JPWO2019135267A1 - Cell image processing device, cell image processing method and cell image processing program - Google Patents

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Abstract

細胞画像処理装置(1)は、時間間隔をあけて細胞を撮影することにより取得された複数枚の画像が入力され、入力された画像の内のいずれか2枚の評価画像を処理して評価画像の所定の計数領域内の単位時間当たりの細胞の量の変化を表す増殖パラメータを算出する増殖パラメータ算出部(4)と、各評価画像の計数領域の単位時間当たりの細胞の流入量または流出量を表す遊走パラメータを算出する遊走パラメータ算出部(6)と、過去の増殖パラメータおよび過去の遊走パラメータに基づいて、計数領域の大きさを算出する領域サイズ算出部(8)と、領域サイズ算出部(8)により算出された大きさの計数領域について算出された増殖パラメータおよび遊走パラメータに基づいて、細胞増殖率を算出する増殖率算出部(7)とを備える。The cell image processing apparatus (1) inputs a plurality of images acquired by photographing cells at time intervals, and processes and evaluates any two of the input images. A proliferation parameter calculation unit (4) that calculates a proliferation parameter representing a change in the amount of cells per unit time in a predetermined counting area of an image, and an inflow or outflow of cells per unit time in the counting area of each evaluation image. A migration parameter calculation unit (6) that calculates a migration parameter representing an amount, an area size calculation unit (8) that calculates the size of a counting area based on past growth parameters and past migration parameters, and an area size calculation. A proliferation rate calculation unit (7) for calculating a cell proliferation rate based on a growth parameter and a migration parameter calculated for a counting region having a size calculated by the unit (8) is provided.

Description

本発明は、培養画像処理装置、細胞画像処理方法および細胞画像処理プログラムに関するものである。 The present invention relates to a culture image processing apparatus, a cell image processing method, and a cell image processing program.

細胞の増殖の経時変化を定量的に観察するために、細胞の画像を解析して細胞の状況変化を表すパラメータを取得する技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。具体的には、画像内の細胞の占める面積の割合であるコンフルエント率に基づいて継代のタイミングを判定している。 In order to quantitatively observe changes in cell proliferation over time, there is known a technique for analyzing an image of cells to obtain parameters representing changes in the state of cells (see, for example, Patent Document 1). Specifically, the timing of passage is determined based on the confluence rate, which is the ratio of the area occupied by cells in the image.

また、コロニーの形成など細胞の凝集と細胞分裂との関係を観察するために、細胞の凝集を表すパラメータとして注目画素と周辺画素の位置関係の統計量を取得する技術が知られている(例えば、特許文献2参照。)。 Further, in order to observe the relationship between cell aggregation and cell division such as colony formation, a technique is known for obtaining a statistic of the positional relationship between a pixel of interest and a peripheral pixel as a parameter representing cell aggregation (for example). , Patent Document 2).

WO2016/098271号公報WO2016 / 098271 特開2009−229274号公報JP-A-2009-229274

細胞の培養を精度よく管理するには、細胞が増殖しているか否かを精度よく検出する必要がある。しかしながら、特許文献1のようなコンフルエント率や特許文献2のような注目細胞周辺での細胞の凝集などのパラメータを取得しただけでは細胞の増殖を精度よく検出することはできないという不都合がある。 In order to control the culture of cells accurately, it is necessary to accurately detect whether or not the cells are proliferating. However, there is an inconvenience that cell proliferation cannot be detected accurately only by acquiring parameters such as the confluence rate as in Patent Document 1 and cell aggregation around the cells of interest as in Patent Document 2.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、細胞の増殖を精度よく検出して、細胞の培養を精度よく管理することができる細胞画像処理装置、細胞画像処理方法および細胞画像処理プログラムを提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a cell image processing apparatus, a cell image processing method, and a cell image capable of accurately detecting cell proliferation and accurately managing cell culture. The purpose is to provide a processing program.

本発明の一態様は、時間間隔をあけて細胞を撮影することにより取得された複数枚の画像が入力され、入力された前記画像の内のいずれか2枚の評価画像を処理して該評価画像の所定の計数領域内の単位時間当たりの前記細胞の量の変化を表す増殖パラメータを算出する増殖パラメータ算出部と、各前記評価画像の前記計数領域の単位時間当たりの前記細胞の流入量または流出量を表す遊走パラメータを算出する遊走パラメータ算出部と、過去の前記増殖パラメータおよび過去の前記遊走パラメータに基づいて、前記計数領域の大きさを算出する領域サイズ算出部と、該領域サイズ算出部により算出された大きさの前記計数領域について算出された前記増殖パラメータおよび前記遊走パラメータに基づいて、細胞増殖率を算出する増殖率算出部とを備える細胞画像処理装置である。 In one aspect of the present invention, a plurality of images acquired by photographing cells at time intervals are input, and any two of the input images are processed for evaluation. A growth parameter calculation unit that calculates a growth parameter representing a change in the amount of the cells per unit time in a predetermined counting area of an image, and an inflow amount of the cells per unit time of the counting area of each evaluation image or A migration parameter calculation unit that calculates a migration parameter representing the outflow amount, a region size calculation unit that calculates the size of the counting area based on the past proliferation parameter and the past migration parameter, and the region size calculation unit. It is a cell image processing apparatus including a proliferation rate calculation unit which calculates a cell proliferation rate based on the proliferation parameter and the migration parameter calculated for the counting area of the size calculated by.

本態様によれば、時間間隔をあけて撮影することにより取得された複数枚の画像が入力されると、入力された画像の内のいずれか2枚の評価画像が増殖パラメータ算出部により処理されて計数領域内の増殖パラメータが算出される。また、評価画像が遊走パラメータ算出部により処理されて計数領域の遊走パラメータが算出される。 According to this aspect, when a plurality of images acquired by taking pictures at time intervals are input, any two of the input images are processed by the proliferation parameter calculation unit. The growth parameters in the counting area are calculated. In addition, the evaluation image is processed by the migration parameter calculation unit to calculate the migration parameter in the counting area.

そして、領域サイズ算出部により、過去の増殖パラメータおよび過去の遊走パラメータに基づいて計数領域の大きさが算出され、算出された大きさの計数領域について算出された増殖パラメータおよび遊走パラメータに基づいて増殖率算出部により処理されて細胞増殖率が算出される。
細胞増殖率が、時間間隔をあけた2枚の画像における細胞量の変化を示す増殖パラメータのみならず、細胞流入量および細胞流出量を表す遊走パラメータをも考慮して求められるので、細胞分裂による細胞の増殖の度合をより精度よく検出して、細胞培養を精度よく管理することができる。
Then, the region size calculation unit calculates the size of the counting region based on the past proliferation parameters and the past migration parameters, and proliferates based on the proliferation parameters and the migration parameters calculated for the counting region of the calculated size. The cell proliferation rate is calculated by processing by the rate calculation unit.
The cell proliferation rate is determined by taking into account not only the proliferation parameter indicating the change in cell mass in the two images separated by time but also the migration parameter indicating cell influx and cell outflow. The degree of cell proliferation can be detected more accurately, and cell culture can be managed accurately.

この場合において、増殖パラメータは計数領域の面積に比例し、遊走パラメータは計数領域の周囲長に比例するので、計数領域が小さくなればなるほど、細胞増殖率の算出における遊走パラメータの影響が大きくなり誤差が大きくなる。したがって、適正な大きさに設定された計数領域について算出された増殖パラメータおよび遊走パラメータに基づいて細胞増殖率を算出することにより、細胞増殖率を精度よく算出することができる。 In this case, the proliferation parameter is proportional to the area of the counting region, and the migration parameter is proportional to the peripheral length of the counting region. Therefore, the smaller the counting region, the greater the influence of the migration parameter on the calculation of the cell proliferation rate, resulting in an error. Becomes larger. Therefore, the cell proliferation rate can be calculated accurately by calculating the cell proliferation rate based on the proliferation parameter and the migration parameter calculated for the counting region set to an appropriate size.

ここで、評価画像と増殖測定画像とは、同じ画像を用いてもよいし異なる画像を用いてもよい。すなわち、2枚の評価画像の時間間隔と2枚の増殖測定画像の時間間隔は、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。例えば、評価画像については隣接する全ての2枚の画像を用いてもよいし、周期的にあるいは非周期的に選択した2枚の画像を用いてもよい。 Here, the evaluation image and the growth measurement image may use the same image or different images. That is, the time interval between the two evaluation images and the time interval between the two growth measurement images may be the same or different. For example, as the evaluation image, all two adjacent images may be used, or two images selected periodically or aperiodically may be used.

上記態様においては、前記増殖パラメータ算出部が、単位時間当たりに前記計数領域内において増加した細胞数を前記増殖パラメータとして算出してもよい。
このようにすることで、時間間隔をあけて取得された2枚の評価画像を処理してそれぞれの計数領域内に存在する細胞数を計数してその差分を時間間隔で除算することにより簡易に増殖パラメータを算出することができる。
In the above aspect, the growth parameter calculation unit may calculate the number of cells increased in the counting region per unit time as the growth parameter.
By doing so, it is easy to process the two evaluation images acquired at time intervals, count the number of cells existing in each counting area, and divide the difference by the time interval. Proliferation parameters can be calculated.

また、上記態様においては、前記遊走パラメータ算出部が、単位時間当たりに前記計数領域の外縁から流入した細胞数と流出した細胞数との差を前記遊走パラメータとして算出してもよい。
このようにすることで、時間間隔をあけて取得された2枚の評価画像を処理してそれぞれの計数領域の外縁を超えて流入した細胞数および流出した細胞数を計数してその差分を時間間隔で除算することにより簡易に遊走パラメータを算出することができる。
Further, in the above aspect, the migration parameter calculation unit may calculate the difference between the number of cells flowing in from the outer edge of the counting region and the number of cells flowing out from the outer edge of the counting region per unit time as the migration parameter.
By doing so, the two evaluation images acquired at time intervals are processed to count the number of cells that have flowed in and out of the outer edge of each counting area, and the difference is timed. The migration parameter can be easily calculated by dividing by the interval.

また、上記態様においては、前記領域サイズ算出部が、過去の前記増殖パラメータに対する過去の前記遊走パラメータの比率と所定の許容誤差とを比較して、前記計数領域の大きさの下限を算出してもよい。
このようにすることで、増殖率算出部により、許容誤差以下の精度の高い細胞増殖率を算出することができる。
Further, in the above aspect, the region size calculation unit calculates the lower limit of the size of the counting region by comparing the ratio of the past migration parameters to the past proliferation parameters with a predetermined margin of error. May be good.
By doing so, the cell growth rate calculation unit can calculate the cell growth rate with high accuracy equal to or less than the margin of error.

また、上記態様においては、前記計数領域が長方形であってもよい。
このようにすることで、増殖パラメータ、遊走パラメータおよび細胞増殖率を簡易に算出することができる。
Further, in the above aspect, the counting area may be rectangular.
By doing so, the proliferation parameter, the migration parameter and the cell proliferation rate can be easily calculated.

また、本発明の他の態様は、時間間隔をあけて細胞を撮影することにより取得された複数枚の画像が入力されるプロセッサを備え、該プロセッサが、過去の所定の計数領域内の単位時間当たりの前記細胞の量の変化を表す増殖パラメータおよび過去の前記計数領域の単位時間当たりの前記細胞の流入量または流出量を表す遊走パラメータに基づいて、前記計数領域の大きさを算出し、算出された大きさの前記計数領域を用いて、入力された前記画像の内のいずれか2枚の前記画像を処理して該画像の前記計数領域内の前記増殖パラメータおよび前記遊走パラメータを算出する細胞画像処理装置である。 In addition, another aspect of the present invention includes a processor in which a plurality of images acquired by photographing cells at time intervals are input, and the processor is a unit time within a predetermined counting area in the past. The size of the counting region is calculated and calculated based on the proliferation parameter representing the change in the amount of the cells per hit and the migration parameter representing the inflow or outflow of the cells per unit time of the counting region in the past. A cell that processes any two of the input images using the counting region of the calculated size to calculate the proliferation parameter and the migration parameter in the counting region of the image. It is an image processing device.

また、本発明の他の態様は、時間間隔をあけて細胞を撮影することにより取得された複数枚の画像が入力され、入力された前記画像の内のいずれか2枚の前記画像を処理して該画像の所定の計数領域内の単位時間当たりの前記細胞の量の変化を表す増殖パラメータを算出する増殖パラメータ算出ステップと、各前記画像の前記計数領域の単位時間当たりの前記細胞の流入量または流出量を表す遊走パラメータを算出する遊走パラメータ算出ステップと、過去の前記増殖パラメータおよび過去の前記遊走パラメータに基づいて、前記計数領域の大きさを算出する領域サイズ算出ステップと、該領域サイズ算出ステップにより算出された大きさの前記計数領域について算出された前記増殖パラメータおよび前記遊走パラメータに基づいて、細胞増殖率を算出する増殖率算出ステップとを含む細胞画像処理方法である。 Further, in another aspect of the present invention, a plurality of images acquired by photographing cells at time intervals are input, and any two of the input images are processed. A proliferation parameter calculation step for calculating a proliferation parameter representing a change in the amount of the cells per unit time in a predetermined counting region of the image, and an inflow of the cells per unit time of the counting region of each image. Alternatively, a migration parameter calculation step for calculating the migration parameter representing the outflow amount, a region size calculation step for calculating the size of the counting area based on the past proliferation parameter and the past migration parameter, and the region size calculation. It is a cell image processing method including a growth rate calculation step of calculating a cell growth rate based on the growth parameter calculated for the counting area of the size calculated by the step and the migration parameter.

また、本発明の他の態様は、時間間隔をあけて細胞を撮影することにより取得された複数枚の画像が入力され、入力された前記画像の内のいずれか2枚の前記画像を処理して該画像の所定の計数領域内の単位時間当たりの前記細胞の量の変化を表す増殖パラメータを算出する増殖パラメータ算出ステップと、各前記画像の前記計数領域の単位時間当たりの前記細胞の流入量または流出量を表す遊走パラメータを算出する遊走パラメータ算出ステップと、過去の前記増殖パラメータおよび過去の前記遊走パラメータに基づいて、前記計数領域の大きさを算出する領域サイズ算出ステップと、該領域サイズ算出ステップにより算出された大きさの前記計数領域について算出された前記増殖パラメータおよび前記遊走パラメータに基づいて、細胞増殖率を算出する増殖率算出ステップとをコンピュータに実行させる細胞画像処理プログラムである。 Further, in another aspect of the present invention, a plurality of images acquired by photographing cells at time intervals are input, and any two of the input images are processed. A proliferation parameter calculation step for calculating a proliferation parameter representing a change in the amount of the cells per unit time in a predetermined counting region of the image, and an inflow of the cells per unit time of the counting region of each image. Alternatively, a migration parameter calculation step for calculating the migration parameter representing the outflow amount, a region size calculation step for calculating the size of the counting area based on the past proliferation parameter and the past migration parameter, and the region size calculation. It is a cell image processing program that causes a computer to execute a growth rate calculation step of calculating a cell growth rate based on the growth parameter calculated for the counting area of the size calculated by the step and the migration parameter.

本発明によれば、細胞の増殖を精度よく検出して、細胞の培養を精度よく管理することができるという効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that cell proliferation can be detected accurately and cell culture can be controlled accurately.

本発明の一実施形態に係る細胞画像処理装置を示す全体構成図である。It is an overall block diagram which shows the cell image processing apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 図1の細胞画像処理装置における細胞数変化率算出部の作用を説明する図である。It is a figure explaining the operation of the cell number change rate calculation part in the cell image processing apparatus of FIG. 図1の細胞画像処理装置における細胞流入率算出部および細胞流出率算出部の作用を説明する図である。It is a figure explaining the operation of the cell inflow rate calculation part and the cell outflow rate calculation part in the cell image processing apparatus of FIG. 図1の細胞画像処理装置における増殖率算出部の作用を説明する図である。It is a figure explaining the operation of the growth rate calculation part in the cell image processing apparatus of FIG. 図3の細胞流入あるいは細胞流出を判定する閾値の例を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a threshold value for determining cell inflow or cell outflow in FIG. 図1の細胞画像処理装置を用いた細胞が像処理方法を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the image processing method of the cell using the cell image processing apparatus of FIG. 図1の細胞画像処理装置の変形例による処理を説明する図である。It is a figure explaining the processing by the modification of the cell image processing apparatus of FIG. 図7の細胞画像処理装置を示す全体構成図である。It is an overall block diagram which shows the cell image processing apparatus of FIG. 図7の細胞画像処理装置を用いた細胞が像処理方法を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the image processing method of the cell using the cell image processing apparatus of FIG.

本発明の一実施形態に係る細胞画像処理装置1、細胞画像処理方法および細胞画像処理プログラムについて、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る細胞画像処理装置1は、図1に示されるように、顕微鏡等の撮像部50により時間間隔をあけた撮影により取得された複数枚の画像P,Pn+1が入力され、細胞Xの増殖率等の情報をモニタ等の表示部60に向けて出力する装置である。
The cell image processing apparatus 1, the cell image processing method, and the cell image processing program according to the embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, in the cell image processing apparatus 1 according to the present embodiment, a plurality of images P n , P n + 1 acquired by photographing at intervals by an imaging unit 50 such as a microscope are input. This is a device that outputs information such as the proliferation rate of cell X to a display unit 60 such as a monitor.

細胞画像処理装置1は、撮像部50から入力されてきた画像P,Pn+1をその画像P,Pn+1を撮影した時刻情報と対応づけて逐次記憶するメモリ2と、メモリ2に記憶された画像を処理する処理部3とを備えている。
処理部3は、メモリ2に記憶されている画像P,Pn+1を処理して、画像(評価画像)P,Pn+1内の所定の計数領域R内における細胞数の単位時間当たりの変化率である細胞数変化率(増殖パラメータ)を算出する細胞数変化率算出部(増殖パラメータ算出部)4と、画像(評価画像)P,Pn+1内の計数領域R内への単位時間当たりの細胞Xの流入数である細胞流入率(遊走パラメータ)を算出する細胞流入率算出部(遊走パラメータ算出部)5と、画像(評価画像)P,Pn+1内の計数領域R内からの単位時間当たりの細胞Xの流出数である細胞流出率(遊走パラメータ)を算出する細胞流出率算出部(遊走パラメータ算出部)6と、算出された細胞数変化率、細胞流入率および細胞流出率から増殖測定画像内の計数領域Rにおける細胞増殖率を算出する増殖率算出部7とを備えている。
また、本実施形態に係る細胞画像処理装置1は、計数領域Rの大きさを設定する領域サイズ算出部8を備えている。
The cell image processing device 1 stores the images P n and P n + 1 input from the imaging unit 50 in the memory 2 and the memory 2 in which the images P n and P n + 1 are sequentially stored in association with the time information at which the images P n and P n + 1 were captured. It is provided with a processing unit 3 for processing the image.
The processing unit 3 processes the images P n and P n + 1 stored in the memory 2, and changes the number of cells per unit time in a predetermined counting area R in the images (evaluation image) P n and P n + 1 . Per unit time into the counting area R in the cell number change rate calculation unit (proliferation parameter calculation unit) 4 for calculating the cell number change rate (proliferation parameter), which is the rate, and the images (evaluation image) P n , P n + 1 . From the cell inflow rate calculation unit (migration parameter calculation unit) 5 that calculates the cell inflow rate (migration parameter), which is the number of inflows of cells X, and the counting region R in the images (evaluation image) P n , P n + 1 . Cell outflow rate calculation unit (migration parameter calculation unit) 6 for calculating cell outflow rate (migration parameter), which is the number of cell X outflow per unit time, and calculated cell number change rate, cell inflow rate, and cell outflow rate. It is provided with a proliferation rate calculation unit 7 for calculating the cell proliferation rate in the counting region R in the proliferation measurement image.
Further, the cell image processing device 1 according to the present embodiment includes a region size calculation unit 8 for setting the size of the counting region R.

細胞数変化率算出部4は、図2に示されるように、第1時間Δt1だけ時間間隔をあけて取得された2枚の画像P,Pn+1内の計数領域Rにおける細胞数N,Nn+1をそれぞれ計数し、各画像P,Pn+1において計数された細胞数N,Nn+1の差分を第1時間Δt1で除算することにより、単位時間当たりの細胞数N,Nn+1の変化率である細胞数変化率ΔN/Δtを算出するようになっている。As shown in FIG. 2, the cell number change rate calculation unit 4 has two images P n , acquired at intervals of the first time Δt 1 , and the number of cells N n , in the counting region R in P n + 1 . the n n + 1 counted respectively, each image P n, counted cell number n n in P n + 1, by dividing the difference between n n + 1 in the first hour .DELTA.t1, per unit time the number of cells n n, the n n + 1 The cell number change rate ΔN / Δt, which is the rate of change, is calculated.

細胞流入率算出部5は、図3に示されるように、第2時間Δt2だけ時間間隔をあけて取得された2枚の画像P,Pn+1に基づいて画像P,Pn+1内の計数領域Rに、隣接する領域から境界を横切って進入した細胞Xの流入数ΔNMOVEINn+1を計数し、計数された細胞Xの流入数ΔNMOVEINn+1を第2時間Δt2で除算することにより、単位時間当たりの細胞Xの流入数ΔNMOVEINである細胞流入率ΔNMOVEIN/Δt2を算出するようになっている。Cellular influx rate calculating unit 5, as shown in FIG. 3, images P n on the basis of the image P n of the two obtained at a just time interval second time .DELTA.t2, to P n + 1, the count in the P n + 1 The number of inflows of cells X that entered the region R across the boundary from the adjacent region ΔN MOVEINn + 1 was counted, and the counted number of inflows of cells X ΔN MOVEINn + 1 was divided by the second time Δt2 to per unit time. The cell inflow rate ΔN MOVEIN / Δt2, which is the number of inflows of cells X ΔN MOVEIN , is calculated.

細胞流出率算出部6も、図3に示されるように、第2時間Δt2だけ時間間隔をあけて取得された2枚の画像P,Pn+1に基づいて画像P,Pn+1内の計数領域Rから隣接する領域に境界を横切って退出した細胞Xの流出数ΔNMOVEOUTn+1を計数し、計数された細胞Xの流出数ΔNMOVEOUTn+1を第2時間Δt2で除算することにより、単位時間当たりの細胞Xの流出数ΔNMOVEOUTである細胞流出率ΔNMOVEOUT/Δt2を算出するようになっている。Cells outflow rate calculation part 6 also, as shown in FIG. 3, the second time Δt2 only the image P n of the two that was acquired at time intervals, P n + 1 images P n on the basis of the counting of the P n + 1 The number of outflows of cells X ΔN MOVEOUTn + 1 that exited from the region R across the boundary to the adjacent region was counted, and the counted number of outflows of cells X ΔN MOVEOUTn + 1 was divided by the second time Δt2 to obtain cells per unit time. The cell outflow rate ΔN MOVEOUT / Δt2, which is the outflow number ΔN MOVEOUT of X, is calculated.

細胞Xの計数領域Rへの流入および計数領域Rからの流出を算出するための第2時間Δt2は、下式の条件式(1)を満たすことが好ましい。
Δt2≦D/V (1)
ここで、Dは細胞Xの長さ、Vは細胞Xの遊走速度である。
The second time Δt2 for calculating the inflow of the cell X into the counting area R and the outflow from the counting area R preferably satisfies the conditional expression (1) below.
Δt2 ≦ D / V (1)
Here, D is the length of cell X, and V is the migration rate of cell X.

細胞Xの長さDおよび遊走速度Vとしては過去の計数時の基準値に設定してもよいし、計数領域R内の平均値に設定してもよい。また、図5に示されるように、進入または退出を判定する長さの閾値Eを用いて、計数領域Rと隣接領域との境界から閾値Eだけ細胞Xが入ったら進入と判断し、境界から閾値Eだけ細胞Xが計数領域Rから隣接領域へ出たら退出と判断してもよい。 The length D and the migration speed V of the cells X may be set to reference values at the time of past counting, or may be set to average values in the counting area R. Further, as shown in FIG. 5, using the threshold value E having a length for determining entry or exit, if cells X enter from the boundary between the counting area R and the adjacent area by the threshold value E, it is determined that the cell X has entered, and from the boundary. When the cell X exits from the counting region R to the adjacent region by the threshold value E, it may be determined to exit.

領域サイズ算出部8は、細胞X毎に算出された過去の細胞増殖率ΔNBIRTH/Δt、過去の細胞流入率ΔNMOVEIN/Δtおよび過去の細胞流出率ΔNMOVEOUT/Δtを記憶するメモリ2に接続され、メモリ2に記憶されている過去の細胞増殖率ΔNBIRTH/Δt、細胞流入率ΔNMOVEIN/Δtおよび細胞流出率ΔNMOVEOUT/Δtに基づいて、誤差評価の指標が所定の許容誤差Ka以下となるように計数領域Rの大きさを決定するようになっている。The region size calculation unit 8 is connected to a memory 2 that stores the past cell proliferation rate ΔN BIRTH / Δt, the past cell influx rate ΔN MOVEIN / Δt, and the past cell outflow rate ΔN MOVEOUT / Δt calculated for each cell X. Based on the past cell proliferation rate ΔN BIRTH / Δt, cell influx rate ΔN MOVEIN / Δt, and cell outflow rate ΔN MOVEOUT / Δt stored in the memory 2, the index of error evaluation is set to a predetermined tolerance Ka or less. The size of the counting area R is determined so as to be.

具体的には、以下の条件式が成立する。
ΔNBIRTH/Δt=A×L (2)
(ΔNMOVEIN−ΔNMOVEOUT)/Δt=4×L×(B−C) (3)
K=((ΔNMOVEIN−ΔNMOVEOUT)/Δt)/(ΔNBIRTH/Δt)
=4(B−C)/A×L (4)
ここで、
Aは計数領域Rにおいて、単位面積当たり単位時間に発生する細胞数、
Bは計数領域Rの境界線において、単位長さ当たり単位時間に計数領域Rに進入する細胞数、
Cは計数領域Rの境界線において、単位長さ当たり単位時間に計数領域Rから退出する細胞数、
Lは正方形からなる計数領域Rの一辺の長さである。
Specifically, the following conditional expression is satisfied.
ΔN BIRTH / Δt = A × L 2 (2)
(ΔN MOVEIN − ΔN MOVEOUT ) / Δt = 4 × L × ( BC ) (3)
K = ((ΔN MOVEIN -ΔN MOVEOUT ) / Δt) / (ΔN BIRTH / Δt)
= 4 (BC) / A × L (4)
here,
A is the number of cells generated in a unit time per unit area in the counting area R.
B is the number of cells that enter the counting area R at the boundary line of the counting area R in a unit time per unit length.
C is the number of cells exiting the counting area R at the boundary line of the counting area R in a unit time per unit length.
L is the length of one side of the counting area R composed of squares.

領域サイズ算出部8は、計数の許容誤差をKaとして、条件式(4)を変形して得られる下記の条件式(5)を用いて、計数領域Rの一辺の長さL(大きさ)を算出するようになっている。
L=4(B−C)/A×Ka (5)
The area size calculation unit 8 uses the following conditional expression (5) obtained by modifying the conditional expression (4) with the counting tolerance as Ka, and uses the following conditional expression (5) to obtain the length L (size) of one side of the counting area R. Is to be calculated.
L = 4 (BC) / A × Ka (5)

メモリ2には過去に算出され、あるいは細胞X毎に定められた過去の細胞増殖率ΔNBIRTH/Δtを表す過去の細胞数A,B,C、および計数の許容誤差Kaが記憶されている。
領域サイズ算出部8は、過去の細胞数A,B,Cおよび許容誤差Kaをメモリ2から読み出し、読み出された細胞数A,B,Cおよび許容誤差Kaを用いて条件式(5)を用いて計数領域Rの一辺の長さを算出するようになっている。
The memory 2 stores the past cell numbers A, B, C, and the counting tolerance Ka, which represent the past cell proliferation rate ΔN BIRTH / Δt calculated in the past or determined for each cell X.
The region size calculation unit 8 reads the past cell numbers A, B, C and the margin of error Ka from the memory 2, and uses the read cell numbers A, B, C and the margin of error Ka to formulate the conditional expression (5). It is used to calculate the length of one side of the counting area R.

増殖率算出部7は、図4に示されるように、計数領域Rにおける単位時間当たりの細胞分裂数である細胞増殖率ΔNBIRTH/Δtを算出するようになっている。具体的には、下式(6)により細胞数変化率ΔN/Δtから細胞流入率ΔNMOVEIN/Δtを減算し、細胞流出率ΔNMOVEOUT/Δtを加算することにより、細胞増殖率ΔNBIRTH/Δtを算出するようになっている。
ΔNBIRTH/Δt=ΔN/Δt−ΔNMOVEIN/Δt+ΔNMOVEOUT/Δt (6)
As shown in FIG. 4, the growth rate calculation unit 7 calculates the cell growth rate ΔN BIRTH / Δt, which is the number of cell divisions per unit time in the counting region R. Specifically, by subtracting the cell inflow rate ΔN MOVEIN / Δt from the cell number change rate ΔN / Δt and adding the cell outflow rate ΔN MOVEOUT / Δt by the following equation (6), the cell proliferation rate ΔN BIRTH / Δt Is to be calculated.
ΔN BIRTH / Δt = ΔN / Δt−ΔN MOVEIN / Δt + ΔN MOVEOUT / Δt (6)

このように構成された本実施形態に係る細胞画像処理装置1を用いた細胞画像処理方法について以下に説明する。
ここでは、本実施形態に係る細胞画像処理方法を、
Δt1=Δt2=Δt
として説明する。
The cell image processing method using the cell image processing apparatus 1 according to the present embodiment configured as described above will be described below.
Here, the cell image processing method according to the present embodiment is described.
Δt1 = Δt2 = Δt
It is explained as.

まず、図6に示されるように、計数の開始時刻t1、終了時刻tおよび計数の時間間隔Δtが設定される(ステップS1)。
次に、メモリ2から細胞数A,B,Cおよび許容誤差Kaが読み出される(ステップS2)。そして、読み出された細胞数A,B,Cおよび許容誤差Kaを用いて計数領域Rの一辺の長さLが算出される(領域サイズ算出ステップS3)。
First, as shown in FIG. 6, the start time t1 of the count, the end time t m and the time interval Δt of the counting is set (step S1).
Next, the number of cells A, B, C and the margin of error Ka are read from the memory 2 (step S2). Then, the length L of one side of the counting region R is calculated using the read cell numbers A, B, C and the margin of error Ka (region size calculation step S3).

次に、カウンタn=1が設定され(ステップS4)、時刻tにおいて取得された画像Pが細胞数変化率算出部4において処理されて、一辺の長さLの正方形の計数領域R内の細胞数Nが計数される(増殖パラメータ算出ステップS5)。さらに、時刻tから時間間隔Δtだけ経過した時刻tn+1において取得された画像Pn+1が細胞数変化率算出部4において処理されて計数領域R内の細胞数Nn+1が計数される(増殖パラメータ算出ステップS6)。Next, the counter n = 1 is set (step S4), the image P n acquired at time t n is processed by the cell number change rate calculation unit 4, and within the square counting area R having a side length L. The number of cells N n of the cells is counted (proliferation parameter calculation step S5). Further, the image P n + 1 obtained cell number N n + 1 in the counting region R is processed in the cell number change rate calculating section 4 is counted at time t n + 1 from the time t n has passed by the time interval Delta] t (growth parameters Calculation step S6).

次いで、画像Pと画像Pn+1が用いられて両者の対比により、計数領域R外から計数領域R内に進入してきた細胞数ΔNMOVEINn+1と計数領域R内から計数領域R外に退出した細胞数ΔNMOVEOUTn+1とが算出される(遊走パラメータ算出ステップS7,S8)。
そして、増殖率算出部7において、下式(7)により単位時間当たりの細胞増殖率ΔNBIRTHn+1/Δtが算出される(増殖率算出ステップS9)。
ΔNBIRTHn+1/Δt
=(Nn+1−N)/Δt−ΔNMOVEINn+1/Δt+ΔNMOVEOUTn+1/Δt (7)
Next, the number of cells ΔN MOVEIN n + 1 that entered the counting area R from outside the counting area R and the number of cells that exited from the counting area R to the outside of the counting area R by comparing the image P n and the image P n + 1 with each other. ΔN MOVEOUTn + 1 is calculated (migration parameter calculation steps S7 and S8).
Then, in the growth rate calculation unit 7, the cell growth rate ΔN BIRTHn + 1 / Δt per unit time is calculated by the following formula (7) (growth rate calculation step S9).
ΔN BIRTHn + 1 / Δt
= (N n + 1 −N n ) / Δt−ΔN MOVEINn + 1 / Δt + ΔN MOVEOUTn + 1 / Δt (7)

ここで、細胞数変化率ΔN/Δt、細胞流入率ΔNMOVEINn+1/Δt、細胞流出率ΔNMOVEOUTn+1/Δtおよび細胞増殖率ΔNBIRTHn+1/Δtは、全て、同じ隣接画像に基づいて算出しているので、上式(7)の全ての項には分母にΔtが存在する。したがって、全ての項にΔtを乗算して、以下の条件式(8)に等価的に変換することができる。
ΔNBIRTHn+1=(Nn+1−N)−ΔNMOVEINn+1+ΔNMOVEOUTn+1 (8)
Here, the cell number change rate ΔN / Δt, the cell inflow rate ΔN MOVEINn + 1 / Δt, the cell outflow rate ΔN MOVEOUTn + 1 / Δt, and the cell proliferation rate ΔN BIRTHn + 1 / Δt are all calculated based on the same adjacent image. Δt exists in the denominator in all the terms of the above equation (7). Therefore, all the terms can be multiplied by Δt and converted equivalently to the following conditional expression (8).
ΔN BIRTHn + 1 = (N n + 1 −N n ) −ΔN MOVEINn + 1 + ΔN MOVEOUTn + 1 (8)

計数された細胞数Nn+1および算出された増殖細胞数ΔNBIRTHn+1は表示部60に出力されて、横軸を時間とした時間変化を表すグラフとして表示される(ステップS10)。これとともに、カウンタnがn=mか否かが判定され(ステップS11)、n<mである場合には、nがインクリメントされてステップS5からの工程が繰り返される(ステップS12)。The counted number of cells N n + 1 and the calculated number of proliferating cells ΔN BIRTHn + 1 are output to the display unit 60 and displayed as a graph showing the time change with time on the horizontal axis (step S10). At the same time, it is determined whether or not the counter n is n = m (step S11), and if n <m, n is incremented and the process from step S5 is repeated (step S12).

このように構成された本実施形態に係る細胞画像処理装置1および細胞が像処理方法によれば、細胞増殖率ΔNBIRTHn+1/Δtが、時間間隔Δtをあけた2枚の画像P,Pn+1における細胞数変化率ΔN/Δtのみならず、細胞流入率ΔNMOVEINn+1/Δtおよび細胞流出率ΔNMOVEOUTn+1/Δtをも考慮して求められるので、細胞分裂による細胞Xの増殖の度合をより精度よく検出して、細胞培養を精度よく管理することができるという利点がある。According to the image processing method for the cell image processing apparatus 1 and the cells according to the present embodiment configured as described above, the cell proliferation rate ΔN BIRTHn + 1 / Δt is two images P n , P n + 1 with a time interval Δt. Since it is obtained by considering not only the cell number change rate ΔN / Δt but also the cell influx rate ΔN MOVEINn + 1 / Δt and the cell outflow rate ΔN MOVEOUTn + 1 / Δt, the degree of cell X proliferation due to cell division can be detected more accurately. Therefore, there is an advantage that the cell culture can be managed accurately.

また、本実施形態においては、細胞流入率ΔNMOVEINn+1/Δt2および細胞流出率ΔNMOVEOUTn+1/Δt2を算出するための第2時間Δt2については、条件式(1)を満足することにより、計数領域Rに進入する細胞Xおよび退出する細胞Xを適正に検出することができる。すなわち、Δt2が短すぎると多数の画像P,Pn+1について逐一細胞流入率ΔNMOVEINn+1/Δt2および細胞流出率ΔNMOVEOUTn+1/Δt2を算出する必要があり、データ量が増加して計数の負担が大きくなる一方、Δt2が長すぎると細胞Xの遊走を捕捉できず、細胞流入率ΔNMOVEINn+1/Δt2および細胞流出率ΔNMOVEOUTn+1/Δt2が算出できなくなるが、条件式(1)を満たすことによりそのような不都合はない。Further, in the present embodiment, the second time Δt2 for calculating the cell inflow rate ΔN MOVEINn + 1 / Δt2 and the cell outflow rate ΔN MOVEOUTn + 1 / Δt2 is set in the counting region R by satisfying the conditional expression (1). The entering cell X and the exiting cell X can be properly detected. That is, if Δt2 is too short, it is necessary to calculate the cell inflow rate ΔN MOVEINn + 1 / Δt2 and the cell outflow rate ΔN MOVEOUTn + 1 / Δt2 for a large number of images P n and P n + 1 , which increases the amount of data and increases the burden of counting. On the other hand, if Δt2 is too long, the migration of cell X cannot be captured, and the cell influx rate ΔN MOVEINn + 1 / Δt2 and the cell outflow rate ΔN MOVEOUTn + 1 / Δt2 cannot be calculated. However, such a condition (1) is satisfied. There is no inconvenience.

なお、本実施形態に係る細胞画像処理装置1の説明では、Δt1=Δt2=Δt、第1領域=第2領域=計数領域Rとして説明したが、異なっていてもよい。この場合、細胞数変化率ΔN/Δt1を算出するための時間Δt1は最も短く設定し、細胞流入率ΔNMOVEINn+1/Δt2および細胞流出率ΔNMOVEOUTn+1/Δt2を算出するための時間Δt2は時間Δt1より大きく条件式(1)を満たす適正な時間に設定することが好ましい。In the description of the cell image processing apparatus 1 according to the present embodiment, Δt1 = Δt2 = Δt and the first region = the second region = the counting region R have been described, but they may be different. In this case, the time Δt1 for calculating the cell number change rate ΔN / Δt1 is set to be the shortest, and the time Δt2 for calculating the cell influx rate ΔN MOVEINn + 1 / Δt2 and the cell outflow rate ΔN MOVEOUTn + 1 / Δt2 is larger than the time Δt1. It is preferable to set an appropriate time that satisfies the conditional expression (1).

また、本実施形態においては、処理部3が細胞数変化率算出部4、細胞流入率算出部5、細胞流出率算出部6、増殖率算出部7および領域サイズ算出部8を備えることとした、処理部3は、電気回路によって構成してもよいし、1以上のプロセッサによって構成してもよい。
プロセッサにより構成する場合、本発明は、増殖パラメータ算出ステップS5,S6、遊走パラメータ算出ステップS7,S8および増殖率算出ステップS9および領域サイズ算出ステップS3をコンピュータにより実行可能な細胞画像処理プログラムにより構成してもよい。
Further, in the present embodiment, the processing unit 3 includes a cell number change rate calculation unit 4, a cell inflow rate calculation unit 5, a cell outflow rate calculation unit 6, a growth rate calculation unit 7, and a region size calculation unit 8. , The processing unit 3 may be configured by an electric circuit, or may be configured by one or more processors.
When configured by a processor, the present invention comprises a cell image processing program capable of executing the proliferation parameter calculation steps S5 and S6, the migration parameter calculation steps S7 and S8, the proliferation rate calculation step S9 and the region size calculation step S3 by a computer. You may.

また、本実施形態においては、図7から図9に示されるように、計数領域R内における単位時間当たりの細胞Xの死亡数である細胞死亡率ΔNDEATHn+1/Δtを算出する細胞死亡率算出部9をさらに備えていてもよい。
この場合には、増殖率算出部7は、下式(9)により細胞増殖率ΔNBIRTHn+1/Δtを算出すればよい(ステップS13)。
ΔNBIRTHn+1/Δt
=(Nn+1−N)/Δt−ΔNMOVEINn+1/Δt
+ΔNMOVEOUTn+1/Δt+ΔNDEATHn+1/Δt (9)
Further, in the present embodiment, as shown in FIGS. 7 to 9, a cell mortality rate calculation unit that calculates the cell mortality rate ΔN DEATHn + 1 / Δt, which is the number of deaths of cells X per unit time in the counting region R. 9 may be further provided.
In this case, the growth rate calculation unit 7 may calculate the cell growth rate ΔN BIRTHn + 1 / Δt by the following formula (9) (step S13).
ΔN BIRTHn + 1 / Δt
= (N n + 1 −N n ) / Δt−ΔN MOVEINn + 1 / Δt
+ ΔN MOVEOUTn + 1 / Δt + ΔN DEATHn + 1 / Δt (9)

このようにすることで、細胞Xが死亡する事象が発生する環境下においても、細胞分裂による細胞Xの増殖の度合をより精度よく検出して、細胞培養を精度よく管理することができるという利点がある。
ここで、細胞Xとして培養容器の底面に接着して増殖する細胞Xを観察している場合には、細胞Xの死亡数ΔNBIRTHn+1は、底面に接着できずに浮遊した細胞数Nn+1を計数することにより容易に検出することができる。
By doing so, even in an environment where an event in which cell X dies occurs, the degree of proliferation of cell X due to cell division can be detected more accurately, and cell culture can be managed accurately. There is.
Here, when observing cells X that adhere to the bottom surface of the culture vessel and proliferate as cells X, the number of deaths ΔN BIRTHn + 1 of the cells X counts the number of cells N n + 1 floating without being able to adhere to the bottom surface. By doing so, it can be easily detected.

また、本実施形態においては、表示部60に、計数された細胞数Nおよび算出された増殖細胞数ΔNBIRTHの時間変化をグラフ表示することとしたが、これに代えて、あるいは、これに加えて、細胞Xの死亡数ΔNDEATH、細胞流入数ΔNMOVEINおよび細胞Xの流出数ΔNMOVEOUTの少なくとも1つをグラフ表示することにしてもよい。Further, in the present embodiment, the time change of the counted number of cells N and the calculated number of proliferating cells ΔN BIRTH is graphically displayed on the display unit 60, but instead of or in addition to this. Therefore , at least one of the number of deaths of cell X ΔN DEATH , the number of cell inflows ΔN MOVEIN, and the number of cell X outflows ΔN MOVEOUT may be displayed in a graph.

また、本実施形態においては、増殖パラメータとして細胞増殖率ΔNBIRTHn+1/Δtを例示したが、これに代えて、計数領域Rの面積に対する細胞領域の面積の割合であるコンフルエンシーの変化率を採用してもよい。
また、遊走パラメータとして、細胞流入率ΔNMOVEINn+1/Δtと細胞流出率ΔNMOVEOUTn+1/Δtとの差分を例示したが、これに代えて、計数領域Rを撮影した2枚の画像P,Pn+1の射影変換の変換パラメータである画像変形量、あるいは、画像処理で検出したいくつかの注目細胞の移動量の平均値である注目細胞移動量を採用してもよい。
Further, in the present embodiment, the cell proliferation rate ΔN BIRTHn + 1 / Δt is exemplified as the proliferation parameter, but instead, the rate of change in confluency, which is the ratio of the area of the cell region to the area of the counting region R, is adopted. You may.
Further, as the migration parameter, the difference between the cell inflow rate ΔN MOVEINn + 1 / Δt and the cell outflow rate ΔN MOVEOUTn + 1 / Δt was illustrated, but instead of this, the two images P n and P n + 1 in which the counting region R was photographed The amount of image deformation, which is a conversion parameter of the projective transformation, or the amount of movement of attention cells, which is the average value of the amount of movement of some cells of interest detected by image processing, may be adopted.

また、本実施形態においては、過去の増殖パラメータおよび遊走パラメータと許容誤差Kaとに基づいて計数領域Rの大きさを算出することとしたが、計数領域Rの大きさが予め定められている場合に、誤差の大きさを見積もることにしてもよい。 Further, in the present embodiment, the size of the counting area R is calculated based on the past proliferation parameters, the migration parameters, and the tolerance Ka, but when the size of the counting area R is predetermined. In addition, the magnitude of the error may be estimated.

また、本実施形態においては、計数領域Rの大きさとして、正方形の計数領域Rの一辺の長さLを算出することとしたが、これに代えて、計数領域Rが円形の場合、半径rの長さを下式(10)により算出することにしてもよい。
r=2×(B−C)/(A×K) (10)
Further, in the present embodiment, the length L of one side of the square counting area R is calculated as the size of the counting area R, but instead, when the counting area R is circular, the radius r The length of may be calculated by the following equation (10).
r = 2 × (BC) / (A × K) (10)

また、長辺L1と短辺L2とを有する長方形の計数領域Rの、例えば、長辺L1を規定して短辺L2を下式(11)により算出することにしてもよい。
L2=2×(B−C)×L1/(A×L1×K+2×(C−B)) (11)
Further, the short side L2 of the rectangular counting area R having the long side L1 and the short side L2 may be calculated by the following equation (11) by defining, for example, the long side L1.
L2 = 2 × (BC) × L1 / (A × L1 × K + 2 × (CB)) (11)

1 細胞画像処理装置
4 細胞数変化率算出部(増殖パラメータ算出部)
5 細胞流入率算出部(遊走パラメータ算出部)
6 細胞流出率算出部(遊走パラメータ算出部)
7 増殖率算出部(増殖率算出部)
X 細胞
,Nn+1 細胞数
ΔN/Δt 細胞数変化率
ΔNMOVEOUT/Δt,ΔNMOVEIN/Δt2 細胞流入率(遊走パラメータ)
ΔNMOVEOUT/Δt,ΔNMOVEOUT/Δt2 細胞流出率(遊走パラメータ)
ΔNBIRTH/Δt 細胞増殖率(増殖パラメータ)
,Pn+1 画像(評価画像)
S3 領域サイズ算出ステップ
S5,S6 増殖パラメータ算出ステップ
S7,S8 遊走パラメータ算出ステップ
S9 増殖率算出ステップ
1 Cell image processing device 4 Cell number change rate calculation unit (proliferation parameter calculation unit)
5 Cell influx rate calculation unit (migration parameter calculation unit)
6 Cell outflow rate calculation unit (migration parameter calculation unit)
7 Proliferation rate calculation unit (proliferation rate calculation unit)
X cell N n , N n + 1 cell number ΔN / Δt cell number change rate ΔN MOVEOUT / Δt, ΔN MOVEIN / Δt2 cell influx rate (migration parameter)
ΔN MOVEOUT / Δt, ΔN MOVEOUT / Δt2 Cell outflow rate (migration parameter)
ΔN BIRTH / Δt cell proliferation rate (proliferation parameter)
P n , P n + 1 image (evaluation image)
S3 Area size calculation step S5, S6 Proliferation parameter calculation step S7, S8 Migration parameter calculation step S9 Proliferation rate calculation step

上記態様においては、前記増殖パラメータ算出部が、単位時間当たりに前記計数領域内において増加した細胞数を前記増殖パラメータとして算出してもよい。
このようにすることで、時間間隔をあけて取得された2枚の評価画像を処理してそれぞれの計数領域内に存在する細胞数を計数してその差分を時間間隔で除算することにより簡易に増殖パラメータを算出することができる。
また、上記態様においては、前記増殖パラメータ算出部が、前記計数領域の面積に対する細胞領域の面積の割合であるコンフルエンシーの変化率を増殖パラメータとして算出してもよい。
In the above aspect, the growth parameter calculation unit may calculate the number of cells increased in the counting region per unit time as the growth parameter.
By doing so, it is easy to process the two evaluation images acquired at time intervals, count the number of cells existing in each counting area, and divide the difference by the time interval. Proliferation parameters can be calculated.
Further, in the above aspect, the growth parameter calculation unit may calculate the rate of change in confluency, which is the ratio of the area of the cell region to the area of the counting region, as the growth parameter.

また、上記態様においては、前記遊走パラメータ算出部が、単位時間当たりに前記計数領域の外縁から流入した細胞数と流出した細胞数との差を前記遊走パラメータとして算出してもよい。
このようにすることで、時間間隔をあけて取得された2枚の評価画像を処理してそれぞれの計数領域の外縁を超えて流入した細胞数および流出した細胞数を計数してその差分を時間間隔で除算することにより簡易に遊走パラメータを算出することができる。
また、上記態様においては、前記遊走パラメータ算出部が、前記計数領域を撮影した2枚の画像の射影変換の変換パラメータである画像変形量を遊走パラメータとして算出してもよい。
また、上記態様においては、前記遊走パラメータ算出部が、画像処理で検出したいくつかの注目細胞の移動量の平均値である注目細胞移動量を遊走パラメータとしてもよい。
また、上記態様においては、前記遊走パラメータ算出部が、前記細胞の長さを前記細胞の速度で除算した時間以下の間隔をあけて撮影した、前記画像を用いてもよい。
Further, in the above aspect, the migration parameter calculation unit may calculate the difference between the number of cells flowing in from the outer edge of the counting region and the number of cells flowing out from the outer edge of the counting region per unit time as the migration parameter.
By doing so, the two evaluation images acquired at time intervals are processed to count the number of cells that have flowed in and out of the outer edge of each counting area, and the difference is timed. The migration parameter can be easily calculated by dividing by the interval.
Further, in the above aspect, the migration parameter calculation unit may calculate the image deformation amount, which is a conversion parameter of the projection conversion of the two images captured in the counting area, as the migration parameter.
Further, in the above aspect, the migration parameter may use the attention cell migration amount, which is the average value of the migration amounts of some attention cells detected by the image processing, as the migration parameter.
Further, in the above aspect, the image taken by the migration parameter calculation unit at intervals equal to or less than the time obtained by dividing the length of the cell by the speed of the cell may be used.

また、上記態様においては、前記計数領域内における単位時間当たりの前記細胞の死亡数である細胞死亡率を算出する細胞死亡率算出部を備えていてもよい。Further, in the above aspect, a cell mortality rate calculation unit for calculating the cell mortality rate, which is the number of deaths of the cells per unit time in the counting region, may be provided.
また、上記態様においては、前記細胞死亡率は、領域内に単位時間当たりに浮遊した細胞数を計数することにより検出されてもよい。Further, in the above aspect, the cell mortality rate may be detected by counting the number of cells suspended in the region per unit time.
また、上記態様においては、前記増殖パラメータ、前記遊走パラメータ、前記細胞増殖率および前記細胞死亡率のうちの少なくとも1つをグラフとして出力してもよい。Further, in the above aspect, at least one of the proliferation parameter, the migration parameter, the cell proliferation rate and the cell mortality rate may be output as a graph.
また、上記態様においては、前記増殖パラメータ、前記遊走パラメータ、前記細胞増殖率および前記細胞死亡率のうちの少なくとも1つを時間変化を表すグラフとして出力してもよい。Further, in the above aspect, at least one of the proliferation parameter, the migration parameter, the cell proliferation rate and the cell mortality rate may be output as a graph showing the time change.

Claims (8)

時間間隔をあけて細胞を撮影することにより取得された複数枚の画像が入力され、
入力された前記画像の内のいずれか2枚の評価画像を処理して該評価画像の所定の計数領域内の単位時間当たりの前記細胞の量の変化を表す増殖パラメータを算出する増殖パラメータ算出部と、
各前記評価画像の前記計数領域の単位時間当たりの前記細胞の流入量または流出量を表す遊走パラメータを算出する遊走パラメータ算出部と、
過去の前記増殖パラメータおよび過去の前記遊走パラメータに基づいて、前記計数領域の大きさを算出する領域サイズ算出部と、
該領域サイズ算出部により算出された大きさの前記計数領域について算出された前記増殖パラメータおよび前記遊走パラメータに基づいて、細胞増殖率を算出する増殖率算出部とを備える細胞画像処理装置。
Multiple images obtained by photographing cells at time intervals are input, and
Proliferation parameter calculation unit that processes any two of the input evaluation images and calculates a growth parameter representing a change in the amount of the cells per unit time in a predetermined counting region of the evaluation image. When,
A migration parameter calculation unit that calculates a migration parameter representing the inflow or outflow of the cells per unit time of the counting region of each evaluation image, and
A region size calculation unit that calculates the size of the counting region based on the past proliferation parameters and the past migration parameters.
A cell image processing apparatus including a growth rate calculation unit that calculates a cell growth rate based on the growth parameter calculated for the counting area of the size calculated by the region size calculation unit and the migration parameter.
前記増殖パラメータ算出部が、単位時間当たりに前記計数領域内において増加した細胞数を前記増殖パラメータとして算出する請求項1に記載の細胞画像処理装置。 The cell image processing apparatus according to claim 1, wherein the growth parameter calculation unit calculates the number of cells increased in the counting region per unit time as the growth parameter. 前記遊走パラメータ算出部が、単位時間当たりに前記計数領域の外縁から流入した細胞数と流出した細胞数との差を前記遊走パラメータとして算出する請求項1または請求項2に記載の細胞画像処理装置。 The cell image processing apparatus according to claim 1 or 2, wherein the migration parameter calculation unit calculates the difference between the number of cells flowing in from the outer edge of the counting region and the number of cells flowing out from the outer edge of the counting region as the migration parameter. .. 前記領域サイズ算出部が、過去の前記増殖パラメータに対する過去の前記遊走パラメータの比率と所定の許容誤差とを比較して、前記計数領域の大きさの下限を算出する請求項1から請求項3のいずれかに記載の細胞画像処理装置。 Claims 1 to 3 in which the region size calculation unit calculates a lower limit of the size of the counting region by comparing the ratio of the past migration parameters to the past proliferation parameters with a predetermined margin of error. The cell image processing apparatus according to any one. 前記計数領域が長方形である請求項1から請求項4のいずれかに記載の細胞画像処理装置。 The cell image processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the counting area is rectangular. 時間間隔をあけて細胞を撮影することにより取得された複数枚の画像が入力されるプロセッサを備え、
該プロセッサが、過去の所定の計数領域内の単位時間当たりの前記細胞の量の変化を表す増殖パラメータおよび過去の前記計数領域の単位時間当たりの前記細胞の流入量または流出量を表す遊走パラメータに基づいて、前記計数領域の大きさを算出し、算出された大きさの前記計数領域を用いて、入力された前記画像の内のいずれか2枚の前記画像を処理して該画像の前記計数領域内の前記増殖パラメータおよび前記遊走パラメータを算出する細胞画像処理装置。
It is equipped with a processor that inputs multiple images acquired by photographing cells at time intervals.
The processor has a proliferation parameter representing a change in the amount of the cells per unit time in a predetermined counting region in the past and a migration parameter representing the inflow or outflow of the cells per unit time in the counting region in the past. Based on this, the size of the counting area is calculated, and using the counting area of the calculated size, any two of the input images are processed to perform the counting of the images. A cell image processing apparatus that calculates the proliferation parameter and the migration parameter in the region.
時間間隔をあけて細胞を撮影することにより取得された複数枚の画像が入力され、
入力された前記画像の内のいずれか2枚の前記画像を処理して該画像の所定の計数領域内の単位時間当たりの前記細胞の量の変化を表す増殖パラメータを算出する増殖パラメータ算出ステップと、
各前記画像の前記計数領域の単位時間当たりの前記細胞の流入量または流出量を表す遊走パラメータを算出する遊走パラメータ算出ステップと、
過去の前記増殖パラメータおよび過去の前記遊走パラメータに基づいて、前記計数領域の大きさを算出する領域サイズ算出ステップと、
該領域サイズ算出ステップにより算出された大きさの前記計数領域について算出された前記増殖パラメータおよび前記遊走パラメータに基づいて、細胞増殖率を算出する増殖率算出ステップとを含む細胞画像処理方法。
Multiple images obtained by photographing cells at time intervals are input, and
A growth parameter calculation step of processing any two of the input images to calculate a growth parameter representing a change in the amount of the cells per unit time within a predetermined counting region of the image. ,
A migration parameter calculation step for calculating a migration parameter representing the inflow or outflow of the cells per unit time of the counting region of each of the images, and
A region size calculation step for calculating the size of the counting region based on the past proliferation parameters and the past migration parameters, and
A cell image processing method including a growth rate calculation step of calculating a cell growth rate based on the growth parameter calculated for the counting area of the size calculated by the region size calculation step and the migration parameter.
時間間隔をあけて細胞を撮影することにより取得された複数枚の画像が入力され、
入力された前記画像の内のいずれか2枚の前記画像を処理して該画像の所定の計数領域内の単位時間当たりの前記細胞の量の変化を表す増殖パラメータを算出する増殖パラメータ算出ステップと、
各前記画像の前記計数領域の単位時間当たりの前記細胞の流入量または流出量を表す遊走パラメータを算出する遊走パラメータ算出ステップと、
過去の前記増殖パラメータおよび過去の前記遊走パラメータに基づいて、前記計数領域の大きさを算出する領域サイズ算出ステップと、
該領域サイズ算出ステップにより算出された大きさの前記計数領域について算出された前記増殖パラメータおよび前記遊走パラメータに基づいて、細胞増殖率を算出する増殖率算出ステップとをコンピュータに実行させる細胞画像処理プログラム。

Multiple images obtained by photographing cells at time intervals are input, and
A growth parameter calculation step of processing any two of the input images to calculate a growth parameter representing a change in the amount of the cells per unit time within a predetermined counting region of the image. ,
A migration parameter calculation step for calculating a migration parameter representing the inflow or outflow of the cells per unit time of the counting region of each of the images, and
A region size calculation step for calculating the size of the counting region based on the past proliferation parameters and the past migration parameters, and
A cell image processing program that causes a computer to execute a growth rate calculation step of calculating a cell growth rate based on the growth parameter calculated for the counting area and the migration parameter of the size calculated by the area size calculation step. ..

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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007327843A (en) * 2006-06-07 2007-12-20 Olympus Corp Image processor and image processing program
JP2009022276A (en) * 2007-06-19 2009-02-05 Kuraray Co Ltd Cell-evaluating method and cell-evaluating system
JP2014083042A (en) * 2012-10-26 2014-05-12 Ehime Univ Cell evaluation method and use of the same
JP2014085950A (en) * 2012-10-25 2014-05-12 Dainippon Printing Co Ltd Cell behavior analysis device, cell behavior analysis method, and program
JP2015223174A (en) * 2014-05-30 2015-12-14 富士フイルム株式会社 Cell determination device, method, and program

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007327843A (en) * 2006-06-07 2007-12-20 Olympus Corp Image processor and image processing program
JP2009022276A (en) * 2007-06-19 2009-02-05 Kuraray Co Ltd Cell-evaluating method and cell-evaluating system
JP2014085950A (en) * 2012-10-25 2014-05-12 Dainippon Printing Co Ltd Cell behavior analysis device, cell behavior analysis method, and program
JP2014083042A (en) * 2012-10-26 2014-05-12 Ehime Univ Cell evaluation method and use of the same
JP2015223174A (en) * 2014-05-30 2015-12-14 富士フイルム株式会社 Cell determination device, method, and program

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