JP6246978B2 - 線維化を検出及び定量化する方法 - Google Patents
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Description
この目的のために、本発明は特に、組織の線維化を検出及び定量化するシステムに関する。
肺繊維化とは、肺の結合組織が変性し、肺胞がコラーゲン線維によって取り囲まれて厚く覆われることを言う。
また、腎実質内における細胞外マトリクスの過剰な蓄積に相当するものを腎線維化と言う。
公知の方法では、染色スライド上で組織の線維化の定量化が行われる。解剖病理学者は、生検組織における試料線維化部分により占められる相対的な表面積に応じて、スコアを確定する。
さらに、現在まで、この手法は腎組織においてのみ有効とされている。また、この手法は、体系的に、腎線維化を過大評価する。実際、腎管の基底膜はコラーゲンから成るため、緑色に染まり、線維化とみなされる。管が接続されており、間質性線維化が極小であるため、この欠点はとりわけ重大である。したがって、線維化が生じていない生検組織試料において、15%から20%の線維化が定量され、その定量が過大評価であることを表す。
さらに、SHG法は、正常な結合組織と生理学的に似ているI型コラーゲンを含む、組織学的構造の線維化を識別しないという別の欠点を有する。したがって、このSHG法は、組織内に存在するI型コラーゲンの全てを検出することを可能にする。
−固定済の非染色組織試料が支持体上に配置され、
−前記試料の各点を走査することにより、赤外線取得が行われ、
−各取得点により生成される赤外スペクトルが、少なくとも1つのスペクトル画像に変換され、
−スペクトルの類似性に従ってスペクトルを分類するアルゴリズムによって定義されたスペクトル分類を各点に付与して、少なくとも生理的コラーゲンと線維化による病的コラーゲンとを区別することによる、スペクトル画像に対するデジタル処理作業が行われ、
−スペクトルの数値モデルとの統計的な比較により、状態が各分類に割り当てられ、
−各状態にある複数の点により占められる相対表面積が定量化され、その結果が記録される。
−前記赤外線取得は、フーリエ変換赤外分光法により行われる。
−前記処理は、支持体及び検出器からのバックグラウンドノイズをスペクトルから除去し、パラフィンの干渉を消すことを含む、予備的な前処理工程を含む。
−前記区別は、各点のスペクトルの値を前記モデルのスペクトルの値の範囲と比較することにより行われ、
−同一分類の複数の点は、前記試料の全表面積の表面百分率として統計的に定量化される。
さらに、前記システムは、本発明による方法の適用を可能にする、線維化を検出及び定量化する装置も備える。こうした装置は、少なくとも以下を備える:
−組織試料の支持体の受容手段と、
−前記受容手段と向かい合って配置された、フーリエ変換赤外分光法を用いる取得手段であって、各取得点により生成された赤外スペクトルをスペクトル画像に変換する取得手段と、
−デジタル処理手段が備えているスペクトルの数値モデルと統計的に比較して、スペクトル分類を各点に付与することによって、少なくとも生理的コラーゲンと病的コラーゲンとを区別することによる、前記スペクトル画像のデジタル処理手段であって、同様のスペクトル分類を有する点を定量化するデジタル処理手段と、
−前記デジタル処理手段の結果のデジタル記録手段。
−前記受容手段は電動式であり、前記装置は、前記赤外線取得手段によって前記支持体の相対走査を行うように、前記受容手段の移動を制御する手段を備える。
試料1は、組織試料である。まず、試料1が、できる限り生体内での状態に近い状態を維持するように固定される。試料の固定は、例えばホルマリン、AFA、もしくはブアン液を用いた化学的固定であってもよく、又は、例えば凍結もしくは凍結乾燥による物理的固定であってもよい。固定された試料1は、次に脱水される。脱水は、当業者に公知の方法により、例えば自動装置を用いて、あるいは例えば徐々に濃度を上げてアルコール槽に浸漬し、キシレン及びトルエンなど中間剤の有機溶媒を用いることにより、行われる。
赤外線取得については、試料1の各点を走査することにより行われる。
この取得は、受容手段3と向かい合って配置された、赤外分光法による取得手段4を用いて実現される。
したがって、制御手段5は、試料1全体を取得するための工程を、自動化及び自己完結化することができる。
取得手段4は、各取得点により生成された赤外スペクトルをスペクトル画像6に変換する手段である。
線維化を定量化するために、スペクトル画像6について数値処理作業が行われる。この処理は、好適な処理手段8により行われる。処理作業は、スペクトル7の数値モデルと比較して、各点にスペクトル分類を付与することによって、少なくとも生理的コラーゲンと病的コラーゲンとを区別することで構成される。
具体的には、前記の分類は少なくとも2つであればよいが、以下の4つであることが好ましい。すなわち、生理的コラーゲン、線維化から生じるコラーゲン、炎症、及び(非コラーゲン、非線維性及び非炎症性の)「正常な」実質及びである。その他の分類を任意選択的に追加してもよい。
−固定済の非染色組織試料1が支持体2上に配置され、
−試料1の各点を走査することにより、赤外線取得が行われ、
−各取得点により生成された赤外スペクトルが、少なくとも1つのスペクトル画像6に変換され、
−スペクトルの数値モデルと統計的に比較して、各点にスペクトル分類を付与することによって、少なくとも生理的コラーゲンと線維化による病的コラーゲンとを区別することにより、スペクトル画像6のデジタル処理作業が行われ、
−同様のスペクトル分類を有する複数の点が定量化され、その結果が記録される。
−組織試料1の支持体2の受容手段3と、
−受容手段3と向かい合って配置された、フーリエ変換赤外分光法を用いる取得手段4であって、各取得点により生成された赤外スペクトルを少なくとも1つのスペクトル画像6に変換する取得手段4と、
−数値処理手段が備えているスペクトルの数値モデルと統計的に比較して、各点にスペクトル分類を付与することによって、少なくとも生理的コラーゲンと病的コラーゲンとを区別することによる、スペクトル画像6の数値処理手段であって、同様のスペクトル分類を有する複数の点を定量化する数値処理手段と、
−数値処理手段の結果をデジタル的に記録する手段と、を備える。
Claims (9)
- 線維化を検出及び定量化する方法であって、前記方法において、少なくとも、
固定済の非染色組織試料が、支持体上に配置され、
前記試料の各点を走査することにより、赤外線取得が行われ、
各取得点により生成された赤外スペクトルが、少なくとも1つのスペクトル画像に変換され、
スペクトルの類似性に従ってスペクトルを分類するアルゴリズムにより定義されるスペクトル分類を各点に付与することによって、少なくとも生理的コラーゲンと線維化による病的コラーゲンとを区別することにより、前記スペクトル画像のデジタル処理が行われ、
スペクトルの数値モデルと統計的に比較することにより、状態が各分類に割り当てられ、
各状態にある複数の点によって占められる相対表面積が定量化され、その結果が記録される方法。 - 前記赤外線取得が、フーリエ変換赤外分光法により行われることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記処理は、支持体及び検出器からのバックグラウンドノイズをスペクトルから除去し、パラフィンの干渉を消す、事前の前処理工程を含むことを特徴とする、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記分類は4種類であり、各分類の状態が、正常、線維化、非線維性コラーゲン、炎症と指定されることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- 前記区別することが、各点のスペクトルの値を、前記モデルのスペクトルの値の範囲と比較することにより行われることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
- 同一分類の複数の点が、前記試料の全表面積の表面百分率として統計的に定量化されることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
- 前記結果が、別の試料を用いて前記方法を繰り返す前に、前記モデルと結び付けられることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
- 線維化を検出及び定量化する装置であって、少なくとも
組織試料の支持体の受容手段と、
前記受容手段と向かい合って配置された、フーリエ変換赤外分光法を用いる取得手段であって、各取得点により生成された赤外スペクトルを少なくとも1つのスペクトル画像に変換する取得手段と、
デジタル処理手段が備えているスペクトルの数値モデルと統計的に比較して、各点にスペクトル分類を付与することによって、少なくとも生理的コラーゲンと病的コラーゲンとを区別することによる、前記スペクトル画像のデジタル処理手段であって、同様のスペクトル分類を有する複数の点を定量化するデジタル処理手段と
前記デジタル処理手段の結果をデジタル的に記録する手段と
を備える装置。 - 前記受容手段は電動式であり、前記装置は、前記取得手段によって前記支持体の相対走査を行うように、前記受容手段の移動を制御する手段を備えることを特徴とする、請求項8に記載の装置。
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