JP7147982B2 - Three-dimensional cell shape evaluation method and cell observation device - Google Patents

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Description

本発明は、細胞の立体形状つまりは3次元的形状を評価する方法、及び、そのための細胞観察装置に関する。本発明に係る細胞立体形状評価方法及び細胞観察装置は、例えば、多能性幹細胞(ES細胞、iPS細胞、間葉系幹細胞など)を培養する過程等において細胞の状態を非侵襲で評価するのに好適である。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for evaluating the three-dimensional shape of cells, and a cell observation device therefor. The three-dimensional cell shape evaluation method and the cell observation device according to the present invention, for example, non-invasively evaluate the state of cells in the process of culturing pluripotent stem cells (ES cells, iPS cells, mesenchymal stem cells, etc.). is suitable for

再生医療分野では、近年、iPS細胞やES細胞、或いは間葉系幹細胞等の多能性幹細胞を用いた研究が盛んに行われている。こうした多能性幹細胞を利用した再生医療の研究・開発においては、多能性を維持した状態の未分化の細胞を大量に培養する必要がある。そのため、適切な培養環境の選択と環境の安定的な制御が必要であるとともに、培養中の細胞の状態を高い頻度で確認する必要がある。再生医療分野における細胞状態の確認は、細胞を非破壊的、非侵襲的に行うことが重要である。こうした非破壊的・非侵襲的な細胞状態の評価は、細胞観察装置で得られる細胞画像を利用した形態学的な評価が一般的である。 In recent years, in the field of regenerative medicine, research using iPS cells, ES cells, or pluripotent stem cells such as mesenchymal stem cells has been actively conducted. In the research and development of regenerative medicine using such pluripotent stem cells, it is necessary to culture a large amount of undifferentiated cells that maintain pluripotency. Therefore, it is necessary to select an appropriate culture environment and stably control the environment, and to frequently check the state of cells during culture. In the field of regenerative medicine, it is important to confirm the state of cells in a non-destructive and non-invasive manner. Morphological evaluation using cell images obtained by a cell observation device is common for such non-destructive and non-invasive evaluation of cell conditions.

一般に細胞などの薄く透明な観察対象物は光の吸収が少ないため、光学的な強度像では対象物の形態を認識することは難しい。そのため、従来一般に、細胞の観察には位相差顕微鏡が広く利用されている。位相差顕微鏡では光が対象物を通過する際に変化する位相の変化量を画像化するため、透明である細胞の形態も可視化した位相差画像を得ることができる。特許文献1には、こうした位相差顕微鏡で得られる位相差画像に基づいて、多能性幹細胞について、未分化細胞のみからなる良好な細胞コロニーと未分化逸脱細胞を含む不良の細胞コロニーとを識別する技術が開示されている。 Since thin and transparent observation objects such as cells generally absorb little light, it is difficult to recognize the shape of the object from an optical intensity image. Therefore, conventionally, phase-contrast microscopes have been widely used for observation of cells. Since the phase-contrast microscope images the amount of phase change when light passes through an object, it is possible to obtain a phase-contrast image that visualizes even the morphology of transparent cells. In Patent Document 1, based on phase contrast images obtained with such a phase contrast microscope, good cell colonies consisting of only undifferentiated cells and bad cell colonies containing undifferentiated deviant cells are distinguished for pluripotent stem cells. A technique for doing so is disclosed.

しかしながら、位相差顕微鏡による位相差画像の画素値(信号値)では、対象物の厚さ方向の情報を定量的に評価することができない。そのため、特許文献1に記載の手法では、細胞の立体形状についての形態的な評価は行えず、対象物が多能性幹細胞のコロニーであり、且つそのコロニーが未分化細胞のみを含むか或いは未分化逸脱細胞を含むという単純な評価に限られる。 However, pixel values (signal values) of a phase-contrast image obtained by a phase-contrast microscope cannot quantitatively evaluate information in the thickness direction of an object. Therefore, the method described in Patent Document 1 cannot perform morphological evaluation of the three-dimensional shape of cells, and the object is a colony of pluripotent stem cells, and the colony contains only undifferentiated cells or is undifferentiated. It is limited to a simple evaluation of containing deviated cells.

特開2014-18184号公報JP 2014-18184 A 国際公開第2016/084420号WO2016/084420

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、細胞について得られた位相変化を反映した画像に基づいて、該細胞の局所的な立体形状の評価を簡便に行うことができる細胞立体形状評価方法及び細胞観察装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above problems, and its main purpose is to easily evaluate the local three-dimensional shape of the cell based on the image reflecting the phase change obtained for the cell. An object of the present invention is to provide a three-dimensional cell shape evaluation method and a cell observation device that can

上記課題を解決するために成された本発明の一態様による細胞立体形状評価方法は、細胞の立体的な形状を評価する方法であって、
評価対象である1又は複数の目的細胞にレーザ光を照射し、該目的細胞を通過した光と該目的細胞の周囲を通過した光との干渉光を検出してホログラムデータを取得する測定ステップと、
前記ホログラムデータに基づく画像再構成処理を行い、前記目的細胞についての位相像を作成する位相像作成ステップと、
前記位相像から画素毎の空間的な微分値を求め、微分画像を作成する微分画像作成ステップと、
前記微分画像における各画素の微分値に対する演算処理結果に基づいて、前記目的細胞の形状を評価する評価ステップと、
を有し、前記評価ステップは、
前記微分画像における目的細胞に対応する範囲に含まれる各画素の信号値の出現頻度分布を示すヒストグラムを生成するヒストグラム作成ステップと、
前記ヒストグラムに現れるピークの高信号値側のスロープの勾配の程度を数値化した指標値を算出する指標値算出ステップと、
を含むものである。
A three-dimensional cell shape evaluation method according to one aspect of the present invention, which has been made to solve the above problems, is a method for evaluating a three-dimensional shape of a cell,
a measurement step of irradiating one or more target cells to be evaluated with a laser beam and detecting interference light between light passing through the target cells and light passing around the target cells to obtain hologram data; ,
a phase image creating step of performing image reconstruction processing based on the hologram data to create a phase image of the target cell;
a differential image creating step of obtaining a spatial differential value for each pixel from the phase image and creating a differential image;
an evaluation step of evaluating the shape of the target cell based on the arithmetic processing result of the differential value of each pixel in the differential image;
and the evaluating step includes:
a histogram creating step of creating a histogram showing the appearance frequency distribution of the signal values of each pixel included in the range corresponding to the target cell in the differential image;
an index value calculation step of calculating an index value that quantifies the degree of the slope of the slope on the high signal value side of the peak appearing in the histogram;
includes .

また上記課題を解決するために成された本発明の一態様による細胞観察装置は、ホログラフィック顕微鏡を利用した細胞観察装置であって、
光源部と、
前記光源部からの出射光を1又は複数の目的細胞を含む容器に照射したときの該目的細胞中を通過した光と該目的細胞の周囲を通過した光との干渉光を検出してホログラムデータを取得する検出部と、
前記ホログラムデータに基づく画像再構成処理を行い、前記目的細胞についての位相像を作成する位相像作成部と、
前記位相像から画素毎の空間的な微分値を求め微分画像を作成する微分画像作成部と、
前記微分画像において前記目的細胞に対応する範囲に含まれる各画素の微分値に基づいて、該目的細胞の立体的な形状を評価するための指標値を算出する指標値算出部と、
を備え、前記指標値算出部は、前記微分画像における目的細胞に対応する範囲に含まれる各画素の信号値の出現頻度分布を示すヒストグラムを生成するヒストグラム作成部を含み、前記ヒストグラムに現れるピークの高信号値側のスロープの勾配の程度を数値化した指標値を算出するものである。
Further, a cell observation device according to one aspect of the present invention, which has been made to solve the above problems, is a cell observation device using a holographic microscope,
a light source;
Hologram data by detecting interference light between light passing through the target cells and light passing around the target cells when a container containing one or more target cells is irradiated with light emitted from the light source unit, and light passing around the target cells is detected. a detection unit that acquires
a phase image creation unit that performs image reconstruction processing based on the hologram data and creates a phase image of the target cell;
a differential image creation unit that obtains a spatial differential value for each pixel from the phase image and creates a differential image;
an index value calculation unit that calculates an index value for evaluating the three-dimensional shape of the target cell based on the differential value of each pixel included in the range corresponding to the target cell in the differential image;
wherein the index value calculation unit includes a histogram creation unit that creates a histogram showing the appearance frequency distribution of the signal values of each pixel included in the range corresponding to the target cell in the differential image, and the number of peaks appearing in the histogram An index value is calculated by quantifying the degree of the gradient of the slope on the high signal value side .

本発明における観察対象の細胞の種類は特に限定されないが、典型的にはiPS細胞、ES細胞、間葉系幹細胞などを含む多能性幹細胞である。 Although the type of cells to be observed in the present invention is not particularly limited, they are typically pluripotent stem cells including iPS cells, ES cells, mesenchymal stem cells, and the like.

ホログラムデータに対する画像再構成処理を行うことで得られた位相像は、観察対象物、つまりは細胞の厚さ方向の情報も含む。そのため、位相像の各画素における空間的な微分値を求めると、その微分値は細胞と背景との境界部分である細胞の周縁(輪郭)部で大きな値を示し、しかも、その周縁部において厚さ方向の傾斜が急であるほど微分値は大きくなる。即ち、各画素の微分値、及びその微分値の集まりから構成される微分画像は、細胞の周縁部という局所的な部位の情報を含む。そこで、本発明の一態様に係る細胞立体形状評価方法では、微分画像を構成する各画素の微分値から所定の手順に従って算出した指標値に基づいて、目的細胞の立体的な形状、具体的には細胞の周縁部における厚さ方向の傾斜の度合いなどを評価する。 A phase image obtained by performing image reconstruction processing on hologram data also includes information in the thickness direction of the observed object, that is, the cell. Therefore, when the spatial differential value at each pixel of the phase image is obtained, the differential value shows a large value at the periphery (contour) of the cell, which is the boundary between the cell and the background, and the thickness of the cell at the periphery. The steeper the slope in the vertical direction, the larger the differential value. In other words, the differential value of each pixel and the differential image composed of a collection of the differential values contain information on a local site such as the cell periphery. Therefore, in the three-dimensional cell shape evaluation method according to one aspect of the present invention, the three-dimensional shape of the target cell, specifically evaluates the degree of inclination in the thickness direction at the cell periphery.

本発明の一態様に係る細胞立体形状評価方法及び細胞観察装置によれば、例えば培養中の多能性幹細胞の、局所的な部位の立体形状を、非破壊及び非侵襲で以て評価することができる。特に、微分画像を構成する各画素の微分値から所定の手順に従って算出した指標値に基づいて評価を行うことで、そうした評価の経験や技量に乏しいオペレータであっても、的確で信頼性の高い評価を簡便に行うことができる。また、細胞状態の評価における作業効率を向上させることができ、ひいては細胞培養における生産性の向上を図ることができる。 According to the three-dimensional cell shape evaluation method and cell observation device according to one aspect of the present invention, for example, the three-dimensional shape of a local site of pluripotent stem cells in culture can be evaluated non-destructively and non-invasively. can be done. In particular, by performing evaluation based on index values calculated according to a predetermined procedure from the differential value of each pixel that constitutes the differential image, even an operator with little experience or skill in such evaluation can obtain an accurate and highly reliable image. Evaluation can be easily performed. In addition, it is possible to improve the working efficiency in evaluating the state of cells, and in turn improve the productivity in cell culture.

本発明の一実施形態である細胞観察装置の概略構成図。1 is a schematic configuration diagram of a cell observation device that is an embodiment of the present invention; FIG. 本実施形態の細胞観察装置を利用した細胞状態の評価作業における作業手順及び処理の流れを示すフローチャート。4 is a flow chart showing a work procedure and a processing flow in a cell state evaluation work using the cell observation device of the present embodiment. 本実施形態の細胞観察装置における撮影動作及び画像再構成処理を説明するための概念図。FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining imaging operation and image reconstruction processing in the cell observation device of the present embodiment; 本実施形態の細胞観察装置における微分演算で使用される微分フィルタの一例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing an example of a differential filter used in differential calculation in the cell observation device of the present embodiment; 本実施形態の細胞観察装置における微分演算で使用される微分フィルタの他の例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing another example of a differential filter used in differential calculation in the cell observation device of the present embodiment; 本実施形態の細胞観察装置において作成される微分値ヒストグラムの一例を示す図。The figure which shows an example of the differential value histogram produced in the cell observation apparatus of this embodiment. 本実施形態の細胞観察装置におけるIHM位相像とそれから得られる微分画像の一例を示す図。FIG. 3 is a diagram showing an example of an IHM phase image and a differential image obtained therefrom in the cell observation device of the present embodiment; 本実施形態の細胞観察装置における微分値ヒストグラムを用いた細胞立体形状評価の一例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing an example of three-dimensional cell shape evaluation using a differential value histogram in the cell observation device of the present embodiment; 本実施形態の細胞観察装置における微分値ヒストグラムを用いた細胞立体形状評価の一例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing an example of three-dimensional cell shape evaluation using a differential value histogram in the cell observation device of the present embodiment; 本実施形態の細胞観察装置における微分値ヒストグラムを用いた細胞立体形状評価の一例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing an example of three-dimensional cell shape evaluation using a differential value histogram in the cell observation device of the present embodiment;

以下、本発明に係る細胞観察装置及びこれを用いた細胞立体形状評価方法の一実施形態について、添付図面を参照して説明する。 An embodiment of a cell observation device according to the present invention and a three-dimensional cell shape evaluation method using the same will be described below with reference to the accompanying drawings.

[本実施形態の細胞観察装置の構成]
図1は本実施形態による細胞観察装置の概略構成図である。
[Configuration of the cell observation device of the present embodiment]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a cell observation device according to this embodiment.

本実施形態の細胞観察装置は、顕微観察部1と、制御・処理部2と、ユーザインターフェイスである入力部3及び表示部4と、を備える。
本実施形態において、顕微観察部1はインライン型ホログラフィック顕微鏡であり、レーザダイオードなどを含む光源部10とイメージセンサ11とを備え、光源部10とイメージセンサ11との間に、細胞13を含む培養プレート12が配置される。
The cell observation device of this embodiment includes a microscopic observation section 1, a control/processing section 2, an input section 3 and a display section 4 which are user interfaces.
In this embodiment, the microscopic observation unit 1 is an in-line holographic microscope and includes a light source unit 10 including a laser diode or the like and an image sensor 11, and a cell 13 is included between the light source unit 10 and the image sensor 11. A culture plate 12 is placed.

制御・処理部2は、顕微観察部1の動作を制御するとともに顕微観察部1で取得されたデータを処理するものであって、撮影制御部20と、ホログラムデータ記憶部21と、位相情報算出部22と、画像再構成部23と、再構成画像データ記憶部24と、微分画像作成部25と、微分値ヒストグラム作成部26と、細胞立体形状評価指標算出部27と、表示処理部28と、を機能ブロックとして備える。 The control/processing unit 2 controls the operation of the microscopic observation unit 1 and processes data acquired by the microscopic observation unit 1. The control/processing unit 2 includes an imaging control unit 20, a hologram data storage unit 21, and a phase information calculation unit. a section 22, an image reconstruction section 23, a reconstructed image data storage section 24, a differential image creation section 25, a differential value histogram creation section 26, a three-dimensional cell shape evaluation index calculation section 27, and a display processing section 28; , as functional blocks.

通常、制御・処理部2の実体は、所定のソフトウェア(コンピュータプログラム)がインストールされたパーソナルコンピュータやより性能の高いワークステーション、或いは、そうしたコンピュータと通信回線を介して接続された高性能なコンピュータを含むコンピュータシステムである。即ち、制御・処理部2に含まれる各ブロックの機能は、コンピュータ単体又は複数のコンピュータを含むコンピュータシステムに搭載されているソフトウェアを実行することで実施される、該コンピュータ又はコンピュータシステムに記憶されている各種データを用いた処理、によって具現化されるものとすることができる。 Usually, the entity of the control/processing unit 2 is a personal computer with predetermined software (computer program) installed, a workstation with higher performance, or a high-performance computer connected to such a computer via a communication line. is a computer system containing That is, the function of each block included in the control/processing unit 2 is implemented by executing software installed in a computer system including a single computer or a plurality of computers, and is stored in the computer or computer system. It can be embodied by processing using various types of data.

[本実施形態の細胞観察装置における細胞状態評価の概略説明]
本実施形態の細胞観察装置では、様々な細胞についての観察を行うことができるが、ここでは一例として、観察対象が多能性幹細胞の一つである間葉系幹細胞であるものとする。間葉系幹細胞を培養する際に必要な細胞観察を目的として、細胞の観察画像を取得し該観察画像から培養中の細胞の状態を評価する際の処理について説明する。
[Outline description of cell state evaluation in the cell observation device of the present embodiment]
Although various cells can be observed with the cell observation device of the present embodiment, mesenchymal stem cells, which are one type of pluripotent stem cells, are to be observed here as an example. For the purpose of cell observation necessary when culturing mesenchymal stem cells, a process of acquiring observation images of cells and evaluating the state of the cells being cultured from the observation images will be described.

図2は、本実施形態の細胞観察装置を用いた細胞状態の評価作業における作業手順及び処理の流れを示すフローチャートである。また図3は、撮影動作及び画像再構成処理を説明するための概念図である。 FIG. 2 is a flow chart showing the work procedure and process flow in the cell state evaluation work using the cell observation device of the present embodiment. FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining the shooting operation and image reconstruction processing.

図3(a)は、本実施形態の細胞観察装置において使用される培養プレート12の略上面図である。この培養プレート12には上面視円形状である6個のウェル12aが形成されており、その各ウェル12a内で細胞が培養される。ここでは、1枚の培養プレート12全体、つまりは6個のウェル12aを含む矩形状の範囲全体が観察対象領域である。顕微観察部1は、光源部10及びイメージセンサ11の組を4組備える。各組の光源部10及びイメージセンサ11はそれぞれ、図3(a)に示すように、培養プレート12全体を4等分した四つの4分割範囲81のホログラムデータの収集を担う。つまり、4組の光源部10及びイメージセンサ11が、培養プレート12全体に亘るホログラムデータの収集を分担する。 FIG. 3(a) is a schematic top view of the culture plate 12 used in the cell observation device of this embodiment. The culture plate 12 has six circular wells 12a formed in top view, and cells are cultured in each of the wells 12a. Here, the entire culture plate 12, that is, the entire rectangular range including six wells 12a is the observation target area. The microscopic observation unit 1 includes four sets of light source units 10 and image sensors 11 . Each pair of light source unit 10 and image sensor 11 collects hologram data of four quartered ranges 81 obtained by equally dividing the entire culture plate 12 into four, as shown in FIG. 3(a). That is, four sets of light source units 10 and image sensors 11 share the collection of hologram data over the entire culture plate 12 .

一組の光源部10及びイメージセンサ11が1回に撮影可能である範囲は、図3(b)及び(c)に示すように、4分割範囲81の中の1個のウェル12aを含む略正方形状の範囲82をX軸方向に10等分、Y軸方向に12等分して得られる一つの撮像単位83に相当する範囲である。一つの4分割範囲81は15×12=180個の撮像単位83を含む。四つの光源部10と四つのイメージセンサ11はそれぞれ、光源部10及びイメージセンサ11を含むX-Y面内で、4分割範囲81と同じ大きさである矩形の四つの頂点付近にそれぞれ配置されており、培養プレート12上の異なる四つの撮像単位83についてのホログラムの取得を同時に行う。 As shown in FIGS. 3(b) and 3(c), the range in which a set of the light source unit 10 and the image sensor 11 can capture images at one time includes one well 12a in the quadrant range 81. This range corresponds to one imaging unit 83 obtained by dividing a square range 82 into 10 equal parts in the X-axis direction and 12 equal parts in the Y-axis direction. One quadrant range 81 includes 15×12=180 imaging units 83 . The four light source units 10 and the four image sensors 11 are arranged near four vertices of a rectangle having the same size as the quadrant range 81 in the XY plane including the light source units 10 and the image sensors 11, respectively. The acquisition of holograms for four different imaging units 83 on the culture plate 12 is performed simultaneously.

ホログラムデータの収集に際し、オペレータはまず、観察対象である細胞13が培養されている培養プレート12を顕微観察部1の所定位置にセットし、該培養プレート12を特定する識別番号や測定日時などの情報を入力部3から入力したうえで測定実行を指示する。この測定指示を受けて撮影制御部20は、顕微観察部1の各部を制御して撮影を実行する(ステップS1)。 When collecting hologram data, the operator first sets the culture plate 12 in which the cells 13 to be observed are cultured at a predetermined position in the microscopic observation unit 1, and enters the identification number, measurement date and time, etc. that identify the culture plate 12. After inputting information from the input unit 3, the execution of measurement is instructed. Upon receiving this measurement instruction, the imaging control section 20 controls each section of the microscopic observation section 1 to perform imaging (step S1).

即ち、一つの光源部10は、微小角度(例えば10°程度)の広がりを持つコヒーレント光を培養プレート12の所定の領域(一つの撮像単位83)に照射する。培養プレート12上の細胞13を透過したコヒーレント光(物体光15)は、培養プレート12上で細胞13の周囲の領域(通常は培地)を透過した光(参照光14)と干渉しつつイメージセンサ11に到達する。物体光15は細胞13を透過する際に位相が変化した光であり、他方、参照光14は細胞13を透過しないので該細胞13に起因する位相変化を受けない光である。したがって、イメージセンサ11の検出面(像面)上には、細胞13により位相が変化した物体光15と位相が変化していない参照光14との干渉像、つまりホログラムがそれぞれ形成され、このホログラムに対応する2次元的な光強度分布データ(ホログラムデータ)がイメージセンサ11から出力される。 That is, one light source unit 10 irradiates a predetermined region (one imaging unit 83) of the culture plate 12 with coherent light that spreads at a small angle (for example, about 10°). Coherent light (object light 15) that has passed through cells 13 on culture plate 12 interferes with light (reference light 14) that has passed through the area (usually medium) around cells 13 on culture plate 12, and is transmitted to the image sensor. 11 is reached. The object light 15 is light whose phase is changed when it passes through the cell 13 , while the reference light 14 is light that does not pass through the cell 13 and therefore does not undergo a phase change due to the cell 13 . Therefore, on the detection plane (image plane) of the image sensor 11, an interference image, that is, a hologram is formed between the object light 15 whose phase is changed by the cells 13 and the reference light 14 whose phase is not changed. Two-dimensional light intensity distribution data (hologram data) corresponding to is output from the image sensor 11 .

上述したように、四つの光源部10からは略同時に培養プレート12に向けてコヒーレント光が出射され、四つのイメージセンサ11では培養プレート12上の異なる撮像単位83に対応する領域のホログラムデータが取得される。一つの測定位置での測定が終了する毎に、光源部10及びイメージセンサ11は図示しない移動部により、X-Y面内で一つの撮像単位83に相当する距離だけX軸方向及びY軸方向にステップ状に順次移動される。これによって、4分割範囲81に含まれる180個の撮像単位83での測定が実施され、四組の光源部10及びイメージセンサ11全体で培養プレート12全体の測定が実行されることになる。このようにして顕微観察部1の四つのイメージセンサ11で得られたホログラムデータは、測定日時等の属性情報とともに、ホログラムデータ記憶部21に格納される。 As described above, the four light source units 10 emit coherent light substantially simultaneously toward the culture plate 12, and the four image sensors 11 acquire hologram data of regions corresponding to different imaging units 83 on the culture plate 12. be done. Each time measurement at one measurement position is completed, the light source unit 10 and the image sensor 11 are moved by a moving unit (not shown) in the X-axis direction and the Y-axis direction by a distance corresponding to one imaging unit 83 in the XY plane. is moved step by step. As a result, the 180 imaging units 83 included in the quadrant range 81 are measured, and the entire culture plate 12 is measured using the four light source units 10 and the image sensors 11 as a whole. The hologram data thus obtained by the four image sensors 11 of the microscopic observation unit 1 are stored in the hologram data storage unit 21 together with attribute information such as measurement date and time.

上述したような一連の測定(撮影)が終了すると、位相情報算出部22はホログラムデータ記憶部21からホログラムデータを順次読み出し、光波の伝播計算処理(位相回復処理)を行うことで2次元的な各位置における位相情報及び振幅情報を復元する。これら情報の空間分布は撮像単位83毎に求まる。全ての撮像単位83の位相情報及び振幅情報が得られたならば、画像再構成部23は、その位相情報や振幅情報に基づいて、観察対象領域全体の位相像つまりはIHM位相像を形成する(ステップS2)。 When a series of measurements (photographs) as described above is completed, the phase information calculation unit 22 sequentially reads out the hologram data from the hologram data storage unit 21 and performs a light wave propagation calculation process (phase recovery process) to obtain a two-dimensional image. Recover the phase and amplitude information at each position. The spatial distribution of these pieces of information is obtained for each imaging unit 83 . When the phase information and amplitude information of all the imaging units 83 are obtained, the image reconstruction unit 23 forms a phase image of the entire observation target region, that is, an IHM phase image, based on the phase information and amplitude information. (Step S2).

即ち、画像再構成部23は撮像単位83毎に算出された位相情報の空間分布に基づいて、各撮像単位83のIHM位相像を再構成する。そして、その狭い範囲のIHM位相像を繋ぎ合わせるタイリング処理(図3(d)参照)を行うことで、観察対象領域つまりは培養プレート12全体についてのIHM位相像を形成する。そのIHM位相像を構成するデータは再構成画像データ記憶部24に保存される。なお、タイリング処理の際には撮像単位83の境界でのIHM位相像が滑らかに繋がるように適宜の補正処理を行うとよい。 That is, the image reconstruction unit 23 reconstructs the IHM phase image of each imaging unit 83 based on the spatial distribution of phase information calculated for each imaging unit 83 . Then, by performing a tiling process (see FIG. 3D) that joins the IHM phase images in the narrow range, an IHM phase image of the entire culture plate 12 is formed. Data forming the IHM phase image are stored in the reconstructed image data storage unit 24 . It should be noted that, during tiling processing, appropriate correction processing may be performed so that the IHM phase images at the boundaries of the imaging units 83 are smoothly connected.

上記のような位相情報の算出や画像再構成の際には、特許文献2等に開示されている周知のアルゴリズムを用いればよい。一般にIHM位相像では、透明であって光学顕微鏡では見えにくい細胞の輪郭(境界)やその内部の模様が見え易くなる。 When calculating the phase information and reconstructing the image as described above, a well-known algorithm disclosed in Patent Document 2 or the like may be used. Generally, in an IHM phase image, the outline (boundary) of a cell, which is transparent and difficult to see with an optical microscope, and the pattern inside the cell can be easily seen.

なお、ホログラムデータに基づいて、位相情報のほかに、強度情報や、位相情報と強度情報とをマージした擬似位相情報なども併せて算出し、画像再構成部23はこれらに基づく再生像(IHM強度像、IHM擬似位相像)を作成することもできる。また、ホログラムデータに基づいてIHM位相像等を作成する際には、複数の焦点位置におけるIHM位相像等をそれぞれ作成することができる。 Based on the hologram data, in addition to the phase information, intensity information and pseudo-phase information obtained by merging the phase information and the intensity information are also calculated. Intensity image, IHM quasi-phase image) can also be created. Further, when creating an IHM phase image or the like based on hologram data, the IHM phase image or the like at a plurality of focal positions can be created respectively.

次に、画像再構成部23は、作成されたIHM位相像について細胞が存在しないことが明確である背景領域を除去する処理を実行する(ステップS3)。
背景除去の手法としては様々な方法を採ることができるが、一例としては、テクスチャ解析を用いることができる。テクスチャ解析には大別して構造的テクスチャ解析と統計的テクスチャ解析とがあるが、画像内の局所的な部位の模様やパターンの特徴を抽出するには後者が適当である。統計的テクスチャ解析には、濃度ヒストグラムを用いる濃度ヒストグラム法、差分統計量を用いる濃度レベル差分法、同時生起行列を用いる空間濃度レベル依存法、濃度共起行列を用いる方法など、様々な方法があり、適宜の方法を選択すればよい。なお、背景領域として除去された部分は画素値を0等の固定値にすればよい。
Next, the image reconstructing unit 23 performs a process of removing a background region in which cells are clearly absent from the created IHM phase image (step S3).
Various methods can be used as the background removal method, and texture analysis can be used as an example. Texture analysis is roughly divided into structural texture analysis and statistical texture analysis. The latter is suitable for extracting patterns and pattern features of local parts in an image. There are various methods for statistical texture analysis, including the density histogram method using density histograms, the density level difference method using difference statistics, the spatial density level dependence method using co-occurrence matrices, and the method using density co-occurrence matrices. , an appropriate method may be selected. Note that the pixel value of the portion removed as the background region may be set to a fixed value such as 0.

具体的には、IHM位相像全体を複数の細かい小領域に区分し、その小領域毎に所定のテクスチャ解析を実行してテクスチャ特徴量を算出する。その小領域が背景領域のみである場合とその小領域に少なくとも細胞領域の一部が含まれる場合とではテクスチャ特徴量に明確な差異が生じるため、テクスチャ特徴量から背景領域に相当する小領域を見つけて除外すればよい。もちろん、こうした背景除去処理は必須ではなく省略することもできる。 Specifically, the entire IHM phase image is divided into a plurality of fine sub-regions, and predetermined texture analysis is performed for each sub-region to calculate the texture feature amount. Since there is a clear difference in the texture feature value between the case where the small region is only the background region and the case where the small region includes at least part of the cell region, the small region corresponding to the background region is extracted from the texture feature value. Find it and remove it. Of course, such background removal processing is not essential and can be omitted.

さらに画像再構成部23は、背景除去処理後のIHM位相像に対しガウシアンフィルタ等を用いてノイズ成分を除去する処理を実行する(ステップS4)。このノイズ除去処理も上記背景除去処理と同様に、省略することができる。 Further, the image reconstructing unit 23 performs processing for removing noise components from the IHM phase image after the background removal processing using a Gaussian filter or the like (step S4). This noise removal process can also be omitted, like the background removal process.

続いて微分画像作成部25は、ノイズ除去後のIHM位相像の各画素の信号値(画素値)に対し微分フィルタを適用し、画素毎の微分値を算出する(ステップS5)。微分フィルタとしては、例えば画像のエッジ検出によく利用されるラプラシアンフィルタを用いることができる。 Subsequently, the differential image generator 25 applies a differential filter to the signal value (pixel value) of each pixel of the IHM phase image after noise removal, and calculates a differential value for each pixel (step S5). As the differential filter, for example, a Laplacian filter, which is often used for image edge detection, can be used.

図4は、上下左右の4近傍の画素を用いた、一般的な3×3画素のラプラシアンフィルタの一例である。また、図5に示した、垂直方向のフィルタと水平方向のフィルタとを組み合わせたソーベルフィルタを微分フィルタとして用いてもよい。画素毎に微分値が得られたならば、それを用いてIHM位相像に対応する微分画像を作成する。 FIG. 4 is an example of a general 3×3 pixel Laplacian filter using four neighboring pixels in the vertical and horizontal directions. Also, a Sobel filter combining a vertical filter and a horizontal filter shown in FIG. 5 may be used as a differential filter. Once the differential value is obtained for each pixel, it is used to create a differential image corresponding to the IHM phase image.

ここで、表示処理部28は、元のIHM位相像と微分画像とを同じ画面上に並べ、表示部4に表示するようにしてもよい(ステップS6)。IHM位相像における各画素の信号値は、細胞を通過した光の位相遅れ量を示しており、それは細胞の光学厚さを反映している。したがって、細胞の周縁部の厚さ方向の傾斜が急峻であるほど、該周縁部における微分値は大きくなる。 Here, the display processing unit 28 may arrange the original IHM phase image and the differential image on the same screen and display them on the display unit 4 (step S6). The signal value of each pixel in the IHM phase image indicates the amount of phase delay of light passing through the cell, which reflects the optical thickness of the cell. Therefore, the steeper the slope in the thickness direction of the peripheral edge of the cell, the greater the differential value at the peripheral edge.

微分値ヒストグラム作成部26は、微分画像を構成する全ての画素の微分値に基づいて、横軸が微分値、縦軸が出現数(画素数)であるヒストグラムを作成する(ステップS7)。微分値の増加に対する出現数の変化の状況を視覚的に把握し易くするには、ヒストグラムの横軸をリニア軸、縦軸を対数軸とするとよい。 The differential value histogram creation unit 26 creates a histogram in which the horizontal axis represents the differential value and the vertical axis represents the number of appearances (the number of pixels) based on the differential values of all the pixels forming the differential image (step S7). In order to visually grasp the state of change in the number of occurrences with respect to an increase in the differential value, it is preferable to set the horizontal axis of the histogram as a linear axis and the vertical axis as a logarithmic axis.

図6は微分値ヒストグラムの一例である。図6に示すように、微分値ヒストグラムには、低微分値側のスロープが急峻で、高微分値側のスロープがなだらかである左右非対称のピークが現れる。このピークのピークトップを含む低微分値側の範囲に含まれる画素は、主として細胞ではない背景領域や細胞内で厚さが比較的平坦な部位に存在する画素であると考えられる。一方、高微分値側のなだらかなスロープの範囲に含まれる画素は、主として細胞の周縁(輪郭)部に存在する画素であると考えられる。したがって、微分値ヒストグラムにおける高微分値側のスロープの勾配の程度は、細胞の周縁部の厚さ方向における傾斜の程度を反映している。 FIG. 6 is an example of a differential value histogram. As shown in FIG. 6, the differential value histogram has a left-right asymmetrical peak with a steep slope on the low differential value side and a gentle slope on the high differential value side. Pixels included in the range on the low differential value side including the peak top of this peak are considered to be mainly pixels present in a background region that is not a cell or in a region where the thickness is relatively flat within the cell. On the other hand, pixels included in the range of gentle slopes on the high differential value side are considered to be pixels present mainly in the periphery (contour) of the cell. Therefore, the degree of the gradient of the slope on the high differential value side in the differential value histogram reflects the degree of slope in the thickness direction of the peripheral portion of the cell.

即ち、元のIHM位相像に現れている多数の細胞の中で、細胞の周縁部の厚さ方向における傾斜が急峻である細胞の割合が多いほど、相対的に微分値が高い画素の割合が増えるということができる。そして、微分値が相対的に高い画素の割合が多いと、微分値ヒストグラムにおけるピークの右側のスロープの勾配が緩やかになる。図6では、Aで示したピークのほうがBで示したピークに比べてスロープが緩やかであり、細胞の周縁部の厚さ方向における傾斜が急峻である細胞の割合が多い、ということができる。そこで、本実施形態の細胞観察装置では、異なる微分値ヒストグラムにおいて上記スロープの勾配の程度を互いに比較できるような指標値を算出し、この指標値を用いて細胞の周縁部の厚さ方向の傾斜が急峻であるか否かの比較、つまりは3次元的な形状の評価を行う。 That is, among a large number of cells appearing in the original IHM phase image, the greater the proportion of cells with a steeper slope in the thickness direction of the peripheral edge of the cell, the higher the proportion of pixels with relatively high differential values. can be said to increase. When the percentage of pixels with relatively high differential values is high, the gradient of the slope on the right side of the peak in the differential value histogram becomes gentle. In FIG. 6, the slope of the peak indicated by A is gentler than that of the peak indicated by B, and it can be said that the percentage of cells with a steep slope in the thickness direction of the peripheral edge of the cell is high. Therefore, in the cell observation apparatus of the present embodiment, an index value is calculated so that the degrees of gradients of the slopes can be compared with each other in different differential value histograms, and the index value is used to determine the slope of the peripheral portion of the cell in the thickness direction. is steep or not, that is, the three-dimensional shape is evaluated.

具体的には、細胞立体形状評価指標算出部27は、まず微分値ヒストグラムに対してばらつきや誤差を軽減するために微分値の変化方向に移動平均をとることでスムージング処理を実行する。そのあと、微分値ヒストグラムのピークの半値幅を評価指標値として算出する(ステップS8)。ここでの半値幅とは、ピークのピークトップの出現数の1/2の出現数における微分値の幅であり、例えば図6においてAで示したピークに対し半値幅Wa、Bで示したピークに対して半値幅Wbが求まる。但し、上述したように、ここで意味があるのは微分値が高い側のスロープのみであるから、ピークトップにおける微分値と、(ピークトップの出現数)×(1/2)を示す水平な線と微分値が高い側のスロープとが交差する点に対応する微分値との差分を半値幅の代わりに用いてもよい。ピークのスロープがなだらかになるほど半値幅は大きくなるから、この半値幅を評価指標値として用いることができる。 Specifically, the three-dimensional cell shape evaluation index calculation unit 27 first performs a smoothing process by taking a moving average in the direction of change of the differential value in order to reduce variations and errors in the differential value histogram. After that, the half value width of the peak of the differential value histogram is calculated as an evaluation index value (step S8). The half-value width here is the width of the differential value in the number of appearances of the peak top of the peak which is half the number of appearances. For example, in FIG. The half-value width Wb is obtained for However, as described above, only the slope on the side with the higher differential value is meaningful here, so the differential value at the peak top and the horizontal slope indicating (the number of appearances of the peak top)×(1/2) The difference between the differential value corresponding to the point where the line and the slope on the side with the higher differential value intersect may be used instead of the half width. Since the half-value width increases as the slope of the peak becomes gentler, this half-value width can be used as an evaluation index value.

表示処理部28は、作成された微分値ヒストグラムと上記のように算出された評価指標値とを併せて表示部4に表示する(ステップS9)。これにより、オペレータに対し視覚的に細胞の立体形状の評価結果を提示することができる。例えば細胞を活性化する賦活剤の付与の有無などの培養条件が相違する複数の試料(培養容器)についての細胞の立体形状の状態の比較を行う場合には、その複数の試料に対する微分値ヒストグラムを重ねて描出するとともに、それら複数の試料に対する評価指標値を並べて表示すればよい。 The display processing unit 28 displays the created differential value histogram and the evaluation index values calculated as described above together on the display unit 4 (step S9). This makes it possible to visually present the evaluation result of the three-dimensional shape of the cell to the operator. For example, when comparing the state of the three-dimensional shape of cells for multiple samples (culture vessels) with different culture conditions such as the presence or absence of an activator that activates cells, the differential value histogram for the multiple samples are superimposed and the evaluation index values for the plurality of samples are displayed side by side.

[細胞の立体形状評価の他の例]
上述した微分値ヒストグラムにおけるピークの半値幅は評価指標値の一例であり、次に述べるような別の指標値を用いることもできる。
[Another example of three-dimensional shape evaluation of cells]
The half-value width of the peak in the differential value histogram described above is an example of the evaluation index value, and another index value as described below can also be used.

図8は、評価指標値の他の例である出現数比の算出方法の説明図である。
ここでは、細胞の周縁部の厚さ方向の傾斜の差異が顕著に現れる高微分値範囲において、任意のk個(但し、kは2以上の整数)の微分値を選択し、そのk個の微分値に対応する出現数の比を指標値として算出する。一般的には図8に示すようにkは2でよく、二つの微分値D1、D2について、Aで示したピークに対し出現数比Xa[%]、Bで示したピークに対して出現数比Xb[%]が求まる。
FIG. 8 is an explanatory diagram of a method of calculating the appearance ratio, which is another example of the evaluation index value.
Here, arbitrary k (where k is an integer of 2 or more) differential values are selected in a high differential value range in which the difference in the slope in the thickness direction of the peripheral part of the cell appears remarkably, and the k differential values are selected. A ratio of the number of occurrences corresponding to the differential value is calculated as an index value. In general, k may be 2 as shown in FIG. A ratio Xb [%] is obtained.

図9は、評価指標値の他の例である微分値差の算出方法の説明図である。
ここでは、細胞の周縁部の厚さ方向の傾斜の差異が顕著に現れる高微分値範囲のスロープに対応する出現数範囲において、任意のL個(但し、Lは2以上の整数)の出現数を選択し、そのL個の出現数に対応する微分値の差分(微分値の幅)を指標値として算出する。一般的には図9に示すようにLは2でよく、二つの出現数P1、P2について、Aで示したピークに対し微分値差La、Bで示したピークに対して微分値差Lbが求まる。
なお、出現数の絶対値は細胞密度に依存するため、細胞密度の相違の影響を無くすには、例えば出現数を規格化するような処理を行うとよい。
FIG. 9 is an explanatory diagram of a method of calculating a differential value difference, which is another example of the evaluation index value.
Here, any L number of appearances (where L is an integer of 2 or more) in the appearance number range corresponding to the slope of the high differential value range in which the difference in the slope in the thickness direction of the peripheral part of the cell appears remarkably is selected, and the differential value difference (differential value width) corresponding to the L number of appearances is calculated as an index value. In general, L may be 2 as shown in FIG. sought.
Since the absolute value of the number of occurrences depends on the cell density, in order to eliminate the influence of the difference in cell density, it is preferable to perform processing such as normalizing the number of occurrences.

図10は、評価指標値の他の例である指数近似式の指数部の算出方法の説明図である。細胞の周縁部の厚さ方向の傾斜の差異が顕著に現れる高微分値範囲では、スロープの減少は指数関数で近似することができる。そこで、その高微分値範囲の中で任意の微分値を2個選択し、その2個の微分値の間におけるスロープを、y=a・e-bx(但し、a、bは任意の定数)の指数関数で近似する。最も近似誤差が小さくなる定数a、bを探索すればよい。このときの指数部の定数bはスロープの勾配の程度を反映しており、細胞の密度の影響を受けない。この指数部の定数bを指標値とすればよい。FIG. 10 is an explanatory diagram of a method of calculating the exponent part of the exponent approximation formula, which is another example of the evaluation index value. In the high differential value range where the difference in slope in the thickness direction of the cell periphery becomes significant, the decrease in slope can be approximated by an exponential function. Therefore, select two arbitrary differential values in the high differential value range, and the slope between the two differential values is y = a · e -bx (where a and b are arbitrary constants) is approximated by the exponential function of Constants a and b that minimize the approximation error should be searched for. The exponent constant b at this time reflects the degree of slope gradient and is not affected by the cell density. The constant b of the exponent part may be used as the index value.

微分値ヒストグラムにおいて、細胞の周縁部の厚さ方向の傾斜の差異が顕著に現れる高微分値範囲の中でもその微分値が特に高い範囲では、出現数は細胞の細胞数又はコンフルエンシ(画像面積全体に占める細胞の面積の割合)に比例する。したがって、そうした高微分値範囲における出現数は細胞数又はコンフルエンシにより正規化することで、それらに依存しない評価指標値となる。 In the differential value histogram, even in the high differential value range where the difference in the slope in the thickness direction of the cell peripheral part appears remarkably, in the range where the differential value is particularly high, the number of appearances is the number of cells or the confluency (over the entire image area) proportion of the area occupied by cells). Therefore, the number of occurrences in such a high differential value range is normalized by the cell number or confluency to provide an evaluation index value that does not depend on them.

この場合には、本装置による測定方法とは別の、つまりは独立した計測方法により、観観察対象である細胞画像におけるコンフルエンシ又は細胞数を求める。計測方法としては例えば、血球計算盤によるセルカウント等を利用することができる。そして、微分値ヒストグラムにおいて高微分値範囲の中の任意の微分値における出現数を求め、この出現数を上記のように求めたコンフルエンシ又は細胞数で除することにより、正規化した出現数を評価指標値として計算する。 In this case, the confluency or the number of cells in the cell image to be observed is obtained by a measurement method different from, that is, independent from, the measurement method by this device. As a measuring method, for example, a cell count using a hemocytometer or the like can be used. Then, in the differential value histogram, the number of occurrences at an arbitrary differential value within the high differential value range is obtained, and the normalized number of occurrences is evaluated by dividing this number of occurrences by the number of confluencies or cells obtained as described above. Calculate as an index value.

上記実施形態及び他の例では、微分画像から求めた微分値ヒストグラムに基づいて導出した評価指標値を用いて、例えば培養条件が相違する、複数の細胞を含む試料同士の立体形状の比較を行うことが可能であるが、オペレータが画像から感覚的に評価できるようにしてもよい。こうした感覚的な評価を行うために最も簡便であるのは、上記ステップS6で表示部4の画面上にIHM位相像と微分画像とを並べて表示し、その画像によりオペレータが評価を行うものである。 In the above-described embodiment and other examples, evaluation index values derived based on differential value histograms obtained from differential images are used to compare the three-dimensional shapes of samples containing a plurality of cells with different culture conditions, for example. However, the operator may be able to intuitively evaluate from the image. The simplest way to perform such a sensory evaluation is to display the IHM phase image and the differential image side by side on the screen of the display unit 4 in step S6, and the operator evaluates using the images. .

図7は、賦活剤あり、賦活剤なしの二つの異なる培養条件の下で培養された同一株の幹細胞のIHM位相像及び微分画像の表示例である。画像の比較が可能であるように、表示の際の画像の輝度範囲は固定している。IHM位相像に比べて微分画像では細胞の輪郭が鮮明に現れており、オペレータは微分画像において輪郭の鮮明さを画像の明るさとして定性的に評価することができる。なお、こうした微分画像に基づく感覚的な評価は、特に複数の試料における細胞の立体形状の比較を行う際に有益である。 FIG. 7 is a display example of IHM phase images and differential images of stem cells of the same strain cultured under two different culture conditions with and without an activator. The luminance range of the images as displayed is fixed so that the images can be compared. In the differential image, the outline of the cell appears more clearly than in the IHM phase image, and the operator can qualitatively evaluate the sharpness of the outline in the differential image as the brightness of the image. Sensory evaluation based on such differential images is particularly useful when comparing the three-dimensional shapes of cells in a plurality of samples.

また、評価指標値を用いずに、微分値ヒストグラムそのものを表示部4の画面上に表示した結果から、つまりは微分値ヒストグラムにおけるピークの高微分値側のスロープの傾きをオペレータが確認することで、細胞の周縁部における厚さ方向の傾斜の度合いを感覚的に評価するようにしてもよい。この場合には、図6に示したように、評価対象である複数の試料に対する微分値ヒストグラムを例えば異なる表示色で重ねて表示すると視覚的に比較が容易である。 In addition, the operator can confirm the gradient of the slope on the high differential value side of the peak in the differential value histogram from the result of displaying the differential value histogram itself on the screen of the display unit 4 without using the evaluation index value. Alternatively, the degree of inclination in the thickness direction at the peripheral edge of the cell may be sensorily evaluated. In this case, as shown in FIG. 6, if differential value histograms for a plurality of samples to be evaluated are superimposed and displayed in different display colors, visual comparison is facilitated.

もちろん、上述した評価指標値は一つだけでなく複数を併用して評価に利用することもできる。 Of course, not only one evaluation index value but also a plurality of evaluation index values can be used for evaluation.

なお、図1に示した細胞観察装置では、制御・処理部2において全ての処理を実施しているが、一般に、ホログラムデータに基づく位相情報の計算や画像の再構成処理には膨大な量の計算が必要である。また、細胞状態の判定処理の負荷も大きい。そこで、顕微観察部1に接続されたパーソナルコンピュータを端末装置とし、この端末装置と高性能なコンピュータであるサーバとがインターネットやイントラネット等の通信ネットワークを介して接続されたコンピュータシステムを利用し、上記のような煩雑な計算や処理は高性能なコンピュータで行い、顕微観察部1の制御や処理後のデータを用いた表示処理などを比較的低性能のパーソナルコンピュータで実行するように役割を分けてもよい。 In the cell observation apparatus shown in FIG. 1, all processing is performed in the control/processing unit 2, but in general, calculation of phase information based on hologram data and image reconstruction processing require a huge amount of data. Calculations are required. In addition, the load of the cell state determination processing is also large. Therefore, a computer system is used in which a personal computer connected to the microscopic observation unit 1 is used as a terminal device, and the terminal device and a server, which is a high-performance computer, are connected via a communication network such as the Internet or an intranet. Such complicated calculations and processing are performed by a high-performance computer, and the roles are divided so that control of the microscopic observation unit 1 and display processing using processed data are performed by a relatively low-performance personal computer. good too.

また上記実施形態の細胞観察装置では、顕微観察部1としてインライン型ホログラフィック顕微鏡を用いていたが、ホログラムが得られる顕微鏡であれば、オフアクシス(軸外し)型、位相シフト型などの他の方式のホログラフィック顕微鏡に置換え可能であることは当然である。 In addition, in the cell observation apparatus of the above embodiment, an in-line holographic microscope is used as the microscopic observation unit 1, but other microscopes such as an off-axis type and a phase shift type may be used as long as the microscope is capable of obtaining a hologram. Naturally, it is possible to replace the system with a holographic microscope.

また上記実施形態や各種の変形例は本発明の一例であり、本発明の趣旨の範囲でさらに適宜変形、修正、追加を行っても本願特許請求の範囲に包含されることは明らかである。 Further, the above-described embodiment and various modifications are examples of the present invention, and it is clear that any further modifications, modifications, and additions within the spirit of the present invention are included in the scope of the claims of the present application.

[種々の態様]
上述した例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
[Various aspects]
It will be appreciated by those skilled in the art that the exemplary embodiments described above are specific examples of the following aspects.

(第1項)本発明の一態様の細胞立体形状評価方法は、細胞の立体的な形状を評価する方法であって、
評価対象である1又は複数の目的細胞にレーザ光を照射し、該目的細胞を通過した光と該目的細胞の周囲を通過した光との干渉光を検出してホログラムデータを取得する測定ステップと、
前記ホログラムデータに基づく画像再構成処理を行い、前記目的細胞についての位相像を作成する位相像作成ステップと、
前記位相像から画素毎の空間的な微分値を求め、微分画像を作成する微分画像作成ステップと、
前記微分画像における各画素の微分値に対する演算処理結果に基づいて、前記目的細胞の形状を評価する評価ステップと、
を有するものである。
(Section 1) A method for evaluating a three-dimensional shape of a cell according to one aspect of the present invention is a method for evaluating a three-dimensional shape of a cell,
a measurement step of irradiating one or more target cells to be evaluated with a laser beam and detecting interference light between light passing through the target cells and light passing around the target cells to obtain hologram data; ,
a phase image creating step of performing image reconstruction processing based on the hologram data to create a phase image of the target cell;
a differential image creating step of obtaining a spatial differential value for each pixel from the phase image and creating a differential image;
an evaluation step of evaluating the shape of the target cell based on the arithmetic processing result of the differential value of each pixel in the differential image;
It has

(第11項)また本発明の一態様の細胞観察装置は、ホログラフィック顕微鏡を利用した細胞観察装置であって、
光源部と、
前記光源部からの出射光を1又は複数の目的細胞を含む容器に照射したときの該目的細胞中を通過した光と該目的細胞の周囲を通過した光との干渉光を検出してホログラムデータを取得する検出部と、
前記ホログラムデータに基づく画像再構成処理を行い、前記目的細胞についての位相像を作成する位相像作成部と、
前記位相像から画素毎の空間的な微分値を求め微分画像を作成する微分画像作成部と、
前記微分画像において前記目的細胞に対応する範囲に含まれる各画素の微分値に基づいて、該目的細胞の立体的な形状を評価するための指標値を算出する指標値算出部と、
を備えるものである。
(Section 11) A cell observation device of one aspect of the present invention is a cell observation device using a holographic microscope,
a light source;
Hologram data by detecting interference light between light passing through the target cells and light passing around the target cells when a container containing one or more target cells is irradiated with light emitted from the light source unit, and light passing around the target cells is detected. a detection unit that acquires
a phase image creation unit that performs image reconstruction processing based on the hologram data and creates a phase image of the target cell;
a differential image creation unit that obtains a spatial differential value for each pixel from the phase image and creates a differential image;
an index value calculation unit that calculates an index value for evaluating the three-dimensional shape of the target cell based on the differential value of each pixel included in the range corresponding to the target cell in the differential image;
is provided.

第1項に記載の細胞立体形状評価方法、及び第11項に記載の細胞観察装置において、検出部により得られるホログラムデータに基づいて位相像作成部により作成される位相像は、細胞の厚さ方向の情報つまりは細胞の3次元的な情報を含む。そのため、微分画像作成部によって位相像から作成される微分画像において、細胞が存在する部位にある画素の信号値(微分値)はその細胞の厚さの変化の度合いを反映している。したがって、細胞の周縁部に相当する画素の信号値は、その細胞の周縁部の厚さ方向の傾斜の度合いを表しており、細胞の周縁部の厚さ方向の傾斜が急峻であれば信号値は相対的に大きく、その傾斜がなだらかであれば信号値は相対的に小さくなる。 In the three-dimensional cell shape evaluation method according to item 1 and the cell observation device according to item 11, the phase image created by the phase image creation unit based on the hologram data obtained by the detection unit is the thickness of the cell It contains directional information, that is, three-dimensional information of the cell. Therefore, in the differential image created from the phase image by the differential image creation unit, the signal value (differential value) of the pixel in the site where the cell exists reflects the degree of change in the thickness of the cell. Therefore, the signal value of the pixel corresponding to the peripheral edge of the cell represents the degree of inclination in the thickness direction of the peripheral edge of the cell. is relatively large, and if the slope is gentle, the signal value is relatively small.

指標値算出部は例えば、微分画像における各画素の信号値に基づく所定の演算処理を行って目的細胞の立体的な形状を評価するための指標値を算出し、これをユーザに提示する。また、こうした指標値を提示する代わりに、信号値に対応する輝度が適宜に調整された微分画像を表示する等により、ユーザは感覚的に目的細胞の立体的な形状を評価することができる。 For example, the index value calculation unit performs predetermined arithmetic processing based on the signal value of each pixel in the differential image, calculates an index value for evaluating the three-dimensional shape of the target cell, and presents it to the user. In addition, instead of presenting such an index value, by displaying a differential image in which the brightness corresponding to the signal value is appropriately adjusted, the user can intuitively evaluate the three-dimensional shape of the target cell.

第1項に記載の細胞立体形状評価方法、及び第11項に記載の細胞観察装置よれば、例えば培養中の多能性幹細胞の、局所的な部位の立体形状を、非破壊及び非侵襲で以て評価することができる。特に、微分画像から算出された指標値をユーザに提示することで、経験や技量に乏しいオペレータであっても、的確で信頼性の高い評価を簡便に行うことができる。また、細胞状態の評価における作業効率を向上させることができ、ひいては細胞培養における生産性の向上を図ることができる。 According to the three-dimensional cell shape evaluation method according to item 1 and the cell observation device according to item 11, for example, the three-dimensional shape of a local site of pluripotent stem cells in culture can be non-destructively and non-invasively can be evaluated. In particular, by presenting the index value calculated from the differential image to the user, even an operator lacking experience and skill can easily perform an accurate and highly reliable evaluation. In addition, it is possible to improve the working efficiency in evaluating the state of cells, and in turn improve the productivity in cell culture.

(第2項)第1項に記載の細胞立体形状評価方法において、前記評価ステップは、前記微分画像における目的細胞に対応する範囲に含まれる各画素の信号値の出現頻度分布を示すヒストグラムを生成するヒストグラム作成ステップと、前記ヒストグラムに現れるピークの高信号値側のスロープの勾配の程度を数値化した指標値を算出する指標値算出ステップと、を含むものとすることができる。 (Section 2) In the cell three-dimensional shape evaluation method according to Section 1, the evaluation step generates a histogram showing the appearance frequency distribution of the signal values of each pixel included in the range corresponding to the target cell in the differential image. and an index value calculation step of calculating an index value that quantifies the degree of slope of the slope on the high signal value side of the peak appearing in the histogram.

(第12項)第11項に記載の細胞観察装置において、前記指標値算出部は、前記微分画像における目的細胞に対応する範囲に含まれる各画素の信号値の出現頻度分布を示すヒストグラムを生成するヒストグラム作成部を含み、前記ヒストグラムに現れるピークの高信号値側のスロープの勾配の程度を数値化した指標値を算出するものとすることができる。 (Item 12) In the cell observation device according to item 11, the index value calculation unit generates a histogram showing the frequency distribution of the signal values of each pixel included in the range corresponding to the target cell in the differential image. and calculating an index value that quantifies the degree of the gradient of the slope on the high signal value side of the peak appearing in the histogram.

ここで、ヒストグラムに現れるピークの高信号値側のスロープを用いるのは、低信号値側のスロープやピークトップ付近の領域は主として位相像の中の背景部分に相当する画素の情報を反映しており、高信号値側のスロープが細胞の周縁部に相当する画素の情報を専ら反映しているからである。 Here, the reason why the slope on the high signal value side of the peak appearing in the histogram is used is that the slope on the low signal value side and the area near the peak top mainly reflect the pixel information corresponding to the background portion in the phase image. This is because the slope on the high signal value side exclusively reflects the information of the pixels corresponding to the periphery of the cell.

項に記載の細胞立体形状評価方法、及び第1項に記載の細胞観察装置よれば、指標値を算出するために微分値のヒストグラムを用いることで、評価対象である目的細胞についての観察画像全体の傾向を的確に捉え、目的細胞の周縁部の厚さ方向における傾斜の度合いを良好に反映した指標値を得ることができる。それにより、細胞の立体形状の評価の信頼性を向上させることができる。 According to the three-dimensional cell shape evaluation method described in item 2 and the cell observation device described in item 12 , by using a histogram of differential values to calculate the index value, the target cell to be evaluated can be obtained. It is possible to accurately capture the tendency of the entire observed image and obtain an index value that satisfactorily reflects the degree of inclination in the thickness direction of the periphery of the target cell. Thereby, the reliability of evaluation of the three-dimensional shape of cells can be improved.

ヒストグラムから指標値を求める手法は、ヒストグラムに現れるピークの高信号値側のスロープの勾配の程度を数値化できるものであれば、特に限定されないが、例えば以下のような方法を採用することができる。 The method of obtaining the index value from the histogram is not particularly limited as long as it can quantify the degree of the slope of the slope on the high signal value side of the peak appearing in the histogram, but for example, the following method can be adopted. .

(第3項及び第13項)第2項に記載の細胞立体形状評価方法及び第12項に記載の細胞観察装置において、前記指標値は、前記ピークの高信号値側のスロープ上における、複数の所定の信号値にそれぞれ対応する出現数の比であるものとすることができる。 (Items 3 and 13) In the three-dimensional cell shape evaluation method according to Item 2 and the cell observation device according to Item 12, the index value is a plurality of can be the ratio of the numbers of occurrences respectively corresponding to given signal values of .

(第4項及び第14項)第2項に記載の細胞立体形状評価方法及び第12項に記載の細胞観察装置において、前記指標値は、前記ピークの高信号値側のスロープ上における、複数の所定の出現数にそれぞれ対応する信号値の差であるものとすることもできる。 (Items 4 and 14) In the three-dimensional cell shape evaluation method according to Item 2 and the cell observation device according to Item 12, the index value is a plurality of can be the difference between signal values respectively corresponding to a predetermined number of occurrences of .

(第5項及び第15項)第2項に記載の細胞立体形状評価方法及び第12項に記載の細胞観察装置において、前記指標値は、前記ピークの高信号値側のスロープを指数関数で近似したときの、該指数関数の指数部の値であるものとすることもできる。 (Items 5 and 15) In the cell three-dimensional shape evaluation method according to Item 2 and the cell observation device according to Item 12, the index value is the slope of the peak on the high signal value side with an exponential function. It can also be the value of the exponent part of the exponential function when approximated.

(第6項及び第16項)第2項に記載の細胞立体形状評価方法及び第12項に記載の細胞観察装置において、前記指標値は、前記ピークの高信号値側のスロープ上における所定の信号値に対応する出現数を、前記位相像において観測される細胞の数又はコンフルエンシで除した値であるものとすることもできる。
なお、細胞の数やコンフルエンシは少なくとも微分画像を利用しない、他の計測方法で得られるものを利用するとよい。
(Items 6 and 16) In the cell three-dimensional shape evaluation method according to Item 2 and the cell observation device according to Item 12, the index value is a predetermined value on the slope on the high signal value side of the peak. The number of occurrences corresponding to the signal value can also be a value obtained by dividing the number of cells or confluency observed in the phase image.
It should be noted that the number of cells and confluency are preferably obtained by other measurement methods that do not use differential images.

第3項~第6項に記載の細胞立体形状評価方法、及び第13項~第16項に記載の細胞観察装置によれば、簡単な演算処理によって信頼性の高い指標値を算出することができる。 According to the three-dimensional cell shape evaluation method described in items 3 to 6 and the cell observation device described in items 13 to 16, a highly reliable index value can be calculated by simple arithmetic processing. can.

(第7項)第1項~第6項のいずれか1項に記載の細胞立体形状評価方法において、前記評価ステップは、前記微分画像作成ステップにより作成される微分画像と該微分画像作成前の位相像とを表示部に同時に表示する画像表示ステップ、を含み、前記微分画像及び位相像に基づくユーザによる評価を可能としたものとすることができる。 (Section 7) In the three-dimensional cell shape evaluation method according to any one of items 1 to 6, the evaluation step includes the differential image created by the differential image creating step and the differential image before creating the differential image. and an image display step of simultaneously displaying the phase image on the display section, and the evaluation by the user based on the differential image and the phase image can be made possible.

(第8項)第1項~第6項のいずれか1項に記載の細胞立体形状評価方法において、前記評価ステップは、前記微分画像における目的細胞に対応する範囲に含まれる各画素の信号値の出現頻度分布を示すヒストグラムを生成するヒストグラム作成ステップと、前記ヒストグラムを表示部に表示するヒストグラム表示ステップと、を含み、前記ヒストグラムに基づくユーザによる評価を可能としたものとすることができる。 (Section 8) In the cell three-dimensional shape evaluation method according to any one of Sections 1 to 6, the evaluation step includes the signal value of each pixel included in the range corresponding to the target cell in the differential image and a histogram display step of displaying the histogram on a display unit, allowing the user to evaluate based on the histogram.

第7項及び第8項に記載の細胞立体形状評価方法によれば、上述した指標値に基づく定量的な評価ではなく、ユーザ(オペレータ)による感覚的及び定性的な評価により、例えば細胞の立体形状の相違に基づく細胞の良否判定等を行うことができる。オペレータが微分画像やヒストグラムを見て判断することで、例えば指標値には現れない又は現れにくい、異物混入等の異常状態を見つけ、誤った評価を回避することができる。 According to the three-dimensional cell shape evaluation method described in items 7 and 8, not quantitative evaluation based on the index value described above, but sensory and qualitative evaluation by the user (operator), for example, the three-dimensional shape of the cell It is possible to determine whether cells are good or bad based on the difference in shape. By making judgments by looking at differential images and histograms, the operator can find an abnormal state such as foreign matter contamination that does not appear in the index value or is difficult to appear in, for example, and can avoid erroneous evaluation.

(第9項)第1項~第8項のいずれか1項に記載の細胞立体形状評価方法において、前記位相像作成ステップは、位相像に対しガウシアンフィルタを用いたノイズ除去処理を実施するノイズ除去ステップを含むものとすることができる。 (Item 9) In the three-dimensional cell shape evaluation method according to any one of items 1 to 8, the phase image creating step includes performing noise removal processing using a Gaussian filter on the phase image. A removal step may be included.

(第17項)同様に、第11項~第16項のいずれか1項に記載の細胞観察装置において、前記位相像作成部は、位相像に対しガウシアンフィルタを用いたノイズ除去処理を実施するものとすることができる。 (Item 17) Similarly, in the cell observation device according to any one of items 11 to 16, the phase image creation unit performs noise removal processing using a Gaussian filter on the phase image. can be

(第10項)第1項~第9項のいずれか1項に記載の細胞立体形状評価方法であって、前記位相像作成ステップは、位相像において目的細胞以外の部分の情報を除去する細胞抽出ステップを含むものとすることができる。 (Item 10) The three-dimensional cell shape evaluation method according to any one of items 1 to 9, wherein the phase image creating step removes information on portions other than the target cell in the phase image. An extraction step may be included.

(第18項)同様に、第11項~第17項のいずれか1項に記載の細胞観察装置において、前記位相像作成部は、位相像において目的細胞以外の部分の情報を除去するものとすることができる。 (Item 18) Similarly, in the cell observation device according to any one of items 11 to 17, the phase image creation unit removes information on portions other than the target cell in the phase image. can do.

第9項及び第10項に記載の細胞立体形状評価方法、並びに第17項及び第18項に記載の細胞観察装置によれば、画像再構成によって得られる位相像に現れているノイズ等を除去し、細胞の厚さ方向の情報をより正確に反映した微分画像を得ることができる。それにより、細胞の立体形状の評価の正確性が向上する。 According to the three-dimensional cell shape evaluation method described in items 9 and 10 and the cell observation device described in items 17 and 18, noise appearing in the phase image obtained by image reconstruction is removed. It is possible to obtain a differential image that more accurately reflects the information in the thickness direction of the cell. This improves the accuracy of evaluation of the three-dimensional shape of cells.

1…顕微観察部
10…光源部
11…イメージセンサ
12…培養プレート
12a…ウェル
13…細胞
14…参照光
15…物体光
2…制御・処理部
20…撮影制御部
21…ホログラムデータ記憶部
22…位相情報算出部
23…画像再構成部
24…再構成画像データ記憶部
25…微分画像作成部
26…微分値ヒストグラム作成部
27…細胞立体形状評価指標算出部
28…表示処理部
3…入力部
4…表示部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Microscopic observation part 10... Light source part 11... Image sensor 12... Culture plate 12a... Well 13... Cell 14... Reference light 15... Object light 2... Control and processing part 20... Photography control part 21... Hologram data storage part 22... Phase information calculation unit 23 Image reconstruction unit 24 Reconstructed image data storage unit 25 Differential image creation unit 26 Differential value histogram creation unit 27 Three-dimensional cell shape evaluation index calculation unit 28 Display processing unit 3 Input unit 4 …Display

Claims (16)

細胞の立体的な形状を評価する方法であって、
評価対象である1又は複数の目的細胞にレーザ光を照射し、該目的細胞を通過した光と該目的細胞の周囲を通過した光との干渉光を検出してホログラムデータを取得する測定ステップと、
前記ホログラムデータに基づく画像再構成処理を行い、前記目的細胞についての位相像を作成する位相像作成ステップと、
前記位相像から画素毎の空間的な微分値を求め、微分画像を作成する微分画像作成ステップと、
前記微分画像における各画素の微分値に対する演算処理結果に基づいて、前記目的細胞の形状を評価する評価ステップと、
を有し、前記評価ステップは、
前記微分画像における目的細胞に対応する範囲に含まれる各画素の信号値の出現頻度分布を示すヒストグラムを生成するヒストグラム作成ステップと、
前記ヒストグラムに現れるピークの高信号値側のスロープの勾配の程度を数値化した指標値を算出する指標値算出ステップと、
を含む細胞立体形状評価方法。
A method for evaluating the three-dimensional shape of cells,
a measurement step of irradiating one or more target cells to be evaluated with a laser beam and detecting interference light between light passing through the target cells and light passing around the target cells to obtain hologram data; ,
a phase image creating step of performing image reconstruction processing based on the hologram data to create a phase image of the target cell;
a differential image creating step of obtaining a spatial differential value for each pixel from the phase image and creating a differential image;
an evaluation step of evaluating the shape of the target cell based on the arithmetic processing result of the differential value of each pixel in the differential image;
and the evaluating step includes:
a histogram creating step of creating a histogram showing the appearance frequency distribution of the signal values of each pixel included in the range corresponding to the target cell in the differential image;
an index value calculation step of calculating an index value that quantifies the degree of the slope of the slope on the high signal value side of the peak appearing in the histogram;
Cell three-dimensional shape evaluation method including .
前記指標値は、前記ピークの高信号値側のスロープ上における、複数の所定の信号値にそれぞれ対応する出現数の比である、請求項に記載の細胞立体形状評価方法。 2. The three-dimensional cell shape evaluation method according to claim 1 , wherein said index value is a ratio of the number of appearances corresponding to a plurality of predetermined signal values on the slope of said peak on the high signal value side. 前記指標値は、前記ピークの高信号値側のスロープ上における、複数の所定の出現数にそれぞれ対応する信号値の差である、請求項に記載の細胞立体形状評価方法。 2. The three-dimensional cell shape evaluation method according to claim 1 , wherein said index value is a difference between signal values respectively corresponding to a plurality of predetermined occurrence numbers on a slope on the high signal value side of said peak. 前記指標値は、前記ピークの高信号値側のスロープを指数関数で近似したときの、該指数関数の指数部の値である、請求項に記載の細胞立体形状評価方法。 2. The three-dimensional cell shape evaluation method according to claim 1 , wherein said index value is a value of an exponential part of an exponential function obtained by approximating a slope of said peak on the high signal value side with said exponential function. 前記指標値は、前記ピークの高信号値側のスロープ上における所定の信号値に対応する出現数を、前記位相像において観測される細胞の数又はコンフルエンシで除した値である、請求項に記載の細胞立体形状評価方法。 The index value is a value obtained by dividing the number of appearances corresponding to a predetermined signal value on the slope of the high signal value side of the peak by the number or confluency of cells observed in the phase image. The cell three-dimensional shape evaluation method described. 前記評価ステップは、前記微分画像作成ステップにより作成される微分画像と該微分画像作成前の位相像とを表示部に同時に表示する画像表示ステップ、を含み、
前記微分画像及び位相像に基づくユーザによる評価を可能とした、請求項1に記載の細胞立体形状評価方法。
The evaluation step includes an image display step of simultaneously displaying the differential image created by the differential image creation step and the phase image before creation of the differential image on a display unit,
2. The three-dimensional cell shape evaluation method according to claim 1, wherein evaluation by a user based on said differential image and phase image is possible.
前記評価ステップは、前記ヒストグラムを表示部に表示するヒストグラム表示ステップを含み、前記ヒストグラムに基づくユーザによる評価を可能とした、請求項1に記載の細胞立体形状評価方法。 2. The three-dimensional cell shape evaluation method according to claim 1, wherein said evaluation step includes a histogram display step of displaying said histogram on a display unit, and enables evaluation by a user based on said histogram. 前記位相像作成ステップは、位相像に対しガウシアンフィルタを用いたノイズ除去処理を実施するノイズ除去ステップを含む、請求項1に記載の細胞立体形状評価方法。 2. The three-dimensional cell shape evaluation method according to claim 1, wherein said phase image creation step includes a noise removal step of performing noise removal processing using a Gaussian filter on the phase image. 前記位相像作成ステップは、位相像において目的細胞以外の部分の情報を除去する細胞抽出ステップを含む、請求項1に記載の細胞立体形状評価方法。 2. The three-dimensional cell shape evaluation method according to claim 1, wherein the phase image creation step includes a cell extraction step of removing information on portions other than the target cell in the phase image. ホログラフィック顕微鏡を利用した細胞観察装置であって、
光源部と、
前記光源部からの出射光を1又は複数の目的細胞を含む容器に照射したときの該目的細胞中を通過した光と該目的細胞の周囲を通過した光との干渉光を検出してホログラムデータを取得する検出部と、
前記ホログラムデータに基づく画像再構成処理を行い、前記目的細胞についての位相像を作成する位相像作成部と、
前記位相像から画素毎の空間的な微分値を求め微分画像を作成する微分画像作成部と、
前記微分画像において前記目的細胞に対応する範囲に含まれる各画素の微分値に基づいて、該目的細胞の立体的な形状を評価するための指標値を算出する指標値算出部と、
を備え、前記指標値算出部は、前記微分画像における目的細胞に対応する範囲に含まれる各画素の信号値の出現頻度分布を示すヒストグラムを生成するヒストグラム作成部を含み、前記ヒストグラムに現れるピークの高信号値側のスロープの勾配の程度を数値化した指標値を算出する細胞観察装置。
A cell observation device using a holographic microscope,
a light source;
Hologram data by detecting interference light between light passing through the target cells and light passing around the target cells when a container containing one or more target cells is irradiated with light emitted from the light source unit, and light passing around the target cells is detected. a detection unit that acquires
a phase image creation unit that performs image reconstruction processing based on the hologram data and creates a phase image of the target cell;
a differential image creation unit that obtains a spatial differential value for each pixel from the phase image and creates a differential image;
an index value calculation unit that calculates an index value for evaluating the three-dimensional shape of the target cell based on the differential value of each pixel included in the range corresponding to the target cell in the differential image;
wherein the index value calculation unit includes a histogram creation unit that creates a histogram showing the appearance frequency distribution of the signal values of each pixel included in the range corresponding to the target cell in the differential image, and the number of peaks appearing in the histogram A cell observation device that calculates an index value that quantifies the degree of slope gradient on the high signal value side .
前記指標値は、前記ピークの高信号値側のスロープ上における、複数の所定の信号値にそれぞれ対応する出現数の比である、請求項10に記載の細胞観察装置。 11. The cell observation device according to claim 10 , wherein said index value is a ratio of the number of appearances corresponding to a plurality of predetermined signal values on the slope of said peak on the high signal value side. 前記指標値は、前記ピークの高信号値側のスロープ上における、複数の所定の出現数にそれぞれ対応する信号値の差である、請求項10に記載の細胞観察装置。 11. The cell observation device according to claim 10 , wherein said index value is a difference between signal values respectively corresponding to a plurality of predetermined numbers of appearances on a slope on the high signal value side of said peak. 前記指標値は、前記ピークの高信号値側のスロープを指数関数で近似したときの、該指数関数の指数部の値である、請求項10に記載の細胞観察装置。 11. The cell observation device according to claim 10 , wherein said index value is a value of an exponential part of an exponential function obtained by approximating a slope of said peak on the high signal value side by said exponential function. 前記指標値は、前記ピークの高信号値側のスロープ上における所定の信号値に対応する出現数を、前記位相像において観測される細胞の数又はコンフルエンシで除した値である、請求項10に記載の細胞観察装置。 11. The index value is a value obtained by dividing the number of occurrences corresponding to a predetermined signal value on the slope on the high signal value side of the peak by the number or confluency of cells observed in the phase image. The cell observation device described. 前記位相像作成部は、位相像に対しガウシアンフィルタを用いたノイズ除去処理を実施する、請求項10に記載の細胞観察装置。 11. The cell observation device according to claim 10 , wherein the phase image creating section performs noise removal processing using a Gaussian filter on the phase image. 前記位相像作成部は、位相像において目的細胞以外の部分の情報を除去する、請求項10に記載の細胞観察装置。 11. The cell observation device according to claim 10 , wherein the phase image creating section removes information on portions other than the target cell in the phase image.
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