JPWO2015190225A1 - Diagnosis support information generation method, image processing apparatus, diagnosis support information generation system, and image processing program - Google Patents

Diagnosis support information generation method, image processing apparatus, diagnosis support information generation system, and image processing program Download PDF

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Abstract

より高精度な診断情報を得ることができる診断支援情報生成方法、画像処理装置、診断支援情報生成システム及び画像処理プログラムを提供する。蛍光物質を用いた染色試薬により特定の生体物質が染色された標本を用いて診断支援情報を生成する診断支援情報生成方法において、前記標本における前記生体物質の発現を蛍光輝点で表す第一の画像を入力する第一入力工程と、前記標本の所定の領域を解析領域として抽出し、前記解析領域の数、面積、及び周長のうち少なくとも一つを含む解析領域情報を算出する解析領域情報算出工程と、前記第一の画像から前記蛍光輝点を示す輝点領域を抽出し、当該輝点領域の分布の情報を含む輝点領域情報を抽出する輝点領域情報抽出工程と、前記解析領域情報及び前記輝点領域情報に基づいて、前記診断支援情報である画像スコアを算出する画像スコア算出工程と、を有することを特徴とする。Provided are a diagnosis support information generation method, an image processing apparatus, a diagnosis support information generation system, and an image processing program capable of obtaining more accurate diagnosis information. In a diagnosis support information generation method for generating diagnosis support information using a specimen in which a specific biological material is stained with a staining reagent using a fluorescent substance, a first method that expresses the expression of the biological substance in the specimen as a fluorescent bright spot. A first input step for inputting an image; and analysis region information for extracting a predetermined region of the sample as an analysis region and calculating analysis region information including at least one of the number, area, and circumference of the analysis region A calculation step, a bright spot region information extraction step of extracting a bright spot region indicating the fluorescent bright spot from the first image, and extracting bright spot region information including information on the distribution of the bright spot region, and the analysis And an image score calculating step of calculating an image score as the diagnosis support information based on the region information and the bright spot region information.

Description

本発明は、診断支援情報生成方法、画像処理装置、診断支援情報生成システム及び画像処理プログラムに関する。   The present invention relates to a diagnosis support information generation method, an image processing apparatus, a diagnosis support information generation system, and an image processing program.

近年、抗体医薬を中心とした分子標的薬治療の広がりに伴い、分子標的薬をより効果的に設計するため、観察対象細胞上の生体物質の定量が求められている。生体物質の存在を確認する方法として、生体物質認識部位が結合された蛍光物質と、生体物質認識部位に対応した生体物質の結合に基づく、組織分析方法が知られている。
観察対象となる組織標本や細胞には、例えば標本作成時に蛍光物質が凝集するなど、疾病の程度とは無関係な様々なノイズが発生し得ることが知られている。ノイズによって診断結果のばらつきが生じると、誤診に繋がったり、診断結果を一つ一つ再検査するため診断に時間がかかるという問題がある。そこで、組織分析においては、ノイズの影響を受けにくく、安定した高精度な定量結果を得ることが課題となっている。
In recent years, with the spread of molecular targeted drug treatment centering on antibody drugs, in order to design molecular targeted drugs more effectively, quantification of biological substances on cells to be observed has been demanded. As a method for confirming the presence of a biological material, a tissue analysis method based on the binding of a fluorescent material to which a biological material recognition site is bound and a biological material corresponding to the biological material recognition site is known.
It is known that various noises that are unrelated to the degree of disease can occur in tissue specimens and cells to be observed, for example, fluorescent substances aggregate at the time of specimen preparation. If there are variations in the diagnostic results due to noise, there is a problem that it may lead to a misdiagnosis or it takes time to diagnose because the diagnostic results are reexamined one by one. Therefore, in the tissue analysis, it is difficult to be affected by noise, and it is a problem to obtain a stable and accurate quantitative result.

例えば、特許文献1では、バイオマーカー及び細胞内区画を染色してそれぞれの領域を抽出し、細胞内区画に存在するバイオマーカー量を再現性良く定量する方法として、スコア化することが記載されている。
特許文献1に記載の方法によれば、細胞内区画ごとのバイオマーカー量をスコア化することにより、ノイズの影響を受けにくく、再現性の高い定量が可能である。
For example, Patent Document 1 describes scoring as a method of staining a biomarker and an intracellular compartment to extract each region and quantifying the amount of the biomarker present in the intracellular compartment with good reproducibility. Yes.
According to the method described in Patent Document 1, by scoring the amount of biomarker for each subcellular compartment, it is difficult to be affected by noise and quantification with high reproducibility is possible.

特表2012−503180号公報Special table 2012-503180 gazette

しかし、癌等の疾病の悪性度は、バイオマーカーの発現量だけでなく、分布の偏り等によって異なることが知られている。特許文献1の発明によれば、細胞内区画ごとのバイオマーカーの発現量を評価することができるが、細胞内区画内におけるバイオマーカーの分布は評価しておらず、定量の精度が十分とは言えなかった。   However, it is known that the grade of malignancy of diseases such as cancer differs depending not only on the amount of biomarker expressed but also on the distribution bias. According to the invention of Patent Document 1, the expression level of a biomarker for each intracellular compartment can be evaluated, but the distribution of the biomarker in the intracellular compartment is not evaluated, and the accuracy of quantification is sufficient. I could not say.

本発明の主な目的は、より高精度な診断情報を得ることができる診断支援情報生成方法、画像処理装置、診断支援情報生成システム及び画像処理プログラムを提供することにある。   A main object of the present invention is to provide a diagnosis support information generation method, an image processing apparatus, a diagnosis support information generation system, and an image processing program capable of obtaining more accurate diagnosis information.

上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明によれば、
蛍光物質を用いた染色試薬により特定の生体物質が染色された標本を用いて診断支援情報を生成する診断支援情報生成方法において、
前記標本における前記生体物質の発現を蛍光輝点で表す第一の画像を入力する第一入力工程と、
前記標本の所定の領域を解析領域として抽出し、前記解析領域の数、面積、及び周長のうち少なくとも一つを含む解析領域情報を算出する解析領域情報算出工程と、
前記第一の画像から前記蛍光輝点を示す輝点領域を抽出し、当該輝点領域の分布の情報を含む輝点領域情報を抽出する輝点領域情報抽出工程と、
前記解析領域情報及び前記輝点領域情報に基づいて、前記診断支援情報である画像スコアを算出する画像スコア算出工程と、
を有することを特徴とする診断支援情報生成方法が提供される。
In order to solve the above problem, according to the invention described in claim 1,
In a diagnostic support information generation method for generating diagnostic support information using a specimen in which a specific biological material is stained with a staining reagent using a fluorescent substance,
A first input step of inputting a first image representing the expression of the biological material in the specimen as a fluorescent luminescent spot;
An analysis region information calculation step of extracting a predetermined region of the sample as an analysis region and calculating analysis region information including at least one of the number, area, and circumference of the analysis regions;
A bright spot region information extracting step of extracting a bright spot region indicating the fluorescent bright spot from the first image and extracting bright spot region information including information on the distribution of the bright spot region;
Based on the analysis area information and the bright spot area information, an image score calculation step of calculating an image score that is the diagnosis support information;
A diagnostic support information generation method characterized by comprising:

請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の診断支援情報生成方法において、
前記染色試薬は、前記蛍光物質を複数集積した蛍光粒子であり、
前記輝点領域情報は、前記輝点領域のそれぞれに含まれる前記蛍光粒子の数の情報を含むことを特徴とする診断支援情報生成方法が提供される。
According to the invention described in claim 2, in the diagnosis support information generation method according to claim 1,
The staining reagent is a fluorescent particle in which a plurality of the fluorescent substances are integrated,
The bright spot area information includes information on the number of the fluorescent particles contained in each of the bright spot areas, and provides a diagnosis support information generation method characterized in that

請求項3に記載の発明によれば、請求項1又は2に記載の診断支援情報生成方法において、
前記標本における細胞の所定の領域を抽出可能な第二の画像を入力する第二入力工程と、
前記第二の画像から、細胞の所定の領域を細胞領域として抽出し、前記細胞領域の数、面積、及び周長のうち少なくとも一つを含む細胞情報を算出する細胞情報算出工程と、を有し、
前記画像スコア算出工程は、
前記輝点領域情報及び前記細胞情報に基づいて、前記細胞領域当たりの前記生体物質の発現を解析した細胞スコアを算出し、
前記解析領域情報及び前記細胞スコアに基づいて、前記画像スコアを算出することを特徴とする診断支援情報生成方法が提供される。
According to the invention described in claim 3, in the diagnosis support information generation method according to claim 1 or 2,
A second input step of inputting a second image capable of extracting a predetermined region of cells in the specimen;
A cell information calculation step of extracting a predetermined region of the cell from the second image as a cell region and calculating cell information including at least one of the number, area, and circumference of the cell region. And
The image score calculation step includes:
Based on the bright spot region information and the cell information, to calculate a cell score that has analyzed the expression of the biological material per cell region,
A diagnostic support information generation method is provided, wherein the image score is calculated based on the analysis region information and the cell score.

請求項4に記載の発明によれば、請求項1又は2に記載の診断支援情報生成方法において、
前記画像スコア算出工程は、
前記輝点領域情報に基づいて、前記輝点領域当たりの前記生体物質の発現を解析した輝点スコアを算出し、
前記解析領域情報及び前記輝点スコアに基づいて、前記画像スコアを算出することを特徴とする診断支援情報生成方法が提供される。
According to the invention described in claim 4, in the diagnosis support information generating method according to claim 1 or 2,
The image score calculation step includes:
Based on the bright spot area information, calculate a bright spot score by analyzing the expression of the biological material per bright spot area,
A diagnostic support information generation method is provided, wherein the image score is calculated based on the analysis region information and the bright spot score.

請求項5に記載の発明によれば、請求項1又は2に記載の診断支援情報生成方法において、
前記標本における細胞の所定の領域を抽出可能な第二の画像を入力する第二入力工程と、
前記第二の画像から、細胞の所定の領域を細胞領域として抽出し、前記細胞領域の数、面積、及び周長のうち少なくとも一つを含む細胞情報を算出する細胞情報算出工程と、
を有し、
前記画像スコア算出工程は、
前記輝点領域情報に基づいて、前記輝点領域当たりの前記生体物質の発現を解析した輝点スコアを算出するとともに、
前記細胞情報及び前記輝点スコアに基づいて、前記細胞領域当たりの前記輝点スコアの分布を解析した細胞スコアを算出し、
前記解析領域情報及び前記細胞スコアに基づいて、前記画像スコアを算出することを特徴とする診断支援情報生成方法が提供される。
According to the invention described in claim 5, in the diagnosis support information generation method according to claim 1 or 2,
A second input step of inputting a second image capable of extracting a predetermined region of cells in the specimen;
A cell information calculation step of extracting a predetermined region of cells as a cell region from the second image and calculating cell information including at least one of the number, area, and circumference of the cell region;
Have
The image score calculation step includes:
Based on the bright spot area information, calculating a bright spot score by analyzing the expression of the biological material per bright spot area,
Based on the cell information and the bright spot score, calculate a cell score by analyzing the distribution of the bright spot score per cell area,
A diagnostic support information generation method is provided, wherein the image score is calculated based on the analysis region information and the cell score.

請求項6に記載の発明によれば、
蛍光物質を用いた染色試薬により特定の生体物質が染色された標本を用いて診断支援情報を生成する画像処理装置において、
前記標本における前記生体物質の発現を蛍光輝点で表す第一の画像を入力する第一入力手段と、
前記標本の所定の領域を解析領域として抽出し、前記解析領域の数、面積、及び周長のうち少なくとも一つを含む解析領域情報を算出する解析領域情報算出手段と、
前記第一の画像から前記蛍光輝点を示す輝点領域を抽出し、当該輝点領域の分布の情報を含む輝点領域情報を抽出する輝点領域情報抽出手段と、
前記解析領域情報及び前記輝点領域情報に基づいて、前記診断支援情報である画像スコアを算出する画像スコア算出手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置が提供される。
According to the invention of claim 6,
In an image processing apparatus that generates diagnosis support information using a specimen in which a specific biological substance is stained with a staining reagent using a fluorescent substance,
A first input means for inputting a first image representing the expression of the biological material in the specimen as a fluorescent luminescent spot;
An analysis region information calculating means for extracting a predetermined region of the sample as an analysis region and calculating analysis region information including at least one of the number, area, and circumference of the analysis region;
A bright spot area information extracting means for extracting a bright spot area indicating the fluorescent bright spot from the first image and extracting bright spot area information including information on the distribution of the bright spot area;
Based on the analysis area information and the bright spot area information, an image score calculation means for calculating an image score that is the diagnosis support information;
An image processing apparatus is provided.

請求項7に記載の発明によれば、
請求項6に記載の画像処理装置と、
前記画像処理装置で使用される、前記第一の画像を取得する画像取得装置と、
を備えることを特徴とする診断支援情報生成システムが提供される。
According to the invention of claim 7,
An image processing apparatus according to claim 6;
An image acquisition device for acquiring the first image used in the image processing device;
A diagnostic support information generation system is provided.

請求項8に記載の発明によれば、
蛍光物質を用いた染色試薬により特定の生体物質が染色された標本を用いて診断支援情報を生成するコンピュータを、
前記標本における前記生体物質の発現を蛍光輝点で表す第一の画像を入力する第一入力手段、
前記標本の所定の領域を解析領域として抽出し、前記解析領域の数、面積、及び周長のうち少なくとも一つを含む解析領域情報を算出する解析領域情報算出手段、
前記第一の画像から前記蛍光輝点を示す輝点領域を抽出し、当該輝点領域の分布の情報を含む輝点領域情報を抽出する輝点領域情報抽出手段、
前記解析領域情報及び前記輝点領域情報に基づいて、前記診断支援情報である画像スコアを算出する画像スコア算出手段、
として機能させるための画像処理プログラムが提供される。
According to the invention described in claim 8,
A computer that generates diagnosis support information using a specimen in which a specific biological material is stained with a staining reagent using a fluorescent material,
A first input means for inputting a first image representing the expression of the biological material in the specimen as a fluorescent bright spot;
An analysis region information calculating means for extracting a predetermined region of the sample as an analysis region and calculating analysis region information including at least one of the number, area, and circumference of the analysis regions;
A bright spot area information extracting unit that extracts a bright spot area indicating the fluorescent bright spot from the first image and extracts bright spot area information including information on a distribution of the bright spot area;
An image score calculating means for calculating an image score which is the diagnosis support information based on the analysis area information and the bright spot area information;
An image processing program for functioning as

本発明によれば、標本に発現する特定の生体物質の数及び分布をスコア化して評価することができるので、より高精度な診断情報を得ることができ、適切な治療が可能となる。   According to the present invention, since the number and distribution of specific biological substances expressed in a specimen can be scored and evaluated, more accurate diagnostic information can be obtained and appropriate treatment can be performed.

診断支援情報生成システムのシステム構成を示す図である。It is a figure which shows the system configuration | structure of a diagnostic assistance information generation system. 図1の画像処理装置の機能的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the image processing apparatus of FIG. 明視野画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a bright field image. 蛍光画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a fluorescence image. 図2の制御部により実行される画像解析処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the image analysis process performed by the control part of FIG. 蛍光画像を示す図である。It is a figure which shows a fluorescence image. 輝点領域が抽出された画像を示す図である。It is a figure which shows the image from which the luminescent spot area | region was extracted. 蛍光粒子数及び輝点領域の面積を用いて輝点スコアを算出する例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example which calculates a bright spot score using the number of fluorescent particles and the area of a bright spot area | region. 図5のステップS10の処理の詳細を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detail of the process of step S10 of FIG. 明視野画像を示す図である。It is a figure which shows a bright field image. 細胞領域が抽出された画像を示す図である。It is a figure which shows the image from which the cell area | region was extracted. 輝点スコアの平均値及び輝点領域の分布を用いて細胞スコアを算出する例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example which calculates a cell score using the average value of a bright spot score, and distribution of a bright spot area | region. 蛍光粒子数及び輝点領域の面積を用いて細胞スコアを算出する例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example which calculates a cell score using the number of fluorescent particles and the area of a bright spot area | region. 細胞スコアの平均値及び細胞の分布を用いて細胞スコアを算出する例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example which calculates a cell score using the average value and cell distribution of a cell score. 輝点スコアの平均値及び輝点領域の分布を用いて画像スコアを算出する例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example which calculates an image score using the average value of a bright spot score, and distribution of a bright spot area | region. 蛍光粒子数及び輝点領域の面積を用いて画像スコアを算出する例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example which calculates an image score using the number of fluorescent particles, and the area of a bright spot area | region. 図5のステップS12において細胞当たりの輝点領域の分布を評価する方法の具体例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the specific example of the method of evaluating the distribution of the bright spot area | region per cell in step S12 of FIG. 図5のステップS12において細胞当たりの輝点領域の分布を評価する方法の具体例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the specific example of the method of evaluating the distribution of the bright spot area | region per cell in step S12 of FIG. 図5のステップS12において細胞当たりの輝点領域の分布を評価する方法の具体例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the specific example of the method of evaluating the distribution of the bright spot area | region per cell in step S12 of FIG. 図5のステップS12において細胞当たりの輝点領域の分布を評価する方法の具体例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the specific example of the method of evaluating the distribution of the bright spot area | region per cell in step S12 of FIG. 図5のステップS12において細胞当たりの輝点領域の分布を評価する方法の具体例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the specific example of the method of evaluating the distribution of the bright spot area | region per cell in step S12 of FIG. 図5のステップS12において細胞当たりの輝点領域の分布を評価する方法の具体例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the specific example of the method of evaluating the distribution of the bright spot area | region per cell in step S12 of FIG. 図5のステップS12において細胞当たりの輝点領域の分布を評価する方法の具体例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the specific example of the method of evaluating the distribution of the bright spot area | region per cell in step S12 of FIG. 図5のステップS12において細胞当たりの輝点領域の分布を評価する方法の具体例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the specific example of the method of evaluating the distribution of the bright spot area | region per cell in step S12 of FIG. 図5のステップS12において細胞当たりの輝点領域の分布を評価する方法の具体例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the specific example of the method of evaluating the distribution of the bright spot area | region per cell in step S12 of FIG. 図5のステップS12において細胞当たりの輝点領域の分布を評価する方法の具体例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the specific example of the method of evaluating the distribution of the bright spot area | region per cell in step S12 of FIG. 画像内の細胞スコア及び輝点スコアの算出例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of calculation of the cell score and bright spot score in an image.

以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明するが、本発明はこれらに限定されない。   Hereinafter, although the form for implementing this invention with reference to figures is demonstrated, this invention is not limited to these.

<診断支援情報生成システム100の構成>
図1に、本発明の蛍光物質の定量方法を用いた診断支援情報生成システム100の全体構成例を示す。診断支援情報生成システム100は、所定の染色試薬で染色された人体の組織標本の顕微鏡画像を取得し、取得された顕微鏡画像を解析することにより、観察対象の組織標本における特定の生体物質の発現を定量的に表す特徴量を出力するシステムである。
<Configuration of Diagnosis Support Information Generation System 100>
FIG. 1 shows an example of the overall configuration of a diagnostic support information generation system 100 using the fluorescent substance quantification method of the present invention. The diagnosis support information generation system 100 acquires a microscopic image of a human tissue sample stained with a predetermined staining reagent, and analyzes the acquired microscopic image, thereby expressing a specific biological substance in the tissue sample to be observed. This is a system that outputs a feature quantity that quantitatively represents.

図1に示すように、診断支援情報生成システム100は、顕微鏡画像取得装置1Aと、画像処理装置2Aと、がケーブル3A等のインターフェースを介してデータ送受信可能に接続されて構成されている。なお、顕微鏡画像取得装置1Aと画像処理装置2Aとの接続方式は特に限定されない。例えば、顕微鏡画像取得装置1Aと画像処理装置2AはLAN(Local Area Network)により接続されることとしてもよいし、無線により接続される構成としてもよい。   As shown in FIG. 1, the diagnostic support information generation system 100 is configured by connecting a microscope image acquisition device 1A and an image processing device 2A so that data can be transmitted and received via an interface such as a cable 3A. The connection method between the microscope image acquisition device 1A and the image processing device 2A is not particularly limited. For example, the microscope image acquisition apparatus 1A and the image processing apparatus 2A may be connected via a LAN (Local Area Network) or may be connected wirelessly.

顕微鏡画像取得装置1Aは、公知のカメラ付き光学顕微鏡であり、スライド固定ステージ上に載置されたスライド上の組織標本の顕微鏡画像を取得し、画像処理装置2Aに送信するものである。
顕微鏡画像取得装置1Aは、照射手段、結像手段、撮像手段、通信I/F等を備えて構成されている。照射手段は、光源、フィルター等により構成され、スライド固定ステージに載置されたスライド上の組織標本に光を照射する。結像手段は、接眼レンズ、対物レンズ等により構成され、照射した光によりスライド上の組織標本から発せられる透過光、反射光、又は蛍光を結像する。撮像手段は、CCD(Charge Coupled Device)センサー等を備え、結像手段により結像面に結像される像を撮像して顕微鏡画像のデジタル画像データを生成する顕微鏡設置カメラである。通信I/Fは、生成された顕微鏡画像の画像データを画像処理装置2Aに送信する。本実施の形態において、顕微鏡画像取得装置1Aは、明視野観察に適した照射手段及び結像手段を組み合わせた明視野ユニット、蛍光観察に適した照射手段及び結像手段を組み合わせた蛍光ユニットが備えられており、ユニットを切り替えることにより明視野/蛍光を切り替えることが可能である。蛍光観察時の光源としては、水銀ランプ、キセノンランプ、LED、レーザー光など、任意のものが使用できる。
The microscope image acquisition apparatus 1A is a known optical microscope with a camera, and acquires a microscope image of a tissue specimen on a slide placed on a slide fixing stage, and transmits the microscope image to the image processing apparatus 2A.
The microscope image acquisition apparatus 1A includes an irradiation unit, an imaging unit, an imaging unit, a communication I / F, and the like. The irradiation means includes a light source, a filter, and the like, and irradiates the tissue specimen on the slide placed on the slide fixing stage with light. The imaging means is composed of an eyepiece lens, an objective lens, and the like, and forms an image of transmitted light, reflected light, or fluorescence emitted from the tissue specimen on the slide by the irradiated light. The imaging means is a microscope-installed camera that includes a CCD (Charge Coupled Device) sensor and the like, captures an image formed on the imaging surface by the imaging means, and generates digital image data of the microscope image. The communication I / F transmits image data of the generated microscope image to the image processing apparatus 2A. In the present embodiment, the microscope image acquisition apparatus 1A includes a bright field unit that combines an irradiation unit and an imaging unit suitable for bright field observation, and a fluorescence unit that combines an irradiation unit and an imaging unit suitable for fluorescence observation. It is possible to switch between bright field / fluorescence by switching units. Any light source such as a mercury lamp, a xenon lamp, an LED, or a laser beam can be used as a light source for fluorescence observation.

なお、顕微鏡画像取得装置1Aとしては、カメラ付き顕微鏡に限定されず、例えば、顕微鏡のスライド固定ステージ上のスライドをスキャンして組織標本全体の顕微鏡画像を取得するバーチャル顕微鏡スライド作成装置(例えば、特表2002−514319号公報参照)等を用いてもよい。バーチャル顕微鏡スライド作成装置によれば、スライド上の組織標本全体像を表示部で一度に閲覧可能な画像データを取得することができる。   Note that the microscope image acquisition apparatus 1A is not limited to a microscope with a camera. For example, a virtual microscope slide creation apparatus (for example, a special microscope microscope) that acquires a microscope image of an entire tissue specimen by scanning a slide on a microscope slide fixing stage. Table 2002-514319 gazette) etc. may be used. According to the virtual microscope slide creation device, it is possible to acquire image data that allows the entire tissue specimen image on the slide to be viewed on the display unit at a time.

画像処理装置2Aは、顕微鏡画像取得装置1Aから送信された顕微鏡画像を解析することにより、観察対象の組織標本における特定の生体物質の発現分布を算出する。
図2に、画像処理装置2Aの機能構成例を示す。図2に示すように、画像処理装置2Aは、制御部21、操作部22、表示部23、通信I/F24、記憶部25等を備えて構成
され、各部はバス26を介して接続されている。
The image processing apparatus 2A calculates the expression distribution of a specific biological substance in the tissue specimen to be observed by analyzing the microscope image transmitted from the microscope image acquisition apparatus 1A.
FIG. 2 shows a functional configuration example of the image processing apparatus 2A. As shown in FIG. 2, the image processing apparatus 2 </ b> A includes a control unit 21, an operation unit 22, a display unit 23, a communication I / F 24, a storage unit 25, and the like, and each unit is connected via a bus 26. Yes.

制御部21は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)等を備えて構成され、記憶部25に記憶されている各種プログラムとの協働により各種処理を実行し、画像処理装置2Aの動作を統括的に制御する。例えば、制御部21は、記憶部25に記憶されているプログラムとの協働により画像解析処理(図5参照)を実行し、輝点領域情報抽出手段、解析領域情報及び画像スコア及び細胞情報の算出手段としての機能を実現する。   The control unit 21 includes a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), and the like. The control unit 21 executes various processes in cooperation with various programs stored in the storage unit 25, and performs image processing 2A. Overall control of the operation. For example, the control unit 21 executes image analysis processing (see FIG. 5) in cooperation with a program stored in the storage unit 25, and the bright spot region information extraction unit, the analysis region information, the image score, and the cell information A function as a calculation means is realized.

操作部22は、文字入力キー、数字入力キー、及び各種機能キー等を備えたキーボードと、マウス等のポインティングデバイスを備えて構成され、キーボードで押下操作されたキーの押下信号とマウスによる操作信号とを、入力信号として制御部21に出力する。   The operation unit 22 includes a keyboard having character input keys, numeric input keys, various function keys, and the like, and a pointing device such as a mouse, and a key pressing signal pressed by the keyboard and an operation signal by the mouse. Are output to the control unit 21 as an input signal.

表示部23は、例えば、CRT(Cathode Ray Tube)やLCD(Liquid Crystal Display)等のモニタを備えて構成されており、制御部21から入力される表示信号の指示に従って、各種画面を表示する。本実施の形態において、表示部23は、画像解析結果を出力するための出力手段として機能する。   The display unit 23 includes a monitor such as a CRT (Cathode Ray Tube) or an LCD (Liquid Crystal Display), for example, and displays various screens according to instructions of a display signal input from the control unit 21. In the present embodiment, the display unit 23 functions as an output unit for outputting an image analysis result.

通信I/F24は、顕微鏡画像取得装置1Aをはじめとする外部機器との間でデータ送受信を行なうためのインターフェースである。通信I/F24は、明視野画像と蛍光画像の入力手段(第一入力手段及び第二入力手段)として機能する。   The communication I / F 24 is an interface for transmitting and receiving data to and from external devices such as the microscope image acquisition apparatus 1A. The communication I / F 24 functions as a bright field image and fluorescent image input unit (first input unit and second input unit).

記憶部25は、例えばHDD(Hard Disk Drive)や半導体の不揮発性メモリー等で構成されている。記憶部25には、前述のように各種プログラムや各種データ等が記憶されている。
その他、画像処理装置2Aは、LANアダプターやルーター等を備え、LAN等の通信ネットワークを介して外部機器と接続される構成としてもよい。
The storage unit 25 includes, for example, an HDD (Hard Disk Drive), a semiconductor nonvolatile memory, or the like. As described above, the storage unit 25 stores various programs, various data, and the like.
In addition, the image processing apparatus 2A may include a LAN adapter, a router, and the like and be connected to an external device via a communication network such as a LAN.

本実施の形態における画像処理装置2Aは、顕微鏡画像取得装置1Aから送信された明視野画像及び蛍光画像を用いて解析を行うことが好ましい。
明視野画像は、H(ヘマトキシリン)染色試薬、HE(ヘマトキシリン−エオジン)染色試薬等を用いて染色された組織標本を、顕微鏡画像取得装置1Aにおいて明視野で拡大結像及び撮影することにより得られる顕微鏡画像であって、当該組織標本における細胞の形態を表す細胞形態画像である。ヘマトキシリンは青紫色の色素であり、細胞核、骨組織、軟骨組織の一部、漿液成分など(好塩基性の組織等)を染色する。エオジンは赤〜ピンク色の色素であり、細胞質、軟部組織の結合組織、赤血球、線維素、内分泌顆粒など(好酸性の組織等)を染色する。図3に、HE染色を行った組織標本を撮影した明視野画像の一例を示す。
蛍光画像は、特定の生体物質と特異的に結合及び/又は反応する蛍光物質又は蛍光物質を内包したナノ粒子(蛍光物質内包ナノ粒子と呼ぶ)を含む染色試薬を用いて染色された組織標本に対し、顕微鏡画像取得装置1Aにおいて所定波長の励起光を照射して蛍光物質内包ナノ粒子を発光(蛍光)させ、この蛍光を拡大結像及び撮影することにより得られる顕微鏡画像である。
即ち、蛍光画像に現れる蛍光は、組織標本における、特定の生体物質の発現を示すものである。図4に、蛍光画像の一例を示す。
The image processing apparatus 2A in the present embodiment preferably performs analysis using the bright field image and the fluorescence image transmitted from the microscope image acquisition apparatus 1A.
A bright-field image is obtained by enlarging and photographing a tissue specimen stained with an H (hematoxylin) staining reagent, an HE (hematoxylin-eosin) staining reagent, or the like in a bright field in the microscope image acquisition apparatus 1A. It is a microscope image, Comprising: It is a cell form image showing the form of the cell in the said tissue specimen. Hematoxylin is a blue-violet pigment that stains cell nuclei, bone tissue, part of cartilage tissue, serous components, etc. (basophilic tissue, etc.). Eosin is a red to pink pigment that stains cytoplasm, soft tissue connective tissue, red blood cells, fibrin, endocrine granules, and the like (eosinophilic tissue, etc.). FIG. 3 shows an example of a bright field image obtained by photographing a tissue specimen subjected to HE staining.
Fluorescence images are obtained on tissue specimens that have been stained with a staining reagent that contains fluorescent substances that specifically bind to and / or react with specific biological substances or nanoparticles that contain fluorescent substances (referred to as fluorescent substance-containing nanoparticles). On the other hand, it is a microscope image obtained by irradiating the fluorescent substance-containing nanoparticles by irradiating excitation light of a predetermined wavelength in the microscope image acquisition device 1A, and enlarging and photographing this fluorescence.
That is, the fluorescence that appears in the fluorescence image indicates the expression of a specific biological material in the tissue specimen. FIG. 4 shows an example of the fluorescence image.

<蛍光画像の取得>
ここで、蛍光画像の取得方法について、この蛍光画像の取得に際して用いられる染色試薬、染色試薬による組織標本の染色方法等も含めて詳細に説明する。
<Acquisition of fluorescence image>
Here, a method for acquiring a fluorescent image will be described in detail including a staining reagent used for acquiring the fluorescent image, a method for staining a tissue specimen with the staining reagent, and the like.

〔蛍光物質〕
蛍光画像の取得のための染色試薬に用いられる蛍光物質としては、蛍光有機色素及び量子ドット(半導体粒子)を挙げることができる。200〜700nmの範囲内の波長の紫外〜近赤外光により励起されたときに、400〜1100nmの範囲内の波長の可視〜近赤外光の発光を示すことが好ましい。
[Fluorescent substance]
Examples of the fluorescent substance used in the staining reagent for obtaining a fluorescent image include fluorescent organic dyes and quantum dots (semiconductor particles). When excited by ultraviolet to near infrared light having a wavelength in the range of 200 to 700 nm, it preferably emits visible to near infrared light having a wavelength in the range of 400 to 1100 nm.

蛍光有機色素としては、フルオレセイン系色素分子、ローダミン系色素分子、Alexa Fluor(インビトロジェン社製)系色素分子、BODIPY(インビトロジェン社製)系色素分子、カスケード系色素分子、クマリン系色素分子、エオジン系色素分子、NBD系色素分子、ピレン系色素分子、シアニン系色素分子、芳香族炭化水素系分子等を挙げることができる。   Fluorescent organic dyes include fluorescein dye molecules, rhodamine dye molecules, Alexa Fluor (Invitrogen) dye molecules, BODIPY (Invitrogen) dye molecules, cascade dye molecules, coumarin dye molecules, and eosin dyes. And a molecule, an NBD dye molecule, a pyrene dye molecule, a cyanine dye molecule, and an aromatic hydrocarbon molecule.

具体的には、5−カルボキシ−フルオレセイン、6−カルボキシ−フルオレセイン、5,6−ジカルボキシ−フルオレセイン、6−カルボキシ−2’,4,4’,5’,7,7’−ヘキサクロロフルオレセイン、6−カルボキシ−2’,4,7,7’−テトラクロロフルオレセイン、6−カルボキシ−4’,5’−ジクロロ−2’,7’−ジメトキシフルオレセイン、ナフトフルオレセイン、5−カルボキシ−ローダミン、6−カルボキシ−ローダミン、5,6−ジカルボキシ−ローダミン、ローダミン 6G、テトラメチルローダミン、X−ローダミン、スルホローダミンB、スルホローダミン101、及びAlexa Fluor 350、Alexa Fluor 405、Alexa Fluor 430、Alexa Fluor 488、Alexa Fluor 500、Alexa Fluor 514、Alexa Fluor 532、Alexa Fluor 546、Alexa Fluor 555、Alexa Fluor 568、Alexa Fluor 594、Alexa Fluor 610、Alexa Fluor 633、Alexa Fluor 635、Alexa Fluor 647、Alexa Fluor 660、Alexa Fluor 680、Alexa Fluor 700、Alexa Fluor 750、BODIPY FL、BODIPY TMR、BODIPY 493/503、BODIPY 530/550、BODIPY 558/568、BODIPY 564/570、BODIPY 576/589、BODIPY 581/591、BODIPY 630/650、BODIPY 650/665(以上インビトロジェン社製)、メトキシクマリン、エオジン、NBD、ピレン、Cy5、Cy5.5、Cy7、HiLyte Fluor 594(登録商標、アナスペック社製)、DyLight 594(登録商標、サーモサイエンティフィック社製)系色素分子、ATTO 594(登録商標、ATTO−TEC社製)、MFP 594(登録商標、Mobitec社製)、5,10,15,20−テトラフェニルポルフィンテトラスルホン酸、亜鉛5,10,15,20−テトラフェニルポルフィンテトラスルホン酸、フタロシアニンテトラスルホン酸、亜鉛フタロシアニンテトラスルホン酸、N, N-Bis-(2,6-diisopropylphenyl)-1,6,7,12-(4-tert-butylphenoxy)-perylen-3,4,9,10-tetracarbonacid diimide、N,N’-Bis(2,6-diisopropylphenyl)-1,6,7,12-tetraphenoxyperylene-3,4:9,10-tetracarboxdiimide、Benzenesulfonic acid, 4,4',4'',4'''-[(1,3,8,10-tetrahydro-1,3,8,10-tetraoxoperylo[3,4-cd:9,10-c'd']dipyran-5,6,12,13-tetrayl)tetralis(oxy)]tetrakis-等を挙げることができる。蛍光有機色素は、単独でも複数種を混合したものを用いてもよい。   Specifically, 5-carboxy-fluorescein, 6-carboxy-fluorescein, 5,6-dicarboxy-fluorescein, 6-carboxy-2 ′, 4,4 ′, 5 ′, 7,7′-hexachlorofluorescein, 6 -Carboxy-2 ', 4,7,7'-tetrachlorofluorescein, 6-carboxy-4', 5'-dichloro-2 ', 7'-dimethoxyfluorescein, naphthofluorescein, 5-carboxy-rhodamine, 6-carboxy Rhodamine, 5,6-dicarboxy-rhodamine, rhodamine 6G, tetramethylrhodamine, X-rhodamine, sulforhodamine B, sulforhodamine 101, and Alexa Fluor 350, Alexa Fluor 405, Alexa Fluor 430, Alexa Fluor 488, Alexa Fluor 500, Alexa Fluor 514, Alexa Fluor 532, Alexa Fluor 546, Alexa Fluor 555, A lexa Fluor 568, Alexa Fluor 594, Alexa Fluor 610, Alexa Fluor 633, Alexa Fluor 635, Alexa Fluor 647, Alexa Fluor 660, Alexa Fluor 680, Alexa Fluor 700, Alexa Fluor 750, BODIPY FL, BODIPY TMR, BODIPY 493 , BODIPY 530/550, BODIPY 558/568, BODIPY 564/570, BODIPY 576/589, BODIPY 581/591, BODIPY 630/650, BODIPY 650/665 (manufactured by Invitrogen), methoxycoumarin, eosin, NBD, pyrene , Cy5, Cy5.5, Cy7, HiLyte Fluor 594 (registered trademark, manufactured by Anaspec), DyLight 594 (registered trademark, manufactured by Thermo Scientific), dye molecule, ATTO 594 (registered trademark, manufactured by ATTO-TEC) ), MFP 594 (registered trademark, manufactured by Mobitec), 5,10,15,20-tetraphenylporphine tetrasulfonic acid, zinc 5,10,15,20-tetraphenylporphine tetrasulfonic acid, phthalocyanine tetrasulfonic acid, zinc Phthalocyanine Torasulfonic acid, N, N-Bis- (2,6-diisopropylphenyl) -1,6,7,12- (4-tert-butylphenoxy) -perylen-3,4,9,10-tetracarbonacid diimide, N, N '-Bis (2,6-diisopropylphenyl) -1,6,7,12-tetraphenoxyperylene-3,4: 9,10-tetracarboxdiimide, Benzenesulfonic acid, 4,4', 4 '', 4 '' '-[( 1,3,8,10-tetrahydro-1,3,8,10-tetraoxoperylo [3,4-cd: 9,10-c'd '] dipyran-5,6,12,13-tetrayl) tetralis (oxy )] Tetrakis- and the like. Fluorescent organic dyes may be used singly or as a mixture of plural kinds.

量子ドットとしては、II−VI族化合物、III−V族化合物、又はIV族元素を成分として含有する量子ドット(それぞれ、「II−VI族量子ドット」、「III−V族量子ドット」、「IV族量子ドット」ともいう。)のいずれかを用いることができる。単独でも複数種を混合したものを用いてもよい。   Quantum dots include II-VI group compounds, III-V group compounds, or quantum dots containing group IV elements as components ("II-VI group quantum dots", "III-V group quantum dots", " Or “Group IV quantum dots”). You may use individually or what mixed multiple types.

具体的には、CdSe、CdS、CdTe、ZnSe、ZnS、ZnTe、InP、InN、InAs、InGaP、GaP、GaAs、Si、Geが挙げられるが、これらに限定されない。   Specific examples include, but are not limited to, CdSe, CdS, CdTe, ZnSe, ZnS, ZnTe, InP, InN, InAs, InGaP, GaP, GaAs, Si, and Ge.

上記量子ドットをコアとし、その上にシェルを設けた量子ドットを用いることもできる。以下、本明細書中シェルを有する量子ドットの表記法として、コアがCdSe、シェルがZnSの場合、CdSe/ZnSと表記する。例えば、CdSe/ZnS、CdS/ZnS、InP/ZnS、InGaP/ZnS、Si/SiO2、Si/ZnS、Ge/GeO2、Ge/ZnS等を用いることができるが、これらに限定されない。
量子ドットは必要に応じて、有機ポリマー等により表面処理が施されているものを用いてもよい。例えば、表面カルボキシ基を有するCdSe/ZnS(インビトロジェン社製)、表面アミノ基を有するCdSe/ZnS(インビトロジェン社製)等が挙げられる。
It is also possible to use a quantum dot having the above quantum dot as a core and a shell provided thereon. Hereinafter, as a notation of a quantum dot having a shell in this specification, when the core is CdSe and the shell is ZnS, it is expressed as CdSe / ZnS. For example, CdSe / ZnS, CdS / ZnS, InP / ZnS, InGaP / ZnS, Si / SiO2, Si / ZnS, Ge / GeO2, Ge / ZnS, and the like can be used, but not limited thereto.
As the quantum dots, those subjected to surface treatment with an organic polymer or the like may be used as necessary. Examples thereof include CdSe / ZnS having a surface carboxy group (manufactured by Invitrogen), CdSe / ZnS having a surface amino group (manufactured by Invitrogen), and the like.

〔蛍光物質内包ナノ粒子〕
本実施の形態において蛍光物質内包ナノ粒子とは、蛍光物質がナノ粒子内部に分散されたものをいい、蛍光物質とナノ粒子自体とが化学的に結合していても、結合していなくてもよい。
ナノ粒子を構成する素材は特に限定されるものではなく、ポリスチレン、ポリ乳酸、シリカ、メラミン等を挙げることができる。
[Fluorescent substance-containing nanoparticles]
In the present embodiment, the fluorescent substance-encapsulating nanoparticles are those in which the fluorescent substance is dispersed inside the nanoparticles, whether the fluorescent substance and the nanoparticles themselves are chemically bonded or not. Good.
The material constituting the nanoparticles is not particularly limited, and examples thereof include polystyrene, polylactic acid, silica, and melamine.

本実施の形態で用いられる蛍光物質内包ナノ粒子は、公知の方法により作製することが可能である。例えば、蛍光有機色素を内包したシリカナノ粒子は、ラングミュア 8巻 2921ページ(1992)に記載されているFITC内包シリカ粒子の合成を参考に合成することができる。FITCの代わりに所望の蛍光有機色素を用いることで種々の蛍光有機色素内包シリカナノ粒子を合成することができる。   The fluorescent substance-containing nanoparticles used in the present embodiment can be produced by a known method. For example, silica nanoparticles encapsulating a fluorescent organic dye can be synthesized with reference to the synthesis of FITC-encapsulated silica particles described in Langmuir 8, Vol. 2921 (1992). Various fluorescent organic dye-containing silica nanoparticles can be synthesized by using a desired fluorescent organic dye instead of FITC.

量子ドットを内包したシリカナノ粒子は、ニュー・ジャーナル・オブ・ケミストリー 33巻 561ページ(2009)に記載されているCdTe内包シリカナノ粒子の合成を参考に合成することができる。   Silica nanoparticles encapsulating quantum dots can be synthesized with reference to the synthesis of CdTe-encapsulated silica nanoparticles described in New Journal of Chemistry, Vol. 33, p. 561 (2009).

蛍光有機色素を内包したポリスチレンナノ粒子は、米国特許4326008(1982)に記載されている重合性官能基をもつ有機色素を用いた共重合法や、米国特許5326692(1992)に記載されているポリスチレンナノ粒子への蛍光有機色素の含浸法を用いて作製することができる。   Polystyrene nanoparticles encapsulating a fluorescent organic dye may be copolymerized using an organic dye having a polymerizable functional group described in US Pat. No. 4,326,008 (1982) or polystyrene described in US Pat. No. 5,326,692 (1992). It can be produced using a method of impregnating nanoparticles with a fluorescent organic dye.

量子ドットを内包したポリマーナノ粒子は、ネイチャー・バイオテクノロジー19巻631ページ(2001)に記載されているポリスチレンナノ粒子への量子ドットの含浸法を用いて作製することができる。   The polymer nanoparticles encapsulating the quantum dots can be prepared by using the method of impregnating the quantum nanoparticles into polystyrene nanoparticles described in Nature Biotechnology, Vol. 19, page 631 (2001).

〔生体物質認識部位と蛍光物質内包ナノ粒子との結合〕
本実施の形態では、蛍光物質として蛍光物質内包ナノ粒子を用い、染色試薬として蛍光物質内包ナノ粒子と生体物質認識部位を予め直接結合したものを用いる場合を例にとって説明する。本実施の形態に係る生体物質認識部位とは、目的とする生体物質と特異的に結合及び/又は反応する部位である。目的とする生体物質は、それと特異的に結合する物質が存在するものであれば特に限定されるものではないが、代表的にはタンパク質(ペプチド)および核酸(オリゴヌクレオチド、ポリヌクレオチド)、抗体等が挙げられる。したがって、そのような目的とする生体物質に結合する物質としては、前記タンパク質を抗原として認識する抗体やそれに特異的に結合する他のタンパク質等、および前記核酸にハイブリタイズする塩基配列を有する核酸等が挙げられる。具体的には、細胞表面に存在するタンパク質であるHER2に特異的に結合する抗HER2抗体、細胞核に存在するエストロゲン受容体(ER)に特異的に結合する抗ER抗体、細胞骨格を形成するアクチンに特異的に結合する抗アクチン抗体等があげられる。中でも抗HER2抗体及び抗ER抗体を蛍光物質内包ナノ粒子に結合させたものは、乳癌の投薬選定に用いることができ、好ましい。
[Bonding of biological substance recognition sites and fluorescent substance-containing nanoparticles]
In this embodiment, a case where fluorescent substance-containing nanoparticles are used as a fluorescent substance and a fluorescent substance-encapsulating nanoparticle and a biological substance recognition site are directly bonded in advance will be described as an example. The biological material recognition site according to the present embodiment is a site that specifically binds and / or reacts with the target biological material. The target biological substance is not particularly limited as long as a substance that specifically binds to the target biological substance exists, but typically, protein (peptide), nucleic acid (oligonucleotide, polynucleotide), antibody, etc. Is mentioned. Accordingly, substances that bind to the target biological substance include antibodies that recognize the protein as an antigen, other proteins that specifically bind to the protein, and nucleic acids having a base sequence that hybridizes to the nucleic acid. Is mentioned. Specifically, an anti-HER2 antibody that specifically binds to HER2, which is a protein present on the cell surface, an anti-ER antibody that specifically binds to an estrogen receptor (ER) present in the cell nucleus, and actin that forms a cytoskeleton And an anti-actin antibody that specifically binds to. Among them, those in which anti-HER2 antibody and anti-ER antibody are bound to fluorescent substance-encapsulating nanoparticles can be used for selection of breast cancer medication, and are preferable.

生体物質認識部位と蛍光物質内包ナノ粒子の結合の態様としては特に限定されず、共有結合、イオン結合、水素結合、配位結合、物理吸着及び化学吸着等が挙げられる。結合の安定性から共有結合等の結合力の強い結合が好ましい。   The mode of binding between the biological substance recognition site and the fluorescent substance-encapsulating nanoparticles is not particularly limited, and examples thereof include covalent bonding, ionic bonding, hydrogen bonding, coordination bonding, physical adsorption, and chemical adsorption. A bond having a strong bonding force such as a covalent bond is preferred from the viewpoint of bond stability.

また、生体物質認識部位と蛍光物質内包ナノ粒子の間を連結する有機分子があってもよい。例えば、生体物質との非特異的吸着を抑制するため、ポリエチレングリコール鎖を用いることができ、Thermo Scientific社製SM(PEG)12を用いることができる。   Moreover, there may be an organic molecule that connects between the biological substance recognition site and the fluorescent substance-encapsulating nanoparticles. For example, in order to suppress non-specific adsorption with a biological substance, a polyethylene glycol chain can be used, and SM (PEG) 12 manufactured by Thermo Scientific can be used.

蛍光物質内包シリカナノ粒子へ生体物質認識部位を結合させる場合、蛍光物質が蛍光有機色素の場合でも、量子ドットの場合でも同様の手順を適用することができる。例えば、無機物と有機物を結合させるために広く用いられている化合物であるシランカップリング剤を用いることができる。このシランカップリング剤は、分子の一端に加水分解でシラノール基を与えるアルコキシシリル基を有し、他端に、カルボキシル基、アミノ基、エポキシ基、アルデヒド基等の官能基を有する化合物であり、上記シラノール基の酸素原子を介して無機物と結合する。具体的には、メルカプトプロピルトリエトキシシラン、グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、アミノプロピルトリエトキシシラン、ポリエチレングリコール鎖をもつシランカップリング剤(例えば、Gelest社製PEG-silane no.SIM6492.7)等が挙げられる。シランカップリング剤を用いる場合、二種以上を併用してもよい。   When the biological substance recognition site is bound to the fluorescent substance-encapsulating silica nanoparticles, the same procedure can be applied regardless of whether the fluorescent substance is a fluorescent organic dye or a quantum dot. For example, a silane coupling agent that is a compound widely used for bonding an inorganic substance and an organic substance can be used. This silane coupling agent is a compound having an alkoxysilyl group that gives a silanol group by hydrolysis at one end of the molecule and a functional group such as a carboxyl group, an amino group, an epoxy group, an aldehyde group at the other end, Bonding with an inorganic substance through an oxygen atom of the silanol group. Specifically, mercaptopropyltriethoxysilane, glycidoxypropyltriethoxysilane, aminopropyltriethoxysilane, a silane coupling agent having a polyethylene glycol chain (for example, PEG-silane no.SIM6492.7 manufactured by Gelest), etc. Is mentioned. When using a silane coupling agent, you may use 2 or more types together.

蛍光有機色素内包シリカナノ粒子とシランカップリング剤との反応手順は、公知の手法を用いることができる。例えば、得られた蛍光有機色素内包シリカナノ粒子を純水中に分散させ、アミノプロピルトリエトキシシランを添加し、室温で12時間反応させる。反応終了後、遠心分離又はろ過により表面がアミノプロピル基で修飾された蛍光有機色素内包シリカナノ粒子を得ることができる。続いてアミノ基と抗体中のカルボキシル基とを反応させることで、アミド結合を介し抗体を蛍光有機色素内包シリカナノ粒子と結合させることができる。必要に応じて、EDC(1-Ethyl-3-[3-Dimethylaminopropyl]carbodiimide Hydrochloride:Pierce(登録商標)社製)のような縮合剤を用いることもできる。   A known procedure can be used for the reaction procedure of the fluorescent organic dye-encapsulated silica nanoparticles and the silane coupling agent. For example, the obtained fluorescent organic dye-encapsulated silica nanoparticles are dispersed in pure water, aminopropyltriethoxysilane is added, and the mixture is reacted at room temperature for 12 hours. After completion of the reaction, fluorescent organic dye-encapsulated silica nanoparticles whose surface is modified with an aminopropyl group can be obtained by centrifugation or filtration. Subsequently, by reacting an amino group with a carboxyl group in the antibody, the antibody can be bound to the fluorescent organic dye-encapsulated silica nanoparticles via an amide bond. If necessary, a condensing agent such as EDC (1-Ethyl-3- [3-Dimethylaminopropyl] carbodiimide Hydrochloride: manufactured by Pierce (registered trademark)) can also be used.

必要により、有機分子で修飾された蛍光有機色素内包シリカナノ粒子と直接結合しうる部位と、分子標的物質と結合しうる部位とを有するリンカー化合物を用いることができる。具体例として、アミノ基と選択的に反応する部位とメルカプト基と選択的に反応する部位の両方をもつsulfo-SMCC(Sulfosuccinimidyl 4[N-maleimidomethyl]-cyclohexane-1-carboxylate:Pierce社製)を用いると、アミノプロピルトリエトキシシランで修飾した蛍光有機色素内包シリカナノ粒子のアミノ基と、抗体中のメルカプト基を結合させることで、抗体結合した蛍光有機色素内包シリカナノ粒子ができる。   If necessary, a linker compound having a site capable of directly binding to a fluorescent organic dye-encapsulated silica nanoparticle modified with an organic molecule and a site capable of binding to a molecular target substance can be used. As a specific example, sulfo-SMCC (Sulfosuccinimidyl 4 [N-maleimidomethyl] -cyclohexane-1-carboxylate: manufactured by Pierce) having both a site that selectively reacts with an amino group and a site that reacts selectively with a mercapto group When used, by binding the amino group of the fluorescent organic dye-encapsulated silica nanoparticles modified with aminopropyltriethoxysilane and the mercapto group in the antibody, antibody-bound fluorescent organic dye-encapsulated silica nanoparticles can be produced.

蛍光物質内包ポリスチレンナノ粒子へ生体物質認識部位を結合させる場合、蛍光物質が蛍光有機色素の場合でも、量子ドットの場合でも同様の手順を適用することができる。すなわち、アミノ基等の官能基をもつポリスチレンナノ粒子へ蛍光有機色素、量子ドットを含浸することにより、官能基もつ蛍光物質内包ポリスチレンナノ粒子を得ることができ、以降EDC又はsulfo-SMCCを用いることで、抗体結合した蛍光物質内包ポリスチレンナノ粒子ができる。
蛍光物質内包メラミンナノ粒子へ生体物質認識部位を結合させる場合、蛍光物質内包シリカナノ粒子と同様の手順を適用することができる。また、より反応性を向上させるため、メラミンナノ粒子と多官能性アミン化合物をあらかじめ反応させて表面アミノ基数を増やしても良い。
When the biological substance recognition site is bound to the fluorescent substance-encapsulated polystyrene nanoparticles, the same procedure can be applied regardless of whether the fluorescent substance is a fluorescent organic dye or a quantum dot. That is, by impregnating polystyrene nanoparticles having functional groups such as amino groups with fluorescent organic dyes and quantum dots, it is possible to obtain polystyrene nanoparticles encapsulating functional groups with fluorescent substances, and thereafter using EDC or sulfo-SMCC. Thus, antibody-bound fluorescent substance-encapsulated polystyrene nanoparticles can be produced.
When the biological substance recognition site is bound to the fluorescent substance-encapsulated melamine nanoparticles, the same procedure as that for the fluorescent substance-encapsulated silica nanoparticles can be applied. In order to further improve the reactivity, the number of surface amino groups may be increased by reacting melamine nanoparticles with a polyfunctional amine compound in advance.

特定抗原を認識する抗体としては、M.アクチン、M.S.アクチン、S.M.アクチン、ACTH、Alk−1、α1−アンチキモトリプシン、α1−アンチトリプシン、AFP、bcl−2、bcl−6、β−カテニン、BCA 225、CA19−9、CA125、カルシトニン、カルレチニン、CD1a、CD3、CD4、CD5、CD8、CD10、CD15、CD20、CD21、CD23、CD30、CD31、CD34、CD43、CD45、CD45R、CD56、CD57、CD61、CD68、CD79a、"CD99、MIC2"、CD138、クロモグラニン、c−KIT、c−MET、コラーゲン タイプIV、Cox−2、サイクリンD1、ケラチン、サイトケラチン(高分子量)、パンケラチン、パンケラチン、サイトケラチン5/6、サイトケラチン 7、サイトケラチン 8、サイトケラチン8/18、サイトケラチン 14、サイトケラチン 19、サイトケラチン 20、CMV、E−カドヘリン、EGFR、ER、EMA、EBV、第VIII因子関連抗原、ファッシン、FSH、ガレクチン−3、ガストリン、GFAP、グルカゴン、グリコフォリン A、グランザイムB、hCG、hGH、ヘリコバクターピロリ、HBc 抗原、HBs 抗原、ヘパトサイト特異抗原、HER2、HSV−I、HSV−II、HHV−8、IgA、IgG、IgM、IGF−1R、インヒビン、インスリン、カッパL鎖、Ki67、ラムダL鎖、LH、リゾチーム、マクロファージ、メランA、MLH−1、MSH−2、ミエロパーオキシダーゼ、ミオゲニン、ミオグロビン、ミオシン、ニューロフィラメント、NSE、p27(Kip1)、p53、p53、P63、PAX 5、PLAP、ニューモシスティス カリニ、ポドプラニン(D2−40)、PGR、プロラクチン、PSA、前立腺酸性フォスファターゼ、Renal Cell Carcinoma、S100、ソマトスタチン、スペクトリン、シナプトフィジン、TAG−72、TdT、サイログロブリン、TSH、TTF−1、TRAcP、トリプターゼ、ビリン、ビメンチン、WT1、Zap−70が挙げられる。   Antibodies that recognize specific antigens include M. actin, MS actin, SM actin, ACTH, Alk-1, α1-antichymotrypsin, α1-antitrypsin, AFP, bcl-2, bcl-6, β-catenin, BCA 225, CA19-9, CA125, calcitonin, calretinin, CD1a, CD3, CD4, CD5, CD8, CD10, CD15, CD20, CD21, CD23, CD30, CD31, CD34, CD43, CD45, CD45R, CD56, CD57, CD61, CD68, CD79a, "CD99, MIC2", CD138, chromogranin, c-KIT, c-MET, collagen type IV, Cox-2, cyclin D1, keratin, cytokeratin (high molecular weight), pankeratin, pankeratin, cytokeratin 5/6, cytokeratin 7, cytokeratin 8, cytokeratin 8/18, cytokeratin 14, cytokeratin 19, cytokeratin 20, CMV, E-cadherin, EGFR, ER, EMA, EBV, factor VIII related antigen, Fassin, FSH, Galectin-3 Gastrin, GFAP, glucagon, glycophorin A, granzyme B, hCG, hGH, Helicobacter pylori, HBc antigen, HBs antigen, hepatocyte specific antigen, HER2, HSV-I, HSV-II, HHV-8, IgA, IgG, IgM, IGF-1R, Inhibin, Insulin, Kappa L chain, Ki67, Lambda L chain, LH, Lysozyme, Macrophage, Melan A, MLH-1, MSH-2, Myeloperoxidase, Myogenin, Myoglobin, Myosin, Neurofilament, NSE, p27 (Kip1), p53, p53, P63, PAX 5, PLAP, Pneumocystis carini, podoplanin (D2-40), PGR, prolactin, PSA, prostate acid phosphatase, Renal Cell Carcinoma, S100, somatostatin, spectrin, synaptophysin TAG-72, TdT, thyroglobulin, TSH, TTF-1, TRAcP, tryptase, villin, vimentin, WT1, Zap-70 It is.

なお、蛍光物質又は蛍光物質内包ナノ粒子と生体物質認識部位とは、上述のように予め結合したものを染色試薬として用いても良いが、免疫染色における公知の間接法のように、染色工程において間接的に結合されても良い。具体的には、例えば、組織標本に対して、特定タンパクを抗原とする一次抗体を反応させた後、一次抗体を抗原とする二次抗体に蛍光物質又は蛍光物質内包ナノ粒子を結合させた染色試薬をさらに反応させて染色を施しても良い。また、例えば、組織標本に対して、特定タンパクを抗原とする一次抗体、及び当該一次抗体を抗原とするビオチン化二次抗体を反応させた後、ストレプトアビジンにより修飾された蛍光物質又は蛍光物質内包ナノ粒子を染色試薬としてさらに反応させて、ストレプトアビジンとビオチンが特異的に結合して複合体を形成することを利用して染色を施しても良い。   The fluorescent substance or the fluorescent substance-encapsulating nanoparticles and the biological substance recognition site may be combined in advance as described above as a staining reagent, but in the staining step as in the known indirect method in immunostaining. It may be indirectly coupled. Specifically, for example, a tissue specimen is reacted with a primary antibody having a specific protein as an antigen, and then a fluorescent substance or fluorescent substance-containing nanoparticles are bound to a secondary antibody having the primary antibody as an antigen. The reagent may be further reacted to perform staining. In addition, for example, after reacting a tissue specimen with a primary antibody having a specific protein as an antigen and a biotinylated secondary antibody having the primary antibody as an antigen, a fluorescent substance or fluorescent substance-encapsulated substance modified with streptavidin The nanoparticle may be further reacted as a staining reagent, and staining may be performed by utilizing a specific binding between streptavidin and biotin to form a complex.

〔染色方法〕
以下、組織標本の染色方法について述べるが、本願発明は組織標本に限定されるものではなく、基板上に固定した細胞等の標本にも適用可能である。
また、以下に説明する染色方法が適用できる組織標本の作製法は特に限定されず、公知の方法により作製されたものを用いることができる。
[Dyeing method]
Hereinafter, a method for staining a tissue specimen will be described, but the present invention is not limited to a tissue specimen, and can also be applied to a specimen such as a cell fixed on a substrate.
Moreover, the preparation method of the tissue specimen which can apply the dyeing | staining method demonstrated below is not specifically limited, What was produced by the well-known method can be used.

1)脱パラフィン工程
キシレンを入れた容器に組織標本を浸漬させ、パラフィンを除去する。温度は特に限定されるものではないが、室温で行うことができる。浸漬時間は、3分以上30分以下であることが好ましい。また、必要により浸漬途中でキシレンを交換してもよい。
次いで、エタノールを入れた容器に組織標本を浸漬させ、キシレンを除去する。温度は特に限定されるものではないが、室温で行うことができる。浸漬時間は、3分以上30分以下であることが好ましい。また、必要により浸漬途中でエタノールを交換してもよい。
次いで、水を入れた容器に組織標本を浸漬させ、エタノールを除去する。温度は特に限定されるものではないが、室温で行うことができる。浸漬時間は、3分以上30分以下であることが好ましい。また、必要により浸漬途中で水を交換してもよい。
1) Deparaffinization process The tissue specimen is immersed in a container containing xylene to remove paraffin. The temperature is not particularly limited, but can be performed at room temperature. The immersion time is preferably 3 minutes or longer and 30 minutes or shorter. If necessary, xylene may be exchanged during the immersion.
Next, the tissue specimen is immersed in a container containing ethanol to remove xylene. The temperature is not particularly limited, but can be performed at room temperature. The immersion time is preferably 3 minutes or longer and 30 minutes or shorter. Further, if necessary, ethanol may be exchanged during the immersion.
Next, the tissue specimen is immersed in a container containing water to remove ethanol. The temperature is not particularly limited, but can be performed at room temperature. The immersion time is preferably 3 minutes or longer and 30 minutes or shorter. Moreover, you may exchange water in the middle of immersion as needed.

2)賦活化処理
公知の方法にならい、目的とする生体物質の賦活化処理を行う。賦活化条件に特に定めはないが、賦活液としては、0.01M クエン酸緩衝液(pH6.0)、1mM EDTA溶液(pH8.0)、5% 尿素、0.1M トリス塩酸緩衝液等を用いることができる。加熱機器は、オートクレーブ、マイクロウェーブ、圧力鍋、ウォーターバス等を用いることができる。温度は特に限定されるものではないが、室温で行うことができる。温度は50−130℃、時間は5−30分で行うことができる。
次いで、PBS(Phosphate Buffered Saline:リン酸緩衝生理食塩水)を入れた容器に、賦活化処理後の組織標本を浸漬させ、洗浄を行う。温度は特に限定されるものではないが、室温で行うことができる。浸漬時間は、3分以上30分以下であることが好ましい。また、必要により浸漬途中でPBSを交換してもよい。
2) Activation process The activation process of the target biological substance is performed according to a known method. The activation conditions are not particularly defined, but as the activation liquid, 0.01 M citrate buffer (pH 6.0), 1 mM EDTA solution (pH 8.0), 5% urea, 0.1 M Tris-HCl buffer, etc. Can be used. As the heating device, an autoclave, a microwave, a pressure cooker, a water bath, or the like can be used. The temperature is not particularly limited, but can be performed at room temperature. The temperature can be 50-130 ° C. and the time can be 5-30 minutes.
Next, the tissue specimen after the activation treatment is immersed in a container containing PBS (Phosphate Buffered Saline) and washed. The temperature is not particularly limited, but can be performed at room temperature. The immersion time is preferably 3 minutes or longer and 30 minutes or shorter. If necessary, the PBS may be replaced during the immersion.

3)生体物質認識部位が結合された蛍光物質内包ナノ粒子を用いた染色
生体物質認識部位が結合された蛍光物質内包ナノ粒子のPBS分散液を組織標本に載せ、目的とする生体物質と反応させる。蛍光物質内包ナノ粒子と結合させる生体物質認識部位を変えることにより、さまざまな生体物質に対応した染色が可能となる。数種類の生体物質認識部位が結合された蛍光物質内包ナノ粒子を用いる場合には、それぞれの蛍光物質内包ナノ粒子PBS分散液を予め混合しておいてもよいし、別々に順次組織標本に載せてもよい。
温度は特に限定されるものではないが、室温で行うことができる。反応時間は、30分以上24時間以下であることが好ましい。
蛍光物質内包ナノ粒子による染色を行う前に、BSA含有PBS等、公知のブロッキング剤を滴下することが好ましい。
次いで、PBSを入れた容器に、染色後の組織標本を浸漬させ、未反応蛍光物質内包ナノ粒子の除去を行う。温度は特に限定されるものではないが、室温で行うことができる。浸漬時間は、3分以上30分以下であることが好ましい。また、必要により浸漬途中でPBSを交換してもよい。カバーガラスを組織標本に載せ、封入する。必要に応じて市販の封入剤を使用してもよい。
なお、HE染色試薬を用いて染色を行う場合、カバーガラスによる封入前にHE染色を行う。
3) Staining using fluorescent substance-encapsulating nanoparticles combined with biological substance recognition sites Place PBS dispersion of fluorescent substance-encapsulating nanoparticles combined with biological substance recognition sites on a tissue specimen and react with the target biological substance . By changing the biological material recognition site to be combined with the fluorescent substance-containing nanoparticles, staining corresponding to various biological materials becomes possible. When using fluorescent substance-encapsulated nanoparticles to which several kinds of biological substance recognition sites are bound, each fluorescent substance-encapsulated nanoparticle PBS dispersion may be mixed in advance or separately placed on a tissue specimen separately. Also good.
The temperature is not particularly limited, but can be performed at room temperature. The reaction time is preferably 30 minutes or more and 24 hours or less.
It is preferable to drop a known blocking agent such as BSA-containing PBS before staining with fluorescent substance-encapsulating nanoparticles.
Next, the stained tissue specimen is immersed in a container containing PBS to remove unreacted fluorescent substance-containing nanoparticles. The temperature is not particularly limited, but can be performed at room temperature. The immersion time is preferably 3 minutes or longer and 30 minutes or shorter. If necessary, the PBS may be replaced during the immersion. Place the cover glass on the tissue specimen and enclose it. A commercially available encapsulant may be used as necessary.
In addition, when dyeing | staining using a HE dyeing reagent, HE dyeing is performed before enclosure with a cover glass.

〔蛍光画像の取得〕
染色した組織標本に対し顕微鏡画像取得装置1Aを用いて、蛍光画像(第一の画像)及び明視野画像(第二の画像)を取得する。顕微鏡画像取得装置1Aにおいて、染色試薬に用いた蛍光物質の吸収極大波長及び蛍光波長に対応した励起光源及び蛍光検出用光学フィルターを選択する。
(Fluorescence image acquisition)
A fluorescence image (first image) and a bright-field image (second image) are acquired from the stained tissue specimen using the microscope image acquisition device 1A. In the microscope image acquisition apparatus 1A, an excitation light source and a fluorescence detection optical filter corresponding to the absorption maximum wavelength and fluorescence wavelength of the fluorescent material used for the staining reagent are selected.

<診断支援情報生成システム100の動作(画像処理方法を含む。)>
以下、診断支援情報生成システム100において、上記説明した蛍光画像及び明視野画像を取得して解析を行う動作について具体的な実施形態を挙げて説明する。ここでは、特定のタンパク質(ここでは、乳癌組織におけるHER2タンパクとする。以下、特定タンパクと呼ぶ。)を認識する生体物質認識部位が結合した蛍光物質内包ナノ粒子を含む染色試薬を用いて染色された組織標本を観察対象とする場合を例にとって説明するが、これに限定されるものではない。
<Operation of Diagnosis Support Information Generation System 100 (Including Image Processing Method)>
Hereinafter, an operation of acquiring and analyzing the above-described fluorescence image and bright field image in the diagnosis support information generation system 100 will be described with specific embodiments. Here, staining is performed using a staining reagent containing fluorescent substance-encapsulating nanoparticles bound to a biological substance recognition site that recognizes a specific protein (here, HER2 protein in breast cancer tissue, hereinafter referred to as a specific protein). However, the present invention is not limited to this example.

まず、操作者は、HE染色試薬と、特定タンパクを認識する生体物質認識部位が結合した蛍光物質内包ナノ粒子を蛍光標識材料とした染色試薬との、2種の染色試薬を用いて組織標本を染色する。
その後、顕微鏡画像取得装置1Aにおいて、(a1)〜(a5)の手順により明視野画像及び蛍光画像が取得される。なお、本実施形態において、顕微鏡画像取得装置1Aは、標本を上方から観察する正立型の顕微鏡とする。
(a1)操作者は、HE染色試薬と蛍光物質内包ナノ粒子を含む染色試薬とにより染色された組織標本をスライドに載置し、そのスライドを顕微鏡画像取得装置1Aのスライド固定ステージに設置する。
(a2)明視野ユニットに設定し、撮影倍率、ピントの調整を行い、組織上の観察対象の領域を視野に納める。
(a3)撮像手段で撮影を行って明視野画像の画像データを生成し、画像処理装置2Aに画像データを送信する。
(a4)ユニットを蛍光ユニットに変更する。
(a5)視野及び撮影倍率を変えずに撮像手段で撮影を行って蛍光画像の画像データを生成し、画像処理装置2Aに画像データを送信する。
First, the operator uses two types of staining reagents, a HE staining reagent and a staining reagent using fluorescent substance-encapsulated nanoparticles bound with a biological substance recognition site that recognizes a specific protein as a fluorescent labeling material. Stain.
Thereafter, in the microscope image acquisition apparatus 1A, a bright field image and a fluorescence image are acquired by the procedures (a1) to (a5). In the present embodiment, the microscope image acquisition apparatus 1A is an upright microscope that observes a specimen from above.
(A1) The operator places the tissue specimen stained with the HE staining reagent and the staining reagent containing the fluorescent substance-containing nanoparticles on the slide, and places the slide on the slide fixing stage of the microscope image acquisition apparatus 1A.
(A2) Set to the bright field unit, adjust the imaging magnification and focus, and place the observation target area on the tissue in the field of view.
(A3) Shooting is performed by the imaging unit to generate bright field image data, and the image data is transmitted to the image processing apparatus 2A.
(A4) Change the unit to a fluorescent unit.
(A5) Shooting is performed by the imaging means without changing the field of view and the shooting magnification to generate image data of a fluorescent image, and the image data is transmitted to the image processing apparatus 2A.

画像処理装置2Aにおいては、明視野画像及び蛍光画像に基づき画像解析処理が実行される。
図5に、画像処理装置2Aにおける画像解析処理のフローチャートを示す。図5に示す画像解析処理は、制御部21と記憶部25に記憶されているプログラムとの協働により実行される。
ユーザーが操作部22を操作して画像解析処理を開始すると、制御部21により記憶部25に記憶された設定プログラムが実行される。
In the image processing apparatus 2A, image analysis processing is executed based on the bright field image and the fluorescence image.
FIG. 5 shows a flowchart of image analysis processing in the image processing apparatus 2A. The image analysis processing shown in FIG. 5 is executed in cooperation with the control unit 21 and the program stored in the storage unit 25.
When the user operates the operation unit 22 to start image analysis processing, the setting program stored in the storage unit 25 is executed by the control unit 21.

まず、通信I/F24により顕微鏡画像取得装置1Aから明視野画像が入力されると(ステップS1:第二入力工程)、ステップS2において解析領域の抽出が行われ、解析領域情報が算出される(解析領域情報算出工程)。
解析領域とは、本発明の診断支援情報生成方法によって診断を行うための、組織標本内の所定の領域であり、抽出方法は任意である。例えば、ステップS1で入力された明視野画像に基づいて解析領域を抽出する場合には、ユーザーが操作部22(例えば、マウス操作等)により明視野画像中の任意の領域を選択して抽出しても良いし、組織内の特定の領域を明視野画像の輝度や色から自動的に抽出するプログラムを実行しても良い。また、解析領域は、後述するステップS3で入力される蛍光画像に基づいて抽出されても良い。その場合にも、ユーザーが蛍光画像中の任意の領域を操作部22(例えば、マウス操作等)の操作を介して選択して抽出しても良いし、また、蛍光画像の輝度や色に基づいて組織内の特定の領域を自動的に抽出するプログラムを実行しても良い。
制御部21は、具体的には、例えば、組織内で細胞が密集している領域を解析領域として抽出する。1回の画像解析処理において抽出される解析領域の数は、任意である。
解析領域情報は、解析領域から一意に定まる値であれば任意であり、例えば、解析領域の数、面積、周長、等が挙げられる。算出される解析領域情報は、一種類でも複数種類でも良く、公知の任意の方法によって算出される。
First, when a bright field image is input from the microscope image acquisition apparatus 1A through the communication I / F 24 (step S1: second input step), an analysis region is extracted in step S2 and analysis region information is calculated ( Analysis area information calculation step).
The analysis region is a predetermined region in the tissue specimen for performing diagnosis by the diagnosis support information generation method of the present invention, and the extraction method is arbitrary. For example, when extracting an analysis region based on the bright field image input in step S1, the user selects and extracts an arbitrary region in the bright field image using the operation unit 22 (for example, a mouse operation). Alternatively, a program for automatically extracting a specific region in the tissue from the brightness and color of the bright field image may be executed. The analysis region may be extracted based on the fluorescence image input in step S3 described later. Also in this case, the user may select and extract an arbitrary area in the fluorescent image through the operation of the operation unit 22 (for example, mouse operation), or may be based on the luminance or color of the fluorescent image. A program for automatically extracting a specific area in the organization may be executed.
Specifically, for example, the control unit 21 extracts a region where cells are densely packed in the tissue as an analysis region. The number of analysis regions extracted in one image analysis process is arbitrary.
The analysis region information is arbitrary as long as it is a value uniquely determined from the analysis region, and examples thereof include the number, area, circumference, and the like of the analysis region. The calculated analysis area information may be one type or a plurality of types, and is calculated by any known method.

一方、ステップS3〜ステップS6において、蛍光画像から蛍光物質内包ナノ粒子(本実施形態では以下単に「蛍光粒子」という。)の蛍光に由来する輝点領域の情報が抽出される。
まず、通信I/F24により顕微鏡画像取得装置1Aから図6Aに示されるような蛍光画像が入力されると(ステップS3:第一入力工程)、蛍光輝点の波長に応じた色成分の抽出が行われる(ステップS4)。たとえば、蛍光粒子の発する蛍光波長が550nmである場合には、その波長成分を有する蛍光輝点のみが蛍光画像として抽出される。
On the other hand, in steps S3 to S6, information on the bright spot region derived from the fluorescence of the fluorescent substance-containing nanoparticles (hereinafter simply referred to as “fluorescent particles”) is extracted from the fluorescent image.
First, when a fluorescence image as shown in FIG. 6A is input from the microscope image acquisition apparatus 1A through the communication I / F 24 (step S3: first input step), color components are extracted in accordance with the wavelength of the fluorescent bright spot. Performed (step S4). For example, when the fluorescent wavelength emitted by the fluorescent particles is 550 nm, only the fluorescent bright spot having the wavelength component is extracted as a fluorescent image.

次いで、抽出された蛍光画像に閾値処理が施されて二値化画像が生成され、輝点領域が抽出される(ステップS5)。なお、閾値処理の前に細胞自家蛍光や他の不要信号成分等のノイズ除去処理が施されてもよく、ガウシアンフィルタ等のローパスフィルタや二次微分等のハイパスフィルタが好ましく用いられる。図6Bに、輝点領域が抽出された画像の一例を示す。   Next, threshold processing is performed on the extracted fluorescent image to generate a binarized image, and a bright spot region is extracted (step S5). Note that noise removal processing such as cell autofluorescence and other unnecessary signal components may be performed before the threshold processing, and a low-pass filter such as a Gaussian filter or a high-pass filter such as a second derivative is preferably used. FIG. 6B shows an example of an image from which the bright spot area is extracted.

次いで、各輝点領域から輝点領域情報が抽出される(ステップS6:輝点領域情報抽出工程)。輝点領域情報は、輝点領域から一意に定まる値であれば任意であり、例えば、輝点領域の面積、周囲長、分布のばらつき、輝点領域内の蛍光粒子数、等が挙げられる。抽出される輝点領域情報は、一種類でも複数種類でも良い。   Next, bright spot area information is extracted from each bright spot area (step S6: bright spot area information extracting step). The bright spot area information is arbitrary as long as it is a value uniquely determined from the bright spot area, and examples thereof include the area of the bright spot area, the perimeter, distribution variation, and the number of fluorescent particles in the bright spot area. The extracted bright spot area information may be one type or a plurality of types.

ステップS2及びステップS6の処理の終了後、画像解析処理における輝点スコア算出工程の有無が判断される(ステップS7)。輝点スコア算出工程を実行する場合(ステップS7:Yes)には、ステップS8の処理に移行し、ステップS6で算出した輝点領域情報から、輝点スコアが算出される。輝点スコアは、輝点領域ごとの特定タンパクの発現を解析した結果であり、例えば、1+〜10+の10段階で評価される。算出された輝点スコアは、記憶部25に記憶される。なお、輝点スコアの評価は10段階に限られるものではなく、標本の種類や特定タンパクの種類に応じて任意の段階数で評価することができる。   After the processing of step S2 and step S6, the presence / absence of a bright spot score calculation step in the image analysis process is determined (step S7). When the bright spot score calculating step is executed (step S7: Yes), the process proceeds to step S8, and the bright spot score is calculated from the bright spot area information calculated in step S6. The bright spot score is a result of analyzing the expression of a specific protein for each bright spot region, and is evaluated in, for example, 10 levels of 1+ to 10+. The calculated bright spot score is stored in the storage unit 25. Note that the evaluation of the bright spot score is not limited to 10 levels, and can be evaluated at any number of levels depending on the type of specimen and the type of specific protein.

図7は、1つの輝点領域当たりの蛍光粒子数及び面積に基づいて輝点スコアを算出する例を模式的に示した図である。図中の楕円の大きさは輝点領域の面積を示し、各楕円の上に示されるピークは蛍光粒子数を示す。1+、2+、3+は算出された輝点スコアを示し、数値が大きいほど癌の悪性度が高い。
一般的に、蛍光粒子数が多いほど、癌の悪性度が高く、高い輝点スコアが算出されるが、蛍光粒子数が同じである場合には、蛍光粒子が広範囲に分布している方が悪性度が高いため、輝点領域の面積が大きいほど高い輝点スコアが算出される。同様に、一般的に、輝点領域の面積が大きいほど、癌の悪性度が高く、高い輝点スコアが算出されるが、輝点領域の面積が同じである場合には、蛍光粒子数が多い方が悪性度が高いため、高い輝点スコアが算出される。
FIG. 7 is a diagram schematically illustrating an example in which a bright spot score is calculated based on the number and area of fluorescent particles per one bright spot region. The size of the ellipse in the figure indicates the area of the bright spot region, and the peak shown on each ellipse indicates the number of fluorescent particles. 1+, 2+, 3+ indicate the calculated bright spot scores, and the larger the numerical value, the higher the malignancy of the cancer.
In general, the higher the number of fluorescent particles, the higher the malignancy of the cancer and the higher the bright spot score is calculated. However, if the number of fluorescent particles is the same, the fluorescent particles are more widely distributed. Since the degree of malignancy is high, a higher bright spot score is calculated as the area of the bright spot region is larger. Similarly, in general, the larger the area of the bright spot region, the higher the malignancy of the cancer and the higher the bright spot score is calculated, but when the area of the bright spot region is the same, the number of fluorescent particles is The higher the malignancy, the higher the bright spot score.

例えば、図7において、左下に示されるように面積が小さく蛍光粒子数が少ない輝点領域の輝点スコアは1+と算出され、右下に示されるように面積が小さいが蛍光粒子数が多い輝点領域、又は、左上に示されるように面積は大きいが蛍光粒子数が少ない輝点領域の輝点スコアは、2+と算出される。そして、右上に示されるように面積が大きく蛍光粒子数も多い輝点領域の輝点スコアは、3+と算出される。   For example, in FIG. 7, the bright spot score of the bright spot region having a small area and a small number of fluorescent particles as shown in the lower left is calculated as 1+, and a bright spot having a small area but a large number of fluorescent particles is shown in the lower right. As shown in the upper left area, the bright spot score of the bright spot area having a large area but a small number of fluorescent particles is calculated as 2+. Then, as shown in the upper right, the bright spot score of the bright spot region having a large area and a large number of fluorescent particles is calculated as 3+.

なお、輝点スコアの算出に用いられる輝点領域情報の組み合わせと、組み合わせに対応する輝点スコアの値は、生体物質や標本の種類に応じて適宜変更する。   Note that the combination of the bright spot area information used for calculation of the bright spot score and the value of the bright spot score corresponding to the combination are appropriately changed according to the type of biological material or specimen.

ステップS7において、輝点スコア算出工程を実行しない場合(ステップS7:No)には、ステップS9の処理に移行し、記憶部25に輝点領域情報が記憶される。   In step S7, when the bright spot score calculation step is not executed (step S7: No), the process proceeds to step S9, and the bright spot area information is stored in the storage unit 25.

次いで、細胞スコア算出工程の有無が判断される(ステップS9)。細胞スコア算出工程を実行する場合(ステップS9:Yes)には、ステップS10の処理に移行し、まず、細胞の特定の領域(細胞領域)が抽出される。細胞核、細胞質など、任意の部位を細胞領域として抽出することができるが、定量する生体物質が特異的に発現する領域を抽出することが好ましく、本実施形態においては、特定タンパクが特に細胞膜に発現するHER2タンパクであることから、細胞全体を細胞領域として抽出すると好適である。   Next, the presence / absence of a cell score calculation step is determined (step S9). When the cell score calculation step is executed (step S9: Yes), the process proceeds to step S10, and first, a specific area (cell area) of the cell is extracted. Although any part such as cell nucleus or cytoplasm can be extracted as a cell region, it is preferable to extract a region where a biological substance to be quantified is specifically expressed. In this embodiment, a specific protein is expressed particularly in a cell membrane. Therefore, it is preferable to extract the entire cell as a cell region.

図8に、ステップS10において細胞領域が抽出される処理の詳細フローの例を示す。まず、明視野画像のモノクロ画像への変換が行われる(ステップS101)。図9Aに、モノクロ変換された明視野画像の一例を示す。
次いで、モノクロ画像に対し予め定められた閾値を用いて閾値処理が施され、各画素の値が二値化される(ステップS102)。
FIG. 8 shows an example of a detailed flow of processing for extracting a cell region in step S10. First, a bright field image is converted into a monochrome image (step S101). FIG. 9A shows an example of a bright field image subjected to monochrome conversion.
Next, threshold processing is performed on the monochrome image using a predetermined threshold, and the value of each pixel is binarized (step S102).

次いで、ノイズ処理が行われる(ステップS103)。ノイズ処理は、具体的には、二値画像にクロージング処理が施されることにより行うことができる。クロージング処理は、膨張処理を行ってから同じ回数分だけ収縮処理を行う処理である。膨張処理は、注目画素からn×n画素(nは2以上の整数)の範囲内にある画素に1つでも白が含まれている場合に注目画素を白に置き換える処理である。収縮処理は、注目画素からn×n画素の範囲内にある画素に1つでも黒が含まれている場合に注目画素を黒に置き換える処理である。クロージング処理により、ノイズ等の小さい領域を除去することができる。図9Bに、ノイズ処理後の画像の一例を示す。図9Bに示されるように、ノイズ処理後には、細胞領域が抽出された画像が生成される。   Next, noise processing is performed (step S103). Specifically, the noise process can be performed by performing a closing process on the binary image. The closing process is a process in which the contraction process is performed the same number of times after the expansion process is performed. The expansion process is a process of replacing a target pixel with white when at least one pixel in the range of n × n pixels (n is an integer of 2 or more) from the target pixel is white. The contraction process is a process of replacing a target pixel with black when at least one pixel in the range of n × n pixels from the target pixel contains black. By the closing process, a small area such as noise can be removed. FIG. 9B shows an example of an image after noise processing. As shown in FIG. 9B, after noise processing, an image from which cell regions have been extracted is generated.

次いで、ノイズ処理後の画像にラベリング処理が施され、抽出された細胞領域のそれぞれにラベルが付与される(ステップS104)。ラベリング処理とは、連結している画素に同じラベル(番号)を付与していくことで画像内のオブジェクトを識別する処理である。ラベリング処理により、ノイズ処理後の画像から各細胞を識別してラベルを付与することができる。   Next, a labeling process is performed on the image after the noise process, and a label is given to each of the extracted cell regions (step S104). The labeling process is a process for identifying an object in an image by assigning the same label (number) to connected pixels. By the labeling process, each cell can be identified from the image after the noise process and a label can be applied.

次いで、ステップS11においては、輝点スコアが既に算出されているか否かが判断される。輝点スコアが算出されている場合(ステップS11:Yes)には、ステップS12の処理に移行し、ステップS8で算出された輝点スコアの情報及びステップS10で抽出された細胞領域から算出される情報(細胞情報)に基づいて、細胞スコアが算出される。細胞スコアは、細胞領域ごとの特定タンパクの発現を解析した結果であり、例えば、1+〜10+の10段階で評価される。算出された細胞スコアは、記憶部25に記憶される。なお、細胞スコアの評価は10段階に限られるものではなく、標本の種類や特定タンパクの種類に応じて任意の段階数で評価することができる。   Next, in step S11, it is determined whether a bright spot score has already been calculated. When the bright spot score has been calculated (step S11: Yes), the process proceeds to step S12, and the bright spot score information calculated in step S8 and the cell region extracted in step S10 are calculated. A cell score is calculated based on the information (cell information). The cell score is a result of analyzing the expression of a specific protein for each cell region, and is evaluated, for example, in 10 levels of 1+ to 10+. The calculated cell score is stored in the storage unit 25. Note that the evaluation of the cell score is not limited to 10 levels, and can be evaluated at any number of levels depending on the type of specimen and the type of specific protein.

細胞領域から細胞情報を算出する工程においては、例えば、細胞領域の数、面積、周長等が算出される。
また、輝点スコアの情報とは、細胞領域における輝点スコアの値から一意に定まる値であれば任意であり、例えば、1つの細胞領域に存在する輝点スコアの平均値、所定の輝点スコアを持つ輝点領域の数、分布、比率、密度、等があげられる。輝点スコアの情報は、一つでも複数でも良く、抽出方法は任意である。
In the step of calculating cell information from the cell region, for example, the number, area, circumference, etc. of the cell region are calculated.
The information on the bright spot score is arbitrary as long as it is a value uniquely determined from the value of the bright spot score in the cell area. For example, the average value of the bright spot score existing in one cell area, a predetermined bright spot The number, distribution, ratio, density, and the like of the bright spot area having a score are given. The bright spot score information may be one or plural, and the extraction method is arbitrary.

図10は、1つの細胞領域に存在する輝点スコアの平均値及び輝点領域の分布に基づいて細胞スコアを算出する例を模式的に示した図である。図中の、白い丸で示された輝点の輝点スコアは1+、灰色の丸で示された輝点の輝点スコアは2+、黒い丸で示された輝点の輝点スコアは3+である。1+、2+、3+は算出された細胞スコアを示し、数値が大きいほど癌の悪性度が高い。
一般的に、輝点スコアの平均値が大きいほど、癌の悪性度が高く、高い細胞スコアが算出されるが、輝点スコアの平均値が同じである場合には、輝点領域が細胞全体に広がって分布している方が悪性度が高く、高い細胞スコアが算出される。同様に、一般的に、輝点領域の分布が広がっているほど、癌の悪性度が高く、高い細胞スコアが算出されるが、輝点領域の分布が同じである場合には、輝点スコアの平均値が多い方が悪性度が高く、高い細胞スコアが算出される。
FIG. 10 is a diagram schematically illustrating an example in which a cell score is calculated based on an average value of bright spot scores existing in one cell region and a distribution of bright spot regions. In the figure, the bright spot score of a bright spot indicated by a white circle is 1+, the bright spot score of a bright spot indicated by a gray circle is 2+, and the bright spot score of a bright spot indicated by a black circle is 3+. is there. 1+, 2+, and 3+ indicate calculated cell scores, and the larger the value, the higher the malignancy of the cancer.
In general, the higher the average value of the bright spot score, the higher the malignancy of the cancer and the higher the cell score is calculated, but if the average value of the bright spot score is the same, the bright spot area is the whole cell The higher the malignancy is, the higher the cell score is calculated. Similarly, in general, the higher the distribution of the bright spot region, the higher the malignancy of the cancer and the higher the cell score is calculated, but when the distribution of the bright spot region is the same, the bright spot score The higher the average value, the higher the malignancy and the higher the cell score is calculated.

例えば、図10において、左下に示されるように輝点の分布範囲が狭く輝点スコアの平均値が2+である細胞の細胞スコアは1+と算出され、右下に示されるように輝点の分布範囲が狭いが輝点スコアの平均値が3+である細胞、又は、左上に示されるように輝点の分布が広範囲だが輝点スコアの平均値が1+である細胞の細胞スコアは、2+と算出される。そして、右上に示されるように輝点の分布が広範囲であり輝点スコアの平均値が2+である細胞の細胞スコアは3+と算出される。   For example, in FIG. 10, the cell score of a cell having a narrow luminescent spot distribution range and an average luminescent spot score of 2+ is calculated as 1+ as shown in the lower left, and the bright spot distribution is shown in the lower right. The cell score of a cell with a narrow range but an average bright spot score of 3+ or a cell with a wide distribution of bright spots but an average bright spot score of 1+ as shown in the upper left is calculated as 2+ Is done. Then, as shown in the upper right, the cell score of a cell having a wide distribution of bright spots and an average bright spot score of 2+ is calculated as 3+.

なお、細胞スコアの算出に用いられる輝点スコア及び細胞領域の情報の組み合わせと、組み合わせに対応する細胞スコアの値は、生体物質や標本の種類に応じて適宜変更する。
また、図10において、細胞領域の面積又は周長当たりの輝点スコアの平均値及び輝点領域の分布の広がりから細胞スコアを算出しても良い。
Note that the combination of the bright spot score and the cell region information used for calculating the cell score and the value of the cell score corresponding to the combination are appropriately changed according to the type of biological material or specimen.
In FIG. 10, the cell score may be calculated from the average value of the bright spot score per area or perimeter of the cell area and the spread of the bright spot area distribution.

ステップS11において、輝点スコアが算出されていないと判断された場合(ステップS11:No)には、ステップS13の処理に移行し、ステップS6で抽出された輝点領域情報及びステップS10で抽出された細胞領域の情報から、細胞スコアが算出される。
細胞領域の情報とは、例えば、細胞領域の数、面積、周長等である。
If it is determined in step S11 that the bright spot score has not been calculated (step S11: No), the process proceeds to step S13, and the bright spot area information extracted in step S6 and the bright spot area information extracted in step S10. The cell score is calculated from the information of the cell area.
The cell area information is, for example, the number, area, circumference, etc. of the cell area.

図11は、1つの細胞領域に存在する蛍光粒子数及び輝点領域の面積に基づいて細胞スコアを算出する例を模式的に示した図である。図中の楕円の大きさは輝点領域の面積を示し、各楕円の上に示されるピークは蛍光粒子数を示す。1+、2+、3+は算出された細胞スコアを示し、数値が大きいほど癌の悪性度が高い。
一般的に、蛍光粒子数が多いほど、癌の悪性度が高く、高い細胞スコアが算出されるが、蛍光粒子数が同じである場合には、蛍光粒子が広範囲に分布している方が悪性度が高いため、輝点領域の面積が大きいほど高い細胞スコアが算出される。同様に、一般的に、輝点領域の面積が大きいほど、癌の悪性度が高く、高い細胞スコアが算出されるが、輝点領域の面積が同じである場合には、蛍光粒子数が多い方が悪性度が高いため、高い細胞スコアが算出される。
FIG. 11 is a diagram schematically illustrating an example in which a cell score is calculated based on the number of fluorescent particles present in one cell region and the area of the bright spot region. The size of the ellipse in the figure indicates the area of the bright spot region, and the peak shown on each ellipse indicates the number of fluorescent particles. 1+, 2+, and 3+ indicate calculated cell scores, and the larger the value, the higher the malignancy of the cancer.
In general, the higher the number of fluorescent particles, the higher the malignancy of the cancer and the higher the cell score is calculated. However, when the number of fluorescent particles is the same, it is more malignant that the fluorescent particles are widely distributed. Since the degree is high, a larger cell score is calculated as the area of the bright spot region is larger. Similarly, in general, the larger the area of the bright spot region, the higher the malignancy of the cancer and the higher the cell score is calculated, but when the area of the bright spot region is the same, the number of fluorescent particles is large. Since the malignancy is higher, a higher cell score is calculated.

例えば、図11において、左下に示されるように面積が小さく蛍光粒子数が少ない輝点領域の輝点スコアは1+と算出され、右下に示されるように面積が小さいが蛍光粒子数が多い輝点領域、又は、左上に示されるように面積は大きいが蛍光粒子数が少ない輝点領域の輝点スコアは、2+と算出される。そして、右上に示されるように面積が大きく蛍光粒
子数も多い輝点領域の輝点スコアは3+と算出される。
For example, in FIG. 11, the bright spot score of the bright spot region with a small area and a small number of fluorescent particles as shown in the lower left is calculated as 1+, and a bright spot with a small area but a large number of fluorescent particles as shown in the lower right. As shown in the upper left area, the bright spot score of the bright spot area having a large area but a small number of fluorescent particles is calculated as 2+. As shown in the upper right, the bright spot score of the bright spot region having a large area and a large number of fluorescent particles is calculated as 3+.

なお、細胞スコアの算出に用いられる輝点領域情報の組み合わせと、組み合わせに対応する細胞スコアの値は、生体物質や標本の種類に応じて適宜変更する。
また、図11において、細胞領域の面積又は周長当たりの蛍光粒子数及び輝点領域の面積から細胞スコアを算出しても良い。
Note that the combination of bright spot region information used for calculation of the cell score and the value of the cell score corresponding to the combination are appropriately changed according to the type of biological material or specimen.
In FIG. 11, the cell score may be calculated from the area of the cell region or the number of fluorescent particles per circumference and the area of the bright spot region.

ステップS12又はステップS13において細胞スコアが算出されると、ステップS15の処理に移行し、ステップS12又はステップS13で算出された細胞スコアの情報及びステップS2で抽出された解析領域の情報から、画像スコアが算出される(画像スコア算出工程)。画像スコアは、解析領域における特定タンパクの発現を解析した結果であり、例えば、1+〜10+の10段階で評価される。算出された画像スコアは、記憶部25に記憶される。なお、画像スコアの評価は10段階に限られるものではなく、標本の種類や特定タンパクの種類に応じて任意の段階数で評価することができる。   When the cell score is calculated in step S12 or step S13, the process proceeds to step S15, and the image score is calculated from the cell score information calculated in step S12 or step S13 and the analysis region information extracted in step S2. Is calculated (image score calculation step). The image score is a result of analyzing the expression of a specific protein in the analysis region, and is evaluated in, for example, 10 levels of 1+ to 10+. The calculated image score is stored in the storage unit 25. Note that the evaluation of the image score is not limited to 10 levels, and can be evaluated at an arbitrary number of levels depending on the type of specimen and the type of specific protein.

解析領域の情報とは、例えば、解析領域の数、面積、周長等である。
細胞スコアの情報とは、解析領域における細胞スコアの値から一意に定まる値であれば任意であり、例えば、1つの解析領域に存在する細胞スコアの平均値や、所定の細胞スコアを持つ細胞の数、分布、比率、密度、等があげられる。細胞スコアの情報は、一つでも複数でも良く、抽出方法は任意である。
The information on the analysis region is, for example, the number, area, circumference, etc. of the analysis region.
The cell score information is arbitrary as long as it is a value uniquely determined from the value of the cell score in the analysis region. For example, the average value of the cell scores existing in one analysis region or the cell score having a predetermined cell score Number, distribution, ratio, density, etc. The cell score information may be one or more, and the extraction method is arbitrary.

図12は、1つの解析領域に存在する細胞スコアの平均値及び細胞の分布に基づいて画像スコアを算出する例を模式的に示した図である。図中の、白い丸で示された細胞の細胞スコアは1+、灰色の丸で示された細胞の細胞スコアは2+、黒い丸で示された細胞の細胞スコアは3+である。1+、2+、3+は算出された画像スコアを示し、数値が大きいほど癌の悪性度が高い。
一般的に、細胞スコアの平均値が大きいほど、癌の悪性度が高く、高い画像スコアが算出されるが、細胞スコアの平均値が同じである場合には、細胞が画像全体に広がって分布している方が悪性度が高く、高い画像スコアが算出される。同様に、一般的に、細胞の分布が広がっているほど、癌の悪性度が高く、高い画像スコアが算出されるが、細胞の分布が同じである場合には、細胞スコアの平均値が大きい方が悪性度が高く、高い画像スコアが算出される。
FIG. 12 is a diagram schematically illustrating an example in which an image score is calculated based on an average value of cell scores and a cell distribution existing in one analysis region. In the figure, the cell score of cells indicated by white circles is 1+, the cell score of cells indicated by gray circles is 2+, and the cell score of cells indicated by black circles is 3+. 1+, 2+, 3+ indicate the calculated image scores, and the higher the numerical value, the higher the malignancy of the cancer.
In general, the higher the average value of the cell score, the higher the malignancy of the cancer and the higher the image score is calculated, but when the average value of the cell score is the same, the cells are distributed over the entire image and distributed The higher the malignancy is, the higher the image score is calculated. Similarly, in general, the higher the cell distribution, the higher the malignancy of the cancer and the higher the image score is calculated, but when the cell distribution is the same, the average value of the cell score is large The malignancy is higher and a higher image score is calculated.

例えば、図12において、左下に示されるように解析領域内の細胞の分布範囲が狭く細胞スコアの平均値が2+である画像の画像スコアは1+と算出され、右下に示されるように細胞の分布範囲が狭いが細胞スコアの平均値が3+である画像、又は、左上に示されるように細胞の分布が広範囲だが細胞スコアの平均値が1+である画像の画像スコアは、2+と算出される。そして、右上に示されるように細胞の分布が広範囲であり細胞スコアの平均値が2+である画像の画像スコアは3+と算出される。   For example, in FIG. 12, the image score of an image in which the distribution range of the cells in the analysis region is narrow as shown in the lower left and the average value of the cell score is 2+ is calculated as 1+, and as shown in the lower right, An image with a narrow distribution range but an average cell score of 3+, or an image with a wide cell distribution but an average cell score of 1+ as shown in the upper left is calculated as 2+ . Then, as shown in the upper right, the image score of an image with a wide cell distribution and an average cell score of 2+ is calculated as 3+.

なお、画像スコアの算出に用いられる細胞スコア及び解析領域の情報の組み合わせと、組み合わせに対応する画像スコアの値は、生体物質や標本の種類に応じて適宜変更する。
また、図12において、解析領域の面積又は周長当たりの細胞スコアの平均値と細胞の分布の広がりから画像スコアを算出しても良い。
Note that the combination of the cell score and the analysis region information used for the calculation of the image score and the value of the image score corresponding to the combination are appropriately changed according to the type of biological material or specimen.
In FIG. 12, the image score may be calculated from the average value of the cell score per area or circumference of the analysis region and the spread of the cell distribution.

ステップS9において、細胞スコア算出工程を実行しない場合(ステップS9:No)には、ステップS16の処理に移行し、輝点スコアが既に算出されているか否かが判断される。輝点スコアが算出されている場合(ステップS16:Yes)には、ステップS17の処理に移行し、ステップS8で算出された輝点スコアの情報及びステップS2で抽出された解析領域の情報から、画像スコアが算出される。算出された画像スコアは、記憶部
25に記憶される。
In step S9, when the cell score calculation step is not executed (step S9: No), the process proceeds to step S16, and it is determined whether or not the bright spot score has already been calculated. When the bright spot score is calculated (step S16: Yes), the process proceeds to step S17, and from the bright spot score information calculated in step S8 and the analysis area information extracted in step S2, An image score is calculated. The calculated image score is stored in the storage unit 25.

解析領域の情報とは、例えば、解析領域の数、面積、周長等である。
輝点スコアの情報とは、細胞領域における輝点スコアの値から一意に定まる値であれば任意であり、例えば、1つの細胞領域に存在する輝点スコアの平均値や、所定の輝点スコアを持つ輝点領域の数、分布、比率、密度、等があげられる。輝点スコアの情報は、一つでも複数でも良く、抽出方法は任意である。
The information on the analysis region is, for example, the number, area, circumference, etc. of the analysis region.
The information on the bright spot score is arbitrary as long as it is a value uniquely determined from the value of the bright spot score in the cell area. For example, the average value of the bright spot score existing in one cell area, or a predetermined bright spot score The number, distribution, ratio, density, etc. of bright spot regions having The bright spot score information may be one or plural, and the extraction method is arbitrary.

図13は、1つの解析領域に存在する輝点スコアの平均値及び輝点領域の分布の広がりに基づいて画像スコアを算出する例を模式的に示した図である。図中の、白い丸で示された輝点の輝点スコアは1+、灰色の丸で示された輝点の輝点スコアは2+、黒い丸で示された輝点の輝点スコアは3+である。1+、2+、3+は算出された画像スコアを示し、数値が大きいほど癌の悪性度が高い。
一般的に、輝点スコアの平均値が大きいほど、癌の悪性度が高く、高い画像スコアが算出されるが、輝点スコアの平均値が同じである場合には、輝点領域が画像全体に広がって分布している方が悪性度が高く、高い画像スコアが算出される。同様に、一般的に、輝点領域の分布の広がりが大きいほど、癌の悪性度が高く、高い画像スコアが算出されるが、輝点領域の分布の広がりが同じである場合には、輝点スコアの平均値が大きい方が悪性度が高く、高い画像スコアが算出される。
FIG. 13 is a diagram schematically illustrating an example in which an image score is calculated based on the average value of bright spot scores existing in one analysis region and the spread of the distribution of bright spot regions. In the figure, the bright spot score of a bright spot indicated by a white circle is 1+, the bright spot score of a bright spot indicated by a gray circle is 2+, and the bright spot score of a bright spot indicated by a black circle is 3+. is there. 1+, 2+, 3+ indicate the calculated image scores, and the higher the numerical value, the higher the malignancy of the cancer.
In general, the higher the average value of the bright spot score, the higher the malignancy of the cancer and the higher the image score is calculated, but when the average value of the bright spot score is the same, the bright spot region is the entire image. If the image is spread and distributed, the malignancy is higher, and a higher image score is calculated. Similarly, in general, the greater the spread of the bright spot region distribution, the higher the malignancy of the cancer and the higher the image score is calculated. The higher the score score, the higher the malignancy, and a higher image score is calculated.

例えば、図13において、左下に示されるように解析領域内の輝点の分布範囲が狭く輝点スコアの平均値が2+である画像の画像スコアは1+と算出され、右下に示されるように輝点の分布範囲が狭いが輝点スコアの平均値が3+である画像、又は、左上に示されるように輝点の分布が広範囲だが輝点スコアの平均値が1+である画像の画像スコアは、2+と算出される。そして、右上に示されるように輝点の分布が広範囲であり輝点スコアの平均値が2+である画像の画像スコアは3+と算出される。   For example, in FIG. 13, as shown in the lower left, the image score of an image in which the distribution range of the bright spots in the analysis region is narrow and the average value of the bright spot scores is 2+ is calculated as 1+, and as shown in the lower right. An image score of an image having a narrow distribution range of bright spots but an average value of bright spot scores of 3+, or an image having a wide distribution of bright spots but an average value of bright spot scores of 1+ as shown in the upper left 2+. Then, as shown in the upper right, the image score of an image in which the distribution of bright spots is wide and the average value of bright spot scores is 2+ is calculated as 3+.

なお、画像スコアの算出に用いられる輝点スコア及び解析領域の情報の組み合わせと、組み合わせに対応する画像スコアの値は、生体物質や標本の種類に応じて適宜変更する。
また、図13において、解析領域の面積又は周長当たりの輝点スコアの平均値及び輝点領域の分布の広がりから画像スコアを算出しても良い。
Note that the combination of the bright spot score and the analysis region information used for calculating the image score and the value of the image score corresponding to the combination are appropriately changed according to the type of biological material or specimen.
In FIG. 13, the image score may be calculated from the average value of the bright spot score per area of the analysis region or perimeter and the spread of the bright spot region distribution.

ステップS16において、輝点スコアが算出されていないと判断された場合(ステップS16:No)には、ステップS18の処理に移行し、ステップS6で抽出された輝点領域情報及びステップS2で抽出された解析領域の情報から、画像スコアが算出される。
解析領域の情報とは、例えば、解析領域の数、面積、周長等である。
When it is determined in step S16 that the bright spot score has not been calculated (step S16: No), the process proceeds to step S18, and the bright spot area information extracted in step S6 and the bright spot area information extracted in step S2. An image score is calculated from the information of the analyzed area.
The information on the analysis region is, for example, the number, area, circumference, etc. of the analysis region.

図14は、1つの細胞領域に存在する蛍光粒子数及び輝点領域の面積に基づいて画像スコアを算出する例を模式的に示した図である。図中の楕円の大きさは輝点領域の面積を示し、各楕円の上に示されるピークは蛍光粒子数を示す。1+、2+、3+は算出された画像スコアを示し、数値が大きいほど癌の悪性度が高い。
一般的に、蛍光粒子数が多いほど、癌の悪性度が高く、高い画像スコアが算出されるが、蛍光粒子数が同じである場合には、蛍光粒子が広範囲に分布している方が悪性度が高いため、輝点領域の面積が大きいほど高い画像スコアが算出される。同様に、一般的に、輝点領域の面積が大きいほど、癌の悪性度が高く、高い画像スコアが算出されるが、輝点領域の面積が同じである場合には、蛍光粒子数が多い方が悪性度が高いため、高い画像スコアが算出される。
FIG. 14 is a diagram schematically illustrating an example in which an image score is calculated based on the number of fluorescent particles present in one cell region and the area of the bright spot region. The size of the ellipse in the figure indicates the area of the bright spot region, and the peak shown on each ellipse indicates the number of fluorescent particles. 1+, 2+, 3+ indicate the calculated image scores, and the higher the numerical value, the higher the malignancy of the cancer.
In general, the higher the number of fluorescent particles, the higher the malignancy of the cancer and the higher the image score is calculated. However, if the number of fluorescent particles is the same, it is more malignant that the fluorescent particles are widely distributed. Since the degree is high, a higher image score is calculated as the area of the bright spot region is larger. Similarly, generally, the larger the area of the bright spot region, the higher the malignancy of the cancer and the higher the image score is calculated. However, when the area of the bright spot region is the same, the number of fluorescent particles is large. Since the malignancy is higher, a higher image score is calculated.

例えば、図14において、左下に示されるように解析領域内の輝点領域の面積が小さく蛍光粒子数が少ない画像の画像スコアは1+と算出され、右下に示されるように輝点領域
の面積が小さいが蛍光粒子数が多い画像、又は、左上に示されるように輝点領域の面積は大きいが蛍光粒子数が少ない画像の画像スコアは、2+と算出される。そして、右上に示されるように輝点領域の面積が大きく蛍光粒子数も多い画像の画像スコアは3+と算出される。
For example, in FIG. 14, the image score of an image in which the area of the bright spot area in the analysis area is small and the number of fluorescent particles is small as shown in the lower left is calculated as 1+. The image score of an image with a small number of fluorescent particles but a large number of fluorescent particles or an image with a large area of the bright spot region but a small number of fluorescent particles as shown in the upper left is calculated as 2+. Then, as shown in the upper right, the image score of an image having a large bright spot area and a large number of fluorescent particles is calculated as 3+.

なお、画像スコアの算出に用いられる輝点領域情報及び解析領域の情報の組み合わせと、組み合わせに対応する画像スコアの値は、生体物質や標本の種類に応じて適宜変更する。
また、図11において、解析領域の面積又は周長当たりの蛍光粒子数及び輝点領域の面積から画像スコアを算出しても良い。
Note that the combination of the bright spot area information and the analysis area information used for the calculation of the image score and the value of the image score corresponding to the combination are appropriately changed according to the type of biological material or specimen.
In FIG. 11, the image score may be calculated from the area of the analysis region or the number of fluorescent particles per circumference and the area of the bright spot region.

図15A〜図15Jは、ステップS13において輝点領域情報から細胞スコアを算出する際に、輝点領域の分布を評価する方法の具体例を示す模式図である。
図15A及び図15Bは、輝点領域の包括面積を用いる方法を示す図である。包括面積とは、例えば、図15A及び図15Bの一点鎖線で示されるような、1つの細胞に含まれる輝点領域を全て包括する最小の長方形の面積として定義される。輝点領域の包括面積を、図示しない細胞の包括面積で割って正規化した値が、1に近い場合は輝点領域が図15Aのように細胞内で広範囲に分布し、0に近い場合は図15Bのように密集して存在している。
FIGS. 15A to 15J are schematic diagrams illustrating a specific example of a method for evaluating the distribution of bright spot areas when calculating the cell score from the bright spot area information in step S13.
15A and 15B are diagrams showing a method using the comprehensive area of the bright spot region. The comprehensive area is defined as, for example, the smallest rectangular area that covers all the bright spot regions included in one cell, as indicated by the one-dot chain line in FIGS. 15A and 15B. When the value obtained by dividing the global area of the bright spot area by the general area of the cell (not shown) is close to 1, the bright spot area is widely distributed in the cell as shown in FIG. It exists densely as shown in FIG. 15B.

図15C及び図15Dは、輝点領域を結んだ線の内側の領域の面積(輝点内側面積)を用いる方法を示す図である。輝点内側面積の算出方法は任意であるが、例えば、図15C及び図15Dの斜線部分で示されるように、隣り合う2つの輝点領域を直線で結び、直線に囲まれた面積を輝点内側面積とする。輝点内側面積を細胞の面積で割って正規化した値が、1に近い場合は輝点領域が図15Cのように細胞内で広範囲に分布し、0に近い場合は図15Dのように密集して存在している。   15C and 15D are diagrams showing a method of using the area of the area inside the line connecting the bright spot areas (the bright spot inner area). The method for calculating the inner area of the bright spot is arbitrary. For example, as shown by the hatched portion in FIG. 15C and FIG. 15D, two adjacent bright spot areas are connected by a straight line, and the area surrounded by the straight line is the bright spot. The inner area. When the value obtained by dividing the area inside the bright spot by the area of the cell is close to 1, the bright spot area is widely distributed in the cell as shown in FIG. 15C, and when close to 0, the area is dense as shown in FIG. 15D. Exist.

図15E及び図15Fは、輝点領域の面積の総和を用いる方法を示す図である。1つの細胞に含まれる輝点領域(斜線部分)の面積の総和を、細胞の面積で割って正規化した値が、1に近い場合は輝点領域が図15Eのように細胞内で広範囲に分布し、0に近い場合は図15Fのように密集して存在している。   FIG. 15E and FIG. 15F are diagrams showing a method using the total area of the bright spot regions. When the sum of the areas of the bright spot areas (shaded areas) contained in one cell is divided by the area of the cells and the normalized value is close to 1, the bright spot area is wide in the cell as shown in FIG. 15E. When distributed and close to 0, they exist densely as shown in FIG. 15F.

図15G及び図15Hは、全ての輝点領域を線で結んだ距離の総和を用いる方法を示す図である。輝点領域を線で結ぶ方法は任意であるが、例えば、全ての輝点領域を1度ずつ通る連続した1本の線を、線の長さの総和が最も短くなるように引く。この長さを、例えば細胞の周長で割って正規化した値が、大きい場合は輝点領域が図15Gのように細胞内で広範囲に分布し、小さい場合は図15Hのように密集して存在している。   FIG. 15G and FIG. 15H are diagrams showing a method using the sum of distances connecting all the bright spot regions with lines. The method of connecting the bright spot areas with lines is arbitrary, but, for example, one continuous line that passes through all the bright spot areas once is drawn so that the sum of the lengths of the lines becomes the shortest. For example, when the value obtained by dividing the length by the perimeter of the cell is large, the bright spot region is distributed over a wide range in the cell as shown in FIG. 15G, and when it is small, it is dense as shown in FIG. 15H. Existing.

図15I及び図15Jは、輝点領域の座標のばらつきを用いる方法を示す図である。例えば、輝点領域のx座標位置及びy座標位置の標準偏差をそれぞれstd_x、std_yとした場合に、「sqrt(std_x2+std_y2)」で算出される値を輝点領域の座標のばらつきとして、これを細胞の面積で割って正規化した値が大きい場合は輝点領域が図15Iのように細胞内で広範囲に分布し、小さい場合は図15Jのように密集して存在している。   FIGS. 15I and 15J are diagrams illustrating a method using the variation in coordinates of the bright spot region. For example, when the standard deviations of the x coordinate position and the y coordinate position of the bright spot area are std_x and std_y, respectively, the value calculated by “sqrt (std_x2 + std_y2)” When the value normalized by dividing the area by the cell area is large, the bright spot region is distributed over a wide range in the cell as shown in FIG. 15I, and when it is small, it is densely present as shown in FIG. 15J.

なお、図15A〜図15Jに記載の輝点領域の分布を評価する方法において、細胞の形状及び大きさが全て似通っている場合には、正規化は必ずしも必要ではないが、精度を高めるためには正規化をすることが好ましい。
また、図15A〜図15Jに記載の方法は、ステップS12において輝点領域の分布を評価する場合だけでなく、ステップS8、ステップS13、ステップS18において輝点領域の分布を評価する場合、ステップS15において細胞の分布を評価する場合、ステップS17において輝点領域の分布を評価する場合にも適用可能である。
In addition, in the method for evaluating the distribution of the bright spot regions described in FIGS. 15A to 15J, normalization is not necessarily required when the shapes and sizes of the cells are all similar, but in order to increase accuracy. Is preferably normalized.
15A to 15J not only evaluates the distribution of bright spot regions in step S12, but also evaluates the distribution of bright spot regions in step S8, step S13, and step S18, step S15. In the case of evaluating the cell distribution in step S17, the present invention can also be applied to the case of evaluating the bright spot region distribution in step S17.

実際の組織標本においては、1つの画像内に様々な値の細胞スコアが混在し、各細胞において、様々な値の輝点スコアが存在している。このような場合の各種スコアの算出結果の例を、図16の模式図を用いて具体的に説明する。   In an actual tissue specimen, cell scores of various values are mixed in one image, and various values of bright spot scores exist in each cell. An example of calculation results of various scores in such a case will be specifically described with reference to the schematic diagram of FIG.

図16において、輝点スコアから細胞スコアを算出する場合、No.1及びNo.2の細胞に含まれる輝点領域の輝点スコアは全て2+であり、輝点領域が細胞全域に広がっているので、細胞スコアは2+と算出される。また、No.6の細胞に含まれる輝点領域の輝点スコアは全て3+であり、輝点領域が細胞全域に広がっているので、細胞スコアは3+と算出される。また、No.7の細胞に含まれる輝点領域の輝点スコアは全て1+であり、輝点領域が細胞全域に広がっているので、細胞スコアは1+と算出される。
ここで、例えばNo.1の細胞において、ノイズにより1つの輝点領域の輝点スコアが10+と計測された場合であっても、No.1の細胞全体における分布によれば2+が支配的であるため、細胞スコアは2+と算出され、診断結果はノイズの影響を受けない。
In FIG. 16, when the cell score is calculated from the bright spot score, 1 and no. The bright spot score of the bright spot area included in the two cells is all 2+, and since the bright spot area is spread over the entire cell, the cell score is calculated as 2+. No. The bright spot score of the bright spot area included in the 6 cells is all 3+, and the bright spot area spreads over the entire cell, so the cell score is calculated as 3+. No. The bright spot score of the bright spot area included in cell No. 7 is all 1+, and the bright spot area spreads over the entire cell, so the cell score is calculated as 1+.
Here, for example, no. No. 1 cell, even when the bright spot score of one bright spot region is measured as 10+ due to noise, no. According to the distribution of 1 in the whole cell, 2+ is dominant, so the cell score is calculated as 2+, and the diagnosis result is not affected by noise.

No.3の細胞においては、輝点スコアが2+と3+の輝点領域が混在しているが、例えば、3+の輝点領域は2+の輝点領域に比べて数が多く、また、広範囲に分布している等の観点から、細胞スコアは3+と算出される。
No.5の細胞においては、輝点スコアが1+と2+の輝点領域が混在しているが、例えば、1+の輝点領域は2+の輝点領域に比べて数が多く、また、広範囲に分布している等の観点から、細胞スコアは1+と算出される。
No.4の細胞においては、輝点スコアが1+、2+、3+の輝点領域が混在しているが、例えば、輝点スコアの平均値から、細胞スコアは2+と算出される。
No. In the cell of 3, the luminescent spot area having the 2+ and 3+ luminescent spot scores is mixed, but for example, the 3+ luminescent spot area has a larger number than the 2+ luminescent spot area and is distributed over a wide range. The cell score is calculated as 3+.
No. In the cell No. 5, the bright spot scores of 1+ and 2+ are mixed, but for example, the 1+ bright spot area has a larger number than the 2+ bright spot area and is distributed over a wide range. The cell score is calculated as 1+.
No. In the cell No. 4, the bright spot regions having the bright spot scores of 1+, 2+, and 3+ are mixed. For example, the cell score is calculated as 2+ from the average value of the bright spot scores.

また、図16において、画像全体を解析領域として、細胞スコアから画像スコアを算出する場合、例えば、細胞スコアの平均値及び各細胞スコア値の分布等から、画像スコアは2+と算出される。   In FIG. 16, when the image score is calculated from the cell score using the entire image as the analysis region, for example, the image score is calculated as 2+ from the average value of the cell scores and the distribution of the cell score values.

また、図16において、画像全体を解析領域として、輝点スコアから画像スコアを算出する場合、例えば、輝点スコアの平均値及び各輝点スコア値の分布等から、画像スコアは2+と算出される。   In FIG. 16, when the image score is calculated from the bright spot score using the entire image as the analysis region, for example, the image score is calculated as 2+ from the average value of the bright spot scores and the distribution of the bright spot score values. The

上述した本発明の実施形態によれば、輝点領域情報及び解析領域情報に基づいて、生体物質の発現量をスコア化した画像スコアを診断情報として用いて評価するため、ノイズの影響を受けにくく、安定した高精度な定量を行うことができる。また、輝点領域情報に基づいて算出された輝点スコア又は細胞スコア、及び解析領域情報に基づいて画像スコアを算出することとすれば、さらにノイズの影響を受けにくく、安定した高精度な定量を行うことができる。
なお、上記実施形態における記述内容は、本発明の好適な一例であり、これに限定されるものではない。
According to the embodiment of the present invention described above, the image score obtained by scoring the expression level of the biological material is evaluated as diagnostic information based on the bright spot region information and the analysis region information, and thus is not easily affected by noise. Stable and accurate quantification can be performed. In addition, if the image score is calculated based on the bright spot score or cell score calculated based on the bright spot area information and the analysis area information, it is less susceptible to noise, and stable and accurate quantification. It can be performed.
In addition, the description content in the said embodiment is a suitable example of this invention, and is not limited to this.

上記実施形態では、明視野画像に対して図5のステップS2及びステップS10の処理を行って解析領域及び細胞領域を抽出したが、例えば細胞質又は細胞核を蛍光物質で染色し、ステップS3で入力される蛍光画像と同じ画像、又はステップS3で入力される蛍光画像とは別の蛍光画像に対して、図5のステップS2及びステップS10の処理を行って解析領域及び細胞領域を抽出しても良い。   In the above-described embodiment, the analysis region and the cell region are extracted by performing the processing of Step S2 and Step S10 of FIG. 5 on the bright field image. For example, the cytoplasm or the cell nucleus is stained with a fluorescent substance and input in Step S3. The analysis region and the cell region may be extracted by performing the processing in steps S2 and S10 in FIG. 5 on the same fluorescent image as the fluorescent image or a fluorescent image different from the fluorescent image input in step S3. .

また、上記実施形態では、1種の特定タンパクのみを対象としたが、複数の特定タンパクに対し、発光波長が互いに異なる2種以上の蛍光粒子を用いてもよい。かかる場合、ステップS4においてフィルターワーク等を用いてそれぞれの色成分を抽出し、その抽出した色成分(波長成分)ごとにステップS5〜S6の処理を実行すればよい。診断対象となる病変(がん)種に応じて、蛍光画像を取得する際の生体物質認識部位を異なるものとすれば、病変種に応じた特定タンパクの発現量を定量的に示す特徴量を医師に提供することが可能となる。
なお、複数の蛍光物質を用いて染色を行う場合には、蛍光物質の励起光及び蛍光波長が互いに干渉しないような組み合わせを選択する。
Moreover, in the said embodiment, although only 1 type of specific protein was made into object, you may use 2 or more types of fluorescent particles from which a light emission wavelength mutually differs with respect to several specific protein. In such a case, each color component may be extracted using a filter work or the like in step S4, and the processing in steps S5 to S6 may be executed for each extracted color component (wavelength component). Depending on the type of lesion (cancer) to be diagnosed, if the biological material recognition site when acquiring a fluorescence image is different, the feature quantity that quantitatively indicates the expression level of the specific protein corresponding to the lesion type It can be provided to a doctor.
In addition, when dyeing | staining using a some fluorescent substance, the combination from which the excitation light and fluorescence wavelength of a fluorescent substance do not interfere mutually is selected.

また、上記の説明では、本発明に係るプログラムのコンピュータ読み取り可能な媒体としてHDDや半導体の不揮発性メモリー等を使用した例を開示したが、この例に限定されない。その他のコンピュータ読み取り可能な媒体として、CD−ROM等の可搬型記録媒体を適用することが可能である。また、本発明に係るプログラムのデータを、通信回線を介して提供する媒体として、キャリアウエーブ(搬送波)も適用される。
その他、診断支援情報生成システム100を構成する各装置の細部構成及び細部動作に関しても、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。
In the above description, an example in which an HDD or a semiconductor nonvolatile memory is used as a computer-readable medium for the program according to the present invention is disclosed, but the present invention is not limited to this example. As another computer-readable medium, a portable recording medium such as a CD-ROM can be applied. Further, a carrier wave (carrier wave) is also applied as a medium for providing program data according to the present invention via a communication line.
In addition, the detailed configuration and detailed operation of each device constituting the diagnosis support information generating system 100 can be changed as appropriate without departing from the spirit of the invention.

本発明は、標本に発現する特定の生体物質の数及び分布をスコア化して評価することを特徴とし、より高精度な診断情報の取得に特に好適に利用することができる。   The present invention is characterized by scoring and evaluating the number and distribution of specific biological substances expressed in a specimen, and can be particularly suitably used for acquiring more accurate diagnostic information.

1A 顕微鏡画像取得装置
2A 画像処理装置
3A ケーブル
21 制御部
22 操作部
23 表示部
24 通信I/F
25 記憶部
26 バス
100 診断支援情報生成システム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1A Microscope image acquisition apparatus 2A Image processing apparatus 3A Cable 21 Control part 22 Operation part 23 Display part 24 Communication I / F
25 storage unit 26 bus 100 diagnostic support information generation system

Claims (8)

蛍光物質を用いた染色試薬により特定の生体物質が染色された標本を用いて診断支援情報を生成する診断支援情報生成方法において、
前記標本における前記生体物質の発現を蛍光輝点で表す第一の画像を入力する第一入力工程と、
前記標本の所定の領域を解析領域として抽出し、前記解析領域の数、面積、及び周長のうち少なくとも一つを含む解析領域情報を算出する解析領域情報算出工程と、
前記第一の画像から前記蛍光輝点を示す輝点領域を抽出し、当該輝点領域の分布の情報を含む輝点領域情報を抽出する輝点領域情報抽出工程と、
前記解析領域情報及び前記輝点領域情報に基づいて、前記診断支援情報である画像スコアを算出する画像スコア算出工程と、
を有することを特徴とする診断支援情報生成方法。
In a diagnostic support information generation method for generating diagnostic support information using a specimen in which a specific biological material is stained with a staining reagent using a fluorescent substance,
A first input step of inputting a first image representing the expression of the biological material in the specimen as a fluorescent luminescent spot;
An analysis region information calculation step of extracting a predetermined region of the sample as an analysis region and calculating analysis region information including at least one of the number, area, and circumference of the analysis regions;
A bright spot region information extracting step of extracting a bright spot region indicating the fluorescent bright spot from the first image and extracting bright spot region information including information on the distribution of the bright spot region;
Based on the analysis area information and the bright spot area information, an image score calculation step of calculating an image score that is the diagnosis support information;
A diagnostic support information generating method characterized by comprising:
請求項1に記載の診断支援情報生成方法において、
前記染色試薬は、前記蛍光物質を複数集積した蛍光粒子であり、
前記輝点領域情報は、前記輝点領域のそれぞれに含まれる前記蛍光粒子の数の情報を含むことを特徴とする診断支援情報生成方法。
The diagnostic support information generation method according to claim 1,
The staining reagent is a fluorescent particle in which a plurality of the fluorescent substances are integrated,
The bright spot area information includes information on the number of the fluorescent particles included in each of the bright spot areas.
請求項1又は2に記載の診断支援情報生成方法において、
前記標本における細胞の所定の領域を抽出可能な第二の画像を入力する第二入力工程と、
前記第二の画像から、細胞の所定の領域を細胞領域として抽出し、前記細胞領域の数、面積、及び周長のうち少なくとも一つを含む細胞情報を算出する細胞情報算出工程と、
を有し、
前記画像スコア算出工程は、
前記輝点領域情報及び前記細胞情報に基づいて、前記細胞領域当たりの前記生体物質の発現を解析した細胞スコアを算出し、
前記解析領域情報及び前記細胞スコアに基づいて、前記画像スコアを算出することを特徴とする診断支援情報生成方法。
The diagnostic support information generation method according to claim 1 or 2,
A second input step of inputting a second image capable of extracting a predetermined region of cells in the specimen;
A cell information calculation step of extracting a predetermined region of cells as a cell region from the second image and calculating cell information including at least one of the number, area, and circumference of the cell region;
Have
The image score calculation step includes:
Based on the bright spot region information and the cell information, to calculate a cell score that has analyzed the expression of the biological material per cell region,
The diagnostic support information generation method, wherein the image score is calculated based on the analysis region information and the cell score.
請求項1又は2に記載の診断支援情報生成方法において、
前記画像スコア算出工程は、
前記輝点領域情報に基づいて、前記輝点領域当たりの前記生体物質の発現を解析した輝点スコアを算出し、
前記解析領域情報及び前記輝点スコアに基づいて、前記画像スコアを算出することを特徴とする診断支援情報生成方法。
The diagnostic support information generation method according to claim 1 or 2,
The image score calculation step includes:
Based on the bright spot area information, calculate a bright spot score by analyzing the expression of the biological material per bright spot area,
A diagnostic support information generation method, wherein the image score is calculated based on the analysis area information and the bright spot score.
請求項1又は2に記載の診断支援情報生成方法において、
前記標本における細胞の所定の領域を抽出可能な第二の画像を入力する第二入力工程と、
前記第二の画像から、細胞の所定の領域を細胞領域として抽出し、前記細胞領域の数、面積、及び周長のうち少なくとも一つを含む細胞情報を算出する細胞情報算出工程と、
を有し、
前記画像スコア算出工程は、
前記輝点領域情報に基づいて、前記輝点領域当たりの前記生体物質の発現を解析した輝点スコアを算出するとともに、
前記細胞情報及び前記輝点スコアに基づいて、前記細胞領域当たりの前記輝点スコアの分布を解析した細胞スコアを算出し、
前記解析領域情報及び前記細胞スコアに基づいて、前記画像スコアを算出することを特徴とする診断支援情報生成方法。
The diagnostic support information generation method according to claim 1 or 2,
A second input step of inputting a second image capable of extracting a predetermined region of cells in the specimen;
A cell information calculation step of extracting a predetermined region of cells as a cell region from the second image and calculating cell information including at least one of the number, area, and circumference of the cell region;
Have
The image score calculation step includes:
Based on the bright spot area information, calculating a bright spot score by analyzing the expression of the biological material per bright spot area,
Based on the cell information and the bright spot score, calculate a cell score by analyzing the distribution of the bright spot score per cell area,
The diagnostic support information generation method, wherein the image score is calculated based on the analysis region information and the cell score.
蛍光物質を用いた染色試薬により特定の生体物質が染色された標本を用いて診断支援情報を生成する画像処理装置において、
前記標本における前記生体物質の発現を蛍光輝点で表す第一の画像を入力する第一入力手段と、
前記標本の所定の領域を解析領域として抽出し、前記解析領域の数、面積、及び周長のうち少なくとも一つを含む解析領域情報を算出する解析領域情報算出手段と、
前記第一の画像から前記蛍光輝点を示す輝点領域を抽出し、当該輝点領域の分布の情報を含む輝点領域情報を抽出する輝点領域情報抽出手段と、
前記解析領域情報及び前記輝点領域情報に基づいて、前記診断支援情報である画像スコアを算出する画像スコア算出手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
In an image processing apparatus that generates diagnosis support information using a specimen in which a specific biological substance is stained with a staining reagent using a fluorescent substance,
A first input means for inputting a first image representing the expression of the biological material in the specimen as a fluorescent luminescent spot;
An analysis region information calculating means for extracting a predetermined region of the sample as an analysis region and calculating analysis region information including at least one of the number, area, and circumference of the analysis region;
A bright spot area information extracting means for extracting a bright spot area indicating the fluorescent bright spot from the first image and extracting bright spot area information including information on the distribution of the bright spot area;
Based on the analysis area information and the bright spot area information, an image score calculation means for calculating an image score that is the diagnosis support information;
An image processing apparatus comprising:
請求項6に記載の画像処理装置と、
前記画像処理装置で使用される、前記第一の画像を取得する画像取得装置と、
を備えることを特徴とする診断支援情報生成システム。
An image processing apparatus according to claim 6;
An image acquisition device for acquiring the first image used in the image processing device;
A diagnostic support information generation system comprising:
蛍光物質を用いた染色試薬により特定の生体物質が染色された標本を用いて診断支援情報を生成するコンピュータを、
前記標本における前記生体物質の発現を蛍光輝点で表す第一の画像を入力する第一入力手段、
前記標本の所定の領域を解析領域として抽出し、前記解析領域の数、面積、及び周長のうち少なくとも一つを含む解析領域情報を算出する解析領域情報算出手段、
前記第一の画像から前記蛍光輝点を示す輝点領域を抽出し、当該輝点領域の分布の情報を含む輝点領域情報を抽出する輝点領域情報抽出手段、
前記解析領域情報及び前記輝点領域情報に基づいて、前記診断支援情報である画像スコアを算出する画像スコア算出手段、
として機能させるための画像処理プログラム。
A computer that generates diagnosis support information using a specimen in which a specific biological material is stained with a staining reagent using a fluorescent material,
A first input means for inputting a first image representing the expression of the biological material in the specimen as a fluorescent bright spot;
An analysis region information calculating means for extracting a predetermined region of the sample as an analysis region and calculating analysis region information including at least one of the number, area, and circumference of the analysis regions;
A bright spot area information extracting unit that extracts a bright spot area indicating the fluorescent bright spot from the first image and extracts bright spot area information including information on a distribution of the bright spot area;
An image score calculating means for calculating an image score which is the diagnosis support information based on the analysis area information and the bright spot area information;
Image processing program to function as
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