JP5364430B2 - Cell image acquisition apparatus and cell image acquisition method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、細胞画像取得装置及び細胞画像取得方法に関する。 The present invention relates to a cell image acquisition device and a cell image acquisition method.
バイオテクノロジーの分野では、様々な条件下での種々の生細胞の反応を解明する目的で、多数の生細胞を対象とした統計解析が行なわれている。このような目的のため、従来、フローサイトメーターと呼ばれる装置が使用されてきたが、近年、顕微観察装置を用いて多数の生細胞の画像を取得し、取得した画像を解析することにより統計解析結果を得るという手法が用いられてきている。 In the field of biotechnology, statistical analysis is performed on a large number of living cells for the purpose of elucidating the reactions of various living cells under various conditions. For this purpose, a device called a flow cytometer has been used in the past, but in recent years, statistical analysis is performed by acquiring images of many living cells using a microscopic observation device and analyzing the acquired images. Techniques for obtaining results have been used.
ところで、実際に様々な条件下での生細胞の反応を統計解析するには、マイクロプレートなどの容器内で培養条件を制御して培養された非常に多くの生細胞を解析対象とする必要がある。このため、細胞画像を取得するための顕微観察装置としては、マイクロプレートなどの容器を下方より観察する倒立顕微鏡型の光学配置を採用し、さらに、撮像視野の変更、焦点合わせ、撮像などの、画像取得に関する一連の動作を自動化した装置が望まれる。 By the way, in order to actually analyze the reaction of living cells under various conditions, it is necessary to analyze a very large number of living cells cultured under controlled conditions in a vessel such as a microplate. is there. For this reason, as a microscopic observation device for acquiring a cell image, an inverted microscope type optical arrangement for observing a container such as a microplate from below is adopted, and further, such as changing the imaging field of view, focusing, and imaging, An apparatus that automates a series of operations related to image acquisition is desired.
従来、このような顕微観察装置として、例えば、次の特許文献1に記載の細胞スキャニングシステムがある。
Conventionally, as such a microscopic observation apparatus, for example, there is a cell scanning system described in
特許文献1に記載の細胞スキャニングシステムは、図4に示すように、電動フィルターホイール50を介して励起波長を切り替えることで、観察する蛍光波長を切り替え可能な倒立型蛍光顕微鏡51と、サンプルを収容したマイクロウェルプレート54を載置しXY方向に移動可能なXYステージ53と、倒立型蛍光顕微鏡51に備えられていて、倒立型
蛍光顕微鏡51の対物レンズの焦点合わせを行うためのZ軸焦点駆動装置55と、XYステージ53の移動を手動で操作可能なジョイスティック56と、高解像度デジタルカメラ57と、カメラ電源装置58と、自動制御装置59と、中央演算装置60と、所定のソフトウェアを有するパーソナルコンピュータ61と、ディスプレイ62を有して構成されている。図4中、52は光源である、
As shown in FIG. 4, the cell scanning system described in
このように構成された特許文献1に記載の細胞スキャニングシステムでは、細胞解析をおおむね次の手順で行うようになっている。
まず、オートスキャンを開始する前に、ユーザが、使用する生物学的標識に適合するフィルター設定及びチャネルを指定し、さらに検体輝度に適合するように露光時間などのカメラの設定を調整する。さらに、マイクロウェルプレート54におけるスキャン対象とすべきウェル、各ウェルにおける解析対象とすべき視野の数(種類)、および細胞の種類を指定する。
In the cell scanning system described in
First, before starting an autoscan, the user specifies filter settings and channels that match the biological label to be used, and adjusts camera settings such as exposure time to match the analyte brightness. Furthermore, the well to be scanned in the
次に、ユーザは、焦点合わせの方法を次の2つの方法から選択する。第1の方法は、細胞スキャニングシステムが、オートフォーカス手順を用いて、スキャンするように指定されたマイクロウェルプレート54の領域を自動的にプレフォーカスするというものである。第2の方法は、ユーザがスキャンする領域を定義するための3つの参照点を指定し、細胞スキャニングシステムが、指定された参照点をスキャニング領域としてプレフォーカスするというものである。そして、オートスキャン中にこれらの参照点から最小二乗法により“焦点面モデル”が計算され、各ウェルの焦点が、スキャン中の“焦点面モデル”から内挿することによって推定されるようになっている。
Next, the user selects a focusing method from the following two methods. The first method is that the cell scanning system automatically prefocuses the area of the
オートスキャンを開始すると、細胞スキャニングシステムは、マイクロウェルプレート54全体におけるウェルのスキャンパターン、及び各ウェルにおける撮像視野のスキャンパターンを決定する。そして、マイクロウェルプレート54は、ソフトウェアの制御を介して、自動的にXYステージ53を所定のウェルから次のウェルへ、また各ウェル内の所定視野から次の視野へ移動することによって螺旋状にスキャンされるようになっている。さらに、細胞スキャニングシステムでは、各視野位置において、Z軸焦点駆動装置55がオートフォーカス手順を用いてサンプルの焦点を調整し、電動フィルターホイール50がフィルター選択を制御し、CCDカメラ60がサンプルを撮像し、パーソナルコンピュータ61が撮像されたサンプルの画像を収集して解析する。そして、ディスプレイ62が、分析された細胞数、現在分析中のウェル、各独立波長の画像、及び各ウェルに対するスクリーニングの結果を含むスキャン状態などを動的に表示する。
When the auto scan is started, the cell scanning system determines the scan pattern of the well in the
このとき、オートフォーカス手順は、一般的には、各ウェルの第1撮像視野を対象として実行し、その後は、各ウェル内において1回当たり4〜5の撮像視野を対象として、ユーザが選択した頻度(回数)に応じて実行するようになっている。また、オートフォーカス手順は、事前に計算された焦点面モデルから内挿することによって、開始時のZ軸点を計算する。この設定点の上方又は下方で、オートフォーカス手順は、多数の様々な位置に機械的にZ軸を移動させ、各位置で画像を収集し、各画像のコントラストを推定する計算された焦点スコアの最大値を検出する。そして、最大焦点値を持つ画像のZ位置を当該撮像視野における焦点として決定する。 At this time, the autofocus procedure is generally executed for the first imaging field of each well, and thereafter, the user selects 4 to 5 imaging fields per time in each well. It is executed according to the frequency (number of times). The autofocus procedure also calculates the starting Z-axis point by interpolating from a pre-calculated focal plane model. Above or below this setpoint, the autofocus procedure mechanically moves the Z-axis to a number of different positions, collects images at each position, and calculates a calculated focus score that estimates the contrast of each image. Detect the maximum value. Then, the Z position of the image having the maximum focus value is determined as the focus in the imaging field.
しかしながら、特許文献1に記載の細胞スキャニングシステムにおいては、ウェルの全体を走査する際に、ウェルの外周部を含む撮像視野においては、ウェルの側壁部が視野内に入るため、画像のコントラストを正しく計算できなくなる。そのような場合、この撮像視野においては、オートフォーカス手順による焦点合わせが不可能となる。
また、特許文献1に記載の細胞スキャニングシステムにおいては、最小二乗法によって3点の参照点から算出した“焦点面モデル”を用いて、オートフォーカスの開始点を推定するようになっているが、マイクロウェルプレートの製造誤差は、平面に近似できる程度のものでない場合が多い。
したがって、特許文献1に記載の細胞スキャニングシステムのような従来の技術によっては、ウェル外周部を含む撮像視野で焦点が全く合わない画像になるため、解析結果に悪影響を与えてしまい易い。
However, in the cell scanning system described in
Further, in the cell scanning system described in
Therefore, depending on the conventional technique such as the cell scanning system described in
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、ウェル全体を走査する場合において、焦点合わせに失敗する撮像視野に対しても、概ね焦点が合った画像を取得することが可能な細胞画像取得装置及び細胞画像取得方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a conventional problem. When scanning the entire well, an image that is substantially in focus is acquired even for an imaging field of view in which focusing fails. It is an object of the present invention to provide a cell image acquisition apparatus and a cell image acquisition method capable of performing the above.
上記目的を達成するため、本発明による細胞画像取得装置は、対物レンズを備えた撮像装置と、細胞を収容したウェルを前記撮像装置の撮像位置に搬送する搬送装置と、前記撮像位置に搬送された前記ウェル内の対象物の合焦状態を検出する合焦検出装置と、前記合焦検出装置で検出した合焦状態に基づき、前記対物レンズの焦点を調節する合焦装置を有し、前記ウェル内の細胞の画像を自動的に取得する細胞画像取得装置において、前記撮像装置が、前記ウェルを複数の撮像視野に分けて撮像し、前記搬送装置が、前記ウェルの中心領域からその外側領域へ、前記撮像視野が螺旋状に移動するように、該ウェルを順次搬送し、前記合焦検出装置が、撮像視野ごとに焦点位置の検出を行い、焦点位置の検出に成功した撮像視野の焦点位置を所定の記憶領域に記憶し、さらに、所定の撮像視野において焦点位置の検出に失敗した場合、前記合焦検出装置が、前記所定の記憶領域に記憶されている前記撮像視野の焦点位置のうち、前記焦点位置の検出に失敗した所定の撮像視野から前記ウェルの中心領域に向かって最も近傍に位置する撮像視野の焦点位置を、該所定の記憶領域から抽出し、前記合焦装置が、前記抽出された撮像視野の焦点位置に前記対物レンズの焦点を合わせることを特徴としている。 In order to achieve the above object, a cell image acquisition device according to the present invention includes an imaging device provided with an objective lens, a transport device that transports a well containing cells to the imaging position of the imaging device, and the transported to the imaging position. A focus detection device that detects a focus state of the object in the well, and a focus device that adjusts the focus of the objective lens based on the focus state detected by the focus detection device, In a cell image acquisition device that automatically acquires an image of a cell in a well, the imaging device divides the well into a plurality of imaging fields of view, and the transfer device has an outer region from a central region of the well. Next, the wells are sequentially conveyed so that the imaging field of view moves in a spiral, and the focus detection device detects the focal position for each imaging field, and the focus of the imaging field that has succeeded in detecting the focal position. Place Stored in the storage area of the further, if it fails to detect the focus position in a predetermined imaging visual field, the focus detection device, of the focal position of the imaging field stored in the predetermined storage area, the the focal position of the imaging field of view toward the center region of the predetermined imaging visual field or al before Symbol wells fails to detect the focal position located near most, extracted from the predetermined storage area, the focusing device, The objective lens is focused on the extracted focal position of the imaging field of view.
本発明による細胞画像取得方法は、搬送装置が細胞を収容したウェルの中心領域からその外側領域へ、撮像視野が螺旋状に移動するように、該ウェルを順次搬送し、合焦検出装置が撮像視野ごとに焦点位置を検出し、合焦装置が前記撮像装置に備わる対物レンズの焦点を前記検出された焦点位置に合わせ、前記焦点合わせされた対物レンズの焦点で前記撮像装置が前記ウェルの撮像視野を撮像する細胞画像取得方法であって、前記撮像装置が、前記ウェルを複数の撮像視野に分けて撮像するステップと、前記搬送装置が、前記ウェルの中心領域からその外側領域へ、前記撮像視野が螺旋状に移動するように、該ウェルを順次搬送するステップと、前記合焦検出装置が、撮像視野ごとに焦点位置の検出を行い、焦点位置の検出に成功した撮像視野の焦点位置を所定の記憶領域に記憶するステップと、所定の撮像視野において焦点位置の検出に失敗した場合、前記合焦検出装置が、前記所定の記憶領域に記憶されている前記撮像視野の焦点位置のうち、前記焦点位置の検出に失敗した所定の撮像視野から前記ウェルの中心領域に向かって最も近傍に位置する撮像視野の焦点位置を、該所定の記憶領域から抽出し、前記合焦装置が、前記抽出された撮像視野の焦点位置に前記対物レンズの焦点を合わせるステップ、を有することを特徴としている。 Cell image acquiring method according to the invention, the central region of the U E le the transport device containing the cells to the outside area, so the imaging field of view moves in a spiral, sequentially conveyed the well, the focus detection The apparatus detects a focal position for each imaging field of view, and the focusing apparatus focuses the objective lens included in the imaging apparatus on the detected focal position, and the imaging apparatus uses the focal point of the focused objective lens to A cell image acquisition method for imaging an imaging field of a well, wherein the imaging device divides the well into a plurality of imaging fields, and the transfer device moves from a central region of the well to an outer region thereof. The step of sequentially transporting the wells so that the imaging field of view moves in a spiral manner, and the focus detection device detects the focal position for each imaging field of view and succeeds in detecting the focal position. Focus position and the step of storing in a predetermined storage area, if it fails to detect the focal position at a predetermined imaging field of view, focal point of the imaging field of view in which the focus detection device is stored in the predetermined storage area of a position, a focus position of the imaging field located near the most towards the central region of the focal position predetermined imaging visual field or al before Symbol wells fails to detect the, extracted from the predetermined storage area, the The focusing device has a step of focusing the objective lens on the focal position of the extracted imaging field of view.
本発明によれば、ウェル全体を走査する場合において、焦点合わせに失敗する撮像視野に対しても、概ね焦点が合った画像を取得することが可能な細胞画像取得装置及び細胞画像取得方法が得られる。 According to the present invention, when scanning the whole well, a cell image acquisition device and a cell image acquisition method capable of acquiring an image that is substantially in focus even for an imaging field of view that fails in focusing are obtained. It is done.
図1は本発明の細胞画像取得装置及び細胞画像取得方法において、マイクロウェルプレートを構成する1つのウェルに対して設定した、複数の撮像視野及び撮像視野の走査方向の一例を示す説明図である。
本発明の細胞画像取得装置及び細胞画像取得方法では、例えば、図1に示すように、マイクロウェルプレートを構成する1つのウェル1aの中心領域の撮像視野から走査を開始し、走査を進めるにしたがってウェル1aの外側領域へ撮像視野が螺旋状に移動するように、搬送装置(図2に示すXYステージ3)での搬送が制御されるように構成する。このようにすると、走査の初期段階の撮像視野には焦点合わせの障害となるウェル側壁は含まれないため、合焦検出装置からの焦点検出用の補助光を撮像視野に向けて照射したときに、補助光が対象物を照射し、対象物からの反射光が検出されるので、オートフォーカス(AF)を成功させることができる。走査が進行し、撮像視野がウェル1aの外側領域を含む領域に到達すると、撮像視野内にウェル側壁が含まれるようになる。このような場合、合焦検出装置からの焦点検出用の補助光を撮像視野に向けて照射したときに、対象物からの反射光が正しく検出されないので、オートフォーカスは成功しない。
FIG. 1 is an explanatory view showing an example of a plurality of imaging fields and scanning directions of imaging fields set for one well constituting a microwell plate in the cell image acquisition device and the cell image acquisition method of the present invention. .
In the cell image acquisition device and the cell image acquisition method of the present invention, for example, as shown in FIG. 1, scanning is started from the imaging field of view of the central region of one well 1a constituting the microwell plate, and as the scanning proceeds. The conveyance by the conveyance device (
ここで、本発明の細胞画像取得装置及び細胞画像取得方法では、合焦検出装置が、焦点位置の検出に成功した撮像視野の焦点位置を所定の記憶領域に記憶し、さらに、所定の撮像視野において焦点位置の検出に失敗した場合、合焦検出装置が、所定の記憶領域に記憶されている撮像視野の焦点位置のうち、焦点位置の検出に失敗した所定の撮像視野からウェルの中心領域に向かって最も近傍に位置する撮像視野の焦点位置(Z座標)を、所定の記憶領域から抽出し、合焦装置が、抽出された撮像視野の焦点位置に対物レンズの焦点を合わせるようにしている。
このようにすれば、対象物が存在せず、オートフォーカスに失敗する撮像視野に対しても、概ね焦点が合った画像を得ることができるようになる。
Here, in the cell image acquisition device and the cell image acquisition method of the present invention, the focus detection device stores the focal position of the imaging field that has been successfully detected in the focal position in a predetermined storage area, and further, the predetermined imaging field. in case of failure to detect the focus position, the focus detection device, of the focal position of the imaging field of view which is stored in a predetermined storage area, the predetermined imaging visual field or Lau E Le failed to detect the focal position focus position of the imaging field located near the most toward the center region (Z-coordinate), extracted from a predetermined storage area, focusing device focuses the objective lens to the extracted focus position of the imaging field I am doing so.
In this way, it is possible to obtain an image that is substantially in focus even with respect to an imaging field of view in which there is no target and autofocus fails.
第1実施形態
図2は本発明の第1実施形態にかかる細胞画像取得装置の概略構成を示す説明図である。
第1実施形態の細胞画像取得装置は、細胞を収容するマイクロウェルプレート1と、対物レンズ2と、マイクロウェルプレート1を載置し対物レンズ2の光軸に垂直な平面内でマイクロウェルプレート1を搬送して撮像位置の位置決めを行うXYステージ3と、対物レンズ3を経由して焦点検出用の補助光を、撮像位置に搬送された対象物に投射し、その反射光を受光して対象物の焦点位置を検出する合焦検出装置4と対物レンズ2の焦点を合焦検出装置4で検出された焦点位置に合わせる合焦装置(図示省略)とを備えたオートフォーカス手段と、サンプルを照明するための光源5と、光源5からの照明光の波長を選択するためのフィルター6と、サンプルからの光の波長のうち撮像に用いる波長を選択するためのフィルター7と、光源5からの照明光とサンプルからの光を分離するためのダイクロイックミラー8と、対物レンズ2からの光束を集光する結像レンズ9と、サンプルの像をデジタル信号に変換するためのCCDカメラ10と、XYステージ3、オートフォーカス手段の駆動を制御するとともに、CCDカメラ10からの画像データを処理するためのパーソナルコンピュータ11と、モニター12を備えて構成されている。
First Embodiment FIG. 2 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a cell image acquisition apparatus according to a first embodiment of the present invention.
The cell image acquisition apparatus according to the first embodiment includes a
さらに、第1実施形態の細胞画像取得装置は、パーソナルコンピュータ11を、合焦検出装置4が、焦点位置の検出に成功した撮像視野の焦点位置を所定の記憶領域(図示省略)に記憶し、合焦装置(図示省略)が、検出された撮像視野の焦点位置に対物レンズ2の焦点を合わせるとともに、所定の撮像視野において焦点位置の検出に失敗した場合、所定の記憶領域に記憶されている撮像視野の焦点位置のうち、焦点位置の検出に失敗した所定の撮像視野からウェルの中心領域に向かって最も近傍に位置する撮像視野の焦点位置(Z座標)を、所定の記憶領域(図示省略)から抽出し、合焦装置(図示省略)が、抽出された撮像視野の焦点位置に対物レンズ2の焦点を合わせるオートフォーカス駆動制御手段として機能させる制御プログラムを備えている。
Furthermore, the cell image acquisition device of the first embodiment stores the
図3は第1実施形態の細胞画像取得装置を用いた細胞解析処理手順を示すフローチャートである。
第1実施形態の細胞画像取得装置を用いて細胞解析を行うに先立ち、ユーザは、第一段階として、試験すべき条件でマイクロウェルプレート1の少なくとも1つのウェルに細胞を培養し、さらに当業者に一般的に知られている方法によって、例えば、細胞核、細胞内タンパクなどの観察すべき対象を蛍光標識する。
次いで、ユーザは、第二段階として、培養し、蛍光標識した細胞が収容されたマイクロウェルプレート1を、XYステージ3に載置する。
次いで、ユーザは、第三段階として、細胞画像取得装置による走査を開始させる前に、次の撮像条件を設定する。先ず、走査対象とするウェル、及びウェル内の撮像視野を指定することで、走査パターンを設定する。ここで、第1実施形態の細胞画像取得装置においては、図1に示したように、走査パターンとして、ウェルの中心領域を走査開始時の撮像視野として設定し、ウェルの中心領域からその外側領域へ、撮像視野が螺旋状に順次移動するように、XYステージ3によるマイクロウェルプレート1の搬送動作を設定する。また、ユーザは、撮像条件(露光条件、照明条件、観察条件)を設定し、さらに、オートフォーカス条件(焦点位置探索範囲)を設定する(ステップS101)。
第四段階として、ユーザは、図示省略したスタートボタンを押下等することによって、細胞画像取得装置に対し走査開始を指示する。(ステップS102)
FIG. 3 is a flowchart showing a cell analysis processing procedure using the cell image acquisition apparatus of the first embodiment.
Prior to performing cell analysis using the cell image acquisition device of the first embodiment, the user, as a first step, cultivates cells in at least one well of the
Next, as a second stage, the user places the
Next, as a third stage, the user sets the next imaging condition before starting scanning by the cell image acquisition device. First, a scanning pattern is set by designating a well to be scanned and an imaging field within the well. Here, in the cell image acquisition device of the first embodiment, as shown in FIG. 1, the central region of the well is set as the imaging field of view at the start of scanning as the scanning pattern, and the outer region extends from the central region of the well. Then, the conveying operation of the
As a fourth stage, the user instructs the cell image acquisition device to start scanning by pressing a start button (not shown). (Step S102)
走査開始が指示されると、細胞画像取得装置は、パーソナルコンピュータ11を介して、マイクロウェルプレート1が載置されたXYステージ3を駆動制御し、撮像位置に所定のウェルにおける所定の撮像視野(当該ウェルにおいて最初の走査である場合は、当該ウェルの中央領域の撮像視野)が位置するように搬送させ、その位置で停止させる(ステップS103)。
次いで、細胞画像取得装置は、パーソナルコンピュータ11に備わるオートフォーカス駆動制御手段を介して、オートフォーカスによる(合焦検出装置4による焦点検出及び合焦装置(図示省略)による対物レンズ2の焦点合わせ)を実行する(ステップS104)。
合焦検出装置4が、焦点検出に成功した場合、焦点位置の検出に成功した撮像視野の焦点位置を所定の記憶領域(図示省略)に記憶する。また、合焦装置(図示省略)が、検出された撮像視野の焦点位置に対物レンズ2の焦点を合わせる。次いで、CCDカメラ10が撮像を行い、取得した画像を保存する(ステップS105)
一方、合焦検出装置4が、焦点検出に失敗した場合、所定の記憶領域に記憶されている撮像視野の焦点位置のうち、焦点位置の検出に失敗した現在の撮像視野からウェルの中心領域に向かって最も近傍に位置する撮像視野の焦点位置(Z座標)を、所定の記憶領域(図示省略)から抽出し、合焦装置(図示省略)が、抽出された撮像視野の焦点位置を、当該撮像視野の焦点位置(Z座標)として、対物レンズ2の焦点を合わせる。次いで、CCDカメラ10が撮像を行い、取得した画像を保存する(ステップS106)
細胞画像取得装置は、このステップS103〜ステップS106の処理を、走査パターンが設定した全てのウェルにおける全ての撮像視野に対して撮像を完了するまで、繰り返す(ステップS107)。
全てのウェルにおける全ての撮像視野に対する撮像完了後、細胞画像取得装置は、撮像した画像に対して、所定の画像解析を実施し、細胞解析に必要なデータを抽出しモニター12に表示する(ステップS108)。
When the start of scanning is instructed, the cell image acquisition device drives and controls the
Next, the cell image acquisition device uses autofocus (focus detection by the focus detection device 4 and focusing of the
When the focus detection device 4 succeeds in focus detection, the focus position of the imaging field of view where the focus position has been successfully detected is stored in a predetermined storage area (not shown). Further, a focusing device (not shown) focuses the
On the other hand, when the focus detection device 4 fails in focus detection, the focus position of the imaging field stored in the predetermined storage area is changed from the current imaging field in which the focus position detection has failed to the center area of the well. headed focal position of the imaging visual field located near most of the (Z-coordinate), extracted from a predetermined storage area (not shown), a focusing device (not shown), the focal position of the extracted image capturing field, The
The cell image acquisition apparatus repeats the processing of step S103 to step S106 until imaging is completed for all imaging visual fields in all wells set by the scanning pattern (step S107).
After completion of imaging for all imaging fields in all wells, the cell image acquisition device performs predetermined image analysis on the captured images, extracts data necessary for cell analysis, and displays the data on the monitor 12 (step 1). S108).
第1実施形態の細胞画像取得装置及び細胞画像取得方法によれば、ウェルの中心領域の撮像視野から走査を開始するため、オートフォーカスが成功する焦点位置が必ず得られる。また、オートフォーカスに失敗した場合、所定の記憶領域に記憶されているオートフォーカスに成功した撮像視野の焦点位置のうち、オートフォーカスに失敗した撮像視野からウェルの中心領域に向かって最も近傍に位置する撮像視野の焦点位置を、所定の記憶領域から抽出して、オートフォーカスに失敗した撮像視野の焦点位置として用いるようにしたので、オートフォーカス手段を介して焦点を検出することができない撮像視野が存在しても、その撮像視野に対して焦点が概ね合った良好な画像を得ることができる。 According to the cell image acquisition device and the cell image acquisition method of the first embodiment, since scanning starts from the imaging field of view of the central region of the well, a focal position where autofocus is successful is always obtained. Also, if it fails to autofocus, among the focal position of the imaging field successfully autofocus stored in a predetermined storage area, toward the center region of the imaging visual field or Lau E Le failed to autofocus top Since the focus position of the imaging field of view located in the vicinity is extracted from a predetermined storage area and used as the focus position of the imaging field of view in which autofocus has failed, the focus can be detected via the autofocus means. Even if there is an imaging field that cannot be obtained, it is possible to obtain a good image that is substantially focused on the imaging field.
本発明の細胞画像取得装置及び細胞画像取得方法は、顕微観察装置を用いて多数の生細胞の画像を取得し、取得した画像を解析することにより統計解析結果を得るバイオテクノロジーの分野に有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The cell image acquisition device and cell image acquisition method of the present invention are useful in the field of biotechnology that acquires images of a large number of living cells using a microscopic observation device and obtains statistical analysis results by analyzing the acquired images. is there.
1 マイクロウェルプレート
1a ウェル
2 対物レンズ
3 XYステージ
4 合焦検出装置
5 光源
6、7 フィルター
8 ダイクロイックミラー
9 結像レンズ
10 CCDカメラ
11 パーソナルコンピュータ
12 モニター
50 電動フィルターホイール
51 倒立型蛍光顕微鏡
52 光源
53 XYステージ
54 マイクロウェルプレート
55 Z軸焦点駆動装置
56 ジョイスティック
57 高解像度デジタルカメラ
58 カメラ電源装置
59 自動制御装置
60 中央演算装置
61 パーソナルコンピュータ
62 ディスプレイ
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記撮像装置が、前記ウェルを複数の撮像視野に分けて撮像し、
前記搬送装置が、前記ウェルの中心領域からその外側領域へ、前記撮像視野が螺旋状に移動するように、該ウェルを順次搬送し、
前記合焦検出装置が、撮像視野ごとに焦点位置の検出を行い、焦点位置の検出に成功した撮像視野の焦点位置を所定の記憶領域に記憶し、さらに、
所定の撮像視野において焦点位置の検出に失敗した場合、前記合焦検出装置が、前記所定の記憶領域に記憶されている前記撮像視野の焦点位置のうち、前記焦点位置の検出に失敗した所定の撮像視野から前記ウェルの中心領域に向かって最も近傍に位置する撮像視野の焦点位置を、該所定の記憶領域から抽出し、前記合焦装置が、前記抽出された撮像視野の焦点位置に前記対物レンズの焦点を合わせることを特徴とする細胞画像取得装置。 An imaging device including an objective lens, a transport device that transports a well containing cells to an imaging position of the imaging device, and a focus that detects a focus state of an object in the well transported to the imaging position A cell image acquisition device having a detection device and a focusing device that adjusts the focus of the objective lens based on a focus state detected by the focus detection device, and automatically acquiring an image of a cell in the well In
The imaging device divides the well into a plurality of imaging fields and images,
The transport device sequentially transports the wells so that the imaging field of view moves spirally from the central region of the well to the outer region thereof,
The focus detection device detects a focal position for each imaging field, stores the focal position of the imaging field that has been successfully detected in the focal position in a predetermined storage area, and
When detection of a focal position in a predetermined imaging field of view fails, the focus detection device detects a predetermined position that has failed to detect the focal position among the focal positions of the imaging field of view stored in the predetermined storage area . the focal position of the imaging field located near the most towards the center region of the imaging visual field or al before Symbol well, extracted from the predetermined storage area, the focusing device, the focal position of the imaging field of view the extracted A cell image acquisition device characterized in that the objective lens is focused.
前記撮像装置が、前記ウェルを複数の撮像視野に分けて撮像するステップと、
前記搬送装置が、前記ウェルの中心領域からその外側領域へ、前記撮像視野が螺旋状に移動するように、該ウェルを順次搬送するステップと、
前記合焦検出装置が、撮像視野ごとに焦点位置の検出を行い、焦点位置の検出に成功した撮像視野の焦点位置を所定の記憶領域に記憶するステップと、
所定の撮像視野において焦点位置の検出に失敗した場合、前記合焦検出装置が、前記所定の記憶領域に記憶されている前記撮像視野の焦点位置のうち、前記焦点位置の検出に失敗した所定の撮像視野から前記ウェルの中心領域に向かって最も近傍に位置する撮像視野の焦点位置を、該所定の記憶領域から抽出し、前記合焦装置が、前記抽出された撮像視野の焦点位置に前記対物レンズの焦点を合わせるステップ、を有することを特徴とする細胞画像取得方法。 From the central region of the U E le the transport device containing the cells to the outside area, so the imaging field of view moves in a spiral, sequentially conveyed the well, the focus detection device the focal position for each imaging field A cell image is detected and the focusing device focuses the objective lens included in the imaging device on the detected focal position, and the imaging device images the imaging field of the well with the focus of the focused objective lens. An acquisition method,
The imaging device divides the well into a plurality of imaging fields and images,
The transport device sequentially transports the well so that the imaging field of view moves spirally from the central region of the well to the outer region;
The focus detection device detects a focal position for each imaging field, and stores the focal position of the imaging field that has been successfully detected in a predetermined storage area;
When detection of a focal position in a predetermined imaging field of view fails, the focus detection device detects a predetermined position that has failed to detect the focal position among the focal positions of the imaging field of view stored in the predetermined storage area . the focal position of the imaging field located near the most towards the center region of the imaging visual field or al before Symbol well, extracted from the predetermined storage area, the focusing device, the focal position of the imaging field of view the extracted And a step of focusing the objective lens on a cell image.
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