JP7207410B2 - 画像解析方法、システム及びプログラム - Google Patents

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Description

本発明は、画像解析方法、システム及びプログラムに関するものである。
一般的に、再生医療を目的として、ＲＰＥ細胞、及び表皮細胞等の上皮系細胞の成熟の度合いを評価する技術は、再生医療などの先端医療分野や医薬品のスクリーニングを含む幅広い分野での基盤技術となっている。この細胞の成熟の度合いを評価するプロセスでは、細胞が未成熟であるか過熟であるかを的確に判定すること、つまり細胞の状態を的確に判定することが求められる。一例として、テープストリッピング法によって皮膚角質細胞を採取、及び染色することで皮膚角質細胞の状態を明確にし、皮膚角質細胞の状態を検査する角質検査方法が開示されている（特許文献１参照）。
特開昭６３－１１３３５８号公報
上記問題を解決するために、本発明の一実施形態は、培養される複数の細胞が撮像された画像に基づいて、前記細胞の成熟程度を示す特徴を取得する特徴取得工程と、前記特徴と前記特徴の判定基準とに基づき前記画像内において前記特徴を示す細胞が検出された個数と、前記個数の頻度とを互いに対応付けた前記細胞の分布情報を取得する分布情報取得工程と、前記細胞が成熟しているとされる前記特徴を示す前記細胞の個数と、前記分布情報が示す頻度の数とに基づいて、前記複数の細胞の培養状態を判定する判定工程と、を備え、前記特徴取得工程は、前記複数の細胞について各細胞の代表点を設定する代表点決定工程と、前記代表点決定工程により設定された複数の細胞毎の代表点から、基準代表点を決定する工程と、前記基準代表点と、その他の細胞の代表点との、２つの代表点間の距離を代表点間距離として前記各細胞の特徴を取得する工程とを含み、前記分布情報取得工程は、前記特徴である前記代表点間距離のうち、所定の判定距離内に存在する前記他の細胞の個数に基づいて前記分布情報が取得される、画像解析方法である。
上記問題を解決するために、本発明の一実施形態は、培養される複数の細胞が撮像された画像に基づいて、前記細胞の個数を、前記細胞の成熟程度を示す特徴として取得する特徴取得工程と、前記特徴と前記特徴の判定基準とに基づき前記画像内において前記細胞が検出された個数と、前記個数の頻度とを互いに対応付けた前記細胞の分布情報を取得する分布情報取得工程と、前記細胞が成熟しているとされる前記細胞の個数と、前記分布情報が示す頻度の数とに基づいて、前記複数の細胞の培養状態を判定する判定工程と、を備え、前記特徴取得工程は、前記画像に基づいて、前記複数の細胞の領域と前記細胞以外の領域とを識別し、識別された前記複数の細胞の領域に基づいて、判定範囲内にある細胞の個数を取得する工程を含み、前記分布情報取得工程は、前記判定範囲内にある細胞の個数に基づいて前記分布情報が取得される、画像解析方法である。
上記問題を解決するために、本発明の一実施形態は、培養される複数の細胞が撮像された画像に基づいて、前記細胞の成熟程度を示す特徴を取得する特徴取得工程と、前記特徴と前記特徴の判定基準とに基づき前記画像内において前記特徴を示す細胞が検出された個数と、前記個数の頻度とを互いに対応付けた前記細胞の分布情報を取得する分布情報取得工程と、前記細胞が成熟しているとされる前記特徴を示す前記細胞の個数と、前記分布情報が示す頻度の数とに基づいて、前記複数の細胞の培養状態を判定する判定工程と、を備え、前記特徴取得工程は、前記複数の細胞について各細胞の代表点を設定する代表点決定工程と、前記代表点決定工程により設定された複数の細胞毎の代表点から、基準代表点を決定する工程と、前記基準代表点と、２つのその他の細胞のそれぞれの代表点とをそれぞれ結ぶ線分同士のなす角度を代表点角度として前記各細胞の特徴を取得する工程とを含み、前記分布情報取得工程は、前記特徴である、前記代表点角度と判定角度とに基づいて前記分布情報が取得される、画像解析方法である。
また、本発明の一実施形態は、上述の画像解析方法により制御される装置と、前記細胞を撮像することにより、前記画像を生成する撮像部とを備えるシステムである。
また、本発明の一実施形態は、コンピュータに、培養される複数の細胞が撮像された画像に基づいて、前記細胞の成熟程度を示す特徴を取得する特徴取得ステップと、前記特徴と前記特徴の判定基準とに基づき前記画像内において前記特徴を示す細胞が検出された個数と、前記個数の頻度とを互いに対応付けた前記細胞の分布情報を取得する分布情報取得ステップと、前記細胞が成熟しているとされる前記特徴を示す前記細胞の個数と、前記分布情報が示す頻度の数とに基づいて、前記複数の細胞の培養状態を判定する判定ステップと、を実行させるためのプログラムであって、前記特徴取得ステップは、前記複数の細胞について各細胞の代表点を設定する代表点決定ステップと、前記代表点決定ステップにより設定された複数の細胞毎の代表点から、基準代表点を決定するステップと、前記基準代表点と、その他の細胞の代表点との、２つの代表点間の距離を代表点間距離として前記各細胞の特徴を取得するステップとを含み、前記分布情報取得ステップは、前記特徴である前記代表点間距離のうち、所定の判定距離内に存在する前記他の細胞の個数に基づいて前記分布情報が取得される、プログラムである。
また、本発明の一実施形態は、コンピュータに、培養される複数の細胞が撮像された画像に基づいて、前記細胞の個数を、前記細胞の成熟程度を示す特徴として取得する特徴取得ステップと、前記特徴と前記特徴の判定基準とに基づき前記画像内において前記細胞が検出された個数と、前記個数の頻度とを互いに対応付けた前記細胞の分布情報を取得する分布情報取得ステップと、前記細胞が成熟しているとされる前記細胞の個数と、前記分布情報が示す頻度の数とに基づいて、前記複数の細胞の培養状態を判定する判定ステップと、を実行させるためのプログラムであって、前記特徴取得ステップは、前記画像に基づいて、前記複数の細胞の領域と前記細胞以外の領域とを識別し、識別された前記複数の細胞の領域に基づいて、判定範囲内にある細胞の個数を取得するステップを含み、前記分布情報取得ステップは、前記判定範囲内にある細胞の個数に基づいて前記分布情報が取得される、プログラムである。
また、本発明の一実施形態は、コンピュータに、培養される複数の細胞が撮像された画像に基づいて、前記細胞の成熟程度を示す特徴を取得する特徴取得ステップと、前記特徴と前記特徴の判定基準とに基づき前記画像内において前記特徴を示す細胞が検出された個数と、前記個数の頻度とを互いに対応付けた前記細胞の分布情報を取得する分布情報取得ステップと、前記細胞が成熟しているとされる前記特徴を示す前記細胞の個数と、前記分布情報が示す頻度の数とに基づいて、前記複数の細胞の培養状態を判定する判定ステップと、を実行させるためのプログラムであって、前記特徴取得ステップは、前記複数の細胞について各細胞の代表点を設定する代表点決定ステップと、前記代表点決定ステップにより設定された複数の細胞毎の代表点から、基準代表点を決定するステップと、前記基準代表点と、２つのその他の細胞のそれぞれの代表点とをそれぞれ結ぶ線分同士のなす角度を代表点角度として前記各細胞の特徴を取得するステップとを含み、前記分布情報取得ステップは、前記特徴である、前記代表点角度と判定角度とに基づいて前記分布情報が取得される、プログラムである。
第１の実施形態に係る判定システム１の構成の一例を示す図である。 第１の実施形態に係る撮像画像ＣＩの一例を示す図である。 第１の本実施形態に係る代表点決定部１１２の処理を概念的に示す図である。 第１の実施形態に係る代表点間距離ｄの一例を模式的に示す図である。 第１の実施形態に係る細胞分布情報取得部１１４の処理を模式的に示す図である。 第１の実施形態に係る細胞分布情報取得部１１４の処理の他の例を模式的に示す図である。 第１の実施形態に係る細胞分布情報ＤＩの一例を示す図である。 第１の実施形態に係る判定装置１０の動作の一例を示す流れ図である。 第２の実施形態に係る判定システム２の構成の一例を示す図である。 第２の実施形態に係る代表点角度ａｇの一例を模式的に示す図である。 第２の実施形態に係る判定装置１０ａの動作の一例を示す流れ図である。 第３の実施形態に係る判定システム３構成の一例を示す図である。 第３の実施形態に係る面積取得部１３０の処理を模式的に示す図である。 第３の実施形態に係る細胞サイズ情報ＤＩ３の一例を示す図である。 第３の実施形態に係る態様判定部１１６の判定処理の一例を模式的に示す図である。 第３の実施形態に係る判定装置１０ｂの動作の一例を示す流れ図である。 第３の実施形態に係る態様判定部１１６の判定処理の他の例を模式的に示す図である。 第４の実施形態に係る判定システム４の構成の一例を示す図である。 第４の実施形態に係る個数取得部１４０の処理を模式的に示す図である。 細胞分布情報ＤＩの継時変化の一例を示す図である。 変形例２に係る判定システム５の構成の一例を示す図である。 ＧＵＩ画像の一例を示す図である。 図２２のＧＵＩによって実行された処理の結果画像の一例を示す図である。
［細胞の成熟の特性について］
まず、細胞の成熟の特性について説明する。
細胞の培養状態を評価するために、その成熟度を的確に判定することが求められる。具体的には、ＲＰＥ細胞、表皮細胞等の上皮細胞が再生医療を目的として培養される場合、これらの上皮細胞を培養して移植用の細胞、及び細胞シート等を作成する際には、細胞が適度に成熟するまでの間、培養することが一般的である。また、これらの上皮細胞は、適度に成熟すると、複数の細胞がハニカム状になる。実施形態の判定システムは、この細胞の成熟における特性を用いて細胞の状態の判定を行う。
［第１の実施形態］
以下、図面を参照して本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態に係る判定システム１の構成の一例を示す図である。判定システム１は、判定装置１０と、撮像装置２０とを備える。
撮像装置２０は、撮像部２１０と、送信部２２０とを備える。撮像部２１０は、撮像の対象物である被検体Ｓを撮像する。被検体Ｓとは、例えば、シャーレ等に培養された複数の細胞である。送信部２２０は、撮像部２１０が撮像した被検体Ｓの画像である撮像画像ＣＩを判定装置１０へ送信する。
ここで、撮像画像ＣＩの具体例について説明する。図２は、第１の実施形態に係る撮像画像ＣＩの一例を示す図である。図２に示すとおり、撮像画像ＣＩとは、撮像部２１０が撮像した被検体Ｓの一部分を示す画像である。すなわち、撮像画像ＣＩには、撮像部２１０が撮像した被検体Ｓの一部分に存在する細胞の画像が含まれる。
図１に戻り、判定装置１０について説明する。判定装置１０は、制御部１１０と、記憶部８００とを備える。制御部１１０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより画像取得部１１１と、代表点決定部１１２と、距離取得部１１３と、細胞分布情報取得部１１４と、態様判定部１１６とをその機能部として実現する。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予め記憶部８００に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ－ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることで記憶部８００にインストールされてもよい。
記憶部８００は、例えば、ＨＤＤ、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）又はＲＡＭ（Random Access Memory）などにより実現される。記憶部８００は、例えば、プロセッサによって読み出されて実行されるプログラムが記憶される。また、記憶部８００には、算出距離ＣＤを示す情報と、判定距離ＤＤを示す情報と、個数情報ＮＩ１とが記憶される。各情報の詳細については、後述する。
画像取得部１１１は、撮像部２１０から撮像画像ＣＩを取得する。画像取得部１１１はこの撮像画像ＣＩを代表点決定部１１２へ供給する。代表点決定部１１２は、画像取得部１１１から取得した撮像画像ＣＩに含まれる複数の細胞の代表点Ｐを、細胞毎に判定する。代表点Ｐは、例えば、細胞の重心を細胞毎に指す点である。
ここで、代表点決定部１１２の処理の具体例について説明する。図３は、第１の本実施形態に係る代表点決定部１１２の処理を概念的に示す図である。代表点決定部１１２は、取得した撮像画像ＣＩに対してピーク検出処理を実行し、撮像画像ＣＩに含まれる複数の細胞毎に代表点Ｐを決定する。代表点決定部１１２は、撮像画像ＣＩに示される複数の細胞毎の代表点Ｐを示す情報を、距離取得部１１３へ供給する。代表点決定部１１２は、例えば、撮像画像ＣＩのうち、代表点Ｐの位置を示す画素の識別情報（例えば、撮像画像ＣＩの画素にそれぞれ付された番号）を、代表点Ｐを示す情報として距離取得部１１３に供給する。
距離取得部１１３は、代表点決定部１１２によって決定された複数の細胞毎の代表点Ｐを示す情報を取得する。距離取得部１１３は、撮像画像ＣＩに含まれるある代表点Ｐと、他の代表点Ｐとの距離を取得する。具体的には、距離取得部１１３は、撮像画像ＣＩに含まれる、ある１つの代表点Ｐを基準とし、基準となる代表点Ｐから算出距離ＣＤが示す距離までの範囲に存在する他の代表点Ｐまでの代表点間距離ｄを算出する。算出距離ＣＤは、距離取得部１１３が代表点Ｐの互いの距離を算出する際の指標となる距離であり、細胞が未熟から、過熟まで成熟する過程にある場合に、代表点Ｐ同士が互いにとり得る距離である。
以下、図４を参照して距離取得部１１３が算出する代表点間距離ｄの詳細について説明する。図４は、第１の実施形態に係る代表点間距離ｄの一例を模式的に示す図である。図４に示される一例において、撮像画像ＣＩに含まれる代表点Ｐのうち、基準となる代表点Ｐが代表点Ｐ１である場合について説明する。まず、距離取得部１１３は、撮像画像ＣＩのうち、代表点Ｐ１から算出距離ＣＤが示す距離までの対象範囲ＡＲｄに存在する代表点Ｐを選択（抽出）する。次に、距離取得部１１３は、対象範囲ＡＲｄ内に存在する代表点Ｐ１の以外の代表点Ｐ（図示する、代表点Ｐ２～Ｐ７）までの代表点間距離ｄ（図示する、代表点間距離ｄ１～ｄ６）を取得する。距離取得部１１３は、例えば、撮像画像ＣＩに含まれるすべての代表点Ｐを代表点Ｐ１として同様の処理を行う。したがって、距離取得部１１３は、撮像画像ＣＩに撮像される細胞の代表点Ｐのそれぞれを代表点Ｐ１とした代表点間距離ｄ１～ｄ６を示す情報を、代表点Ｐ毎に取得し、細胞分布情報取得部１１４に供給する。
細胞分布情報取得部１１４は、距離取得部１１３によって取得された代表点間距離ｄと、判定距離ＤＤとに基づいて、細胞分布情報ＤＩ１を生成する。判定距離ＤＤとは、細胞が適度に成熟していると判定される場合の代表点間距離ｄである。細胞分布情報ＤＩ１は、代表点間距離ｄ１～ｄ６のうち、判定距離ＤＤ以下の代表点間距離ｄの数と、頻度（基準代表点の数、或いは基準細胞の数）とが互いに対応付けられた情報である。
以下、図５を参照して細胞分布情報取得部１１４の処理の詳細について説明する。図５は、第１の実施形態に係る細胞分布情報取得部１１４の処理を模式的に示す図である。図５に示される一例において、基準となる代表点Ｐが代表点Ｐ１である場合について説明する。図５に示される一例において、代表点Ｐ１から対象範囲ＡＲｄの範囲に存在する代表点Ｐ（図示する代表点Ｐ２～Ｐ７）であり、判定距離ＤＤが示す距離までの判定範囲ＡＲｇに存在する代表点Ｐは、代表点Ｐ４～Ｐ６の３つである。細胞分布情報取得部１１４は、撮像画像ＣＩに撮像される細胞の代表点Ｐのそれぞれについて代表点Ｐを中心とする対象範囲ＡＲｄ内に存在する他の代表点Ｐであり、かつ判定距離ＤＤ以下の代表点間距離ｄの代表点Ｐの数を算出し、当該数と、当該数の頻度とを互いに対応付けた細胞分布情報ＤＩ１を生成する。細胞分布情報取得部１１４は、生成した細胞分布情報ＤＩ１を態様判定部１１６に供給する。複数の細胞のうち、ある細胞の代表点Ｐを中心した対象範囲ＡＲｄに存在する他の対象物の代表点Ｐの個数は、「対象物の特徴」の一例である。
なお、上述では、細胞分布情報取得部１１４は、代表点Ｐ１から対象範囲ＡＲｄの範囲に存在する代表点Ｐを判定する処理を行わなくてもよい。図６は、第１の実施形態に係る細胞分布情報取得部１１４の処理の他の例を模式的に示す図である。この場合、細胞分布情報取得部１１４は、撮像画像ＣＩに撮像される細胞の代表点Ｐのそれぞれについて代表点Ｐを中心とする判定距離ＤＤ以下の代表点間距離ｄの代表点Ｐの数を算出し、当該数と、当該数の頻度とを互いに対応付けた細胞分布情報ＤＩ１を生成してもよい。
図７は、第１の実施形態に係る細胞分布情報ＤＩ１の一例を示す図である。図７示される一例では、細胞分布情報取得部１１４は、撮像画像ＣＩに撮像される３１７「個」の細胞の代表点Ｐについて、代表点Ｐ毎に取得された代表点間距離ｄ１～ｄ６と、判定距離ＤＤとに基づいて細胞分布情報ＤＩ１を生成する。図７に示される一例において、細胞分布情報ＤＩ１は、判定距離ＤＤが示す距離までの判定範囲ＡＲｇに存在する他の代表点Ｐの数が０「個」である細胞が５０「回」検出されたことを示し、判定距離ＤＤが示す距離までの判定範囲ＡＲｇに存在する他の代表点Ｐの数が１「個」である細胞が８０「回」検出され、判定距離ＤＤが示す距離までの判定範囲ＡＲｇに存在する他の代表点Ｐの数が２「個」である細胞が１００「回」検出され、判定距離ＤＤが示す距離までの判定範囲ＡＲｇに存在する他の代表点Ｐの数が３「個」である細胞が５０「回」検出され、判定距離ＤＤが示す距離までの判定範囲ＡＲｇに存在する他の代表点Ｐの数が４「個」である細胞が２５「回」検出され、判定距離ＤＤが示す距離までの判定範囲ＡＲｇに存在する他の代表点Ｐの数が５「個」である細胞が１０「回」検出され、判定距離ＤＤが示す距離までの判定範囲ＡＲｇに存在する他の代表点Ｐの数が６「個」である細胞が２「個」存在することを示す。
態様判定部１１６は、細胞分布情報取得部１１４によって生成された細胞分布情報ＤＩ１と、個数情報ＮＩ１とに基づいて、撮像画像ＣＩに撮像されている細胞の態様（例えば、成熟の程度）が良好であるか否かを判定する。個数情報ＮＩ１は、細胞が適度に成熟しているとされる場合に、基準となる代表点Ｐから判定距離ＤＤが示す距離までの範囲（以下、判定範囲ＡＲｇ）に、基準となる代表点Ｐ以外の代表点Ｐが存在する個数を示す情報である。ここで、細胞が適度に成熟したとされる場合、隣接する細胞が互いにハニカム構造状に配置される。ハニカム構造状に細胞（代表点Ｐ）が配置される場合にとり得る個数情報ＮＩ１は、６「個」である。したがって、判定範囲ＡＲｇに存在する代表点Ｐの数が個数情報ＮＩ１と合致する場合、細胞は適度に成熟していると判定される。
態様判定部１１６は、個数情報ＮＩ１が示す個数と、細胞分布情報ＤＩ１が示す最も高い頻度の個数とが合致する場合、細胞が成熟していると判定し、個数情報ＮＩ１が示す個数と、細胞分布情報ＤＩ１が示す最も高い頻度の個数とが合致しない場合、細胞が成熟していないと判定する。
なお、上述では、細胞分布情報ＤＩ１は、代表点間距離ｄ１～ｄ６のうち、判定距離ＤＤ以下の代表点間距離ｄの数と、頻度とが互いに対応付けられた情報である場合について説明したが、これに限られない。細胞分布情報ＤＩ１は、基準となる代表点Ｐ１を含んだ判定距離ＤＤ以下の代表点間距離ｄの数を示す情報であってもよい。
＜処理フロー＞
次に、図８を参照して判定装置１０が細胞の成熟度を判定する動作について説明する。図８は、第１の実施形態に係る判定装置１０の動作の一例を示す流れ図である。判定装置１０は、細胞が適度に成熟しているか否かを判定するための制御プログラムである判定Ｐｒｇ１０に基づいて、図８に示すステップＳ１００からステップＳ１７０までを実行する。
画像取得部１１１は、撮像装置２０から撮像画像ＣＩを取得し、代表点決定部１１２へ供給する（ステップＳ１００）。代表点決定部１１２は、画像取得部１１１から取得した撮像画像ＣＩに撮像された細胞の代表点Ｐを決定する（ステップＳ１１０）。距離取得部１１３は、代表点決定部１１２によって決定された代表点Ｐのうち、基準の代表点Ｐから対象範囲ＡＲｄ内に存在する他の代表点Ｐと、基準の代表点Ｐとの代表点間距離ｄを取得する（ステップＳ１２０）。細胞分布情報取得部１１４は、距離取得部１１３によって取得された代表点Ｐ毎の代表点間距離ｄに基づいて、細胞分布情報ＤＩ１を生成する（ステップＳ１３０）。態様判定部１１６は、細胞分布情報取得部１１４によって生成された細胞分布情報ＤＩ１と、個数情報ＮＩ１とに基づいて、細胞が成熟していると判定する（ステップＳ１５０）。態様判定部１１６は、例えば、個数情報ＮＩ１が示す個数と、細胞分布情報ＤＩ１が示す最も高い頻度の個数とが合致する場合（ステップＳ１５０；ＹＥＳ）、撮像画像ＣＩに撮像される細胞が成熟していると判定する（ステップＳ１６０）。また、態様判定部１１６は、個数情報ＮＩ１が示す個数と、細胞分布情報ＤＩ１が示す最も高い頻度の個数とが合致しない場合（ステップＳ１５０；ＮＯ）、撮像画像ＣＩに撮像される細胞が成熟していないと判定する（ステップＳ１７０）。
＜第１の実施形態のまとめ＞
以上説明したように、本実施形態の判定システム１は、判定装置１０と、撮像装置２０とを備え、培養される複数の細胞が撮像された画像（この一例では、撮像画像ＣＩ）に基づいて、複数の細胞の所定の領域における分布に関する分布情報（この一例では、細胞分布情報ＤＩ１）を取得する分布情報取得部（この一例では、細胞分布情報取得部１１４
）と、細胞分布情報取得部１１４によって取得された細胞分布情報ＤＩ１に基づいて、複数の細胞の培養状態を判定する判定部（この一例では、態様判定部１１６）と、を備え、細胞の態様（この一例では、成熟度）が良好であるか否かを判定し、細胞の成熟度の判定の精度を向上することができる。
また、本実施形態の判定システム１において、特徴取得部（この一例では、代表点決定部１１２、及び距離取得部１１３）は、撮像画像ＣＩに示される細胞のうち、ある細胞から所定の範囲（この一例では、対象範囲ＡＲｄ）に存在する他の細胞の特徴（この一例では、代表点間距離ｄ）を取得する。これにより、本実施形態の判定システム１は、ある細胞に対して代表点間距離ｄを取得するべき細胞を限定することができるため、細胞の成熟度の判定に係る処理の負荷を低減することができる。
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第１の実施形態では、判定装置１０が代表点間距離ｄに基づいて、細胞分布情報ＤＩを生成し、細胞の成熟度を判定する場合について説明した。第２の実施家形態では、判定装置１０ａが、基準となる代表点Ｐと、他の２つの代表点Ｐとをそれぞれ結んだ線分同士のなす角に基づいて細胞の成熟度を判定する場合について説明する。なお、上述した実施形態と同様の構成については、同一の符号をふして説明を省略する。
以下、図９を参照して、判定システム２の構成について説明する。図９は、第２の実施形態に係る判定システム２の構成の一例を示す図である。判定システム２は、判定装置１０ａと、撮像装置２０とを備える。
判定装置１０ａは、制御部１１０ａと、記憶部８００ａとを備える。制御部１１０ａは、制御部１１０が備える構成に代えて（或いは、加えて）、画像取得部１１１と、代表点決定部１１２と、細胞分布情報取得部１１４と、態様判定部１１６と、角度取得部１２０とをその機能部として実現する。記憶部８００ａには、例えば、算出距離ＣＤを示す情報と、判定角度ＤＡを示す情報と、個数情報ＮＩ１が記憶される。判定角度ＤＡの詳細については、後述する。
角度取得部１２０は、代表点決定部１１２によって決定された複数の細胞毎の代表点Ｐを示す情報を取得する。角度取得部１２０は、撮像画像ＣＩに含まれる、ある１つの代表点Ｐを基準とし、基準となる代表点Ｐから算出距離ＣＤが示す距離までの範囲に存在する他の代表点Ｐであって、基準となる代表点Ｐを中心とする鉛直軸まわりに隣り合う、２つの他の対象物の代表点Ｐと、ある代表点Ｐとをそれぞれ結ぶ線分同士のなす角度（以下、代表点角度ａｇ）を取得する。
以下、図１０を参照して角度取得部１２０が算出する代表点角度ａｇの詳細について説明する。図１０は、第２の実施形態に係る代表点角度ａｇの一例を模式的に示す図である。図１０に示される通り、撮像画像ＣＩに含まれる代表点Ｐのうち、基準となる代表点Ｐが代表点Ｐ１である場合について説明する。角度取得部１２０は、代表点Ｐ１と、代表点Ｐ１から算出距離ＣＤが示す距離までの対象範囲ＡＲｄに存在する他の代表点Ｐ（図示する代表点Ｐ２～Ｐ７）について、代表点Ｐ１と、代表点Ｐ１を中心とする鉛直軸まわりに隣り合う他の代表点Ｐとをそれぞれ結ぶ線分同士のなす角を取得する。
角度取得部１２０は、代表点Ｐ１と代表点Ｐ２とを結ぶ線分と、代表点Ｐ１と代表点Ｐ３とを結ぶ線分とがなす角度（図示する代表点角度ａｇ１）を取得し、代表点Ｐ１と代表点Ｐ３とを結ぶ線分と、代表点Ｐ１と代表点Ｐ４とを結ぶ線分とのなす角度（図示する代表点角度ａｇ２）を取得し、代表点Ｐ１と代表点Ｐ４とを結ぶ線分と、代表点Ｐ１と代表点Ｐ５とを結ぶ線分とのなす角度（図示する代表点角度ａｇ３）を取得し、代表点Ｐ１と代表点Ｐ５とを結ぶ線分と、代表点Ｐ１と代表点Ｐ６とを結ぶ線分とのなす角度（図示する代表点角度ａｇ４）を取得し、代表点Ｐ１と代表点Ｐ６とを結ぶ線分と、代表点Ｐ１と代表点Ｐ７とを結ぶ線分とのなす角度（図示する代表点角度ａｇ５）を取得し、代表点Ｐ１と代表点Ｐ７とを結ぶ線分と、代表点Ｐ１と代表点Ｐ２とを結ぶ線分とのなす角度（図示する代表点角度ａｇ６）を取得する。角度取得部１２０は、例えば、撮像画像ＣＩに含まれるすべての代表点Ｐを代表点Ｐ１として同様の処理を行う。したがって、角度取得部１２０は、撮像画像ＣＩに撮像される細胞の代表点Ｐのそれぞれを代表点Ｐ１とした代表点角度ａｇ１～ａｇ６を示す情報を、代表点Ｐ毎に取得し、細胞分布情報取得部１１４に供給する。
複数の細胞のうち、ある細胞の代表点Ｐ１を中心した対象範囲ＡＲｄに存在する他の対象物の代表点Ｐ２～Ｐ７について、代表点Ｐ１と、代表点Ｐ１を中心とする鉛直軸まわりに隣り合う他の代表点Ｐ２～Ｐ７とをそれぞれ結ぶ線分同士のなす角（つまり、代表点角度ａｇ）は、「対象物の特徴」の一例である。
細胞分布情報取得部１１４は、角度取得部１２０が取得する代表点角度ａｇを取得する。細胞分布情報取得部１１４は、代表点角度ａｇと、判定角度ＤＡとに基づいて、細胞分布情報ＤＩ２を生成する。判定角度ＤＡとは、細胞が適度に成熟していると判定される場合の代表点角度ａｇである。細胞分布情報ＤＩ２とは、代表点角度ａｇ１～ａｇ６のうち、判定角度ＤＡと合致する代表点角度ａｇの個数、或いは判定角度ＤＡと±５度の代表点角度ａｇの個数と、頻度とが互いに対応付けられた情報である。細胞分布情報取得部１１４が細胞分布情報ＤＩ２を生成する処理については、細胞分布情報取得部１１４が細胞分布情報ＤＩ１を生成する処理と同様であるため、説明を省略する。
上述したように、細胞が適度に成熟したとされる場合、隣接する細胞が互いにハニカム構造状に配置される。ハニカム構造状に細胞（代表点Ｐ）が配置される場合にとり得る判定角度ＤＡは、６０度である。したがって、代表点角度ａｇが、判定角度ＤＡと合致、或いは判定角度ＤＡと近似する場合、細胞は適度に成熟していると判定される。
態様判定部１１６は、個数情報ＮＩ１が示す個数（つまり、６［個］）と、細胞分布情報ＤＩ２が示す最も高い頻度の個数とが合致する場合、細胞が成熟していると判定し、個数情報ＮＩ１が示す個数と、細胞分布情報ＤＩ２が示す最も高い頻度の個数とが合致しない場合、細胞が成熟していないと判定する。
＜処理フロー＞
次に、図１１を参照して判定装置１０ａが細胞の成熟度を判定する動作について説明する。図１１は、第２の実施形態に係る判定装置１０ａの動作の一例を示す流れ図である。判定装置１０ａは、細胞が適度に成熟しているか否かを判定するための制御プログラムである判定Ｐｒｇ１０ａに基づいて、図１１に示すステップＳ１００からステップＳ２１０までを実行する。また、図１１に示される、ステップＳ１００～Ｓ１７０の処理については、図８の同じステップ番号の処理と同様であるため、説明を省略する。
判定Ｐｒｇ１０ａは、判定Ｐｒｇ１０において実行されるステップＳ１２０に代えて（或いは、加えて）、ステップＳ２００を実行し、ステップＳ１３０に代えて（或いは、加えて）、ステップＳ２１０を実行する。具体的には、角度取得部１２０は、撮像画像ＣＩに含まれる、ある１つの代表点Ｐを基準とし、基準となる代表点Ｐから算出距離ＣＤが示す距離までの範囲に存在する他の代表点Ｐであって、基準となる代表点Ｐを中心とする鉛直軸まわりに隣り合う、２つの他の対象物の代表点Ｐと、ある代表点Ｐとをそれぞれ結ぶ線分同士のなす角度である代表点角度ａｇを取得する（ステップＳ２００）。細胞分布情報取得部１１４は、角度取得部１２０によって取得された代表点Ｐ毎の代表点角度ａｇに基づいて、細胞分布情報ＤＩ２を生成する（ステップＳ２１０）。
＜第２の実施形態のまとめ＞
以上説明したように、本実施形態の判定システム２において、細胞分布情報ＤＩ２は、撮像画像ＣＩにおいて、ある細胞の代表点Ｐを中心とする鉛直軸まわりに隣り合う、２つの他の細胞の代表点Ｐと、ある細胞の代表点Ｐとをそれぞれ結ぶ線分同士のなす角度（この一例では、代表点角度ａｇ）に基づいて取得され、細胞の態様（この一例では、細胞の成熟度）が良好であるか否かを判定し、細胞の成熟度の判定の精度を向上することができる。
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。第１の実施形態、及び第２の実施形態では、ある細胞の代表点Ｐ１を中心とする対象範囲ＡＲｄに存在する細胞を対象に、細胞が成熟しているか否かを判定する場合について説明した。以下、第３の実施形態および第４の実施形態では、撮像画像ＣＩに撮像される細胞の大きさに関する情報に基づいて、細胞が成熟しているか否かを判定する場合について説明する。第３の実施形態では、撮像画像ＣＩに撮像される細胞の面積に基づいて、細胞が成熟しているか否かを判定する場合について説明する。なお、上述した実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
図１２は、第３の実施形態に係る判定システム３構成の一例を示す図である。判定システム３は、判定装置１０ｂと、撮像装置２０とを備える。
判定装置１０ｂは、制御部１１０ｂと、記憶部８００ｂとを備える。記憶部８００ｂには、記憶部８００、及び記憶部８００ａに記憶される情報に代えて（或いは、加えて）基準面積情報ＳＩが予め記憶される。基準面積情報ＳＩの詳細については、後述する。制御部１１０ｂは、制御部１１０や制御部１１０ａが備える構成に代えて（或いは、加えて）画像取得部１１１と、細胞サイズ情報取得部１１４ａと、態様判定部１１６と、面積取得部１３０とをその機能部として実現する。面積取得部１３０は、撮像画像ＣＩに撮像される細胞の面積を取得する。
図１３は、第３の実施形態に係る面積取得部１３０の処理を模式的に示す図である。面積取得部１３０は、例えば、撮像画像ＣＩに平滑化処理やモロフォルジーフィルタ処理を行うことにより、撮像画像ＣＩに撮像される複数の細胞の領域と、細胞以外の領域とを識別する。次に、面積取得部１３０は、識別された複数の細胞の領域に基づいて、複数の細胞の面積を、細胞毎に取得する。複数の細胞の面積は、「対象物の特徴」の一例である。
図１４は、第３の実施形態に係る細胞サイズ情報ＤＩ３の一例を示す図である。細胞サイズ情報取得部１１４ａは、面積取得部１３０によって取得された細胞毎の細胞の面積に基づいて、細胞サイズ情報ＤＩ３を生成する。細胞サイズ情報ＤＩ３は、細胞の面積と、撮像画像ＣＩに含まれる当該面積の細胞の数（頻度）とが互いに対応付けられた情報である。
図１２に戻り、態様判定部１１６は、細胞サイズ情報取得部１１４ａによって生成された細胞サイズ情報ＤＩ３と、基準面積情報ＳＩとに基づいて、細胞の成熟度が良好であるか否かを判定する。基準面積情報ＳＩは、細胞が適度に成熟しているとされる場合の細胞の面積（以下、基準面積）を示す情報である。
図１５は、第３の実施形態に係る態様判定部１１６の判定処理の一例を模式的に示す図である。態様判定部１１６は、例えば、撮像画像ＣＩに撮像されるすべての細胞（つまり、細胞サイズ情報ＤＩ３が示す頻度の総数）のうち、基準面積情報ＳＩによって示される基準面積未満の面積を有する細胞（の頻度）が占める割合が、所定の割合以上（例えば、９０％以上）である場合、細胞が成熟していると判定し、当該割合が所定の割合未満である場合、細胞が成熟していないと判定する。
＜処理フロー＞
次に、図１６を参照して判定装置１０ｂが細胞の成熟度を判定する動作について説明する。図１６は、第３の実施形態に係る判定装置１０ｂの動作の一例を示す流れ図である。判定装置１０ｂは、細胞が適度に成熟しているか否かを判定するための制御プログラムである判定Ｐｒｇ１０ｂに基づいて、図１６に示すステップＳ３１０からステップＳ３２０までを実行する。
画像取得部１１１は、撮像装置２０から撮像画像ＣＩを取得し、代表点決定部１１２へ供給する（ステップＳ３１０）。面積取得部１３０は、画像取得部１１１によって取得された撮像画像ＣＩに基づいて、撮像画像ＣＩに撮像される複数の細胞の面積を、細胞毎に取得する（ステップＳ３１２）。細胞サイズ情報取得部１１４ａは、面積取得部１３０によって取得された細胞の面積に基づいて、細胞サイズ情報ＤＩ３を生成する（ステップＳ３１４）。
態様判定部１１６は、細胞サイズ情報取得部１１４ａによって生成された細胞サイズ情報ＤＩ３に基づいて、撮像画像ＣＩに撮像されるすべての細胞のうち、基準面積情報ＳＩによって示される基準面積未満の面積を有する細胞が占める割合が、所定の割合以上（図示する９０％以上）であるか否かを判定する（ステップＳ３１６）。態様判定部１１６は、撮像画像ＣＩに撮像されるすべての細胞のうち、基準面積未満の面積を有する細胞の数が占める割合が、所定の割合以上である場合（ステップＳ３１６；ＹＥＳ）、細胞が成熟していると判定する（ステップＳ３１８）。態様判定部１１６は、撮像画像ＣＩに撮像されるすべての細胞のうち、基準面積未満の面積を有する細胞の数が占める割合が、所定の割合未満である場合（ステップＳ３１６；ＮＯ）、細胞が成熟していない判定する（ステップＳ３２０）。
＜第３の実施形態のまとめ＞
以上説明したように、本実施形態の判定システム３において、複数の対象物（この一例では、細胞）の特徴には、複数の細胞の面積が含まれ、態様判定部１１６は、特徴取得部（この一例では、面積取得部１３０）によって取得された細胞毎の細胞の面積と、所定の面積（この一例では、基準面積情報ＳＩ）とに基づいて、細胞の態様が良好であるか否かを判定し、細胞の成熟度の判定の精度を向上することができる。
なお、上述では、態様判定部１１６は、基準面積情報ＳＩに基づいて、細胞の成熟度が良好であるか否かを判定する場合について説明したが、これに限られない。態様判定部１１６は、基準面積情報ＳＩに代えて、基準平均面積情報ＡＳＩに基づいて、細胞の成熟度が良好であるか否かを判定する構成であってもよい。基準平均面積情報ＡＳＩは、細胞が適度に成熟しているとされる場合の細胞の面積の平均（以下、基準平均面積）を示す情報である。
図１７は、第３の実施形態に係る態様判定部１１６の判定処理の他の例を模式的に示す図である。態様判定部１１６は、例えば、撮像画像ＣＩに撮像されるすべての細胞の面積の平均が、基準平均面積情報ＡＳＩによって示される基準平均面積と一致、基準平均面積と合致、或いは基準平均面積以下である場合、細胞が成熟していると判定し、細胞の面積の平均が、基準平均面積情報ＡＳＩによって示される基準平均面積と一致していない場合、合致していない場合、或いは基準面積より大きい場合、細胞が成熟していないと判定する。なお、基準平均面積情報ＡＳＩは、細胞が適度に成熟しているとされる場合の細胞の面積の平均に代えて、当該細胞の面積の中央値であってもよい。
［第４の実施形態］
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。第３の実施形態では、撮像画像ＣＩに撮像される細胞の面積に基づいて、細胞が成熟しているか否かを判定する場合について説明した。第４の実施形態では、撮像画像ＣＩに撮像される細胞の大きさに関する情報を、面積に替えて細胞の数に基づいて判断する。なお、上述した実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
図１８は、第４の実施形態に係る判定システム４の構成の一例を示す図である。判定システム４は、判定装置１０ｃと、撮像装置２０とを備える。
判定装置１０ｃは、制御部１１０ｃと、記憶部８００ｃとを備える。記憶部８００ｃには、記憶部８００、記憶部８００ａ、及び記憶部８００ｂに記憶される情報に代えて（或いは、加えて）、上述した判定範囲ＡＲｇを示す情報と、個数情報ＮＩ２とが予め記憶される。個数情報ＮＩ２は、細胞が適度に成熟しているとされる場合に、判定範囲ＡＲｇに、存在する細胞の個数（つまり、７個）を示す情報である。制御部１１０ｃは、制御部１１０、制御部１１０ａ、或いは制御部１１０ｂが備える構成に代えて（或いは、加えて）、画像取得部１１１と、細胞サイズ情報取得部１１４ａと、態様判定部１１６と、個数取得部１４０とをその機能部として実現する。
図１９は、第４の実施形態に係る個数取得部１４０の処理を模式的に示す図である。個数取得部１４０は、例えば、撮像画像ＣＩに平滑化処理やモロフォルジーフィルタ処理を行うことにより、撮像画像ＣＩに撮像される複数の細胞の領域と、細胞以外の領域とを識別する。次に、個数取得部１４０は、識別された複数の細胞の領域に基づいて、細胞の個数を、判定範囲ＡＲｇ毎に取得する。図１９に示される通り、個数取得部１４０は、判定範囲ＡＲｇに一部分が存在する細胞は、判定範囲ＡＲｇに存在する細胞として計上しない。なお、判定範囲ＡＲｇの形状は、円形であってもよく、他の形状であってもよい。判定範囲ＡＲｇに存在する細胞の個数は、「対象物の特徴」の一例である。
細胞サイズ情報取得部１１４ａは、個数取得部１４０によって取得された判定範囲ＡＲｇに存在する細胞の数に基づいて、細胞サイズ情報ＤＩ４を生成する。細胞サイズ情報ＤＩ４は、判定範囲ＡＲｇに存在する細胞の数と、当該数の判定範囲ＡＲｇの頻度とが互いに対応付けられた情報である。
態様判定部１１６は、細胞サイズ情報ＤＩ４と、個数情報ＮＩ２とに基づいて、細胞が適度に成熟しているか否かを判定する。上述したように、細胞が適度に成熟しているとされる場合に、判定範囲ＡＲｇに存在する細胞の数（つまり、７個）は、個数情報ＮＩ２によって示される。態様判定部１１６は、個数情報ＮＩ２が示す個数と、細胞サイズ情報ＤＩ４が示す最も高い頻度の個数とが合致する場合、或いは細胞サイズ情報ＤＩ４が示す最も高い頻度の個数が個数情報ＮＩ２が示す個数以上の場合、細胞が成熟していると判定し、個数情報ＮＩ２が示す個数と、細胞サイズ情報ＤＩ４が示す最も高い頻度の個数とが合致しない場合、或いは細胞サイズ情報ＤＩ４が示す最も高い頻度の個数が個数情報ＮＩ２が示す個数より少ない場合、細胞が成熟していないと判定する。
＜第４の実施形態のまとめ＞
以上説明したように、本実施形態の判定システム４おいて、複数の対象物（この一例では、細胞）の特徴には、所定の範囲（この一例では、判定範囲ＡＲｇ）に存在する細胞の個数が含まれ、態様判定部１１６は、特徴取得部（この一例では、個数取得部１４０）によって取得された個数と、所定の個数（この一例では、個数情報ＮＩ２）とに基づいて、細胞の態様が良好であるか否かを判定する。
なお、上述では、個数取得部１４０が判定範囲ＡＲｇに基づいて、細胞の個数を取得する場合につい説明したが、これに限られない。個数取得部１４０は、判定範囲ＡＲｇ以外の所定の範囲に基づいて、細胞の個数を取得してもよい。この場合、この所定の範囲は、撮像画像ＣＩの画角に関わらず、常に一定の範囲を示す範囲であることが求められる。
［変形例１：細胞の継時変化］
以下、上述した実施形態に係る変形例１について説明する。上述した実施形態では、被検体Ｓについて撮像された、ある１つの撮像画像ＣＩに基づいて、細胞が成熟しているか否かを判定する場合について説明した。変形例１では、被検体Ｓについて継時的に撮像された複数の撮像画像ＣＩに基づいて、細胞が成熟しているか否かを判定する場合について説明する。
図２０は、細胞分布情報ＤＩ１の継時変化の一例を示す図である。この一例において、撮像装置２０は、例えば、所定の時間間隔において、被検体Ｓを撮像し、撮像画像ＣＩを生成する。判定装置１０は、所定の時間間隔において生成された複数の撮像画像ＣＩに基づいて、細胞分布情報ＤＩ１を生成し、細胞が成熟しているか否かを判定する。図２０に示される一例において、細胞分布情報ＤＩ１－１は、ある時刻ｔ１において撮像された撮像画像ＣＩに基づいて生成された細胞分布情報ＤＩ１である。細胞分布情報ＤＩ１－２は、時刻ｔ１から所定の時間が経過した後に撮像された撮像画像ＣＩに基づいて生成された細胞分布情報ＤＩ１である。細胞分布情報ＤＩ１－３は、時刻ｔ２から所定の時間が経過した後に撮像された撮像画像ＣＩに基づいて生成された細胞分布情報ＤＩ１である。
態様判定部１１６は、例えば、各細胞分布情報ＤＩ１に示される頻度の推移を比較する。態様判定部１１６は、細胞分布情報ＤＩ１に示される頻度が所定の推移である場合、細胞が成熟していると判定する。所定の推移とは、例えば、時刻ｔ１では、判定範囲ＡＲｇ内の代表点Ｐ１以外の他の代表点Ｐの数は、０「個」～２「個」である割合が高く、時刻ｔ２では、判定範囲ＡＲｇ内の代表点Ｐ１以外の他の代表点Ｐの数が２「個」～３「個」である割合が高く、時刻ｔ３では、判定範囲ＡＲｇ内の代表点Ｐ以外の他の代表点Ｐの数が４「個」～６「個」である割合が高くなる推移である。態様判定部１１６は、細胞分布情報ＤＩ１が示す頻度がこのような推移を示す場合、細胞が成熟していると判定する。また、態様判定部１１６は、細胞分布情報ＤＩ１が示す頻度がこのような推移を示さない場合、細胞が成熟していない（つまり、細胞が未熟である）と判定する。
なお、上述した所定の推移は、一例であって、これに限られない。また、上述では、細胞分布情報ＤＩ１を一例に説明したが、態様判定部１１６は、他の情報（細胞分布情報ＤＩ２、或いは細胞サイズ情報ＤＩ３～ＤＩ４）についても同様に、頻度の推移が所定の推移であるか否かに基づいて、細胞が成熟しているか否かを判定してもよい。
［変形例２：判定基準の組み合わせ］
以下、上述した実施形態に係る変形例２について説明する。上述した実施形態では、被検体Ｓについて撮像された、ある１つの撮像画像ＣＩに基づいて、細胞が成熟しているか否かを判定する場合について説明した。変形例２では、細胞が成熟しているか否かを判定する指標を選択する場合について説明する。
図２１は、変形例２に係る判定システム５の構成の一例を示す図である。判定システム５は、判定装置１０ｄと、撮像装置２０とを備える。
判定装置１０ｄは、制御部１１０ｄと、記憶部８００ｄと、操作部６００と、表示部７００とを備える。操作部６００は、例えば、ユーザからの操作入力を受け付けるキーボード、タッチパッド、マウス等の入力装置である。表示部７００は、例えば、液晶ディスプレイパネル、プラズマディスプレイパネル、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイパネル等の表示装置である。
制御部１１０ｄは、制御部１１０、及び１１０ａ～１１０ｃが備える各機能部のうち、画像取得部１１１と、細胞分布情報取得部１１４と、細胞サイズ情報取得部１１４ａと、選択され得る指標に対応する機能部（距離取得部１１３、代表点決定部１１２、角度取得部１２０、面積取得部１３０、及び個数取得部１４０のうち少なくともいずれか１つと）と、態様判定部１１６と、取得部１５０と、表示制御部１６０とを備える。表示制御部１６０は、記憶部８００ｄに予め記憶されたグラフィカルユーザインタフェース（Graphical User Interface:以下、ＧＵＩ）画像を操作部６００に表示させる。
図２２は、ＧＵＩ画像の一例を示す図である。ＧＵＩ画像には、複数の撮像画像ＣＩ（図示する撮像画像ＣＩａ～ＣＩｅ）一覧が表示される領域と、選択画像が表示される領域と、指標一覧が表示される領域とが含まれる。画像一覧が表示される領域には、撮像装置２０が過去に撮像した撮像画像ＣＩや、撮像装置２０がある被検体Ｓを所定の時間間隔において撮像した撮像画像ＣＩ等が含まれる。これらの撮像画像ＣＩは、例えば、記憶部８００ｄに記憶されており、表示制御部１６０は、記憶部８００ｄに記憶される撮像画像ＣＩを表示部７００に表示させる。取得部１５０は、操作部６００によって受け付けられた操作を取得する。表示制御部１６０は、取得部１５０によって取得された「撮像画像ＣＩを選択する操作」に基づいて、選択画像が表示される領域に、選択された撮像画像ＣＩを表示させる。
指標一覧が表示される領域には、分析対象の撮像画像ＣＩが１つの画像であるか（つまり、単一画像であるか）複数の画像であるかを選択するチェックボックスが示される。このチェックボックスによって単一画像が選択される場合、判定システム５は、ある１つの撮像画像ＣＩに基づいて、細胞が成熟しているか否かを判定する。また、このチェックボックスによって複数画像が選択される場合、判定システム５は、複数の撮像画像ＣＩに基づいて、細胞が成熟しているか否かを判定する。
指標一覧が表示される領域には、単一、又は複数の撮像画像ＣＩによって細胞が成熟しているか否かを判定する際に用いられる指標の選択肢を示す「代表点間距離」、「代表点角度」、「細胞面積」、及び「細胞数」のチェックボックスが示される。判定システム５は、このチェックボックスによって選択された指標によって撮像画像ＣＩを分析し、細胞が成熟しているか否かを判定する。また、判定システム５は、ヒストグラム（例えば、細胞分布情報ＤＩ１～ＤＩ２、細胞サイズ情報ＤＩ３～ＤＩ４）を出力する。なお、これらの指標は一例であって、これに限られず、「代表点間距離」、「代表点角度」、「細胞面積」、及び「細胞数」のうち、少なくともいずれか１つがチェックボックスとして示される構成であってもよい。
また、指標一覧が表示される領域には、「時系列分析」のチェックボックスが示される。「時系列分析」のチェックボックスがチェックされた場合、判定システム５は時系列画像に基づいて、細胞が成熟しているか否かを判定する。また、判定システム５は、撮像画像ＣＩを時系列分析した結果を出力する。
図２３は、図２２のＧＵＩによって実行された処理の結果画像の一例を示す図である。具体的には、図２３は、図２２のＧＵＩによって「撮像画像ＣＩａ」と、「撮像画像ＣＩｂ」と、「複数画像」と、「時系列分析」と、「代表点間距離」とが選択された場合の結果画像の一例を示す図である。結果画像には、例えば、あるタイミング（図示では、１～４週目）における代表点間距離ｄに基づいて生成された細胞分布情報ＤＩの平均頻度（または最も高い頻度）と、当該タイミングとがタイミング毎に互いに対応付けられたグラフが示される。また、結果画像には、例えば、所定のタイミングにおける細胞分布情報ＤＩ（ヒストグラム）を示す画像を重畳して示した画像が含まれる。
なお、「代表点間距離」、「代表点角度」、「細胞面積」、及び「細胞数」のチェックボックスのうち、複数のチェックボックスが選択される場合、判定システム５は、複数のチェックボックスによって選択された指標のそれぞれに基づいて、細胞が成熟しているか否かを判定し、それぞれの結果毎に図２３に示す結果画像を生成する。この場合、判定システム５は、選択された複数の指標のうち、少なくとも１つの指標に基づいて、細胞が成熟されたと判定された場合、細胞が成熟していると判定する。なお、判定システム５は、複数の指標のうち、全ての指標に基づく判定結果が、細胞が成熟された判定結果を示す場合、細胞が成熟していると判定する。
また、取得部１５０は、指標一覧が表示される領域に示される「複数画像」と、「時系列分析」と、「代表点間距離」との表示を操作部６００によって指定する操作を取得する。制御部１１０ｄは、取得部１５０によって取得された操作によって示される指標に基づいて、撮像画像ＣＩに撮像される細胞の特徴を取得し、細胞が成熟しているか否かを判定する。
なお、ここでは撮像装置２０が撮像する対象物が被検体Ｓである場合について説明したが、これに限られない。撮像装置２０が撮像する対象物は、密に充填されるものであって、その充填状態が判定されるものであればよい。例えば、対象物は、六方最密充填構造である物質であってもよいし、ハニカム構造であってもよい。
また、ここでは撮像部２１０が被検体Ｓの一部が含まれる場合について説明したが、これに限られない。撮像部２１０は、被検体Ｓの全体を撮像してもよい。また、ここでは撮像部２１０が撮像する撮像画像ＣＩには、細胞が複数含まれる場合について説明したが、これに限られない。撮像部２１０が撮像する撮像画像ＣＩに含まれる細胞は１つでもよい。
また、ここでは代表点決定部１１２が、撮像画像ＣＩをピーク検出処理によって解析する場合について説明したが、これに限られない。代表点決定部１１２は、撮像画像ＣＩをコントラスト処理によって解析してもよいし、ノイズ除去によって解析してもよい。また、ここでは代表点Ｐが、撮像画像ＣＩに含まれる細胞の重心である場合について説明したが、これに限られない。代表点Ｐは、撮像画像ＣＩに含まれる細胞の核を示す点であってもよい。
以上、本発明を実施するための形態について、いくつかの実施形態、及び変形例を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
１、２、３、４、５…判定システム、１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ…判定装置、２０…撮像装置、１１０、１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ…制御部、１１１…画像取得部、１１２…代表点決定部、１１３…距離取得部、１１４…細胞分布情報取得部、１１４ａ…細胞サイズ情報取得部、１１６…態様判定部、１２０…角度取得部、１３０…面積取得部、１４０…個数取得部、１５０…取得部、１６０…表示制御部、２１０…撮像部、２２０…送信部、６００…操作部、７００…表示部、８００、８００ａ、８００ｂ、８００ｃ、８００ｄ…記憶部、ＡＲｄ…対象範囲、ＡＲｇ…判定範囲、ＡＳＩ…基準平均面積情報、ＣＤ…算出距離、ＣＩ、ＣＩａ、ＣＩｂ、ＣＩｃ、ＣＩｄ、ＣＩｅ…撮像画像、ＤＡ…判定角度、ＤＤ…判定距離、ＤＩ、ＤＩ１、ＤＩ１－１、ＤＩ１－２、ＤＩ１－３、ＤＩ２…細胞分布情報、ＤＩ３、ＤＩ４…細胞サイズ情報、ＮＩ１、ＮＩ２…個数情報、Ｐ、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７…代表点、ＳＩ…基準面積情報

Claims (10)

  1. 培養される複数の細胞が撮像された画像に基づいて、前記細胞の成熟程度を示す特徴を取得する特徴取得工程と、
    前記特徴と前記特徴の判定基準とに基づき前記画像内において前記特徴を示す細胞が検出された個数と、前記個数の頻度とを互いに対応付けた前記細胞の分布情報を取得する分布情報取得工程と、
    前記細胞が成熟しているとされる前記特徴を示す前記細胞の個数と、前記分布情報が示す頻度の数とに基づいて、前記複数の細胞の培養状態を判定する判定工程と、
    を備え、
    前記特徴取得工程は、
    前記複数の細胞について各細胞の代表点を設定する代表点決定工程と、
    前記代表点決定工程により設定された複数の細胞毎の代表点から、基準代表点を決定する工程と、
    前記基準代表点と、その他の細胞の代表点との、２つの代表点間の距離を代表点間距離として前記各細胞の特徴を取得する工程とを含み、
    前記分布情報取得工程は、前記特徴である前記代表点間距離のうち、所定の判定距離内に存在する前記他の細胞の個数に基づいて前記分布情報が取得される、
    画像解析方法。
  2. 培養される複数の細胞が撮像された画像に基づいて、前記細胞の個数を、前記細胞の成熟程度を示す特徴として取得する特徴取得工程と、
    前記特徴と前記特徴の判定基準とに基づき前記画像内において前記細胞が検出された個数と、前記個数の頻度とを互いに対応付けた前記細胞の分布情報を取得する分布情報取得工程と、
    前記細胞が成熟しているとされる前記細胞の個数と、前記分布情報が示す頻度の数とに基づいて、前記複数の細胞の培養状態を判定する判定工程と、
    を備え、
    前記特徴取得工程は、
    前記画像に基づいて、前記複数の細胞の領域と前記細胞以外の領域とを識別し、識別された前記複数の細胞の領域に基づいて、判定範囲内にある細胞の個数を取得する工程を含み、
    前記分布情報取得工程は、前記判定範囲内にある細胞の個数に基づいて前記分布情報が取得される、
    画像解析方法。
  3. 培養される複数の細胞が撮像された画像に基づいて、前記細胞の成熟程度を示す特徴を取得する特徴取得工程と、
    前記特徴と前記特徴の判定基準とに基づき前記画像内において前記特徴を示す細胞が検出された個数と、前記個数の頻度とを互いに対応付けた前記細胞の分布情報を取得する分布情報取得工程と、
    前記細胞が成熟しているとされる前記特徴を示す前記細胞の個数と、前記分布情報が示す頻度の数とに基づいて、前記複数の細胞の培養状態を判定する判定工程と、
    を備え、
    前記特徴取得工程は、
    前記複数の細胞について各細胞の代表点を設定する代表点決定工程と、
    前記代表点決定工程により設定された複数の細胞毎の代表点から、基準代表点を決定する工程と、
    前記基準代表点と、２つのその他の細胞のそれぞれの代表点とをそれぞれ結ぶ線分同士のなす角度を代表点角度として前記各細胞の特徴を取得する工程とを含み、
    前記分布情報取得工程は、前記特徴である、前記代表点角度と判定角度とに基づいて前記分布情報が取得される、
    画像解析方法。
  4. 前記判定工程は、成熟しているとされる前記特徴を示す前記細胞の個数と、前記分布情報の示す前記細胞が検出された最大の頻度の数とに基づいて前記複数の細胞の培養状態を判定する
    請求項１に記載の画像解析方法。
  5. 前記分布情報は、前記特徴である、前記複数の細胞のうち、ある細胞の代表点を中心とする所定の判定範囲に存在する他の細胞の代表点の個数に基づいて取得される、
    請求項１に記載の画像解析方法。
  6. ユーザの操作を受け付ける受付工程と、
    表示装置の表示を制御する表示制御工程と、を更に備え、
    前記分布情報取得工程は、
    前記受付工程によって受け付けられた前記ユーザの操作によって指定された前記分布情報を取得し、
    前記表示制御工程は、
    前記分布情報を取得する際に用いられる画像、又は前記判定工程の判定結果を示す画像のうち、少なくとも１つを前記表示装置に表示させる、
    請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の画像解析方法。
  7. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の画像解析方法により制御される装置と、
    前記細胞を撮像することにより、前記画像を生成する撮像部と
    を備えるシステム。
  8. コンピュータに、
    培養される複数の細胞が撮像された画像に基づいて、前記細胞の成熟程度を示す特徴を取得する特徴取得ステップと、
    前記特徴と前記特徴の判定基準とに基づき前記画像内において前記特徴を示す細胞が検出された個数と、前記個数の頻度とを互いに対応付けた前記細胞の分布情報を取得する分布情報取得ステップと、
    前記細胞が成熟しているとされる前記特徴を示す前記細胞の個数と、前記分布情報が示す頻度の数とに基づいて、前記複数の細胞の培養状態を判定する判定ステップと、
    を実行させるためのプログラムであって、
    前記特徴取得ステップは、
    前記複数の細胞について各細胞の代表点を設定する代表点決定ステップと、
    前記代表点決定ステップにより設定された複数の細胞毎の代表点から、基準代表点を決定するステップと、
    前記基準代表点と、その他の細胞の代表点との、２つの代表点間の距離を代表点間距離として前記各細胞の特徴を取得するステップとを含み、
    前記分布情報取得ステップは、前記特徴である前記代表点間距離のうち、所定の判定距離内に存在する前記他の細胞の個数に基づいて前記分布情報が取得される、
    プログラム。
  9. コンピュータに、
    培養される複数の細胞が撮像された画像に基づいて、前記細胞の個数を、前記細胞の成熟程度を示す特徴として取得する特徴取得ステップと、
    前記特徴と前記特徴の判定基準とに基づき前記画像内において前記細胞が検出された個数と、前記個数の頻度とを互いに対応付けた前記細胞の分布情報を取得する分布情報取得ステップと、
    前記細胞が成熟しているとされる前記細胞の個数と、前記分布情報が示す頻度の数とに基づいて、前記複数の細胞の培養状態を判定する判定ステップと、
    を実行させるためのプログラムであって、
    前記特徴取得ステップは、
    前記画像に基づいて、前記複数の細胞の領域と前記細胞以外の領域とを識別し、識別された前記複数の細胞の領域に基づいて、判定範囲内にある細胞の個数を取得するステップを含み、
    前記分布情報取得ステップは、前記判定範囲内にある細胞の個数に基づいて前記分布情報が取得される、
    プログラム。
  10. コンピュータに、
    培養される複数の細胞が撮像された画像に基づいて、前記細胞の成熟程度を示す特徴を取得する特徴取得ステップと、
    前記特徴と前記特徴の判定基準とに基づき前記画像内において前記特徴を示す細胞が検出された個数と、前記個数の頻度とを互いに対応付けた前記細胞の分布情報を取得する分布情報取得ステップと、
    前記細胞が成熟しているとされる前記特徴を示す前記細胞の個数と、前記分布情報が示す頻度の数とに基づいて、前記複数の細胞の培養状態を判定する判定ステップと、
    を実行させるためのプログラムであって、
    前記特徴取得ステップは、
    前記複数の細胞について各細胞の代表点を設定する代表点決定ステップと、
    前記代表点決定ステップにより設定された複数の細胞毎の代表点から、基準代表点を決定するステップと、
    前記基準代表点と、２つのその他の細胞のそれぞれの代表点とをそれぞれ結ぶ線分同士のなす角度を代表点角度として前記各細胞の特徴を取得するステップとを含み、
    前記分布情報取得ステップは、前記特徴である、前記代表点角度と判定角度とに基づいて前記分布情報が取得される、
    プログラム。
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