JPWO2020148956A1 - Cell production support devices, methods, and programs - Google Patents
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Abstract
細胞生成支援装置、方法、及びプログラムにおいて、生成したい細胞を目標とする数だけ生成するための培養条件を取得できるようにする。使用する細胞の経歴を示す経歴情報及び生成したい細胞の細胞情報を取得し、取得した経歴情報及び細胞情報に基づいて細胞を培養するための培養条件を取得する。In the cell generation support device, method, and program, it is possible to acquire the culture conditions for generating the target number of cells to be generated. The history information indicating the history of the cells to be used and the cell information of the cells to be generated are acquired, and the culture conditions for culturing the cells are acquired based on the acquired history information and cell information.
Description
本開示の技術は、細胞生成支援装置、方法、及びプログラムに関する。
The techniques of the present disclosure relate to cell generation support devices, methods, and programs.
近年、ES(Embryonic Stem)細胞及びiPS(Induced Pluripotent Stem)細胞等の多能性幹細胞は、種々の組織の細胞に分化する能力を備えており、再生医療、薬の開発、病気の解明等において応用が可能な細胞として注目されている。例えばiPS細胞を分化させることにより、所望する細胞を所望する個数生成したい場合には、図13に示すように、患者40から血球細胞41又は皮膚細胞42等の細胞を採取して、採取した細胞に複数の遺伝子を導入することでiPS細胞43を生成する初期化工程T1、生成されたiPS細胞43を培養(以下、拡大培養ともいう)して所望する個数のiPS細胞46を生成する培養工程T2、生成された個数のiPS細胞46を神経細胞47、心筋細胞48、及び肝臓細胞49等に分化誘導する分化工程T3を経る必要がある。一般的には初期化工程T1と培養工程T2を合わせて2か月程度、分化工程T3は2から3か月程度の期間を要する。
In recent years, pluripotent stem cells such as ES (Embryonic Stem) cells and iPS (Induced Pluripotent Stem) cells have the ability to differentiate into cells of various tissues, and are used in regenerative medicine, drug development, elucidation of diseases, etc. It is attracting attention as a cell that can be applied. For example, when it is desired to generate a desired number of desired cells by differentiating iPS cells, as shown in FIG. 13, cells such as
培養工程T2においては、iPS細胞43を収容した培養容器から培地を除去し、iPS細胞43を新しい培地に移す「継代」と称する操作がある。継代操作においては、増殖したiPS細胞43を、複数の培養容器に予め定められた大きさ及び密度で均一に播種し、細胞の株分けが行われる。培養細胞を継代する際に、特に初期化されたiPS細胞の場合は、一般的に、未分化状態を維持して増殖する可能性がある細胞を、作業の担当者が目視で観察することにより選択している。担当者は、例えば形が整っているiPS細胞44は継続して培養し、形が整っていないiPS細胞45は取り除くといった細胞の選別を行う。しかしながら、担当者による細胞の選別が行われた場合であっても、iPS細胞からの分化誘導が上手くいかないケースが発生している。分化誘導が上手くいかないと、分化させたい細胞を目標とする個数生成することが困難となり、このことが、産業化への障害となっている。
In the culture step T2, there is an operation called "passage" in which the medium is removed from the culture vessel containing the
そこで、画像からiPS細胞の良悪を選択する方法、代謝物を計測する方法、及び遺伝子を計測する方法等、個々に細胞を計測することにより、培養及び分化に適した細胞を選別することが行われている。特許文献1には、培養時間が異なる二つ以上の時点(予測時)において各サンプルの細胞を撮影して取得した各画像を解析することにより生成した細胞の形態に関する2つ以上の指標と、サンプル毎に取得した予測目標の実測データとを用いて、細胞の品質を予測する予測モデルが開示されている。
Therefore, it is possible to select cells suitable for culturing and differentiation by individually measuring cells such as a method of selecting the quality of iPS cells from images, a method of measuring metabolites, and a method of measuring genes. It is done.
一方、培養工程T2において、未分化状態を維持して増殖する可能性がある細胞を選んで分化誘導させた場合であっても、分化誘導が必ず成功して目標とする細胞が生成されるとは限らず、失敗する場合もある。しかしながら、例えば特定の疾患を有する患者及び移植を望む患者等に対しての治療に必要な細胞を培養する場合には、失敗せずに必要な品質を備えた細胞を必要な個数取得する必要がある。そこで、未分化状態を維持して増殖する可能性がある細胞を選ぶだけではなく、生成したい細胞を目標とする数だけ生成するための培養条件を取得することが望まれる。上記特許文献1に記載の技術では、実測データから細胞の品質を予測することは可能であるが、生成したい細胞を目標とする数だけ生成するための培養条件を取得することはできない。
On the other hand, in the culture step T2, even when cells that may maintain an undifferentiated state and proliferate are selected and induced to differentiate, the differentiation induction always succeeds and the target cells are generated. Is not always the case, and it may fail. However, for example, when culturing cells necessary for treatment for a patient having a specific disease or a patient who desires transplantation, it is necessary to obtain a necessary number of cells having the necessary quality without failure. be. Therefore, it is desired not only to select cells that can maintain an undifferentiated state and proliferate, but also to obtain culture conditions for producing a target number of cells to be produced. With the technique described in
本開示は上記事情に鑑みなされたものであり、生成したい細胞を目標とする数だけ生成するための培養条件を取得できるようにすることを目的とする。
The present disclosure has been made in view of the above circumstances, and an object of the present disclosure is to enable the acquisition of culture conditions for producing a target number of cells to be produced.
本開示による細胞生成支援装置は、使用する細胞の経歴を示す経歴情報及び生成したい細胞の細胞情報を取得する情報取得部と、情報取得部で取得した経歴情報及び細胞情報に基づいて細胞を培養するための培養条件を取得する培養条件取得部とを含む。
The cell generation support device according to the present disclosure has an information acquisition unit that acquires history information indicating the history of cells to be used and cell information of cells to be generated, and a cell culture based on the history information and cell information acquired by the information acquisition unit. Includes a culture condition acquisition unit for acquiring culture conditions for the purpose.
なお、本開示による細胞生成支援装置においては、培養条件取得部は、細胞を初期化する初期化工程、細胞を培養する培養工程、及び細胞を分化誘導させる分化工程のうちの何れかの工程において、細胞を計測する際の計測に関連する計測情報に基づいて更新した更新培養条件を、培養条件として取得してもよい。
In the cell generation support device according to the present disclosure, the culture condition acquisition unit is used in any one of the initialization step of initializing cells, the culture step of culturing cells, and the differentiation step of inducing differentiation of cells. , The updated culture conditions updated based on the measurement information related to the measurement when measuring the cells may be acquired as the culture conditions.
また、本開示による細胞生成支援装置においては、培養条件取得部は、経歴情報及び細胞情報に基づいて培養条件を導出する第1の導出部を含んでもよい。
Further, in the cell generation support device according to the present disclosure, the culture condition acquisition unit may include a first derivation unit that derives the culture conditions based on the history information and the cell information.
また、本開示による細胞生成支援装置においては、第1の導出部は、使用する細胞の経歴を示す経歴情報及び生成したい細胞の細胞情報を含む第1の情報の組と、この第1の情報の組に対応する培養条件との情報セットを複数含む学習情報を用いて機械学習された第1の学習済みモデルを含んでもよい。
Further, in the cell generation support device according to the present disclosure, the first derivation unit includes a set of first information including history information indicating the history of the cell to be used and cell information of the cell to be generated, and this first information. It may include a first trained model machine-learned using learning information that includes a plurality of information sets with culture conditions corresponding to the set of.
また、本開示による細胞生成支援装置においては、培養条件取得部は、 情報取得部で取得した経歴情報及び細胞情報に基づいて培養条件を導出する第1の導出部と、計測情報に基づいて更新した更新培養条件を培養条件として導出する第2の導出部とを含んでもよい。
Further, in the cell generation support device according to the present disclosure, the culture condition acquisition unit is updated based on the measurement information and the first derivation unit that derives the culture conditions based on the history information and the cell information acquired by the information acquisition unit. It may include a second derivation unit for deriving the renewed culture condition as the culture condition.
また、本開示による細胞生成支援装置においては、第1の導出部は、使用する細胞の経歴を示す経歴情報及び生成したい細胞の細胞情報を含む第1の情報の組と、この第1の情報の組に対応する培養条件との情報セットを複数含む学習情報を用いて機械学習された第1の学習済みモデルを含み、第2の導出部は、細胞を初期化する初期化工程、細胞を培養する培養工程、及び細胞を分化誘導させる分化工程のうちの何れかの工程において、細胞を計測する際の計測に関連する計測情報及び培養条件を含む第2の情報の組と、第2の情報の組に対応する更新培養条件との情報セットを複数含む学習情報を用いて機械学習された第2の学習済みモデルを含んでもよい。
Further, in the cell generation support device according to the present disclosure, the first derivation unit includes a set of first information including history information indicating the history of the cell to be used and cell information of the cell to be generated, and this first information. Includes a first trained model machine-learned using learning information that includes multiple information sets with culture conditions corresponding to a set of cells, and a second derivation unit is an initialization step that initializes cells, cells. In any one of the culture step of culturing and the differentiation step of inducing differentiation of cells, a set of measurement information related to measurement when measuring cells and a second set of information including culture conditions, and a second set of information. A second trained model machine-learned using learning information that includes a plurality of information sets with updated culture conditions corresponding to the set of information may be included.
また、本開示による細胞生成支援装置においては、第1の学習済みモデルと第2の学習済みモデルとが1つの学習済みモデルで構成されていてもよい。
Further, in the cell generation support device according to the present disclosure, the first trained model and the second trained model may be composed of one trained model.
また、本開示による細胞生成支援装置においては、計測情報は、計測手段に関連する情報及び計測手段による計測で得られた計測結果を示す情報の少なくとも一方の情報であってもよい。
Further, in the cell generation support device according to the present disclosure, the measurement information may be at least one of information related to the measurement means and information indicating the measurement result obtained by the measurement by the measurement means.
また、本開示による細胞生成支援装置においては、計測手段に関連する情報は、計測に用いた方法及び計測した担当者の何れか一方を示す情報を含み、計測結果を示す情報は、計測された細胞の状態、培地の状態、及び菌の有無のうち、何れか1以上の情報を含んでもよい。
Further, in the cell generation support device according to the present disclosure, the information related to the measurement means includes the information indicating either the method used for the measurement or the person in charge of the measurement, and the information indicating the measurement result is measured. Information on any one or more of the state of cells, the state of the medium, and the presence or absence of bacteria may be included.
また、本開示による細胞生成支援装置においては、計測された細胞の状態は、細胞の形状、細胞の色、細胞の数、細胞の大きさ、細胞の匂い、細胞の遺伝子発現、細胞の代謝物の種類、及び細胞のタンパク質のうち、何れか1以上の情報を含んでもよい。
Further, in the cell generation support device according to the present disclosure, the measured cell states include cell shape, cell color, number of cells, cell size, cell odor, cell gene expression, and cell metabolite. Information on any one or more of the types and proteins of cells may be contained.
また、本開示による細胞生成支援装置においては、培養条件取得部は、計測手段に関する情報に基づいた重み付けを付加して更新した更新培養条件を、培養条件として取得してもよい。
Further, in the cell generation support device according to the present disclosure, the culture condition acquisition unit may acquire the updated culture condition updated by adding weighting based on the information about the measuring means as the culture condition.
また、本開示による細胞生成支援装置においては、培養条件を報知する報知部を含んでもよい。
Further, the cell generation support device according to the present disclosure may include a notification unit for notifying the culture conditions.
また、本開示による細胞生成支援装置においては、培養条件は、使用する細胞の種類、使用する細胞数、使用する容器の種類、使用する培地の種類、使用する添加物の種類、処理のタイミング、及び担当者に関する情報のうち、何れか1以上を含んでもよい。
Further, in the cell generation support device according to the present disclosure, the culture conditions include the type of cells used, the number of cells used, the type of container used, the type of medium used, the type of additives used, the timing of treatment, and the like. And any one or more of the information about the person in charge may be included.
また、本開示による細胞生成支援装置においては、処理のタイミングは、播種のタイミング、継代のタイミング、培地を交換するタイミング、添加物を添加するタイミング、及び細胞を検査するタイミングのうち、何れか1以上のタイミングを含んでもよい。
Further, in the cell generation support device according to the present disclosure, the treatment timing is any one of seeding timing, subculture timing, medium replacement timing, additive addition timing, and cell inspection timing. It may include one or more timings.
また、本開示による細胞生成支援装置においては、経歴情報は、使用する細胞の保有者である患者の名前、患者の性別、患者の血液型、患者の人種、患者の年齢、患者の疾患歴、患者の免疫情報、及び患者の血縁者の疾患歴のうち、何れか1以上の情報を含んでもよい。
Further, in the cell generation support device according to the present disclosure, the background information includes the name of the patient who is the owner of the cells used, the sex of the patient, the blood type of the patient, the race of the patient, the age of the patient, and the disease history of the patient. , The patient's immune information, and any one or more of the patient's relatives' medical history.
また、本開示による細胞生成支援装置においては、細胞情報は、生成したい細胞の種類、生成したい細胞の数、生成したい細胞の状態、及び生成を完了したい日数のうち、何れか1以上の情報を含んでもよい。
Further, in the cell generation support device according to the present disclosure, the cell information includes information on any one or more of the type of cell to be generated, the number of cells to be generated, the state of the cell to be generated, and the number of days to complete the generation. It may be included.
本開示による細胞生成支援方法は、使用する細胞の経歴を示す経歴情報及び生成したい細胞の細胞情報を取得し、取得した経歴情報及び細胞情報に基づいて細胞を培養するための培養条件を取得する。
The cell generation support method according to the present disclosure acquires history information indicating the history of cells to be used and cell information of cells to be generated, and acquires culture conditions for culturing cells based on the acquired history information and cell information. ..
また、本開示による細胞生成支援方法においては、細胞を初期化する初期化工程、細胞を培養する培養工程、及び細胞を分化誘導させる分化工程のうちの何れかの工程において、細胞を計測する際の計測に関連する計測情報に基づいて更新した更新培養条件を、培養条件として取得してもよい。
Further, in the cell generation support method according to the present disclosure, when measuring cells in any one of a reprogramming step of reprogramming cells, a culturing step of culturing cells, and a differentiation step of inducing differentiation of cells. The updated culture conditions updated based on the measurement information related to the measurement of the above may be acquired as the culture conditions.
なお、本開示による細胞生成支援方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして提供してもよい。
The cell generation support method according to the present disclosure may be provided as a program for causing a computer to execute the method.
本開示による他の細胞生成支援装置は、コンピュータに実行させるための命令を記憶するメモリと、記憶された命令を実行するよう構成されたプロセッサとを備え、プロセッサは、使用する細胞の経歴を示す経歴情報及び生成したい細胞の細胞情報を取得し、取得した経歴情報及び細胞情報に基づいて細胞を培養するための培養条件を取得する処理を実行する。
Other cell generation support devices according to the present disclosure include a memory for storing instructions to be executed by a computer and a processor configured to execute the stored instructions, and the processor indicates the history of cells used. A process of acquiring the history information and the cell information of the cell to be generated, and acquiring the culture conditions for culturing the cell based on the acquired history information and the cell information is executed.
なお、上記他の細胞生成支援装置においては、プロセッサは、細胞を初期化する初期化工程、細胞を培養する培養工程、及び細胞を分化誘導させる分化工程のうちの何れかの工程において、細胞を計測する際の計測に関連する計測情報に基づいて更新した更新培養条件を、培養条件として取得する処理を実行してもよい。
In the above-mentioned other cell generation support device, the processor performs the cell in any one of the reprogramming step of reprogramming the cell, the culturing step of culturing the cell, and the differentiation step of inducing differentiation of the cell. You may execute the process of acquiring the updated culture condition updated based on the measurement information related to the measurement at the time of measurement as the culture condition.
本開示の一実施形態によれば、生成したい細胞を目標とする数だけ生成するための培養条件を取得できる。
According to one embodiment of the present disclosure, it is possible to obtain culture conditions for producing a target number of cells to be produced.
以下、図面を参照して本開示の一実施形態について説明する。図1は本開示の一実施形態による細胞生成支援装置の概略構成を示す図である。図1は、細胞生成支援プログラムが不揮発性のメモリ12にインストールされたことを示している。なお、細胞生成支援プログラムはストレージ13にインストールされてもよい。また、メモリ12が揮発性のメモリであってもよく、その場合、CPU12から呼び出された細胞生成支援プログラムが一時的にメモリ12へ記憶され、実行されてもよい。なお、本開示の一実施形態においては、細胞生成支援装置が、学習済みモデルを内包するものとする。このため、図1には細胞生成支援装置のみを示す。図1に示すように、細胞生成支援装置1は、標準的なコンピュータの構成として、CPU(Central Processing Unit)11、メモリ12及びストレージ13を備えている。また、細胞生成支援装置1には、後述する培養条件Cを報知する報知部14、並びにキーボード及びマウス等の入力装置(以下、入力部とする)15が接続されている。
Hereinafter, an embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a cell generation support device according to an embodiment of the present disclosure. FIG. 1 shows that the cell generation support program was installed in the
本開示の一実施形態における報知部14は、一例として培養条件Cを可視表示させるディスプレイで構成される。なお報知部14はメッセージ等を可視表示させるディスプレイ、音声が出力されることにより可聴表示させる音声再生装置、用紙等の記録媒体に記録して永久可視表示させるプリンタ、メールや電話等の通信手段及び表示灯等を意味し、上記ディスプレイ、上記音声再生装置、上記プリンタ、上記通信手段及び上記表示光のうちの少なくとも2つ以上を組み合わせてもよい。なお、本開示の一実施形態は、報知部14が細胞生成支援装置1の外部装置としているが、本開示の技術はこれに限られず、報知部14が細胞生成支援装置1の一部に含まれていてもよい。
The
ストレージ13は、ハードディスクまたはSSD(Solid State Drive)等のストレージデバイスからなる。ストレージ13には、ネットワークを経由して外部のデータサーバ(図示せず)から取得した、使用する細胞の経歴を示す経歴情報A及び細胞生成支援装置1の処理に必要な情報を含む各種情報が記憶されている。
The
また、メモリ12には、細胞生成支援プログラム、及び学習済みモデルが記憶されている。細胞生成支援プログラムは、CPU11に実行させる処理として、使用する細胞の経歴を示す経歴情報及び生成したい細胞の細胞情報を取得する情報取得処理、並びに取得した経歴情報及び細胞情報に基づいて細胞を培養するための培養条件を取得する培養条件取得処理を規定する。また、細胞生成支援プログラムは、CPU11に実行させる処理として、細胞を初期化する初期化工程、細胞を培養する培養工程、及び細胞を分化誘導させる分化工程のうちの何れかの工程において、細胞を計測する際の計測に関連する計測情報に基づいて更新した更新培養条件を、培養条件として取得する培養条件取得処理をさらに規定する。
Further, the
そして、CPU11が細胞生成支援プログラムに従いこれらの処理を実行することで、コンピュータは、情報取得部21及び培養条件取得部22として機能する。なお、本実施形態においては、CPU11が細胞生成支援プログラムによって、各部の機能を実行するようにしたが、ソフトウェアを実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサとしては、CPU11の他、FPGA (Field Programmable Gate Array)等の製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス(Programmable Logic Device:PLD)を用いることができる。また、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等により、各部の処理を実行するようにしてもよい。
Then, when the
1つの処理部は、これら各種のプロセッサのうちの1つで構成されてもよいし、同種または異種の2つ以上のプロセッサの組み合わせ(例えば、複数のFPGA、またはCPUとFPGAの組み合わせ等)で構成されてもよい。また、複数の処理部を1つのプロセッサで構成してもよい。複数の処理部を1つのプロセッサで構成する例としては、第1に、クライアント及びサーバ等のコンピュータに代表されるように、1つ以上のCPUとソフトウェアの組み合わせで1つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の処理部として機能する形態がある。第2に、システムオンチップ(System On Chip:SoC)等に代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を1つのIC(Integrated Circuit)チップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサを1つ以上用いて構成される。
One processing unit may be composed of one of these various processors, or may be a combination of two or more processors of the same type or different types (for example, a plurality of FPGAs or a combination of a CPU and an FPGA). It may be configured. Further, a plurality of processing units may be configured by one processor. As an example of configuring a plurality of processing units with one processor, first, one processor is configured by a combination of one or more CPUs and software, as represented by a computer such as a client and a server. There is a form in which a processor functions as a plurality of processing units. Secondly, as typified by System On Chip (SoC), there is a form in which a processor that realizes the functions of the entire system including a plurality of processing units with one IC (Integrated Circuit) chip is used. be. As described above, the various processing units are configured by using one or more of the above-mentioned various processors as a hardware-like structure.
さらに、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路(circuitry)である。
Further, the hardware structure of these various processors is, more specifically, an electric circuit (circuitry) in which circuit elements such as semiconductor elements are combined.
情報取得部21は、使用する細胞の経歴を示す経歴情報A及び生成したい細胞の細胞情報Bを取得する。情報取得部21は、一例として、使用する細胞が収容された容器に記された識別情報が入力部15から入力された場合に、入力された識別情報に対応する患者の経歴情報Aを、外部サーバから取得する。
The
図2は本開示の一実施形態による経歴情報Aの一例を示す図である。経歴情報Aは、使用する細胞の経歴を示す情報である。経歴情報Aは、一例として図2に示すように、使用する細胞の保有者である患者の名前、患者の性別、患者の血液型、患者の人種、患者の年齢、患者の疾患歴、患者の免疫情報、及び患者の血縁者の疾患歴の情報である。本開示の一実施形態として、患者の血縁者は、例えば患者本人からみて3親等以内の血縁者とする。なお、本開示の技術はこれに限られず、例えば3親等よりも遠い血縁者を含んでもよい。また、本開示においては、一例として経歴情報Aは図2に示す情報を示すものとしたが、本開示の技術はこれに限られず、図2に示す情報のうち、何れか1以上の情報を含む情報であってもよい。
FIG. 2 is a diagram showing an example of career information A according to an embodiment of the present disclosure. Career information A is information indicating the history of the cells used. As shown in FIG. 2, the background information A includes the name of the patient who is the carrier of the cells to be used, the sex of the patient, the blood type of the patient, the race of the patient, the age of the patient, the disease history of the patient, and the patient. Immune information and information on the disease history of the patient's relatives. As one embodiment of the present disclosure, the relatives of the patient are, for example, relatives within the third degree of kinship with respect to the patient himself / herself. The technique of the present disclosure is not limited to this, and may include, for example, relatives farther than the third degree of kinship. Further, in the present disclosure, as an example, the career information A indicates the information shown in FIG. 2, but the technique of the present disclosure is not limited to this, and any one or more of the information shown in FIG. 2 is used. It may be information to be included.
図3は本開示の一実施形態による細胞情報Bの一例を示す図である。細胞情報Bは、生成したい細胞の情報である。細胞情報Bは、一例として図3に示すように、生成したい細胞の種類B1、目標細胞数B2、生成したい細胞の状態B3、及び生成を完了したい日数B4の情報を含む。細胞の種類B1は、iPS細胞、心筋細胞、及び神経細胞等の生成したい細胞の種類の情報である。目標細胞数B2は、10万個及び100個等の生成したい細胞の数を示す情報である。細胞の状態B3は、培養したい、及び分化させたい等、細胞に対して何をしたいのかを示す情報である。生成を完了したい日数B4は、60日、及び120日等、細胞の培養納期を示す情報である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of cell information B according to an embodiment of the present disclosure. Cell information B is information on cells to be generated. As shown in FIG. 3, the cell information B includes information on the type B1 of cells to be generated, the target number of cells B2, the state B3 of cells to be generated, and the number of days B4 to complete the generation. The cell type B1 is information on the type of cell to be generated, such as iPS cells, cardiomyocytes, and nerve cells. The target cell number B2 is information indicating the number of cells to be generated, such as 100,000 cells and 100 cells. The cell state B3 is information indicating what the cell wants to do, such as wanting to culture and differentiate. The number of days B4 for which the production is desired to be completed is information indicating the cell culture delivery date, such as 60 days and 120 days.
情報取得部21は、一例として細胞の生成を行う担当者により入力部15から入力された細胞の種類B1、目標細胞数B2、細胞の状態B3を細胞情報Bとして取得する。なお、細胞の種類B1及び目標細胞数B2は、予め設定されると、図13に示す初期化工程T1、培養工程T2、及び分化工程T3の全てが終了するまで変更されない。細胞の状態B3は、初期工程T1であれば「初期化したい」、培養工程T2であれば「拡大培養したい」及び「選別したい」、分化工程T3であれば「分化させたい」のように、各工程毎に担当者によって変更される。本開示の技術においては、一例として図3に示すように、細胞情報Bは細胞の種類B1、目標細胞数B2、細胞の状態B3、及び生成を完了したい日数B4の情報を示すものとしたが、本開示の技術はこれに限られず、細胞情報Bはこれらの情報のうち、何れか1以上の情報を含む情報であってもよい。
As an example, the
培養条件取得部22は、経歴情報A及び細胞情報Bに基づいて細胞を培養するための培養条件Cを取得する。図4は本開示の一実施形態による培養条件Cの一例を示す図である。培養条件Cは、生成したい細胞を目標とする数だけ生成するための培養条件である。なお、ここで「生成したい細胞」は目標とする品質を備えた細胞であることが望ましい。従って、本実施形態において、培養条件Cは、生成したい細胞を目標とする品質で、かつ目標とする数だけ生成するための培養条件である。培養条件Cは、どの細胞をどのくらいの数、どの容器で、どの培地を使用して、どの添加物を添加して細胞を生成すれば、生成したい細胞を目標数生成することができるのかを示す。培養条件Cは、具体的には、一例として図4に示すように、使用する細胞の種類、使用する細胞数、使用する容器の種類、使用する培地の種類、使用する添加物の種類、処理のタイミング、及び担当者に関する情報を含む。
The culture
使用する細胞の種類は、一例として、細胞A、細胞B、又は細胞Aと細胞B等である。例えば細胞Aとして肝臓細胞、細胞Bとして血管細胞をそれぞれ使用することが培養条件Cに含まれる。また、細胞数は、細胞Aを105個、細胞Bを106個、及び細胞Aを105個と細胞Bを106個等、具体的に使用する細胞の個数が培養条件Cに含まれる。また、使用する容器の種類は、一例としてシャーレ、6つのウェルを有するウェルプレートをn個、24つのウェルを有するウェルプレートをm個、及びT75フラスコをl個等、使用する容器の種類と個数とが培養条件Cに含まれる。また、使用する培地の種類は、一例として、培地M1、培地M2、又は培地M1と培地M2との混合等が培養条件Cに含まれる。なお、培地が混合である場合には、混合する割合を含めて培養条件Cとする。また、使用する添加物の種類は、一例として、添加物C1、添加物C2、又は添加物C1と添加物C2との混合等が培養条件Cに含まれる。なお、添加物が混合である場合には、混合する割合を含めて培養条件Cとする。
The type of cell used is, for example, cell A, cell B, or cell A and cell B. For example, the culture condition C includes the use of liver cells as cells A and vascular cells as cells B, respectively. Also, cell number, 10 5 cells A, 10 6 cells of cell B, and cell 10 5 A and a
処理のタイミングは、一例として、播種のタイミング、継代のタイミング、培地を交換するタイミング、添加物を添加するタイミング、及び細胞を検査するタイミングである。どの処理をどのタイミングで行えばよいのかが培養条件Cに含まれる。また、担当者に関する情報は、担当者A、担当者Bなど、どの処理を誰に担当させるかが培養条件Cに含まれる。例えば、細かい作業が得意な担当者Aと、細かい作業が苦手な担当者Bとでは、同じ処理を行った場合であっても、細胞の生成に与える影響が異なる場合がある。そのため、どの担当者が、どの処理を行うべきなのかが培養条件Cに含まれる。
The timing of the treatment is, for example, the timing of seeding, the timing of passage, the timing of changing the medium, the timing of adding the additive, and the timing of examining the cells. Culture condition C includes which process should be performed at what timing. Further, the information regarding the person in charge includes the culture condition C, such as the person in charge A and the person in charge B, who is in charge of which process. For example, a person in charge A who is good at detailed work and a person in charge B who is not good at detailed work may have different effects on cell generation even if the same treatment is performed. Therefore, the culture condition C includes which person in charge should perform which treatment.
なお、本開示においては、一実施形態として図4に示す条件を培養条件Cとしたが、本開示の技術はこれに限られず、培養条件Cは図4に示す情報を何れか1つ以上含む情報であればよい。
In the present disclosure, the condition shown in FIG. 4 is defined as the culture condition C as an embodiment, but the technique of the present disclosure is not limited to this, and the culture condition C includes any one or more of the information shown in FIG. It may be information.
図5は本開示の一実施形態による培養条件取得部22の概略構成を示す図である。培養条件取得部22は、図5に示すように、第1の導出部30と第2の導出部31とを含む。第1の導出部30は、経歴情報A及び細胞情報Bに基づいて培養条件Cを導出する。本実施形態においては、一例として、第1の導出部30は学習情報を用いて機械学習された学習済みモデルMを含む。
FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a culture
図6は本開示の一実施形態による学習済みモデルMを説明するための図である。学習済みモデルMは、図6に示すように、使用する細胞の経歴を示す経歴情報A及び生成したい細胞の細胞情報Bの情報の組Pと、情報の組Pに対応する培養条件Cとの情報セットSを複数含む学習情報を用いて機械学習される。すなわち、学習済みモデルMは、経歴情報A及び細胞情報Bに基づいて培養条件Cを出力するように機械学習がなされている。なお、学習済みモデルMは、例えば患者Xの情報の組Pすなわち経歴情報Aを有する患者Xの細胞から細胞情報Bの細胞を生成する際に、培養条件Cで培養を行った場合に成功したか否かの結果も合わせて学習済みモデルMを得るためのモデルに学習させる。これにより、学習済みモデルMは、経歴情報A及び細胞情報Bが入力されると、経歴情報A及び細胞情報Bに対して、細胞情報Bが示す細胞を生成することができる培養条件Cを出力するように学習がなされる。
FIG. 6 is a diagram for explaining the trained model M according to the embodiment of the present disclosure. As shown in FIG. 6, the trained model M has a history information A indicating the history of the cells to be used, a set P of information of the cell information B of the cells to be generated, and a culture condition C corresponding to the set P of the information. Machine learning is performed using learning information including a plurality of information sets S. That is, the trained model M is machine-learned so as to output the culture condition C based on the history information A and the cell information B. The trained model M was successful when, for example, when the cells of the cell information B were generated from the cells of the patient X having the information set P of the patient X, that is, the history information A, the cells were cultured under the culture condition C. The model for obtaining the trained model M is trained together with the result of whether or not. As a result, when the history information A and the cell information B are input, the trained model M outputs the culture condition C capable of generating the cells indicated by the cell information B to the history information A and the cell information B. Learning is done to do.
図7は本開示の一実施形態による第1の導出部30を説明するための図である。第1の導出部30は一例として上述した学習済みモデルMを有している。これにより、図7に示すように、経歴情報Aを有する患者Xの細胞から細胞情報Bの細胞を生成する場合に、経歴情報A及び細胞情報Bが入力されると、予め定められた閾値を超えた培養条件が、生成したい細胞に適した培養条件Cとして出力される。なお、培養条件Cは、図4に示すように、使用する細胞の種類、使用する細胞数、使用する容器の種類、使用する培地の種類、使用する添加物の種類、処理のタイミング、及び担当者に関する情報の少なくとも1つを含む。従って、例えば使用する細胞数を培養条件Cとする場合に、学習済みモデルMに経歴情報A及び細胞情報Bが入力された場合、学習済みモデルMは使用する細胞数毎に、目標とする品質で、かつ目標とする数の細胞が生成できる確率を出力し、培養条件取得部22が、目標とする品質で、かつ目標とする数の細胞が生成できる確率が最も高い細胞数を使用する細胞数として、すなわち、生成したい細胞に最も適した培養条件Cとして取得するようにしてもよい。
FIG. 7 is a diagram for explaining the first out-
本開示の一実施形態による培養条件取得部22は、図13に示すように、初期化工程T1、培養工程T2、及び分化工程T3のうちの何れかの工程において、細胞を計測する際の計測に関連する計測情報Dに基づいて更新した更新培養条件Eを、培養条件Cとして取得する。
As shown in FIG. 13, the culture
ここで、計測情報Dについて説明する。図8は本開示の一実施形態による計測情報Dの一例を示す図である。計測情報Dは細胞の検査で細胞を計測する際の計測に関連する情報であり、図8に示すように、計測手段に関する情報D1及び計測手段による計測で得られた計測結果を示す情報D2である。
Here, the measurement information D will be described. FIG. 8 is a diagram showing an example of measurement information D according to the embodiment of the present disclosure. The measurement information D is information related to measurement when measuring cells in a cell test, and as shown in FIG. 8, information D1 regarding the measurement means and information D2 indicating the measurement result obtained by the measurement by the measurement means are used. be.
計測手段に関する情報D1は、計測に用いた方法の情報及び計測した担当者の情報を含む。計測に用いた方法としては、計測装置の種類や計測装置の使用の有無の情報があり、位相差顕微鏡、明視野顕微鏡、及び目視等がある。また計測した担当者の情報としては、計測者A、及び計測者B等、各計測者の名前や計測の熟年度等の情報がある。
Information D1 regarding the measuring means includes information on the method used for the measurement and information on the person in charge of the measurement. The method used for the measurement includes information on the type of the measuring device and whether or not the measuring device is used, and includes a phase-contrast microscope, a bright-field microscope, and visual inspection. Further, as the information of the person in charge of measurement, there is information such as the name of each measurer such as measurer A and measurer B, and the maturity year of measurement.
計測で得られた計測結果を示す情報D2は、計測された細胞の状態、培地の状態、及び菌の有無の情報を含む。計測された細胞の状態は、細胞の検査値であり、細胞の形状、細胞の色、細胞の数、細胞の大きさ、細胞の匂い、細胞の遺伝子発現、細胞の代謝物の種類、細胞のタンパク質の情報、及び細胞にあけた穴の大きさ等である。なお、本開示においては、細胞のタンパク質の情報は、タンパク質が合成されているか否かの情報であり、細胞の遺伝子発現は、遺伝子の情報が細胞における構造及び機能に変換される過程をいう。本開示の技術においては、一例としてタンパク質は蛍光プローブを使用して計測し、遺伝子発現は、細胞をすりつぶして対象とする遺伝子の増幅剤を用いて計測する。なお、本開示はこれに限られず、公知の計測方法を使用することができる。
The information D2 indicating the measurement result obtained by the measurement includes the measured cell state, the medium state, and the presence / absence of bacteria. The measured cell status is a cell test value, which is cell shape, cell color, cell number, cell size, cell odor, cell gene expression, cell metabolite type, and cell Information on proteins, the size of holes made in cells, and the like. In the present disclosure, the information on the protein of the cell is the information on whether or not the protein is synthesized, and the gene expression of the cell refers to the process in which the gene information is converted into the structure and function in the cell. In the technique of the present disclosure, as an example, a protein is measured using a fluorescent probe, and gene expression is measured by grinding a cell and using an amplifying agent for the gene of interest. The present disclosure is not limited to this, and a known measurement method can be used.
また、培地の状態は、培地の色、培地に含まれる細胞の代謝物、培地に溶けている気体濃度等の情報を含む。培地の色を計測することにより、培地に溶けている二酸化炭素の量を計測することができる。気体濃度は、一例として培地中の炭素濃度及び窒素濃度を計測する。これにより、細胞が正常に培養できているか否かを検出することができる。
In addition, the state of the medium includes information such as the color of the medium, metabolites of cells contained in the medium, and the concentration of gas dissolved in the medium. By measuring the color of the medium, the amount of carbon dioxide dissolved in the medium can be measured. As an example, the gas concentration measures the carbon concentration and the nitrogen concentration in the medium. This makes it possible to detect whether or not the cells are normally cultured.
また、菌の有無は、細胞に菌がいるのか、培地に菌がいるのか、細胞及び培地に菌がいるのか、及び菌がいないのか等の情報である。
In addition, the presence or absence of bacteria is information such as whether the cells have bacteria, the medium has bacteria, the cells and the medium have bacteria, and the cells have no bacteria.
また、本開示においては、一実施形態として図8に示す情報を計測情報Dとしたが、本開示の技術はこれに限られず、計測情報Dは、図8に示す情報を何れか1つ以上含む情報であればよい。
Further, in the present disclosure, the information shown in FIG. 8 is defined as the measurement information D as an embodiment, but the technique of the present disclosure is not limited to this, and the measurement information D includes any one or more of the information shown in FIG. Any information may be included.
なお、一例として図13に示す初期化工程T1において、初期化中に計測が行われる場合、計測に用いる方法としては、例えば位相差顕微鏡を使用する方法がある。すなわち、初期化工程T1においては、血球細胞41及び皮膚細胞42に穴をあけ、あけられた穴に薬剤が導入される。この場合、穴が薬剤を入れるために必要な大きさ、形、及び深さにあけられていないと、細胞の初期化が成功しない場合がある。そこで、例えば穴があいた細胞41及び皮膚細胞42を位相差顕微鏡により撮像して取得した画像から穴の大きさを計測する。なお、初期化工程T1において計測に用いた方法としては、位相差顕微鏡に限られず、穴を計測可能な方法であれば何れの方法を用いてもよい。
As an example, in the initialization step T1 shown in FIG. 13, when measurement is performed during initialization, as a method used for measurement, for example, there is a method using a phase-contrast microscope. That is, in the initialization step T1, holes are made in the
また、一例として図13に示す培養工程T2において、iPS細胞の選別する際に行われる計測に用いる方法としては、例えば位相差顕微鏡を使用する方法がある。位相差顕微鏡を用いてiPS細胞43を撮像して撮像画像を取得し、取得した撮像画像におけるiPS細胞43の大きさ及び形等を計測し、形が整った、つまり分化誘導可能な形状のiPS細胞44である場合には、培養を継続してiPS細胞44を拡大培養し、例えば形が整っていない形状である、つまり分化誘導不可能な形状のiPS細胞44である場合には、iPS細胞44を除去することにより、細胞の選別が行われる。なお、iPS細胞43を計測に用いる方法は、位相差顕微鏡に限られず、計測者の目視であってもよいし、その他何れの方法であってもよい。
Further, as an example, in the culture step T2 shown in FIG. 13, as a method used for the measurement performed when selecting iPS cells, for example, there is a method using a phase-contrast microscope. An
本開示の一実施形態による培養条件取得部22は、初期化工程T1、培養工程T2、及び分化工程T3のうちの何れかの工程において、細胞を計測する際の計測に関連する上述した計測情報Dに基づいて、計測情報Dが取得された時点での培養条件Cを更新した更新培養条件Eを、新たな培養条件Cとして取得する。
The culture
図9は本開示の一実施形態による学習済みモデルMをさらに説明するための図である。学習済みモデルMは、図9に示すように、細胞を計測する際の計測に関連する計測情報D及び培養条件Cの情報の組Gと、情報の組Gに対応する更新培養条件Eとの情報セットRを複数含む学習情報を用いて機械学習される。すなわち、学習済みモデルMは、計測情報Dと計測情報Dが取得された時点での培養条件Cに基づいて更新培養条件Eを出力するように機械学習がなされている。なお、学習済みモデルMは、例えば患者Xの細胞から細胞情報Bの細胞を生成する際に、更新培養条件Eで培養を行った場合に成功したか否かの結果も合わせて学習済みモデルMを得るためのモデルに学習させる。これにより、学習済みモデルMは、新たな計測情報Dと新たな計測情報Dが取得された時点での培養条件Cが入力されると、新たな計測情報Dに対して、細胞情報Bが示す細胞を生成することができる更新培養条件Eを出力するように学習がなされる。
FIG. 9 is a diagram for further explaining the trained model M according to the embodiment of the present disclosure. As shown in FIG. 9, the trained model M includes a set G of information of measurement information D and culture condition C related to measurement when measuring cells, and an updated culture condition E corresponding to the set G of information. Machine learning is performed using learning information including a plurality of information sets R. That is, the trained model M is machine-learned so as to output the updated culture condition E based on the culture condition C at the time when the measurement information D and the measurement information D are acquired. The trained model M also includes the result of success or failure when the cells of the cell information B are generated from the cells of the patient X, for example, when the cells are cultured under the updated culture condition E. Train the model to obtain. As a result, in the trained model M, when the new measurement information D and the culture condition C at the time when the new measurement information D is acquired are input, the cell information B indicates to the new measurement information D. Learning is done to output updated culture condition E capable of generating cells.
なお、本開示の一実施形態として、図6に示す学習済みモデルMと図9に示す学習済みモデルMとは、同一のモデルとするが、本開示の技術はこれに限らず、図6に示す学習済みモデルMを第1の学習済みモデルとし、図9に示す学習済みモデルMを第2の学習済みモデルとする等、異なるモデルで構成してもよい。
As an embodiment of the present disclosure, the trained model M shown in FIG. 6 and the trained model M shown in FIG. 9 are the same model, but the technique of the present disclosure is not limited to this, and FIG. The trained model M shown may be the first trained model, and the trained model M shown in FIG. 9 may be the second trained model.
本開示の一実施形態として、学習済みモデルMにおける機械学習のアルゴリズムは、例えばディープラーニング(深層学習)がなされたニューラルネットワーク(NN(Neural Network))を使用することができる。ただし、本開示の技術はこれに限られず、例えばサポートベクタマシン(SVM(Support Vector Machine))、畳み込みニューラルネットワーク(CNN(Convolutional Neural Network))、畳み込みニューラルネットワーク(CNN(Convolutional Neural Network))及びリカレントニューラルネットワーク(RNN(Recurrent Neural Network))等、公知の機械学習のアルゴリズムを適宜使用することができる。
As one embodiment of the present disclosure, the machine learning algorithm in the trained model M can use, for example, a deep learning (deep learning) neural network (NN (Neural Network)). However, the technology of the present disclosure is not limited to this, for example, a support vector machine (SVM), a convolutional neural network (CNN), a convolutional neural network (CNN), and a recurrent. A known machine learning algorithm such as a neural network (RNN (Recurrent Neural Network)) can be appropriately used.
図10は本開示の一実施形態による第2の導出部31を説明するための図である。第2の導出部31は一例として上述した学習済みモデルMを有している。これにより、図10に示すように、経歴情報Aを有する患者Xの細胞から細胞情報Bの細胞を生成する場合に、細胞の計測毎に計測された計測情報Dとこの計測情報Dが取得された時点での培養条件Cが入力されると、予め定められた閾値を超えた培養条件が、生成したい細胞に適した更新培養条件Eとして出力される。なお、更新培養条件Eは、例えば使用する細胞数を更新培養条件Eとする場合に、学習済みモデルMに計測情報Dと計測情報Dが取得された時点での培養条件Cが入力された場合、学習済みモデルMは使用する細胞数毎に、目標とする品質で、かつ目標とする数の細胞が生成できる確率を出力し、培養条件取得部22が、目標とする品質で、かつ目標とする数の細胞が生成できる確率が最も高い細胞数を使用する細胞数として、すなわち、生成したい細胞に最も適した更新培養条件Eとして取得するようにしてもよい。
FIG. 10 is a diagram for explaining a second out-
次いで、本開示の一実施形態の細胞生成支援装置1において行われる処理について説明する。図11は本開示の一実施形態の細胞生成支援装置1において行われる処理を示すフローチャート、図12は本開示の一実施形態の細胞生成支援装置1において行われる処理を説明するための図である。まず、情報取得部21は、使用する細胞の経歴を示す経歴情報A及び生成したい細胞の細胞情報Bを取得する(ステップST1)。次いで、培養条件取得部22は、情報取得部21で取得した経歴情報A及び細胞情報Bを図12に示すように、学習済みモデルMに入力して細胞を培養するための培養条件Cを取得し、報知部14は、培養条件取得部22が取得した培養条件Cを報知する。具体的にはディスプレイに培養条件Cを表示する(ステップST2)。
Next, the processing performed in the cell
培養条件取得部22により取得された培養条件Cに基づいて、すなわち図4に示される、使用する細胞の種類、使用する細胞数、使用する容器の種類、使用する培地の種類、使用する添加物の種類、処理のタイミング、及び担当者に関する情報に基づいて、担当者により細胞を生成する作業が開始される。まずは図13に示すように担当者が患者40から培養条件Cに基づいた細胞を採取し、採取された細胞の初期化工程T1が開始される。
Based on the culture condition C acquired by the culture
次に、培養条件Cの計測手段に関する情報D1に基づいて、細胞の計測が細胞を初期化する初期化工程T1、細胞を培養する培養工程T2、及び細胞を分化誘導させる分化工程T3の各工程の予め定められたタイミング、すなわち細胞検査タイミングで行われる。細胞生成支援装置1において、CPU11は、細胞を初期化する初期化工程T1、細胞を培養する培養工程T2、及び細胞を分化誘導させる分化工程T3の各工程において、予め定められたタイミング、すなわち判断タイミングに基づいて、培養条件取得部22が細胞を計測する際の計測に関連する新たな計測情報Dを取得したか否かを判別する(ステップST3)。一例として判断タイミングは、細胞検査タイミングに基づいて設定することができ、ある細胞検査タイミングとその次の細胞検査タイミングとの間に判断タイミングを設定することができる。
Next, based on the information D1 regarding the measurement means of the culture condition C, each step of the initialization step T1 in which the measurement of the cells initializes the cells, the culture step T2 in which the cells are cultured, and the differentiation step T3 in which the cells are induced to differentiate. It is performed at a predetermined timing, that is, a cell test timing. In the cell
ステップST3において培養条件取得部22が新たな計測情報Dを取得していないと判別した場合(ステップST3;NO)には、CPU11は、ステップST6に処理を移行し、全ての工程が終了したか否かを判別する(ステップST6)。
If it is determined in step ST3 that the culture
一方、ステップST3において培養条件取得部22が新たな計測情報Dを取得したと判別した場合(ステップST3;YES)には、培養条件取得部22は、図12に示すように、取得した新たな計測情報Dと新たな計測情報Dが取得された時点での培養条件Cとを学習済みモデルMに入力することにより学習済みモデルMから出力された更新培養条件Eを新たな培養条件Cとして取得する(ステップST4)。
On the other hand, when it is determined in step ST3 that the culture
次に報知部14は、培養条件取得部22が新たに取得した培養条件Cを報知する。具体的にはディスプレイに培養条件Cを表示する(ステップST5)。
Next, the
以降の工程においては、更新された培養条件Cに基づいて、細胞の生成が行われる。次にCPU11は、全ての工程が終了したか否かを判別する(ステップST6)。全ての工程が終了していない場合には(ステップST6;NO)、CPU11はステップST3に処理を移行して、以降の処理を行う。すなわち、更新された培養条件Cの細胞検査タイミングに基づいて、培養条件取得部22が細胞を計測する際の計測に関連する新たな計測情報Dを取得したか否かを判別する(ステップST3)。一方、全ての工程が終了した場合には(ステップST6;YES)、細胞生成支援装置1は一連の処理を終了する。
In the subsequent steps, cell generation is performed based on the updated culture condition C. Next, the
以上のように本開示の一実施形態の細胞生成支援装置1によれば、使用する細胞の経歴を示す経歴情報A及び生成したい細胞の細胞情報Bを取得し、取得した経歴情報A及び細胞情報Bに基づいて細胞を培養するための培養条件Cを取得するので、生成したい細胞を目標とする数だけ生成するための培養条件Cを取得できる。さらに本開示の一実施形態の細胞生成支援装置1によれば、細胞を初期化する初期化工程T1、細胞を培養する培養工程T2、及び細胞を分化誘導させる分化工程T3のうちの何れかの工程において、細胞を計測する際の計測に関連する計測情報Dに基づいて、計測情報Dが取得された時点での培養条件Cを更新した更新培養条件Eを、培養条件Cとして取得するので、細胞を計測する毎に生成したい細胞を目標とする数だけ生成するためのより最適な培養条件Cを取得することができる。
As described above, according to the cell
このように培養条件Cに基づいた細胞検査タイミングでの計測毎に、最適な培養条件Cを取得することができるので、細胞を生成する担当者は、最適な培養条件Cに基づいて細胞を生成することができ、従来と比較して、生成したい細胞を目標とする数だけ生成できる可能性を向上させることができる。
In this way, the optimum culture condition C can be obtained for each measurement at the cell test timing based on the culture condition C, so that the person in charge of generating cells generates cells based on the optimum culture condition C. It is possible to improve the possibility of producing a target number of cells to be generated as compared with the conventional case.
なお、上述した実施形態においては、第1の導出部30及び第2の導出部31は、学習済みモデルMを含むものとしたが、本開示の技術はこれに限られない。第1の導出部30は、経歴情報A及び細胞情報Bに基づいて培養条件Cを導出することができれば、機械学習を使用しなくても、経歴情報A及び細胞情報Bと、培養条件Cとの対応テーブル、及び計算式等を使用してもよい。また、第2の導出部31についても第1の導出部30と同様に、計測情報Dに基づいて更新培養条件Eを導出することができれば、対応テーブル、及び計算式等のうちの何れを使用してもよい。
In the above-described embodiment, the first out-
また、上述した実施形態の培養条件取得部22は、さらに、計測手段に関する情報D1に基づいた重み付けを付加して更新した更新培養条件Eを、培養条件Cとして取得してもよい。例えば、細かい作業が得意な担当者Aと、細かい作業が苦手な担当者Bとでは、同じ処理を行った場合であっても、細胞の生成に与える影響が異なる場合がある。また、計測に用いた方法においても、担当者の目視と、計測装置を用いた計測とでは、細胞の生成に与える影響が異なる場合がある。そのため、更新した更新培養条件Eに計測手段に関する情報D1に基づいた重み付け、すなわち、計測手段に関する情報D1において、計測結果がより正確になる方に重み付けをより重く付加することにより、培養条件Cは、上述した実施形態と比較してより最適な培養条件Cを取得することができる。
Further, the culture
また、上述した実施形態の学習済みモデルMは、新たな計測情報D及びこの計測情報Dを取得した時点で取得された培養条件Cから導出される更新培養条件Eと、目標とする品質で、かつ目標とする数の細胞が生成できる確率を出力とを出力するように学習がなされるが、これに限定されず、培養条件Cのかわりに、経歴情報Aと細胞情報Bを含めた情報から更新培養条件Eを導出するようにしてもよい。
Further, the trained model M of the above-described embodiment has new measurement information D and updated culture condition E derived from the culture condition C acquired at the time when the measurement information D is acquired, and the target quality. In addition, learning is performed so as to output the probability that the target number of cells can be generated, but the learning is not limited to this, and instead of the culture condition C, the information including the history information A and the cell information B is used. The renewal culture condition E may be derived.
また、上述した実施形態の報知部14は、培養条件Cを表示するようにしたが、これらに加えて、細胞情報Bが示す細胞を生成することができる確率、経歴情報A、細胞情報B、取得した計測情報D、すなわち計測手段に関する情報D1や計測で得られた計測結果を示す情報D2、また計測で得られた計測結果を示す情報D2の継時的変化等を表示するようにしてもよい。
Further, the
なお、上記実施形態で説明した処理はあくまでも一例である。従って、本開示の技術の主旨を逸脱しない範囲内において不要なステップを削除したり、新たなステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりしてもよいことは言うまでもない。
The process described in the above embodiment is merely an example. Therefore, it goes without saying that unnecessary steps may be deleted, new steps may be added, or the processing order may be changed within a range that does not deviate from the gist of the technique of the present disclosure.
また、本開示の技術の一実施形態である細胞生成支援装置1は、本開示の技術の主旨を逸脱しない範囲内において適宜設計変更可能である。
Further, the cell
1 細胞作成支援装置
11 CPU
12 メモリ
13 ストレージ
14 報知部
15 入力部
21 情報取得部
22 培養条件取得部
30 第1の導出部
31 第2の導出部
40 患者
41 血球細胞
42 皮膚細胞
43,44,45,46 iPS細胞
47 神経細胞
48 心筋細胞
49 肝臓細胞
A 経歴情報
B 細胞情報
B1 細胞の種類
B2 目標細胞数
B3 細胞の状態
B4 生成を完了したい日数
C 培養条件
D 計測情報
D1 計測手段に関する情報
D2 計測で得られた計測結果を示す情報
E 更新培養条件
M 学習済みモデル(第1の学習済みモデル,第2の学習済みモデル)
P 情報の組(第1の情報の組)
G 情報の組(第2の情報の組)
R 情報セット
S 情報セット
T1 初期化工程
T1 初期工程
T2 培養工程
T3 分化工程
X 患者
1 Cell creation support device
11 CPU
12 memory
13 storage
14 Notification unit
15 Input section
21 Information acquisition department
22 Culture condition acquisition section
30 First out-licensing unit
31 Second out-licensing unit
40 patients
41 Blood cells
42 skin cells
43,44,45,46 iPS cells
47 nerve cells
48 cardiomyocytes
49 liver cells
A Career information
B cell information
B1 cell type
B2 Target number of cells
B3 cell status
Number of days you want to complete B4 generation
C culture conditions
D Measurement information
Information about D1 measuring means
Information showing the measurement results obtained by D2 measurement
E Renewal culture conditions
M trained model (first trained model, second trained model)
P set of information (first set of information)
G Information set (second information set)
R information set
S information set
T1 initialization process
T1 initial process
T2 culture process
T3 differentiation process
X patient
Claims (20)
使用する細胞の経歴を示す経歴情報及び生成したい細胞の細胞情報を取得する情報取得部と、
前記情報取得部で取得した前記経歴情報及び前記細胞情報に基づいて細胞を培養するための培養条件を取得する培養条件取得部とを含む細胞生成支援装置。
An information acquisition unit that acquires history information indicating the history of cells to be used and cell information of cells to be generated, and
A cell generation support device including a culture condition acquisition unit that acquires culture conditions for culturing cells based on the history information and the cell information acquired by the information acquisition unit.
前記培養条件取得部は、細胞を初期化する初期化工程、細胞を培養する培養工程、及び細胞を分化誘導させる分化工程のうちの何れかの工程において、細胞を計測する際の計測に関連する計測情報に基づいて更新した更新培養条件を、前記培養条件として取得する請求項1に記載の細胞生成支援装置。
The culture condition acquisition unit is related to measurement when measuring cells in any one of the initialization step of initializing cells, the culture step of culturing cells, and the differentiation step of inducing differentiation of cells. The cell generation support device according to claim 1, wherein the updated culture conditions updated based on the measurement information are acquired as the culture conditions.
前記培養条件取得部は、前記経歴情報及び前記細胞情報に基づいて前記培養条件を導出する第1の導出部を含む請求項1に記載の細胞生成支援装置。
The cell generation support device according to claim 1, wherein the culture condition acquisition unit includes a first derivation unit that derives the culture conditions based on the history information and the cell information.
前記第1の導出部は、使用する細胞の経歴を示す経歴情報及び生成したい細胞の細胞情報を含む第1の情報の組と、前記第1の情報の組に対応する培養条件との情報セットを複数含む学習情報を用いて機械学習された第1の学習済みモデルを含む請求項3に記載の細胞生成支援装置。
The first derivation unit is an information set of a first set of information including history information indicating the history of cells to be used and cell information of cells to be generated, and culture conditions corresponding to the first set of information. The cell generation support device according to claim 3, which includes a first trained model machine-learned using learning information including a plurality of learned information.
前記培養条件取得部は、
前記情報取得部で取得した前記経歴情報及び前記細胞情報に基づいて前記培養条件を導出する第1の導出部と、前記計測情報に基づいて更新した前記更新培養条件を前記培養条件として導出する第2の導出部とを含む請求項2に記載の細胞生成支援装置。
The culture condition acquisition unit
A first derivation unit that derives the culture conditions based on the history information and the cell information acquired by the information acquisition unit, and a first derivation unit that derives the updated culture conditions updated based on the measurement information as the culture conditions. The cell generation support device according to claim 2, which includes a derivation unit of 2.
前記第1の導出部は、使用する細胞の経歴を示す経歴情報及び生成したい細胞の細胞情報を含む第1の情報の組と、前記第1の情報の組に対応する培養条件との情報セットを複数含む学習情報を用いて機械学習された第1の学習済みモデルを含み、
前記第2の導出部は、細胞を初期化する初期化工程、細胞を培養する培養工程、及び細胞を分化誘導させる分化工程のうちの何れかの工程において、細胞を計測する際の計測に関連する計測情報及び培養条件を含む第2の情報の組と、前記第2の情報の組に対応する更新培養条件との情報セットを複数含む学習情報を用いて機械学習された第2の学習済みモデルを含む請求項5に記載の細胞生成支援装置。
The first derivation unit is an information set of a first set of information including history information indicating the history of the cells to be used and cell information of the cells to be generated, and culture conditions corresponding to the first set of information. Including the first trained model machine-learned using the training information containing a plurality of
The second derivation unit is related to measurement when measuring cells in any one of a reprogramming step of reprogramming cells, a culturing step of culturing cells, and a differentiation step of inducing differentiation of cells. The second learned machine-learned using the learning information including a plurality of information sets of the second set of information including the measurement information and the culture condition to be performed and the updated culture condition corresponding to the second set of information. The cell generation support device according to claim 5, which includes a model.
前記第1の学習済みモデルと前記第2の学習済みモデルとは1つの学習済みモデルで構成されている請求項6に記載の細胞生成支援装置。
The cell generation support device according to claim 6, wherein the first trained model and the second trained model are composed of one trained model.
前記計測情報は、計測手段に関連する情報及び前記計測手段による計測で得られた計測結果を示す情報の少なくとも一方の情報である請求項2及び請求項5から7の何れか1項に記載の細胞生成支援装置。
The measurement information according to any one of claims 2 and 5 to 7, wherein the measurement information is at least one of information related to the measurement means and information indicating the measurement result obtained by the measurement by the measurement means. Cell generation support device.
前記計測手段に関連する情報は、計測に用いた方法及び計測した担当者の何れか一方を示す情報を含み、
前記計測結果を示す情報は、計測された細胞の状態、培地の状態、及び菌の有無のうち、何れか1以上の情報を含む請求項8に記載の細胞生成支援装置。
The information related to the measuring means includes information indicating either the method used for the measurement or the person in charge of the measurement.
The cell generation support device according to claim 8, wherein the information indicating the measurement result includes information on any one or more of the measured cell state, medium state, and presence / absence of bacteria.
前記計測された細胞の状態は、細胞の形状、細胞の色、細胞の数、細胞の大きさ、細胞の匂い、細胞の遺伝子発現、細胞の代謝物の種類、及び細胞のタンパク質のうち、何れか1以上の情報を含む請求項9に記載の細胞生成支援装置。
The measured cell state is any of cell shape, cell color, cell number, cell size, cell odor, cell gene expression, cell metabolite type, and cell protein. The cell generation support device according to claim 9, which includes one or more pieces of information.
前記培養条件取得部は、前記計測手段に関する情報に基づいた重み付けを付加して更新した更新培養条件を、前記培養条件として取得する請求項8から10の何れか1項に記載の細胞生成支援装置。
The cell generation support device according to any one of claims 8 to 10, wherein the culture condition acquisition unit acquires the updated culture condition updated by adding weighting based on the information about the measurement means as the culture condition. ..
前記培養条件を報知する報知部を含む請求項1から11の何れか1項に記載の細胞生成支援装置。
The cell generation support device according to any one of claims 1 to 11, which includes a notification unit that notifies the culture conditions.
前記培養条件は、使用する細胞の種類、使用する細胞数、使用する容器の種類、使用する培地の種類、使用する添加物の種類、処理のタイミング、及び担当者に関する情報のうち、何れか1以上を含む請求項1から12の何れか1項に記載の細胞生成支援装置。
The culture condition is any one of the types of cells used, the number of cells used, the type of container used, the type of medium used, the type of additives used, the timing of treatment, and information on the person in charge. The cell generation support device according to any one of claims 1 to 12, which includes the above.
前記処理のタイミングは、播種のタイミング、継代のタイミング、培地を交換するタイミング、添加物を添加するタイミング、及び細胞を検査するタイミングのうち、何れか1以上のタイミングを含む請求項13に記載の細胞生成支援装置。
The timing of the treatment according to claim 13, which includes any one or more of the timing of seeding, the timing of passage, the timing of changing the medium, the timing of adding the additive, and the timing of examining the cells. Cell generation support device.
前記経歴情報は、使用する細胞の保有者である患者の名前、前記患者の性別、前記患者の血液型、前記患者の人種、前記患者の年齢、前記患者の疾患歴、前記患者の免疫情報、及び前記患者の血縁者の疾患歴のうち、何れか1以上の情報を含む請求項1から14の何れか1項に記載の細胞生成支援装置。
The background information includes the name of the patient who is the carrier of the cells to be used, the sex of the patient, the blood type of the patient, the race of the patient, the age of the patient, the disease history of the patient, and the immunological information of the patient. The cell generation support device according to any one of claims 1 to 14, which includes information on any one or more of the disease histories of relatives of the patient.
前記細胞情報は、生成したい細胞の種類、生成したい細胞の数、生成したい細胞の状態、及び生成を完了したい日数のうち、何れか1以上の情報を含む請求項1から15の何れか1項に記載の細胞生成支援装置。
The cell information is any one of claims 1 to 15, which includes information on any one or more of the type of cell to be generated, the number of cells to be generated, the state of the cell to be generated, and the number of days to complete the generation. The cell generation support device according to.
使用する細胞の経歴を示す経歴情報及び生成したい細胞の細胞情報を取得し、
取得した前記経歴情報及び前記細胞情報に基づいて細胞を培養するための培養条件を取得する細胞生成支援方法。
Obtain the history information indicating the history of the cells to be used and the cell information of the cells to be generated,
A cell generation support method for acquiring culture conditions for culturing cells based on the acquired history information and the cell information.
細胞を初期化する初期化工程、細胞を培養する培養工程、及び細胞を分化誘導させる分化工程のうちの何れかの工程において、細胞を計測する際の計測に関連する計測情報に基づいて更新した更新培養条件を、前記培養条件として取得する請求項17に記載の細胞生成支援方法。
Updated based on measurement information related to measurement when measuring cells in any one of the reprogramming step of reprogramming cells, the culturing step of culturing cells, and the differentiation step of inducing differentiation of cells. The cell generation support method according to claim 17, wherein the renewal culture condition is acquired as the culture condition.
使用する細胞の経歴を示す経歴情報及び生成したい細胞の細胞情報を取得する手順と、
取得した前記経歴情報及び前記細胞情報に基づいて細胞を培養するための培養条件を取得する手順とをコンピュータに実行させる細胞生成支援プログラム。
The procedure for acquiring the history information indicating the history of the cells to be used and the cell information of the cells to be generated, and
A cell generation support program that causes a computer to execute a procedure for acquiring culture conditions for culturing cells based on the acquired history information and the cell information.
細胞を初期化する初期化工程、細胞を培養する培養工程、及び細胞を分化誘導させる分化工程のうちの何れかの工程において、細胞を計測する際の計測に関する計測情報に基づいて更新した更新培養条件を、前記培養条件として取得する手順をさらにコンピュータに実行させる請求項19に記載の細胞生成支援プログラム。
Renewal culture updated based on measurement information related to measurement when measuring cells in any one of the reprogramming step of reprogramming cells, the culturing step of culturing cells, and the differentiation step of inducing differentiation of cells. The cell generation support program according to claim 19, wherein the computer further executes a procedure for acquiring the conditions as the culture conditions.
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