JPWO2013002223A1 - 細胞分析装置 - Google Patents
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Abstract
Description
前記フローセルを流れる試料に含まれる細胞を撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像された細胞画像を記憶する細胞画像記憶部と、
前記フローセルを流れる試料に光を照射する光源と、
前記光源により光が照射された細胞からの光を受光し、受光量に応じた信号を出力する受光部と、
出力された信号に基づいて得られる、受光量の変化を示すデータを記憶する波形データ記憶部と、
表示部と、
前記細胞画像と、当該細胞画像に含まれる細胞についてのデータの波形を表すグラフ及び/又は当該データに対応する標識とを前記表示部に表示するよう制御する制御部と
を備えたことを特徴としている。
前記標識は、蛍光強度に対応した濃度で表示される色であってもよい。
前記標識は、散乱光強度に対応した濃度で表示される色であってもよい。
前記標識は、蛍光強度が所定の値以上の範囲に施されてもよい。
前記標識は、散乱光強度が所定の値以上の範囲に施されてもよい。
[細胞分析装置の全体構成]
図1は、本発明の一実施の形態に係る細胞分析装置10の斜視説明図である。この細胞分析装置10は、患者から採取した子宮頸部の上皮細胞を含む測定試料をフローセルに流し、このフローセルを流れる測定試料にレーザ光を照射し、測定試料からの光(前方散乱光、側方蛍光等)を検出・分析することで、前記細胞に癌細胞や異型細胞(以下、これらを「異常細胞」ともいう)が含まれているか否かを判断するのに用いられる。具体的には、子宮頸部の上皮細胞を用いて子宮頸癌をスクリーニングするのに用いられる。細胞分析装置10は、試料の測定等を行う装置本体12と、この装置本体12に接続され、測定結果の分析等を行うシステム制御部13とを備えている。
測定制御部16は、マイクロプロセッサ20、記憶部21、I/Oコントローラ22、センサ信号処理部23、駆動部制御ドライバ24、及び外部通信コントローラ25等を備えている。記憶部21は、ROM、RAM等からなり、ROMには、駆動部17を制御するための制御プログラム、及び、制御プログラムの実行に必要なデータが格納されている。マイクロプロセッサ20は、制御プログラムをRAMにロードし、又はROMから直接実行することが可能である。
図3は、システム制御部13のブロック図である。システム制御部13は、パーソナルコンピュータ等からなり、本体27と、表示部28と、入力部29とから主に構成されている。本体27は、CPU27aと、ROM27bと、RAM27cと、ハードディスク27dと、読出装置27eと、I/Oインターフェース27fと、画像出力インターフェース27gと、から主に構成されている。これらの要素の間は、バス27hによって通信可能に接続されている。
図4は、光学検出部3及び撮像部26の構成を示す図である。この光学検出部3は、半導体レーザからなる光源53を備え、この光源53から放射されたレーザ光は、レンズ系52を経てフローセル51を流れる測定試料に集光する。このレーザ光により測定試料中の細胞から生じた前方散乱光は、対物レンズ54及びフィルタ57を経てフォトダイオード(受光部)55に検出される。なお、レンズ系52は、コリメータレンズ、シリンダーレンズ、コンデンサーレンズ等を含むレンズ群から構成されている。
本実施の形態では、前述した前方散乱光データ(FSC)、側方散乱光データ(SSC)及び側方赤蛍光データ(SRFL)の特徴を反映する種々の特徴パラメータを信号処理回路4による信号処理で取得し、それらの特徴パラメータを用いて、細胞の分析を行うことができる。以下、代表的な特徴パラメータについて説明する。
本実施の形態では、信号処理回路4が、フォトダイオード55から出力された前方散乱光信号に信号処理を施して前方散乱光データを得る。そして、信号処理回路4は、粒子の大きさを反映した複数の特徴パラメータとして、得られた前方散乱光データから生成される前方散乱光の信号波形のパルス幅(FSCW)と、前方散乱光の信号波形のピーク値(FSCP)とを取得する。また、本実施の形態では、信号処理回路4が、フォトマルチプライヤ59aから出力された側方赤蛍光信号に信号処理を施して側方赤蛍光データを得る。そして、信号処理回路4は、細胞のDNA量を反映した複数の特徴パラメータとして、得られた側方赤蛍光データから生成される赤蛍光の面積(RFLA)と、側方赤蛍光の信号波形のピーク値とを取得する。前方散乱光の信号波形のパルス幅(FSCW)、前方散乱光の信号波形のピーク値(FSCP)、赤蛍光の面積(RFLA)、及び赤蛍光の信号波形のピーク値については後述する。
2)より大きい強度を有する前方散乱光の信号波形の幅を表す。
次に、図6を参照しつつ、本実施の形態に係る細胞分析装置を用いた細胞分析処理で実行される、システム制御部13のCPU27aと装置本体12のマイクロプロセッサ20の制御について説明する。
前記信号処理回路4においてフィルタ処理やA/D変換処理などの信号処理が施された、前方散乱光、側方散乱光及び側方蛍光の各波形データは、波形記憶バッファとしての記憶部21において一時的に記憶されるとともに、特徴パラメータ演算部としての前記信号処理回路4において、前記波形の特徴を示す特徴パラメータが算出される。
なお、ステップS206における両制御信号とステップS207における撮像トリガとは、同期が取れているので、ハードディスク27dに保存される特徴パラメータ、波形データ及び細胞画像は、同一細胞のデータであることが保証される。具体的には、ステップS206において特徴パラメータに付される管理番号、波形データに付される管理番号、及びステップS207において細胞の画像に付される管理番号が同じ番号となる。
本実施の形態では、細胞分析処理が終了した後、図示しない測定結果画面の一覧表示ボタンがユーザによりクリックされると、システム制御部13のCPU27aは、一覧表示画面281を表示部28に表示する表示処理を行う。図8は本実施の形態に係る一覧表示画面281である。一覧表示画面281には、細胞の画像とこれに対応する波形データを表す波形のグラフ及び標識とが組になった複数の画像282が一覧表示される。具体的には、一覧表示画面281には、縦に4行、横に5列の合計20個の、細胞画像と波形データを表す波形のグラフ及び標識とが組になった画像282が、1つの画面に一覧表示される。このように、複数の画像282を1画面上に表示することで、細胞判別作業の効率を向上させることができる。ここで、表示部28には、前方散乱光データ(FSC)、側方散乱光データ(SSC)、側方赤蛍光データ(SRFL)及び側方緑蛍光データ(SGFL)といった各波形データが、波形を示すグラフの形式で表示される。
本実施の形態では、細胞画像と波形データを表す波形のグラフとを同一画像上において表示するに際し、オペレータが観察し易くするために、前記細胞画像と波形データを表す波形のグラフとの位置合わせを行っている。位置合わせを行うために、本実施の形態では、ステップS302において、システム制御部13のCPU27aは、管理番号nが付されている細胞画像中の細胞の位置を検出する位置検出処理を実行している。
ステップS302において、管理番号nが付されている細胞画像について位置検出が行われると、システム制御部13のCPU27aは、ついで、前記のようにして検出された細胞の位置と、当該細胞の係る波形データを表す波形のグラフ(ステップS301で取得された管理番号nの波形データから生成される波形)の位置を合わせる処理(位置調整処理)を実行する(ステップS303)。図11(a)は、ステップS303においてシステム制御部13のCPU27aが行う細胞画像と波形データを表す波形のグラフとの位置合わせの方法を説明する図である。
位置合わせの前提として、細胞画像と同様に、波形データを表す波形のグラフについてもxy座標系で表示されており、y座標の値が前方散乱光などの受光量(信号強度)に対応している。したがって、波形データを表す波形のグラフは、原点(y座標の値がゼロ)から始まって、y座標の値がゼロで終わる変化を示す。
前述した位置調整により、細胞の左位置と波形データを表す波形のグラフの原点とを一致させることができるが、細胞画像における細胞幅と波形データを表す波形のグラフの信号幅とは必ずしも一致していない。このため、細胞画像の右位置と波形データを表す波形のグラフの終点(y座標の値がゼロになる位置)とが一致しない場合がある。
そこで、ステップS303において、管理番号nが付されている細胞画像と波形データを表す波形のグラフとの位置合わせが実行されると、システム制御部13のCPU27aは、各種の光のうち、例えば前方散乱光の波形データを表す波形のグラフのx軸方向のサイズが細胞幅と一致するように前方散乱光の信号幅を調整(拡大又は縮小)するサイズ調整処理を実行する(ステップS304)。具体的に、図11(b)に示されるように、太い方の実線で表される、前方散乱光の波形データを表す波形のグラフのy座標の値がゼロで終わるx座標の値が、前記線分xbがX軸と交差する位置と一致するように当該x座標の値を補正する。これにより、波形データを表す波形のグラフの幅と細胞幅とを一致させることができる。
このように、細胞画像及び波形データを表す波形のグラフに重ねて色を表示することにより、細胞における核の場所や大きさを容易に判別することができる。
図12(a)及び図12(b)の画像より、核の場所や大きさ(図12(a))、及び細胞の場所や大きさ(図12(b))を判別することができるが、図12(c)のように、赤色と白色を同時に重ねて表示することで、核の場所や大きさ、及び細胞の場所や大きさを1つの画像から容易に判別することができる。
このように、色自体、及び色の濃淡の変化の程度を種々変更することで、オペレータによる細胞判別を支援することができる。
なお、今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、前述した実施の形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
10 細胞分析装置
12 装置本体
13 システム制御部
16 測定制御部
20 マイクロプロセッサ
21 記憶部
26 撮像部
28 表示部
51 フローセル
53 光源
65 CCDカメラ(撮像部)
Claims (16)
- 細胞を含む試料が流れるフローセルと、
前記フローセルを流れる試料に含まれる細胞を撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像された細胞画像を記憶する細胞画像記憶部と、
前記フローセルを流れる試料に光を照射する光源と、
前記光源により光が照射された細胞からの光を受光し、受光量に応じた信号を出力する受光部と、
出力された信号に基づいて得られる、受光量の変化を示すデータを記憶する波形データ記憶部と、
表示部と、
前記細胞画像と、当該細胞画像に含まれる細胞についてのデータの波形を表すグラフ及び/又は当該データに対応する標識とを前記表示部に表示するよう制御する制御部と
を備えたことを特徴とする、細胞分析装置。 - 前記制御部は、前記細胞画像と、前記グラフ及び/又は前記標識とを同一画面上に表示するよう前記表示部を制御する、請求項1に記載の細胞分析装置。
- 前記制御部は、前記細胞画像と、前記グラフ及び/又は前記標識と、の一方の位置を、他方の位置に応じて調整する位置調整を実行し、位置調整後に、前記細胞画像と、前記グラフ及び/又は前記標識とを表示するよう前記表示部を制御する、請求項2に記載の細胞分析装置。
- 前記制御部は、前記細胞画像と、前記グラフ及び/又は前記標識と、の一方のサイズを、他方のサイズに応じて調整するサイズ調整を実行し、サイズ調整後に、前記細胞画像と、前記グラフ及び/又は前記標識とを表示するよう前記表示部を制御する、請求項1に記載の細胞分析装置。
- 前記制御部は、前記細胞画像と、前記グラフ及び/又は前記標識との組を一覧表示するよう前記表示部を制御する、請求項1に記載の細胞分析装置。
- 前記標識は、受光量に対応した濃度で表示される色である、請求項1〜5のいずれかに記載の細胞分析装置。
- 前記データは、所定の細胞についての、蛍光強度の経時変化を示すデータを含み、
前記標識は、蛍光強度に対応した濃度で表示される色である、請求項6に記載の細胞分析装置。 - 前記データは、所定の細胞についての、散乱光強度の経時変化を示すデータを含み、
前記標識は、散乱光強度に対応した濃度で表示される色である、請求項6に記載の細胞分析装置。 - 前記データは、所定の細胞についての、蛍光強度の経時変化を示すデータを含み、
前記標識は、蛍光強度が所定の値以上の範囲に施される、請求項1に記載の細胞分析装置。 - 前記蛍光強度が所定の値以上の範囲は、前記所定の細胞中の核の位置を反映可能な情報である、請求項9に記載の細胞分析装置。
- 前記標識は、蛍光強度が所定の値以上の範囲に表示される色である、請求項9又は10に記載の細胞分析装置。
- 前記データは、所定の細胞についての、散乱光強度の経時変化を示すデータを含み、
前記標識は、散乱光強度が所定の値以上の範囲に施される、請求項1に記載の細胞分析装置。 - 前記散乱光強度が所定の値以上の範囲は、前記所定の細胞の大きさを反映可能な情報である、請求項12に記載の細胞分析装置。
- 前記標識は、散乱光強度が所定の値以上の範囲に表示される色である、請求項12又は13に記載の細胞分析装置。
- 前記制御部は、前記標識と、前記細胞画像とを重ねて表示するよう前記表示部を制御する、請求項1に記載の細胞分析装置。
- 前記制御部は、複数の標識を重ねて表示するよう前記表示部を制御する、請求項1に記載の細胞分析装置。
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