JPH09119892A - 走査型細胞測定装置 - Google Patents
走査型細胞測定装置Info
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- JPH09119892A JPH09119892A JP7279068A JP27906895A JPH09119892A JP H09119892 A JPH09119892 A JP H09119892A JP 7279068 A JP7279068 A JP 7279068A JP 27906895 A JP27906895 A JP 27906895A JP H09119892 A JPH09119892 A JP H09119892A
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Landscapes
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 細胞の小核を自動的に観察することのできる
走査型細胞測定装置を提供する。 【解決手段】 本発明は、蛍光色素で染色された細胞集
団に光ビームを二次元走査し、光ビームにより励起され
た細胞からの蛍光のうち、小核を標識する蛍光を検出す
るとともに、細胞全体を標識する蛍光により得られる走
査画像領域のうち、第１の閾値を超える第１画像領域を
算出し（ｓｔｅｐ１１〜ｓｔｅｐ１３）、第１画像領域
内であって、第１の蛍光検出手段により検出された蛍光
により得られる走査画像領域のうち、第２の閾値を超え
る第２画像領域を算出する（ｓｔｅｐ１４）。そして、
第１の画像領域と、第２の画像領域とに基づいて演算を
行ない（ｓｔｅｐ１５）、演算結果を記憶する（ｓｔｅ
ｐ１６）ことを特徴とする。
走査型細胞測定装置を提供する。 【解決手段】 本発明は、蛍光色素で染色された細胞集
団に光ビームを二次元走査し、光ビームにより励起され
た細胞からの蛍光のうち、小核を標識する蛍光を検出す
るとともに、細胞全体を標識する蛍光により得られる走
査画像領域のうち、第１の閾値を超える第１画像領域を
算出し（ｓｔｅｐ１１〜ｓｔｅｐ１３）、第１画像領域
内であって、第１の蛍光検出手段により検出された蛍光
により得られる走査画像領域のうち、第２の閾値を超え
る第２画像領域を算出する（ｓｔｅｐ１４）。そして、
第１の画像領域と、第２の画像領域とに基づいて演算を
行ない（ｓｔｅｐ１５）、演算結果を記憶する（ｓｔｅ
ｐ１６）ことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ビームを収束さ
せたスポットにより細胞集団を走査し、自動的に細胞の
小核等の検査を行なうことができる走査型細胞測定装置
に関する。
せたスポットにより細胞集団を走査し、自動的に細胞の
小核等の検査を行なうことができる走査型細胞測定装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】スライドグラス上の細胞集団を光ビーム
（レーザ光線）を収束させたスポットで走査し、該細胞
集団の個々の細胞が発する蛍光等を検出し、データ処理
する“生物標本の複数の光学的特性を測定する方法およ
び装置”（以下、走査型サイトメータと呼称する）が、
特開平３−２５５３６５号公報に開示されている。
（レーザ光線）を収束させたスポットで走査し、該細胞
集団の個々の細胞が発する蛍光等を検出し、データ処理
する“生物標本の複数の光学的特性を測定する方法およ
び装置”（以下、走査型サイトメータと呼称する）が、
特開平３−２５５３６５号公報に開示されている。
【０００３】走査型サイトメータは、レーザ及び該レー
ザビームを収束させたスポットが固定され、該スポット
上を単離浮遊液状態の細胞がジェット水流として流れ出
るフローサイトメータに対し、細胞はスライドグラス上
に静置されており、レーザスポットが光学的および機械
的に走査される点で、基本構成には差がある。
ザビームを収束させたスポットが固定され、該スポット
上を単離浮遊液状態の細胞がジェット水流として流れ出
るフローサイトメータに対し、細胞はスライドグラス上
に静置されており、レーザスポットが光学的および機械
的に走査される点で、基本構成には差がある。
【０００４】しかし、走査型サイトメータは、蛍光色素
で生化学的に標識された生物細胞集団にレーザスポット
を照射・励起し、個々の細胞の発する蛍光を測光して高
速に測定し、測定結果を細胞集団の免疫学的特性、遺伝
学的特性、細胞増殖性等を表す統計的なデータとして提
示することを目的としている点においては、フローサイ
トメータと同一である。
で生化学的に標識された生物細胞集団にレーザスポット
を照射・励起し、個々の細胞の発する蛍光を測光して高
速に測定し、測定結果を細胞集団の免疫学的特性、遺伝
学的特性、細胞増殖性等を表す統計的なデータとして提
示することを目的としている点においては、フローサイ
トメータと同一である。
【０００５】走査型サイトメータは、フローサイトメー
タに比べて、以下の特長をもつ： １． レーザスポットの二次元走査により蛍光量のほ
か、面積・形状など形態的な情報を得られる。
タに比べて、以下の特長をもつ： １． レーザスポットの二次元走査により蛍光量のほ
か、面積・形状など形態的な情報を得られる。
【０００６】２． スライドグラス上の各細胞の座標位
置を記録し、かつ座標位置が再現可能であることによ
り、統計データの中の個々の細胞データを提示した細胞
一個一個を顕微鏡視野内に位置再現し、顕微鏡観察像と
細胞データとを対応付けすることができる。
置を記録し、かつ座標位置が再現可能であることによ
り、統計データの中の個々の細胞データを提示した細胞
一個一個を顕微鏡視野内に位置再現し、顕微鏡観察像と
細胞データとを対応付けすることができる。
【０００７】走査型サイトメータにおけるレーザ光源と
しては、通常、空冷アルゴンレーザの青色波長（４８８
ｎｍ）が用いられる。また、標本を標識する蛍光色素と
しては、蛍光光抗体法と組み合わせた蛍光標識色素とし
て、緑黄色蛍光を発するＦＩＴＣ（Fluorescein is oth
iocyanate ）が一般的であり、核内または染色体内ＤＮ
Ａの蛍光定量色素としては、燈色蛍光のＰＩ（Propidiu
m Iodide）が一般的である。
しては、通常、空冷アルゴンレーザの青色波長（４８８
ｎｍ）が用いられる。また、標本を標識する蛍光色素と
しては、蛍光光抗体法と組み合わせた蛍光標識色素とし
て、緑黄色蛍光を発するＦＩＴＣ（Fluorescein is oth
iocyanate ）が一般的であり、核内または染色体内ＤＮ
Ａの蛍光定量色素としては、燈色蛍光のＰＩ（Propidiu
m Iodide）が一般的である。
【０００８】また、ＡＯ（Acridine Orange ）という色
素があり、ＲＮＡとの結合では燈色蛍光を発し、ＤＮＡ
との結合では緑黄色蛍光を発する。ＡＯは一つの励起波
長で異なる二色の蛍光を発し、フローサイトメータで
は、ＲＮＡとＤＮＡの２パラメータ測定に用いられる。
素があり、ＲＮＡとの結合では燈色蛍光を発し、ＤＮＡ
との結合では緑黄色蛍光を発する。ＡＯは一つの励起波
長で異なる二色の蛍光を発し、フローサイトメータで
は、ＲＮＡとＤＮＡの２パラメータ測定に用いられる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】最近、薬品や食品の安
全性試験として、小核検査による変異原性試験が行なわ
れている。この変異原性試験は、製造物責任の明確化な
どの情勢により、近年ますます重要視されている。
全性試験として、小核検査による変異原性試験が行なわ
れている。この変異原性試験は、製造物責任の明確化な
どの情勢により、近年ますます重要視されている。
【００１０】小核検査には、培養細胞を用いる方法（in
vitro) と、実験動物の血液を用いる方法（in vivo ）
があり、どちらかというと、前者は基礎実験的手法であ
り、後者のほうがより実用的手法とされている。
vitro) と、実験動物の血液を用いる方法（in vivo ）
があり、どちらかというと、前者は基礎実験的手法であ
り、後者のほうがより実用的手法とされている。
【００１１】実験動物の血液を用いる方法では、骨髄や
末梢血をスメアしたスライド標本を用い、顕微鏡下で数
百から千個の赤血球を肉眼観察し、赤血球内に小核の発
現したものの比率を調べる。
末梢血をスメアしたスライド標本を用い、顕微鏡下で数
百から千個の赤血球を肉眼観察し、赤血球内に小核の発
現したものの比率を調べる。
【００１２】小核標本は、通常ＡＯ（Acridine Orange
）で染色され、蛍光顕微鏡で観察される。このとき、
赤血球（特に、幼若赤血球）内のＲＮＡ成分と結合した
燈色蛍光で赤血球全体を確認し、小核のＤＮＡ成分と結
合した緑黄色蛍光で赤血球内の小核の有無を目視して確
認する。
）で染色され、蛍光顕微鏡で観察される。このとき、
赤血球（特に、幼若赤血球）内のＲＮＡ成分と結合した
燈色蛍光で赤血球全体を確認し、小核のＤＮＡ成分と結
合した緑黄色蛍光で赤血球内の小核の有無を目視して確
認する。
【００１３】顕微鏡観察による小核検査では、手動でス
テージを動かしながら百個から千個の赤血球を肉眼で観
察することになり、測定時間と操作者の苦痛がきわめて
大きい。
テージを動かしながら百個から千個の赤血球を肉眼で観
察することになり、測定時間と操作者の苦痛がきわめて
大きい。
【００１４】理論上、測定精度の向上のために、検体
数、すなわち測定する赤血球の数を多くする必要がある
が、顕微鏡観察による測定では、測定時間と操作者の苦
痛を考えると、現実的には、測定細胞数を大幅に増やす
ことはできない。
数、すなわち測定する赤血球の数を多くする必要がある
が、顕微鏡観察による測定では、測定時間と操作者の苦
痛を考えると、現実的には、測定細胞数を大幅に増やす
ことはできない。
【００１５】また、従来の目視観察では、形態を人間の
目で観察して判断するため、客観的データとしての信頼
性に欠ける。また、小核の蛍光量（すなわちＤＮＡ量）
を定量することができなかった。
目で観察して判断するため、客観的データとしての信頼
性に欠ける。また、小核の蛍光量（すなわちＤＮＡ量）
を定量することができなかった。
【００１６】また、スメア標本内に混在する種々の血球
や血小板から、赤血球を選び出して、小核の有無を調べ
る測定作業は、顕微形態に依存しており、顕微形態情報
の得られないフローサイトメーターは使用できない。
や血小板から、赤血球を選び出して、小核の有無を調べ
る測定作業は、顕微形態に依存しており、顕微形態情報
の得られないフローサイトメーターは使用できない。
【００１７】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であり、細胞の微細な構造またはその構造を構成する成
分を自動的に計数・計測することのできる走査型細胞測
定装置を提供することを目的とする。
であり、細胞の微細な構造またはその構造を構成する成
分を自動的に計数・計測することのできる走査型細胞測
定装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】従って、まず、上記目的
を達成するために請求項１に係る発明は、分光特性の異
なる単一又は複数の蛍光色素で染色・標識された細胞集
団に光ビームを二次元走査する光ビーム走査手段と、前
記光ビーム走査手段により走査される光ビームにより励
起された細胞からの蛍光のうち、細胞内の微細な構造ま
たはその構造を構成する成分を標識する蛍光を検出する
第１の蛍光検出手段と、前記光ビーム走査手段により走
査される光ビームにより励起された細胞からの蛍光のう
ち、細胞全体を標識する蛍光を検出する第２の蛍光検出
手段と、前記第２の蛍光検出手段により検出された蛍光
により得られる走査画像領域のうち、第１の閾値を超え
る第１画像領域を算出する第１画像領域算出手段と、前
記第１画像領域算出手段により算出された第１画像領域
内であって、前記第１の蛍光検出手段により検出された
蛍光により得られる走査画像領域のうち、第２の閾値を
超える第２画像領域を算出する第２画像領域算出手段
と、前記第１画像領域算出手段により算出された第１の
画像領域と、前記第２画像領域算出手段により算出され
た第２の画像領域とに基づいて演算を行なう画像領域演
算手段と、前記画像領域演算手段により演算された演算
結果を記憶する演算結果記憶手段とを具備したことを特
徴とする。
を達成するために請求項１に係る発明は、分光特性の異
なる単一又は複数の蛍光色素で染色・標識された細胞集
団に光ビームを二次元走査する光ビーム走査手段と、前
記光ビーム走査手段により走査される光ビームにより励
起された細胞からの蛍光のうち、細胞内の微細な構造ま
たはその構造を構成する成分を標識する蛍光を検出する
第１の蛍光検出手段と、前記光ビーム走査手段により走
査される光ビームにより励起された細胞からの蛍光のう
ち、細胞全体を標識する蛍光を検出する第２の蛍光検出
手段と、前記第２の蛍光検出手段により検出された蛍光
により得られる走査画像領域のうち、第１の閾値を超え
る第１画像領域を算出する第１画像領域算出手段と、前
記第１画像領域算出手段により算出された第１画像領域
内であって、前記第１の蛍光検出手段により検出された
蛍光により得られる走査画像領域のうち、第２の閾値を
超える第２画像領域を算出する第２画像領域算出手段
と、前記第１画像領域算出手段により算出された第１の
画像領域と、前記第２画像領域算出手段により算出され
た第２の画像領域とに基づいて演算を行なう画像領域演
算手段と、前記画像領域演算手段により演算された演算
結果を記憶する演算結果記憶手段とを具備したことを特
徴とする。
【００１９】また、請求項２に係る発明は、請求項１記
載の走査型細胞測定装置において、前記第１の蛍光検出
手段により検出された蛍光により得られる走査画像領域
に対して、前記光ビーム走査手段により走査される光ビ
ームのスポットを強調する空間フィルタリングを行なう
空間フィルタリング手段と、前記第１画像領域算出手段
により算出された第１画像領域のうち、前記空間フィル
タリング手段によりフィルタリングが行なわれた走査画
像領域内の第３の閾値を超える第３画像領域を算出する
第３画像領域算出手段と、前記第１画像領域算出手段に
より算出された第１画像領域内であって、前記第３画像
領域算出手段により算出された第３画像領域の数を記憶
する第３画像領域記憶手段とを付加したことを特徴とす
る。
載の走査型細胞測定装置において、前記第１の蛍光検出
手段により検出された蛍光により得られる走査画像領域
に対して、前記光ビーム走査手段により走査される光ビ
ームのスポットを強調する空間フィルタリングを行なう
空間フィルタリング手段と、前記第１画像領域算出手段
により算出された第１画像領域のうち、前記空間フィル
タリング手段によりフィルタリングが行なわれた走査画
像領域内の第３の閾値を超える第３画像領域を算出する
第３画像領域算出手段と、前記第１画像領域算出手段に
より算出された第１画像領域内であって、前記第３画像
領域算出手段により算出された第３画像領域の数を記憶
する第３画像領域記憶手段とを付加したことを特徴とす
る。
【００２０】さらに、請求項３に係る発明は、分光特性
の異なる単一又は複数の蛍光色素で染色・標識された細
胞集団に光ビームを二次元走査する光ビーム走査手段
と、前記光ビーム走査手段により走査される光ビームに
より励起された細胞からの蛍光のうち、細胞内の微細な
構造またはその構造を構成する成分をを標識する蛍光を
検出する第１の蛍光検出手段と、前記光ビーム走査手段
により走査される光ビームにより励起された細胞からの
蛍光のうち、細胞全体を標識する蛍光を検出する第２の
蛍光検出手段と、前記第１の蛍光検出手段により検出さ
れた蛍光により得られる走査画像領域に対して、前記光
ビーム走査手段により走査される光ビームのスポットを
強調する空間フィルタリングを行なう空間フィルタリン
グ手段と、前記第２の蛍光検出手段により検出された蛍
光により得られる走査画像領域のうち、第１の閾値を超
える第１画像領域を算出する第１画像領域算出手段と、
前記第１画像領域算出手段により算出された第１画像領
域内であって、前記空間フィルタリング手段によりフィ
ルタリングが行なわれた走査画像領域内の第２の閾値を
超える第２の画像領域を算出する第２画像領域算出手段
と、前記第１画像領域算出手段により算出された第１画
像領域内の前記第２画像領域算出手段により算出された
第２画像領域の数を記憶する画像領域記憶手段とを具備
したことを特徴とする。
の異なる単一又は複数の蛍光色素で染色・標識された細
胞集団に光ビームを二次元走査する光ビーム走査手段
と、前記光ビーム走査手段により走査される光ビームに
より励起された細胞からの蛍光のうち、細胞内の微細な
構造またはその構造を構成する成分をを標識する蛍光を
検出する第１の蛍光検出手段と、前記光ビーム走査手段
により走査される光ビームにより励起された細胞からの
蛍光のうち、細胞全体を標識する蛍光を検出する第２の
蛍光検出手段と、前記第１の蛍光検出手段により検出さ
れた蛍光により得られる走査画像領域に対して、前記光
ビーム走査手段により走査される光ビームのスポットを
強調する空間フィルタリングを行なう空間フィルタリン
グ手段と、前記第２の蛍光検出手段により検出された蛍
光により得られる走査画像領域のうち、第１の閾値を超
える第１画像領域を算出する第１画像領域算出手段と、
前記第１画像領域算出手段により算出された第１画像領
域内であって、前記空間フィルタリング手段によりフィ
ルタリングが行なわれた走査画像領域内の第２の閾値を
超える第２の画像領域を算出する第２画像領域算出手段
と、前記第１画像領域算出手段により算出された第１画
像領域内の前記第２画像領域算出手段により算出された
第２画像領域の数を記憶する画像領域記憶手段とを具備
したことを特徴とする。
【００２１】請求項１に係る発明は、光ビーム走査手段
により、分光特性の異なる単一又は複数の蛍光色素で染
色・標識された細胞集団に光ビームを二次元走査する。
次に、第１の蛍光検出手段により、光ビーム走査手段に
より走査される光ビームにより励起された細胞からの蛍
光のうち、変異原性試験によって細胞内に出現する小核
を標識する蛍光を検出し、第２の蛍光検出手段により、
光ビーム走査手段により走査される光ビームにより励起
された細胞からの蛍光のうち、細胞全体を標識する蛍光
を検出する。次に、第１画像領域算出手段により、第２
の蛍光検出手段により検出された蛍光により得られる走
査画像領域のうち、第１の閾値を超える第１画像領域を
算出し、第２画像領域算出手段により、第１画像領域算
出手段により算出された第１画像領域内であって、第１
の蛍光検出手段により検出された蛍光により得られる走
査画像領域のうち、第２の閾値を超える第２画像領域を
算出する。そして、画像領域演算手段により、第１画像
領域算出手段により算出された第１の画像領域と、前記
第２画像領域算出手段により算出された第２の画像領域
とに基づいて演算を行ない、この演算結果を演算結果記
憶手段に記憶するので、細胞の小核を自動的に検出する
と同時に小核の蛍光量（すなわちＤＮＡ量）で定量測定
するとともにサイズなどの形態情報を記憶する。
により、分光特性の異なる単一又は複数の蛍光色素で染
色・標識された細胞集団に光ビームを二次元走査する。
次に、第１の蛍光検出手段により、光ビーム走査手段に
より走査される光ビームにより励起された細胞からの蛍
光のうち、変異原性試験によって細胞内に出現する小核
を標識する蛍光を検出し、第２の蛍光検出手段により、
光ビーム走査手段により走査される光ビームにより励起
された細胞からの蛍光のうち、細胞全体を標識する蛍光
を検出する。次に、第１画像領域算出手段により、第２
の蛍光検出手段により検出された蛍光により得られる走
査画像領域のうち、第１の閾値を超える第１画像領域を
算出し、第２画像領域算出手段により、第１画像領域算
出手段により算出された第１画像領域内であって、第１
の蛍光検出手段により検出された蛍光により得られる走
査画像領域のうち、第２の閾値を超える第２画像領域を
算出する。そして、画像領域演算手段により、第１画像
領域算出手段により算出された第１の画像領域と、前記
第２画像領域算出手段により算出された第２の画像領域
とに基づいて演算を行ない、この演算結果を演算結果記
憶手段に記憶するので、細胞の小核を自動的に検出する
と同時に小核の蛍光量（すなわちＤＮＡ量）で定量測定
するとともにサイズなどの形態情報を記憶する。
【００２２】請求項２に係る発明は、請求項１記載の走
査型細胞測定装置において、空間フィルタリング手段に
より、第１の蛍光検出手段により検出された蛍光により
得られる走査画像領域に対して、前記光ビーム走査手段
により走査される光ビームのスポットを強調する空間フ
ィルタリングを行ない、第３画像領域算出手段により、
第１画像領域算出手段により算出された第１画像領域の
うち、前記空間フィルタリング手段によりフィルタリン
グが行なわれた走査画像領域内の第３の閾値を超える第
３画像領域を算出する。そして、第３画像領域記憶手段
により、第１画像領域算出手段により算出された第１画
像領域内であって、前記第３画像領域算出手段により算
出された第３画像領域の数を記憶するので、第１画像に
基づく小核の蛍光量がサイズなどの測定を行なうと同時
に小さな小核も漏れなく検出し計数（カウント）するこ
とができる。
査型細胞測定装置において、空間フィルタリング手段に
より、第１の蛍光検出手段により検出された蛍光により
得られる走査画像領域に対して、前記光ビーム走査手段
により走査される光ビームのスポットを強調する空間フ
ィルタリングを行ない、第３画像領域算出手段により、
第１画像領域算出手段により算出された第１画像領域の
うち、前記空間フィルタリング手段によりフィルタリン
グが行なわれた走査画像領域内の第３の閾値を超える第
３画像領域を算出する。そして、第３画像領域記憶手段
により、第１画像領域算出手段により算出された第１画
像領域内であって、前記第３画像領域算出手段により算
出された第３画像領域の数を記憶するので、第１画像に
基づく小核の蛍光量がサイズなどの測定を行なうと同時
に小さな小核も漏れなく検出し計数（カウント）するこ
とができる。
【００２３】請求項３に係る発明は、光ビーム走査手段
により、分光特性の異なる単一又は複数の蛍光色素で染
色・標識された細胞集団に光ビームを二次元走査する。
次に、第１の蛍光検出手段により、光ビーム走査手段に
より走査される光ビームにより励起された細胞からの蛍
光のうち、変異原性試験によって細胞内に出現する小核
を標識する蛍光を検出するとともに、第２の蛍光検出手
段により、光ビーム走査手段により走査される光ビーム
により励起された細胞からの蛍光のうち、細胞全体を標
識する蛍光を検出する。次に、空間フィルタリング手段
により、第１の蛍光検出手段により検出された蛍光によ
り得られる走査画像領域に対して、前記光ビーム走査手
段により走査される光ビームのスポットを強調する。そ
して、第１画像領域算出手段により、第２の蛍光検出手
段により検出された蛍光により得られる走査画像領域の
うち、第１の閾値を超える第１画像領域を算出ととも
に、第２画像領域算出手段により、第１画像領域算出手
段により算出された第１画像領域内であって、前記空間
フィルタリング手段によりフィルタリングが行なわれた
走査画像領域内の第２の閾値を超える第２の画像領域を
算出し、画像領域記憶手段により、第１画像領域算出手
段により算出された第１画像領域内の前記第２画像領域
算出手段により算出された第２画像領域の数を記憶する
ので、小さな小核も漏れなく検出し計数（カウント）す
ることができる。
により、分光特性の異なる単一又は複数の蛍光色素で染
色・標識された細胞集団に光ビームを二次元走査する。
次に、第１の蛍光検出手段により、光ビーム走査手段に
より走査される光ビームにより励起された細胞からの蛍
光のうち、変異原性試験によって細胞内に出現する小核
を標識する蛍光を検出するとともに、第２の蛍光検出手
段により、光ビーム走査手段により走査される光ビーム
により励起された細胞からの蛍光のうち、細胞全体を標
識する蛍光を検出する。次に、空間フィルタリング手段
により、第１の蛍光検出手段により検出された蛍光によ
り得られる走査画像領域に対して、前記光ビーム走査手
段により走査される光ビームのスポットを強調する。そ
して、第１画像領域算出手段により、第２の蛍光検出手
段により検出された蛍光により得られる走査画像領域の
うち、第１の閾値を超える第１画像領域を算出ととも
に、第２画像領域算出手段により、第１画像領域算出手
段により算出された第１画像領域内であって、前記空間
フィルタリング手段によりフィルタリングが行なわれた
走査画像領域内の第２の閾値を超える第２の画像領域を
算出し、画像領域記憶手段により、第１画像領域算出手
段により算出された第１画像領域内の前記第２画像領域
算出手段により算出された第２画像領域の数を記憶する
ので、小さな小核も漏れなく検出し計数（カウント）す
ることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図１は、本発明の一実施の
形態に係る走査型細胞測定装置のマルチパラメータ蛍光
測光光学系を示す図である。
施の形態について説明する。図１は、本発明の一実施の
形態に係る走査型細胞測定装置のマルチパラメータ蛍光
測光光学系を示す図である。
【００２５】レーザー１１より出射した光ビームは、主
ダイクロイックミラー１２で反射され、紙面に直交する
図示されていない回転軸を中心に回動するガルバノメー
ターミラー１３で反射・偏向される。
ダイクロイックミラー１２で反射され、紙面に直交する
図示されていない回転軸を中心に回動するガルバノメー
ターミラー１３で反射・偏向される。
【００２６】ガルバノメーターミラー１３で反射・偏向
された光ビームは、瞳投影レンズ１４で対物レンズ像画
１５上に結像され、紙面上左右方向に走査される走査ス
ポットを形成する。
された光ビームは、瞳投影レンズ１４で対物レンズ像画
１５上に結像され、紙面上左右方向に走査される走査ス
ポットを形成する。
【００２７】該走査スポットは、対物レンズ１６によっ
て標本面１７上に投影され、微小スポットとして標本上
の細胞を走査する。該微小スポットによって励起された
個々の細胞の蛍光標識からの蛍光は、ガルバノメーター
ミラー１３まで光路を遡る。
て標本面１７上に投影され、微小スポットとして標本上
の細胞を走査する。該微小スポットによって励起された
個々の細胞の蛍光標識からの蛍光は、ガルバノメーター
ミラー１３まで光路を遡る。
【００２８】ここで、ガルバノメーターミラー１３は、
瞳投影レンズ１４で対物レンズ１６の瞳と共やくに結合
されているため、標本からの蛍光は、ガルバノメーター
ミラー１３の走査偏向角に依存することなく、レーザー
光路を遡って行く。
瞳投影レンズ１４で対物レンズ１６の瞳と共やくに結合
されているため、標本からの蛍光は、ガルバノメーター
ミラー１３の走査偏向角に依存することなく、レーザー
光路を遡って行く。
【００２９】標本からの蛍光は、主ダイクロイックミラ
ー１２を透過し、副ダイクロイックミラー１８に入射す
る。ここで、細胞からの蛍光のうち、短波長成分（例え
ば、緑黄色）は、副ダイクロイックミラー１８で反射さ
れ、第１光電子増倍管１９に入射し、光電検出される。
細胞からの蛍光のうち、長波長成分（例えば、燈色）は
副ダイクロイックミラー１８を透過して第２光電子増倍
管２０に入射し、光電検出される。
ー１２を透過し、副ダイクロイックミラー１８に入射す
る。ここで、細胞からの蛍光のうち、短波長成分（例え
ば、緑黄色）は、副ダイクロイックミラー１８で反射さ
れ、第１光電子増倍管１９に入射し、光電検出される。
細胞からの蛍光のうち、長波長成分（例えば、燈色）は
副ダイクロイックミラー１８を透過して第２光電子増倍
管２０に入射し、光電検出される。
【００３０】これにより、第１光電子増倍管１９と、第
２光電子増倍管２０で同時に二つの蛍光成分を検出する
ことができる。また、レーザをガルバノメータミラー１
３による光学偏向手段で左右方向に走査しながら、走査
ステージで標本１７を紙面に直交する方向に移動させる
ことにより、標本面をレーザスポットで二次元走査する
ことができ、分光学的に異なる二種類の蛍光色素標識を
併用した２成分の走査測光が可能となる。
２光電子増倍管２０で同時に二つの蛍光成分を検出する
ことができる。また、レーザをガルバノメータミラー１
３による光学偏向手段で左右方向に走査しながら、走査
ステージで標本１７を紙面に直交する方向に移動させる
ことにより、標本面をレーザスポットで二次元走査する
ことができ、分光学的に異なる二種類の蛍光色素標識を
併用した２成分の走査測光が可能となる。
【００３１】図２は、同実施の形態における走査型細胞
測定装置の電気系の構成を示す図である。二本の光電子
増倍管（ＰＭＴ）２１ａ、２１ｂで検出した光電信号
は、各々の検出信号（チャンネルと呼ぶ）ごとに設けら
れた信号処理系統で処理され、コンピュータ３１内の拡
張スロット上のメモリーボード３２に設けられた各チャ
ンネル毎のメモリー回路に転送・記憶される。
測定装置の電気系の構成を示す図である。二本の光電子
増倍管（ＰＭＴ）２１ａ、２１ｂで検出した光電信号
は、各々の検出信号（チャンネルと呼ぶ）ごとに設けら
れた信号処理系統で処理され、コンピュータ３１内の拡
張スロット上のメモリーボード３２に設けられた各チャ
ンネル毎のメモリー回路に転送・記憶される。
【００３２】すなわち、二本の光電子増倍管（ＰＭＴ）
２１ａ、２１ｂで検出された各々の光電信号は、ヘッド
アンプ（Ｈｅａｄ Ａｍｐ）２２ａ，２２ｂで増幅され
た後に、ミキサー２３ａ，２３ｂを介して、アナログ積
分器（Ａｎａｌｏｇ Ｉｎｔｅｇ．）２４ａ，２４ｂに
よりノイズが除去され、アナログディジィタル変換器
（Ａ／Ｄ）２５ａ，２５ｂによって、１２ビットディジ
タル信号に変換される。
２１ａ、２１ｂで検出された各々の光電信号は、ヘッド
アンプ（Ｈｅａｄ Ａｍｐ）２２ａ，２２ｂで増幅され
た後に、ミキサー２３ａ，２３ｂを介して、アナログ積
分器（Ａｎａｌｏｇ Ｉｎｔｅｇ．）２４ａ，２４ｂに
よりノイズが除去され、アナログディジィタル変換器
（Ａ／Ｄ）２５ａ，２５ｂによって、１２ビットディジ
タル信号に変換される。
【００３３】そして、ディジタルシグナルプロセッサ
（ＤＳＰ）２７ａ，２７ｂによって，信号処理が行なわ
れ、走査型細胞測定装置のコンピュータ３１内の拡張ス
ロット上のメモリーボード３２に設けられた各チャンネ
ル毎のメモリー回路に転送・記憶される。
（ＤＳＰ）２７ａ，２７ｂによって，信号処理が行なわ
れ、走査型細胞測定装置のコンピュータ３１内の拡張ス
ロット上のメモリーボード３２に設けられた各チャンネ
ル毎のメモリー回路に転送・記憶される。
【００３４】走査型細胞測定装置のコンピュータ３１の
拡張スロットには、ＩＥＥＥ−４８８規格に基づくＧＰ
ＩＢ（General Purpose Interface Bus ）制御を行うＧ
ＰＩＢボード３３が設けられており、装置側のＧＰＩＢ
インターフェイス制御回路（ＧＰＩＢ Ｉ／Ｆ）３４を
介して、装置側のＣＰＵ（中央演算処理装置）３７とコ
ンピュータ３１との間で通信を行なう。
拡張スロットには、ＩＥＥＥ−４８８規格に基づくＧＰ
ＩＢ（General Purpose Interface Bus ）制御を行うＧ
ＰＩＢボード３３が設けられており、装置側のＧＰＩＢ
インターフェイス制御回路（ＧＰＩＢ Ｉ／Ｆ）３４を
介して、装置側のＣＰＵ（中央演算処理装置）３７とコ
ンピュータ３１との間で通信を行なう。
【００３５】装置側のＣＰＵバス（ＣＰＵ Ｂｕｓ）に
は、走査ステージのＸ軸、Ｙ軸をそれぞれ駆動する二つ
のステッピングモータ４０ａ，４０ｂの駆動制御を行な
うモータコントローラ３８ａ，３８ｂ、ガルバノメータ
ミラー４５を駆動する波形を生成する波形発生回路４
１、それぞれの光電子増倍管（ＰＭＴ) ２１ａ，２１ｂ
の陰極への印可電圧を発生し増倍率を制御するディジタ
ルアナログ変換器（Ｄ／Ａ）、３０ａ，３０ｂ、それぞ
れの光電子増倍管（ＰＭＴ）２１ａ，２１ｂで検出した
光電信号のオフセット調整電圧を発生するディジタルア
ナログ変換器（Ｄ／Ａ）２９ａ，２９ｂが接続されてい
る。
は、走査ステージのＸ軸、Ｙ軸をそれぞれ駆動する二つ
のステッピングモータ４０ａ，４０ｂの駆動制御を行な
うモータコントローラ３８ａ，３８ｂ、ガルバノメータ
ミラー４５を駆動する波形を生成する波形発生回路４
１、それぞれの光電子増倍管（ＰＭＴ) ２１ａ，２１ｂ
の陰極への印可電圧を発生し増倍率を制御するディジタ
ルアナログ変換器（Ｄ／Ａ）、３０ａ，３０ｂ、それぞ
れの光電子増倍管（ＰＭＴ）２１ａ，２１ｂで検出した
光電信号のオフセット調整電圧を発生するディジタルア
ナログ変換器（Ｄ／Ａ）２９ａ，２９ｂが接続されてい
る。
【００３６】上記モータコントローラ３８ａ，３８ｂに
は、それぞれステッピングモータ４０ａ，４０ｂを駆動
するためのモータドライバ３９ａ，３９ｂが接続されて
いる。波形発生回路４１は、ディジタルアナログ変換器
（Ｄ／Ａ）４２、オフセット調整電圧を発生するディジ
タルアナログ変換器（Ｄ／Ａ）４３、ミキサ４４により
構成されている。
は、それぞれステッピングモータ４０ａ，４０ｂを駆動
するためのモータドライバ３９ａ，３９ｂが接続されて
いる。波形発生回路４１は、ディジタルアナログ変換器
（Ｄ／Ａ）４２、オフセット調整電圧を発生するディジ
タルアナログ変換器（Ｄ／Ａ）４３、ミキサ４４により
構成されている。
【００３７】コンピュータ３１は、ＩＢＭ社ＰＣ／ＡＴ
またはそのコンパチブル機であり、コンピュータモニタ
ディスプレイ用のビデオ・グラフティ・アダプター（Ｖ
ＧＡ）ボード以下に少なくとも二つの、１６ビットＩＳ
Ａ（Industry Standard Architecture）拡張スロットを
有している。
またはそのコンパチブル機であり、コンピュータモニタ
ディスプレイ用のビデオ・グラフティ・アダプター（Ｖ
ＧＡ）ボード以下に少なくとも二つの、１６ビットＩＳ
Ａ（Industry Standard Architecture）拡張スロットを
有している。
【００３８】二つのスロットは１枚のメモリーカード３
２とＧＰＩＢボード３３を実装する。本実施の形態に係
る走査型細胞測定装置においては、コンピュータはＧａ
ｔｅｗａｙ社（ＵＳＡ）の４ＤＸ−３３Ｖ型（Ｉｎｔｅ
ｌ社製ＣＰＵ、８０４８６ＤＸ−３３を使用）ＰＣコン
ピュータ、ＧＰＩＢボードはNational Instruments社
（ＵＳＡ）製のＡＴ−ＧＰＩＢ型ボードを使用してい
る。
２とＧＰＩＢボード３３を実装する。本実施の形態に係
る走査型細胞測定装置においては、コンピュータはＧａ
ｔｅｗａｙ社（ＵＳＡ）の４ＤＸ−３３Ｖ型（Ｉｎｔｅ
ｌ社製ＣＰＵ、８０４８６ＤＸ−３３を使用）ＰＣコン
ピュータ、ＧＰＩＢボードはNational Instruments社
（ＵＳＡ）製のＡＴ−ＧＰＩＢ型ボードを使用してい
る。
【００３９】以上の光学系および電気系の構成により、
走査型細胞測定装置のコンピュータ３１からのＧＰＩＢ
制御コマンドによって、走査および信号処理等、装置の
動作を包括的にコントロールし、標本をレーザで二次元
走査して複数の蛍光を検出し、走査画像データを得るこ
とができる。
走査型細胞測定装置のコンピュータ３１からのＧＰＩＢ
制御コマンドによって、走査および信号処理等、装置の
動作を包括的にコントロールし、標本をレーザで二次元
走査して複数の蛍光を検出し、走査画像データを得るこ
とができる。
【００４０】次に、走査型細胞測定装置の動作について
説明する。最初に、図３のフローチャートを参照して、
走査型細胞測定装置の概略動作について説明する。
説明する。最初に、図３のフローチャートを参照して、
走査型細胞測定装置の概略動作について説明する。
【００４１】まず、標本を走査型細胞測定装置のステー
ジにセットする（ｓｔｅｐ１）。次に、コンピュータ３
１のキーボード等の入力手段からコンピュータ３１に標
本走査領域、ゲイン、オフセット等の測定条件を入力す
る（ｓｔｅｐ２）。そして、コンピュータ３１により、
画像データリストの初期化及び作成が行なわれる（ｓｔ
ｅｐ３）。
ジにセットする（ｓｔｅｐ１）。次に、コンピュータ３
１のキーボード等の入力手段からコンピュータ３１に標
本走査領域、ゲイン、オフセット等の測定条件を入力す
る（ｓｔｅｐ２）。そして、コンピュータ３１により、
画像データリストの初期化及び作成が行なわれる（ｓｔ
ｅｐ３）。
【００４２】次に、設定されたスライドグラス標本上の
走査領域を走査画像メモリ１枚分のメモリ容量で限定さ
れる小走査領域ごとに区切って、二次元走査を行ないな
がら、光電信号をディジタル化して、コンピュータ３１
上のメモリボード３２に走査画像データを転送する（ｓ
ｔｅｐ４）。
走査領域を走査画像メモリ１枚分のメモリ容量で限定さ
れる小走査領域ごとに区切って、二次元走査を行ないな
がら、光電信号をディジタル化して、コンピュータ３１
上のメモリボード３２に走査画像データを転送する（ｓ
ｔｅｐ４）。
【００４３】各小走査領域ごとの走査画像データは、そ
の都度コンピュータによって読みとられ、走査画像デー
タがコンピュータで処理された後に（ｓｔｅｐ５）、各
細胞毎に相当する領域を抽出し、細胞情報を算出して、
細胞データリストを作成、追記してゆく（ｓｔｅｐ
６）。
の都度コンピュータによって読みとられ、走査画像デー
タがコンピュータで処理された後に（ｓｔｅｐ５）、各
細胞毎に相当する領域を抽出し、細胞情報を算出して、
細胞データリストを作成、追記してゆく（ｓｔｅｐ
６）。
【００４４】そして、所定の走査領域全体の細胞データ
リストを作成し終わったところで測定は終了する（ｓｔ
ｅｐ７、ｓｔｅｐ８）。測定の結果得られた細胞データ
リストは、データファイルとして保存され、ヒストグラ
ム表示等、統計的な演算処理を受けながらコンピュータ
スクリーンに表示され検査が終了する（ｓｔｅｐ９、ｓ
ｔｐ１０）。
リストを作成し終わったところで測定は終了する（ｓｔ
ｅｐ７、ｓｔｅｐ８）。測定の結果得られた細胞データ
リストは、データファイルとして保存され、ヒストグラ
ム表示等、統計的な演算処理を受けながらコンピュータ
スクリーンに表示され検査が終了する（ｓｔｅｐ９、ｓ
ｔｐ１０）。
【００４５】次に、走査画像データに対して適用する、
各細胞領域・細胞情報を抽出する画像処理過程につい
て、図４のフローチャートを参照して説明する。ここで
標本には、実験動物の血液による小核標本を用いるとす
る。すなわち、燈色蛍光を検出する第２チャンネルの走
査画像では赤血球の全体像が得られ、緑黄色蛍光を検出
する第１チャンネルの走査画像では赤血球内に出現する
小核の像が得られている（ｓｔｅｐ１１）。
各細胞領域・細胞情報を抽出する画像処理過程につい
て、図４のフローチャートを参照して説明する。ここで
標本には、実験動物の血液による小核標本を用いるとす
る。すなわち、燈色蛍光を検出する第２チャンネルの走
査画像では赤血球の全体像が得られ、緑黄色蛍光を検出
する第１チャンネルの走査画像では赤血球内に出現する
小核の像が得られている（ｓｔｅｐ１１）。
【００４６】次に、第２チャネルにおいてあらかじめ設
定した閾値を越える領域を抽出し、“赤血球”として認
識する（ｓｔｅｐ１２、ｓｔｅｐ１３）。ここでは、
“赤血球”として認識された画像領域を領域Ａとする。
定した閾値を越える領域を抽出し、“赤血球”として認
識する（ｓｔｅｐ１２、ｓｔｅｐ１３）。ここでは、
“赤血球”として認識された画像領域を領域Ａとする。
【００４７】次に、“赤血球”として認識した範囲内
で、今度は第１チャンネルにおいてあらかじめ設定した
閾値を越える領域を抽出し、小核として認識する（ｓｔ
ｅｐ１４）。ここでは、小核として認識された画像領域
を領域Ｂとする。
で、今度は第１チャンネルにおいてあらかじめ設定した
閾値を越える領域を抽出し、小核として認識する（ｓｔ
ｅｐ１４）。ここでは、小核として認識された画像領域
を領域Ｂとする。
【００４８】次に、ｓｔｅｐ１５における処理について
説明する。ｓｔｅｐ１５においては、例えば、小核のサ
イズなどの形態情報が必要であれば、第１チャネルにお
いて閾値を越えた領域の走査画像データの数（画素数）
を測定データとする。
説明する。ｓｔｅｐ１５においては、例えば、小核のサ
イズなどの形態情報が必要であれば、第１チャネルにお
いて閾値を越えた領域の走査画像データの数（画素数）
を測定データとする。
【００４９】また、赤血球内の小核のサイズの比率が必
要な場合、第１チャンネルで抽出した領域の画素数を、
第２チャンネルで抽出した領域の画素数で割る（除算）
ことにより得る。
要な場合、第１チャンネルで抽出した領域の画素数を、
第２チャンネルで抽出した領域の画素数で割る（除算）
ことにより得る。
【００５０】小核のＤＮＡ量などの定量測光情報が必要
であれば、第１チャネルにおいて閾値を越えた領域の走
査画像データの総和をとる。このとき、バックグラウン
ド値の補正等については、特開平３−２５５３６５号公
報に記述されている方法が適用可能であり、バックグラ
ウンド値の補正等を追加することで、より正確に定量測
定できる。
であれば、第１チャネルにおいて閾値を越えた領域の走
査画像データの総和をとる。このとき、バックグラウン
ド値の補正等については、特開平３−２５５３６５号公
報に記述されている方法が適用可能であり、バックグラ
ウンド値の補正等を追加することで、より正確に定量測
定できる。
【００５１】一方、小核の存在の有無を知るだけであれ
ば、“赤血球”として認識した範囲内で第１チャンネル
において閾値を越えるかどうかだけを検出すればよい。
また、赤血球内の小核の数は、第１チャンネルのデータ
が閾値を越えた領域の数で表わされる。
ば、“赤血球”として認識した範囲内で第１チャンネル
において閾値を越えるかどうかだけを検出すればよい。
また、赤血球内の小核の数は、第１チャンネルのデータ
が閾値を越えた領域の数で表わされる。
【００５２】次に、ｓｔｅｐ１５において算出された計
算結果を、各領域Ａごとに、領域Ａ、領域Ｂのデータを
記録し、細胞データリストしてデータファイルに追記し
（ｓｔｅｐ１６）、画像処理を終了する（ｓｔｅｐ１
７）。
算結果を、各領域Ａごとに、領域Ａ、領域Ｂのデータを
記録し、細胞データリストしてデータファイルに追記し
（ｓｔｅｐ１６）、画像処理を終了する（ｓｔｅｐ１
７）。
【００５３】ここで、小核標本測定の目的が、小核のＤ
ＮＡ量などの定量情報や小核の大きさなどの形態情報を
得ることではなく、小核の有無すなわち出現率を確認す
ることであるならば、走査画像を用いた定量測定を行う
必要はない。
ＮＡ量などの定量情報や小核の大きさなどの形態情報を
得ることではなく、小核の有無すなわち出現率を確認す
ることであるならば、走査画像を用いた定量測定を行う
必要はない。
【００５４】したがって、緑黄色蛍光検出する第１チャ
ネルの走査画像においては、赤血球内に出現する小核の
像がコントラストよく得られていることが必要であっ
て、走査画像における各画素データの蛍光測光値として
の定量性は必要でない。
ネルの走査画像においては、赤血球内に出現する小核の
像がコントラストよく得られていることが必要であっ
て、走査画像における各画素データの蛍光測光値として
の定量性は必要でない。
【００５５】以下、このような場合における小核の有無
や数の検出方法について、図５のフローチャートを参照
して説明する。まず、燈色蛍光を検出する第２チャンネ
ルにおいて、赤血球全体の走査画像が得られ、緑黄色蛍
光を検出する第１チャンネルにおいて、赤血球内に出現
する小核の像が得られる（ｓｔｅｐ２１）。
や数の検出方法について、図５のフローチャートを参照
して説明する。まず、燈色蛍光を検出する第２チャンネ
ルにおいて、赤血球全体の走査画像が得られ、緑黄色蛍
光を検出する第１チャンネルにおいて、赤血球内に出現
する小核の像が得られる（ｓｔｅｐ２１）。
【００５６】次に、第１チャンネル（緑黄色蛍光）の走
査画像に対して、スポットを強調する空間フィルタを適
用し、微少な小核を前処理で強調する（ｓｔｅｐ２
２）。ここで、スポットを強調する空間フィルタ処理
は、二次元演算子のたたみ込み積分による。演算子のサ
イズは、標本上で走査するビームサイズと同等のスポッ
トにマッチングするサイズを下限とし、その整数比、ま
たはべき乗比でより大きなスポットにマッチングするよ
う設定するよう構成する。
査画像に対して、スポットを強調する空間フィルタを適
用し、微少な小核を前処理で強調する（ｓｔｅｐ２
２）。ここで、スポットを強調する空間フィルタ処理
は、二次元演算子のたたみ込み積分による。演算子のサ
イズは、標本上で走査するビームサイズと同等のスポッ
トにマッチングするサイズを下限とし、その整数比、ま
たはべき乗比でより大きなスポットにマッチングするよ
う設定するよう構成する。
【００５７】これにより、スポットサイズと同程度以下
の大きさの小核に対して空間フィルタ処理を最適化して
鋭敏に検出することができる一方、やや大きめの小核に
対しては大きめの演算子を用いることで空間フィルタ処
理を最適化し、鋭敏に検出することもできる。
の大きさの小核に対して空間フィルタ処理を最適化して
鋭敏に検出することができる一方、やや大きめの小核に
対しては大きめの演算子を用いることで空間フィルタ処
理を最適化し、鋭敏に検出することもできる。
【００５８】次に、第２チャンネル画像において所定の
閾値を超える画像領域（領域Ａとする）を抽出する（ｓ
ｔｅｐ２３、ｓｔｅｐ２４）し、領域Ａ内に相当する第
１チャンネル画像領域内で所定の閾値を超える画像領域
（領域Ｂとする）を抽出する（ｓｔｅｐ２５）。
閾値を超える画像領域（領域Ａとする）を抽出する（ｓ
ｔｅｐ２３、ｓｔｅｐ２４）し、領域Ａ内に相当する第
１チャンネル画像領域内で所定の閾値を超える画像領域
（領域Ｂとする）を抽出する（ｓｔｅｐ２５）。
【００５９】次に、各領域Ａごとに、領域Ａ内の領域Ｂ
の数を記録し、細胞リストとしてデータファイルに追記
して画像処理を終了する（ｓｔｅｐ２６、ｓｔｅｐ２
７）。すなわち、第１チャンネルの走査画像に対して、
スポットを強調する空間フィルタ処理を前処理として行
ない、微小な小核を前処理で強調した後に、閾値を超え
る領域を小核として認識・抽出して、小核の有無、すな
わち出現率、および／または、出現した小核の数を個々
の赤血球毎の細胞データとして出力する。これにより、
微小な小核の有無や数の検出率を上げることができる。
の数を記録し、細胞リストとしてデータファイルに追記
して画像処理を終了する（ｓｔｅｐ２６、ｓｔｅｐ２
７）。すなわち、第１チャンネルの走査画像に対して、
スポットを強調する空間フィルタ処理を前処理として行
ない、微小な小核を前処理で強調した後に、閾値を超え
る領域を小核として認識・抽出して、小核の有無、すな
わち出現率、および／または、出現した小核の数を個々
の赤血球毎の細胞データとして出力する。これにより、
微小な小核の有無や数の検出率を上げることができる。
【００６０】また、微少な小核の有無や数の検出率を上
げると同時に、ある程度大きめの小核のＤＮＡ量や大き
さを測定する必要があれば、図４に示す処理を行ないな
がら、第１チャンネルの走査画像にスポットを強調する
空間フィルタ処理を平行して行ない、両方の処理結果を
出力する。
げると同時に、ある程度大きめの小核のＤＮＡ量や大き
さを測定する必要があれば、図４に示す処理を行ないな
がら、第１チャンネルの走査画像にスポットを強調する
空間フィルタ処理を平行して行ない、両方の処理結果を
出力する。
【００６１】以下、図６のフローチャートを参照して、
スポット強調空間フィルタ処理を併用した場合の処理に
ついて説明する。まず、燈色蛍光を検出する第２チャン
ネルにおいて、赤血球全体の走査画像を得て、緑黄色蛍
光を検出する第１チャンネルにおいて、赤血球内に出現
する小核の走査画像を得る（ｓｔｅｐ３１）。
スポット強調空間フィルタ処理を併用した場合の処理に
ついて説明する。まず、燈色蛍光を検出する第２チャン
ネルにおいて、赤血球全体の走査画像を得て、緑黄色蛍
光を検出する第１チャンネルにおいて、赤血球内に出現
する小核の走査画像を得る（ｓｔｅｐ３１）。
【００６２】次に、スポット強調空間フィルタ処理を併
用した画像処理が開始される。すなわち、上述の図４に
示したフローチャートにおいて述べたように、まず、第
２チャネルにおいてあらかじめ設定した閾値を越える領
域（領域Ａとする）を抽出し、“赤血球”として認識す
る（ｓｔｅｐ３２、ｓｔｅｐ３３）。
用した画像処理が開始される。すなわち、上述の図４に
示したフローチャートにおいて述べたように、まず、第
２チャネルにおいてあらかじめ設定した閾値を越える領
域（領域Ａとする）を抽出し、“赤血球”として認識す
る（ｓｔｅｐ３２、ｓｔｅｐ３３）。
【００６３】次に、“赤血球”として認識した範囲内
で、今度は第１チャンネルにおいてあらかじめ設定した
閾値を越える領域を抽出し、小核として認識する（ｓｔ
ｅｐ３４）。すなわち、領域Ａ内に相当する第１チャン
ネル画像領域内で閾値を超える画像領域（領域Ｂとす
る）を抽出する。
で、今度は第１チャンネルにおいてあらかじめ設定した
閾値を越える領域を抽出し、小核として認識する（ｓｔ
ｅｐ３４）。すなわち、領域Ａ内に相当する第１チャン
ネル画像領域内で閾値を超える画像領域（領域Ｂとす
る）を抽出する。
【００６４】次に、図４のフローチャートにおいて述べ
たように、領域Ａ、領域Ｂにおける画素数（＝面積）、
測光値データ総和（＝積算値）、領域Ａと領域Ｂの面積
比等を計算する（ｓｔｅｐ３５）。
たように、領域Ａ、領域Ｂにおける画素数（＝面積）、
測光値データ総和（＝積算値）、領域Ａと領域Ｂの面積
比等を計算する（ｓｔｅｐ３５）。
【００６５】次に、ｓｔｅｐ３５において算出された計
算結果を、各領域Ａごとに、領域Ａ、領域Ｂのデータを
記録し、細胞データリストしてデータファイルに追記し
（ｓｔｅｐ３６）、画像処理を終了する（ｓｔｅｐ３
７）。
算結果を、各領域Ａごとに、領域Ａ、領域Ｂのデータを
記録し、細胞データリストしてデータファイルに追記し
（ｓｔｅｐ３６）、画像処理を終了する（ｓｔｅｐ３
７）。
【００６６】一方、ｓｔｅｐ３３〜ｓｔｅｐ３６の処理
と平行して、以下の処理が行なわれる。まず、第１チャ
ンネル（緑黄色蛍光）の走査画像に対して、スポットを
強調する空間フィルタを適用し、微少な小核を前処理で
強調する（ｓｔｅｐ４１）。ここで、スポットを強調す
る空間フィルタ処理は、図５の説明において述べた通り
である。
と平行して、以下の処理が行なわれる。まず、第１チャ
ンネル（緑黄色蛍光）の走査画像に対して、スポットを
強調する空間フィルタを適用し、微少な小核を前処理で
強調する（ｓｔｅｐ４１）。ここで、スポットを強調す
る空間フィルタ処理は、図５の説明において述べた通り
である。
【００６７】次に、ｓｔｅｐ３３において抽出された画
像領域Ａ内に相当する第１チャンネル画像領域内で所定
の閾値を超える画像領域（領域Ｃとする）を抽出する
（ｓｔｅｐ４２）。次に、各領域Ａごとに、領域Ａ内の
領域Ｃの数を記録し、細胞リストとしてデータファイル
に追記して画像処理を終了する（ｓｔｅｐ４３、ｓｔｅ
ｐ３７）。
像領域Ａ内に相当する第１チャンネル画像領域内で所定
の閾値を超える画像領域（領域Ｃとする）を抽出する
（ｓｔｅｐ４２）。次に、各領域Ａごとに、領域Ａ内の
領域Ｃの数を記録し、細胞リストとしてデータファイル
に追記して画像処理を終了する（ｓｔｅｐ４３、ｓｔｅ
ｐ３７）。
【００６８】そして、これら両方の処理結果がコンピュ
ータ３１のディスプレイ等に表示される。本実施の形態
の走査型顕微鏡測定装置においては、図４乃至図６に示
した処理を任意に切り替えることができ、用途に応じて
使いわけすることができるように構成されている。
ータ３１のディスプレイ等に表示される。本実施の形態
の走査型顕微鏡測定装置においては、図４乃至図６に示
した処理を任意に切り替えることができ、用途に応じて
使いわけすることができるように構成されている。
【００６９】従って、本実施の形態にの走査型顕微鏡測
定装置によれば、小核の有無・出現率を確認する用途に
おいては、スポット強調用空間フィルターを適用して、
小さな小核も漏れなく検出することができる。
定装置によれば、小核の有無・出現率を確認する用途に
おいては、スポット強調用空間フィルターを適用して、
小さな小核も漏れなく検出することができる。
【００７０】また、小核のＤＮＡ量などの定量情報や小
核の大きさなどの形態情報を測定する用途においては、
スポット強調用空間フィルターを適用しないで閾値処理
した後、定量情報や、形態情報の抽出を行うことによ
り、より正確な測定データを得ることができる。
核の大きさなどの形態情報を測定する用途においては、
スポット強調用空間フィルターを適用しないで閾値処理
した後、定量情報や、形態情報の抽出を行うことによ
り、より正確な測定データを得ることができる。
【００７１】すなわち、小核試験の小核の有無・出現率
の検出、および、小核のＤＮＡ量などの定量情報や小核
の大きさの測定用途に適した、細胞測定装置を提供する
ことができる。
の検出、および、小核のＤＮＡ量などの定量情報や小核
の大きさの測定用途に適した、細胞測定装置を提供する
ことができる。
【００７２】なお、上述の実施の形態の説明において
は、赤血球における小核試験標本に基づいて行った。し
かしながら、本発明の主旨は、細胞、細胞核、または染
色体などの生態構造の内部に出現する微小な蛍光標識の
定量／形態測定と出現率／数のカウントとを併用するそ
の他の用途、たとえば染色体標識やＤＮＡの特定分子配
列の標識、細胞内に局所的に発見する抗原・抗体物質の
検出と定量測定などに対して、同様に適用可能であるこ
とはいうまでもない。
は、赤血球における小核試験標本に基づいて行った。し
かしながら、本発明の主旨は、細胞、細胞核、または染
色体などの生態構造の内部に出現する微小な蛍光標識の
定量／形態測定と出現率／数のカウントとを併用するそ
の他の用途、たとえば染色体標識やＤＮＡの特定分子配
列の標識、細胞内に局所的に発見する抗原・抗体物質の
検出と定量測定などに対して、同様に適用可能であるこ
とはいうまでもない。
【００７３】また、小核検査における赤血球標本をＰＩ
（Propidium Jodide）にて単染色し、細胞の検出を蛍光
の代わりに前方散乱光の検出によって行ない、小核の検
出のみでＰＩの蛍光検出によって行なう場合でも、本実
施の形態において述べた手法を用いて小核を検査するこ
とができる。
（Propidium Jodide）にて単染色し、細胞の検出を蛍光
の代わりに前方散乱光の検出によって行ない、小核の検
出のみでＰＩの蛍光検出によって行なう場合でも、本実
施の形態において述べた手法を用いて小核を検査するこ
とができる。
【００７４】
【発明の効果】以上詳記したように、本発明によれば、
細胞の小核を自動的に観察することができる走査型細胞
測定装置を提供することができる。
細胞の小核を自動的に観察することができる走査型細胞
測定装置を提供することができる。
【図１】本発明の一実施の形態に係る走査型細胞測定装
置のマルチパラメータ蛍光測光光学系を示す図である。
置のマルチパラメータ蛍光測光光学系を示す図である。
【図２】同実施の形態における走査型細胞測定装置の電
気系の構成を示す図である。
気系の構成を示す図である。
【図３】同実施の形態における走査型細胞測定装置の動
作の概略構成を説明するためのフローチャートである。
作の概略構成を説明するためのフローチャートである。
【図４】同実施の形態における走査型細胞測定装置の走
査画像データに対して適用する、各細胞領域等を抽出す
る画像処理過程を説明するためのフローチャートであ
る。
査画像データに対して適用する、各細胞領域等を抽出す
る画像処理過程を説明するためのフローチャートであ
る。
【図５】同実施の形態における走査型細胞測定装置にお
ける小核の有無や数の検出方法を説明するためのフロー
チャートである。
ける小核の有無や数の検出方法を説明するためのフロー
チャートである。
【図６】同実施の形態における走査型細胞測定装置にお
けるスポット強調空間フィルタ処理を並列に行なう処理
を説明するためのフローチャートである。
けるスポット強調空間フィルタ処理を並列に行なう処理
を説明するためのフローチャートである。
１１…レーザー、１２…主ダイクロイックミラー、１３
…ガルバノメーターミラー、１４…瞳投影レンズ、１５
…対物レンズ像画、１６…対物レンズ、１７…標本面、
１８…副ダイクロイックミラー、１９…第１光電子増倍
管、２０…第２光電子増倍管、２１ａ，２１ｂ…光電子
増倍管（ＰＭＴ）、２２ａ，２２ｂ…ヘッドアンプ、２
３ａ，２３ｂ…ミキサー、２４ａ，２４ｂ…アナログ積
分器、２５ａ，２５ｂ…アナログディジィタル変換器、
２７ａ，２７ｂ…ディジタルシグナルプロセッサ、３１
…コンピュータ、３２…メモリーボード、３３…ＧＰＩ
Ｂボード、３４…ＧＰＩＢインターフェイス制御回路、
３７…ＣＰＵ、４０ａ，４０ｂ…ステッピングモータ、
４５…ガルバノメータミラー。
…ガルバノメーターミラー、１４…瞳投影レンズ、１５
…対物レンズ像画、１６…対物レンズ、１７…標本面、
１８…副ダイクロイックミラー、１９…第１光電子増倍
管、２０…第２光電子増倍管、２１ａ，２１ｂ…光電子
増倍管（ＰＭＴ）、２２ａ，２２ｂ…ヘッドアンプ、２
３ａ，２３ｂ…ミキサー、２４ａ，２４ｂ…アナログ積
分器、２５ａ，２５ｂ…アナログディジィタル変換器、
２７ａ，２７ｂ…ディジタルシグナルプロセッサ、３１
…コンピュータ、３２…メモリーボード、３３…ＧＰＩ
Ｂボード、３４…ＧＰＩＢインターフェイス制御回路、
３７…ＣＰＵ、４０ａ，４０ｂ…ステッピングモータ、
４５…ガルバノメータミラー。
Claims (3)
- 【請求項１】 分光特性の異なる単一又は複数の蛍光色
素で染色・標識された細胞集団に光ビームを二次元走査
する光ビーム走査手段と、 前記光ビーム走査手段により走査される光ビームにより
励起された細胞からの蛍光のうち、細胞内の微細な構造
またはその構造を構成する成分を標識する蛍光を検出す
る第１の蛍光検出手段と、 前記光ビーム走査手段により走査される光ビームにより
励起された細胞からの蛍光のうち、細胞全体を標識する
蛍光を検出する第２の蛍光検出手段と、 前記第２の蛍光検出手段により検出された蛍光により得
られる走査画像領域のうち、第１の閾値を超える第１画
像領域を算出する第１画像領域算出手段と、 前記第１画像領域算出手段により算出された第１画像領
域内であって、前記第１の蛍光検出手段により検出され
た蛍光により得られる走査画像領域のうち、第２の閾値
を超える第２画像領域を算出する第２画像領域算出手段
と、 前記第１画像領域算出手段により算出された第１の画像
領域と、前記第２画像領域算出手段により算出された第
２の画像領域とに基づいて演算を行なう画像領域演算手
段と、 前記画像領域演算手段により演算された演算結果を記憶
する演算結果記憶手段とを具備したことを特徴とする走
査型細胞測定装置。 - 【請求項２】 前記第１の蛍光検出手段により検出され
た蛍光により得られる走査画像領域に対して、前記光ビ
ーム走査手段により走査される光ビームのスポットを強
調する空間フィルタリングを行なう空間フィルタリング
手段と、 前記第１画像領域算出手段により算出された第１画像領
域のうち、前記空間フィルタリング手段によりフィルタ
リングが行なわれた走査画像領域内の第３の閾値を超え
る第３画像領域を算出する第３画像領域算出手段と、 前記第１画像領域算出手段により算出された第１画像領
域内であって、前記第３画像領域算出手段により算出さ
れた第３画像領域の数を記憶する第３画像領域記憶手段
とを付加したことを特徴とする請求項１記載の走査型細
胞測定装置。 - 【請求項３】 分光特性の異なる単一又は複数の蛍光色
素で染色・標識された細胞集団に光ビームを二次元走査
する光ビーム走査手段と、 前記光ビーム走査手段により走査される光ビームにより
励起された細胞からの蛍光のうち、細胞内の微細な構造
またはその構造を構成する成分をを標識する蛍光を検出
する第１の蛍光検出手段と、 前記光ビーム走査手段により走査される光ビームにより
励起された細胞からの蛍光のうち、細胞全体を標識する
蛍光を検出する第２の蛍光検出手段と、 前記第１の蛍光検出手段により検出された蛍光により得
られる走査画像領域に対して、前記光ビーム走査手段に
より走査される光ビームのスポットを強調する空間フィ
ルタリングを行なう空間フィルタリング手段と、 前記第２の蛍光検出手段により検出された蛍光により得
られる走査画像領域のうち、第１の閾値を超える第１画
像領域を算出する第１画像領域算出手段と、 前記第１画像領域算出手段により算出された第１画像領
域内であって、前記空間フィルタリング手段によりフィ
ルタリングが行なわれた走査画像領域内の第２の閾値を
超える第２の画像領域を算出する第２画像領域算出手段
と、 前記第１画像領域算出手段により算出された第１画像領
域内の前記第２画像領域算出手段により算出された第２
画像領域の数を記憶する画像領域記憶手段とを具備した
ことを特徴とする走査型細胞測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27906895A JP3686713B2 (ja) | 1995-10-26 | 1995-10-26 | 走査型細胞測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27906895A JP3686713B2 (ja) | 1995-10-26 | 1995-10-26 | 走査型細胞測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09119892A true JPH09119892A (ja) | 1997-05-06 |
| JP3686713B2 JP3686713B2 (ja) | 2005-08-24 |
Family
ID=17605972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27906895A Expired - Fee Related JP3686713B2 (ja) | 1995-10-26 | 1995-10-26 | 走査型細胞測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3686713B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002228654A (ja) * | 2001-01-30 | 2002-08-14 | Yamato Scient Co Ltd | 組織マッピング方法及び組織マップ分析装置 |
| JP2006189258A (ja) * | 2004-12-28 | 2006-07-20 | Olympus Corp | 画像処理装置 |
| JP2006317261A (ja) * | 2005-05-12 | 2006-11-24 | Olympus Corp | 走査型サイトメータの画像処理方法及び装置 |
| JP2013105087A (ja) * | 2011-11-15 | 2013-05-30 | Sony Corp | 画像取得装置、画像取得方法及び画像取得プログラム |
| WO2013102949A1 (ja) * | 2012-01-04 | 2013-07-11 | 株式会社知能情報システム | 画像処理方法、画像処理装置、画像処理プログラム、および記録媒体 |
| JP2015017820A (ja) * | 2013-07-09 | 2015-01-29 | 富士フイルム株式会社 | 遺伝毒性又は骨髄毒性評価方法及び遺伝毒性又は骨髄毒性評価キット |
-
1995
- 1995-10-26 JP JP27906895A patent/JP3686713B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002228654A (ja) * | 2001-01-30 | 2002-08-14 | Yamato Scient Co Ltd | 組織マッピング方法及び組織マップ分析装置 |
| JP2006189258A (ja) * | 2004-12-28 | 2006-07-20 | Olympus Corp | 画像処理装置 |
| JP2006317261A (ja) * | 2005-05-12 | 2006-11-24 | Olympus Corp | 走査型サイトメータの画像処理方法及び装置 |
| JP2013105087A (ja) * | 2011-11-15 | 2013-05-30 | Sony Corp | 画像取得装置、画像取得方法及び画像取得プログラム |
| WO2013102949A1 (ja) * | 2012-01-04 | 2013-07-11 | 株式会社知能情報システム | 画像処理方法、画像処理装置、画像処理プログラム、および記録媒体 |
| JPWO2013102949A1 (ja) * | 2012-01-04 | 2015-05-11 | 株式会社知能情報システム | 画像処理方法、画像処理装置、画像処理プログラム、および記録媒体 |
| JP2015017820A (ja) * | 2013-07-09 | 2015-01-29 | 富士フイルム株式会社 | 遺伝毒性又は骨髄毒性評価方法及び遺伝毒性又は骨髄毒性評価キット |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3686713B2 (ja) | 2005-08-24 |
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