JP5668436B2 - 検体領域検出方法、検体領域検出装置及び検体領域検出プログラム - Google Patents

Description

本発明は、観察対象物の画像から、顕微鏡観察をすべき検体が存在する検体領域を検出するための検体領域検出方法、検体領域検出装置及び検体領域検出プログラムに関する。

病理診断の分野等において、病理組織等の検体に対して染色処理を施し、顕微鏡等により観察することが行われる。染色処理は、通常、特定の組織構造に特異性を有する染色剤に検体を浸漬させることによって行われる。染色の種類によっては免疫組織化学染色のように、検体中に当該構造が存在すれば、染色剤が当該構造に結合して発色するため、観察者が検体中の当該構造の有無を判断することが可能となる。

ここで、近年、顕微鏡画像の自動的撮像技術が普及している。この技術では、プレパラート等の観察対象物を低倍率で撮像して低倍率画像を取得し、この低倍率画像に対して輪郭検出等の画像処理を施す。これにより、低倍率画像のうち検体が存在する領域を顕微鏡観察対象領域として抽出し、この顕微鏡観察対象領域を顕微鏡により高倍率で撮像し、検体の高倍率画像を自動的に得るものである。通常、観察対象物の大部分は検体が存在しないいわば無駄な領域であるが、上記技術により、この無駄な領域を高倍率で撮像することを回避することが可能である。

例えば、特許文献１には、撮像された病理画像において「注目すべき領域」を検出し、当該領域に対して高倍率で撮像することによって、自動的に当該領域の高倍率画像を取得する病理画像組織撮影システムが記載されている。当該システムでは、注目すべき領域の検出に、病理画像の画素値（ＲＧＢ値）の差を利用している。

特開２００９−１７５０４０号公報（段落[００２６]、図２）

しかしながら、特許文献１に記載の試料観察方法では、注目すべき領域の検出に画素値の差を利用していることから、病理画像が画素値の差、即ちコントラストが小さい画像である場合には注目すべき領域を検出することは困難である。例えば、上記染色法の中には、陽性の組織のみが染色され、陰性の組織はほとんど染色されないようなものも存在する。このような場合、陰性の組織が検出されないことになる。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、コントラストの小さい領域であっても検体が存在する領域として検出することが可能な検体領域検出方法、検体領域検出装置及び検体領域検出プログラムを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る検体領域検出方法は、第１領域検出部が、観察対象物が可視光照射下で撮像された第１の画像においてコントラストを有する領域を第１の領域として検出する。
第２領域検出部が、上記観察対象物が紫外線照射下で撮像された第２の画像においてコントラストを有する領域を第２の領域として検出する。
検体領域規定部が、上記第１の領域と上記第２の領域とに基づき、上記観察対象物において体が存在する検体領域を規定する。

第１領域検出部は、観察対象物が可視光照射下で撮像された第１の画像において、コントラスト（輝度、色等の視覚的特徴を意味する）を有する領域を検出することができるが、コントラストの小さい領域は背景から抽出することができず、検出することができない。ここで、検体の中には、紫外線照射下で蛍光発光を生じるものが存在する。そのため、第２領域検出部が、観察対象物が紫外線照射下で撮像された第２の画像においてコントラストを有する領域を検出することにより、可視光照射下ではコントラストが小さくても紫外線照射下で蛍光発光を発する検体を検出することが可能となる。このため、検体領域規定部が、第１領域検出部が検出した第１の領域と第２領域検出部が検出した第２の領域に基づいて、可視光照射下ではコントラストが小さくても、紫外線照射下で蛍光発光を生じる検体の領域を検出することが可能である。

上記検体領域を規定する工程は、上記検体領域規定部が、上記第１の領域と上記第２の領域を加算することによって、上記検体領域を規定してもよい。

検体領域規定部は、第１の領域と第２の領域を加算した領域を検体領域とすることにより、可視光照射下においてコントラストを有する検体が存在する領域と、紫外線照射下においてコントラストを有する検体が存在する領域を漏れなく検体領域として規定することが可能である。

上記検体領域検出方法は、顕微鏡撮像範囲設定部が、上記検体領域に基づいて、上記観察対象物が顕微鏡を用いて撮像される顕微鏡撮像範囲を設定する工程をさらに具備してもよい。

検体領域を顕微鏡撮像範囲として設定することにより、観察対象物において撮像する必要のない、検体が存在しない領域の撮像を防止し、顕微鏡撮像の高速化あるいは画像メモリの節約等が可能となる。

上記検体は、アミノ酸を含有する生体組織であってもよい。

アミノ酸を含有する生体組織は、紫外線照射下で蛍光発光を生じる。このため、可視光照射下においてコントラストの小さい検体であっても、紫外線照射下において蛍光発光を生じ、本発明の検体領域検出方法によって検出することが可能となる。

上記検体は、免疫組織化学染色による染色処理が施されているものであってもよい。

免疫組織化学染色は、酵素で標識した抗体により抗原を検出する染色方法である。同染色を施した検体の、陽性（標識酵素が結合する構造を有する）の領域は可視光照射下においてコントラストを有するが、陰性（標識酵素が結合する構造を有しない）の領域は、可視光照射下においてほとんどコントラストを有しない。したがって、可視光照射下で撮像された画像にコントラストを利用した検出処理を施しても、陰性の領域を検出することはできない。しかし、本発明の検体領域検出方法では可視光照射下で撮像された画像（第１の画像）に加え、紫外線照射下で撮像された画像（第２の画像）に対しても検出処理を施すため、陰性の領域を検出することが可能となる。

本発明の一形態に係る検体領域検出装置は、第１領域検出部と、第２領域検出部と、染色領域算出部とを具備する。
上記第１領域検出部は、観察対象物が可視光照射下で撮像された第１の画像においてコントラストを有する領域を第１の領域として検出する。
上記第２領域検出部は、上記観察対象物が紫外線照射下で撮像された第２の画像においてコントラストを有する領域を第２の領域として検出する。
上記検体領域規定部は、上記第１の領域と上記第２の領域とに基づき、上記観察対象物において検体が存在する検体領域を規定する。

本発明の一形態に係る検体領域検出プログラムは、第１領域検出部と、第２領域検出部と、染色領域算出部ととして機能する。
上記第１領域検出部は、観察対象物が可視光照射下で撮像された第１の画像においてコントラストを有する領域を第１の領域として検出する。
上記第２領域検出部は、上記観察対象物が紫外線照射下で撮像された第２の画像においてコントラストを有する領域を第２の領域として検出する。
上記検体領域規定部は、上記第１の領域と上記第２の領域とに基づき、上記観察対象物において検体が存在する検体領域を規定する。

以上のように本発明によれば、コントラストの小さい領域であっても検体が存在する領域として検出することが可能な検体領域検出方法、検体領域検出装置及び検体領域検出プログラムを提供することが可能となる。

本発明の実施形態に係る顕微鏡システムの構成を示す模式図である。 同顕微鏡システムの検体領域検出装置の構成を示すブロック図である。 同顕微鏡システムの動作を示すフローチャートである。 同顕微鏡システムの検体領域検出装置の動作を示すフローチャートである。 同顕微鏡システムによって撮像される第１の画像の例である。 同顕微鏡システムによって撮像される第２の画像の例である。 同顕微鏡システムの第１領域検出部が検出した第１の領域を示す概念図である。 同顕微鏡システムの第２領域検出部が検出した第２の領域を示す概念図である。 同顕微鏡システムの検体領域規定部が規定した検体領域を示す概念図である。 同顕微鏡システムが設定した顕微鏡撮像範囲を示す概念図である。 本発明の実施例に係る、検体（豚ロース；ＩＨＣ染色（標識酵素Ｖｉｍｅｎｔｉｎ））の画像である。 本発明の実施例に係る、検体（豚ロース；ＩＨＣ染色（標識酵素Ｄｅｓｍｉｎ））の画像である。 本発明の実施例に係る、検体（豚ロース；ＩＨＣ染色（標識酵素ＡＥ１／ＡＥ３））の画像である。 本発明の実施例に係る、検体（豚ロース；ＩＨＣ染色（標識酵素ＬＣＡ））の画像である。 本発明の実施例に係る、検体（豚胃；ＩＨＣ染色（標識酵素Ｖｉｍｅｎｔｉｎ））の画像である。 本発明の実施例に係る、検体（豚胃；ＩＨＣ染色（標識酵素Ｄｅｓｍｉｎ））の画像である。 本発明の実施例に係る、検体（豚胃；ＩＨＣ染色（標識酵素ＡＥ１／ＡＥ３）の画像である。 本発明の実施例に係る、検体（豚胃；ＩＨＣ染色（標識酵素ＬＣＡ））の画像である。 本発明の実施例に係る、検体（豚腎臓；ＩＨＣ染色（標識酵素Ｖｉｍｅｎｔｉｎ））の画像である。 本発明の実施例に係る、検体（豚腎臓；ＩＨＣ染色（標識酵素Ｄｅｓｍｉｎ））の画像である。 本発明の実施例に係る、検体（豚腎臓；ＩＨＣ染色（標識酵素ＡＥ１／ＡＥ３））の画像である。 本発明の実施例に係る、検体（豚腎臓；ＩＨＣ染色（標識酵素ＬＣＡ））の画像である。 本発明の実施例に係る、検体（牛ギアラ；ＩＨＣ染色（標識酵素Ｖｉｍｅｎｔｉｎ））の画像である。 本発明の実施例に係る、検体（牛ギアラ；ＩＨＣ染色（標識酵素Ｄｅｓｍｉｎ））の画像である。 本発明の実施例に係る、検体（牛ギアラ；ＩＨＣ染色（標識酵素ＡＥ１／ＡＥ３））の画像である。 本発明の実施例に係る、検体（牛ギアラ；ＩＨＣ染色（標識酵素ＬＣＡ））の画像である。 本発明の実施例に係る、検体（牛心臓；ＩＨＣ染色（標識酵素Ｖｉｍｅｎｔｉｎ））の画像である。 本発明の実施例に係る、検体（牛心臓；ＩＨＣ染色（標識酵素Ｄｅｓｍｉｎ））の画像である。 本発明の実施例に係る、検体（牛心臓；ＩＨＣ染色（標識酵素ＡＥ１／ＡＥ３））の画像である。 本発明の実施例に係る、検体（牛心臓；ＩＨＣ染色（標識酵素ＬＣＡ））の画像である。 本発明の実施例に係る、検体（牛肝臓；ＩＨＣ染色（標識酵素Ｖｉｍｅｎｔｉｎ））の画像である。 本発明の実施例に係る、検体（牛肝臓；ＩＨＣ染色（標識酵素Ｄｅｓｍｉｎ））の画像である。 本発明の実施例に係る、検体（牛肝臓；ＩＨＣ染色（標識酵素ＡＥ１／ＡＥ３））の画像である。 本発明の実施例に係る、検体（牛肝臓；ＩＨＣ染色（標識酵素ＬＣＡ））の画像である。 本発明の実施例における、紫外線照射下における蛍光発光の強度を示す表である。 本発明の実施例に係る、検体（牛ギアラ；ＨＥ染色）の画像である。 本発明の実施例に係る、検体（豚胃；ＨＥ染色）の画像である。 本発明の実施例に係る、検体（豚腎臓；ＨＥ染色）の画像である

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。

［顕微鏡システムの構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る顕微鏡システム１の構成を示す模式図である。
同図に示すように、顕微鏡システム１は、顕微鏡２、顕微鏡制御ユニット３及び検体領域検出装置４から構成されている。顕微鏡制御ユニット３は、例えば顕微鏡２に付随的に設けられた電装部品であり、検体領域検出装置４は、例えば顕微鏡制御ユニット３に接続された情報処理装置である。ここに示す顕微鏡システム１の構成は例示であり、異なる構成とすることも可能である。

顕微鏡２は、顕微鏡制御ユニット３からの制御信号を受けて各部が動作する光学顕微鏡であり、下記の紫外線光源を有する点を除き一般的な顕微鏡とすることができる。具体的には、顕微鏡２は、高倍率撮像装置２１、高倍率鏡筒２２、低倍率撮像装置２７、低倍率鏡筒２８、ステージ２３、ステージ駆動部２４、可視光光源２５及び紫外線光源２６を有するものとすることができる。図１には、ステージ２３に載置されたプレパラートＰが示されている。

高倍率撮像装置２１は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device Image Sensor）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子を備えるデジタル撮像デバイスであり、顕微鏡撮像用のものを用いることができる。高倍率撮像装置２１は高倍率鏡筒２２に設けられ、高倍率鏡筒２２の光学系を介して、プレパラートＰの顕微鏡画像の撮像が可能に構成されている。高倍率撮像装置２１は、カラー撮像装置又はモノクロ撮像装置とすることができる。高倍率撮像装置２１は、顕微鏡制御ユニット３に接続され、撮像タイミングや露光量の制御を受ける。また、高倍率撮像装置２１は、撮像した画像データを、顕微鏡制御ユニット３を介して検体領域検出装置４に出力する。

低倍率撮像装置２７は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を備えるデジタル撮像デバイスである。低倍率撮像装置２７は低倍率鏡筒２８に設けられ、低倍率鏡筒２８の光学系を介して、プレパラートＰの全体画像の撮像が可能に構成されている。高倍率撮像装置２１には、撮像素子への紫外線の入射を防止するための紫外線（波長３９０ｎｍ以上）吸収フィルタが設けられている。低倍率撮像装置２７は顕微鏡制御ユニット３に接続され、撮像タイミングや露光量の制御を受ける。低倍率撮像装置２７は、生成した画像データを顕微鏡制御ユニット３を介して検体領域検出装置４に出力する。

高倍率鏡筒２２は、高倍率の対物レンズ、及びこれらの位置調整機構を内蔵し、プレパラートＰを所定の倍率、例えば２０倍や４０倍等の倍率で拡大できるように構成されている。高倍率鏡筒２２は、顕微鏡制御ユニット３に接続され、焦点深度調整（オートフォーカス）等の制御を受ける。

低倍率鏡筒２８は、低倍率の対物レンズ又は縮小光学系、及びこれらの位置調整機構を内蔵し、プレパラートＰを所定の倍率、例えば０．５倍、当倍、２倍等の倍率で拡大又は縮小できるように構成されている。また、低倍率鏡筒２８は、顕微鏡制御ユニット３に接続され、焦点深度調整（オートフォーカス）等の制御を受ける。

なお、図１においては、高倍率鏡筒２２及び高倍率撮像装置２１と低倍率鏡筒２８及び低倍率撮像装置２７とは別体となっているが、これらの鏡筒及び撮像装置は、ひとつの鏡筒とひとつの撮像装置とすることも可能である。この場合、鏡筒に設けられた対物レンズの交換により、高倍率と低倍率の切替を可能とすることができる。

ステージ２３は、プレパラートＰを支持し、低倍率鏡筒２８及び高倍率鏡筒２２の光学系に対して垂直方向（顕微鏡光学系の光軸方向）及び水平方向（上記光軸方向に直交する方向）に移動可能に構成されている。ステージ２３には、可視光光源２５又は紫外線光源２６から放出された光（紫外線を含む）を透過させる透過窓２３ａが設けられている。プレパラートＰはこの透過窓２３ａ上に配置される。また、ステージ２３は、プレパラートＰを高倍率鏡筒２２および低倍率鏡筒２８の撮影領域に移動させることができ、又は高倍率鏡筒２２および低倍率鏡筒２８が移動し、プレパラートＰの画像の低倍率画像及び高倍率画像を取得できるようしてもよい。

ステージ駆動部２４は、ステッピングモータ等の駆動機構を内蔵し、ステージ２３を上述の各方向に移動させる。ステージ駆動部２４は顕微鏡制御ユニット３に接続され、移動方向や移動量の制御を受ける。

可視光光源２５は、蛍光灯やＬＥＤ（Light Emitting Diode）等であり、ステージ２３の透過窓２３ａを介してプレパラートＰに可視光を照射する。可視光は、各色波長を含む白色光とすることができる。可視光光源２５は顕微鏡制御ユニット３に接続され、発光タイミングや発光強度等の制御を受ける。

紫外線光源２６は、紫外線ランプや紫外線ＬＥＤ等であり、ステージ２３の透過窓２３ａを介してプレパラートＰに紫外線を照射する。紫外線は、例えば波長３６５ｎｍのものとすることができる。紫外線光源２６は顕微鏡制御ユニット３に接続され、発光タイミングや発光強度等の制御を受ける。

顕微鏡２は以上のように構成されている。なお、顕微鏡２は、顕微鏡制御ユニット３によって焦点深度の調整や撮像等が自動的に実行されるものを想定しているが、これに限られず、ユーザによって手動で制御されるものとすることも可能である。この場合、ユーザは検体領域検出装置４の出力に基づいて顕微鏡２を制御する。

顕微鏡制御ユニット３は、マイクロプロセッサ等の電装部品で構成され、上述のように顕微鏡２の各部を制御する。顕微鏡制御ユニット３は、検体領域検出装置４に接続され、検体領域検出装置４の出力を顕微鏡２の制御に反映させる。

検体領域検出装置４は、低倍率撮像装置２７から供給される観察対象物（プレパラートＰ）の画像において検体が存在する「検体領域」を検出する。図２は、検体領域検出装置４の機能的構成を示すブロック図である。

同図に示すように、検体領域検出装置４は、第１領域検出部４１、第２領域検出部４２及び検体領域規定部４３を有する。第１領域検出部４１及び第２領域検出部４２はそれぞれ顕微鏡制御ユニット３に接続されている。検体領域規定部４３は、第１領域検出部４１及び第２領域検出部４２に接続されており、また顕微鏡制御ユニット３に接続されている。検体領域検出装置４の各構成は、プロセッサ、メモリ及びプログラム等の動作によって機能するものであり、詳細については後述する。

顕微鏡システム１は以上のように構成される。なお、検体領域検出装置４は、特定の機種の顕微鏡２及び顕微鏡制御ユニット３と共に顕微鏡システム１を構成するものではなくてもよく、任意の顕微鏡システムに追加的に導入することができるものとすることができる。

［顕微鏡システムの動作］
顕微鏡システム１の動作について説明する。

図３は、顕微鏡システム１の動作を示すフローチャートである。
なお、以下では、ユーザによる開始指示を受けて顕微鏡システム１が自律的に動作する場合について説明する。

ユーザによって開始指示が入力されると、顕微鏡システム１は「第１の画像」を撮像する（Ｓｔ１）。具体的には、低倍率撮像装置２７が顕微鏡制御ユニット３による制御信号を受けて、低倍率鏡筒２８を介してプレパラートＰを撮像する。この際、顕微鏡制御ユニット３により、可視光光源２５が発光され、可視光がプレパラートＰに透過光として照射される。即ち、第１の画像は可視光の照射下で撮像されたプレパラートＰの全体画像である。図５は第１の画像の例である。同図に示す第１の画像はモノクロ画像であるが、これは撮像されたカラー画像をモノクロ化したものである。

プレパラートＰは、スライドガラス上に検体を載置し、カバーガラスを被せたものである。検体は、乳ガン（の一種であるＨｅｒ２）の培養細胞と正常な培養細胞とにＩＨＣ（Immunohistochemistry）染色を施したものである。ＩＨＣ染色は、酵素で標識した抗体により、抗原を検出する方法である。図５に示すように、ＩＨＣ染色では、陽性（乳ガン細胞）の領域（図中にＨｅｒ２＋で示す）は染色され、陰性（正常細胞）の領域（図中にＨｅｒ２−で示す）は染色されない。このため、この画像に通常の領域検出処理を施しても、コントラストの小さい陰性の領域はバックグラウンドとして判断され、検出の対象とはならない。

このようにして撮像された第１の画像は、顕微鏡制御ユニット３を介して検体領域検出装置４の第１領域検出部４１に出力される。

なお、本発明を適用することが可能な検体は、上記乳ガンの細胞に限られない。後述の実施例において示すように、本発明は種々の検体に適用することが可能である。

次に、顕微鏡システム１は、プレパラートＰの光源を可視光光源２５から紫外線光源２６に切り替える（Ｓｔ２）。なお、ここで、プレパラートＰは第１の画像が撮像された位置のまま静置されている。プレパラートＰが当該位置から移動された場合には、後述するステップにおいて対応される。

続いて、顕微鏡システム１は「第２の画像」を撮像する（Ｓｔ３）。具体的には、低倍率撮像装置２７が顕微鏡制御ユニット３による制御信号を受けて、低倍率鏡筒２８を介してプレパラートＰを撮像する。この際、顕微鏡制御ユニット３により、紫外線光源２６が発光され、紫外線がプレパラートＰに透過光として照射される。即ち、第２の画像は紫外線の照射下で撮像されたプレパラートＰの全体画像である。図６は第２の画像の例である。同図に示す第２の画像はモノクロ画像であるが、これは撮像されたカラー画像をモノクロ化したものである。なお、プレパラートＰに照射されているのは紫外線であるが、上述のように低倍率撮像装置２７には紫外線吸収フィルタが設けられているため、撮像されるのは紫外線による励起によって発生した可視領域の光、即ち蛍光である。

図６に示すように、紫外線照射下では、第１の画像においてコントラストの小さかった陰性の領域（図中にＨｅｒ２−として示す）が発光し、第１の画像においてコントラストの大きかった陽性の領域（図中にＨｅｒ２＋として示す）は発光していない。このため、この画像に領域検出処理を施すことにより陰性の領域を検出することが可能である。なお、陰性の領域が紫外線照射により蛍光を発するのは、検体にアミノ酸が含有されているためと考えられる。一方、陽性の領域は、検体に含有されていたアミノ酸が染色剤との反応により分解されているために蛍光を発しないものと考えられる。このため、本発明は、アミノ酸を含有する検体（ほとんどの生体組織はアミノ酸を含有する）について応用することが可能であるといえる。

このようにして撮像された第２の画像は、顕微鏡制御ユニット３を介して検体領域検出装置４の第２領域検出部４２に出力される。

次に、顕微鏡システム１は、第１の画像及び第２の画像から「検体領域」を検出する（Ｓｔ４）。図４は、検体領域検出ステップの詳細を示すフローチャートである。このステップは、検体領域検出装置４が実行する。

第１領域検出部４１が、顕微鏡制御ユニット３から供給された第１の画像において「第１の領域」を検出する（Ｓｔ４１）。図７は、第１の領域の検出動作を示す概念図である。図７において第１の領域の輪郭を領域Ａ１として示す。図７（ａ）に示すように、第１領域検出部４１は、第１の画像に対して領域検出処理を施す。領域検出処理は、閾値処理とラベリング処理による領域抽出やデジタルフィルタを用いたエッジ検出等の、画像のコントラスト（輝度、色等の視覚的特徴）を利用した処理とすることができる。この第１領域検出部４１が第１の画像においてコントラストにより検出した領域を第１の領域とする。

上述のように、第１領域検出部４１は第１の画像においては、領域検出処理により陽性の領域を検出することは可能であるが、陰性の領域を検出することはできない。第１領域検出部４１は、図７（ａ）に示した第１の領域を、図７（ｂ）に示すように第１の画像の周縁に対する位置情報と共に検体領域規定部４３に出力する。

なお、第１領域検出部４１は、第１の領域と共に、「位置基準情報」を取得するものとすることもできる。位置基準情報は、第１の画像における特徴的な像の位置情報であり、例えば、プレパラートＰに貼付されているラベルの文字や、プレパラートＰの輪郭の像を特徴的な像とすることができる。この位置基準情報は、第１の画像の撮像と第２の画像の撮像の間にプレパラートＰの位置が移動された場合においても、後述する検体領域規定ステップ（Ｓｔ４３）が有効に実行できるようにするためのものである。位置基準情報の取得は、第１の撮像と第２の撮像の間にプレパラートＰが移動されないことが事前に判明している場合にはなされなくてもよい。第１領域検出部４１は、取得した位置基準情報も検体領域規定部４３に出力する。

次に、第２領域検出部４２が、顕微鏡制御ユニット３から供給された第２の画像において「第２の領域」を検出する（Ｓｔ４２）。図８は、第２の領域の検出動作を示す概念図である。図８において第２の領域の輪郭を領域Ａ２として示す。図８（ａ）に示すように、第２領域検出部４２は、第１の画像に対して領域検出処理を施す。領域検出処理は、閾値処理とラベリング処理による領域抽出やデジタルフィルタを用いたエッジ検出等の、画像のコントラスト（輝度、色等の視覚的特徴）を利用した処理とすることができる。この第２領域検出部４２が第２の画像においてコントラストにより検出した領域を第２の領域とする。

上述のように、第２領域検出部４２は第２の画像においては、陰性の領域が蛍光を発しているため、この領域を検出することが可能である。陽性の領域は蛍光を発しないため、このステップでは検出されない。第２領域検出部４２は、図８（ａ）に示した第２の領域を、図８（ｂ）に示すように第２の画像の周縁に対する位置情報と共に検体領域規定部４３に出力する。

なお、第２領域検出部４２は、第１領域検出部４１と同様に、位置基準情報を取得するものとすることもできる。この場合も、第２の画像における特徴的な像の位置情報を位置基準情報とする。第２領域検出部は、取得した位置基準情報も検体領域規定部４３に出力する。

続いて、検体領域規定部４３は、第１の領域と第２の領域を加算する（Ｓｔ４３）。検体領域規定部４３は、第１の画像の周縁と第２の画像の周縁が一致するように第１の領域と第２の領域を加算し、その加算された領域を検体が存在する検体領域として規定する。図９は、規定された検体領域を示す図である。図９において検体領域は、領域Ａ１及び領域Ａ２として示されている。検体領域規定部４３は、規定した検体領域を顕微鏡制御ユニット３に出力する。

検体領域規定部４３は、第１の画像及び第２の画像において位置基準情報が取得されている場合には、位置基準情報の比較を行う。位置基準情報が両画像においてずれている場合には、第１の画像の撮像と第２の画像の撮像の間においてプレパラートＰの位置が移動されていると判断し、位置基準情報が一致するように第１の領域又は第２の領域の各画像における位置を修正する。

続いて、図３に戻り、顕微鏡システム１は、「顕微鏡撮像範囲」を設定する（Ｓｔ５）。図１０は、顕微鏡撮像範囲を概念的に示す図である。図１０には、検体領域検出装置４によって算出された検体領域（領域Ａ１及びＡ２）と、その上に設定された顕微鏡撮像範囲（範囲Ｒとして示す）を示す。

顕微鏡撮像範囲は、所定の拡大倍率に設定された高倍率鏡筒２２を介しての、高倍率撮像装置２１の視野範囲に相当する範囲である。顕微鏡制御ユニット３は、ユーザによって入力された拡大倍率に応じて顕微鏡撮像範囲の大きさを決定する。ひとつの顕微鏡撮像範囲に検体領域の全てが含まれない場合は、顕微鏡制御ユニット３は図１０に示すように複数の顕微鏡撮像範囲を配置する。なお、顕微鏡制御ユニット３は同図に示すように周縁部が重畳するように顕微鏡撮像範囲を配置することができる。これは、後述する顕微鏡画像連結ステップにおける便宜のためである。

次に、顕微鏡システム１は、ステージ駆動部２４によってステージ２３を駆動する（Ｓｔ６）。顕微鏡制御ユニット３は、顕微鏡撮像範囲が高倍率撮像装置２１の視野に一致するようにステージ駆動部２４に制御信号を出力する。顕微鏡制御ユニット３は、第２の画像の中心の座標と顕微鏡撮像範囲の中心の座標の差異をステージ２３の移動量とすることができる。顕微鏡撮像範囲が複数設定されている場合、顕微鏡制御ユニット３は撮像する順序を決定し、最初の顕微鏡撮像範囲をステージ移動の対象とする。

次に、顕微鏡システム１は、高倍率撮像装置２１によってプレパラートＰの顕微鏡画像を撮像する（Ｓｔ７）。顕微鏡制御ユニット３は、ユーザによって指定された拡大倍率となるように、また、その拡大倍率においてピントが一致するように高倍率鏡筒２２に制御信号を出力する。さらに顕微鏡制御ユニット３は、高倍率撮像装置２１に制御信号を出力し、プレパラートＰを撮像させる。上記のようにステージ２３が移動されているため、高倍率撮像装置２１の視野は顕微鏡撮像範囲に一致している。

顕微鏡撮像範囲が複数設定されている場合、顕微鏡制御ユニット３は、再びステージ駆動部２４によってステージ２３を駆動し、高倍率撮像装置２１によってプレパラートＰの次の顕微鏡撮像範囲を撮像させる。顕微鏡制御ユニット３はこのステージ２３の駆動（Ｓｔ６）と高倍率撮像装置２１による顕微鏡撮像（Ｓｔ７）を、全ての顕微鏡撮像範囲が撮像されるまで繰り返し実行する。

相互に隣接する顕微鏡画像が複数撮像されている場合、顕微鏡システム１は、個々の顕微鏡画像を連結する（Ｓｔ８）。具体的には、顕微鏡制御ユニット３は、隣接する２枚の顕微鏡画像の重畳領域において複数の特徴点を抽出し、その特徴点が一致するようにこれらの画像を結合（スティッチング）させることができる。これにより、連続する染色領域がひとつの顕微鏡撮像範囲より大きいサイズであっても、当該染色領域の連続する顕微鏡画像を取得することが可能となる。

以上のように、本実施形態に係る顕微鏡システム１は、可視光照射下と紫外線照射下においてそれぞれ検体領域検出用の画像を取得してその検出結果を加算し、顕微鏡による撮像範囲を決定する。これにより、可視光照射下においては低コントラスのために検出できない領域であっても検出することが可能となる。

本発明はこの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において変更することが可能である。

本発明の実施例について説明する。上述のように、本発明は、種々の検体に対して適用可能である。以下に、種々の検体について、可視光照射下及び紫外線照射下において等倍率で撮像した画像、即ち、上記実施形態における第１の画像及び第２の画像に相当する画像を示す。本実施例では、各検体が紫外線照射下で蛍光発光を発するか否かを観察した。

検体は、豚や牛等の生体組織に染色を施したものを用いた。生体組織は、豚ロース、豚胃、豚腎臓、牛ギアラ（第４胃）、牛心臓及び牛肝臓である。各生体組織はＶｉｍｅｎｔｉｎ、Ｄｅｓｍｉｎ、ＡＥ１／ＡＥ３及びＬＣＡの４種類の標識酵素によるＩＨＣ染色が施されている。図１１乃至図３４は各検体の可視光照射下及び紫外線照射下の画像である。各図において図（ａ）が可視光照射下の画像であり、図（ｂ）が紫外線照射下の画像である。なお、これらの画像は、カラー撮像されたものをモノクロ化した画像である。また、図３５に、各検体についての蛍光発光の観察結果を表にして示す。この表において、蛍光発光が観察されたものには○、弱い蛍光発光が観察されたものには△、蛍光発光が観察されなかったものには×を付した。

図１１乃至図１４は、豚ロースの可視光照射下及び紫外線照射下の画像である。図１１はＶｉｍｅｎｔｉｎ、図１２はＤｅｓｍｉｎ、図１３はＡＥ１／ＡＥ３、図１４はＬＣＡをそれぞれ標識酵素とした。これらの図に示すように、各標識酵素において蛍光発光が観察された。

図１５乃至図１８は、豚胃の可視光照射下及び紫外線照射下の画像である。図１５はＶｉｍｅｎｔｉｎ、図１６はＤｅｓｍｉｎ、図１７はＡＥ１／ＡＥ３、図１８はＬＣＡをそれぞれ標識酵素とした。これらの図に示すように、各標識酵素において蛍光発光が観察されたが、ＡＥ１／ＡＥ３の蛍光発光は弱いものであった。

図１９乃至図２２は、豚腎臓の可視光照射下及び紫外線照射下の画像である。図１９はＶｉｍｅｎｔｉｎ、図２０はＤｅｓｍｉｎ、図２１はＡＥ１／ＡＥ３、図２２はＬＣＡをそれぞれ標識酵素とした。これらの図に示すように、各標識酵素において蛍光発光が観察された。Desminこれらの図に示すように各標識酵素において

図２３乃至図２６は、牛ギアラの可視光照射下及び紫外線照射下の画像である。図２３はＶｉｍｅｎｔｉｎ、図２４はＤｅｓｍｉｎ、図２５はＡＥ１／ＡＥ３、図２６はＬＣＡをそれぞれ標識酵素とした。これらの図に示すように、Ｖｉｍｅｎｔｉｎの蛍光発光はみられず、Ｄｅｓｍｉｎ及びＡＥ１／ＡＥ３の蛍光発光は弱いものであった。ＬＣＡの蛍光発光は観察された。

図２７乃至図３０は、牛心臓の可視光照射下及び紫外線照射下の画像である。図２７はＶｉｍｅｎｔｉｎ、図２８はＤｅｓｍｉｎ、図２９はＡＥ１／ＡＥ３、図３０はＬＣＡをそれぞれ標識酵素とした。これらの図に示すように、各標識酵素において蛍光発光が観察されたが、Ｖｉｍｅｎｔｉｎ及びＤｅｓｍｉｎの蛍光発光は弱いものであった。

図３１乃至図３４は、牛肝臓の可視光照射下及び紫外線照射下の画像である。図３１はＶｉｍｅｎｔｉｎ、図３２はＤｅｓｍｉｎ、図３３はＡＥ１／ＡＥ３、図３４はＬＣＡをそれぞれ標識酵素とした。これらの図に示すように、各標識酵素において蛍光発光が観察されたが、ＡＥ１／ＡＥ３の蛍光発光は弱いものであった。

図３５に示すように、蛍光発光するか否かはＩＨＣ染色の標識酵素や生体組織の種類によって異なり、全ての検体が蛍光発光を生じるのものではないが、大部分の検体が蛍光発光を生じるものであった。

また、ＩＨＣ染色以外の染色処理についても検討を実施した。以下、ＨＥ（Hematoxylin-Eosin）染色を施した検体の蛍光発光について説明する。図３６乃至図３８はＨＥ染色が施された生体組織の可視光照射下及び紫外線照射下の画像である。生体組織は、図３６は牛ギアラであり、図３７は豚胃であり、図３８は豚腎臓である。これらの画像は、カラー撮像されたものをモノクロ化した画像である。

これらの図に示すように、ＨＥ染色においても、紫外線照射下で蛍光発光が生じていることが観察された。ＨＥ染色が施された検体は、可視光照射下では反射光及び透過光によって観察されるが、紫外線照射下では自らの蛍光発光により観察されるため、微小領域の検体の検出が容易となる。

１…顕微鏡システム
２…顕微鏡
３…顕微鏡制御ユニット
４…検体領域検出装置
４１…第１領域検出部
４２…第２領域検出部
４３…検体領域規定部

Claims (4)

1. 第１領域検出部が、観察対象物が可視光照射下で第１の拡大倍率で撮像された第１の画像においてコントラストを有する領域を第１の領域として検出し、
   第２領域検出部が、前記観察対象物が紫外線照射下で前記第１の拡大倍率で撮像された第２の画像においてコントラストを有する領域を第２の領域として検出し、
   検体領域規定部が、前記第１の領域と前記第２の領域を加算し、前記観察対象物において免疫組織化学染色による染色処理が施された検体が存在する検体領域を規定し、
   顕微鏡撮像範囲設定部が、前記観察対象物が顕微鏡を用いて撮像される顕微鏡撮像範囲を、前記検体領域と、前記第１の拡大倍率より大きい拡大倍率である第２の拡大倍率の前記顕微鏡の視野範囲とに基づいて設定する
   検体領域検出方法。
2. 請求項１に記載の検体領域検出方法であって、
   前記検体は、アミノ酸を含有する生体組織である
   検体領域検出方法。
3. 観察対象物が可視光照射下で第１の拡大倍率で撮像された第１の画像においてコントラストを有する領域を第１の領域として検出する第１領域検出部と、
   前記観察対象物が紫外線照射下で前記第１の拡大倍率で撮像された第２の画像においてコントラストを有する領域を第２の領域として検出する第２領域検出部と、
   前記第１の領域と前記第２の領域を加算し、前記観察対象物において免疫組織化学染色による染色処理が施された検体が存在する検体領域を規定する検体領域規定部と、
   前記観察対象物が顕微鏡を用いて撮像される顕微鏡撮像範囲を、前記検体領域と、前記第１の拡大倍率より大きい拡大倍率である第２の拡大倍率の前記顕微鏡の視野範囲とに基づいて設定する顕微鏡撮像範囲設定部と
   を具備する検体領域検出装置。
4. 観察対象物が可視光照射下で第１の拡大倍率で撮像された第１の画像においてコントラストを有する領域を第１の領域として検出する第１領域検出部と、
   前記観察対象物が紫外線照射下で前記第１の拡大倍率で撮像された第２の画像においてコントラストを有する領域を第２の領域として検出する第２領域検出部と、
   前記第１の領域と前記第２の領域を加算し、前記観察対象物において免疫組織化学染色による染色処理が施された検体が存在する検体領域を規定する検体領域規定部と、
   前記観察対象物が顕微鏡を用いて撮像される顕微鏡撮像範囲を、前記検体領域と、前記第１の拡大倍率より大きい拡大倍率である第２の拡大倍率の前記顕微鏡の視野範囲とに基づいて設定する顕微鏡撮像範囲設定部と
   として情報処理装置を機能させる検体領域検出プログラム。