JP6841140B2 - 画像解析装置、画像解析システム、及び、プログラム - Google Patents

Description

本発明は、受精卵などの対象物の状態を画像に基づいて解析する技術に関する。

不妊治療分野では、治療率や患者のＱＯＬ（Ｑｕａｌｉｔｙ Ｏｆ Ｌｉｆｅ）の観点から、胚の着床率を予測し、移植対象の胚を選別することが行われている。従来、胚を非侵襲的に評価する手法として、顕微鏡による形態観察と、その際の形態から発育状況を判定することが行われてきた。

近年、タイムラプス装置の普及により、上記に加えて経時的な変化をも捉えることが可能となり、大量の画像を用いて、複数の発育予測指標を解析し、発育を予測することも可能となってきた。このような大量の画像を解析するため、画像解析の自動化も試みられている。例えば、特許文献１には、対象細胞における複数の細胞画像の関連性を認識させつつ、当該対象細胞の状態を確認することが可能な画像処理装置が提案されている。

特開２０１６−９０２３４号公報

タイムラプス装置では、通常、１枚の容器には同一患者の受精卵が１つまたは複数治められ、同時に複数枚の容器を収容・観察することが可能である。この場合、１つの受精卵に対して、照明や撮影装置の焦点位置など、複数の撮影条件が存在するが、これらは装置として同一条件に設定していても、容器内の受精卵の配置箇所によって微妙に異なったものとなる。そのため、同じ解析アルゴリズムを用いても、受精卵の配置箇所が異なり、画像の質が異なるため、解析結果の精度が変わってしまうという課題があった。また、時系列的に画像が生成されるため、解析対象の画像は、複数の撮影条件下での大量の画像となり、解析処理の負荷も非常に高くなるという課題があった。

本発明は、複数の撮影画像のうち、撮影条件が適正な特定の撮影画像を抽出して解析することにより、容器内の受精卵の配置箇所の違いによって精度の低下を生じることなく対象物の画像解析を行うとともに、解析処理の負荷を低減することが可能な画像解析装置を提供することを主な目的とする。

本発明の１つの観点では、画像解析装置は、１つの容器に収容された複数の対象物を撮影した複数の撮影画像を取得する取得部と、前記複数の撮影画像から、基準となる撮影条件下で撮影された撮影画像である１つの基準撮影画像を特定する特定部と、前記１つの基準撮影画像を含む、前記複数の撮影画像の総数より少ない数の撮影画像を解析して解析結果を出力する解析部と、を備える。

上記の画像解析装置は、まず、１つの容器に収容された複数の対象物を撮影した複数の撮影画像を取得する。そして、複数の撮影画像から、基準となる撮影条件下で撮影された撮影画像である１つの基準撮影画像を特定し、その基準撮影画像を含む、複数の撮影画像の総数より少ない数の撮影画像を解析して解析結果を出力する。この画像解析装置では、複数の撮影画像のうち、基準となる撮影条件下で撮影された撮影画像を含む、前記複数の撮影画像の総数より少ない数の撮影画像を解析することにより、解析処理の負荷を低減することができる。なお、「解析」とは、画像に含まれる対象物の状態などを解析することに加えて、撮影画像の画質（例えば輝度、鮮明度など）を評価し、その後の解析処理に使用すべきか否かを判定するような処理も含む。よって、例えば画像解析が複数のステップを含み、第１ステップで画像のピント状態を判定してピントの合った画像のみを抽出し、第２ステップでピントの合った画像のみについて対象物の状態などを解析するというような場合、上記の解析部による解析は、上記の第１ステップにおけるピント状態の判定を含む。

上記の画像解析装置の一態様では、前記特定部は、前記複数の対象物が配置された位置のうち、前記対象物の実際の位置に基づいて予め決められた基準位置において撮影された撮影画像を前記基準撮影画像と特定する。この態様では、前記対象物の実際の位置に基づいて決められた基準位置において得られた撮影画像に基づいて画像解析を行うので、容器内の受精卵の配置箇所の違いによる精度の低下を生じることなく画像解析が可能となる。

上記の画像解析装置の他の一態様では、前記撮影画像の各々には、前記対象物が配置された位置を示す情報が付与されており、前記特定部は、前記位置を示す情報に基づいて、前記基準撮影画像を特定する。この態様では、対象物が配置された位置を示す情報に基づいて、基準撮影画像を容易に特定することができる。

上記の画像解析装置の他の一態様では、前記複数の対象物はそれぞれウェル内に収容されており、前記撮影画像は、前記対象物及び前記ウェルの画像を含み、前記特定部は、前記撮影画像における前記ウェルの位置に基づいて前記基準撮影画像を特定する。この態様では、複数の撮影画像に基づいて基準撮影画像を特定することができる。好適な例では、前記特定部は、前記複数の撮影画像のうち、当該撮影画像における前記ウェルの位置が最も中央に近い撮影画像を前記基準撮影画像と特定する。

上記の画像解析装置の他の一態様では、前記複数の対象物はそれぞれウェル内に収容されており、前記ウェルの各々には、各ウェルの識別情報が付されており、前記特定部は、前記基準位置に対応するウェルの識別情報を予め記憶しており、当該識別情報に基づいて前記基準撮影画像を特定する。この態様では、各ウェルに付された識別情報から、基準位置に対応するウェルの識別情報を見つけることにより、基準撮影画像を特定することができる。

上記の画像解析装置の他の一態様では、前記基準撮影画像は、前記複数の対象物が配置された位置のうち、前記対象物の実際の位置に基づいて設定された照明条件下で撮影された撮影画像である。この態様では、最適な照明条件で撮影された基準撮影画像を利用することにより、容器内の受精卵の配置箇所の違いによる精度の低下を生じることなく画像解析を行うことができる。

上記の画像解析装置の他の一態様では、前記解析部は、前記１つの基準撮影画像に加えて１つ又は複数の補助撮影画像を解析し、前記解析部が解析の対象とする撮影画像の総数は、前記複数の撮影画像の総数よりも少ない。この態様では、基準撮影画像を含む、複数の撮影画像の総数よりも少ない数の画像を解析するので、画像解析処理の負荷を軽減することができる。

上記の画像解析装置の他の一態様では、前記解析部は、前記基準撮影画像及び前記補助撮影画像に基づいて、前記撮影画像を補正して解析を行う。この態様では、基準撮影画像及び補助撮影画像を利用した補正により、容器内の受精卵の配置箇所の違いによる撮影画像内容の違いを補正することが可能となる。

本発明の他の観点では、上記のいずれかの画像解析装置と、前記撮影画像を生成する撮影装置とを備える画像解析システムにおいて、前記撮影装置は、同一の容器内に配列された前記複数の対象物を撮影して前記複数の撮影画像を生成する撮影部と、前記複数の撮影画像を記憶する記憶部と、を備える。この画像解析システムによれば、撮影装置により生成された複数の撮影画像が記憶部に記憶され、画像解析装置は、記憶部から複数の撮影画像を取得することできる。

本発明の他の観点では、コンピュータを備える画像解析装置により実行されるプログラムは、複数の対象物を撮影した複数の撮影画像を取得する取得部、前記複数の撮影画像から、基準となる撮影条件下で撮影された撮影画像である１つの基準撮影画像を特定する特定部、前記１つの基準撮影画像を含む、前記複数の撮影画像の総数より少ない数の撮影画像を解析して解析結果を出力する解析部、として前記コンピュータを機能させる。このプログラムをコンピュータで実行することにより、上記の画像解析装置を実現することができる。

実施形態に係る受精卵の画像解析システムの構成を示す。 培養容器及び受精卵の撮影画像の例を示す。 受精卵の撮影方法を説明する図である。 照明装置の基準位置の例を示す。 画像解析装置による画像解析処理のフローチャートである。 基準ウェルを特定する第３の方法を説明する図である。 基準ウェルを特定する第４の方法を説明する図である。 撮影画像の補正を伴う解析方法の一例を示す。

以下、本発明の好適な実施形態について説明する。

［システム構成］
図１は、実施形態に係る受精卵の画像解析システムの構成を示す。図示のように、画像解析システム１００は、大別して撮影装置５０と、画像解析装置６０とを備える。撮影装置５０は、培養容器１０内の受精卵の画像を撮影し、記憶する。培養容器１０内には複数の受精卵が載置されており、撮影装置５０は受精卵を識別するための識別情報、例えば、受精卵が収容されているウェルの識別情報などと対応付けて撮影画像を記憶する。画像解析装置６０は、撮影装置５０から画像を取得し、画像の解析を行う。

撮影装置５０は、照明装置５１と、カメラ５２と、制御部５３と、記憶部５４とを備える。照明装置５１は、撮影のために培養容器１０内の受精卵を上方から照明する。照明装置５１は、点光源であっても面光源であっても、複数の点光源、面光源であってもよい。基本的に照明装置５１は培養容器１０に対して固定して設置される。照明装置５１による照明は、制御部５３により制御される。

カメラ５２は、培養容器１０の下方に移動可能に配置され、照明装置５１により照明された状態の受精卵を撮影する。カメラ５２は図示しないアクチュエータなどにより移動する。アクチュエータによるカメラ５２の移動、及び、カメラ５２による撮影は、制御部５３により制御される。カメラ５２は、同じ培養容器１０内の複数の受精卵を、異なる時刻で撮影する。カメラ５２は、本発明の撮影部の一例である。なお、他の例では、カメラ５２が移動する代わりに培養容器１０が移動する構造でもよく、カメラ５２と培養容器１０のいずれも移動せずに培養容器１０内の受精卵全体を撮影する構造であってもよい。

制御部５３は、照明装置５１による照明、カメラ５２の移動及びカメラ５２による撮影を制御する。また、制御部５３は、カメラ５２から撮影画像を取得し、記憶部５４に記憶する。

画像解析装置６０は、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）などにより構成され、同一の受精卵についての異なる時刻の撮影画像を解析することにより、受精卵の状態を解析する。例えば、画像解析装置６０は、受精卵に存在する前核の数を判定し、判定結果として出力する。他の例では、画像解析装置６０は、受精卵の大きさや、内部の細胞の数、形、大きさ、フラグメントの状態などを判定し、判定結果として出力する。また、画像解析装置６０による画像解析は、撮影画像の画質（例えば輝度、鮮明度など）を評価し、その後の解析処理に使用すべきか否かを判定するような処理を含んでも良い。画像解析装置６０は、本発明の取得部、特定部及び解析部の一例である。

［撮影画像］
図２は、培養容器１０及び受精卵の撮影画像の例を示す。培養容器１０は円形の容器であり、中央部に収容部１１が形成されている。収容部１１内には、複数（図２の例では５×５＝２５個）のウェル１２が形成されている。ウェル１２は受精卵を収容するための窪みであり、１つのウェル１２に１つの受精卵が収容される。図２（Ａ）に示すように、収容部１１は培養液１３で満たされている。

図２（Ｂ）には、１つのウェル１２の部分の撮影画像２０が示されている。ウェル１２内に受精卵が収容されている場合、撮影画像２０は、ウェル１２と、ウェル１２内にある受精卵３０とを含む。撮影装置５０は、同一の受精卵（即ち、同一のウェル１２）についての撮影画像を所定時間間隔で複数生成し、記憶する。なお、撮影装置５０は、ウェル１２毎に画像を撮影するものとする。

図３は、受精卵の撮影方法を説明する図である。図３（Ａ）は、１つの培養容器１０内の収容部１１を上方から見た図である。収容部１１には、横方向（Ｘ方向）と縦方向（Ｙ方向）に５個ずつ、合計２５個のウェル１２が形成されている。以下、Ｘ方向の位置を「１」〜「５」で示し、Ｙ方向の位置を「Ａ」〜「Ｅ」で示すことにすると、図３（Ａ）の左上のウェル１２は、位置「Ａ１」のウェル（以下、「ウェルＡ１」とも記す。）となる。図３（Ａ）の例では、ウェルＡ１〜Ｃ４までの１４個のウェル１２に受精卵３０が収容されている。

受精卵の撮影時には、照明装置５１が予め決められた固定位置に配置され、カメラ５２が移動して各ウェル１２内の受精卵を撮影する。例えば、カメラ５２は、まずウェルＡ１を撮影し、次にＸ方向に移動してウェルＡ２を撮影し、さらにＸ方向に移動してウェルＡ３を撮影し、という具合に各ウェル１２を撮影する。Ｘ方向に移動してウェルＡ１〜Ａ５の撮影が終わると、カメラ５２はＹ方向に移動して、ウェルＢ１〜Ｂ５の撮影を行う。こうして、カメラ５２はＸ方向及びＹ方向に移動しつつ、受精卵が収容されている全てのウェル１２の撮影を行う。

撮影装置５０はカメラ５２を培養容器１０の上下方向（Ｚ方向）にも移動することができる。撮影装置５０は、カメラ５２をＺ方向に移動することにより、受精卵に対するカメラ５２の焦点位置を調整し、１つのウェル１２内の受精卵を異なる焦点位置で撮影することができる。図３（Ｂ）は、受精卵に対するカメラの焦点位置の例を示す。図３（Ｂ）において、位置「Ｍ」は受精卵の略中心を通る面内のカメラの焦点位置を示し、撮影画像としてはＺ方向の位置Ｍで受精卵をスライスした画像が得られる。位置「Ｈ」は受精卵の上部よりを通る面内のカメラ５２の焦点位置を示し、撮影画像としてはＺ方向の位置Ｈで受精卵をスライスした画像が得られる。位置「Ｌ」は受精卵の下部よりを通る面内のカメラ５２の焦点位置を示し、撮影画像としてはＺ方向の位置Ｌで受精卵をスライスした画像が得られる。この例では、撮影装置５０は、各ウェル１２内の受精卵を「Ｈ」、「Ｍ」、「Ｌ」の３つの焦点位置（スライス面）で撮影した画像を生成する。

撮影装置５０の制御部５３は、カメラ５２による撮影画像に対して、上記のようにＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の位置情報に基づくファイル名を付加して記憶部５４に記憶する。例えば、ある容器ＩＤを有する培養容器１０について、ウェルＡ１の受精卵を、Ｚ方向のＭの焦点位置で時刻ｔ１に撮影した場合、制御部５３はその画像に、
「容器ＩＤ−ウェル位置−焦点位置−撮影時刻」、
というファイル名、例えば、「容器ＩＤ−Ａ１−Ｍ−ｔ１」などのファイル名を付与して記憶部５４に記憶する。これにより、記憶部５４に記憶された多数の撮影画像をファイル名に基づいて識別することができる。

次に、実際の撮影における照明装置５１の位置について説明する。上記のように複数のウェル１２内の受精卵を撮影する際、照明装置５１は１つの培養容器１０内の複数のウェル１２のうち予め決められた１つのウェル１２（以下、「基準ウェル」とも呼ぶ。）に対応する位置（以下、「基準位置」と呼ぶ。）に固定配置される。例えば、図４に示すように、基準ウェルをウェルＡ１とする場合、照明装置５１は基準ウェルＡ１の真上に固定配置される。そして、カメラ５２を基準ウェルＡ１の下方に移動し、撮影を行う。この際、Ｚ方向においては、撮影装置５０は基準ウェルＡ１内に存在する受精卵を検出し、その受精卵の略中心を通る面内の位置Ｍに焦点が合うようにカメラ５２を制御する。

次に、隣のウェルＡ２の撮影を行う場合、照明装置５１は基準位置に固定されたまま、カメラ５２のみがウェルＡ２の下方に移動して撮影を行う。こうして、撮影装置５０は、カメラ５２のみを移動しつつ各ウェル１２内の受精卵の撮影を行う。

さて、上記のように、照明装置５１を固定配置した状態で複数のウェル１２内の受精卵を撮影する場合、照明装置５１による照明状態は、各ウェル１２によって微妙に異なるものとなる。具体的には、基準ウェルＡ１に対しては照明光が真上から入射するため影などができることは無いが、基準ウェルＡ１から離れるにつれて照明光がウェル１２に対して斜めに入射することになるため、図４に示すようにウェル１２の端部に影７０ができやすくなる。

また、上記のように、カメラ５２は基準ウェルＡ１内の受精卵の略中心を通る面に対応する位置Ｍに焦点が合うように配置されている。しかし、各ウェル１２内において受精卵は様々な位置にあり、ウェル１２内における受精卵の位置は必ずしも一致しない。これは、個々の受精卵の発育状態によってサイズが異なるため、受精卵の中心のＺ位置が異なるからである。また、図４に示すようにウェル１２の底面に傾斜が設けられていると、ウェル１２内で受精卵の位置が多少横方向にずれることにより受精卵の高さが変わることも原因の一つとなる。このため、基準ウェルＡ１内の受精卵を基準に決定されたカメラ５２の焦点位置で別のウェル１２内の受精卵を撮影すると、カメラの焦点は受精卵の中心位置を通る面に一致するとは限らない。即ち、基準ウェルＡ１以外のウェルにおける撮影画像は、焦点位置がＺ方向に微妙にずれているということが起こりうる。

このように、１つの培養容器１０に設けられた複数のウェルに対して１つの基準ウェルを決定し、基準ウェルに合わせて照明装置５１やカメラ５２を調整して複数のウェル１２を撮影した場合、撮影装置５０としては同一条件で撮影を行っているにも拘わらず、照明装置５１による各ウェル１２内の照明状態や各ウェル１２内における受精卵の位置のばらつきなどに起因して撮影画像の画質が異なってしまい、その結果、解析装置６０による解析結果の精度が変わってしまうという課題が生じうる。また、上記のように、複数のウェル１２についてＺ方向に複数のカメラ位置を設定し、かつ、異なる時刻に撮影を行う場合には、画像解析装置６０による解析の対象となる撮影画像は大量となり、解析処理の負荷も非常に大きくなる。

そこで、本実施形態では、撮影装置５０は１つの培養容器１０に設けられた複数のウェル１２についての撮影画像を生成して記憶部５４に記憶するが、画像解析装置６０はそのうちの基準ウェルの撮影画像のみを選択して画像解析を行うこととする。これにより、撮影画像の解析処理の負荷を小さくすることができる。また、前述のように、基準ウェルは照明装置５１により最適な条件で照明がなされるウェルであり、かつ、カメラ５２のＺ方向位置も基準ウェル１２ｘ内の受精卵を用いて決定されているので、基準ウェルの撮影画像が最も適した条件下で撮影された画像であるということができる。よって、基準ウェルのみの撮影画像を解析することにより、ウェル１２内における受精卵の位置のばらつきに起因して撮影画像の画質が低下し、画像解析の精度が低下してしまうという課題を解決し、精度の高い解析結果を効率的に得ることができる。

［画像解析処理］
図５は、画像解析処理のフローチャートである。この処理は、主として画像解析装置６０により行われる。実際には、画像解析装置６０を構成するコンピュータが予め用意されたプログラムを実行することにより行われる。なお、前提として、撮影装置５０により、同一患者に対応する１つの培養容器１０内の受精卵について複数の撮影画像が生成され、記憶部５４に記憶されているものとする。

まず、画像解析装置６０は、撮影装置５０の記憶部５４に記憶されている、特定の患者に対応する、１つの培養容器１０内の受精卵の複数の撮影画像にアクセスする（ステップＳ１１）。次に、画像解析装置６０は、それら複数の撮影画像から、基準ウェルの撮影画像を特定する（ステップＳ１２）。そして、画像解析装置６０は、特定した基準ウェルの撮影画像に対して所定の画像解析を行い（ステップＳ１３）、解析結果を出力する（ステップＳ１４）。このように、画像解析装置６０は、複数の撮影画像のうち、基準ウェルの撮影画像のみを解析するので、効率的に各患者の受精卵を解析することができる。

なお、ここでの画像解析は、撮影画像の画質（例えば輝度、鮮明度など）を判定し、その後の解析処理に使用すべきか否かを判定するような処理であっても良い。例えば、全体としての画像解析が複数のステップを含み、第１ステップで画像のピント状態を判定してピントの合った画像のみを抽出し、第２ステップでピントの合った画像のみについて対象物の状態などを解析するというような場合、ステップＳ１３で基準ウェルの撮影画像のみに対して実行される画像解析は、上記の第１ステップにおける撮影画像の画質の判定とすると効果的である。

なお、画像解析装置６０は、何らかの理由で基準ウェルを特定できない場合には、エラー表示などのエラー処理を行う。その場合、画像解析装置６０は、いずれのウェルの解析結果も出力しない。

次に、ステップＳ１２における基準ウェルの特定方法について詳しく説明する。画像解析装置６０は、以下のいずれかの方法により基準ウェルを特定することができる。
（第１の方法）
第１の方法では、撮影装置５０は、撮影画像の画像ファイルを収容したフォルダ内に、基準ウェルであることを示す情報又は基準ウェルのウェル番号などを含めておく。例えば、同一患者の受精卵の撮影画像を収容したフォルダ内に、「基準ウェル＝Ａ１」などと記述したファイルを含める。これにより、画像解析装置６０は、撮影画像のフォルダ内に含まれる上記のファイルを参照し、基準ウェルを特定することができる。

（第２の方法）
第２の方法では、撮影装置５０は、撮影時に、撮影画像のファイルに基準ウェルであることを示す情報を埋め込む。例えば、前述のように、画像ファイルのファイル名を、
「容器ＩＤ−ウェル位置−焦点位置−撮影時刻」
とする場合、基準ウェル１２ｘの画像ファイルのファイル名には基準ウェルであることを示す符号「ＲＥＦ」を付与し、
「容器ＩＤ−ウェル位置−焦点位置−撮影時刻−ＲＥＦ」
などとする。これにより、画像解析装置６０は、ファイル名の最後に「ＲＥＦ」がついているファイルを基準ウェルの画像ファイルと特定することができる。

（第３の方法）
上記の第１、第２の方法は、撮影装置５０側で基準ウェルに関する情報を撮影画像のフォルダやファイルなどに付与する必要がある。これに対し、第３の方法では、画像解析装置６０側で撮影画像を分析することにより基準ウェルを特定する。図６は、第３の方法を説明する図である。

図６（Ａ）は、複数のウェル１２を上方から見た図である。なお、基準ウェルは、ウェルＡ１であるものとする。この例で、培養容器１０に形成された複数のウェル１２は、Ｘ方向及びＹ方向に間隔ｄをもって形成されているものとする。この場合、撮影時におけるカメラ５２のＸ方向及びＹ方向の移動量Ｍをウェル１２の間隔ｄと等しくすれば（即ち、移動量Ｍ＝ｄ）、各撮影画像においてウェル１２はほぼ中央に位置することになる。その代わりに、図６（Ａ）に示すように、カメラ５２の移動量Ｍをウェル１２の間隔ｄよりも小さくすると（即ち、移動量Ｍ＜ｄ）、撮影画像の範囲２５はウェル１２に対してずれていき、撮影画像におけるウェル１２の位置は中央から右寄りにずれていく。例えば、ウェル１２の間隔ｄ＝４００μｍである場合、カメラ５２のＸ方向の移動量Ｍ＝３８０μｍとすると、図６（Ｂ）に示すように、基準ウェルＡ１の撮影画像においては、基準ウェル１２は撮影画像内のほぼ中央に位置する。しかし、ウェルＡ２の撮影画像では撮影画像内におけるウェル１２の位置は撮影画像の中央よりも右に２０μｍずれ、ウェルＡ３の撮影画像では撮影画像内におけるウェル１２の位置は撮影画像の中央よりも右に４０μｍずれる。

同様に、図６（Ａ）から理解されるように、カメラ５２のＹ方向における移動量もＭ＜ｄの関係を有するので、ウェルＢ１、ウェルＣ１の撮影画像においては、撮影画像内におけるウェル１２の位置は撮影画像の中央よりも下寄りにずれていく。

従って、画像解析装置６０は、複数の撮影画像について、撮影画像全体に対するウェル１２の位置を解析し、ウェル１２が最も中央に写っている撮影画像を、基準ウェルの撮影画像であると判定すればよい。なお、この判定では、撮影画像内におけるウェル１２の位置が問題であり、撮影画像内における受精卵の位置は問題ではない。

（第４の方法）
図７は、第４の方法を説明する図である。第４の方法では、各ウェル１２の近傍に、識別情報として、ウェルの識別マークが形成されている培養容器１０ａを使用する。図７に示す培養容器１０ａは、収容部１１内に８個のウェル１２ａが形成されている。加えて、各ウェル１２ａの右横には、マーク１３及び１４が形成されている。ここで、マーク１３は、８個のウェル１２ａの識別マークであり、図中の縦方向の３か所の位置におけるマークの有無によりＮｏ．１〜Ｎｏ．８の８個のウェル１２ａを識別している。マーク１４は、培養容器１０の配置方向を規定しており、図７の例ではマーク１４が右下に位置するように培養容器１０を配置するのが正しい配置となっている。なお、図７における各ウェル１２ａの番号「（Ｎｏ．１）」などは、説明の便宜上付したものであり、実際の培養容器１０ａにこのような番号が設けられているわけではない。

第４の方法では、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８のいずれのウェル１２ａが基準ウェル１２ｘであるかが予め決められている。例えば、撮影装置５０において、Ｎｏ．１のウェル１２ａを基準ウェルとするように照明装置５１が配置され、各ウェルの撮影画像が生成されて記憶部５４に記憶される。ここで、撮影装置５０は、各ウェルと共に、各ウェルの識別情報である識別マーク１３及び１４を同一の画像内に含むように撮影を行う。また、Ｎｏ．１のウェルが基準ウェルである旨の情報が画像解析装置６０に与えられている。そして、画像解析装置６０は、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８の各ウェル１２ａの撮影画像を記憶部５４から取得し、マーク１３を参照してＮｏ．１のウェルに対応する撮影画像を基準ウェルの画像として特定し、解析を行う。

なお、第４の方法では、各ウェル１２ａに対して識別情報としてマーク１３が形成されているが、その代わりに、各ウェル１２の画像的特徴に基づいて基準ウェルを特定しても良い。培養容器１０は、実際には樹脂の成型により製造されるため、成型のための型に依存してウェル１２の周辺などに傷、凹凸、樹脂の流れなどの特徴物が形成されることがある。よって、そのような特徴物を利用して基準ウェルを特定することとしてもよい。例えば、ある型を用いて製造した培養容器１０ａは、８個のウェル１２ａのうちのＮｏ．２のウェル１２ａ内に同じ所定形状の傷が形成されるという特徴を有する場合、Ｎｏ．２のウェル１２ａを基準ウェルとして利用すればよい。即ち、撮影装置５０では、Ｎｏ．２のウェル１２ａを基準ウェルとして各ウェル１２ａの撮影画像を生成して記憶部５４に記憶する。画像解析装置６０は、各ウェルの１２ａの撮影画像を取得し、上記の所定形状の傷が映っているＮｏ．２のウェル１２ａを基準ウェルと特定すればよい。

他の例として、培養容器１０の成型時にウェル１２間に樹脂の流れで線（ウェルド）が付くことがあり、これを利用することもできる。ウェルドは、程度が酷いと窪みのような形状に反映されるレベルとなり、程度が軽い場合には形状にはならないものの光学的には境界線が見えるレベルとなる。例えば、図３（Ａ）の例で左から右へ樹脂が流れていく場合、ウェルＡ１とＡ２の間、ウェルＡ２とＡ３の間、ウェルＢ１とＢ２の間などにウェルドが付く。そこで、例えば「ウェル１２の左側にウェルドが確認されないウェル１２を基準ウェルとする」、と決めておいた場合、基準ウェルをＡ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１、Ｅ１の５つまで絞り込むことができる。あとは、撮影画像の視野次第であるが、例えばウェルＡ１が基準ウェルである場合、ウェルＡ１の上（画像の上の方）にはウェル１２の端は見えず、ウェルＡ１の下（画像の下の方）にはウェル１２の端が見えるとすると、そのウェルがウェルＡ１であることが判定できる。

［変形例］
次に、上記の画像解析システムの変形例について説明する。以下の変形例は、適宜組み合わせて実施することができる。
（変形例１）
上記の実施形態では、複数のウェルから１つの基準ウェルを決定し、画像解析装置６０は基準ウェルの撮影画像のみを解析して結果を出力している。その代わりに、１つの基準ウェルに加えて１つ又は複数の補助ウェルを決定し、画像解析装置６０は基準ウェル及び補助ウェルについて撮影画像を解析して結果を出力するようにしてもよい。これにより、補助ウェルの画像解析結果を参考として取得することができるようになる。この場合、基準ウェルと補助ウェルの合計数を、撮影画像の総数より少なくすることが好ましい。例えば、補助ウェルの数を、１つの容器につき１０個以下、好ましくは５個以下、さらに好ましくは３個以下などとしてもよい。他の例では、補助ウェルの数を１つの培養容器１０における撮影画像の総数（図２（Ｂ）の例では２５枚）の５０％以下、好ましくは２５％以下、さらに好ましくは１０％以下などとしてもよい。

（変形例２）
上記の実施形態のように基準ウェルのみについて画像解析結果が得られた後、他のウェルの画像解析を行う際には、基準ウェルの画像解析結果を利用して必要な補正を行うこととしてもよい。また、変形例１のように基準ウェル及び１つ以上の補助ウェルについて画像解析結果が得られた場合には、その後に他のウェルの解析を行う際、基準ウェルと補助ウェルの画像解析結果を用いて他のウェルの画像を補正しつつ解析を行ってもよい。

図８は、基準ウェルと補助ウェルの画像解析結果を利用して、他のウェルの画像解析において補正を行う例を示す。この例では、基準ウェルをウェルＡ１とし、補助ウェルをウェルＥ５とする。画像解析装置６０は、基準ウェルＡ１と補助ウェルＥ５の画像解析を行い、その結果を出力する。この場合、基準ウェルがウェルＡ１であるので、照明装置５１は基準ウェルＡ１の上方に配置されており、基準ウェルＡ１には照明光の影は発生せず、撮影画像にも影は発生しない。一方、補助ウェルＥ５には照明装置５１からの照明光が斜めに入射するため、図示のように補助ウェルＥ５の照明装置５１側の端部には影７１ができ、撮影画像にも影の領域７５ができる。よって、画像解析装置６０は、補助ウェルＥ５の画像解析を行う際、撮影画像から影の領域７５の部分を検出し、領域７５の明るさを補う（輝度を上げる）補正を行ってから画像解析を行う。

さて、その後に、基準ウェルＡ１と補助ウェルＥ５以外のウェルについても画像解析が必要になったとする。その場合、画像解析装置６０は、基準ウェルＡ１の撮影画像と、補助ウェルＥ５の撮影画像とを用いて、他のウェルの撮影画像の影の領域を補正する。例えば、基準ウェルＡ１と補助ウェルＥ５との中間位置にあるウェルＣ３の解析が必要となった場合、画像解析装置６０は、基準ウェルＡ１の撮影画像（影なし）と、補助ウェルＥ５（影の領域７５あり）とに基づいて、それらの相互の位置関係からウェルＣ３には補助ウェルＥ５の領域７５の半分程度の影が生じるであろうと推定してウェルＣ３の影の領域７６の領域を推定し、その領域７６について明るさを補う補正を行ってからウェルＣ３の画像解析を行う。このように、基準ウェルと補助ウェルの画像解析結果を他のウェルの画像解析に利用することにより、基準ウェル以外のウェルについても画像解析の精度を向上させることが可能となる。

（変形例３）
上記の画像解析システムでは、培養容器１０に複数のウェル１２が形成され、受精卵は各ウェル１２に収容されているが、培養容器１０にウェルが形成されていることは必須ではない。即ち、ウェルが形成されていない容器を使用する場合でも、同一の容器内に複数の受精卵が収容され、複数の受精卵の撮影画像が撮影される場合には本発明を適用することが可能である。

また、ウェルが形成されていない容器を使用する場合でも、上記の変形例１のように、画像解析装置６０は、照明装置５１の基準位置に対応する位置の受精卵を撮影した基準撮影画像に加えて、それ以外の位置の受精卵を撮影した補助撮影画像を解析して結果を出力することとしてもよい。この場合も、基準撮影画像と補助撮影画像の合計数は撮影画像の総数よりも少なくすることが好ましい。例えば、補助撮影画像の数を１つの容器につき１０枚以下、好ましくは５枚以下、さらに好ましくは３枚以下などとしてもよい。他の例では、補助撮影画像の数を１つの培養容器１０における撮影画像の総数の５０％以下、好ましくは２５％以下、さらに好ましくは１０％以下などとしてもよい。

（変形例４）
一般的に、同一の培養容器１０には同一の患者の受精卵が収容される。よって、培養容器１０毎に識別番号を付与しておき、多数の患者の画像解析を行う際には、制限された数の患者についてのみ画像解析を行うこととしてもよい。例えば、培養容器１０に患者毎にユニークな識別番号を付与しておき、画像解析装置６０は、予め決められた識別番号を有する培養容器１０のみを画像解析の対象とするようにしてもよい。これにより、多数の患者のうちの所定数の患者のみを対象として画像解析を行うことができる。なお、識別番号は、培養容器１０に貼り付けたバーコードシールやＩＣタグにより付与することができる。また、培養容器１０に手書きした患者名や患者ＩＤなどを手入力してもよい。

（変形例５）
上記の実施例では、カメラ５２をＸ方向及びＹ方向に移動して１つのウェル１２又は１つの受精卵毎に１枚の撮影画像を生成しているが、本発明の適用はこれには限られない。他の例では、複数のウェル又は受精卵を１視野内で１枚の全体画像として撮影し、画像処理により全体画像を各ウェル毎又は各受精卵毎の画像に分割することにより、ウェル又は受精卵毎の撮影画像を生成することとしてもよい。この場合でも、全体画像を分割して得られたウェル又は受精卵毎の複数の画像に対して、上述の第１〜第４の方法のいずれかを適用して基準撮影画像を特定し、解析を行えばよい。また、その場合に、変形例１のように、基準撮影画像に加えて補助撮影画像の解析を行っても良い。

（変形例６）
上記の実施例では、１つのウェルに１つの受精卵が収容されているが、その代わりに、１つのウェルに複数（例えば２つ）の受精卵を収容してもよい。また、ウェルが形成されていない培養容器１０を使用する場合でも、複数の受精卵を１つのグループとして容器に収容してもよい。この場合でも、画像解析装置６０は、１つのウェル又は１つのグループの受精卵の単位で生成された複数の撮影画像から基準撮影画像を特定し、解析すればよい。また、基準撮影画像に加えて補助撮影画像を解析しても良い。

（変形例７）
上記の実施形態では、撮影装置５０は、撮影画像に対して患者ＩＤ、ウェル位置、カメラの焦点位置、撮影時刻などを示す属性情報をファイル名などに付加して記憶部５４に記憶しているが、その際に、ＣＲＣコード、チェックサムデータなどを付加してもよい。これにより、撮影後に撮影画像のデータが改変されたり、誤ってファイル名が変更されたりして撮影画像の取り違えなどが生じることを防止することが可能となる。

同一の培養容器１０から生成される同一患者の受精卵画像グループを識別する方法として、画像の撮影時刻から判定することができる。ウェル１２間のカメラ５２の移動は短時間であるが、培養容器１０間のカメラ５２の移動は長時間を要するため、所定の閾値を設けて判定する。例えば、解析負荷を下げるため、３分の１の容器だけ解析するものとする。培養を開始して、撮影する培養容器１０の順番を仮にＩ，ＩＩ，ＩＩＩ，・・・と表記すると、例えば、Ｉ，ＩＶ，ＶＩＩ，・・・と飛ばして解析すれば、解析負荷を３分の１にできる。ここで、カメラが培養容器１０間を移動することを認識する手段として、撮影のタイミングを利用できる。培養容器Ｉ内のウェル１２を観察する際の移動距離は小さいため、撮影間隔が短いが、培養容器Ｉから培養容器ＩＩに移動するときには移動距離が長くなり、撮影間隔が長くなる。撮影間隔が長いタイミングを培養容器１０が変わったタイミングと解釈すると、等間隔で飛ばして解析することが可能となる。また、別の方法として、培養容器１０を格納するチャンバーが複数ある際に、チャンバーごとに解析対象か対象でないかを決めておいても良い。なお、チャンバー位置は、カメラのＸＹ座標位置で判別することができる。

１０ 培養容器
１２ ウェル
２０ 撮影画像
３０ 受精卵
５０ 撮影装置
５１ 照明
５２ カメラ
５３ 制御部
５４ 記憶部
６０ 画像解析装置

Claims (11)

1. １つの容器に収容された複数の対象物を撮影した複数の撮影画像を取得する取得部と、
   前記複数の撮影画像から、基準となる撮影条件下で撮影された撮影画像である１つの基準撮影画像を特定する特定部と、
   前記１つの基準撮影画像を含む、前記複数の撮影画像の総数より少ない数の撮影画像を解析して解析結果を出力する解析部と、
   を備えることを特徴とする画像解析装置。
2. 前記特定部は、前記複数の対象物が配置された位置のうち、前記対象物の実際の位置に基づいて予め決められた基準位置において撮影された撮影画像を前記基準撮影画像と特定することを特徴とする請求項１に記載の画像解析装置。
3. 前記撮影画像の各々には、前記対象物が配置された位置を示す情報が付与されており、
   前記特定部は、前記位置を示す情報に基づいて、前記基準撮影画像を特定することを特徴とする請求項２に記載の画像解析装置。
4. 前記複数の対象物はそれぞれウェル内に収容されており、
   前記撮影画像は、前記対象物及び前記ウェルの画像を含み、
   前記特定部は、前記撮影画像における前記ウェルの位置に基づいて前記基準撮影画像を特定することを特徴とする請求項１に記載の画像解析装置。
5. 前記特定部は、前記複数の撮影画像のうち、当該撮影画像における前記ウェルの位置が最も中央に近い撮影画像を前記基準撮影画像と特定することを特徴とする請求項４に記載の画像解析装置。
6. 前記複数の対象物はそれぞれウェル内に収容されており、
   前記ウェルの各々には、各ウェルの識別情報が付されており、
   前記特定部は、前記基準位置に対応するウェルの識別情報を予め記憶しており、当該識別情報に基づいて前記基準撮影画像を特定することを特徴とする請求項２に記載の画像解析装置。
7. 前記基準撮影画像は、前記複数の対象物が配置された位置のうち、前記対象物の実際の位置に基づいて設定された照明条件下で撮影された撮影画像であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の画像解析装置。
8. 前記解析部は、前記１つの基準撮影画像に加えて１つ又は複数の補助撮影画像を解析し、
   前記解析部が解析の対象とする撮影画像の総数は、前記複数の撮影画像の総数よりも少ないことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の画像解析装置。
9. 前記解析部は、前記基準撮影画像及び前記補助撮影画像に基づいて、前記撮影画像を補正して解析を行うことを特徴とする請求項８に記載の画像解析装置。
10. 請求項１乃至９のいずれか一項に記載の画像解析装置と、前記撮影画像を生成する撮影装置とを備える画像解析システムであって、
    前記撮影装置は、
    同一の容器内に配列された前記複数の対象物を撮影して前記複数の撮影画像を生成する撮影部と、
    前記複数の撮影画像を記憶する記憶部と、
    を備えることを特徴とする画像解析システム。
11. コンピュータを備える画像解析装置により実行されるプログラムであって、
    １つの容器に収容された複数の対象物を撮影した複数の撮影画像を取得する取得部、
    前記複数の撮影画像から、基準となる撮影条件下で撮影された撮影画像である１つの基準撮影画像を特定する特定部、
    前記１つの基準撮影画像を含む、前記複数の撮影画像の総数より少ない数の撮影画像を解析して解析結果を出力する解析部、
    として前記コンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。