JP7232308B2 - 蛍光画像分析装置および蛍光画像分析方法 - Google Patents
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Description
図1に示すように、蛍光画像分析装置10は、前処理ユニット20による前処理により調製された試料20aを測定して分析を行う。オペレータは、被検者から採取した血液検体に対して遠心分離等の処理を行って、検出対象細胞である白血球を抽出する。白血球の抽出にあたっては、遠心分離に代えて溶血剤を用いてその他の血球を溶血させることにより白血球を抽出してもよい。前処理ユニット20は、試薬と遠心分離等の処理が行われた検体とを混合させるための混合容器、検体と試薬を混合容器に分注するための分注ユニット、混合容器を加温するための加温部等を含む。前処理ユニット20は、被検者から採取した検出対象細胞の標的部位を蛍光色素により標識する工程と、細胞の核を核染色用色素により特異的に染色する工程と、を含む前処理を行って試料20aを調製する。具体的には、標的部位を蛍光色素により標識する工程では、蛍光色素により標識された核酸プローブと核酸中の標的部位とがハイブリダイズされる。
第1指標は、前処理が適正に行われれば、標的部位が適正に蛍光標識され、第1画像および第2画像における輝点数が想定される数になることに着目した指標である。
上述したように、前処理が適正に行われなかった場合には、標的部位が十分に蛍光標識されない場合がある。第2指標は、前処理が適正に行われなかった場合、第1画像および第2画像における輝点の輝度が低下することに着目した指標である。第2指標を用いて実際に前処理の適否を判定する手順について、以下に説明する。
第3指標は、前処理が適正に行われなかった場合、第1画像および第2画像における輝点の輝度が低下し、第1画像および第2画像に基づくS/N比が低下することに着目した指標である。第3指標を用いて実際に前処理の適否を判定する手順について、以下に説明する。
前処理が適正に行われた場合には、標的部位の1点から蛍光が生じている状態として輝点が撮像され、蛍光画像上の輝点は略円形状となる。一方、上述したように、前処理が適正に行われなかった場合には、非特異的な結合が生じ、標的部位の周辺部位から蛍光が生じる場合がある。第4指標は、前処理が適正に行われなかった場合、第1画像および第2画像における輝点の円形度が低下することに着目した指標である。第4指標を用いて実際に前処理の適否を判定する手順について、以下に説明する。
上述したように、前処理が適正に行われなかった場合には、非特異的な結合により輝点が大きくなる場合がある。第5指標は、前処理が適正に行われなかった場合、第1画像および第2画像における輝点が大きくなることに着目した指標である。第5指標を用いて実際に前処理の適否を判定する手順について、以下に説明する。
上述したように、前処理が適正に行われなかった場合には、標的部位が十分に蛍光標識されない場合がある。第6指標は、前処理が適正に行われなかった場合、第1画像および第2画像における輝点の数が減少することに着目した指標である。
図11(a)に示すように、ステップS11において、前処理ユニット20は、標準試料である陰性検体に対して前処理を行い、試料20aを調製する。ステップS11は、蛍光色素により標識された核酸プローブと、陰性検体の核酸中のBCR領域およびABL領域とをハイブリダイズさせる工程を含む。ステップS12において、処理部11は、ステップS11の前処理により調製された試料20aを測定する。具体的には、処理部11は、陰性検体からなる試料20aをフローセル110の流路111に流して、光源121~124からの光を流路111に照射し、試料20aから生じた蛍光および試料20aを透過した光を撮像部154により撮像して、第1~第3画像と明視野画像を取得する。処理部11は、第1~第3画像と明視野画像を記憶部12に記憶させる。
実施形態2では、被検者から採取した実際の検体に対して前処理を行って、前処理が行われた実際の検体からなる試料20aに基づいて、前処理の適否を判定する。
実施形態3では、実施形態2と同様、被検者から採取した実際の検体に対して前処理を行って前処理の適否を判定する。そして、実施形態3では、所定の期間における第1~第6指標を算出して、前処理の適否を判定する。
実施形態4では、実施形態3においてさらに、指標の時間的経過をグラフにして表示する。
実施形態5では、図11(b)に示す実施形態1の画面210に代えて、図17に示す画面260が表示部13に表示される。図17に示すように、画面260は、第1~第6指標と判定結果に加えて、第1~第6指標の相関関係を視覚的に示すレーダーチャートを表示する。なお、この場合、第1~第6指標の値が大きくなるとプロットされる点が外側に移動するように、各指標の算出が行われる。たとえば、上記第4指標は、円形度が低い輝点を含む細胞の割合であったが、この場合の第4指標は、円形度が低い輝点を含まない細胞の割合とされる。
図18に示すように、実施形態6の蛍光画像分析装置10は、図1に示す撮像ユニット100に代えて、蛍光顕微鏡を含む撮像ユニット300を備える。実施形態6の他の構成は、図1に示す構成と同様である。
図19に示すように、実施形態7の蛍光画像分析装置10は、図1に示す前処理ユニット20を備える。処理部11は、前処理ユニット20に接続されており、前処理ユニット20からの信号を受信し、前処理ユニット20を制御する。前処理ユニット20は、被検者から採取され遠心分離等の処理が行われた検体10aを受け付けると、検体10aに対して前処理を行い、試料20aを調製する。撮像ユニット100は、前処理ユニット20で調製された試料20aを測定し、第1~第3画像と明視野画像を取得する。実施形態7の他の構成は、図1に示す構成と同様である。
図20(a)に示すように、実施形態8の記憶部12は、細胞が陽性または陰性のいずれであるかを判定するための輝点のパターンを記憶している。図20(a)の輝点パターンは、図3(a)~(d)に例示される蛍光画像における輝点の状態を示している。図20(a)に示す輝点のパターンにおいて、「G」は第1画像における緑色の輝点を示し、「R」は第2画像における赤色の輝点を示し、「F」はフュージョンの輝点、すなわち合成画像における黄色の輝点を示している。G、R、Fの直後に続く数字は、それぞれ、G、R、Fの輝点の数を示している。たとえば、「G2R2F0」の場合、第1画像における緑色の輝点が2個であり、第2画像における赤色の輝点が2個であり、合成画像における黄色の輝点が0個であることを示している。
上記実施形態では、標的部位はBCR遺伝子とABL遺伝子であったが、これに限らず、他の遺伝子領域であってもよい。慢性骨髄性白血病の場合、BCR遺伝子とABL遺伝子に転座が生じる場合があるが、これと同様に、特定の疾患においても、特定の遺伝子領域に異常が見られることがある。標的部位が他の遺伝子領域の場合も、処理部11は、特定の疾患に対する陽性細胞の数または検出細胞の数に対する陽性細胞の数の割合を算出し、算出した数または割合を試料20aの分析結果として表示部13に表示させる。この場合も、処理部11は、実施形態8と同様、図20(b)に示すような、試料20aが陽性または陰性のいずれであるかの判定に用いられる情報を生成し、生成した情報を表示部13に表示してもよい。
11 処理部
12 記憶部
13 表示部
20 前処理ユニット
20a 試料
121~124、301~303 光源
154、332 撮像部
Claims (21)
- 蛍光色素により細胞の標的部位を標識する工程を含む前処理を行い調製された試料を測定して分析を行う蛍光画像分析装置であって、
前記試料に光を照射する光源と、
前記光が照射された前記試料中の前記細胞の蛍光画像を撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像された蛍光画像を処理する処理部と、を備え、
前記処理部は、
第1の色の輝点の数と、前記第1の色とは異なる第2の色の輝点の数と、前記第1の色の輝点および前記第2の色の輝点が融合した輝点の数とに基づいて、前記蛍光画像中の細胞を分類し、
前記第1の色の輝点及び前記第2の色の輝点の輝度、形状、大きさ又は輝点の数に基づいて、前記前処理の適否を判定するための指標を取得する、蛍光画像分析装置。 - 前記処理部は、前記撮像部により撮像された画像に基づいて細胞を検出し、検出した細胞を計数して第1の数を取得し、前記輝点に基づいて分析対象とされた細胞を計数して第2の数を取得し、前記第1の数に対する前記第2の数の割合を前記指標として取得する、請求項1に記載の蛍光画像分析装置。
- 前記処理部は、前記撮像部により撮像された画像に基づいて細胞を検出し、前記輝点の輝度と前記細胞における前記輝点の背景領域の輝度との比に基づく値を、前記指標として取得する、請求項1または2に記載の蛍光画像分析装置。
- 表示部を備え、
前記処理部は、前記前処理の適否の判定結果を前記表示部に表示させる、請求項1ないし3の何れか一項に記載の蛍光画像分析装置。 - 前記処理部は、標準試料を測定して前記指標を取得し、取得した前記指標に基づく前記前処理の適否の判定結果を前記表示部に表示させる、請求項4に記載の蛍光画像分析装置。
- 測定動作において取得された前記輝点に関する情報を記憶する記憶部を備え、
前記処理部は、所定期間内に前記記憶部に記憶された前記輝点に関する情報に基づいて前記指標を取得し、取得した前記指標に基づく前記前処理の適否の判定結果を前記表示部に表示させる、請求項4または5に記載の蛍光画像分析装置。 - 記憶部を備え、
前記処理部は、測定動作において取得された前記輝点に関する情報に基づいて、前記試料ごとに前記指標を取得し、取得した前記指標を前記試料に関連づけて前記記憶部に記憶させる、請求項4ないし6の何れか一項に記載の蛍光画像分析装置。 - 前記処理部は、前記試料を測定するごとに、前記指標を取得し、取得した前記指標に基づく前記前処理の適否の判定結果を前記表示部に表示させる、請求項4ないし7の何れか一項に記載の蛍光画像分析装置。
- 前記処理部は、前記指標を前記表示部に表示させる、請求項4ないし8の何れか一項に記載の蛍光画像分析装置。
- 前記処理部は、前記指標の時間的遷移を示すグラフを前記表示部に表示させる、請求項4ないし9の何れか一項に記載の蛍光画像分析装置。
- 前記処理部は、所定の閾値と前記指標とを比較することにより、前記前処理の適否を判定する、請求項1ないし10の何れか一項に記載の蛍光画像分析装置。
- 前記試料が流れるフローセルを備え、
前記光源は、前記フローセルを流れる前記試料に光を照射し、
前記撮像部は、前記フローセルを流れる試料から生じた蛍光を撮像する、請求項1ないし11の何れか一項に記載の蛍光画像分析装置。 - 前記前処理を行うための前処理ユニットを備える、請求項1ないし12の何れか一項に記載の蛍光画像分析装置。
- 前記蛍光色素により標識された核酸プローブと前記標的部位とをハイブリダイズさせる工程を含む前記前処理において調製された試料を測定して分析を行う、請求項1ないし13の何れか一項に記載の蛍光画像分析装置。
- 前記処理部は、前記蛍光画像における前記輝点の分布状況に基づいて、異常細胞を検出する、請求項1ないし14の何れか一項に記載の蛍光画像分析装置。
- 前記処理部は、BCR遺伝子またはABL遺伝子が転座してBCR-ABL融合遺伝子を生成している細胞を異常細胞として検出する、請求項15に記載の蛍光画像分析装置。
- 蛍光色素により細胞の標的部位を標識する工程を含む前処理を行い調製された試料を測定して分析を行う蛍光画像分析装置であって、
前記試料に光を照射する光源と、
前記光が照射された前記試料中の前記細胞の蛍光画像を撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像された蛍光画像を処理する処理部と、
表示部と、を備え、
前記処理部は、
第1の色の輝点の数と、前記第1の色とは異なる第2の色の輝点の数と、前記第1の色の輝点および前記第2の色の輝点が融合した輝点の数とに基づいて、前記蛍光画像中の細胞を分類し、
前記第1の色の輝点及び前記第2の色の輝点の輝度、形状、大きさ又は輝点の数に基づいて、前記前処理の適否を判定するための指標を取得し、
取得した前記指標に基づく情報を前記表示部に表示させる、蛍光画像分析装置。 - 記憶部を備え、
前記処理部は、測定動作において取得された前記輝点に関する情報に基づいて、前記試料ごとに前記指標を取得し、取得した前記指標を前記試料に関連づけて前記記憶部に記憶させる、請求項17に記載の蛍光画像分析装置。 - 前記処理部は、前記蛍光画像に基づいて、特定の疾患に対する陽性細胞の数または検出細胞の数に対する前記陽性細胞の数の割合を算出し、前記試料の分析結果として前記表示部に表示させる、請求項17または18に記載の蛍光画像分析装置。
- 前記処理部は、前記指標に基づく情報および記試料の分析結果を関連付けて前記表示部に表示させる、請求項19に記載の蛍光画像分析装置。
- 蛍光色素により細胞の標的部位を標識する工程を含む前処理を行い調製された試料を測定して分析を行う蛍光画像分析方法であって、
前記試料に光を照射する工程と、
前記光が照射された前記試料中の前記細胞の蛍光画像を撮像する工程と、
第1の色の輝点の数と、前記第1の色とは異なる第2の色の輝点の数と、前記第1の色の輝点および前記第2の色の輝点が融合した輝点の数とに基づいて、前記蛍光画像中の細胞を分類する工程と、
前記第1の色の輝点及び前記第2の色の輝点の輝度、形状、大きさ又は輝点の数に基づいて、前記前処理の適否を判定するための指標を取得する工程と、を含む、蛍光画像分析方法。
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