JP6882713B2 - Cell quality evaluation system, program and cell quality evaluation method - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、培養細胞の品質の優劣評価に使用される細胞品質評価システム、細胞品質評価プログラム及び細胞品質評価方法に関する。 The present invention relates to, for example, a cell quality evaluation system, a cell quality evaluation program, and a cell quality evaluation method used for evaluating the superiority or inferiority of the quality of cultured cells.
近年、再生医療、不妊治療等の医療分野においては、安全性を確保しつつ、所望する細胞治療の効果を実現するため、所定の品質要件を満たす細胞以外の利用を防止することが必要になる。例えば、体外受精のために受精卵を作成、培養及び移植する場合には、一定時間毎に、培養中の受精卵の状態を観察し、受精卵が順調に発達しているか否かを評価するとともに、所定の発達条件及び品質を満たさない受精卵を移植対象から除外し、又は、優先度を低くし、医師等の専門家が受精卵の品質に加えて患者の状態等を加味して、生育状態の良い受精卵を移植するなどの最終的な判断をすることが、安全性を確保するために必要となる。 In recent years, in the medical field such as regenerative medicine and infertility treatment, it is necessary to prevent the use of cells other than those satisfying predetermined quality requirements in order to realize the desired effect of cell therapy while ensuring safety. .. For example, when a fertilized egg is prepared, cultured and transplanted for in vitro fertilization, the state of the fertilized egg during cultivation is observed at regular intervals to evaluate whether or not the fertilized egg is developing smoothly. At the same time, fertilized eggs that do not meet the prescribed developmental conditions and quality are excluded from the transplant target, or the priority is lowered, and specialists such as doctors take into account the patient's condition in addition to the quality of the fertilized egg. It is necessary to make a final decision, such as transplanting a fertilized egg in good condition, in order to ensure safety.
このため、従来の医療分野においては、医師等のオペレータが、顕微鏡を用いて、細胞の観察用画像を撮像するとともに、肉眼にて画像を確認しつつ、各オペレータの経験と知識に基づいて細胞の品質の優劣を評価し、移植に適した細胞を選別している。 Therefore, in the conventional medical field, an operator such as a doctor captures an image for observing cells using a microscope, and while checking the image with the naked eye, the cells are based on the experience and knowledge of each operator. The superiority and inferiority of the quality of the cells are evaluated, and cells suitable for transplantation are selected.
また、近年では、オペレータの負担を軽減するとともに、細胞品質の判定を均質化するため、所定の時間間隔にて細胞内における染色体の状態を示す画像を撮像し、当該画像に基づき、評価対象となる細胞において、所定の時間毎に遷移する細胞の内部状態のステージ(以下、「状態ステージ」という。)を自動的に特定する状態ステージ特定方法(例えば、特許文献1)、及び、撮像された細胞の画像における特徴量を抽出し、当該抽出された特徴量、又は、複数の特徴量の組合せから、細胞の品質の優劣を判定する細胞品質評価システム(例えば特許文献2)が提案されている。 Further, in recent years, in order to reduce the burden on the operator and homogenize the determination of cell quality, images showing the state of chromosomes in cells are taken at predetermined time intervals, and based on the images, evaluation targets are used. A state stage identification method (for example, Patent Document 1) that automatically identifies a stage of the internal state of a cell (hereinafter, referred to as “state stage”) that transitions at predetermined time intervals, and an image is taken. A cell quality evaluation system (for example, Patent Document 2) has been proposed in which a feature amount in a cell image is extracted and the superiority or inferiority of the cell quality is determined from the extracted feature amount or a combination of a plurality of feature amounts. ..
しかしながら、上記特許文献1に記載の方法においては、細胞の状態ステージを自動的に特定することは、できるものの、細胞の品質を適切に評価することが難しい。 However, in the method described in Patent Document 1, although the state stage of the cell can be automatically specified, it is difficult to appropriately evaluate the quality of the cell.
また、特許文献2に記載のシステムにおいては、細胞の品質評価時に各状態ステージにおける細胞の内部状態を反映した細胞の品質評価を行うことができず、品質評価の精度を向上させることが難しい。
Further, in the system described in
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、評価対象となる細胞の品質を定量化することによって、当該品質を自動的に、かつ、高精度にて評価することが可能な細胞品質評価システム等を提供することである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to evaluate the quality of cells to be evaluated automatically and with high accuracy by quantifying the quality of the cells to be evaluated. It is to provide a cell quality evaluation system and the like capable of this.
上述した課題を解決するため、本発明の細胞品質評価システムは、卵子細胞に対する精子細胞の授精からの時間経過に従って内部の状態を示す状態ステージが段階的に遷移し、当該状態ステージの遷移が、(1)少なくとも、原形質膜と、透明帯と、極体と、が、発生する第1の状態ステージ、(2)前記原形質膜内に前核が発生する第2の状態ステージ、(3)前記前核が消失し、前記透明帯の内部において順次、卵割が生じる第3の状態ステージ、(4)前記透明帯及び前記原形質膜が消失し、栄養膜細胞及び内部細胞塊が発生した胚盤胞に変化した第4の状態ステージ、の順に遷移する細胞の品質を評価する細胞品質評価システムにおいて、前記細胞の画像を撮像し、画像データを生成する撮像手段を制御することにより、授精から予め定められたタイミングにて前記細胞の画像を撮像させ、前記第1〜第4の状態ステージのそれぞれに対応する前記画像データを生成する撮像制御手段と、前記生成された画像データに対応する細胞の画像に基づき各状態ステージにおける細胞の品質をスコアによって評価する際の基準となるスコアリング基準情報が、当該各状態ステージを識別するための状態ステージ識別情報に対応付けて、記録される記録手段を制御する記録制御手段と、前記撮像手段から出力された画像データを取得する取得手段と、前記状態ステージ毎に、前記取得された細胞の画像に対して所定の画像処理をしつつ、該当するスコアリング基準情報に基づいて、該当する細胞の品質をスコアリングするスコアリング手段と、前記スコアリングされた結果を示すスコアリング結果に応じて、前記細胞の品質の優劣を評価する評価手段と、前記評価手段における評価結果をユーザに閲覧可能に提示する提示手段と、を具備する構成を有している。 In order to solve the above-mentioned problems, in the cell quality evaluation system of the present invention, the state stage indicating the internal state gradually changes according to the passage of time from the fertilization of the sperm cell to the egg cell , and the transition of the state stage changes. (1) At least the first state stage in which the progenitor membrane, the transparent band, and the polar body are generated, (2) the second state stage in which the pronucleus is generated in the progenitor membrane, (3) ) A third state stage in which the pronucleus disappears and egg splitting occurs sequentially inside the transparent band, (4) the transparent band and the progenitor membrane disappear, and vegetative membrane cells and internal cell clusters develop. In a cell quality evaluation system that evaluates the quality of cells that transition in the order of the fourth state stage that has changed to a cyst, by controlling the imaging means that images the cells and generates image data. Corresponds to the imaging control means that captures an image of the cell at a predetermined timing from fertilization and generates the image data corresponding to each of the first to fourth state stages, and the generated image data. serving as a reference the scoring criterion information when evaluating the score of the quality of cells in each state stage based on the image of the cell is, in correspondence with the status stage identification information for identifying the respective status stage, it is recorded and recording control means for controlling the recording means, and obtaining means for obtaining image data output from the imaging means, for each of the state stage, while a predetermined image processing on the acquired cell image, A scoring means for scoring the quality of the corresponding cell based on the relevant scoring criterion information, and an evaluation means for evaluating the superiority or inferiority of the quality of the cell according to the scoring result indicating the scored result. It has a configuration including a presentation means for presenting the evaluation result in the evaluation means to the user so as to be viewable.
この構成により、本発明の細胞品質評価システムは、時間の経過に伴って細胞を画像化すれば、対象となる細胞の品質を自動的に評価することができるので、細胞の品質評価時におけるユーザ(例えば、医師やオペレータ)の作業負担を軽減することができるとともに、状態ステージ毎に異なる状態となる細胞を各状態ステージにスコアリングすることによって、細胞の品質の優劣を評価することができるので、品質の評価において成長過程が重要となる細胞を的確に評価することができる。 With this configuration, the cell quality evaluation system of the present invention can automatically evaluate the quality of the target cell by imaging the cell over time, so that the user at the time of cell quality evaluation can be evaluated. Since the workload of (for example, a doctor or an operator) can be reduced, and the superiority or inferiority of cell quality can be evaluated by scoring cells that are in different states for each state stage in each state stage. , It is possible to accurately evaluate cells whose growth process is important in quality evaluation.
すなわち、細胞の内部構造は、状態ステージに応じて変化し、品質の判定基準も状態ステージに応じて変化するので、本発明の細胞品質評価システムは、状態ステージ毎に異なるスコアリング基準情報及びアルゴリズムを適用しつつ、スコアリングを行うことができるとともに、状態ステージに応じて適切なスコアリングを実現することができる。 That is, since the internal structure of the cell changes according to the state stage and the quality criterion also changes according to the state stage, the cell quality evaluation system of the present invention has different scoring standard information and algorithms for each state stage. It is possible to perform scoring while applying the above, and it is possible to realize appropriate scoring according to the state stage.
したがって、本発明の細胞品質評価システムは、評価対象となる細胞の品質を定量化することができるとともに、自動的に、かつ、高精度にてその評価を行うことができる。 Therefore, the cell quality evaluation system of the present invention can quantify the quality of the cell to be evaluated, and can automatically and highly accurately evaluate the cell quality.
本発明の細胞品質評価システムなどは、評価対象となる細胞の品質を定量化することができるとともに、自動的に、かつ、高精度にてその評価を行うことができる。 The cell quality evaluation system of the present invention can quantify the quality of cells to be evaluated and can evaluate the quality automatically and with high accuracy.
以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
なお、以下の実施形態は、細胞を培養する際に、当該細胞を撮像して当該細胞の品質を評価するためのシステムに本発明の細胞品質評価システム、細胞品質評価プログラム、細胞品質評価方法を適用した場合の実施形態である。ただし、本発明は、その技術的思想を含む範囲で以下の実施形態に限定されない。 In the following embodiment, the cell quality evaluation system, the cell quality evaluation program, and the cell quality evaluation method of the present invention are used as a system for imaging the cells and evaluating the quality of the cells when culturing the cells. It is an embodiment when it is applied. However, the present invention is not limited to the following embodiments as long as the technical idea is included.
また、以下の実施形態においては、説明を具体化するため、不妊治療において、患者から採取した精子と卵子を授精させた受精卵(胚)を培養し、当該受精卵の品質の優劣を評価する場合を例に説明を行う。 Further, in the following embodiment, in order to embody the explanation, in fertility treatment, a fertilized egg (embryo) obtained by fertilizing a sperm collected from a patient and an egg is cultured, and the superiority or inferiority of the quality of the fertilized egg is evaluated. The case will be described as an example.
[1]細胞品質評価システムの概要
まず、図1及び図2を用いて本実施形態における細胞品質評価システム1の構成及び概要について説明する。
[1] Outline of Cell Quality Evaluation System First, the configuration and outline of the cell quality evaluation system 1 in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
なお、図1は、本実施形態における細胞品質評価システム1の構成を示すシステム構成図であり、図2は、患者から採取した精子と卵子を授精させた受精卵(胚)において受精後の時間経過に伴う受精卵の発達過程を説明するための図である。 It should be noted that FIG. 1 is a system configuration diagram showing the configuration of the cell quality evaluation system 1 in the present embodiment, and FIG. 2 is a time after fertilization in a fertilized egg (embryo) fertilized with a sperm collected from a patient and an egg. It is a figure for demonstrating the development process of a fertilized egg with the course.
本実施形態の細胞品質評価システム1、図1に示すように、培養中の複数の受精卵Eを画像化するとともに、当該画像化した細胞の画像(以下、「細胞画像」という。)を生成し、生成した細胞画像に基づいて受精卵Eの品質の優劣を評価するシステムであり、各成長段階におけるスコアによって母胎への移植適応要件を満たすか否かを評価するためのシステムである。 As shown in FIG. 1 of the cell quality evaluation system 1 of the present embodiment, a plurality of fertilized eggs E in culture are imaged, and an image of the imaged cell (hereinafter referred to as "cell image") is generated. It is a system for evaluating the superiority or inferiority of the quality of the fertilized egg E based on the generated cell image, and is a system for evaluating whether or not the requirements for transplantation to the mother's womb are satisfied by the score at each growth stage.
特に、本実施形態の細胞品質評価システム1は、医師等のオペレータによって細胞の品質を最終的に判断する際に、その判断を支援するためのシステムとしても用いることができるようになっている。 In particular, the cell quality evaluation system 1 of the present embodiment can also be used as a system for supporting the determination when the cell quality is finally determined by an operator such as a doctor.
例えば、図2に示すように、受精卵Eにおいては、受精完了後の時間経過に伴って、細胞の内部状態を示す状態ステージが、
(1)受精後0〜8時間の間に、原形質膜、透明帯及び極体が少なくとも発生する第1期、
(2)受精後8〜24時間の間に、原形質膜内に前核が発生する第2期、
(3)受精後20〜100時間の間に、前核が消失するとともに、透明帯の内部において順次卵割が生じ、桑実胚が発生する第3期、及び、
(4)受精後100時間以上経過して、透明帯及び原形質膜が消失し、細胞栄養膜及び内部細胞塊が発生した胚盤胞の発生する第4期、
の順に遷移するようになっている。
For example, as shown in FIG. 2, in the fertilized egg E, the state stage indicating the internal state of the cell changes with the passage of time after the completion of fertilization.
(1) The first stage in which the plasma membrane, zona pellucida and polar body develop at least between 0 and 8 hours after fertilization.
(2) The second stage in which the protoplasmic membrane develops a pronucleus between 8 and 24 hours after fertilization.
(3) Within 20 to 100 hours after fertilization, the pronucleus disappears, cleavage occurs sequentially inside the zona pellucida, and the third stage in which morula develops, and
(4) The fourth stage of blastocyst development, in which the zona pellucida and plasma membrane disappear, and the cytotrophoblast and inner cell mass develop, 100 hours or more after fertilization.
It is designed to transition in the order of.
そこで、本実施形態の細胞品質評価システム1は、各期の状態ステージの細胞画像と、各状態ステージの細胞画像に基づき各状態ステージにおける細胞の品質をスコアによって評価する際の基準となるスコアリング基準情報と、を用いて細胞の品質の優劣を評価することができるようになっている。 Therefore, the cell quality evaluation system 1 of the present embodiment is scored as a reference when evaluating the cell quality in each state stage by a score based on the cell image of each state stage and the cell image of each state stage. It has become possible to evaluate the superiority or inferiority of cell quality using reference information and.
また、一般的に、これらの各期の状態ステージにおいては、受精卵Eは、その細胞数が変化するなど、それぞれ異なる内部構造を有する状態に遷移していくため、同一の評価基準及び評価アルゴリズムを適用して、各期における受精卵Eの品質を的確に評価することは困難となる。 Further, in general, in the state stages of each of these stages, the fertilized egg E transitions to a state having different internal structures such as a change in the number of cells, so that the same evaluation criteria and evaluation algorithms are used. It becomes difficult to accurately evaluate the quality of fertilized egg E in each stage by applying.
そして、受精卵Eにおいては、受精後の発生初期段階(すなわち、第1期の状態ステージ(以下、単に「第1期」ともいう。)及び第2期の状態ステージ(以下、単に「第2期」ともいう。))における受精卵の品質が移植後の安全性確保のために重要であるとともに、第1期及び第2期を含め、受精後から第3期の状態ステージ(以下、単に「第3期」ともいう。)の前期及び中期(2卵割が生じる前期の状態ステージ及び4卵割が生じる中期の状態ステージ)までは、受精卵に形成される細胞数は当該受精卵の品質に大きな影響を与える。 Then, in the fertilized egg E, the early stage of development after fertilization (that is, the first stage state stage (hereinafter, also simply referred to as “first stage”) and the second stage state stage (hereinafter, simply “second stage”). The quality of the fertilized egg in the "stage") is important for ensuring safety after transplantation, and the state stage from the fertilization to the third stage (hereinafter, simply referred to as "simply") including the first and second stages. The number of cells formed in a fertilized egg is the number of cells formed in the fertilized egg until the early and middle stages (also referred to as the "third stage") (the early state stage in which 2 egg splits occur and the middle state stage in which 4 egg splits occur). It has a great effect on quality.
その一方、第3期の後期以降、第4期も含めて状態ステージまで卵割が進むと、数個程度の細胞数の違いは、受精卵Eの品質に与える影響が小さくなる。特に、第4期においては、内部細胞塊に含まれる細胞数が、200個〜400個程度と多くなるため、数個程度の細胞数が異なっても、受精卵Eの品質に与える影響が小さくなる。 On the other hand, when cleavage progresses from the latter stage of the third stage to the state stage including the fourth stage, the difference in the number of cells of about several cells has a small effect on the quality of the fertilized egg E. In particular, in the fourth stage, the number of cells contained in the inner cell mass increases to about 200 to 400, so even if the number of cells differs by several, the effect on the quality of the fertilized egg E is small. Become.
このように、受精卵などの細胞は、状態ステージに応じて変化し、品質の判定基準も状態ステージに応じて変化するので、当該細胞の評価を画一的に行うことが難しい。また、細胞の成長は画一的で無く、個々の細胞毎に成長度合いが変化するので、各細胞の成長に追従しつつ、的確に品質管理を行うことができない場合もある。 As described above, cells such as fertilized eggs change according to the state stage, and the quality determination criteria also change according to the state stage, so that it is difficult to uniformly evaluate the cells. Further, since the growth of cells is not uniform and the degree of growth changes for each individual cell, it may not be possible to accurately control quality while following the growth of each cell.
そこで、上述のように、受精卵Eにおける内部の状態は、状態ステージ毎に細胞数やその他の状態によって特徴的に示されることから、本実施形態の細胞品質評価システム1は、各期の遷移タイミングに合わせて評価対象となる受精卵Eを細胞画像として画像化し、受精卵Eの属する各期に応じて品質の評価基準及び品質評価アルゴリズムを変更しつつ、各期における品質評価を行うこと、及び、それによって全体としての細胞評価を実行する構成を有し、評価対象となる細胞の品質を定量化することができるとともに、自動的に、かつ、高精度にてその評価を行うことができるようになっている。 Therefore, as described above, since the internal state of the fertilized egg E is characteristically indicated by the number of cells and other states for each state stage, the cell quality evaluation system 1 of the present embodiment is a transition of each stage. Image the fertilized egg E to be evaluated as a cell image according to the timing, and perform quality evaluation in each period while changing the quality evaluation standard and quality evaluation algorithm according to each period to which the fertilized egg E belongs. In addition, it has a configuration for performing cell evaluation as a whole, and the quality of cells to be evaluated can be quantified, and the evaluation can be performed automatically and with high accuracy. It has become like.
なお、図2に示す状態ステージの遷移時間は、一般的な経験則により定まる時間数の一例を示しているが、遷移時間については、受精卵Eの培養環境(例えば、培地成分、温度、湿度等)により、ある程度前後するため、本実施形態の前提として、実際の培養環境における遷移時間を予め実験により求めておくことが望ましい。ただし、本実施形態においては、上記の遷移に基づいて説明を行う。
The transition time of the state stage shown in FIG. 2 shows an example of the number of hours determined by a general rule of thumb, but the transition time is the culture environment of the fertilized egg E (for example, medium component, temperature, humidity). Etc.), so it is desirable to obtain the transition time in the actual culture environment by experiment in advance as a premise of this embodiment. However, in the present embodiment, the description will be given based on the above transition.
具体的には、本実施形態の細胞品質評価システム1は、図1に示すように、複数の培養シャーレ(以下、「培養シャーレ」という)40−1〜40−nのそれぞれにおいて培養されるk個(kは、例えば、4)の受精卵E1〜Ek(すなわち、受精卵E)を撮像して細胞画像を生成するカメラ10と、当該カメラ10を制御し、各状態ステージに基づく細胞画像を用いて受精何細胞の品質を評価するサーバ装置30と、を備えている。
Specifically, as shown in FIG. 1, the cell quality evaluation system 1 of the present embodiment is cultured in each of a plurality of culture dishes (hereinafter referred to as “culture petri dishes”) 40-1 to 40-n. A
カメラ10は、直接、又は、図示せぬネットワークを介して、サーバ装置30に接続されるとともに、時間軸により規定される状態ステージ毎に該当する細胞を撮像し、細胞画像の画像データを生成する。
The
特に、カメラ10は、サーバ装置30からの制御に基づいて、所定のタイミングにおいて、培養シャーレ40内にて培養されている受精卵Eを撮像して静止画又は動画を生成し、生成した細胞画像を画像データとしてサーバ装置30に供給する。
In particular, the
この機能を実現するため、カメラ10は、対物レンズ、フラッシュ、シャッター及びレンズのフォーカス、ズーム、ピントを調節するための光学系及び光学系から入力される光学画像を電気信号に変換するCCDIセンサ(Charge Coupled Device Image Sensor)部と、CCDIセンサ部において生成された電気信号に基づいて画像データを生成する生成部と、サーバ装置30からの制御信号に従って、各部を制御し、受精卵Eの画像を撮像させる制御部と、を有している。
In order to realize this function, the
なお、カメラ10は、図示せぬ顕微鏡に、アダプタやアタッチメントを用いて接続し、顕微鏡画像を撮像する構成としてもよい。
The
また、本実施形態において、上記各状態ステージの撮像タイミングとしては、例えば、図2に例示するように、それぞれ授精から「7時間後」、「20時間後」、「48時間後」、「72時間後」、「90時間後」及び「120時間後」などに設定されており、カメラ10は、サーバ装置30の制御の下、所定のタイミングの到来に合わせて(すなわち、授精からの所定の経過時間に基づいて)評価対象となる受精卵Eを撮像する。
Further, in the present embodiment, as the imaging timing of each of the above state stages, for example, as illustrated in FIG. 2, "7 hours later", "20 hours later", "48 hours later", and "72", respectively, after insemination. It is set to "after an hour", "after 90 hours", "after 120 hours", etc., and the
サーバ装置30は、各種のデータベース(以下、[DB]という。)を有し、カメラ10によって生成された細胞画像に基づきつつ、当該DBに記録された情報に従って各状態ステージにおける細胞の品質をスコアによって評価するスコアリングを実行する。
The
特に、サーバ装置30は、
(1)カメラ10を制御し、当該カメラ10から出力された画像データを取得し、
(2)画像データの細胞画像に基づき各状態ステージにおける受精卵Eの品質をスコアによって評価する際の基準となるスコアリング基準情報が、当該各状態ステージを識別するための状態ステージ識別情報に対応付けて、記録されるDBを制御し、
(3)状態ステージ毎に、細胞画像に対して所定の画像処理をしつつ、該当するスコアリング基準情報に基づいて、該当する受精卵Eの品質をスコアリングするスコアリング処理を実行し、
(4)スコアリングされた結果を示すスコアリング結果に応じて、受精卵Eの品質の優劣を評価する評価処理を実行し、
(5)評価結果をユーザが閲覧可能に提示する、
構成を有している。
In particular, the
(1) Control the
(2) The scoring standard information, which is a standard for evaluating the quality of the fertilized egg E in each state stage based on the cell image of the image data, corresponds to the state stage identification information for identifying each state stage. Attach, control the recorded DB,
(3) For each state stage, while performing predetermined image processing on the cell image, a scoring process for scoring the quality of the corresponding fertilized egg E based on the corresponding scoring standard information is executed.
(4) An evaluation process for evaluating the superiority or inferiority of the quality of the fertilized egg E is executed according to the scoring result indicating the scored result.
(5) Present the evaluation result so that the user can view it.
It has a configuration.
そして、サーバ装置30は、状態ステージ毎に、カメラ10に異なるタイミングに受精卵Eを撮像させて細胞画像を生成させるとともに、状態ステージ毎にタイミングが異なる複数の細胞画像に基づいて該当する受精卵Eの品質をスコアリングする構成を有している。
Then, the
具体的には、サーバ装置30は、(3)の処理としては、カメラ10の制御と連動して、
(3A)第1期における受精卵Eの品質を評価するため、授精から約7時間後にカメラ10を制御して、第1期の受精卵Eを撮像させるとともに、当該細胞画像を解析して、透明帯、原形質膜及び極体の状態に基づき、第1期の受精卵Eの品質をスコアリングし、
(3B)第2期における受精卵Eの品質を評価するため、受精から約20時間後に第2期の受精卵画像をカメラ10に撮像させるとともに、当該細胞画像を解析して、前核の状態に基づき、第2期における受精卵Eの品質をスコアリングし、
(3C)第3期における受精卵品質を評価するため、受精から約48時間後、72時間後、90時間後の各タイミングにて、第3期(前期、中期及び後期)の受精卵画像をカメラ10に撮像させるとともに、当該細胞画像を解析して第3期(前期、中期及び後期)における受精卵Eが分割した細胞(割球)の数を示す割球数(原則として2個、4個、8個以上)に基づき、第3期における授精卵の品質をスコアリングし、
(3D)第4期における受精卵Eの品質を評価するため、授精から、120時間後に第4期の受精卵画像をカメラ10に撮像させるとともに、当該細胞画像を解析して、栄養膜細胞の厚さ及び均一性と、内部細胞塊の大きさ又は細胞数及び明瞭性と、に基づき、授精卵の品質をスコアリングする、
構成を有している。
Specifically, the
(3A) In order to evaluate the quality of the fertilized egg E in the first stage, the
(3B) In order to evaluate the quality of the fertilized egg E in the second stage, the
(3C) In order to evaluate the quality of fertilized eggs in the third stage, images of fertilized eggs in the third stage (early stage, middle stage and late stage) are displayed at each timing about 48 hours, 72 hours and 90 hours after fertilization. The number of blastomeres (2, 4 in principle) indicating the number of cells (blastomeres) divided by the fertilized egg E in the 3rd stage (early stage, middle stage and late stage) by analyzing the cell image while imaging with the
(3D) In order to evaluate the quality of the fertilized egg E in the 4th stage, 120 hours after insemination, the
It has a configuration.
また、サーバ装置30は、(4)の処理としては、
(4A)状態ステージ毎にスコアリングされた各スコアの総和に基づいて、予め定められた条件(第1の条件)を具備した否かを判定し、当該条件を具備しなかった場合に、前記細胞の品質の優劣として、該当する細胞を利用不能と判定し、又は、
(4B)各状態ステージにおけるそれぞれのスコアが状態ステージ毎に予め定められた条件(第2の条件)をそれぞれ具備したか否かを判定し、当該条件を具備しなかった場合に、該当する細胞を利用不能と判定する、
構成を有している。
Further, the
(4A) Based on the sum of the scores scored for each state stage, it is determined whether or not a predetermined condition (first condition) is satisfied, and if the condition is not satisfied, the above-mentioned As the superiority or inferiority of cell quality, the corresponding cell is judged to be unusable, or
(4B) It is determined whether or not each score in each state stage satisfies a predetermined condition (second condition) for each state stage, and if the condition is not satisfied, the corresponding cell. Is determined to be unusable,
It has a configuration.
例えば、サーバ装置30は、(4A)の条件として、全状態ステージのスコアの和、平均又は二乗平均など予め定められた閾値以上などの条件を具備するか否かを判定するようになっている。この場合には、例えば、一部の状態ステージにおけるスコアのみが高く、全体としてのスコアが低くなり、移植に適さないような細胞を移植対象から確実に除外することができるようになっている。
For example, the
また、サーバ装置30は、(4B)の条件として、各状態ステージのスコアが予め定められた閾値以上などの条件を具備するか否かを判定するようになっている。この場合には、最も重要な初期の状態ステージにおいて高評価とならない受精卵Eについては、全体のスコアが高くて移植要件を具備していたとしても、移植に適さないような細胞として移植対象から確実に除外することができるようになっている。
Further, the
なお、本実施形態の具体的な受精卵Eの評価手法については、任意であり、例えば、状態ステージ毎にスコアリングされた各スコアの総和、平均、二乗平均等をとって、当該値が所定の閾値を超えるものを移植に利用可能なものとして評価するようにしてもよいし、受精卵Eの品質に与える影響に応じて、各期のスコアに重み付けを行って、最終的な評価を行うようにしてもよい。 The specific evaluation method of the fertilized egg E of the present embodiment is arbitrary, and for example, the sum, average, root mean square, etc. of each score scored for each state stage are taken to determine the value. Those exceeding the threshold value of are evaluated as being usable for transplantation, or the scores of each period are weighted according to the influence on the quality of fertilized egg E, and the final evaluation is performed. You may do so.
また、一部のスコアに基づき評価を行う場合には、例えば、受精卵Eの品質に大きな影響を与える第1期や第2期のスコアに基づき、最終的な評価を行うようにすればよい。ただし、本実施形態においては、説明を具体的なものとするため、全ての状態ステージにおいてスコアの和を用いて、最終的な評価を行うものとして説明を行う。 Further, when the evaluation is performed based on a part of the scores, for example, the final evaluation may be performed based on the scores of the first period and the second period, which have a great influence on the quality of the fertilized egg E. .. However, in the present embodiment, in order to make the explanation concrete, the explanation will be made assuming that the final evaluation is performed using the sum of the scores in all the state stages.
[2]サーバ装置
[2.1]全体構成
次に、図3〜図6を用いて本実施形態のサーバ装置30について説明する。なお、図3は、本実施形態のサーバ装置30の構成を示す図であり、図4〜図6は、それぞれサーバ装置30内に設けられた培養細胞管理DB301、状態ステージ管理DB302及びスコアリング情報DB303に記録されるデータの一例を示す図である。
[2] Overall Configuration of Server Device [2.1] Next, the
本実施形態のサーバ装置30は、図3に示すように、各種のDB301〜303が設けられる記録装置300と、インターフェース部310と、ROM(Read only Memory)/RAM(Random Acsses Memory)320と、表示部330と、表示部330における画像表示を制御する表示制御部340と、現在時刻を特定するためのタイマ360と、サーバ装置30の全体を統合制御するサーバ管理制御部370と、スコアリング処理及び評価処理などを実行するデータ処理部380と、操作部390と、を有している。
As shown in FIG. 3, the
なお、これらの各部は、バスBにより、相互接続され、バスBを介して、各構成要素間のデータの授受が行われる。 Each of these parts is interconnected by the bus B, and data is exchanged between the components via the bus B.
記録装置300は、HDD(Hard Disc Drive)、又は、SSD(Solid State Drive)により構成される。そして、記録装置300は、培養細胞管理DB301と、状態ステージ管理DB302と、スコアリング情報DB303と、を有している。
The
なお、例えば、本実施形態のスコアリング情報DB303は、本発明の記録手段を構成する。
For example, the scoring
培養細胞管理DB301は、細胞品質評価システム1の培養シャーレ40内において、培養中の受精卵Eを管理するための情報(以下、「受精卵管理情報」という。)が、データとして記録されるDBである。例えば、培養細胞管理DB301には、図4に示すように、
(1)各培養シャーレ40を識別するための培養シャーレIDと、
(2)培養中の各受精卵Eを識別するための受精卵IDと、
(3)各受精卵Eを授精させた日時(以下、「受精日時」という。)と、
(4)各受精卵Eの状態ステージ毎におけるスコアリング処理によって算出された各スコアと、
(5)全ての状態ステージにおけるスコアリング結果を示す総合スコアと、
を記録するためのフィールドが対応付けられて設けられている。
The cultured
(1) A culture dish ID for identifying each culture dish 40,
(2) A fertilized egg ID for identifying each fertilized egg E in culture, and
(3) The date and time when each fertilized egg E was fertilized (hereinafter referred to as "fertilization date and time"),
(4) Each score calculated by the scoring process in each state stage of each fertilized egg E and
(5) A total score showing the scoring results in all state stages and
Fields for recording are provided in association with each other.
なお、培養細胞管理DB301に記録される培養シャーレID、受精卵ID及び授精日時の各情報は、受精卵Eを授精させて培養開始をした時点でユーザによって事前に登録される。また、(4)の各状態ステージのスコアには、後述するようにスコア算出できずエラーとなった場合には、エラーを示す旨の情報(例えば、エラーを示す値)が記録される。
The culture petri dish ID, fertilized egg ID, and fertilization date and time information recorded in the cultured
例えば、図4には、「D001」培養シャーレIDを有する培養シャーレ40において、「E001〜004」の受精卵IDに対応する4個の受精卵Eが培養され、各受精卵Eの状態ステージ毎のスコアと、全状態ステージを通した総合スコア(本実施形態においては、スコアの和)が、対応付けて記録されている受精卵管理情報を示す。 For example, in FIG. 4, in a culture dish 40 having a “D001” culture dish ID, four fertilized eggs E corresponding to the fertilized egg IDs of “E001 to 004” are cultured, and each fertilized egg E is in a state stage. And the total score through all state stages (in this embodiment, the sum of the scores) indicate the fertilized egg management information recorded in association with each other.
特に、図4には、授精日時が「2014年5月10日13時00分」、第1期のスコアが、「0点」、第2期のスコアが「10点」、第3期のスコアが、「12点」、第4期のスコアが、「8点」になっており、総合スコアが、「30点」となった「E001」の細胞の受精卵管理情報が記録されている例を示す。 In particular, in FIG. 4, the fertilization date and time is "13:00 on May 10, 2014", the score of the first period is "0 points", the score of the second period is "10 points", and the score of the third period is "10 points". The score is "12 points", the score of the 4th period is "8 points", and the fertilized egg management information of the cells of "E001" whose total score is "30 points" is recorded. An example is shown.
なお、図4には、各培養シャーレ40内において、それぞれ4個の受精卵Eを培養する場合の情報の記録例を示しているが、1つの培養シャーレ40にて、培養する細胞は、4個に限定されず、受精卵数が4個以上の場合には、必要に応じて、データ記録フィールドを培養細胞管理DB301に追加するようにすればよい。
Note that FIG. 4 shows a recording example of information when four fertilized eggs E are cultured in each culture dish 40, but the cells to be cultured in one culture dish 40 are 4 cells. When the number of fertilized eggs is 4 or more, the number of fertilized eggs is not limited to four, and a data recording field may be added to the cultured
また、第3期のスコアについては、前期、中期及び後期の複数の期における総合的なスコアが記録される。 As for the score of the third period, the comprehensive score in a plurality of periods of the first half, the middle and the second half is recorded.
状態ステージ管理DB302は、受精卵Eにおいて発生する、第1期〜第4期の各状態ステージを管理するための情報(以下、「状態ステージ管理情報」という。)をデータとして記録するためのDBである。
The state
例えば、状態ステージ管理DB302には、図5に示すように、
(1)受精卵Eの各状態ステージを識別するための状態ステージIDと、
(2)当該状態ステージIDに対応する状態ステージ名と、
(3)当該状態ステージの受精卵Eを撮像する撮像タイミングと、
が対応付けて記録される。
For example, in the state
(1) A state stage ID for identifying each state stage of the fertilized egg E, and
(2) The state stage name corresponding to the state stage ID and
(3) Imaging timing for imaging the fertilized egg E in the relevant state stage, and
Are recorded in association with each other.
なお、図5には、第1期〜第4期のそれぞれに対して割り当てられた状態ステージID「S001」〜「S006」及び各IDに対応する状態ステージ名「第1期」〜「第4期」が記録されており、各状態ステージの撮像タイミングとして、状態ステージにおける遷移のタイミングを中心に1時間前と、1時間後の時刻が撮像タイミングとして記録されている例を示す。 In addition, in FIG. 5, the state stage IDs “S001” to “S006” assigned to each of the first to fourth periods and the state stage names “1st period” to “4th” corresponding to each ID are shown. An example is shown in which the "period" is recorded, and as the imaging timing of each state stage, the times one hour before and one hour after the transition timing in the state stage are recorded as the imaging timing.
特に、図5には、「S001」の「第1期」については、撮像タイミングとして、「6、7及び8時間後」の3つのタイミングが記録されている例を示す。 In particular, FIG. 5 shows an example in which three timings of “6, 7 and 8 hours later” are recorded as imaging timings for the “first phase” of “S001”.
スコアリング情報DB303は、スコアリング処理を実行する際に利用するスコアリング情報が記録されるDBである。例えば、スコアリング情報DB303には、図6に示すように、状態ステージIDに対応付けて(すなわち、状態ステージ毎に)、各状態ステージにおけるスコアリング処理に必要な情報であって、当該スコアリング処理において採点を行う際の判定基準及び採点基準を示すスコアリング基準情報、及び、スコアリング処理を実施するためのアルゴリズムを含むスコアリング情報が記録される。
The scoring
具体的には、本実施形態の第1期におけるスコアリング情報には、
(1A)原形質の有無と、透明帯の有無と、透明帯及び原形質膜が存在し、かつ、当該透明体と当該原形質膜の間に発生した極体の有無と、を判定する判定基準と、
(1B)各判定基準に対するスコアの値と、
(1C)複数のタイミングにおけるスコアの補正値と、
が含まれる。
Specifically, the scoring information in the first period of this embodiment includes
(1A) Judgment for determining the presence or absence of the protoplasm, the presence or absence of the zona pellucida, the presence of the zona pellucida and the protoplasmic membrane, and the presence or absence of the polar body generated between the transparent body and the protoplasmic membrane. Standards and
(1B) Score values for each criterion and
(1C) Score correction values at multiple timings and
Is included.
また、本実施形態のスコアリング情報に含まれるスコア値としては、
(1B−1)原形質が無い場合のスコア
(1B−2)透明帯が無い場合のスコア
(1B−3)透明帯及び原形質膜が存在し、当該透明体と当該原形質膜の間に発生した極体が無い場合のスコア
(1B−4)透明帯及び原形質膜が存在し、かつ、当該透明体と当該原形質膜の間に発生した極体が有る場合において、その極体数が1個の場合のスコア
(1B−5)透明帯及び原形質膜が存在し、かつ、当該透明体と当該原形質膜の間に発生した極体が有る場合において、その極体数が2個の場合のスコア
(1B−6)透明帯及び原形質膜が存在し、かつ、当該透明体と当該原形質膜の間に発生した極体が有る場合において、その極体数が3個以上の場合のスコア
が用いられる。
In addition, as the score value included in the scoring information of the present embodiment,
(1B-1) Score in the absence of the zona pellucida (1B-2) Score in the absence of the zona pellucida (1B-3) There is a zona pellucida and the zona pellucida, and between the zona pellucida and the zona pellucida. Score when there is no generated polar body (1B-4) Number of polar bodies when there is a zona pellucida and a progenitor membrane and there is a polar body generated between the transparent body and the progenitor membrane. Score (1B-5) when there is one zona pellucida and the original plasma membrane, and when there is a polar body generated between the transparent body and the original plasma membrane, the number of polar bodies is 2. Score in the case of (1B-6) When there is a zona pellucida and a progenitor membrane and there is a polar body generated between the transparent body and the progenitor membrane, the number of polar bodies is 3 or more. The score in the case of is used.
例えば、本実施形態のスコアリング情報には、「第1期」の状態ステージに対応するスコアリング基準情報として、
・原形質が無い場合のスコア:0点
・透明帯が無い場合のスコア:0点
・透明帯及び原形質膜が存在し、当該透明体と当該原形質膜の間に発生した極体が無い場合(case3)のスコア:0点
・透明帯及び原形質膜が存在し、かつ、当該透明体と当該原形質膜の間に発生した極体が有る場合において、その極体数が1個の場合のスコア:6点
・透明帯及び原形質膜が存在し、かつ、当該透明体と当該原形質膜の間に発生した極体が有る場合において、その極体数が2個の場合のスコア:10点
・透明帯及び原形質膜が存在し、かつ、当該透明体と当該原形質膜の間に発生した極体が有る場合において、その極体数が3個以上の場合のスコア:0点
が記憶される。
For example, the scoring information of the present embodiment includes scoring reference information corresponding to the state stage of the "first stage".
・ Score when there is no zona pellucida: 0 points ・ Score when there is no zona pellucida: 0 points ・ There is a zona pellucida and a zona pellucida, and there is no polar body generated between the zona pellucida and the zona pellucida. Case (case3) score: 0 points ・ When the zona pellucida and the original plasma membrane are present and there is a polar body generated between the transparent body and the original plasma membrane, the number of polar bodies is one. Score: 6 points-Score when there are zona pellucida and protozoal membrane, and there are polar bodies generated between the transparent body and the progenitor membrane, and the number of polar bodies is 2. : 10 points ・ Score when the number of polar bodies is 3 or more in the presence of the zona pellucida and the original plasma membrane and the polar bodies generated between the transparent body and the original plasma membrane: 0 The points are memorized.
また、(1C)における複数のタイミングにおけるスコアの補正値としては、上記のスコア値の増減割合を示す値が記録されている。例えば、第1期の標準タイミングを7時間後として当該標準タイミングおける前後1時間(すなわち、6時間後と8時間後)を撮像タイミングとして規定されている場合には、複数のタイミングにおけるスコアの補正値としては、それぞれのスコアに、7時間後であれば、「0%」、6時間後であれば「20%」、8時間後であれば「−20%」が記録されている。 Further, as the correction value of the score at the plurality of timings in (1C), a value indicating the rate of increase / decrease of the above score value is recorded. For example, if the standard timing of the first period is 7 hours later and 1 hour before and after the standard timing (that is, 6 hours and 8 hours later) is defined as the imaging timing, the score is corrected at a plurality of timings. As a value, "0%" is recorded after 7 hours, "20%" after 6 hours, and "-20%" after 8 hours in each score.
なお、本実施形態においては、例えば、2個の極体が、6時間後に発生すると、「12点」、8時間後に発生すると、「8点」というように、撮像タイミングによってスコア値を補正(増減)させることによって、生育の良い受精卵Eのスコアを高く設定し、成長速度の速い受精卵Eが移植対象として、確実に選択されるようにすることができるようになっている。 In the present embodiment, the score value is corrected according to the imaging timing, for example, "12 points" when two polar bodies occur after 6 hours and "8 points" when they occur after 8 hours (8 points). By increasing or decreasing), the score of the fertilized egg E with good growth can be set high, and the fertilized egg E with a high growth rate can be surely selected as the transplant target.
本実施形態の第2期におけるスコアリング情報には、
(2A)原形質膜内部における前核の有無を判定する判定基準と、
(2B)各判定基準に対するスコアの値と、
(2C)複数のタイミングにおけるスコアの補正値と、
が含まれる。
The scoring information in the second phase of this embodiment includes
(2A) Criteria for determining the presence or absence of pronucleus inside the plasma membrane,
(2B) Score values for each criterion and
(2C) Score correction values at multiple timings and
Is included.
また、本実施形態のスコアリング情報に含まれるスコア値としては、
(2B−1)原形質膜内部に前核が無い場合のスコア
(2B−2)原形質膜内部に前核が存在した場合であって当該前核の数が1個の場合のスコア
(2B−3)原形質膜内部に前核が存在した場合であって当該前核の数が2個の場合のスコア
(2B−4)原形質膜内部に前核が存在した場合であって当該前核の数が3個以上の場合のスコア
が用いられる。
In addition, as the score value included in the scoring information of the present embodiment,
(2B-1) Score when there is no pronucleus inside the plasma membrane (2B-2) Score when there is a pronucleus inside the plasma membrane and the number of the pronuclei is one (2B-1) -3) Score when there is a pronucleus inside the plasma membrane and the number of the pronuclei is 2. (2B-4) When there is a pronucleus inside the plasma membrane The score when the number of nuclei is 3 or more is used.
例えば、本実施形態のスコアリング情報には、「第2期」の状態ステージに対応するスコアリング基準情報として、
・原形質膜内部に前核が無い場合のスコア:0点
・原形質膜内部に前核が存在した場合であって当該前核の数が1個の場合のスコア:6点
・原形質膜内部に前核が存在した場合であって当該前核の数が2個の場合のスコア:10点
・原形質膜内部に前核が存在した場合であって当該前核の数が3個以上の場合のスコア:−10点
が記憶される。
For example, the scoring information of the present embodiment includes scoring reference information corresponding to the state stage of the "second phase".
-Score when there is no protoplasmic membrane inside: 0 points-Score when there is a protoplasmic membrane inside and the number of protoplasmic membranes is 1.-Protoplasmic membrane Score when there are pronuclei inside and the number of pronuclei is 2. 10 points ・ When there are pronuclei inside the plasma membrane and the number of pronuclei is 3 or more Score in the case of: -10 points are stored.
また、(2C)における複数のタイミングにおけるスコアの補正値としては、第1期と同様に、上記のスコア値の増減割合を示す値が記録されている。例えば、第2期の標準タイミングを20時間後として当該標準タイミングおける前後1時間(すなわち、19時間後と21時間後)を撮像タイミングとして規定されている場合には、複数のタイミングにおけるスコアの補正値としては、それぞれのスコアに、20時間後であれば、「0%」、19時間後であれば「20%」、21時間後であれば「−20%」が記録されている。 Further, as the correction value of the score at the plurality of timings in (2C), a value indicating the rate of increase / decrease of the above score value is recorded as in the first period. For example, if the standard timing of the second period is 20 hours later and 1 hour before and after the standard timing (that is, 19 hours and 21 hours later) is specified as the imaging timing, the score is corrected at a plurality of timings. As a value, "0%" is recorded after 20 hours, "20%" after 19 hours, and "-20%" after 21 hours in each score.
なお、本実施形態においては、例えば、2個の前核が、19時間後に発生すると、「12点」、又は、21時間後に発生すると、「8点」というように、撮像タイミングによってスコア値を補正(増減)させることによって、生育の良い受精卵Eのスコアを高く設定し、成長速度の速い受精卵Eが移植対象として、確実に選択されるようにすることができるようになっている。 In the present embodiment, the score value is determined according to the imaging timing, for example, "12 points" when two pronuclei occur after 19 hours, or "8 points" when two pronuclei occur after 21 hours. By correcting (increasing or decreasing), the score of the fertilized egg E with good growth can be set high, and the fertilized egg E with a high growth rate can be surely selected as the transplant target.
本実施形態の第3期の前期、中期及び後期におけるスコアリング情報には、
(3A)割球の有無を判定する判定基準と、
(3B)判定基準に対するスコアの値と、
(3C)複数のタイミングにおけるスコアの補正値と、
が含まれる。
The scoring information in the first half, middle and second half of the third period of the present embodiment includes
(3A) Judgment criteria for determining the presence or absence of blastomere and
(3B) The value of the score against the judgment criteria and
(3C) Score correction values at multiple timings and
Is included.
また、本実施形態のスコアリング情報に含まれるスコア値としては、
(3B−1)割球が無い場合のスコア
(3B−2)割球が適正の数より少ない場合のスコア
(3B−3)割球が適正の数の場合のスコア
(3B−4)割球が適正の数より多い場合のスコア
が用いられる。
In addition, as the score value included in the scoring information of the present embodiment,
(3B-1) Score when there is no blast ball (3B-2) Score when the number of blast balls is less than the appropriate number (3B-3) Score when the number of blast balls is appropriate (3B-4) Score when the number of blast balls is appropriate (3B-4) The score is used when is greater than the appropriate number.
例えば、本実施形態のスコアリング情報には、「第3期」の状態ステージに対応するスコアリング基準情報として、
・割球が無い場合のスコア:−10点
・割球の数が適正の数より所定の割合(例えば、75%)の場合のスコア:8点
・割球の数が適正の数(例えば、前期2個、中期4個及び後期8個)の場合のスコア:10点
・割球の数が適正の数以上の場合のスコア:12点
が記憶される。
For example, the scoring information of the present embodiment includes scoring reference information corresponding to the state stage of the "third period".
-Score when there is no blast ball: -10 points-Score when the number of blast balls is a predetermined ratio (for example, 75%) from the appropriate number: 8 points-The number of blast balls is the appropriate number (for example) Score: 10 points for the case of 2 in the first half, 4 in the middle and 8 in the second half) ・ Score: 12 points when the number of blastomeres is more than the appropriate number is stored.
また、(3C)における複数のタイミングにおけるスコアの補正値としては、第1期及び第2期と同様に、上記のスコア値の増減割合を示す値が記録されている。例えば、第3期の前期、中期及び後期の標準タイミングを48時間後、72時間後及び90時間後として当該標準タイミングおける前後1時間(すなわち、前期の場合には、47時間後と49時間後、中期の場合には、71時間後と73時間後、及び、後期の場合には、89時間後と91時間後)を撮像タイミングとして規定されている場合には、複数のタイミングにおけるスコアの補正値としては、それぞれのスコアに、前期の場合には48時間後であれば、「0%」、47時間後であれば「20%」、49時間後であれば「−20%」が記録され、中期及び後期においても同様な数値が記録されている。 Further, as the correction value of the score at the plurality of timings in (3C), a value indicating the rate of increase / decrease of the above score value is recorded as in the first period and the second period. For example, the standard timings of the first half, middle and second half of the third period are 48 hours, 72 hours and 90 hours, and 1 hour before and after the standard timing (that is, 47 hours and 49 hours in the case of the first half). , 71 hours and 73 hours in the case of the middle term, and 89 hours and 91 hours in the case of the latter term) is specified as the imaging timing, and the score is corrected at a plurality of timings. As a value, in the case of the first half, "0%" is recorded after 48 hours, "20%" after 47 hours, and "-20%" after 49 hours. The same figures have been recorded in the middle and late stages.
なお、本実施形態においては、例えば、前期の場合に2個の割球が、47時間後に発生すると、「12点」、又は、49時間後に発生すると、「8点」というように、撮像タイミングによってスコア値を補正(増減)させることによって、生育の良い受精卵Eのスコアを高く設定し、成長速度の速い受精卵Eが移植対象として、確実に選択されるようにすることができるようになっている。 In the present embodiment, for example, in the case of the previous period, when two blastomeres occur after 47 hours, "12 points", or when they occur after 49 hours, "8 points", and so on. By correcting (increasing or decreasing) the score value by, the score of the fertilized egg E with good growth can be set high, and the fertilized egg E with a fast growth rate can be surely selected as the transplant target. It has become.
本実施形態の第4期におけるスコアリング情報には、
(4A)栄養膜細胞の厚さの均一性、栄養膜細胞の厚さ、内部細胞塊の大きさ、内部細胞塊の明瞭性、及び、所定の基準を満たしたタイミングを判定する判定基準と、
(4B)判定基準に対するスコアの値と、
(4C)複数のタイミングにおけるスコアの補正値と、
が含まれる。
The scoring information in the fourth period of this embodiment includes
(4A) Criteria for determining the uniformity of trophoblast cell thickness, trophoblast cell thickness, inner cell mass size, inner cell mass clarity, and timing when predetermined criteria are met, and
(4B) The value of the score against the judgment criteria and
(4C) Score correction values at multiple timings and
Is included.
また、本実施形態のスコアリング情報に含まれるスコア値としては、
(4B−1)栄養膜細胞の厚さにおける3段階(優、良、可)の各グレードのスコア、及び、
(4B−2)内部細胞塊の大きさにおける3段階(優、良、可)の各グレードのスコア
が用いられる。
In addition, as the score value included in the scoring information of the present embodiment,
(4B-1) Scores of each grade of 3 grades (excellent, good, acceptable) in the thickness of trophoblast cells, and
(4B-2) Scores of each grade of 3 grades (excellent, good, acceptable) in the size of the inner cell mass are used.
例えば、本実施形態のスコアリング情報には、「第4期」の状態ステージに対応するスコアリング基準情報として、
・栄養膜細胞の厚さが均一と想定される範囲でかつ細胞数が所定数以上の場合のスコア:5点
・栄養膜細胞の厚さが均一と想定される範囲でかつ細胞数が所定数未満の場合のスコア:3点
・栄養膜細胞の厚さが均一と想定される範囲外の場合のスコア:0点
・内部細胞塊の大きさ及び画像上の明瞭度がそれぞれ所定の閾値以上の場合のスコア:5点
・内部細胞塊の大きさが所定の閾値未満の場合であって画像上の明瞭度が所定の閾値以上の場合のスコア:5点
・内部細胞塊の大きさが所定の閾値以上の場合であって画像上の明瞭度が所定の閾値未満の場合のスコア:3点
・内部細胞塊の大きさ及び画像上の明瞭度がそれぞれ所定の閾値未満の場合のスコア:0点
が記憶される。
For example, the scoring information of the present embodiment includes scoring reference information corresponding to the state stage of the "fourth period".
-Score when the thickness of the vegetative membrane cells is assumed to be uniform and the number of cells is a predetermined number or more: 5 points-The thickness of the vegetative membrane cells is assumed to be uniform and the number of cells is a predetermined number Score when less than: 3 points ・ Score when the thickness of the nutrient membrane cells is outside the range assumed to be uniform: 0 points ・ The size of the inner cell mass and the clarity on the image are each equal to or higher than the predetermined thresholds. Score: 5 points-Score when the size of the inner cell mass is less than the predetermined threshold and the clarity on the image is greater than or equal to the predetermined threshold: 5 points-The size of the inner cell mass is predetermined Score when it is above the threshold and the clarity on the image is less than the predetermined threshold: 3 points ・ Score when the size of the inner cell mass and the clarity on the image are less than the predetermined threshold: 0 points Is remembered.
また、(4C)における複数のタイミングにおけるスコアの補正値としては、第1期〜第3期と同様に、上記のスコア値の増減割合を示す値が記録されている。例えば、第4期の標準タイミングを90時間後として当該標準タイミングおける前後1時間(すなわち、89時間後と91時間後)を撮像タイミングとして規定されている場合には、複数のタイミングにおけるスコアの補正値としては、それぞれのスコアに、90時間後であれば、「0%」、89時間後であれば「20%」、49時間後であれば「−20%」が記録されている。 Further, as the correction value of the score at the plurality of timings in (4C), a value indicating the rate of increase / decrease of the above score value is recorded as in the first to third periods. For example, if the standard timing of the 4th period is 90 hours later and 1 hour before and after the standard timing (that is, 89 hours and 91 hours later) is defined as the imaging timing, the score is corrected at a plurality of timings. As a value, "0%" is recorded after 90 hours, "20%" after 89 hours, and "-20%" after 49 hours in each score.
なお、本実施形態においては、例えば、90時間経過後に、栄養膜細胞の厚さが均一と想定される範囲でかつ細胞数が所定数以上であって、内部細胞塊の大きさ及び画像上の明瞭度がそれぞれ所定の閾値以上の場合のスコアとして、「12点」が用いられる。 In the present embodiment, for example, after 90 hours have passed, the thickness of the trophoblast cells is within the range assumed to be uniform and the number of cells is a predetermined number or more, and the size of the inner cell mass and the image. "12 points" is used as a score when the intelligibility is equal to or higher than a predetermined threshold value.
インターフェース部310は、USB(Universal Serial Bus)、イーサネット(登録商標)、又は、IEEE802.11系の無線LAN(Loacal Area Network)などの通信規格を用いて有線又は無線によってカメラ10と接続するための機能を有している。
The
そして、インターフェース部310は、接続されたカメラ10と通信を行うことによって当該カメラ10を制御するための制御信号を送信するとともに、カメラ10から出力された画像データを受信する。
Then, the
なお、例えば、本実施形態のインターフェース部310は、データ処理部380とともに本発明の取得手段を構成する。
For example, the
ROM/RAM320には、サーバ装置30の駆動に必要な各種のプログラムが記録されている。また、ROM/RAM320は、各種の処理が実行される際のワークエリアとして用いられる。
Various programs necessary for driving the
表示部330は、液晶素子又はEL(Electro Luminescence)素子のパネルによって構成され、表示制御部340において生成された表示データに基づいて所定の画像を表示する。なお、例えば、本実施形態の表示部330は、表示制御部340とともに本発明の提示手段を構成する。
The
表示制御部340は、サーバ管理制御部370及びデータ処理部380の制御の下、表示部330に所定の画像を描画させるために必要な描画データを生成し、生成した描画データを当該表示部330に出力する。なお、例えば、本実施形態の表示制御部340は、データ処理部380と連動して、表示部330とともに本発明の提示手段を構成する。
Under the control of the server
タイマ360は、各状態ステージを管理するために必要な時刻を管理するために用いられる。
The
サーバ管理制御部370は、主に中央演算処理装置(CPU)によって構成され、プログラムを実行することによって、サーバ装置30の各部を統合制御する。
The server
データ処理部380は、独立した中央演算処理装置(CPU)によって構成され、又は、サーバ管理制御部370の中央演算処理装置(CPU)を用いて構成される。
The
特に、データ処理部380は、サーバ管理制御部370による制御の下、各DB301〜303に記録された情報に基づいてプログラム及びアルゴリズムを実行することによって、カメラ10による受精卵Eの撮像を管理する撮像管理部381と、培養シャーレ40にて培養される各受精卵Eを管理するための培養細胞管理部382と、第1期〜第4期のそれぞれに対応するスコアリング処理を実行する第1スコアリング処理部383、第2スコアリング処理部384、第3スコアリング処理部385及び第4スコアリング処理部386と、受精卵Eの評価処理を実行する受精卵評価部387と、を実現する。
In particular, the
なお、例えば、本実施形態の撮像管理部381及び培養細胞管理部382は、カメラ10と連動して、本発明の撮像制御手段及び取得手段を構成し、第1スコアリング処理部383〜第4スコアリング処理部386は、本発明のスコアリング手段を構成する。また、例えば、本実施形態の受精卵評価部387は、本発明の評価手段を構成する。
For example, the
撮像管理部381は、評価対象となる受精卵Eの画像をカメラ10にて撮像させるため、カメラ10に撮影角度、シャッタースピード、露光値、絞り等の設定値を含む制御信号を出力し、カメラ10から出力された細胞画像の画像データを取得する。そして、撮像管理部381は、取得した画像データをスコアリング処理用のデータとしてROM/RAM320に記録する。
The image
具体的には、撮像管理部381は、培養シャーレ40に対向させて設けられた角度変更機能を有する設置台に取り付けられたカメラ10を当該設置台ともども制御するようになっており、所定の制御信号をカメラ10に出力することによって、カメラ10の撮影角度を調整する。
Specifically, the
また、撮像管理部381は、培養細胞管理DB301に記録された授精日時と、状態ステージ管理DB302に記録された撮像タイミング及びタイマ360により取得される現在日時に応じて撮像タイミングを決定するとともに、当該撮像タイミングにおいて所定の制御信号をカメラ10に出力し、当該カメラ10に受精卵Eを撮像させる。
In addition, the
第1スコアリング処理部383〜第4スコアリング処理部386は、それぞれ、対応する状態ステージの受精卵Eの細胞画像に基づき、スコアリング処理を実行する。
The first
特に、第1スコアリング処理部383〜第4スコアリング処理部386は、カメラ10によって該当する状態ステージにおける画像データを取得した後に、又は、所定のタイミングによって、該当する状態ステージのスコアリングに適用すべきスコアリング情報をスコアリング情報DB303から読み出し、当該読み出したスコアリング情報を用いて各状態ステージにおけるスコアリングを行うスコアリング処理を実行する。
In particular, the first
なお、本実施形態における第1スコアリング処理部383〜第4スコアリング処理部386の各スコアリング処理の詳細については後述する。
The details of each scoring process of the first
受精卵評価部387は、培養細胞管理DB301に記録された各状態ステージのスコアに基づく評価処理、又は、全ての状態ステージのスコアの総和に基づいて、受精卵Eの評価を行う評価処理を実行し、その結果を培養細胞管理DB301に記録させて当該培養細胞管理DB301を更新する。
The fertilized
また、受精卵評価部387は、当該総合スコアを、予め定められた第1の閾値(第1の条件)と比較することにより、各受精卵が母胎への移植に適するか否かを評価する評価処理を実行し、ユーザに提示可能に当該評価結果を表示部330に表示させる。すなわち、受精卵評価部387は、総合スコアが第1の閾値を下回る場合に、当該受精卵が移植に利用不能と評価し、当該第1の閾値以上の場合には、移植可能と評価する。
In addition, the fertilized
なお、例えば、複数の受精卵Eを培養し、各受精卵Eについて、順次、同様の処理を繰り返して、スコアリングを行う場合には、培養細胞管理DB301に各受精卵Eに対応する総合スコアが格納されるので、受精卵評価部387は、総合スコアの高い受精卵Eから順にソートして総合スコアの高い順に並べて表示部330に表示させてもよい。この場合には、ユーザによって移植に利用可能な受精卵Eを自由に選択して母胎への移植に用いることが可能となる。
For example, when a plurality of fertilized eggs E are cultured and the same process is sequentially repeated for each fertilized egg E to perform scoring, the total score corresponding to each fertilized egg E is stored in the cultured
操作部390は、各種のボタン、各操作指令を入力する操作ボタン、テンキー等の多数のキーであって、表示部330上に設けられたタッチセンサ、キーボード及びマウスにより構成され、各操作を行う際に用いられるようになっている。
The
[2.2]スコアリング処理
次に、図7〜図15を用いて本実施形態の第1スコアリング処理部383、第2スコアリング処理部384、第3スコアリング処理部385及び第4スコアリング処理部386において実行される各スコアリング処理について説明する。
[2.2] Scoring process Next, using FIGS. 7 to 15, the first
[2.2.1]第1期のスコアリング処理
まず、図7及び図8を用いて本実施形態の第1スコアリング処理部383において実行される第1期のスコアリング処理について説明する。なお、図7及び図8は、第1スコアリング処理部383において実行される第1期におけるスコアリング処理を説明するための図である。
[2.2.1] First-stage scoring process First, the first-stage scoring process executed by the first
第1スコアリング処理部383は、スコアリング情報DB303に記録されている第1期におけるスコアリング情報(スコアリング基準情報及びアルゴリズムを含む。)を取得し、撮像管理部381によって取得された細胞画像であって、状態ステージが第1期の細胞画像に対して所定の画像処理を実行しつつ、当該細胞画像における受精卵Eのスコアリングを実行する。
The first
具体的には、第1スコアリング処理部383は、細胞画像としては、第1期の状態ステージにおける細胞画像、すなわち、受精から6時間、7時間及び8時間が経過した時点における細胞画像を用いる。
Specifically, the first
そして、第1スコアリング処理部383は、所定の画像処理としては、それぞれの細胞画像において、輝度などの色特徴量が不連続に変化している画素を検出することによって画像化された物体のエッジを検出するエッジ検出処理と、所定の閾値で2値化して原形質膜のマスク画像を生成する閾値処理と、を実行し、細胞画像に画像化された受精卵Eにおける原形質膜、透明体及び極体を検出する。
Then, the first
また、第1スコアリング処理部383は、原形質膜、透明体及び極体の有無、位置及び数などによってそれぞれの細胞画像においてスコアリングを行うとともに、各細胞画像における平均又は総和など複数の細胞画像を用いた第1期のスコアを決定する。
In addition, the first
例えば、図7(A)に示すような第1期の状態ステージにおける受精卵Eの細胞画像の場合には、第1スコアリング処理部383は、前提条件に基づいて、エッジ検出処理(図5の[1−1])を実行してエッジ画像(図7(B)参照)を生成するとともに、閾値処理(図5の[1−2])を実行して原形質膜のマスク画像(図7(C)参照)を生成する。
For example, in the case of the cell image of the fertilized egg E in the state stage of the first stage as shown in FIG. 7 (A), the first
なお、前提条件には、原形質膜及び極体を検出するための条件、すなわち、
(A)予め原形質膜の半径の最小値から最大値の値(OR(min)〜OR(max))を示すパラメータ(以下、「パラメータ」という。)OR、
(B)極体半径の最小値から最大値までの値(PR1(min)〜PR1(max))を示すパラメータ(以下、「パラメータ」という。)PR1、及び
(C)原形質膜が細胞画像の中心付近に存在するという条件、
を含み、本実施形態においては各数値及び条件についてはアルゴリズム内に規定してあるものとする。
The precondition is a condition for detecting the plasma membrane and the polar body, that is,
(A) A parameter (hereinafter referred to as "parameter") OR, which indicates in advance the minimum to maximum value (OR (min) to OR (max)) of the radius of the plasma membrane.
(B) Parameters indicating the values (PR1 (min) to PR1 (max)) from the minimum value to the maximum value of the polar body radius (hereinafter referred to as "parameters") PR1 and (C) the plasma membrane are cell images. Condition that it exists near the center of
In this embodiment, each numerical value and condition shall be specified in the algorithm.
また、エッジ検出処理については、従来と同様であるためその詳細を省略する。また、閾値処理は、例えば、画素の輝度値に予め閾値を設定しておき、輝度が、当該閾値以下となる画素を黒とする二値画像を生成するようにすればよい。 Further, since the edge detection process is the same as the conventional one, the details thereof will be omitted. Further, in the threshold processing, for example, a threshold value may be set in advance for the brightness value of the pixel, and a binary image in which the pixel whose brightness is equal to or less than the threshold value is black may be generated.
さらに、第1スコアリング処理部383は、上記の前提条件に基づいて、原形質膜、極体及びその双方を検出できなかった場合には、エラー処理として該当する細胞画像に対してエラーを示す情報(例えば、エラーを示す情報)を状態ステージ管理DB302に登録する。
Further, if the plasma membrane, the polar body, or both of them cannot be detected based on the above preconditions, the first
一方、第1スコアリング処理部383は、原形質膜及び極体の双方を検出可能な場合には、極体エッジ検出処理によって得られたエッジ画像から原形質膜のマスク画像を適用してエッジ画像から透明帯のエッジ部分を除去する除去処理(図7及び図8の[1−3])を実行し、図8(A)に示すようなエッジ画像(以下、「原形質膜エッジ画像」という。)を生成する。
On the other hand, when the first
なお、本実施形態においては、単にエッジ画像に対してHough変換等の円検出を実行すると、ノイズが多く出る可能性があるので、円検出における探索範囲を事前に限定するために、第1スコアリング処理部383は、原形質膜を検出して、マスク画像の境界周辺のエッジを抽出し、透明帯を除いた原形質膜エッジ画像を生成する。
In the present embodiment, if the circle detection such as the Hough transform is simply executed on the edge image, a lot of noise may be generated. Therefore, in order to limit the search range in the circle detection in advance, the first score The
そして、第1スコアリング処理部383は、原形質膜の半径を示すパラメータORに基づき、原形質膜エッジ画像に円検出としてHough変換を実行することによって(図8の[1−4])、当該原形質膜エッジ画像に含まれる原形質膜のエッジを検出し、当該原形質膜エッジ画像から原形質膜のエッジを除外した極体のみのエッジ画像(以下、「極体エッジ画像(図8(B)参照)」という。)を生成する。
Then, the first
また、第1スコアリング処理部383は、図8(C)に示すように、極体エッジ画像に対して、極体半径パラメータPR1に基づき、円検出としてのHough変換を実行し(図8の[1−5])、ノイズを除去しつつ極体を抽出する。
Further, as shown in FIG. 8C, the first
他方、第1スコアリング処理部383は、極体を抽出すると、抽出した極体の個数に基づき、第1期のスコアを決定する。
On the other hand, when the polar body is extracted, the first
特に、第1スコアリング処理部383は、卵子由来の極体と、精子由来の極体の2個存在する状態を正常として、
(A)極体が2個存在する場合には、「10点」、
(B)極体が3個存在する場合には、「0点」、
(C)極体が1個しか存在しない場合には、「5点」、及び、
(D)極体が0個の場合には、「0点」、
とスコアリングする。
In particular, the first
(A) If there are two polar bodies, "10 points",
(B) If there are three polar bodies, "0 point",
(C) If there is only one polar body, "5 points" and
(D) When there are 0 polar bodies, "0 point",
And score.
なお、上記の(B)の場合には、1個の卵子に2つの精子が受精した多精子授精であるものとして正常ではないと判定し、上記の(C)の場合には、授精が失敗している場合のみならず、撮像角度により、極体同士が重なって写っている可能性があるため、上記のようなスコアを付与している。 In the case of (B) above, it is determined that it is not normal as it is a multi-sperm fertilization in which two sperms are fertilized in one egg, and in the case of (C) above, insemination fails. Since there is a possibility that the polar bodies may overlap each other depending on the imaging angle, the above scores are given.
また、上記の(D)の場合には、例えば、原形質膜のエッジ画像又はマスク画像の生成時にエラーとなった場合も含む。 Further, the case of (D) above includes, for example, a case where an error occurs when generating an edge image or a mask image of the plasma membrane.
[2.2.2]第2期のスコアリング処理
まず、図9及び図10を用いて本実施形態の第2スコアリング処理部384において実行される第2期のスコアリング処理について説明する。なお、図9及び図10は、第2スコアリング処理部384において実行される第2期におけるスコアリング処理を説明するための図である。
[2.2.2] Second Phase Scoring Process First, the second phase scoring process executed by the second
第2スコアリング処理部384は、スコアリング情報DB303に記録されている第2期におけるスコアリング情報(スコアリング基準情報及びアルゴリズムを含む。)を取得し、第1期と同様に、撮像管理部381によって取得された細胞画像であって、状態ステージが第2期の細胞画像に対して所定の画像処理を実行しつつ、当該細胞画像における受精卵Eのスコアリングを実行する。
The second
具体的には、第2スコアリング処理部384は、前核期胚となった受精卵E(又は当該前核期胚になっていると想定される受精卵E)の画像を用いるとともに、細胞画像としては、第2期の状態ステージにおける細胞画像、すなわち、受精から19時間、20時間及び21時間が経過した時点における細胞画像を用いる。
Specifically, the second
そして、第2スコアリング処理部384は、所定の画像処理としては、それぞれの細胞画像において、輝度などの色特徴量が不連続に変化している画素を検出することによって画像化された物体のエッジを検出するエッジ検出処理と、所定の閾値で2値化して原形質膜のマスク画像を生成する閾値処理と、を実行し、細胞画像に画像化された受精卵Eにおける原形質膜、極体及び前核を検出する。
Then, the second
また、第2スコアリング処理部384は、原形質膜、極体および前核の有無、位置及び数などによってそれぞれの細胞画像においてスコアリングを行うとともに、各細胞画像における平均又は総和など複数の細胞画像を用いた第2期のスコアを決定する。
In addition, the second
例えば、図9(A)に示すような第2期の状態ステージにおける受精卵Eの細胞画像の場合には、第2スコアリング処理部384は、第1期と同様に、前提条件に基づいて、エッジ検出処理(図9の[2−1])を実行してエッジ画像(図9(B)参照)を生成するとともに、閾値処理(図9の[2−2])を実行して原形質膜のマスク画像を第1マスク画像(図9(C)参照)として生成する。
For example, in the case of the cell image of the fertilized egg E in the state stage of the second stage as shown in FIG. 9A, the second
そして、第2スコアリング処理部384は、第1期と異なり、原形質膜の位置的な特性上、第1マスク画像に対してモーフォロジカル処理などの非線形フィルタを用いたフィルタ処理を実行して縮退処理を実行し(図9の[2−3])、第2マスク画像(図9(D)参照)を生成する。
Then, unlike the first stage, the second
なお、第2期の前提条件には、第1の前提条件に加えて前核半径の最小値から最大値までの値(PR2(min)〜PR2(max))を示すパラメータ(以下、「パラメータ」という。)PR2を含み、本実施形態においては各数値及び条件についてはアルゴリズム内に規定してあるものとする。 In addition to the first precondition, the preconditions for the second period include parameters (hereinafter, "parameters") indicating values (PR2 (min) to PR2 (max)) from the minimum value to the maximum value of the pronuclear radius. In this embodiment, each numerical value and condition shall be specified in the algorithm, including PR2.
また、例えば、原形質膜は、細胞の中心に存在することが多く、境界付近に接していることが少ないため、第2スコアリング処理部384は、上述のフィルタ処理によって第2マスク画像を生成している。
Further, for example, since the plasma membrane often exists in the center of the cell and rarely touches the vicinity of the boundary, the second
さらに、第2スコアリング処理部384は、上記の前提条件に基づいて、原形質膜、極体、前核及びそのいずれをも検出できなかった場合には、エラー処理として該当する細胞画像に対してエラーを示す情報(例えば、エラーを示す情報)を状態ステージ管理DB302に登録する。
Further, if the plasma membrane, the polar body, the pronucleus, or none of them can be detected, the second
一方、第2スコアリング処理部384は、原形質膜、極体及び前核のいずれも検出可能な場合には、エッジ検出処理によって得られたエッジ画像から原形質膜の第2マスク画像を適用し、第1期と同様に、エッジ画像から透明帯のエッジ部分を除去する除去処理(図9及び図10の[2−4])を実行し、図10(A)に示すような原形質膜エッジ画像を生成する。
On the other hand, the second
なお、本実施形態においては、単にエッジ画像に対してHough変換等の円検出を実行すると、ノイズが多く出る可能性があるので、原形質膜内に存在する前核を検出する探索範囲を事前に限定するために、原形質膜を検出して前核第2マスク画像内を抽出し、透明帯を除いた原形質膜エッジ画像を生成する。 In this embodiment, if circle detection such as Hough transform is simply performed on the edge image, a lot of noise may be generated. Therefore, the search range for detecting the pronucleus existing in the plasma membrane is set in advance. In order to limit to, the plasma membrane is detected, the inside of the protoplasmic membrane second mask image is extracted, and the plasma membrane edge image excluding the transparent band is generated.
そして、第2スコアリング処理部384は、原形質膜の半径を示すパラメータORに基づき、原形質膜エッジ画像に円検出としてHhough変換(円変換)を実行することによって(図10の[2−5])、当該原形質膜エッジ画像に含まれる原形質膜のエッジを検出し、当該原形質膜エッジ画像から原形質膜のエッジを除外した前核のみのエッジ画像(以下、「前核エッジ画像(図10(B))」という。)を生成する。
Then, the second
また、第2スコアリング処理部384は、前回エッジ画像に対して、極体半径パラメータPR1及び前核半径パラメータPR2に基づき、円検出としてのHough変換を実行し、ノイズを除去しつつ前核を抽出する(図10の[2−6])。
Further, the second
他方、第2スコアリング処理部384は、極体及び前核を抽出すると、抽出した極体及び前核の個数に基づき、第2期のスコアを決定する。
On the other hand, when the polar body and the pronucleus are extracted, the second
特に、第2スコアリング処理部384は、正常に受精が行われ、卵子由来の前核及び極体と、精子由来の前核及び極体からそれぞれ1個ずつ発生(すなわち、極体と前核が2個ずつで計4個)して存在する状態を正常として、
(A)極体が2個及び前核が2個存在する場合(すなわち、4個存在する場合)には、「10点」、
(B)極体が2個と前核が1個存在する場合には、「5点」、
(C)極体が1個と前核が3個存在する場合には、「−10点」、及び、
(D)それ以外の場合には、「0点」、
とスコアリングする。
In particular, the second
(A) When there are two polar bodies and two pronuclei (that is, when there are four), "10 points",
(B) If there are two polar bodies and one pronucleus, "5 points",
(C) When there is one polar body and three pronuclei, "-10 points" and
(D) In other cases, "0 points",
And score.
なお、上記の(B)の場合には、受精が失敗しているのみならず、授精が失敗している場合のみならず、撮像角度により、極体同士が重なって写っている可能性があるため、上記のようなスコアを付与している。 In the case of (B) above, not only the fertilization has failed, but also the fertilization has failed, and there is a possibility that the polar bodies are overlapped with each other depending on the imaging angle. Therefore, the above scores are given.
また、実際に極体や前核の発生個数が1個のみの場合には、後の状態ステージにおけるスコアも低くなるため、上記のように、「5点」程度のスコアをつけておいても、全期を通したスコアにより受精卵Eの品質を判定することが可能となる。 In addition, if the number of polar bodies and pronuclei generated is actually only one, the score in the later state stage will be low, so even if a score of about "5 points" is given as described above. , It is possible to judge the quality of the fertilized egg E from the score throughout the whole period.
[2.2.3]第3期のスコアリング処理
次に、図11〜図13を用いて本実施形態の第3スコアリング処理部385において実行される第3期のスコアリング処理について説明する。なお、図11〜図13は、第3スコアリング処理部385において実行される第3期におけるスコアリング処理を説明するための図である。
[2.2.3] Third-stage scoring process Next, the third-stage scoring process executed by the third
本実施形態の第3期のスコアリング処理においては、後述するように、第3期を3つの状態ステージに分割して説明するが、第3スコアリング処理部385は、1つの状態ステージにおけるスコアリング処理を実行してもよいし、4以上の状態ステージにおけるスコアリング処理を実行してもよく、状態ステージの数は品質評価を行う細胞の種別やその他の環境条件に基づいて定まる。
In the scoring process of the third period of the present embodiment, as will be described later, the third period will be described by dividing it into three state stages, but the third
第3スコアリング処理部385は、スコアリング情報DB303に記録されている第3期におけるスコアリング情報(スコアリング基準情報及びアルゴリズムを含む。)を取得し、第1期及び第2期と同様に、撮像管理部381によって取得された細胞画像であって、状態ステージが第3期の細胞画像に対して所定の画像処理を実行しつつ、当該細胞画像における受精卵Eのスコアリングを実行する。
The third
特に、第3スコアリング処理部385は、第3期を複数のステージに分割し、分割した各ステージ(以下、「状態分割ステージ」という。)毎に分けて所定の画像処理を実行しつつ、当該細胞画像における受精卵Eのスコアリングを実行する。
In particular, the third
具体的には、第3スコアリング処理部385は、2細胞期胚、4細胞期胚及び8細胞胞期内となった受精卵E(又はこれらの胚になっていると想定される受精卵E)の画像を用いるとともに、分割状態ステージとしては、上述のように、前期、中期及び後期として3つの分割状態ステージに分けるとともに、細胞画像としては、第3期の各分割状態ステージにおける細胞画像、すなわち、前期の場合には、受精から47時間、48時間及び49時間が経過した時点における細胞画像、中期の場合には、受精から71時間、72時間及び73時間が経過した時点における細胞画像、及び、後期の場合には、受精から89時間、90時間及び91時間が経過した時点における細胞画像を用いる。
Specifically, the third
そして、第3スコアリング処理部385は、所定の画像処理としては、前期、中期及び後期のそれぞれの分割状態ステージ毎に、各細胞画像において、透明帯内の輪郭を検出する輪郭検出処理と、検出した輪郭の凹点数を検出する凹点数検出処理と、を実行し、細胞画像に画像化された受精卵Eにおける透明帯の中に形成されている細胞数を検出する。
Then, as predetermined image processing, the third
また、第3スコアリング処理部385は、細胞数、すなわち、割球数によってそれぞれの細胞画像においてスコアリングを行うとともに、各細胞画像における平均又は総和など複数の細胞画像を用いた第3期の各分割状態ステージにおけるスコアを決定し、さらに、前期、中期及び後期におけるスコアの平均又は総和などによって第3期全体のスコアを算出する。
In addition, the third
なお、本実施形態の第3期のスコアリング処理においては、前期、中期及び後期においてそれぞれ検出すべき細胞数が2個、4個及び8個とその数が異なるだけであるので、前期におけるスコアリング処理を説明し、中期及び後期におけるスコアリング処理の説明を省略する。 In the scoring process of the third stage of the present embodiment, the number of cells to be detected in the first stage, the middle stage, and the second stage is only 2, 4, and 8, respectively, and the score in the first stage is different. The ring processing will be described, and the description of the scoring process in the middle and late stages will be omitted.
例えば、図11(A)に示すような第3期の状態ステージにおける受精卵Eの細胞画像の場合には、第3スコアリング処理部385は、
(1)第1期及び第2期と同様にエッジ検出処理(図11の[3−1])を行うことによりエッジ抽出画像(図11(B)参照)を生成し、
(2)エッジ抽出画像から所定の長さ以下の短い小エッジをノイズとして削除して(図11の[3−2])小エッジ削除画像(図11(C)参照)を生成し、
(3)小エッジ削除画像から予め定められたマスク画像(細胞画像の中心から一定の範囲内の領域を検出するためのマスク画像)を用いて不要な領域のエッジを削除するとともに(図11の[3−3])、所定の長さ以下の長さのエッジを削除してメインエッジを抽出したメインエッジ画像(図11(D)参照)を生成し、
(4)メインエッジを境界として2値化する場合の閾値を定め、当該定めた閾値に基づいてエッジ抽出画像を2値化する2値化処理(図11及び図12の[3−4])を実行して2値化画像(図12(A)参照)を生成し、
(5)生成した2値化画像に対して、当該メインエッジに接触する内側の画素及び外側の画素を強制的に2値化するための縮退処理及び膨張処理などの補正処理(図12の[3−5])を実施して補正処理画像(図12(B)参照)を生成し、
(6)生成した補正画像の2値化された境界線を輪郭として検出する(図12の[3−5])
輪郭検出処理の各処理を実行して輪郭画像(図12(C)参照)を生成する。
For example, in the case of the cell image of the fertilized egg E in the state stage of the third stage as shown in FIG. 11 (A), the third
(1) An edge extraction image (see FIG. 11B) is generated by performing an edge detection process ([3-1] in FIG. 11) in the same manner as in the first and second phases.
(2) Short small edges having a predetermined length or less are deleted as noise from the edge extracted image ([3-2] in FIG. 11) to generate a small edge deleted image (see FIG. 11 (C)).
(3) Small edge deletion The edge of an unnecessary region is deleted from the image by using a predetermined mask image (mask image for detecting a region within a certain range from the center of the cell image) (FIG. 11). [3-3]), a main edge image (see FIG. 11 (D)) obtained by deleting edges having a length equal to or less than a predetermined length and extracting the main edge is generated.
(4) A binarization process in which a threshold value for binarization with the main edge as a boundary is set and the edge extracted image is binarized based on the set threshold value ([3-4] in FIGS. 11 and 12). To generate a binarized image (see FIG. 12 (A)).
(5) Correction processing such as degeneracy processing and expansion processing for forcibly binarizing the inner pixel and the outer pixel in contact with the main edge of the generated binarized image ([FIG. 12] 3-5]) is performed to generate a corrected image (see FIG. 12B).
(6) The binarized boundary line of the generated corrected image is detected as a contour ([3-5] in FIG. 12).
Each process of the contour detection process is executed to generate a contour image (see FIG. 12C).
一方、第3スコアリング処理部385は、輪郭画像を生成すると、輪郭に対して所定の長さ毎の曲率を計算し、図13(A)及び(B)に示すように、その値がマイナスとなる値の数を細胞数として検出する。すなわち、受精卵Eにおいて、凹点の数は、割球数に比例し、凹点が2点なら、割球数は「2」、凹点が3点なら、割球数は、「4」となるため、第3スコアリング処理部385は、凹点の数に応じて発生した割球数を特定することができるようになっている。
On the other hand, when the contour image is generated, the third
なお、図13(A)及び(B)において、横軸は、曲率計算の起点からの距離を示し、縦軸は、曲率を示している。また、図13の例においては、凹点が2カ所示されているので、この場合には、細胞数は、「2」となる。 In FIGS. 13A and 13B, the horizontal axis represents the distance from the starting point of the curvature calculation, and the vertical axis represents the curvature. Further, in the example of FIG. 13, since two concave points are shown, the number of cells is "2" in this case.
また、細胞数を検出する際に、第3スコアリング処理部385は、検出した凹点数に基づいて細胞画像の細胞部分において大きさの均一性を判定するために、凹点数から想定される分割領域を判定するセグメンテーション処理を実行しつつ、エッジ検出処理によって検出されたメインエッジ以外のエッジ(例えば、メインエッジの近傍のエッジで削除されたもの)を用いて分割領域の楕円性を補正する楕円フィッティング処理を実行して輪郭画像を補正しつつ細胞数を補正してもよい。
Further, when detecting the number of cells, the third
一方、第3スコアリング処理部385は、細胞数を検出すると、検出した細胞数に基づき、第3期のスコアを決定する。
On the other hand, when the third
特に、第3スコアリング処理部385は、前期の場合には、割球が2個であることが正常であるとして、
(A)特定された割球数が1個存在する場合には、6点
(B)特定された割球数が2個存在する場合には、10点、
(C)特定された割球数が3個存在する場合には、12点、
(D)特定された割球数が4個以上存在する場合には、0点
として、スコアリングを行う。
In particular, the third
(A) 6 points when there is one specified number of blastomeres (B) 10 points when there are two specified numbers of blastomeres,
(C) If there are 3 specified blastomeres, 12 points,
(D) If there are four or more specified blastomeres, scoring is performed with 0 points.
なお、上記の(A)の場合には、成長が遅い可能性もあり、その場合を考慮した点数が付され、上記の(C)の場合には、成長が速いという可能性もあり、その場合を考慮した点数が付され、また、4個以上の場合には、割球の大きさが不均等という可能性が大きく、かつ、グレードが低い可能性が大きく、その場合を考慮した点数が付されている。 In addition, in the case of the above (A), there is a possibility that the growth is slow, and a score is given in consideration of that case, and in the case of the above (C), there is a possibility that the growth is fast. A score is given in consideration of the case, and in the case of 4 or more, there is a high possibility that the size of the blastomeres is uneven, and there is a high possibility that the grade is low. It is attached.
また、上記の(D)の場合には、例えば、エッジ検出処理時又は凹点数検出処理時にエラーとなった場合も含む。 Further, the case of (D) above includes, for example, a case where an error occurs during the edge detection process or the concave point detection process.
さらに、第3スコアリング処理部385は、中期及び後期のそれぞれの場合には、割球が4個及び8個であることが正常であるとして、
(A)特定された割球数が2個以下、又は、6及び7個以下存在する場合には、6点
(B)特定された割球数が4個、又は、8個存在する場合には、10点、
(C)特定された割球数が8個、又は、16個存在する場合には、12点、
(D)特定された割球数が10個以上、又は、20個以上存在する場合には、0点
として、スコアリングを行う。
Further, the third
(A) When the number of specified blasts is 2 or less, or 6 and 7 or less, 6 points (B) When the number of specified blasts is 4 or 8 Is 10 points,
(C) If the specified number of blastomeres is 8 or 16, 12 points,
(D) If the specified number of blastomeres is 10 or more, or 20 or more, the score is set to 0 points.
[2.2.4]第4期のスコアリング処理
次に、図14及び15を用いて本実施形態の第4スコアリング処理部386において実行される第4期のスコアリング処理について説明する。なお、図14及び図15は、第4スコアリング処理部386において実行される第4期におけるスコアリング処理を説明するための図である。
[2.2.4] Fourth Phase Scoring Process Next, the fourth phase scoring process executed by the fourth
第4スコアリング処理部386は、スコアリング情報DB303に記録されている第4期におけるスコアリング情報(スコアリング基準情報及びアルゴリズムを含む。)を取得し、第1期〜第3期と同様に、撮像管理部381によって取得された細胞画像であって、状態ステージが第4期の細胞画像に対して所定の画像処理を実行しつつ、当該細胞画像における受精卵Eのスコアリングを実行する。
The fourth
具体的には、第4スコアリング処理部386は、胚盤胞期胚(移植胚)となった受精卵E(又は、胚盤胞期胚(移植胚)になっていると想定される受精卵E)の画像を用いるとともに、細胞画像としては、第4期の状態ステージにおける細胞画像、すなわち、受精から199時間、120時間及び121時間が経過した時点における細胞画像を用いる。
Specifically, the fourth
そして、第4スコアリング処理部386は、所定の画像処理としては、それぞれの細胞画像において、図2に示す胚盤胞内に形成される栄養膜細胞を判定するための画像処理(以下、「栄養膜細胞判定画像処理」という。)と、当該胚盤期胚内に形成される内細胞塊を判定するための画像処理(以下、「内細胞塊判定画像処理」という。)と、を実行し、細胞画像に画像化された受精卵Eにおける栄養膜細胞及び内細胞塊の品質を検出する。
Then, the fourth
また、第4スコアリング処理部386は、栄養膜細胞及び内細胞塊の品質に基づいてスコアリングを行うとともに、各細胞画像における平均又は総和など複数の細胞画像を用いた第4期のスコアを決定する。
In addition, the fourth
例えば、図14(A)に示すような第4期の状態ステージにおける受精卵Eの細胞画像の場合には、第2スコアリング処理部384は、他の期と同様に、前提条件に基づいて、エッジ検出処理を実行して胚の検出を行うとともに(図14の[4−1]及び(B)の画像)、栄養膜細胞の厚さの均一性を評価し(図14の[4−2])、当該栄養膜細胞の評価結果を得る。
For example, in the case of the cell image of the fertilized egg E in the state stage of the fourth stage as shown in FIG. 14 (A), the second
すなわち、第2スコアリング処理部384は、エッジ検出処理を実行して胚部分のエッジを検出するとともに、予め作成された理想的なテクスチャーとの一致度に基づいて、又は、胚部分のエッジの内側に隣接する輝度値から栄養膜細胞の部分を識別しつつ、その厚さを検出し、当該厚さを前提条件によって定められた厚さの範囲(最適な範囲)と比較して、当該栄養膜細胞の評価をする。
That is, the second
具体的には、第2スコアリング処理部384は、予め作成された理想的なテクスチャーを用いる場合には、良、可、不良に応じて作成された輝度値のフィルタと、検出された胚部分の各画素の輝度値におけるヒストグラムと、をそれぞれ比較して理想的なテクスチャーとの一致度を演算し、一致度が最も高いフィルタの評価を当該細胞画像の評価として決定する。
Specifically, when the ideal texture created in advance is used, the second
また、第2スコアリング処理部384は、胚部分のエッジの内側に隣接する輝度値から評価する場合には、栄養膜細胞における全体の厚さの平均値が最適な範囲内にあるか、又は、当該最適範囲より厚い部分があるかを判定するとともに、例えば、第3期における凹点数検出処理を実行して栄養膜細胞における凹点を検出し、その数が所定の範囲内であるか否かを判定し、当該栄養膜細胞の厚さを良、可、不良の三段階で評価する。
Further, when the second
特に、第4スコアリング処理部386は、エッジの内側に隣接する輝度値から評価する場合には、栄養膜細胞と見なされる輝度値の範囲(すなわち、栄養膜細胞の厚さに相当)が最適の範囲内で均一である場合に、「良」と判定し、最適範囲内には収まらないが所定の範囲内である場合に「可」と判定し、それ以外の場合に「不良」と判定する。
In particular, when the fourth
なお、第4スコアリング処理部386は、栄養膜細胞の厚さが所定の範囲内で均一であることが検出することができれば、他の画像処理を用いてもよい。
The fourth
一方、第4スコアリング処理部386は、エッジ検出処理(図14の[4−1])によって胚の検出を行うと、内部細胞塊の明瞭性(濃度)を評価し(図14の明瞭度評価[4−3])、当該内部細胞塊の評価結果を得る。
On the other hand, when the embryo is detected by the edge detection process ([4-1] in FIG. 14), the fourth
すなわち、第4スコアリング処理部386は、エッジ検出処理を実行して胚部分のエッジを検出すると、図15に示すように、当該エッジの内側に存在する各画素の輝度値において所定の条件を具備する画素を、内部細胞塊を構成する画素として、検出するとともに、当該検出した画素の輝度値を更にヒストグラム化し、予め前提条件としてデータ化された良、可、不良の3段階のヒスとグラムデータとヒストグラム化されたデータとを比較して内部細胞塊の評価をする。
That is, when the fourth
なお、予め前提条件としてデータ化された良、可、不良の3段階のヒスとグラムデータとしては、サポートベクターマシーンなどの機械学習によって生成されたものを用いる。 It should be noted that, as the three-stage hiss and gram data of good, acceptable, and defective that have been converted into data as preconditions in advance, those generated by machine learning such as a support vector machine are used.
また、例えば、本実施形態においては、第4スコアリング処理部386は、内部細胞塊のヒスとグラムデータが「良」と判定されるデータと同一又は同一と想定される範囲内の場合には、「良」と判定し、内部細胞塊のヒスとグラムデータが「可」と判定されるデータと同一又は同一と想定される範囲内の場合には、「可」と判定し、内部細胞塊のヒスとグラムデータが「不良」と判定されるデータと同一又は同一と想定される範囲内の場合には、「不良」と判定する。
Further, for example, in the present embodiment, when the fourth
一方、第4スコアリング処理部386は、栄養膜細胞及び内部細胞塊を検出すると、検出した栄養膜細胞及び内部細胞塊の各評価に基づき、第4期のスコアを決定する。特に、第4スコアリング処理部386は、栄養膜細胞及び内部細胞塊の各3段階評価のその組み合わせに応じてスコアを決定する。
On the other hand, when the fourth
例えば、第4スコアリング処理部386は、「良」を1個「5点」、「可」を1個「3点」及び「不良」を1個「0点」として、スコアを決定する。
For example, the fourth
[3]細胞品質評価システムの動作
次に、図16〜図19を参照しつつ、本実施形態の細胞品質評価システム1の動作について説明する。なお、図16〜図19は、それぞれ、第1期〜第4期において実行されるスコアリング処理を示すフローチャートである。
[3] Operation of Cell Quality Evaluation System Next, the operation of the cell quality evaluation system 1 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 16 to 19. 16 to 19 are flowcharts showing scoring processes executed in the first to fourth periods, respectively.
本動作においては、状態ステージ管理DB302及びスコアリング情報DB303には、既に、図5及び図6に示すデータが記録されているものとし、培養細胞管理DB301には、情報が未登録の状態になっているものとする。
In this operation, it is assumed that the data shown in FIGS. 5 and 6 have already been recorded in the state
また、本動作においては、各状態ステージにおいて受精卵Eを3回撮像した複数の細胞画像を用いるとともにその平均値を各状態ステージのスコアとして用いるものとする。 Further, in this operation, a plurality of cell images obtained by capturing the fertilized egg E three times in each state stage are used, and the average value thereof is used as the score of each state stage.
[3.1]操作開始及び第1期のスコアリング処理
まず、ユーザによって、患者から精子及び卵子が採取され、授精のためのオペレーションが完了した後に、培養細胞管理部382は、操作部390を介して受精卵Eの授精日時、培養シャーレID及び受精卵IDを登録する旨の入力操作を検出すると(ステップSa101)、当該入力された情報をROM/RAM320に記録しつつ、培養細胞管理DB301に当該情報を記録する(ステップSa102)。
[3.1] Operation start and first stage scoring process First, after the user collects sperms and eggs from the patient and completes the operation for insemination, the cultured
次いで、撮像管理部381は、状態ステージ管理DB302から撮像タイミングを読み出してROM/RAM320に記録させるとともに(ステップSa103)、タイマ360に制御信号を出力して経過時間の計測を開始させる(ステップSa104)。
Next, the
次いで、撮像管理部381は、タイマ360にて計測中の経過時間及びROM/RAM320に記録された撮像タイミングを比較し、第1期の撮像タイミングが到来したか否かを判定する(ステップSa105)。
Next, the
このとき、撮像管理部381は、撮像タイミングを検出すると、カメラ10に制御信号を出力し、受精卵Eを撮像させるとともに、カメラ10から細胞画像に対応する画像データを取得する(ステップSa106)。なお、撮像管理部381は、取得した画像データをROM/RAM320に記録させる。
At this time, when the
次いで、撮像管理部381は、第1期の撮像が全て完了したか否かを判定する(ステップSa107)。このとき、撮像管理部381は、第1期の撮像が全て完了していない場合には、ステップSa105の処理に移行し、第1期の撮像が全て完了したと判定した場合には、ステップSa108の処理に移行する。
Next, the
なお、撮像管理部381は、ステップSa105〜107の処理を繰り返すことにより、6時間、7時間、8時間の各経過タイミングにて、受精卵Eの画像が撮像され、ROM/RAM320に順次、対応する画像データを記録する。
By repeating the process of steps Sa105 to 107, the image
次いで、第1スコアリング処理部383は、第1期の撮像が全て完了したと判定した場合には、スコアリング情報DB303から、第1期に対応するスコアリング基準情報を読み出す(ステップSa108)。
Next, when it is determined that all the imaging of the first period is completed, the first
次いで、第1スコアリング処理部383は、読み出したスコアリング基準情報及びアルゴリズムに従って、ROM/RAM320に記録済みの画像データに対して第1期スコアリング処理を実行するとともに、第1期のスコアを決定し、当該決定した第1期のスコアを培養細胞管理DB301の対応領域に記録する(ステップSa109)。
Next, the first
具体的には、第1スコアリング処理部383は、第1期のアルゴリズムに基づき、各細胞画像に含まれる極体数を検出し、各細胞画像における極体数及びスコアリング基準情報に基づき、各細胞画像のスコアを決定しつつ、第1期のスコアを決定する。また、第1スコアリング処理部383は、受精卵Eの生育速度に応じて、すなわち、極体が2個発生した時間受に応じて、スコア値を、例えば、「+20%」、「0%」、「−20%」として、第1期のスコアを変化させる。
Specifically, the first
次いで、第1スコアリング処理部383は、算出した第1期のスコアが、第2の閾値を上回るか否かを判定する(ステップSa110)。このとき、第1スコアリング処理部383は、第1期のスコアが第2の閾値を下回ると判定した場合には、当該受精卵Eが移植に適さないものと判定し、第2期以降のスコアリングを行うことなく、処理を終了させる。また、第1スコアリング処理部383は、第1期のスコアが第2の閾値を超えたと判定した場合には、第2期のスコアリング処理を実行するために、ステップSb101の処理に移行する。
Next, the first
なお、本動作においては、第1期のスコアは、受精卵Eの品質に大きく作用するため、第2の閾値を、例えば「10点以上」に設定してある。また、このような処理を実行することによって、受精卵Eの品質に与える影響の大きい、第1期のスコアが、第2の閾値を下回った時点で、当該受精卵Eが移植に利用不能と判定することにより、第2期以降の処理を省略し、スコアリング処理の演算負担を低減することが可能となる。 In this operation, since the score of the first stage greatly affects the quality of the fertilized egg E, the second threshold value is set to, for example, "10 points or more". In addition, when the score of the first stage, which has a large effect on the quality of the fertilized egg E by executing such a process, falls below the second threshold value, the fertilized egg E cannot be used for transplantation. By determining, it is possible to omit the processing after the second period and reduce the calculation load of the scoring processing.
[3.2]第2期のスコアリング処理
まず、撮像管理部381は、状態ステージ管理DB302から第2期の撮像タイミングを読み出し、ROM/RAM320に記録する(ステップSb101)。
[3.2] Second Phase Scoring Process First, the
次いで、撮像管理部381は、タイマ360にて計測中の経過時間と、ROM/RAM320に記録された撮像タイミングを比較し、第2期の撮像タイミングが到来したか否かを判定する(ステップSb102)。
Next, the
このとき、撮像管理部381は、撮像タイミングを検出すると、カメラ10に制御信号を出力し、受精卵Eを撮像させるとともに、カメラ10から細胞画像に対応する画像データを取得する(ステップSb103)。なお、撮像管理部381は、取得した画像データをROM/RAM320に記録させる。
At this time, when the
次いで、撮像管理部381は、第2期の撮像が全て完了したか否かを判定する(ステップSb104)。このとき、撮像管理部381は、第2期の撮像が全て完了していない場合には、ステップSb102の処理に移行し、第2期の撮像が全て完了したと判定した場合には、ステップSb105の処理に移行する。
Next, the
なお、撮像管理部381は、このステップSb102〜104の処理を繰り返すことにより、19時間、20時間及び21時間の各経過タイミングにて、受精卵Eの画像が撮像され、ROM/RAM320に順次、対応する画像データを記録する。
By repeating the processes of steps Sb102 to 104, the image
次いで、第2スコアリング処理部384は、第2期の撮像が全て完了したと判定した場合には、スコアリング情報DB303から、第2期に対応するスコアリング基準情報を読み出す(ステップSb105)。
Next, when it is determined that all the imaging of the second period is completed, the second
次いで、第2スコアリング処理部384は、読み出したスコアリング基準情報及びアルゴリズムに従って、ROM/RAM320に記録済みの画像データに対して第2期スコアリング処理を実行するとともに、第2期のスコアを決定し、当該決定した第2期のスコアを培養細胞管理DB301の対応領域に記録する(ステップSb106)。
Next, the second
具体的には、第2スコアリング処理部384は、第2期のアルゴリズムに基づき、各細胞画像に含まれる極体及び前核の数を検出し、各細胞画像における極体数、前核数及びスコアリング基準情報に基づき、各細胞画像のスコアを決定しつつ、第2期のスコアを決定する。また、第2スコアリング処理部384は、受精卵Eの生育速度に応じて、すなわち、極体及び前核が2個発生した時間に応じて、スコア値を、例えば、「+20%」、「0%」、「−20%」として、第2期のスコアを変化させる。
Specifically, the second
次いで、第2スコアリング処理部384は、算出した第2期のスコアが、第3の閾値を上回るか否かを判定する(ステップSb107)。このとき、第2スコアリング処理部384は、第2期のスコアが第3の閾値を下回ると判定した場合には、当該受精卵Eが移植に適さないものと判定し、第3期以降のスコアリングを行うことなく、処理を終了させる。また、第2スコアリング処理部384は、第2期のスコアが第3の閾値を超えたと判定した場合には、第3期のスコアリング処理を実行するために、ステップSc101の処理に移行する。
Next, the second
なお、本動作においては、第2期のスコアは、第1期と同様に、受精卵Eの品質に大きく作用するため、第3の閾値を、例えば「10点以上」に設定してある。また、このような処理を実行することによって、受精卵Eの品質に与える影響の大きい、第2期のスコアが、第3の閾値を下回った時点で、当該受精卵Eが移植に利用不能と判定することにより、第3期以降の処理を省略し、スコアリング処理の演算負担を低減することが可能となる。 In this operation, the score in the second period greatly affects the quality of the fertilized egg E as in the first period, so that the third threshold value is set to, for example, "10 points or more". In addition, when the score of the second stage, which has a large effect on the quality of the fertilized egg E by executing such a process, falls below the third threshold value, the fertilized egg E cannot be used for transplantation. By determining, it is possible to omit the processing after the third period and reduce the calculation load of the scoring processing.
[3.3]第3期のスコアリング処理
まず、撮像管理部381は、状態ステージ管理DB302から第3期の撮像タイミングを読み出し、ROM/RAM320に記録する(ステップSc101)。
[3.3] Third Phase Scoring Process First, the
次いで、撮像管理部381は、タイマ360にて計測中の経過時間と、ROM/RAM320に記録された撮像タイミングを比較し、第3期の撮像タイミングが到来したか否かを判定する(ステップSc102)。
Next, the
このとき、撮像管理部381は、撮像タイミングを検出すると、カメラ10に制御信号を出力し、受精卵Eを撮像させるとともに、カメラ10から細胞画像に対応する画像データを取得する(ステップSc103)。なお、撮像管理部381は、取得した画像データをROM/RAM320に記録させる。
At this time, when the
次いで、撮像管理部381は、第3期の撮像が全て完了したか否かを判定する(ステップSc104)。このとき、撮像管理部381は、第3期の撮像が全て完了していない場合には、ステップSc102の処理に移行し、第3期の撮像が全て完了したと判定した場合には、ステップSc105の処理に移行する。
Next, the
なお、撮像管理部381は、このステップSc102〜104の処理を繰り返すことにより、前期、中期及び後期の各分割状態ステージにおける各経過タイミングにて、受精卵Eの画像が撮像され、ROM/RAM320に順次、対応する画像データを記録する。
By repeating the processes of steps Sc102 to 104, the
次いで、第3スコアリング処理部385は、第3期の撮像が全て完了したと判定した場合には、スコアリング情報DB303から、第3期に対応するスコアリング基準情報を読み出す(ステップSc105)。
Next, when it is determined that all the imaging of the third period is completed, the third
次いで、第3スコアリング処理部385は、読み出したスコアリング基準情報及びアルゴリズムに従って、ROM/RAM320に記録済みの画像データに対して第3期スコアリング処理を実行するとともに、第3期のスコアを決定し、当該決定した第3期のスコアを培養細胞管理DB301の対応領域に記録する(ステップSc106)。
Next, the third
具体的には、第3スコアリング処理部385は、第3期のアルゴリズムに基づき、分割状態ステージ毎に、すなわち、前期、中期及び後期のそれぞれにおける各細胞画像に含まれる割球数を検出し、当該割球数及びスコアリング基準情報に基づき、各細胞画像のスコアを決定しつつ、前期、中期及び後期のそれぞれの各スコアを決定する。また、第3スコアリング処理部385は、受精卵Eの生育速度に応じて、すなわち、各分割状態ステージにおける発生した割球数の規定数(前期なら2個、中期なら4個及び後期なら8個)に達する時間に応じて、スコア値を、例えば、「+20%」、「0%」、「−20%」として、第3期のスコアを変化させる。そして、第3スコアリング処理部385は、各分割状態ステージのスコアを平均化して第3期の全体のスコアを決定する。
Specifically, the third
次いで、第3スコアリング処理部385は、算出した第3期のスコアが、第4の閾値を上回るか否かを判定する(ステップSc107)。このとき、第3スコアリング処理部385は、第3期のスコアが第4の閾値を下回ると判定した場合には、当該受精卵Eが移植に適さないものと判定し、第3期以降のスコアリングを行うことなく、処理を終了させる。また、第3スコアリング処理部385は、第3期のスコアが第4の閾値を超えたと判定した場合には、第4期のスコアリング処理を実行するために、ステップSd101の処理に移行する。
Next, the third
なお、本動作においては、このような処理を実行することによって、第3期のスコアが、第4の閾値を下回った時点で、当該受精卵Eが移植に利用不能と判定することにより、第4期以降の処理を省略し、スコアリング処理の演算負担を低減することが可能となる。 In this operation, by executing such a process, when the score of the third stage falls below the fourth threshold value, it is determined that the fertilized egg E cannot be used for transplantation. It is possible to omit the processing after the 4th period and reduce the calculation load of the scoring processing.
[3.4]第4期のスコアリング処理及び受精卵の総合評価
まず、撮像管理部381は、状態ステージ管理DB302から第4期の撮像タイミングを読み出し、ROM/RAM320に記録する(ステップSd101)。
[3.4] Scoring process of the 4th period and comprehensive evaluation of fertilized egg First, the
次いで、撮像管理部381は、タイマ360にて計測中の経過時間と、ROM/RAM320に記録された撮像タイミングを比較し、第4期の撮像タイミングが到来したか否かを判定する(ステップSd102)。
Next, the
このとき、撮像管理部381は、撮像タイミングを検出すると、カメラ10に制御信号を出力し、受精卵Eを撮像させるとともに、カメラ10から細胞画像に対応する画像データを取得する(ステップSd103)。なお、撮像管理部381は、取得した画像データをROM/RAM320に記録させる。
At this time, when the
次いで、撮像管理部381は、第4期の撮像が全て完了したか否かを判定する(ステップSd104)。このとき、撮像管理部381は、第4期の撮像が全て完了していない場合には、ステップSd102の処理に移行し、第4期の撮像が全て完了したと判定した場合には、ステップSd105の処理に移行する。
Next, the
なお、撮像管理部381は、このステップSd102〜104の処理を繰り返すことにより、の各経過タイミングにて、受精卵Eの画像が撮像され、ROM/RAM320に順次、対応する画像データを記録する。
By repeating the processes of steps Sd102 to 104, the image
次いで、第4スコアリング処理部386は、第4期の撮像が全て完了したと判定した場合には、スコアリング情報DB303から、第4期に対応するスコアリング基準情報を読み出す(ステップSd105)。
Next, when it is determined that all the imaging of the fourth period is completed, the fourth
次いで、第4スコアリング処理部386は、読み出したスコアリング基準情報及びアルゴリズムに従って、ROM/RAM320に記録済みの画像データに対して第4期スコアリング処理を実行するとともに、第4期のスコアを決定し、当該決定した第4期のスコアを培養細胞管理DB301の対応領域に記録する(ステップSd106)。
Next, the 4th
具体的には、第4スコアリング処理部386は、第4期のアルゴリズムに基づき、各細胞画像に含まれる栄養膜細胞及び内部細胞塊を検出し、各細胞画像における栄養膜細胞、内部細胞塊及びスコアリング基準情報に基づき、各細胞画像のスコアを決定しつつ、第4期のスコアを決定する。
Specifically, the fourth
特に、第4スコアリング処理部386は、第4期のアルゴリズムに基づき細胞画像内の検出された栄養膜細胞及び内部細胞塊において、栄養膜細胞の厚さと均一性を演算するとともに、栄養膜細胞の状態を第4期のスコアリング基準情報(理想状態や不良状態)と比較し、良、可及び不良の3段階にて栄養膜細胞に関する評価をし、かつ、内部細胞塊の大きさと明瞭性に関するスコア(輝度値に基づくヒストグラム)を第4期のスコアリング基準情報(理想状態や不良状態のヒストグラム)と比較し、良、可及び不良の3段階にて栄養膜細胞に関する評価をする。
In particular, the fourth
また、第4スコアリング処理部386は、各タイミングにおける栄養膜細胞及び内部細胞塊の品質評価(具体的には)に応じて、スコア値を、例えば、「+20%」、「0%」、「−20%」として、第4期のスコアを変化させる。
Further, the fourth
次いで、受精卵評価部387は、評価対象受精卵の各状態ステージにおけるスコアの和を算出して総合スコア(最終的な評価結果)を算出し(ステップSd110)、培養細胞管理DB301に記録しつつ、表示制御部340と連動させて表示部330に総合スコアを表示させて(ステップSd111)本動作を終了させる。
Next, the fertilized
なお、ステップSd111の処理において、同一患者における他の受精卵Eがある場合には、受精卵評価部387は、培養細胞管理DB301に記録された他の受精卵Eの総合スコアを比較し、総合スコアの高い順にソートして表示させてもよいし、第1の閾値と比較して、総合スコアが第1の閾値を下回る場合に、当該受精卵が移植に利用不能と評価し、当該第1の閾値以上の場合には、移植可能と評価してもよい。
In addition, in the process of step Sd111, when there is another fertilized egg E in the same patient, the fertilized
以上説明したように、本実施形態の細胞品質評価システム1は、時間の経過に伴って受精卵Eを画像化することによって、対象となる受精卵Eの品質を自動的に評価することができるので、受精卵Eの品質評価時におけるユーザ(例えば、医師やオペレータ)の作業負担を軽減することができるとともに、状態ステージ毎に異なる状態となる細胞を各状態ステージにスコアリングすることによって、細胞の品質の優劣を評価することができるので、品質の評価において成長過程が重要となる細胞を的確に評価することができる。 As described above, the cell quality evaluation system 1 of the present embodiment can automatically evaluate the quality of the target fertilized egg E by imaging the fertilized egg E with the passage of time. Therefore, it is possible to reduce the workload of the user (for example, a doctor or an operator) at the time of quality evaluation of the fertilized egg E, and by scoring the cells that are in different states for each state stage to each state stage, the cells Since it is possible to evaluate the superiority or inferiority of the quality of the cells, it is possible to accurately evaluate the cells in which the growth process is important in the evaluation of the quality.
すなわち、細胞の内部構造は、状態ステージに応じて変化し、品質の判定基準も状態ステージに応じて変化するので、本実施形態の細胞品質評価システム1は、状態ステージ毎に異なるスコアリング基準情報及びアルゴリズムを適用しつつ、スコアリングを行うことができるとともに、状態ステージに応じて適切なスコアリングを実現することができる。 That is, since the internal structure of the cell changes according to the state stage and the quality determination standard also changes according to the state stage, the cell quality evaluation system 1 of the present embodiment has different scoring standard information for each state stage. And while applying the algorithm, scoring can be performed, and appropriate scoring can be realized according to the state stage.
したがって、本実施形態の細胞品質評価システム1は、評価対象となる細胞の品質を自動的に、かつ、高精度にて評価することができる。 Therefore, the cell quality evaluation system 1 of the present embodiment can automatically and highly accurately evaluate the quality of the cell to be evaluated.
また、本実施形態の細胞品質評価システム1は、各状態ステージにおいて、異なるタイミングにて撮像された細胞の画像に基づき、それぞれスコアリングを行うことによって、生育速度の速い細胞を的確に特定し、細胞の品質を高精度にて評価することができる。 In addition, the cell quality evaluation system 1 of the present embodiment accurately identifies cells having a high growth rate by performing scoring based on the images of cells taken at different timings in each state stage. The quality of cells can be evaluated with high accuracy.
また、本実施形態の細胞品質評価システム1は、例えば、いずれかの状態ステージにおけるスコアが、予め定められた閾値を下回るような細胞を移植に利用不能と評価することができるので、後の状態ステージにおけるスコアリングを省略し、評価時における処理負担を軽減することができる。 Further, the cell quality evaluation system 1 of the present embodiment can evaluate, for example, a cell whose score at any state stage is lower than a predetermined threshold value as unusable for transplantation, and thus the later state. It is possible to omit scoring at the stage and reduce the processing load at the time of evaluation.
[4]変形例
[4.1]変形例1
上記実施形態においては、サーバ装置30にDB301〜DB303を設ける構成を採用したが、これらのDB301〜DB303はそれぞれ、異なるコンピュータシステムにより管理運営するようにしてもよい。
[4] Modification example [4.1] Modification example 1
In the above embodiment, the
[4.2]変形例2
上記実施形態においては、各状態ステージにおけるスコアの和を総合スコアとする場合を例に説明したが、ステップSd110において、全状態ステージにおけるスコアの平均又は二乗平均を算出して総合スコアとし、当該総合スコアを用いてもよい。
[4.2]
In the above embodiment, the case where the sum of the scores in each state stage is used as the total score has been described as an example, but in step Sd110, the average or the root mean square of the scores in all state stages is calculated and used as the total score. Scores may be used.
また、総合スコアの算出時に各状態ステージ(分割状態ステージを含む)における重み付けを実施し、例えば、受精卵Eの品質に大きな影響を与える第1期及び第2期の重み付けを大きくするようにしてもよい。この場合においても、総合スコアは、総和、平均、又は、二乗平均のいずれを用いても算出することができる。 In addition, weighting is performed in each state stage (including the divided state stage) when calculating the total score, and for example, the weighting of the first and second stages, which greatly affects the quality of the fertilized egg E, is increased. May be good. Even in this case, the total score can be calculated by using any of the sum, the average, and the root mean square.
さらに、例えば、受精卵Eの品質は、第1期〜第3期(後期を除く)及び第4期の品質に対する依存度が高いので、これらの特定の状態ステージに対応するスコアの複数の和、平均及び二乗平均等を算出し、所定の閾値と比較するなどの所定の条件を具備するか否かを判定することによって、当該条件が不具備の場合に、当該受精卵Eを移植に利用不能と評価するようにしてもよい。 Further, for example, the quality of the fertilized egg E is highly dependent on the quality of the first to third stages (excluding the latter stage) and the fourth stage, so that a plurality of sums of scores corresponding to these specific state stages are added. , Average and root mean square, etc., and determine whether or not the conditions are met, such as comparing with a predetermined threshold. If the conditions are not met, the fertilized egg E is used for transplantation. It may be evaluated as impossible.
[4.3]変形例3
上記実施形態の受精卵評価部387は、総合スコアの良い順にソートして、ユーザに提示して、ユーザが受精卵を選択する際の基準とする構成にしたが、いずれかの状態ステージにおけるスコアが極端に低く「0点」以下となるような受精卵Eについては、移植に適さないものと評価して、利用不能である旨を表示部330に表示させるようにしてもよい。
[4.3]
The fertilized
この場合、例えば、ソートして受精卵Eの一覧を表示する際に、利用不能な受精卵と対応付けて、利用不能である旨のフラグを表示することにより、ユーザに、当該受精卵Eが利用不能であることを提示することができる。 In this case, for example, when the list of fertilized eggs E is sorted and displayed, the fertilized egg E is displayed to the user by displaying a flag indicating that the fertilized eggs are unusable in association with the unusable fertilized eggs. It can be shown that it is unavailable.
[4.4]変形例4
また、状態ステージ管理DB302に記録する撮像タイミングは、培養環境(培地の種類、温度、酸性度等)に応じて、事前に観察を行い、最適な撮像タイミングを決定するようにしてもよい。
[4.4]
Further, the imaging timing recorded in the state
この場合においても、当該撮像タイミングの前後1時間において、撮像を行うことで、受精卵の生育速度が速いか、遅いかを特定することができる。 Even in this case, it is possible to identify whether the fertilized egg grows fast or slow by performing imaging one hour before and after the imaging timing.
[4.5]変形例5
上記実施形態においては、各状態ステージに対応するスコアが第2の閾値〜第4の閾値を下回った場合に、自動的に後の状態ステージにおけるスコアリング処理を行わない構成としたが、これらの閾値を下回ったときに、表示部330にその旨を表示させて、ユーザに後の処理の実行を判定させるようにしてもよい。
[4.5]
In the above embodiment, when the score corresponding to each state stage falls below the second threshold value to the fourth threshold value, the scoring process in the later state stage is not automatically performed. When the threshold value falls below the threshold value, the
[4.6]変形例6
上記実施形態においては、状態ステージ毎に3つの細胞画像を用いてスコアを算出しているが、単一の細胞画像を用いてもよいし、4以上の細胞画像を用いてもよい。
[4.6] Modification 6
In the above embodiment, the score is calculated using three cell images for each state stage, but a single cell image may be used, or four or more cell images may be used.
[4.7]変形例7
上記実施形態の細胞品質評価システムは、受精卵に適用した場合について説明しているが、成長により細胞内部の状態が変化する他の細胞についても適用することが可能である。
[4.7] Modification 7
Although the cell quality evaluation system of the above embodiment has been described when applied to a fertilized egg, it can also be applied to other cells whose internal state changes due to growth.
E… 受精卵
10… カメラ
30… サーバ装置
300… 記録部
301… 培養細胞管理DB
302… 状態ステージ管理DB
303… スコアリング情報DB
310… インターフェース部
320… ROM/RAM
330… 表示部
340… 表示制御部
360… タイマ
370… サーバ管理制御部
380… データ処理部
381… 撮像管理部
382… 培養細胞管理部
383… 第1スコアリング処理部
384… 第2スコアリング処理部
385… 第3スコアリング処理部
386… 第4スコアリング処理部
387… 受精卵評価部
390… 操作部
E ... Fertilized
302 ... Status stage management DB
303 ... Scoring information DB
310 ...
330 ...
Claims (13)
当該状態ステージの遷移が、
(1)少なくとも、原形質膜と、透明帯と、極体と、が、発生する第1の状態ステージ、
(2)前記原形質膜内に前核が発生する第2の状態ステージ、
(3)前記前核が消失し、前記透明帯の内部において順次、卵割が生じる第3の状態ステージ、
(4)前記透明帯及び前記原形質膜が消失し、栄養膜細胞及び内部細胞塊が発生した胚盤胞に変化した第4の状態ステージ、
の順に遷移する細胞の品質を評価する細胞品質評価システムにおいて、
前記細胞の画像を撮像し、画像データを生成する撮像手段を制御することにより、授精から予め定められたタイミングにて前記細胞の画像を撮像させ、前記第1〜第4の状態ステージのそれぞれに対応する前記画像データを生成する撮像制御手段と、
前記生成された画像データに対応する細胞の画像に基づき各状態ステージにおける細胞の品質をスコアによって評価する際の基準となるスコアリング基準情報が、当該各状態ステージを識別するための状態ステージ識別情報に対応付けて、記録される記録手段を制御する記録制御手段と、
前記撮像手段から出力された画像データを取得する取得手段と、
前記状態ステージ毎に、前記取得された細胞の画像に対して所定の画像処理をしつつ、該当するスコアリング基準情報に基づいて、該当する細胞の品質をスコアリングするスコアリング手段と、
前記スコアリングされた結果を示すスコアリング結果に応じて、前記細胞の品質の優劣を評価する評価手段と、
前記評価手段における評価結果をユーザに閲覧可能に提示する提示手段と、
を具備することを特徴とする細胞品質評価システム。 With the passage of time from the insemination of sperm cells to the egg cells, the state stage indicating the internal state changes stepwise .
The transition of the state stage is
(1) At least the first state stage in which the plasma membrane, the zona pellucida, and the polar body occur.
(2) A second state stage in which a pronucleus is generated in the plasma membrane,
(3) A third state stage in which the pronucleus disappears and cleavage occurs sequentially inside the zona pellucida.
(4) A fourth state stage in which the zona pellucida and the plasma membrane disappear and the trophoblast cells and the inner cell mass are transformed into blastocysts.
In a cell quality evaluation system that evaluates the quality of cells that transition in the order of
By imaging the image of the cell and controlling the imaging means for generating the image data, the image of the cell is imaged at a predetermined timing from insemination, and each of the first to fourth state stages is performed. An imaging control means that generates the corresponding image data, and
The scoring reference information, which is a reference for evaluating the quality of cells in each state stage by a score based on the image of the cell corresponding to the generated image data, is the state stage identification information for identifying each state stage. A recording control means that controls the recording means to be recorded in association with
An acquisition means for acquiring image data output from the image pickup means, and
For each of the state stage, while a predetermined image processing on the acquired cell image, based on the relevant scoring criteria information, and scoring means for scoring the quality of the corresponding cell,
An evaluation means for evaluating the superiority or inferiority of the quality of the cells according to the scoring result indicating the scored result, and
A presentation means for presenting the evaluation result of the evaluation means to the user in a viewable manner,
A cell quality evaluation system characterized by comprising.
前記スコアリング手段が、前記状態ステージ毎にタイミングが異なる複数の細胞画像に基づいて該当する細胞の品質をスコアリングする、細胞品質評価システム。 In the cell quality evaluation system according to claim 1,
A cell quality evaluation system in which the scoring means scores the quality of a corresponding cell based on a plurality of cell images having different timings for each state stage.
前記スコアリング手段が、前記状態ステージ毎に異なるタイミングに撮像されて生成された各細胞画像に対して経過時間に応じた重み付けを行いつつ、前記状態ステージ毎に該当する細胞の品質をスコアリングする、細胞品質評価システム。 In the cell quality evaluation system according to claim 2,
The scoring means scores the quality of the corresponding cell for each state stage while weighting each cell image generated by being imaged at a different timing for each state stage according to the elapsed time. , Cell quality evaluation system.
前記各状態ステージのスコアとして、前記経過時間の異なる各タイミングにおける細胞画像のそれぞれのスコアを平均化することによって得られた平均スコアを用いる、細胞品質評価システム。 In the cell quality evaluation system according to claim 3,
A cell quality evaluation system using an average score obtained by averaging the scores of cell images at different timings with different elapsed times as the scores of the respective state stages.
前記各状態ステージのスコアとして、前記経過時間の異なる各タイミングにおける細胞画像のそれぞれのスコアの中から選択された1の代表スコアを用いる、細胞品質評価システム。 In the cell quality evaluation system according to claim 3,
A cell quality evaluation system using a representative score of 1 selected from the respective scores of cell images at each timing with different elapsed times as the score of each state stage.
前記評価手段が、前記状態ステージ毎にスコアリングされた各スコアの総和に基づいて、予め定められた第1の条件を具備した否かを判定し、当該第1の条件を具備しなかった場合に、前記細胞の品質の優劣として、該当する細胞を利用不能と判定する、細胞品質評価システム。 In the cell quality evaluation system according to any one of claims 1 to 5,
When the evaluation means determines whether or not the predetermined first condition is satisfied based on the sum of the scores scored for each state stage, and does not satisfy the first condition. In addition, a cell quality evaluation system that determines that the corresponding cell cannot be used as the superiority or inferiority of the quality of the cell.
前記評価手段が、前記状態ステージ毎にスコアリングされた各スコアについて前記状態ステージ毎に予め定められた第2の条件をそれぞれ具備したか否かを判定し、当該第2の条件を具備しなかった場合に、該当する細胞を利用不能と判定する、細胞品質評価システム。 In the cell quality evaluation system according to any one of claims 1 to 6,
It is determined whether or not the evaluation means satisfies the second condition predetermined for each state stage for each score scored for each state stage, and the second condition is not satisfied. A cell quality evaluation system that determines that the corresponding cell is unusable.
前記評価手段が、前記各状態ステージにおけるそれぞれの前記スコアのいずれかが、前記第2の条件を具備しなかった場合に、当該状態ステージより後に到来する状態ステージの前記スコアリング手段におけるスコアリングを中止させる、細胞品質評価システム。 In the cell quality evaluation system according to claim 7,
When any of the scores in each of the state stages does not satisfy the second condition, the evaluation means performs scoring in the scoring means of the state stage that arrives after the state stage. A cell quality assessment system to discontinue.
前記評価手段が、前記状態ステージ毎に、スコアリングされた各状態ステージのスコアに重み付けを行いつつ、該当する前記細胞の品質の優劣を評価する、細胞品質評価システム。 In the cell quality evaluation system according to any one of claims 1 to 8.
A cell quality evaluation system in which the evaluation means evaluates the superiority or inferiority of the quality of the corresponding cells while weighting the score of each scored state stage for each state stage.
前記撮像手段によって、複数の細胞のそれぞれについて撮像されて前記状態ステージのそれぞれに対応する細胞画像が生成される場合に、
前記スコアリング手段が、前記細胞毎に、該当する細胞画像を用いて前記各状態ステージに対応するスコアを算出し、
前記評価手段が、前記細胞毎のスコアリング結果に応じて、前記細胞の品質の優劣を評価しつつ、前記細胞のスコアリング結果によって示される値が高い順に順位付けし、
前記提示手段が、順位付けされた各細胞の評価結果をユーザが閲覧可能に提示する、細胞品質評価システム。 In the cell quality evaluation system according to any one of claims 1 to 9,
When the imaging means is imaged for each of a plurality of cells and a cell image corresponding to each of the state stages is generated.
The scoring means calculates a score corresponding to each state stage for each of the cells using the corresponding cell image.
The evaluation means evaluates the superiority or inferiority of the quality of the cells according to the scoring result for each cell, and ranks the values indicated by the scoring results of the cells in descending order.
A cell quality evaluation system in which the presentation means presents the evaluation results of each ranked cell so that the user can view them.
当該状態ステージの遷移が、
(1)少なくとも、原形質膜と、透明帯と、極体と、が、発生する第1の状態ステージ、
(2)前記原形質膜内に前核が発生する第2の状態ステージ、
(3)前記前核が消失し、前記透明帯の内部において順次、卵割が生じる第3の状態ステージ、
(4)前記透明帯及び前記原形質膜が消失し、栄養膜細胞及び内部細胞塊が発生した胚盤胞に変化した第4の状態ステージ、
の順に遷移する細胞の品質を評価するためのプログラムにおいて、
コンピュータを、
前記細胞の画像を撮像し、画像データを生成する撮像手段を制御することにより、授精から予め定められたタイミングにて前記細胞の画像を撮像させ、前記第1〜第4の状態ステージのそれぞれに対応する前記画像データを生成する撮像制御手段、
前記生成された画像データに対応する細胞の画像に基づき各状態ステージにおける細胞の品質をスコアによって評価する際の基準となるスコアリング基準情報が、当該各状態ステージを識別するための状態ステージ識別情報に対応付けて、記録される記録手段を制御する記録制御手段、
前記撮像手段から出力された画像データを取得する取得手段、
前記状態ステージ毎に、前記取得された細胞画像に対して所定の画像処理をしつつ、該当するスコアリング基準情報に基づいて、該当する細胞の品質をスコアリングするスコアリング手段、
前記スコアリングされた結果を示すスコアリング結果に応じて、前記細胞の品質の優劣を評価する評価手段、及び、
前記評価手段における評価結果をユーザが閲覧可能に提示する提示手段、
として機能させることを特徴とするプログラム。 With the passage of time from the insemination of sperm cells to the egg cells, the state stage indicating the internal state changes stepwise .
The transition of the state stage is
(1) At least the first state stage in which the plasma membrane, the zona pellucida, and the polar body occur.
(2) A second state stage in which a pronucleus is generated in the plasma membrane,
(3) A third state stage in which the pronucleus disappears and cleavage occurs sequentially inside the zona pellucida.
(4) A fourth state stage in which the zona pellucida and the plasma membrane disappear and the trophoblast cells and the inner cell mass are transformed into blastocysts.
In a program for evaluating the quality of cells transitioning in the order of
Computer,
By imaging the image of the cell and controlling the imaging means for generating the image data, the image of the cell is imaged at a predetermined timing from insemination, and each of the first to fourth state stages is performed. An imaging control means that generates the corresponding image data,
The scoring reference information, which is a reference for evaluating the quality of cells in each state stage by a score based on the image of the cell corresponding to the generated image data, is the state stage identification information for identifying each state stage. A recording control means that controls the recording means to be recorded in association with
An acquisition means for acquiring image data output from the imaging means,
A scoring means for scoring the quality of a corresponding cell based on the corresponding scoring reference information while performing a predetermined image processing on the acquired cell image for each state stage.
An evaluation means for evaluating the superiority or inferiority of the quality of the cells according to the scoring result indicating the scored result, and
A presentation means for presenting the evaluation result in the evaluation means so that the user can view it.
A program characterized by functioning as.
当該状態ステージの遷移が、
(1)少なくとも、原形質膜と、透明帯と、極体と、が、発生する第1の状態ステージ、
(2)前記原形質膜内に前核が発生する第2の状態ステージ、
(3)前記前核が消失し、前記透明帯の内部において順次、卵割が生じる第3の状態ステージ、
(4)前記透明帯及び前記原形質膜が消失し、栄養膜細胞及び内部細胞塊が発生した胚盤胞に変化した第4の状態ステージ、
の順に遷移する細胞の品質を評価する細胞品質評価方法において、
前記第1〜第4の状態ステージのそれぞれに対応する前記細胞を撮像して、画像データを生成し、
前記生成された画像データに対応する細胞の画像に基づき各状態ステージにおける細胞の品質をスコアによって評価する際の基準となるスコアリング基準情報が、当該各状態ステージを識別するための状態ステージ識別情報に対応付けて、記録される記録手段を制御し、
前記状態ステージ毎に、前記生成された細胞画像に対して所定の画像処理をしつつ、該当するスコアリング基準情報に基づいて、該当する細胞の品質をスコアリングし、
前記スコアリングされた結果を示すスコアリング結果に応じて、前記細胞の品質の優劣を評価し、
前記評価された前記細胞の品質の優劣を評価結果としてユーザが閲覧可能に提示する、ことを特徴とする細胞品質評価方法。 With the passage of time from the insemination of sperm cells to the egg cells, the state stage indicating the internal state changes stepwise .
The transition of the state stage is
(1) At least the first state stage in which the plasma membrane, the zona pellucida, and the polar body occur.
(2) A second state stage in which a pronucleus is generated in the plasma membrane,
(3) A third state stage in which the pronucleus disappears and cleavage occurs sequentially inside the zona pellucida.
(4) A fourth state stage in which the zona pellucida and the plasma membrane disappear and the trophoblast cells and the inner cell mass are transformed into blastocysts.
In the cell quality evaluation method for evaluating the quality of cells transitioning in the order of
And imaging the cells corresponding to each of the first through fourth states stages to generate image data,
The scoring reference information, which is a reference for evaluating the quality of cells in each state stage by a score based on the image of the cell corresponding to the generated image data, is the state stage identification information for identifying each state stage. Control the recording means to be recorded in association with
For each state stage, the quality of the corresponding cell is scored based on the corresponding scoring reference information while performing a predetermined image processing on the generated cell image.
The superiority or inferiority of the quality of the cells is evaluated according to the scoring result indicating the scored result.
A cell quality evaluation method, characterized in that the superiority or inferiority of the evaluated cell quality is presented as an evaluation result so that the user can view it.
当該状態ステージの遷移が、
(1)少なくとも、原形質膜と、透明帯と、極体と、が、発生する第1の状態ステージ、
(2)前記原形質膜内に前核が発生する第2の状態ステージ、
(3)前記前核が消失し、前記透明帯の内部において順次、卵割が生じる第3の状態ステージ、
(4)前記透明帯及び前記原形質膜が消失し、栄養膜細胞及び内部細胞塊が発生した胚盤胞に変化した第4の状態ステージ、
の順に遷移する前記細胞を撮像して、画像データを生成する撮像手段と、
前記撮像手段を制御し、各状態ステージに基づく前記細胞画像を用いて前記細胞の品質を評価するサーバ装置と、
を有し、
前記サーバ装置が、
前記撮像手段を制御する撮像制御手段と、
前記生成された画像データに対応する細胞の画像に基づき各状態ステージにおける細胞の品質をスコアによって評価する際の基準となるスコアリング基準情報が、当該各状態ステージを識別するための状態ステージ識別情報に対応付けて、記録される記録手段を制御する記録制御手段と、
前記撮像手段から出力された画像データを取得する取得手段と、
前記状態ステージ毎に、前記取得された細胞画像に対して所定の画像処理をしつつ、該当するスコアリング基準情報に基づいて、該当する細胞の品質をスコアリングするスコアリング手段と、
前記スコアリングされた結果を示すスコアリング結果に応じて、前記細胞の品質の優劣を評価する評価手段と、
前記評価手段における評価結果をユーザが閲覧可能に提示する提示手段と、
を備えることを特徴とする細胞品質評価システム。
With the passage of time from the insemination of sperm cells to the egg cells, the state stage indicating the internal state changes stepwise .
The transition of the state stage is
(1) At least the first state stage in which the plasma membrane, the zona pellucida, and the polar body occur.
(2) A second state stage in which a pronucleus is generated in the plasma membrane,
(3) A third state stage in which the pronucleus disappears and cleavage occurs sequentially inside the zona pellucida.
(4) A fourth state stage in which the zona pellucida and the plasma membrane disappear and the trophoblast cells and the inner cell mass are transformed into blastocysts.
The cells by imaging the transition of the order, and an imaging means for generating image data,
A server device that controls the imaging means and evaluates the quality of the cells using the cell images based on each state stage.
Have,
The server device
An image pickup control means for controlling the image pickup means and
The scoring reference information, which is a reference for evaluating the quality of cells in each state stage by a score based on the image of the cell corresponding to the generated image data, is the state stage identification information for identifying each state stage. A recording control means that controls the recording means to be recorded in association with
An acquisition means for acquiring image data output from the image pickup means, and
A scoring means for scoring the quality of the corresponding cell based on the corresponding scoring reference information while performing predetermined image processing on the acquired cell image for each state stage.
An evaluation means for evaluating the superiority or inferiority of the quality of the cells according to the scoring result indicating the scored result, and
A presentation means for presenting the evaluation result in the evaluation means so that the user can view it,
A cell quality evaluation system characterized by being equipped with.
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