JP6951853B2 - 解析結果閲覧装置 - Google Patents

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Description

本発明は、解析結果閲覧装置に関するものである。
従来、細胞培養時に細胞の状態を撮像した画像を用いて細胞の数、位置、サイズ等を測定し、細胞の状態や変化を表示する装置が知られている(例えば、特許文献1および特許文献2参照)。
特許文献1に記載の技術は、撮像した画像から細胞の形状や大きさ等の特徴を抽出してその特徴量の変化を算出し、算出した特徴量の変化を培養条件の設定に反映させている。特許文献2に記載の顕微鏡観察装置は、モニタに複数のウェルを有するマイクロプレートおよびウェルごとの特定の観察ポイントを表示し、ユーザがその特定の観察ポイントを指定すると、指定された観察ポイントの輝度値変化グラフをマイクロプレート上に重ね合わせて表示している。
特許第5740101号公報 特開2005−234435号公報
しかしながら、特許文献1および特許文献2に記載の技術では、細胞を収容する容器内の一の特定箇所の細胞の状況は把握できるが、その特定箇所以外の位置については、どのくらいの量の細胞が存在しているのかを一見して把握することが困難という問題がある。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、細胞を収容する容器のどの位置にどのくらいの量の細胞が存在しているのかを一見して把握することができる解析結果閲覧装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明の一態様は、細胞を収容する容器内の撮影位置を設定する撮影位置設定部と、該撮影位置設定部により設定された前記撮影位置の前記細胞を撮影する撮像部と、該撮像部により撮影された前記細胞を前記撮影位置ごとに検出して解析する解析部と、該解析部により解析された前記細胞の解析結果から得られる各前記撮影位置内に占める前記細胞の面積の割合または各前記撮影位置内に存在する前記細胞の数を前記容器および該容器内の複数の前記撮影位置を示す容器マップとともに表示する表示部と、該表示部に表示される前記容器マップ上の少なくとも複数の前記撮影位置において、それぞれの該撮影位置内に占める前記細胞の面積の割合またはそれぞれの前記撮影位置内に存在する前記細胞の数を同時に表示させる表示制御部とを備える解析結果閲覧装置である。
本態様によれば、撮影位置設定部により設定された容器内の撮影位置において、撮像部により細胞が撮影されるとともに、撮影された細胞が解析部により検出されて解析される。解析部により解析された撮影位置ごとの細胞の解析結果は、容器およびその容器内の複数の撮影位置が示された容器マップとともに表示部に表示される。
この場合おいて、表示制御部により、容器マップ上の少なくとも複数の撮影位置においてそれぞれの細胞の解析結果を同時に表示させることで、ユーザは、容器内の複数の撮影位置間で、表示させる細胞の解析結果を切り替える必要がなく、容器のどの位置にどのくらいの量の細胞が存在しているのかを一見して把握することができる。
上記態様においては、前記表示制御部が、前記容器マップ上の前記撮影位置において、前記解析部により検出された複数の前記細胞が集合してなるコロニーの外周を識別可能に表示させることとしてもよい。
このように構成することで、ユーザは、表示部に表示される容器マップ上の撮影位置において、その撮影位置に存在するコロニーの形状や大きさを視覚的に容易に把握することができる。
上記態様においては、前記表示制御部が、前記コロニーが前記撮影位置から部分的にはみ出すはみ出し領域を有する場合に、前記解析部により解析された前記細胞の解析結果に基づいて前記コロニーの前記はみ出し領域を推定し、推定した前記はみ出し領域を前記容器マップ上に表示させることとしてもよい。
このように構成することで、ユーザは、容器マップ上の撮影位置に全体が収まっていないコロニーについても、そのコロニーの大凡の外観形状を一見して把握することができる。
上記態様においては、前記表示制御部が、前記解析部により解析された前記細胞の解析結果に基づいて、複数の前記細胞が集合してなるコロニーの特徴量を算出し、算出した前記特徴量を前記容器マップ上に前記撮影位置に対応付けて表示させることとしてもよい。
このように構成することで、ユーザは、表示部に表示される容器マップ上で、撮影位置ごとにコロニーの特徴も把握することができる。
上記態様においては、前記表示制御部が、前記容器マップ上の複数の前記撮影位置において、前記特徴量を立体的な図形、グラフまたは色のグラデーションにより比較可能に表示することとしてもよい。
このように構成することで、複数の撮影位置間で、それぞれのコロニーの特徴量を視覚的に比較し易くすることができる。
上記態様においては、前記表示制御部が、前記解析部により解析された前記細胞の解析結果に基づいて、前記容器マップ上の前記撮影位置以外の領域に存在する前記コロニーの特徴量を推定し、推定した前記コロニーの特徴量を前記容器マップ上に表示させることとしてもよい。
このように構成することで、ユーザは、容器内に存在する撮像部により撮影されていない細胞の集合体からなるコロニーについても、その大凡の特徴を把握することができる。
本発明によれば、細胞を収容する容器のどの位置にどのくらいの量の細胞が存在しているのかを一見して把握することができるという効果を奏する。
本発明の一実施形態に係る解析結果閲覧装置の概略構成図である。 容器がシャーレの場合の容器マップの一例を示す平面図である。 容器がフラスコの場合の容器マップの一例を示す平面図である。 図2の容器マップの全ての撮影位置においてそれぞれの細胞の外観を簡易的な図形で同時に表示する様子を示す平面図である。 容器マップ上の各撮影位置に表示する解析結果の変形例として、それぞれの撮影位置に存在するコロニーの特徴量をヒストグラムで表示する様子を示す平面図である。 容器マップ上の各撮影位置に表示する解析結果の変形例として、それぞれの撮影位置に存在するコロニーの特徴量を立体的な形状で表示する様子を示す平面図である。 容器マップ上の各撮影位置に表示する解析結果の変形例として、それぞれの撮影位置に存在するコロニーの特徴量を色のグラデーションで表示する様子を示す平面図である。 容器マップ上の各撮影位置に解析結果を表示する変形例として、撮影時間ごとの移り変わりを動画のように切り替える一例を示す平面図である。 容器マップ上の撮影位置以外の領域に存在する推定されるコロニーの特徴量を容器マップ上に表示する一例を示す平面図である。
以下、本発明の一実施形態に係る解析結果閲覧装置について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る解析結果閲覧装置1は、図1に示すように、細胞S(図4参照。)を培養する培養器3と、培養器3において培養されている細胞Sの画像等を表示する表示部5と、培養器3および表示部5の制御や情報の記録、画像処理等を行うPC(Personal Computer)7とを備えている。
培養器3は、細胞Sを収容する容器9を載置するステージ11と、ステージ11上に載置された容器9内の細胞Sを撮影するカメラ(撮像部)13と、カメラ13をその撮影光軸に対して交差する方向に移動させる移動機構15とを備えている。
容器9としては、例えば、細胞培養用のシャーレやフラスコ等を用いることができる。
表示部5は、カメラ13により取得された細胞Sの画像を表示したり、容器9および容器9内の複数の撮影位置Pを示す図2および図3に示すような容器マップMを表示したりするようになっている。
容器マップMは、容器9の全域と容器9内の複数の撮影位置Pとが実際の大きさや位置の関係と対応付けられて図形で表示されたものである。図2は、容器9がシャーレで撮影位置Pが9ヵ所の場合の容器マップMの一例を示し、図3は、容器9がフラスコで撮影位置Pが9ヵ所の場合の容器マップMの一例を示している。
PC7は、容器9内の撮影位置Pを設定したり、カメラ13による撮影および移動機構15によるカメラ13の移動を制御したりする制御部(撮影位置設定部、表示制御部)17と、カメラ13の位置情報やカメラ13により取得された画像等を記録する記録部19と、記録部19に記録されている画像を処理する処理部(解析部)21とを備えている。
処理部21は、記録部19に記録されている撮影位置Pごとの細胞Sの画像から細胞S(または、細胞Sが集合してなるコロニーC、図4参照。)を検出して解析し、検出した細胞S(または、コロニーC)の大きさ、形状、位置等の解析結果を撮影位置Pごとに記録部19に記録させるようになっている。この処理部21は、例えば、画像上で所定の大きさ以上の細胞Sを検出し、所定の大きさよりも小さい細胞Sは検出対象から除外するようになっている。
制御部17は、容器9内で互いに距離間隔を空けた複数箇所(本実施形態においては9ヵ所)に撮影位置Pを設定することができるようになっている。また、制御部17は、移動機構15およびカメラ13を駆動して、設定した各撮影位置Pにカメラ13を順次移動させて、各撮影位置Pの細胞Sを撮影させるようになっている。移動機構15によるカメラ13の位置情報およびカメラ13により取得された各撮影位置Pの細胞Sの画像は、それぞれ記録部19に記録されるようになっている。
また、制御部17は、表示部5に表示される容器マップM上の9ヵ所の撮影位置Pにおいて、処理部21により処理されたそれぞれの細胞Sの解析結果を同時に表示させるようになっている。具体的には、制御部17は、容器マップMの全ての撮影位置Pにおいて同時に、処理部21により解析されたそれぞれの撮影位置Pの細胞Sの外観を実際の大きさや位置の関係と対応させて例えば円や楕円などの簡易的な図形で表示させるようになっている。
また、制御部17は、撮影位置Pに処理部21により検出された複数の細胞Sが集合してなるコロニーCが存在する場合は、容器マップM上のその撮影位置Pにおいて、そのコロニーCの外周をラインで囲み、他の領域と識別可能に表示させるようになっている。
処理部21により検出されたコロニーCが撮影位置Pからはみ出すはみ出し領域を有する場合は、制御部17は、処理部21により解析された細胞Sの解析結果に基づいてそのコロニーCのはみ出し領域の推定値を算出するようになっている。そして、制御部17は、算出した推定値に基づき、図4に示すように、容器マップM上に撮影位置Pの領域を超えてそのコロニーCのはみ出し領域の外周も表示するようになっている。
また、制御部17は、ユーザにより容器マップM上で任意の撮影位置Pが指定されると、容器9のその撮影位置Pの様子を拡大表示するようになっていてもよい。拡大表示は、例えば、図4に示すように、その撮影位置Pにおいて撮影された実際の画像であってもよいし、例えば、その撮影位置PのコロニーCの外周をラインで示したROI(Region Of Interest)情報のみを表示したものであってもよい。
このように構成された解析結果閲覧装置1の作用について説明する。
本実施形態に係る解析結果閲覧装置1により細胞Sを観察するには、まず、ユーザは、培養器3内にカメラ13および移動機構15を設置し、制御部17により、容器9内の複数の撮影位置Pを設定する(本実施形態では9ヶ所。)。
培養細胞を撮影する場合は、容器9の全域を走査するのではなく、容器9内の数ヵ所の撮影位置Pを撮影することで、細胞Sの培養状況を推測することができる。したがって、容器9全体に離散的に複数の撮影位置Pを設定することが好ましい。制御部17により撮影位置Pが設定されると、表示部5に容器マップMが表示される。
次いで、制御部17により移動機構15およびカメラ13を駆動し、設定された各撮影位置Pにカメラ13を順次移動させ、カメラ13により撮影位置Pごとに細胞Sを撮影する。移動機構15により移動させられたカメラ13の位置情報とカメラ13により取得された各撮影位置Pの細胞Sの画像は、それぞれPC7の記録部19に記録される。
続いて、PC7の処理部21により、記録部19に記録されている各撮影位置Pの細胞Sの画像から所定の大きさ以上の細胞Sが検出されて解析され、検出された細胞S(または、コロニーC)の大きさ、形状、位置等の解析結果が撮影位置Pごとに記録部19に記録されて蓄積される。
続いて、制御部17により、図4に示すように、表示部5に表示されている容器マップM上の全ての撮影位置Pにおいて、処理部21により解析されたそれぞれの細胞S(または、コロニーC)が簡易的な図形で同時に表示される。撮影位置PにコロニーCが存在する例えば撮影位置P4,P6,P7,P8については、制御部17により、容器マップM上のそれらの撮影位置P4,P6,P7,P8においてコロニーCの外周がラインで囲われて表示される。
また、撮影領域から部分的にはみ出すコロニーCが存在する例えば撮影位置P6,P7については、制御部17により、それらのコロニーCのはみ出し領域の推定値が算出されて、容器マップM上に各撮影位置P6,P7の領域を超えてコロニーCのはみ出し領域の外周も表示される。さらに、ユーザによって容器マップM上で指定された例えば撮影位置P6については、制御部17により、その撮影位置P6において撮影された細胞Sの実際の画像が拡大表示される。
以上説明したように、本実施形態に係る解析結果閲覧装置1によれば、制御部17により、容器マップM上の全ての撮影位置Pにおいてそれぞれの細胞S(または、コロニーC)の解析結果を同時に表示させることで、ユーザは、容器9内の複数の撮影位置P間で、表示させる細胞S(または、コロニーC)の解析結果を切り替えることなく、各撮影位置Pの細胞S(または、コロニーC)の解析結果を見比べることができる。したがって、容器9のどの位置にどのくらいの量の細胞S(または、コロニーC)が存在しているのかを一見して把握することができる。
また、撮影位置Pから部分的にはみ出すコロニーCのはみ出し領域も推定して容器マップM上に表示することで、ユーザは、撮影位置Pに全体が収まっていないコロニーCについても大凡の外観形状を一見して把握することができる。
本実施形態においては、容器マップM上の全ての撮影位置Pにおいてそれぞれの細胞Sの解析結果を同時に表示することとしたが、少なくとも複数の撮影位置Pにおいてそれぞれの細胞Sの解析結果を同時に表示させることとすればよく、例えば、解析結果を同時に表示させる複数の撮影位置Pを選択できるようにしてもよい。
また、本実施形態においては、処理部21が所定の大きさ以上の細胞Sを検出することとしたが、これに代えて、例えば、処理部21が所定の明るさ以上の細胞Sを検出することとしてもよい。
また、本実施形態においては、制御部17が、容器マップM上で、細胞Sの形状が異なるものどうし、分化した細胞Sと未分化の細胞S、実際に撮影した細胞Sの形状と推定した細胞Sの形状などをそれぞれ対比可能に色分けして表示することとしてもよい。
このようにすることで、ユーザは、容器マップM上でそれらを色の違いにより容易に区別することができる。
また、本実施形態においては、制御部17が、処理部21により解析された細胞Sの解析結果に基づいて、複数の細胞Sが集合してなるコロニーCの特徴量を撮影位置Pごとに算出し、算出したコロニーCの特徴量を容器マップM上にそれぞれの撮影位置Pに対応付けて表示させることとしてもよい。
特徴量としては、例えば、撮影位置Pの撮影領域内に占めるコロニーC全体の面積の割合や、撮影位置Pの撮影領域内に存在するコロニーCの数等が挙げられる。このようにすることで、ユーザは、表示部5に表示される容器マップM上で、撮影位置PごとのコロニーCの特徴も把握することができる。
また、本実施形態において、撮影領域から部分的にはみ出すコロニーCについて、はみ出し領域を推定して表示することとしたが、はみ出し領域を表示しなくてもよい。
また、本実施形態では、容器マップMの各撮影位置Pにおいて、細胞Sの解析結果としてその撮影位置Pに存在する細胞S(または、コロニーC)の外観を簡易的な図形で表示することとしたが、解析結果の表示方法は以下のように変形することができる。
第1変形例としては、例えば、図5に示すように、容器マップM上の各撮影位置Pにおいて、その撮影位置Pに存在するコロニーC(または、細胞S)の特徴量をヒストグラムで表示することとしてもよい。図5に示す例では、特徴量として、撮影位置Pの撮影領域内に占めるコロニーC全体の面積の割合を示している。このようにすることで、容器9内のコロニーCの分布を各撮影位置Pのグラフにより把握することができる。
この場合、さらに、各撮影位置P内におけるコロニーC全体の面積の割合を各撮影位置Pの近傍に数値で表示することとしてもよい。図5に示す例では、撮影位置P1には撮影領域の60%の割合でコロニーCが存在し、撮影位置P3には撮影領域の20%の割合でコロニーCが存在することがヒストグラムと数値から一目で分かる。図5に示す例では、ユーザにより撮影位置P1、P3が指定されて、撮影位置P1,P3のコロニーCの外周を示すROI情報が拡大表示されている。
第2変形例としては、例えば、図6に示すように、容器マップM上の各撮影位置Pにおいて、その撮影位置Pに存在するコロニーC(または、細胞S)の特徴量を立体的な図形で表示することとしてもよい。図6に示す例では、特徴量として、撮影位置Pの領域内に占めるコロニーC全体の面積の割合を示している。この場合、例えば、コロニーCの占める面積の割合が大きければ大きいほど立体的な図形の高さを高くすることとしてもよい。また、例えば、細胞Sの数が多いほど、または、細胞Sの占める面積が大きいほど、立体的な図形の高さを高くすることとしてもよい。
このようにすることで、各撮影位置Pの立体的な図形の高さを比較するだけで、容器9内のコロニーCの分布が一見して分かる。図6に示す例では、ユーザにより撮影位置P1、P3,P5が指定されて、撮影位置P1、P3,P5のコロニーCの外周を示すROI情報が拡大表示されている。
第3変形例は、例えば、図7に示すように、容器マップM上の各撮影位置Pにおいて、その撮影位置Pに存在するコロニーC(または、細胞S)の特徴量を色のグラデーションで表示することとしてもよい。図7に示す例は、特徴量として、撮影位置Pの領域内に占めるコロニーC全体の面積の割合を示している。この場合、例えば、コロニーCの占める面積の割合が大きければ大きいほど、撮影位置Pの色を濃くすることとしてもよい。また、例えば、細胞Sの数が多ければ多いほど、または、細胞Sの占める面積が大きければ大きいほど、撮影位置Pの色を濃くすることとしてもよい。
このようにすることで、色のグラデーションを比較するだけで、容器9内のコロニーC(または、細胞S)の分布が一見して分かる。図7に示す例では、ユーザにより撮影位置P1、P3が指定されて、撮影位置P1,P3のコロニーCの外周を示すROI情報が拡大表示されている。
上述した図4〜図7に示す表示方法のバリエーションは、タイムラプスで撮影されてPC7の記録部19に蓄積されている各撮影位置Pの細胞S(または、コロニーC)の解析結果に基づいて、例えば、図8に示すように、容器マップMの各撮影位置Pに表示する内容を撮影時間に従って切り替えられるようにしてもよい。
このようにすることで、ユーザは、撮影時間ごとの細胞S(または、コロニーC)の状態の移り変わりを動画のように確認することができる。図8は、容器マップMの各撮影位置Pにおいて、撮影開始から1日おきのコロニーCの形状の移り変わりが切り替えられて表示される様子を例示している。
また、本実施形態においては、容器マップMの各撮影位置Pにおいて、タイムラプスで、細胞Sの増殖率の変化をヒストグラムで表示することとしてもよい。
また、本実施形態および上記第1変形例〜第3変形例においては、例えば、図9に示すように、制御部17が、処理部21により解析された細胞S(または、コロニーC)の解析結果に基づいて、容器マップM上の撮影位置P以外の領域に存在する細胞S(または、コロニーC)の特徴量を推定し、推定した細胞S(または、コロニーC)の特徴量を容器マップM上に表示させることとしてもよい。
図9に示す例では、撮影位置P1と撮影位置P2との間の領域において、その領域に占める推定したコロニーC全体の面積の割合をグラデーションで表示している。
このようにすることで、ユーザは、容器9内に存在するカメラ13により撮影されていない細胞Sの集合体からなるコロニーCについても、その大凡の特徴を把握することができる。
1 解析結果閲覧装置
5 表示部
13 カメラ(撮像部)
17 制御部(撮影位置設定部、表示制御部)
21 処理部(解析部)
S 細胞

Claims (8)

  1. 細胞を収容する容器内の撮影位置を設定する撮影位置設定部と、
    該撮影位置設定部により設定された前記撮影位置の前記細胞を撮影する撮像部と、
    該撮像部により撮影された前記細胞を前記撮影位置ごとに検出して解析する解析部と、
    該解析部により解析された前記細胞の解析結果から得られる各前記撮影位置内に占める前記細胞の面積の割合または各前記撮影位置内に存在する前記細胞の数を前記容器および該容器内の複数の前記撮影位置を示す容器マップとともに表示する表示部と、
    該表示部に表示される前記容器マップ上の少なくとも複数の前記撮影位置において、それぞれの該撮影位置内に占める前記細胞の面積の割合またはそれぞれの前記撮影位置内に存在する前記細胞の数を同時に表示させる表示制御部とを備える解析結果閲覧装置。
  2. 前記表示制御部が、前記容器マップ上の前記撮影位置において、前記解析部により検出された複数の前記細胞が集合してなるコロニーの外周を識別可能に表示させる請求項1に記載の解析結果閲覧装置。
  3. 前記表示制御部が、前記コロニーが前記撮影位置から部分的にはみ出すはみ出し領域を有する場合に、前記解析部により解析された前記細胞の解析結果に基づいて前記コロニーの前記はみ出し領域を推定し、推定した前記はみ出し領域を前記容器マップ上に表示させる請求項2に記載の解析結果閲覧装置。
  4. 前記表示制御部が、前記解析部により解析された前記細胞の解析結果に基づいて、複数の前記細胞が集合してなるコロニーの特徴量を算出し、算出した前記特徴量を前記容器マップ上に前記撮影位置に対応付けて表示させる請求項1から請求項3のいずれかに記載の解析結果閲覧装置。
  5. 前記表示制御部が、前記容器マップ上の複数の前記撮影位置において、前記特徴量を立体的な図形、グラフまたは色のグラデーションにより比較可能に表示する請求項4に記載の解析結果閲覧装置。
  6. 前記表示制御部が、前記解析部により解析された前記細胞の解析結果に基づいて、前記容器マップ上の前記撮影位置以外の領域に存在する前記コロニーの特徴量を推定し、推定した前記コロニーの特徴量を前記容器マップ上に表示させる請求項4または請求項5に記載の解析結果閲覧装置。
  7. 細胞を収容する容器内の撮影位置を設定する撮影位置設定部と、
    該撮影位置設定部により設定された前記撮影位置の前記細胞を撮影する撮像部と、
    該撮像部により撮影された前記細胞を前記撮影位置ごとに検出して解析する解析部と、
    該解析部により解析された前記細胞の解析結果を前記容器および該容器内の複数の前記撮影位置を示す容器マップとともに表示する表示部と、
    該表示部に表示される前記容器マップ上の少なくとも複数の前記撮影位置において、それぞれの前記細胞の解析結果を同時に表示させる表示制御部とを備え、
    該表示制御部が、前記容器マップ上の前記撮影位置において、前記解析部により検出された複数の前記細胞が集合してなるコロニーの外周を識別可能に表示させ、かつ、前記コロニーが前記撮影位置から部分的にはみ出すはみ出し領域を有する場合に、前記解析部により解析された前記細胞の解析結果に基づいて前記コロニーの前記はみ出し領域を推定し、推定した前記はみ出し領域を前記容器マップ上に表示させる解析結果閲覧装置。
  8. 細胞を収容する容器内の撮影位置を設定する撮影位置設定部と、
    該撮影位置設定部により設定された前記撮影位置の前記細胞を撮影する撮像部と、
    該撮像部により撮影された前記細胞を前記撮影位置ごとに検出して解析する解析部と、
    該解析部により解析された前記細胞の解析結果を前記容器および該容器内の複数の前記撮影位置を示す容器マップとともに表示する表示部と、
    該表示部に表示される前記容器マップ上の少なくとも複数の前記撮影位置において、それぞれの前記細胞の解析結果を同時に表示させる表示制御部とを備え、
    該表示制御部が、前記解析部により解析された前記細胞の解析結果に基づいて、複数の前記細胞が集合してなるコロニーの特徴量を算出し、算出した前記特徴量を前記容器マップ上に前記撮影位置に対応付けて表示させ、かつ、前記解析部により解析された前記細胞の解析結果に基づいて、前記容器マップ上の前記撮影位置以外の領域に存在する前記コロニーの特徴量を推定し、推定した前記コロニーの特徴量を前記容器マップ上に表示させる解析結果閲覧装置。
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