JP5783485B2 - 画像解析による管腔形成試験の評価方法および評価装置 - Google Patents
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しかも、濃度別に各評価項目の管腔形成能を相対値として算出する段階と、評価項目数に応じて放射状に伸びた軸上に、前記算出された管腔形成能の相対値をプロットして、濃度別にレーダーチャートを作成する段階と、前記濃度別のレーダーチャートの原点とプロットした点までの距離によって算出したチャート多角形の大きさと歪みに基づいて管腔形成能を合算する段階と、算出した濃度別の合算値である管腔形成能をシグモイド曲線へ当てはめて濃度依存的阻害曲線を算出する段階とを備えているので、作用させる物質の低濃度、中濃度、高濃度へと変化する濃度に対応した阻害作用が評価でき、濃度変化に応じた連続的な阻害効果が評価できる。
しかも、レーダーチャートを観察するだけでなく、チャート多角形の大きさと歪みを利用して評価値を合算しているので、計測された複数の評価項目の評価値を濃度毎にひとつの数値である管腔形成能として算出できる利点もある。
さらに、本発明は、各濃度で算出された管腔形成能をもとに、シグモイド曲線に近似される濃度依存的阻害曲線を求め、濃度変化に応じた連続的な阻害効果を評価できるので、目視によって感覚的に判断するのと異なり、客観的に正確に、薬理作用の評価として重要な50%阻害濃度が算定できる。
濃度毎の画像数は以下の通りである。
管腔形成(0μM):22、1μM:12、10μM:16、20μM:25、40μM:10、60μM:7、80μM:9、100μM:11
ここで観察される管腔形成の阻害の実際を勘案すると、網目領域は、0μMでの網目領域が複数集まってひとつの網目領域となることがあり、面積は0μMでのそれより大きくなる可能性がある。高濃度では、図5(b)で示すように管腔の凝集によって孤立した網目領域が現われ、このような場合では管腔部が太くなり、網目の拡張面積や拡張処理回数は0μMでのそれより大きくなる可能性が出てくる。したがって、図9のテーブルのように、相対値が0μMを表す100を超えることもあり得る。このような状況も阻害効果として評価するため、管腔形成能の算出手段23は、0μMの指標100との絶対誤差を100から減算した指標を管腔形成能として算出し、計測結果テーブル31の管腔形成能の欄に保存した(図9)。
レーダーチャートは、特許文献2の腫瘍細胞に対する阻害剤の増殖抑制効果を評価する方法、特許文献3のご飯外観の数値評価方法や特許文献4の皮膚表面形態特徴検出方法などで使用されている。ひとつの対象に対して計測した複数項目の指標群を一括して表示するグラフとして多用され、対象の特徴が総合的に表現できると認められている。レーダ探知機を模倣して複数項目の指標群を表示するために、放射状に等間隔に配置された、統一された縮尺による項目軸上に、あらかじめ各項目において正規化された値が点として示され、これらを結んで多角形が描かれている。観察者は、この多角形を視感評価して、その対象の特徴を定性的に読み取っている。
40μMと100μMでのチャート上の劇的な変化は、図8の画像を観察して得られる視感評価と合致している。したがって、計算した網目領域数、網目領域の面積、その拡張面積、拡張領域の周長、拡張処理の回数が低濃度、中濃度、高濃度への変化に対応した阻害効果を定量評価する項目として有効であることが、視覚的に確かめられた。
の指標群から作られるレーダーチャートのn角形と等しい面積の円の半径をriとする。このときの濃度iにおける評価Piを数1の式で算出する。
21 網目領域の計測手段
22 領域属性の計測手段
23 相対値としての管腔形成能の算出手段
24 レーダーチャート作成手段
25 チャート多角形に基づいた合算手段
26 濃度依存的阻害曲線と50%阻害濃度の算出手段
31 計測結果テーブル
41 表示器
Claims (2)
- 血管内皮細胞によって網目を呈した管腔が形成されている状態の試料を撮像して得られた画像に基づいて、管腔形成の過程で作用させた物質の濃度が管腔形成に及ぼす阻害効果を調べるための管腔形成試験の評価方法において、管腔形成の状態、前記物質の濃度を変えて作用させた状態、それぞれの評価対象画像データを複数用意する段階(S1)と、前記評価対象画像データ毎に、各々から網目領域を抽出し、各網目領域の面積と当該画像上で抽出された網目領域数を計測する段階(S2)と、各網目領域における拡張面積、拡張周長、拡張回数を属性評価項目として計測する段階(S3)と、前記物質の濃度毎に、各評価項目の管腔形成能を管腔形成の状態との相対値として算出した後、これらの相対値において管腔形成の状態との絶対誤差を減算して管腔形成能とする段階(S4)と、評価項目数に応じて放射状に伸びた軸上に、前記算出された管腔形成能の相対値をプロットして、物質の濃度別にレーダーチャートを作成する段階(S5)と、プロットした点によって形成されたチャート多角形の大きさを前記チャート多角形と等しい面積の円の半径で表し、物質の濃度別の半径と管腔形成の状態でのチャート多角形の大きさを表す半径の比をレーダーチャートの大きさの指標とし、各濃度での各評価項目の管腔形成能の相対値と前記濃度でのチャート多角形の大きさを表す半径の比を評価項目すべてについて積算してレーダーチャートの形状の歪みの指標とし、各濃度において、レーダーチャートの大きさの指標と歪みの指標を積算して合算し、前記濃度での管腔形成能の評価値を算出する段階(S6)と、算出した濃度別の合算値である管腔形成能の評価値をシグモイド曲線へ当てはめて濃度依存的阻害曲線を算出する段階(S7)とを備えたことを特徴とする画像解析による管腔形成試験評価方法。
- 血管内皮細胞によって網目を呈した管腔が形成されている状態の試料を撮像して得られた画像に基づいて、管腔形成の過程で作用させた物質の濃度が管腔形成に及ぼす阻害効果を調べるための管腔形成試験評価装置において、管腔形成の状態、前記物質の濃度を変えて作用させた場合、それぞれの評価対象画像データを受領し、該評価対象画像データの各々から管腔形成能の指標となる網目領域を抽出し、各網目領域の面積と当該画像上で抽出された網目領域数を計測する網目領域数の計測手段(21)と、網目領域の属性評価項目として、拡張面積、拡張周長、拡張回数を計測する計測手段(22)と、濃度別に各評価項目の管腔形成能を管腔形成の状態との相対値として算出した後、これらの相対値において管腔形成の状態との絶対誤差を減算した管腔形成能の算出手段(23)と、前記網目領域の面積と網目領域数の計測手段の出力、前記網目領域の前記属性評価項目の計測手段の出力、および管腔形成能の算出手段の出力、それぞれの出力を受けて記憶する計測結果テーブル(31)と、評価項目数に応じて放射状に伸びた軸上に、前記算出された管腔形成能の相対値をプロットして、濃度別にレーダーチャートを作成するレーダーチャート作成手段(24)と、プロットした点によって形成されたチャート多角形の大きさを前記チャート多角形と等しい面積の円の半径で表し、物質の濃度別の半径と管腔形成の状態でのチャート多角形の大きさを表す半径の比をレーダーチャートの大きさの指標とし、各濃度での各評価項目の管腔形成能の相対値と前記濃度でのチャート多角形の大きさを表す半径の比を評価項目すべてについて積算してレーダーチャートの形状の歪みの指標とし、各濃度において、レーダーチャートの大きさの指標と歪みの指標を積算して合算し、前記濃度での管腔形成能の評価値を算出する手段(25)と、算出した濃度別の合算値である管腔形成能の評価値をシグモイド曲線へ当てはめて近似式を作成するとともに、前記近似式から濃度依存的阻害曲線と50%阻害濃度を算出する(26)手段と、少なくとも前記算出された濃度依存的阻害曲線を表示する表示手段(41)とを備えた管腔形成試験評価装置。
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