JP6047870B2 - 3dデータ解析のための装置、方法及びプログラムと、微小粒子解析システム - Google Patents
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Description
メータを軸としたサイトグラム上においては、解析対象とする細胞小集団と不要な細胞と
が重なり合う領域に存在している場合がある。例えば、ヒト末梢血をサンプルとしてリンパ球の解析を行う際、前方散乱光(FS)と側方散乱光(SS)を軸にとったサイトグラム上では、一部の単球がリンパ球と同一の領域に存在する場合がある。
この3Dデータ解析装置によれば、任意に選択した3種のパラメータを座標軸とした三次元分布図を立体視しながらデータ解析のための領域を設定し、該領域における変数値及び/又は分布頻度の解析結果を得ることができる。
この3Dデータ解析装置の前記3D立体画像において、前記平面は、前記座標軸に垂直な面であり、平面と座標軸との交点に配置された標識図形が前記入力部からの入力信号に基づいて移動されるに伴って位置変更されるものとできる。あるいは、前記平面を、前記座標軸の各軸にそれぞれ垂直な3つの面とする場合には、前記平面は、3つの平面の交点に配置された標識図形が前記入力部からの入力信号に基づいて移動されるに伴って一体に位置変更されるものとしてもよい。
また、前記平面は、半透明で表示され、該画像の立体像観察時において該平面よりも奥に前記図形を観察可能とするものであることが好ましい。さらに、前記平面は、前記入力部からの信号入力時にのみ前記3D立体画像中に表示され、又は、前記入力部からの入力信号に基づいて前記3D立体画像中への表示の有無を切り換え可能とされることが好ましい。
この3Dデータ解析装置は、前記入力部からの入力信号に基づいて前記表示部において前記3D立体画像を回転させ、任意に選択された座標軸方向からの該画像の立体像を観察できるように構成されることが好ましい。
細胞には、動物細胞(血球系細胞など)及び植物細胞が含まれる。微生物には、大腸菌等の細菌類、タバコモザイクウイルス等のウイルス類、イースト菌等の菌類などが含まれる。生体関連粒子には、各種細胞を構成する染色体、リポソーム、ミトコンドリア、オルガネラ(細胞小器官)なども含まれる。さらに、生体関連粒子には、核酸やタンパク質、これらの複合体などの生体関連高分子も包含され得るものとする。工業用粒子は、有機もしくは無機高分子材料、金属などであってもよい。有機高分子材料には、ポリスチレン、スチレン・ジビニルベンゼン及びポリメチルメタクリレートなどが含まれる。無機高分子材料には、ガラス、シリカ及び磁性体材料などが含まれる。金属には、金コロイド及びアルミなどが含まれる。これら微小粒子の形状は、一般には球形であるが、非球形であってもよい。また、微小粒子の大きさや質量なども特に限定されない。
1.3Dデータ解析装置の構成
2.3D立体画像の表示
3.データ解析
4.データ表示
5.3D立体画像の特徴
(5−1)図形の形状
(5−2)図形のシェード処理
(5−3)座標軸
(5−4)動画像
6.3Dデータ解析プログラム
図1に、本技術に係る3Dデータ解析装置の装置構成を示す。ここでは、3Dデータ解析装置を微小粒子測定装置に連設して微小粒子解析システムとして構成した実施形態を示す。また、図2に、この微小粒子解析システムの機能的構成を示す。以下では、微小粒子測定装置としてフローサイトメータを用いる場合を例に説明する。
図3に、本技術に係る3Dデータ解析装置により表示される三次元分布図を模式的に示す。この三次元分布図は、表示部142に3D立体画像により表示され、ユーザによって立体的に視認され得るものである。
データ分析のための解析領域の設定は、ユーザが、表示部142に表示された3D立体画像を見ながら、マウス41あるいはキーボード42などの入力デバイスを用いて、三次元分布図5の座標空間6を複数の領域に区分けする平面を設定することによって行われる。図5に、設定される平面と領域の具体例を示す。ここでは、簡略のため、1つの座標軸Xに沿って平面(以下、「ガイド面」とも称する)51によって座標空間6を2つの領域61,62に区分けする例を示した。
データ処理部120は、各領域におけるパラメータの値及び/又は分布頻度を計算し、表示部142に、パラメータの値及び/又は分布頻度に関する情報(解析結果)を表示させる。
以下、本技術に係る3Dデータ解析装置により表示される3D立体画像の特徴について順に説明する。
図3中符号7で示した微小粒子に対応する図形は、所定形状のポリゴンの組み合わせからなる多面体として計算され、3D立体画像中に表示される。上記のように、データ処理部120は、ユーザが選択したパラメータの測定値に基づいて各微小粒子の座標空間内の位置と図形7を計算し、三次元分布図を作成する。この際、図形7を所定形状のポリゴンの組み合わせからなる多面体として計算することで、データ処理部120における計算負荷を軽減できる。また、図形7を所定形状のポリゴンの組み合わせからなる多面体として3D立体画像中に表示することで、立体視した際の画像の立体感を増強することができる。
3D立体画像において、図形7は、立体視した際に手前に観察される図形ほど濃く、奥に観察される図形ほど淡く表示される。このように図形7の濃淡を変化させる処理を、以下「シェード処理」と称するものとする。
3D立体画像において、座標軸は、立体視した際に手前に観察される部分ほど太く、奥に観察される分ほど細く表示される。太さを変化させた座標軸の立体像の概念図を図14に示す。このように、座標軸の太さを変化させることによって、3D立体画像の立体像に奥行きを与えて立体感を向上できる。
既に説明したように、表示部142(ディスプレイ43)への3D立体画像の表示は、入力部141(マウス41あるいはキーボード42など)からのユーザの入力信号に基づき任意に回転、拡大あるいは縮小させて行ってもよい。3D立体画像を回転する際には、図3に示したように、座標空間6を構成する立体形状(図では立方体)の各辺に座標軸が表示されていることが好ましい。これらの座標軸により座標空間6の立体形状が明確になるため、3D立体画像を回転させた際の三次元分布図の向きの変化を認識し易くなる。
本技術に係る3Dデータ解析プログラムは、微小粒子の測定データから選択される独立した3種の変数を座標軸とする座標空間内における位置と図形を計算し、前記微小粒子の特性分布を表す3D立体画像を作成するステップと、前記3D立体画像を表示するステップと、前記3D立体画像においてユーザにより設定される平面により複数の領域に区分けされた前記座標空間の各領域について、該領域における変数値及び/又は分布頻度を計算するステップと、をコンピュータに実行させる。
(1)微小粒子の測定データを保存するデータ格納部と、前記測定データから独立した3種の変数を選択する入力部と、前記3種の変数を座標軸とする座標空間内における位置と図形を計算し、前記微小粒子の特性分布を表す3D立体画像を作成するデータ処理部と、
前記3D立体画像を表示する表示部と、を有し、前記入力部からの入力信号に基づいて前記座標空間を複数の領域に区分けする平面を位置変更可能に設定し、前記3D立体画像中に表示する3Dデータ解析装置。
(2)前記データ処理部は、前記領域における変数値及び/又は分布頻度を計算し、前記表示部は、変数値及び/又は分布頻度に関する情報を表示する上記(1)記載の3Dデータ解析装置。
(3)前記3D立体画像において、前記平面は、半透明で表示され、該画像の立体像観察時において該平面よりも奥に前記図形を観察可能とする上記(1)又は(2)記載の3Dデータ解析装置。
(4)前記3D立体画像において、前記平面は、前記入力部からの信号入力時にのみ前記3D立体画像中に表示され、又は、前記入力部からの入力信号に基づいて前記3D立体画像中への表示の有無を切り換え可能とされる上記(1)〜(3)のいずれかに記載の3Dデータ解析装置。
(5)前記入力部からの入力信号に基づいて前記表示部において前記3D立体画像を回転させ、任意に選択された座標軸方向からの該画像の立体像観察を可能とする上記(1)〜(4)のいずれかに記載の3Dデータ解析装置。
(6)前記平面は、前記座標軸に垂直な面であり、平面と座標軸との交点に配置された標識図形が前記入力部からの入力信号に基づいて移動されるに伴って位置変更される上記(1)〜(5)のいずれかに記載の3Dデータ解析装置。
(7)前記平面は、前記座標軸の各軸にそれぞれ垂直な3つの面であり、3つの平面の交点に配置された標識図形が前記入力部からの入力信号に基づいて移動されるに伴って一体に位置変更される上記(1)〜(5)のいずれかに記載の3Dデータ解析装置。
Claims (8)
- 微小粒子の測定データを保存するデータ格納部と、
前記測定データから独立した3種の変数を選択する入力部と、
前記3種の変数を座標軸とする座標空間内における位置と図形を計算し、前記微小粒子の特性分布を表す3D立体画像を作成するデータ処理部と、
前記3D立体画像を表示する表示部と、を有し、
前記3D立体画像は二眼式ステレオ立体画像であり、
前記入力部からの入力信号に基づいて前記座標空間を複数の領域に区分けする平面を位置変更可能に設定し、前記3D立体画像中に表示し、
前記データ処理部は、前記領域における変数値及び分布頻度を計算し、
前記表示部は、前記変数値及び分布頻度に関する情報を表示し、かつ、各領域内の前記図形の色を該分布頻度に関連付けされた色で多色表示し、
前記3D立体画像において、前記平面は、半透明で表示され、該画像の立体像観察時において該平面よりも奥に前記図形を観察可能とする3Dデータ解析装置。 - 前記3D立体画像において、前記平面は、前記入力部からの信号入力時にのみ前記3D立体画像中に表示され、又は、前記入力部からの入力信号に基づいて前記3D立体画像中への表示の有無を切り換え可能とされる請求項1記載の3Dデータ解析装置。
- 前記入力部からの入力信号に基づいて前記表示部において前記3D立体画像を回転させ、任意に選択された座標軸方向からの該画像の立体像観察を可能とする請求項1又は2記載の3Dデータ解析装置。
- 前記平面は、前記座標軸に垂直な面であり、平面と座標軸との交点に配置された標識図形が前記入力部からの入力信号に基づいて移動されるに伴って位置変更される請求項1〜3のいずれか一項に記載の3Dデータ解析装置。
- 前記平面は、前記座標軸の各軸にそれぞれ垂直な3つの面であり、3つの平面の交点に配置された標識図形が前記入力部からの入力信号に基づいて移動されるに伴って一体に位置変更される請求項1〜3のいずれか一項に記載の3Dデータ解析装置。
- 微小粒子の測定データを保存するデータ格納部と、前記測定データから独立した3種の変数を選択する入力部と、前記3種の変数を座標軸とする座標空間内における位置と図形を計算し、前記微小粒子の特性分布を表す3D立体画像を作成するデータ処理部と、前記3D立体画像を表示する表示部と、を有し、前記3D立体画像は二眼式ステレオ立体画像であり、前記入力部からの入力信号に基づいて前記座標空間を複数の領域に区分けする面を位置変更可能に設定し、前記3D立体画像中に表示し、前記データ処理部は、前記領域における変数値及び分布頻度を計算し、前記表示部は、前記変数値及び分布頻度に関する情報を表示し、かつ、各領域内の前記図形の色を該分布頻度に関連付けされた色で多色表示し、前記3D立体画像において、前記平面は、半透明で表示され、該画像の立体像観察時において該平面よりも奥に前記図形を観察可能とする3Dデータ解析装置と、
微小粒子測定装置と、を連設してなる微小粒子解析システム。 - 微小粒子の測定データから独立した3種の変数を選択する手順と、
前記3種の変数を座標軸とする座標空間内における位置と図形を計算し、前記微小粒子の特性分布を表す3D立体画像を作成する手順と、
前記3D立体画像を表示させる手順と、
前記3D立体画像において前記座標空間を複数の領域に区分けする平面を設定する手順と、
前記領域における変数値及び分布頻度を計算する手順と、
前記変数値及び分布頻度に関する情報を表示し、かつ、各領域内の前記図形の色を該分布頻度に関連付けされた色で多色表示する手順と、を含み、
前記3D立体画像は二眼式ステレオ立体画像であり、前記3D立体画像において、前記平面は、半透明で表示され、該画像の立体像観察時において該平面よりも奥に前記図形を観察可能である3Dデータ解析方法。 - 微小粒子の測定データから選択される独立した3種の変数を座標軸とする座標空間内における位置と図形を計算し、前記微小粒子の特性分布を表す3D立体画像を作成するステップと、
前記3D立体画像を表示するステップと、
前記3D立体画像においてユーザにより設定される平面により複数の領域に区分けされた前記座標空間の各領域について、該領域における変数値及び分布頻度を計算するステップと、
前記変数値及び分布頻度に関する情報を表示し、かつ、各領域内の前記図形の色を該分布頻度に関連付けされた色で多色表示するステップと、をコンピュータに実行させ、
前記3D立体画像は二眼式ステレオ立体画像であり、前記3D立体画像において、前記平面は、半透明で表示され、該画像の立体像観察時において該平面よりも奥に前記図形を観察可能である3Dデータ解析プログラム。
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