値は、核酸の例であるサンプル101におけるシトシンの量と、αヘリックス構造を指標としたタンパク質の量との比率である。また、縦軸の値は、核酸の例であるアデニンの量と、αヘリックス構造を指標としたタンパク質の量との比率である。   In the graph of the figure, the value on the horizontal axis is the ratio of the amount of cytosine in the sample 101, which is an example of a nucleic acid, to the amount of protein whose index is the α-helix structure. The value on the vertical axis is the ratio of the amount of adenine, which is an example of a nucleic acid, to the amount of protein whose index is the α-helix structure.

グラフにプロットされた正常な細胞とがん細胞との分布に着目すると、横軸については、閾値0.5によりがん細胞を判別できるが、縦軸については、がん細胞が単独で分布する領域が存在しないことが判る。   Focusing on the distribution of normal cells and cancer cells plotted in the graph, cancer cells can be identified by the threshold value 0.5 for the horizontal axis, but cancer cells are distributed alone for the vertical axis. It can be seen that there is no area.

よって、図3に示したステップS101においてがん細胞の存在を検査する上では、核酸であるアデニンの量と、αヘリックス構造を指標としたタンパク質の量との比率を算出するよりも、閾値0.5を設定して、核酸であるシトシンの量とαヘリックス構造を指標としたタンパク質の量との比率に基づいて検査した方が好ましい。   Therefore, in examining the presence of cancer cells in step S101 shown in FIG. 3, the threshold value 0 is better than calculating the ratio between the amount of adenine which is a nucleic acid and the amount of protein based on the α-helix structure. It is preferable to set .5 and test based on the ratio of the amount of cytosine, which is a nucleic acid, to the amount of a protein whose index is the α-helix structure.

[実施例7]
図10は、上記検査の結果として表示部174に表示された表示画像307に含まれるグラフの一例を示す図である。図示のグラフには、算出部272が出力した、核酸のピーク値とタンパク質のピーク値との比率がプロットされている。
[Example 7]
FIG. 10 is a diagram showing an example of a graph included in the display image 307 displayed on the display unit 174 as a result of the inspection. In the illustrated graph, the ratio of the peak value of the nucleic acid to the peak value of the protein, which is output by the calculation unit 272, is plotted.

図示のグラフにおいて、横軸の値は、核酸の例としてサンプル101におけるシトシンの量と、タンパク質の例としてアミド結合の量との比率である。また、縦軸の値は、核酸の例であるアデニンの量とタンパク質の例であるアミド結合の量との比率である。グラフにプロットされた正常な細胞とがん細胞との分布に着目すると、横軸については、閾値0.45によりがん細胞を判別できるが、縦軸については、がん細胞が単独で分布する領域が存在しないことが判る。   In the graph shown, the value on the horizontal axis is the ratio of the amount of cytosine in the sample 101 as an example of a nucleic acid to the amount of amide bond as an example of a protein. The value on the vertical axis is the ratio of the amount of adenine, which is an example of a nucleic acid, to the amount of amide bond, which is an example of a protein. Focusing on the distribution of normal cells and cancer cells plotted in the graph, the cancer cells can be identified by the threshold of 0.45 for the horizontal axis, but cancer cells are distributed alone for the vertical axis. It can be seen that there is no area.

よって、図3に示したステップS101において、閾値0.45を設定することにより、シトシンの量とアミド結合の量との比率に基づいてがん細胞の存在を検査できるが、アデニンの量と、アミド結合の量との比率を算出しても、がん細胞の存在を検査できない。   Therefore, by setting the threshold value of 0.45 in step S101 shown in FIG. 3, the presence of cancer cells can be examined based on the ratio between the amount of cytosine and the amount of amide bond, but the amount of adenine, Even calculating the ratio to the amount of amide bond can not examine the presence of cancer cells.

[実施例8]
図11は、上記検査の結果として表示部174に表示された表示画像308に含まれるグラフの一例を示す図である。図示のグラフには、算出部272が出力した、核酸のピーク値とタンパク質のピーク値との比率がプロットされている。
[Example 8]
FIG. 11 is a diagram showing an example of a graph included in the display image 308 displayed on the display unit 174 as a result of the examination. In the illustrated graph, the ratio of the peak value of the nucleic acid to the peak value of the protein, which is output by the calculation unit 272, is plotted.

図示のグラフにおいて、横軸の値は、核酸の例であるサンプル101におけるシトシンの量と、タンパク質の例であるフェニルアラニンの量との比率である。また、縦軸の値は、核酸の例であるアデニンの量と、タンパク質の例であるフェニルアラニンの量との比率である。グラフにプロットされた正常な細胞とがん細胞との分布に着目すると、横軸については、閾値0.28によりがん細胞を判別できるが、縦軸については、がん細胞が単独で分布する領域が存在しないことが判る。   In the graph shown, the value on the horizontal axis is the ratio of the amount of cytosine in the sample 101, which is an example of a nucleic acid, to the amount of phenylalanine, which is an example of a protein. The value on the vertical axis is the ratio of the amount of adenine, which is an example of a nucleic acid, to the amount of phenylalanine, which is an example of a protein. Focusing on the distribution of normal cells and cancer cells plotted in the graph, cancer cells can be identified by the threshold value 0.28 for the horizontal axis, but cancer cells are distributed alone for the vertical axis It can be seen that there is no area.

よって、図3に示したステップS101において、閾値0.28を設定することにより、シトシンの量とβシート型アミドの量との比率に基づいてがん細胞の存在を検査できるが、アデニンの量と、フェニルアラニンの量との比率を算出しても、がん細胞の存在を検査できない。   Therefore, by setting the threshold value 0.28 in step S101 shown in FIG. 3, the presence of cancer cells can be examined based on the ratio of the amount of cytosine to the amount of β sheet-type amide, but the amount of adenine Even if the ratio of phenylalanine to the amount of phenylalanine is calculated, the presence of cancer cells can not be examined.

図4から図11までに示した検査結果の検討から、上記の例で用いたサンプル101においては、核酸であるシトシンの量とタンパク質であるフェニルアラニンの量との比率において、正常な細胞とがん細胞との相違が顕著に現れることが判った。また、各グラフに示したように、縦軸と横軸とに異なる比率を割り当てた場合、アデニンおよびフェニルアラニンのピーク比を一方の軸に、シトシンとフェニルアラニンのピーク比を他方の軸に割り当てた場合に、正常な細胞とガン細胞との相違が顕著に現れることが判った。   From the examination of the test results shown in FIG. 4 to FIG. 11, in the sample 101 used in the above example, the ratio of the amount of cytosine, which is a nucleic acid, to the amount of phenylalanine, which is a protein, It was found that the difference with the cells was remarkable. Also, as shown in each graph, when different ratios are assigned to the vertical axis and the horizontal axis, the peak ratio of adenine and phenylalanine is assigned to one axis, and the peak ratio of cytosine to phenylalanine is assigned to the other axis It was found that the difference between normal cells and cancer cells is remarkable.

[実施例9]
図12は、がん細胞を含むサンプル101に対して、検査装置100による検査を実行した結果を示す表示画像309を示す図である。図中の細胞の顕微像は、図3のステップS104において撮像して保存したものである。
[Example 9]
FIG. 12 is a view showing a display image 309 showing the result of the examination by the examination apparatus 100 on the sample 101 containing cancer cells. The microscopic image of the cells in the figure is one that was imaged and stored in step S104 of FIG.

図中に示す数字の値は、検査を実行した順番に対応しており、数字の位置は、検査における関心領域の位置を示す。また、白抜きで示された数字は、該当箇所における検査結果が正常細胞であったことを示す。一方、黒字で示された数字は、該当箇所における検査結果ががん細胞であったことを示す。図示のように、がん細胞を含むことが判っているサンプル101においては、がん細胞に特有のピーク比が特定の関心領域において検出されていることが判る。   The numerical values shown in the figure correspond to the order in which the examination was performed, and the positions of the numerals indicate the position of the region of interest in the examination. In addition, the numbers shown in white indicate that the test results at the relevant places were normal cells. On the other hand, the numbers shown in black indicate that the test results at the relevant places were cancer cells. As shown, in the sample 101 known to contain cancer cells, it can be seen that the peak ratio specific to the cancer cells is detected in a specific region of interest.

[実施例10]
図13は、がん細胞が含まないサンプル101に対して、検査装置100による検査を実行した結果を示す表示画像310を示す図である。図中の細胞の顕微像は、図3のステップS104において撮像して保存したものである。また、図中に示す数字の意味は、図12と共通である。
[Example 10]
FIG. 13 is a view showing a display image 310 showing the result of the examination by the examination apparatus 100 on the sample 101 which does not contain cancer cells. The microscopic image of the cells in the figure is one that was imaged and stored in step S104 of FIG. Also, the meanings of the numerals shown in the figure are the same as in FIG.

図示のように、このサンプル101においては、がん細胞に特有のピーク比が検出されず、正常細胞のピーク比のみが検出されている。よって、サンプル101にがん細胞が含まれていないことが判る。   As shown, in this sample 101, the peak ratio specific to cancer cells is not detected, and only the peak ratio of normal cells is detected. Thus, it can be seen that the sample 101 does not contain cancer cells.

なお、図12および図13において斜体で示された数字は、該当箇所における検査結果が、正常細胞であるともがん細胞であるとも判定し切れなかったことを示す。サンプル101全体におけるすべての関心領域がこのような検査結果になった場合は、ピーク値を検出する核酸およびタンパク質の種類の選択が適切ではなかったことを意味する。   The numbers shown in italics in FIG. 12 and FIG. 13 indicate that the test results at the corresponding part could not be judged as normal cells or cancer cells. If all the regions of interest in the entire sample 101 result in such a test result, it means that the selection of the type of nucleic acid and protein for detecting the peak value was not appropriate.

よって、その場合は、他の種類の核酸およびタンパク質を選択して分光波形のピーク値を検出すると共に、そのような核酸とタンパク質に適応した閾値を設定して検査を実行すればよい。また、サンプル101に照射する励起光の波長等の検出条件を変更して検査を実行することにより、有意な検出結果が得られる場合もある。   Therefore, in this case, other types of nucleic acids and proteins may be selected to detect peak values of the spectral waveform, and a test may be performed by setting a threshold adapted to such nucleic acids and proteins. In addition, significant detection results may be obtained by changing the detection conditions such as the wavelength of the excitation light to be irradiated to the sample 101 and performing the inspection.

図14は、他の検査手順を示す流れ図である。図14において、図3と同じ手順については、同じ参照番号を付して重複する説明を省く。   FIG. 14 is a flowchart showing another inspection procedure. In FIG. 14, the same steps as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals and redundant description will be omitted.

図示の手順においては、ステップS111において、ステップS108において比較対象となる閾値の他に、算出結果と閾値との乖離の幅に関する第二の閾値を設定する。また、ステップS108の次に、検出結果がステップS101において設定された閾値を超えてはいるものの、第二の閾値を超えていない場合に、がん細胞検出の確実性を向上させる目的で、同じ関心領域に対して、検査条件を変更した他の再検査を実行する段階(ステップS112が付加される。   In the illustrated procedure, in step S111, in addition to the threshold to be compared in step S108, a second threshold regarding the width of the difference between the calculation result and the threshold is set. In addition, after the step S108, although the detection result exceeds the threshold set in the step S101, when the second threshold is not exceeded, the same for the purpose of improving the certainty of the cancer cell detection The step of executing another re-examination in which the examination condition has been changed is added to the region of interest (step S112).

これにより、検査結果による判定が保留される関心領域が減少し、検査精度をより向上することができる。なお、ステップS112において変更する検査条件としては、例えば、ピーク比の算出する対象となる核酸およびタンパク質の種類の変更等を例示できる。また、更に手順を変更して、スペクトルを検出するための励起光の波長を変更してもよい。   As a result, the region of interest for which the determination based on the examination result is suspended can be reduced, and the examination accuracy can be further improved. In addition, as a test | inspection condition changed in step S112, the change etc. of the nucleic acid used as the object which calculates peak ratio, and a protein can be illustrated, for example. In addition, the procedure may be further changed to change the wavelength of excitation light for detecting a spectrum.

上記の検査方法は、スペクトルが取得できれば実行できるので、既存の分光測定装置に、上記検査方法を実行するプログラムとして組み込んでもよい。また、ここまでに説明した例では、核酸およびタンパク質の量をラマン散乱のスペクトルから検出した。しかしながら、具体的な測定方法は、アミノ酸またはタンパク質の量を検出し、アミノ酸またはタンパク質の量に対する核酸の量の比として算出することができる測定方法から任意のものを選択することができる。たとえば、CARS過程(Coherent Anti−Stokes Raman Scattering)により発生したCARS光からスペクトルを検出してもよい。ラマン分光法やCARS光を用いることに代えて、またはそれに加えて、赤外線分光法を用いてもよい。   The above inspection method can be executed if a spectrum can be acquired, and therefore, may be incorporated into an existing spectrometer as a program for executing the inspection method. Also, in the examples described so far, the amounts of nucleic acid and protein were detected from the spectrum of Raman scattering. However, a specific measurement method can be selected from any measurement method that can detect the amount of amino acid or protein and calculate it as the ratio of the amount of nucleic acid to the amount of amino acid or protein. For example, spectra may be detected from CARS light generated by the CARS process (Coherent Anti-Stokes Raman Scattering). Infrared spectroscopy may be used instead of or in addition to using Raman spectroscopy or CARS light.

また、既に説明した通り、検査に用いる核酸の量とタンパク質の量との比を算出する場合に、検出の対象となる核酸の種類およびタンパク質の種類に応じて判定し易さが異なる場合がある。よって、検査装置100は、量を検出する核酸およびタンパク質のそれぞれの種類をユーザの操作により切り換えられるようにしてもよい。   Further, as described above, when calculating the ratio of the amount of nucleic acid used for the test to the amount of protein, the ease of determination may differ depending on the type of nucleic acid to be detected and the type of protein. . Therefore, the test apparatus 100 may switch the types of the nucleic acid and the protein whose amount is to be detected by the operation of the user.

更に、検査装置100においては、表示部174における検査結果の表示のしかたも、切り換えることができるようにしてもよい。表示形式は、例えば、図4から図11までに示したようにグラフ化してもよいし、図12、13に示したように顕微画像と重ねて表示してもよい。また、文字列、色、音等を組み合わせて表示するようにしてもよい。更に、それらの表示形式を、ユーザの操作により選択できるようにしてもよい。   Furthermore, in the inspection apparatus 100, the method of displaying the inspection result on the display unit 174 may be switched. The display format may be graphed as shown in FIGS. 4 to 11, for example, or may be displayed superimposed on a microscopic image as shown in FIGS. In addition, character strings, colors, sounds, etc. may be displayed in combination. Furthermore, the display format may be selected by the user's operation.

また更に、上記の検査装置100は、光学顕微鏡と分光器とを組み合わせて形成されているが、スペクトルは、例えば内視鏡により非侵襲的に検出できる。よって、分光測定ができる内視鏡と処理装置171とを組み合わせることにより、非侵襲的にがん検査を実行することもできる。   Still further, although the inspection apparatus 100 described above is formed by combining an optical microscope and a spectroscope, the spectrum can be detected noninvasively by, for example, an endoscope. Therefore, the cancer examination can be performed noninvasively by combining the endoscope which can perform spectrometry and the processing device 171.

また更に、上記の例では、関心領域をひとつずつ検査することを例にあげた。しかしながら、複数の関心領域に同時に励起光を照射して、複数の関心領域を並行して検査するように検査装置100を構成してもよい。これによりがん検査に要する時間が短縮できる。   Furthermore, in the above example, the examination of the regions of interest one by one was taken as an example. However, the inspection apparatus 100 may be configured to simultaneously irradiate excitation light to a plurality of regions of interest and inspect the plurality of regions of interest in parallel. This can reduce the time required for cancer screening.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。   As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It is apparent to those skilled in the art that various changes or modifications can be added to the above embodiment. It is also apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such alterations or improvements can be included in the technical scope of the present invention.

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。   The execution order of each process such as operations, procedures, steps, and steps in the apparatuses, systems, programs, and methods shown in the claims, the specification, and the drawings is particularly “before”, “preceding” It is to be noted that “it is not explicitly stated as“ etc. ”and can be realized in any order as long as the output of the previous process is not used in the later process. With regard to the flow of operations in the claims, the specification and the drawings, even if it is described using “first,” “next,” etc. for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. It is not a thing.

100 検査装置、101 サンプル、110 ステージ、111 ステージスキャナ、120 対物光学系、121 前側対物レンズ、122後側対物レンズ、130 光源装置、131、132 光源、139 コンバイナ、140 照射光学系、141 ガルバノスキャナ、142 スキャンレンズ、143 一次像面、150 前部検出系、151 ダイクロイックミラー、152、153、162、163 リレーレンズ、154、164 帯域通過フィルタ、155、165 分光器、160 後部検出系、161 反射鏡、170 制御部、171 処理装置、172 マウス、173 キーボード、174 表示部、271 検出部、272 算出部、273 比較部、274 格納部、275 出力部、276 情報出力部、301、302、303、304、305、306、307、308、309、310 表示画像 Reference Signs List 100 inspection apparatus, 101 sample, 110 stage, 111 stage scanner, 120 objective optical system, 121 front objective lens, 122 rear objective lens, 130 light source device, 131, 132 light source, 139 combiner, 140 irradiation optical system, 141 galvano scanner , 142 scan lens, 143 primary image plane, 150 front detection system, 151 dichroic mirror, 152, 153, 162, 163 relay lens, 154, 164 band pass filter, 155, 165 spectroscope, 160 rear detection system, 161 reflection Mirror, 170 control unit, 171 processing unit, 172 mouse, 173 keyboard, 174 display unit, 271 detection unit, 272 calculation unit, 273 comparison unit, 274 storage unit, 275 output unit, 276 information output unit, 301, 302, 03,304,305,306,307,308,309,310 display image

Claims (19)

関心領域におけるアミノ酸またはタンパク質の量、および核酸の量を取得する取得部と、
前記取得部が取得したタンパク質の量に対する、前記取得部が取得した核酸の量の比に応じた情報を出力する情報出力部と
を備えるがん検査装置。
An acquisition unit for acquiring the amount of amino acids or proteins in the region of interest and the amount of nucleic acid;
An information output unit configured to output information according to a ratio of the amount of nucleic acid acquired by the acquisition unit to the amount of protein acquired by the acquisition unit.
前記関心領域に励起光を照射して前記関心領域のスペクトルに基づいて前記関心領域におけるタンパク質の量および核酸の量を検出して前記取得部に取得させる検出部を更に備える請求項1に記載のがん検査装置。   The detection unit according to claim 1, further comprising: a detection unit configured to irradiate the excitation light to the region of interest and detect the amount of protein and the amount of nucleic acid in the region of interest based on the spectrum of the region of interest. Cancer testing device. 予め定めた第1の閾値を格納する閾値格納部を更に備え、
前記情報出力部は、前記比と前記第1の閾値とを比較する比較部を有して、前記比較部による比較により前記比が前記第1の閾値を超えたか否かに基づくがん細胞の有無を前記情報として出力する請求項1または2に記載のがん検査装置。
And a threshold storage unit for storing a first predetermined threshold.
The information output unit has a comparison unit that compares the ratio with the first threshold, and a cancer cell based on whether the ratio exceeds the first threshold according to the comparison by the comparison unit. The cancer inspection apparatus according to claim 1, wherein the presence or absence is output as the information.
前記取得部は、タンパク質の量の指標として前記関心領域におけるアミノ酸の量を取得し、前記核酸の量の指標として核酸塩基の量を取得し、
前記情報出力部は、アミノ酸の検出量に対する核酸塩基の検出量の比に応じた情報を出力する請求項1から3のいずれか一項に記載のがん検査装置。
The acquisition unit acquires the amount of amino acids in the region of interest as an indicator of the amount of protein, and acquires the amount of nucleic acid bases as an indicator of the amount of nucleic acid,
The cancer inspection apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the information output unit outputs information according to a ratio of a detection amount of a nucleic acid base to a detection amount of an amino acid.
前記アミノ酸は芳香族アミノ酸を含み、前記核酸塩基は環状アミンを含み、前記比は、芳香族アミノ酸の検出量に対する環状アミンの検出量の比である請求項4に記載のがん検査装置。   The cancer inspection apparatus according to claim 4, wherein the amino acid comprises an aromatic amino acid, the nucleobase comprises a cyclic amine, and the ratio is a ratio of a detected amount of the cyclic amine to a detected amount of the aromatic amino acid. 前記アミノ酸はトリプトファンおよびフェニルアラニンの少なくとも一方を含み、前記環状アミンはシトシンおよびアデニンの少なくとも一方を含む請求項5に記載のがん検査装置。   The cancer test apparatus according to claim 5, wherein the amino acid comprises at least one of tryptophan and phenylalanine, and the cyclic amine comprises at least one of cytosine and adenine. 前記アミノ酸またはタンパク質の量および前記核酸の量の少なくとも一方が、ラマン分光法により検出された量である請求項1から6のいずれか一項に記載のがん検査装置。   The cancer inspection apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein at least one of the amount of amino acid or protein and the amount of nucleic acid is an amount detected by Raman spectroscopy. 前記アミノ酸またはタンパク質の量および前記核酸の量の少なくとも一方を、CARS顕微法で検出する請求項7に記載のがん検査装置。   The cancer test apparatus according to claim 7, wherein at least one of the amount of the amino acid or protein and the amount of the nucleic acid is detected by CARS microscopy. 前記核酸の量は、第1の種類の核酸の量と、前記第1の種類と異なる第2の種類の核酸の量とを含み、前記比は、前記アミノ酸またはタンパク質の量に対する前記第1の種類の核酸の量の比である第1の比と、前記アミノ酸またはタンパク質の量に対する前記第2の種類の核酸の量の比である第2の比とを含む請求項1から8のいずれか一項に記載のがん検査装置。   The amount of nucleic acids comprises the amount of nucleic acids of a first type and the amount of nucleic acids of a second type different from the first type, the ratio being the ratio of the first to the amount of the amino acids or proteins. 9. The method according to any one of claims 1 to 8, comprising a first ratio which is the ratio of the amount of nucleic acids of the type and a second ratio which is the ratio of the amount of the nucleic acids of the second type to the amount of the amino acids or proteins. The cancer inspection device according to one item. 予め定めた第1の閾値よりも大きい、予め定めた第2の閾値よりも、算出した前記比が大きい場合に、前記第2の種類の核酸の量の検出と、前記第2の比の算出とを省略する請求項9に記載のがん検査装置。   Detection of the amount of the nucleic acid of the second type and calculation of the second ratio when the calculated ratio is larger than a predetermined second threshold which is larger than a predetermined first threshold The cancer inspection apparatus according to claim 9, which omits. 前記関心領域を、赤外帯域の光で光学観察する段階を含む請求項1から10のいずれか一項に記載のがん検査装置。   The cancer inspection apparatus according to any one of claims 1 to 10, comprising optically observing the region of interest with light in the infrared band. 前記アミノ酸またはタンパク質の量、および、前記核酸の量の少なくとも一方を、前記関心領域の内側に位置し、前記関心領域よりも狭く、互いに離れた複数の小領域における測定値の平均値により検出する請求項1から11のいずれか一項に記載のがん検査装置。   At least one of the amount of the amino acid or protein and the amount of the nucleic acid is detected by an average value of measurements in a plurality of small regions located inside the region of interest, narrower than the region of interest, and separated from each other The cancer inspection device according to any one of claims 1 to 11. 前記アミノ酸またはタンパク質の量、および、前記核酸の量を、前記関心領域よりも広い対象領域に含まれる複数の関心領域の各々において、
検出した前記アミノ酸またはタンパク質の量に対する検出した前記核酸の量の比を算出し、
算出した前記比が予め定めた第1の閾値を超えたか否かに基づいてがん細胞の有無を検査する請求項1から12のいずれか一項に記載のがん検査装置。
The amount of the amino acid or protein and the amount of the nucleic acid may be determined in each of a plurality of regions of interest included in a region of interest wider than the region of interest.
Calculating the ratio of the amount of said detected nucleic acid to the amount of said detected amino acid or protein,
The cancer inspection apparatus according to any one of claims 1 to 12, wherein the presence or absence of a cancer cell is inspected based on whether or not the calculated ratio exceeds a predetermined first threshold.
前記取得部は、生体の複数の箇所に励起光を照射して複数のスペクトルに基づく複数のアミノ酸またはタンパク質の量および複数の核酸の量を取得する請求項1から13のいずれか一項に記載のがん検査装置。   The said acquisition part irradiates excitation light to several places of a biological body, and acquires the quantity of several amino acids or proteins based on several spectrum, and the quantity of several nucleic acids in any one of Claim 1 to 13 Cancer inspection equipment. 前記情報出力部が出力した情報を表示する表示部を更に備える請求項1から14のいずれか一項に記載のがん検査装置。   The cancer inspection apparatus according to any one of claims 1 to 14, further comprising a display unit that displays the information output by the information output unit. 前記表示部は、前記核酸および前記アミノ酸またはタンパク質の少なくとも一方が異なる2種類の比を示す2軸のグラフを表示する請求項15に記載のがん検査装置。   The cancer inspection apparatus according to claim 15, wherein the display unit displays a two-axis graph indicating two different ratios of at least one of the nucleic acid and the amino acid or protein. 前記表示部の表示画像は、前記比の値が、予め用意された閾値よりも大きいか否かを識別させる請求項14または16に記載のがん検査装置。   The cancer inspection device according to claim 14 or 16, wherein the display image of the display unit identifies whether the value of the ratio is larger than a previously prepared threshold value. 前記表示部は、前記情報出力部の複数の出力値を区別できる状態で共に表示する請求項14から17のいずれか一項に記載のがん検査装置。   The cancer inspection apparatus according to any one of claims 14 to 17, wherein the display unit displays a plurality of output values of the information output unit in a distinguishable state. 生体の関心領域におけるアミノ酸またはタンパク質の量および核酸の量を取得する取得ステップと、
前記取得ステップで取得したアミノ酸またはタンパク質の量に対する、前記取得ステップにおいて取得した核酸の量の比に応じた情報を情報出力する出力ステップと
を処理装置に実行させるがん検査プログラム。
Obtaining an amount of amino acid or protein and an amount of nucleic acid in a region of interest of the living body;
And an output step of outputting information according to a ratio of the amount of nucleic acid acquired in the acquisition step to the amount of amino acid or protein acquired in the acquisition step.
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