JP2021092395A - 走性解析方法、がん評価方法、走性解析システム及びプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
なお、容器が線対称な形状を有する容器の場合には、容器または当該容器内の培地に、対称軸以外の領域に基準点が設けられる。
制御部14は、容器供給ユニット11と、容器取出ユニット13と、撮像ユニット15を制御する。
またストレージ16には、画像データベース(画像DBともいう)161と、検査データベース(検査DBともいう)162が保存されている。
撮像ユニット15は、容器取出ユニット13によって運ばれた容器内の線虫の分布態様を撮像し、撮像して得られた画像を、ストレージ16の画像データベース161に保存する。
(ステップS10)まず、水平位置が基準点S1及び基準点S2の位置に該当する培地の上に、麻酔を滴下する。これにより、この基準点S1または基準点S2の位置もしくはその近傍に到達すると、麻酔により動けなくなる。
なお、ステップS10〜S30の順序は異なっていてもよい。
(ステップS110)まず、プロセッサ10の解析部17は画像データを画像DB161から取得する。
なお、本実施形態では、シャーレにプラス及びマイナスの基準点をつけたが、基準点は、これに限ったものではない。基準点は、容器を識別する容器識別情報が含まれるコード(例えば、2次元コード)であってもよい。
(ステップS240)次に解析部17は、基準線の一例である画像G2の縦方向に平行な直線L11と直線L12のなす角θ(図14に示す角θ)を求める。
(ステップS251)解析部17は、図14に示すように、図13の基準フォーマットを、円の中心を軸に左周りにθ回転させる。
(ステップS252)次に解析部17は、図14に示すように、左周りにθ回転させた後の基準フォーマットの円C1の中心が、画像G2内のシャーレオブジェクトOB12の中心P2に重なるように左周りにθ回転させた後の基準フォーマットを重畳させるか、重畳した場合を仮定する。そして、解析部17は、重畳後(または重畳した場合を仮定した場合)の基準フォーマットの領域R5を、誘引領域に設定し、重畳後(または重畳した場合を仮定)の基準フォーマットの領域R6を、忌避領域に設定する。
ロボットハンド1321がシャーレを把持して回転する機構を備えており、シャーレを把持した状態でシャーレ自体を物理的に右回りにθ回転させてもよい。この場合、回転後の容器内の線虫の分布態様を撮像し、当該撮像された画像と、予め誘引領域及び/または忌避領域が設定されている基準フォーマットとを比較することによって、誘引領域及び/または忌避領域を決定してもよい。なお、ここではロボットハンド1321がシャーレを把持して回転させる変形例について説明したが、これに限らず、表面に窪みが設けられた台(例えば、すり鉢状の台)の窪みにシャーレを置き、当該シャーレを置いた状態で、ロボットハンド1321によってシャーレを物理的に回転させてもよい。
続いて第2の実施形態について説明する。従来の走性インデックスは、線虫の数を顕微鏡で目視して計数(カウントともいう)している。具体的には、線虫の走性行動は走性解析値を指標として評価され、下記の式から算出される走性インデックスが用いられてきた。
走性インデックス=(x−y)/(x+y)
ここでxはサンプルに対して誘引行動を示した線虫の数であり、yはサンプルに対して忌避行動を示した線虫の数であり、この走性インデックスは第1の実施形態のものと同じである。
(2)撮像した画像における所定の領域における線虫の領域の数を計測する方法。
しかし、線虫が複数匹重なった状態で撮像されると、線虫が一つの領域として認識され、実際の線虫の数と領域の数とでは大きく異なることがある。このことが原因で、画像からコンピュータが線虫を自動計数する場合、画像中で線虫が重なった場合に、画像から正確に線虫の数を計数することが難しく、コンピュータが算出した走性インデックスが、人間が目視で線虫をカウントして算出した走性インデックス(以下、手動でカウントして算出した走性インデックスという)と大きく異なってしまうという問題がある。
また、計数対象の領域に固定の閾値を設定すると撮像条件の差異により走性解析値の精度が落ちることがあるという問題もある。
また、線虫に対応するオブジェクトの面積は撮像条件により相対的に変化するが、本実施形態による走性解析値の算出方法によれば撮像条件が変化しても、新たな走性解析値算出方法により算出された走性解析値と手動でカウントして算出した走性インデックスとの差が小さい結果が得られた。したがって、本実施形態は撮像条件の影響をあまり受けることなく、「手動でカウントして算出した走性インデックス」と同等の精度で、コンピュータが、画像から被験者のがんの可能性を自動で判定することができる。
図15は、第2の実施形態に係る走性解析システムの概略構成図である。走性解析システム1bは、光源21と、撮像ユニットの一例であるカメラ15bと、カメラ15bに接続された走性解析装置3と、画像データベース(画像DB)161が格納されたストレージ16とを備える。走性試験後のシャーレ21の下方から光源21の光を当て、シャーレ21の上方に撮像ユニット15を配置し、走性解析装置3によりシャーレ21を撮像して走性解析値を算出する。光源21は円形型白色LEDが望ましい。カメラ15bは、走性解析装置3によって制御され、カメラ15bによって撮像されて得られた画像は、画像データベース161に蓄積される。
図17は、走性解析が行われるシャーレの画像の概略模式図である。図17に示すように、線虫が誘引行動を示すと判断される誘引領域R11と、線虫が忌避行動を示すと判断される忌避領域R12が示されている。図18は、第2の実施形態に係る処理の工程を示す図である。以下、処理の工程を図18に沿って説明する。
まず、本実施形態の走性解析値の第1の算出方法について説明する。第1の算出方法は、誘引領域における線虫のオブジェクトの面積値の総和と、忌避領域における線虫のオブジェクトの面積値の総和を用いた走性解析値の算出方法である。
(ステップS310)まずカメラ制御部31は、カメラ15bを制御して、線虫を含むシャーレ21を撮像し、撮像で得られた画像データをストレージ16に保存する。画像処理部32は、この画像データを取得する。
続いて、本実施形態の走性解析値の第2の算出方法について説明する。第2の算出方法は、線虫のオブジェクトの面積値のヒストグラムにおけるピークを用いた走性解析値の算出方法である。
(ステップS410)まずカメラ制御部31は、カメラ15bを制御して、線虫を含むシャーレ21を撮像し、撮像で得られた画像データをストレージ16に保存する。画像処理部32は、この画像データを取得する。
(ステップS510)まず、解析部33は、線虫のオブジェクトの数と全走性解析領域における面積値のヒストグラム(図21参照)の極大点と極小点を求める。そして、インデックスnを1に設定する。
解析部33は、nが2以上のときには、n匹の面積範囲の下限をヒストグラムの左から(n−1)番目の極小点におけるx座標+1に設定する。
なお、n=1のときには、Xmax1を左から1番目の極大点におけるx座標とすると、1匹の面積値の下限をXmax1−(左から1番目の極大点の半値半幅)に設定してもよい。
10、10b プロセッサ
11 容器供給ユニット
111 供給コンベア
112 供給ロボット
12 静置台
13 容器取出ユニット
131 取出ロボット
132 容器搬送ユニット
1321 アーム
133 蓋取外ユニット
1331 ロボットハンド
134 センサ
14 制御部
15 撮像ユニット
151 支柱
152 ベース部材
153 光源
16 ストレージ
161 画像データベース
162 検査データベース
17 解析部
21、21b シャーレ
22 蓋
3 走性解析装置
31 カメラ制御部
32 画像処理部
33 解析部
Claims (17)
- 当該容器または当該容器内の培地に基準点が設けられた容器を用いて、線虫の走性解析をする走性解析方法であって、
当該容器内の線虫の分布態様を撮像するステップと、
前記基準点に基づいて、誘引領域及び/または忌避領域を決定するステップと、
前記決定された誘引領域及び/または忌避領域における線虫のオブジェクトを用いて、走性解析を実行するステップと、
を有する走性解析方法。 - 前記走性解析を実行するステップにおいて、前記決定された誘引領域の線虫の計数及び/または前記決定された忌避領域の線虫の計数を実行し、計数結果に応じて、走性解析結果を出力する
請求項1に記載の走性解析方法。 - 前記基準点は、前記容器を識別する容器識別情報が含まれるコードであり、
前記撮像するステップにおいて撮像された画像には、前記コードに対応するコードオブジェクトが含まれており、
前記コードオブジェクトから容器識別情報を読み取るステップと、
前記読み取った容器識別情報に関連付けて、前記走性解析を実行した結果である走性解析結果をストレージに記憶させるステップと、
を有する請求項1または2に記載の走性解析方法。 - 前記ストレージには、被験者を識別する被験者識別情報と容器識別情報が関連付けられて記憶されており、
前記ストレージを参照して、前記コードオブジェクトから読み取った容器識別情報に対応する被験者識別情報を特定するステップ
を有する請求項3に記載の走性解析方法。 - 前記基準点は、第1の基準点及び/または第2の基準点を含む
請求項1または2に記載の走性解析方法。 - 前記容器の内部を撮像する前に、前記容器の蓋を外すステップを有する
請求項1から5のいずれか一項に記載の走性解析方法。 - 前記誘引領域及び/または忌避領域を決定するステップにおいて、前記基準点オブジェクトの位置と前記容器のオブジェクトの中心とを通る直線の基準線に対する角度を決定し、予め誘引領域及び/または忌避領域が設定されている基準フォーマットを当該角度、回転させて、前記誘引領域及び/または忌避領域を決定する
請求項1から6のいずれか一項に記載の走性解析方法。 - 前記誘引領域及び/または忌避領域を決定するステップにおいて、前記基準点オブジェクトの位置と前記容器のオブジェクトの中心とを通る直線の基準線に対する角度を決定し、前記撮像して得られた画像を当該角度、回転させて、回転後の画像において前記誘引領域及び/または前記忌避領域を決定する
請求項1から6のいずれか一項に記載の走性解析方法。 - 容器または容器内の培地に基準点が設けられた容器を用いて、線虫の走性解析をする走性解析方法であって、
前記基準点と撮像装置とを所定の位置関係に位置決めするステップと、
当該容器内の線虫の分布態様を前記撮像装置により撮像するステップと、
誘引領域及び/または忌避領域を決定するステップと、
前記決定された誘引領域及び/または忌避領域における線虫のオブジェクトを用いて、走性解析を実行するステップと、
を有する走性解析方法。 - 前記誘引領域及び/または忌避領域を決定するステップにおいて、前記基準点オブジェクトの位置と前記容器のオブジェクトの中心とを通る直線の基準線に対する角度を決定し、前記容器を当該角度、回転させ、回転後の容器内の線虫の分布態様を撮像し、当該撮像された画像と、予め誘引領域及び/または忌避領域が設定されている基準フォーマットとを比較することによって、前記誘引領域及び/または前記忌避領域を決定する
請求項1から6のいずれか一項に記載の走性解析方法。 - 請求項1から10のいずれか一項に記載の走性解析方法と、
前記走性解析を実行することにより得られた走性解析結果を用いて、前記被験者のがんの可能性を評価するステップと、
を有するがん評価方法。 - 当該容器または当該容器内の培地に基準点が設けられた容器を用いて、線虫の走性解析をする走性解析システムであって、
当該容器内の線虫の分布態様を撮像するよう撮像ユニットを制御する制御部と、
前記撮像して得られた画像内に含まれる、前記基準点に対応する基準点オブジェクトの位置を検出し、当該位置を基準に、誘引領域及び/または忌避領域を決定し、前記決定された誘引領域及び/または忌避領域における線虫のオブジェクトを用いて、走性解析を実行する解析部と、
を有する走性解析システム。 - 当該容器または当該容器内の培地に基準点が設けられた容器を用いて、線虫の走性解析をするためのプログラムであって、コンピュータを、
当該容器内の線虫の分布態様を撮像して得られた画像内に含まれる、前記基準点に対応する基準点オブジェクトの位置を検出し、当該位置を基準に、誘引領域及び/または忌避領域を決定し、前記決定された誘引領域及び/または忌避領域における線虫のオブジェクトを用いて、走性解析を実行する解析部
として実行させるためのプログラム。 - 線虫の走性解析をする走性解析方法であって、
当該容器内の線虫の分布態様を撮像するステップと、
誘引領域及び/または忌避領域における線虫のオブジェクトが占める領域の面積値を用いて、走性解析を実行するステップと、
を有する走性解析方法。 - 請求項14に記載の走性解析方法と、
前記走性解析を実行することにより得られた走性解析結果を用いて、前記被験者のがんの可能性を評価するステップと、
を有するがん評価方法。 - 線虫の走性解析をする走性解析システムであって、
線虫及び被験者の検体が容器に滴下された後に、当該容器内の線虫の分布態様を撮像するよう撮像ユニットを制御する制御部と、
誘引領域及び/または忌避領域における線虫のオブジェクトが占める領域の面積値を用いて、走性解析を実行する解析部と、
を有する走性解析システム。 - 線虫の走性解析をするためのプログラムであって、コンピュータを、
線虫及び被験者の検体が容器に滴下された後に当該容器内の線虫の分布態様を撮像して得られた画像内に含まれる、誘引領域及び/または忌避領域における線虫のオブジェクトが占める領域の面積値を用いて、走性解析を実行する解析部
として実行させるためのプログラム。
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