KR20140017552A

KR20140017552A - 표시 제어 장치 및 방법, 화상 처리 장치 및 방법과 프로그램

Info

Publication number: KR20140017552A
Application number: KR1020137021429A
Authority: KR
Inventors: 도모히로 하야카와; 다케시 구니히로; 에리코 마츠이
Original assignee: 소니 주식회사
Priority date: 2011-02-28
Filing date: 2012-02-28
Publication date: 2014-02-11
Also published as: JP2012194168A; EP2682455A1; EP2682455A4; US20190311483A1; US10311581B2; CN105847633B; JP6078943B2; WO2012118049A1; EP2682455B1; KR101900977B1; US10650534B2; US20130321459A1; CN103380209A; CN105847633A

Abstract

본 기술은, 관찰 대상의 움직임이 용이하면서 비침습으로 관찰할 수 있도록 하는 표시 제어 장치 및 방법, 화상 처리 장치 및 방법과 프로그램에 관한 것이다. 세포를 포함하는 하나 또는 복수의 화상에 의해, 세포 화상의 표시 제어를 행하는 제1 표시 제어부와, 상기 하나 또는 복수의 화상에 의해 부분 영역마다 생성된 움직임량의 일부 또는 전부를, 상기 부분 영역마다 대응지어, 상기 세포 화상에 중첩 표시하도록 표시 제어를 행하는 제2 표시 제어부를 구비한다. 본 발명은 표시 제어 장치 또는 화상 처리 장치에 적용할 수 있다.

Description

표시 제어 장치 및 방법, 화상 처리 장치 및 방법과 프로그램{DISPLAY CONTROL APPARATUS AND METHOD, IMAGE PROCESSING APPARATUS AND METHOD, AND PROGRAM}

본 발명은, 표시 제어 장치 및 방법, 화상 처리 장치 및 방법과 프로그램에 관한 것으로, 특히 박동의 전파를 용이하면서 비침습(非侵襲)으로 관찰할 수 있도록 한 표시 제어 장치 및 방법, 화상 처리 장치 및 방법과 프로그램에 관한 것이다.

재생 의료의 분야에 있어서는, 세포를 배양하여 제조한 배양 세포를 이용하여, 사고나 질병 등에 의해 상실된 몸의 세포, 조직, 기관 등의 재생, 또한 기능의 회복을 도모하는 등의 일이 행해지고 있다. 이와 같은 배양 세포로서 제조할 수 있는 세포 조직은 여러 갈래에 걸치지만, 그 중의 하나로 심근 세포가 있고, 심장 치료에 이용된다. 이 배양 심근 세포는 그 자체가 박동에 상당하는 움직임을 한다. 따라서, 배양 심근 세포의 제조 단계에 있어서는, 예를 들어 상기 움직임이 양호한지 여부에 대한 품질 평가를 행하는 것이 필요해진다.

이와 같은 배양 심근 세포의 품질 평가를 행함에 있어서, 예를 들어 현 상황에 있어서는, 육안에 의한 관찰이 행해지고 있다. 또한, 배양 심근 세포에 전극을 꽂아 전위를 측정하는 등의 일도 행해지고 있다. 그러나, 육안에 의한 관찰에서는, 관찰자의 주관에 의한 부분이 커서, 객관적이며 정확한 평가 결과를 얻는 것이 어렵다. 또한, 전위를 측정하는 경우에 있어서는 배양 심근 세포에 전극이 접촉하기 때문에 비침습이 아니라고 하는 문제가 있다. 또한, 전위에 의한 측정에 기초하여 정량화할 수 있는 정보는 예를 들어 박동 시간 정도로 한정된다. 또한, 측정 대상이 전극 상으로 제한된다.

따라서, 종래 기술로서, 심근 세포를 촬영하여 얻어지는 촬상 화면 중에 측정점을 설정하고, 이 측정점의 휘도를 자동 계측하여, 그 계측값으로부터 심근 세포의 변형 주기를 측정하려 하는 구성이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).

그런데, 배양 심근 세포의 위상차 관찰 동화상의 해석에 의해 구한 여러 영역의 박동은, 배양 일수 의존적으로 협동적인 박동을 나타내지만, 다양한 약제의 투여에 따라 변동을 나타낸다. 이와 같은 변동을 어떠한 방법에 의해 검출함으로써, 약제 개발 시의 약제 독성이나 효과 등을 사전에 평가하는 것이 가능해져서, 최근 주목을 받고 있다.

종래에는, 예를 들어 배양 접시의 바닥에 배치한 전극에 의해 세포의 외장 전위를 검출하고 세포의 막 전위 변화에 따라서 세포의 박동 거동을 파악하는 방법이 있었다. 또한, 세포 내에 칼슘에 결합하여 발광하는 형광 색소를 집어넣어, 세포의 흥분(활동 전위)에 따라서 변동하는 칼슘 농도를 검출함으로써, 세포의 박동 리듬을 검출하고, 또한 세포의 정보 전파 패턴을 평가하는 방법도 있었다.

일본 특허 공개 소63-233392호 공보(도 1)

그러나, 배양 접시에 전극을 배치하고, 전위 변화를 검출하는 방법의 경우, 특정한 배양 접시가 필요하였다. 또한, 박동의 전파 검출은 배양 접시 위에 설치하는 전극의 밀도에 의존하므로, 기존의 장치 밀도로는 복잡한 전파 패턴의 검출이 곤란하였다. 또한, 형광 색소를 집어넣는 방법의 경우, 형광 색소가 고가이며, 형광 색소를 집어넣는 작업이 번잡하여 시간을 요하고, 나아가서는 퇴색의 우려도 있었다. 또한, 이들 방법에서는, 관찰 대상에 대하여 전압을 인가하거나, 형광 색소를 집어넣거나 하므로, 관찰 대상에 대하여 영향을 미칠 가능성이 있었다. 즉, 이들 방법에서는, 박동의 전파 관찰을 용이하면서 비침습으로 행할 수 없을 우려가 있었다.

본 발명은, 이와 같은 상황을 감안하여 이루어진 것으로, 박동의 전파를 용이하면서 비침습으로 관찰할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 측면은, 세포를 포함하는 하나 또는 복수의 화상에 의해, 세포 화상의 표시 제어를 행하는 제1 표시 제어부와, 상기 하나 또는 복수의 화상에 의해 부분 영역마다 생성된 움직임량의 일부 또는 전부를, 상기 부분 영역마다 대응지어, 상기 세포 화상에 중첩 표시하도록 표시 제어를 행하는 제2 표시 제어부를 구비하는 화상 처리 장치이다.

상기 세포는, 수동적 또는 능동적으로 움직이는 세포이며, 상기 제2 표시 제어부는, 상기 세포의 움직임의 전파 모습을 표현하도록, 상기 움직임량의 일부 또는 전부를 표시시킬 수 있다.

상기 제2 표시 제어부는, 상기 세포의 움직임의 전파 모습을, 상기 세포 화상에서의 상기 움직임량 분포의 경시(經時) 변화로서 표시시킬 수 있다.

상기 제2 표시 제어부는, 상기 움직임량 분포를 표현하는 곡면 또는 평면상의 2차원 맵을, 복수의 시각의 각각에 대하여 표시시킴으로써, 상기 움직임량 분포의 경시 변화를 표현할 수 있다.

상기 제2 표시 제어부는, 상기 세포 화상에서의 상기 움직임량의 위치를 상기 2차원 맵 위의 위치로서 표현하고, 상기 움직임량의 절대값을, 색, 농도, 또는 모양으로서 표현할 수 있다.

상기 세포 화상은 동화상이며, 상기 제2 표시 제어부는, 상기 세포 화상의 각 프레임 화상에, 상기 프레임 화상에 대응하는 상기 움직임량의 일부 또는 전부를 중첩 표시시킬 수 있다.

상기 제2 표시 제어부는, 상기 움직임량과 함께 상기 움직임량 분포의 평가 결과를 표시시킬 수 있다.

본 발명의 일 측면은, 또한 표시 제어 장치의 표시 제어 방법으로서, 제1 표시 제어부가, 세포를 포함하는 하나 또는 복수의 화상에 의해, 세포 화상의 표시 제어를 행하고, 제2 표시 제어부가, 상기 하나 또는 복수의 화상에 의해 부분 영역마다 생성된 움직임량의 일부 또는 전부를, 상기 부분 영역마다 대응지어, 상기 세포 화상에 중첩 표시하도록 표시 제어를 행하는 표시 제어 방법이다.

본 발명의 일 측면은, 또한, 컴퓨터를, 세포를 포함하는 하나 또는 복수의 화상에 의해, 세포 화상의 표시 제어를 행하는 제1 표시 제어부, 상기 하나 또는 복수의 화상에 의해 부분 영역마다 생성된 움직임량의 일부 또는 전부를, 상기 부분 영역마다 대응지어, 상기 세포 화상에 중첩 표시하도록 표시 제어를 행하는 제2 표시 제어부로서 기능시키기 위한 프로그램이다.

본 발명의 다른 측면은, 세포를 포함하는 하나 또는 복수의 화상에 대하여, 부분 영역마다 움직임량을 생성하는 움직임량 생성부와, 상기 움직임량 생성부에 의해 생성된 상기 움직임량의 일부 또는 전부를 이용하여, 상기 세포의 움직임의 전파 모습을 평가하는 평가부를 구비하는 화상 처리 장치이다.

상기 평가부는, 상기 움직임량에 의해 나타내는 상기 세포의 움직임의 전파 모습의, 상기 세포의 움직임이 정상인 것이 확실한 경우와의 비교 결과를 화상으로서 표시시킬 수 있다.

상기 평가부는, 상기 세포 화상의 움직임량에 대하여, 상기 세포의 움직임이 정상인 것이 확실한 경우와의 차분을 구하고, 상기 차분을 평가함으로써, 상기 세포의 움직임의 전파 모습의 변화를 정량적으로 평가할 수 있다.

상기 평가부는, 상기 세포 화상에서의 움직임이 없는 부동 영역의 변화를 평가할 수 있다.

상기 평가부는, 상기 움직임량이 큰 영역의 이동 속도의 변화를 평가할 수 있다.

상기 평가부는, 상기 움직임량의 무게 중심의 궤적 변화를 평가할 수 있다.

상기 평가부는, 상기 세포 화상에서의 움직임의 속도나 방향에 대한 히스토그램을 평가할 수 있다.

상기 평가부는, 수시간 내지 수일간의 관찰 기간에 대하여, 상기 세포의 움직임의 전파 모습을 평가할 수 있다.

상기 평가부는, 심근 세포의 Q파와 T파간 시간의 연장인 QT 연장의 발생에 구애되지 않고, 상기 심근 세포의 부정맥의 발생을 검출하도록, 상기 세포의 움직임의 전파 모습을 평가할 수 있다.

본 발명의 다른 측면은, 또한 화상 처리 장치의 화상 처리 방법으로서, 움직임량 생성부가, 세포를 포함하는 하나 또는 복수의 화상에 대하여, 부분 영역마다 움직임량을 생성하고, 평가부가, 생성된 상기 움직임량의 일부 또는 전부를 이용하여, 상기 세포의 움직임의 전파 모습을 평가하는 화상 처리 방법이다.

본 발명의 다른 측면은, 또한 컴퓨터를, 세포를 포함하는 하나 또는 복수의 화상에 대하여, 부분 영역마다 움직임량을 생성하는 움직임량 생성부, 상기 움직임량 생성부에 의해 생성된 상기 움직임량의 일부 또는 전부를 이용하여, 상기 세포의 움직임의 전파 모습을 평가하는 평가부로서 기능시키기 위한 프로그램이다.

본 발명의 일 측면에 있어서는, 세포를 포함하는 하나 또는 복수의 화상에 의해, 세포 화상의 표시 제어가 행해지고, 하나 또는 복수의 화상에 의해 부분 영역마다 생성된 움직임량의 일부 또는 전부를, 그 부분 영역마다 대응지어, 세포 화상에 중첩 표시하도록 표시 제어가 행해진다.

본 발명의 다른 측면에 있어서는, 세포를 포함하는 하나 또는 복수의 화상에 대하여, 부분 영역마다 움직임량이 생성되고, 생성된 움직임량의 일부 또는 전부를 이용하여, 세포의 움직임의 전파 모습이 평가된다.

본 발명에 의하면, 화상을 처리할 수 있다. 특히, 박동의 전파를 용이하면서 비침습으로 관찰할 수 있다.

도 1은 움직임의 협동성을 설명하는 도면이다.
도 2는 움직임의 협동성을 설명하는 도면이다.
도 3은 약제 평가 장치의 주된 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 4는 약제 투여에 의한 박동의 전파에 대한 영향의 모습의 예를 화상화한 도면이다.
도 5는 약제 투여에 의한 박동의 전파에 대한 영향의 모습의 다른 예를 화상화한 도면이다.
도 6은 약제 투여에 의한 박동의 전파에 대한 영향의 모습의, 또 다른 예를 화상화한 도면이다.
도 7은 평가 지표 데이터 생성부의 주된 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 8은 평가 대상 화상 데이터의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 9는 움직임 검출부의 주된 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 10은 프레임 화상 데이터의 블록 분할의 예를 설명하는 도면이다.
도 11은 움직임 검출 데이터의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 12는 평가부의 주된 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 13은 움직임 평가부의 주된 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 14는 움직임량 무게 중심 평가의 모습의 예를 설명하는 도면이다.
도 15는 상관 히스토그램 평가의 모습의 예를 설명하는 도면이다.
도 16은 상관 히스토그램 평가의 모습의 예를 설명하는, 도 15에 계속되는 도면이다.
도 17은 상관 히스토그램 평가의 모습의 예를 설명하는, 도 16에 계속되는 도면이다.
도 18은 평가 처리의 흐름의 예를 설명하는 흐름도이다.
도 19는 평가 지표 데이터 생성 처리의 흐름의 예를 설명하는 흐름도이다.
도 20은 영향 평가 처리의 흐름의 예를 설명하는 흐름도이다.
도 21은 움직임 평가 처리의 흐름의 예를 설명하는 흐름도이다.
도 22는 퍼스널 컴퓨터의 주된 구성예를 나타내는 블록도이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태(이하, '실시 형태'라고 함)에 대하여 설명한다.

설명은 이하의 순서에 의해 행한다.

1. 제1 실시 형태(약제 평가 장치)

2. 제2 실시 형태(퍼스널 컴퓨터)

<1. 제1 실시 형태>

[배양 심근 세포]

예를 들어 재생 의료에 있어서는, 생체로부터 채취된 세포를 배양하여 제조되는 세포 조직인 배양 세포를 이용하여 각종 인체의 조직, 기관 등을 치료하는 일이 행해진다. 도 1의 A에 도시된 배양 세포(1)는, 심근 세포를 배양하여 육성시킨 것이다. 심근 세포를 배양한 배양 세포인 배양 심근 세포는, 예를 들어 심장의 치료 등에 이용될 가능성이 있다. 또한, 약제 개발 시의 심장에 대한 독성 평가에도 이용된다.

생체 내에 있어서, 심근 세포는 항시 수축과 이완을 반복하면서 박동한다. 따라서, 배양 심근 세포인 배양 세포(1)도, 그 전체가 수축과 이완을 반복하도록, 예를 들어 도 1의 B에 도시된 움직임 벡터(2)와 같이, 각 부분의 세포가 소정의 방향으로 운동한다. 실제로는, 심근 세포는 자율적으로 박동하는 부분과, 주위의 박동에 의존하여 박동하는 부분이 존재한다. 즉, 부위에 따라서는, 배양 세포(1)가 자율적으로 박동하지 않는 경우도 고려된다. 이러한 경우, 배양 세포(1)에 대하여 전극을 이용하여 외부로부터 전압을 주기적으로 인가함으로써, 배양 세포(1)를 박동시킬 수 있다. 이와 같이 외부로부터의 전압 인가에 의해 페이스 메이크(pace making)된 배양 세포(1)의 박동은, 자율적으로 박동하는 경우와 기본적으로 마찬가지이다. 즉, 배양 세포(1)가 자율적으로 박동하는 경우에도, 전압 인가에 의해 박동하는 경우에도, 본 기술을 이용하여 마찬가지로 관찰할 수 있다.

도 1의 C는, 배양 세포(1)의 관찰 영역을 복수의 부분 영역(블록)으로 분할하고, 블록마다 움직임량(움직임 벡터)을 검출하여, 그 시간적 추이를 관찰한 것이다. 예를 들어, 도 1의 C의 그래프 4-1은 블록 3-1의 움직임량의 시간적 추이를 나타내는 것이며, 그래프 4-2는 블록 3-2의 움직임량의 시간적 추이를 나타내는 것이다.

도 2의 A의 그래프 5-1 내지 그래프 5-3은 그래프 4-1로 나타내는 블록 3-1의 세포의 움직임량과, 그래프 4-2로 나타내는 블록 3-2의 세포의 움직임량의 관계의 시간적 추이를 나타내는 것이다.

생체로부터 채취된 당초에 블록 3-1에 존재하는 세포의 움직임량과, 블록 3-2에 존재하는 세포의 움직임량은, 그래프 5-1로 나타낸 바와 같이, 서로의 상관성은 낮은 것이다. 그러나, 시간이 경과하고 배양이 진행되면, 그래프 5-2로 나타낸 바와 같이 서서히 양자의 상관성이 강해지고, 시간이 더 경과하면, 그래프 5-3으로 나타낸 바와 같이, 양자의 상관성이 매우 강해진다.

즉, 도 2의 B에 도시한 그래프와 같이, 육성한 배양 세포(1)의 복수의 위치 사이의 움직임량의 상관 계수는 큰 값으로 안정된다. 즉, 각 영역의 세포의 움직임의 협동성이 강해진다. 이상적으로는, 각 세포의 동작이 서로 관련되도록 되어, 배양 세포(1) 전체가 하나의 생체 조직으로서 박동하게 된다.

육성한 배양 세포(1)는, 복수의 세포에 의해 구성되지만, 그 세포 사이에서는 갭 정션(gap junction)을 통해 신호의 전달이 행해진다. 이에 의해 세포 사이에서 움직임에 상관성이 발생하여, 배양 세포(1) 전체가 하나의 생체 조직으로서 박동하게 된다. 이와 같이 생육한 배양 세포(1)에 있어서는, 박동이 세포 사이를 전파하게 된다.

이와 같이 높은 상관성(협동성)을 갖고, 박동이 전파하는 배양 세포(1j)는, 약제의 평가에 이용할 수 있다. 예를 들어, 이 배양 세포(1)에 약제를 투여하고, 그 전후의 움직임을 관찰함으로써, 배양 세포(1)의 움직임의 변화로부터 약제의 효과나 독성 등을 평가할 수 있다.

[약제 평가 장치]

도 3은, 약제 평가 장치의 주된 구성예를 나타내는 블록도이다.

도 3에 도시된 약제 평가 장치(100)는, 배양 심근 세포(110)의 움직임을 관찰함으로써 그 배양 심근 세포(110)에 투여된 약제의 평가를 행하는 장치이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 약제 평가 장치(100)는 촬상부(101), 평가 대상 화상 데이터 생성 기록부(102), 평가 지표 데이터 생성부(103) 및 평가부(104)를 갖는다.

촬상부(101)는 관찰 대상인 배양 심근 세포(110)를 촬상한다. 촬상부(101)는, 배양 심근 세포(110)를 직접(다른 부재를 통하지 않고) 촬상해도 되고, 예를 들어 현미경 등과 같은 다른 부재를 통해 배양 심근 세포(110)를 촬상하여도 된다.

또한, 배양 심근 세포(110)는, 촬상부(101)에 대하여 고정되어 있어도 되고, 고정되어 있지 않아도 된다. 약제 평가 장치(100)는, 움직임(위치의 시간적 변화)을 검출하기 위해서, 일반적으로는, 배양 심근 세포(110)가 촬상부(101)에 대하여 고정되어 있는 쪽이 바람직하다.

촬상부(101)는, 소정의 기간 배양 심근 세포(110)를 촬상한다. 즉, 촬상부(101)는, 배양 심근 세포(110)를 피사체로 하는 동화상을 얻는다. 촬상부(101)는, 약제 투여 전과 후에 배양 심근 세포(110)를 촬상한다. 또한, 촬상부(101)가, 예를 들어 소정 시간 경과마다 등, 소정의 조건에 따라서 약제 투여 후에 복수 회 배양 심근 세포(110)를 촬상하도록 하여도 된다.

촬상부(101)는, 촬상에 의해 얻어진 배양 심근 세포(110)의 화상의 화상 신호(111: 동화상)를 평가 대상 화상 데이터 생성 기록부(102)에 공급한다.

평가 대상 화상 데이터 생성 기록부(102)는, 촬상부(101)로부터 공급되는 화상 신호를 기초로 하여 평가 대상 화상 데이터를 생성하고, 생성된 평가 대상 화상 데이터를 예를 들어 내부의 기록 매체에 기록하여 보존한다. 여기서 생성되는 평가 대상 화상 데이터는, 예를 들어 배양 심근 세포(110)를 촬상한 화상 신호로부터 생성되는 동화상 데이터가 된다.

예를 들어, 평가 대상 화상 데이터 생성 기록부(102)가, 촬상부(101)로부터 공급되는 복수의 프레임 화상 중에서 일부 기간인 프레임 화상만을 추출하고, 그것을 평가 대상 화상 데이터로 하도록 하여도 된다. 또한, 예를 들어 평가 대상 화상 데이터 생성 기록부(102)가, 촬상부(101)로부터 공급되는 각 프레임 화상의 일부 영역을 소 프레임 화상으로서 추출하고, 그 소 프레임 화상으로 이루어지는 동화상을 평가 대상 화상 데이터로 하도록 하여도 된다.

또한, 예를 들어 평가 대상 화상 데이터 생성 기록부(102)가, 촬상부(101)로부터 공급되는 각 프레임 화상에 대하여 임의의 화상 처리를 실시하고, 그 화상 처리 결과를 평가 대상 화상 데이터로 하도록 하여도 된다. 화상 처리로서는, 예를 들어 화상의 확대, 축소, 회전, 변형, 휘도나 색도의 보정, 샤프니스, 노이즈 제거, 중간 프레임 화상 생성 등이 고려된다. 물론, 이들 이외의 어떠한 화상 처리이어도 된다.

평가 대상 화상 데이터 생성 기록부(102)는, 기억하고 있는 평가 대상 화상 데이터(112)를, 소정의 타이밍에 있어서, 또는 평가 지표 데이터 생성부(103)의 요구에 기초하여, 평가 지표 데이터 생성부(103)에 공급한다.

평가 지표 데이터 생성부(103)는, 공급된 평가 대상 화상 데이터(112)의 각 프레임 화상 간에 있어서, 관찰 대상(배양 심근 세포(110))의 화상의 전체 영역을 복수로 분할한 부분 영역인 블록마다, 관찰 대상(배양 심근 세포(110))의 움직임 검출을 행한다.

평가 지표 데이터 생성부(103)는, 그 검출한 각 블록의 움직임을 움직임 벡터로서 나타내고, 그 움직임 벡터의 크기(움직임량)를 구한다. 또한, 이 움직임량은 절대값이므로, 이하에 있어서, 이 움직임량을 움직임량 절대값이라고도 한다.

평가 지표 데이터 생성부(103)는, 그 움직임량 절대값을, 평가 지표 데이터(113)로서 평가부(104)에 공급한다.

평가부(104)는, 평가 지표 데이터(113)로서 공급된 움직임량 절대값을, 2차원 컬러 맵에 맵핑하고, 박동의 전파 모습을 표현하거나, 또한 그 모습을 정량적으로 평가하거나 함으로써, 약제의 평가를 행한다. 평가부(104)는, 그 2차원 컬러 맵이나 정량적인 평가 결과를 평가값(114)으로서 출력한다.

2차원 컬러 맵은, 평면상의 각 위치의 파라미터 크기를 색으로 나타내는 것이다. 이 경우, 평면은 배양 심근 세포(110)의 관찰 영역을 나타내고, 색은 움직임량 절대값(값의 크기)을 나타낸다. 즉, 움직임량 절대값의 위치가 평면상의 위치로 표현되고, 값의 크기가 색으로 표현된다. 즉, 관찰 영역 내의 움직임량 절대값의 분포가 평면상의 색의 변화로 나타난다.

이와 같은 2차원 컬러 맵의 예를 도 4 내지 도 6에 나타낸다. 도 4에 도시된 8장의 컬러 맵은, 각각, 관찰 영역 내의 움직임량 절대값의 분포를 나타내고 있으며, 이 컬러 맵 위의 위치는 관찰 영역 내의 위치를 나타내고, 색 농도가 짙은 부분일수록 움직임량 절대값이 큰 것을 나타내고 있다. 즉, 색 농도가 짙은 부분은, 격렬하게 박동 중(수축 중 또는 이완 중)인 것을 나타내고 있다. 또한, 컬러 맵 위의 화살표는 설명을 위해 묘화한 것으로, 실제 컬러 맵 위에 그려진 것은 아니다.

8장의 컬러 맵 중, 좌측의 4장의 컬러 맵은, 유기 용매(control)의 투여 후의 박동의 전파 모습을 나타내는 예이다. 유기 용매는, 기본적으로 배양 심근 세포(110)의 박동에 영향을 미치지 않는다. 유기 용매로서는, 예를 들어 디메틸술폭시드(dimethyl sulfoxide) 등이 있다. 이 4장의 컬러 맵의 각각은, 위에서부터 순서대로 투여 직후(0㎳), 투여부터 40㎳ 경과 후, 투여부터 80㎳ 경과 후, 투여부터 120㎳ 경과 후의 박동의 모습을 나타내고 있다.

또한, 우측의 4장의 컬러 맵은, 1-헵탄올(1-Heptanol)의 투여 후의 박동의 전파 모습을 나타내는 예이다. 1-헵탄올은, 세포 사이의 시그널 전달을 중계하는 갭 정션의 기능을 저해하는 것이 알려져 있다. 이 4장의 컬러 맵의 각각은, 위에서부터 순서대로 투여 직후(0㎳), 투여부터 80㎳ 경과 후, 투여부터 160㎳ 경과 후, 투여부터 240㎳ 경과 후의 박동의 모습을 나타내고 있다.

도 4의 좌측의 경우(유기 용매만을 투여한 예의 경우), 화살표로 나타낸 바와 같이, 박동(색 농도가 짙은 부분)은 시간의 경과와 함께 그 범위를 넓히면서도, 대체로 우측 위부터 좌측 아래 방향으로, 처음의 위치에서 멀어지도록 직선적으로 전파되고 있다. 이것은, 갭 정션이 정상적으로 기능하여, 전파가 원활하게 진행되고 있는 모습을 나타내고 있다.

이에 반하여, 도 4의 우측의 경우(1-헵탄올을 투여한 예의 경우), 화살표로 나타낸 바와 같이, 박동(색 농도가 짙은 부분)은 시간의 경과와 함께 회전하도록 방향을 바꿔가면서 곡선적으로 전파되고 있다. 즉, 때때로 처음의 위치로 되돌아가는 방향으로도 진행한다(역행함). 또한, 좌측에 비하여 박동의 전파에 장시간을 필요로 한다(전파 속도가 느림). 이것은, 갭 정션의 기능이 저해되어, 전파가 원활하게 진행되지 않는 모습을 나타내고 있다.

도 5의 컬러 맵은, 유기 용매(control)의 투여 후와 18-β-글리시레틴산(18-β-Glycyrrhetinic acid)의 투여 후에 박동의 전파 모습을 비교하는 것이다. 18-β-글리시레틴산은, 1-헵탄올과 마찬가지로 갭 정션을 저해하는 것이 알려져 있다. 도 5의 우측 5장의 컬러 맵의 각각은, 위에서부터 순서대로 투여 직후(0㎳), 투여부터 80㎳ 경과 후, 투여부터 120㎳ 경과 후, 투로부터 160㎳ 경과 후, 투여부터 240㎳ 경과 후의 박동의 모습을 나타내고 있다.

도 5의 좌측의 경우(유기 용매만을 투여한 예의 경우), 도 4의 좌측의 경우와 마찬가지로, 화살표로 나타낸 바와 같이, 박동(색 농도가 짙은 부분)은 시간의 경과와 함께, 대체로 위에서 아래 방향으로, 처음의 위치에서 멀어지도록 대략 직선적으로 전파되고 있다. 이것은, 갭 정션이 정상적으로 기능하여, 전파가 원활하게 진행되고 있는 모습을 나타내고 있다.

이에 반하여, 도 5의 우측의 경우(18-β-글리시레틴산을 투여한 예의 경우), 화살표로 나타낸 바와 같이, 박동(색 농도가 짙은 부분)은 우측에서 좌측, 하측에서 상측, 좌측에서 우측 등, 여러 방향으로 전파된다. 또한, 도중에 박동의 전파가 일시적으로 정지하는(관찰 대상 영역에서 박동의 전파가 발생하지 않는) 경우가 있다. 또한, 좌측에 비하여 박동의 전파에 장시간을 필요로 한다(전파 속도가 느림). 이것은, 갭 정션의 기능이 저해되어, 전파가 원활하게 진행되지 않는 모습을 나타내고 있다.

도 6의 컬러 맵은, 유기 용매(control)의 투여 후와 DL-소탈롤(dl-sotalol)의 투여 후에, 박동의 전파 모습을 비교하는 것이다. DL-소탈롤은, 칼륨 채널을 저해하는 것이 알려져 있다. 도 6의 우측의 6장의 컬러 맵의 각각은, 위에서부터 순서대로 투여 직후(0㎳), 투여부터 40㎳ 경과 후, 투여부터 80㎳ 경과 후, 투여부터 120㎳ 경과 후, 투여부터 160㎳ 경과 후, 투여부터 200㎳ 경과 후의 박동의 모습을 나타내고 있다.

도 6의 좌측의 경우(유기 용매만을 투여한 예의 경우), 도 4나 도 5의 좌측의 경우와 마찬가지로, 화살표로 나타낸 바와 같이, 박동(색 농도가 짙은 부분)은시간의 경과와 함께, 대체로 좌측 위에서 우측 아래 방향으로, 처음의 위치에서 멀어지도록 대략 직선적으로 전파되고 있다. 이것은, 각 세포의 박동이 안정되고 있어, 전파가 원활하게 진행되고 있는 모습을 나타내고 있다.

이에 반하여, 도 6의 우측의 경우(DL-소탈롤을 투여한 예의 경우), 화살표로 나타낸 바와 같이, 박동(색 농도가 짙은 부분)은 좌측 위에서부터 우측 아래로 전파하지만 관찰 영역 내에 있어서, 그 전파가 정지한다. 또한, 그 후, 좌측 아래부터 우측 위를 향하는 박동의 전파가 시작된다. 또한, 관찰 기간 중, 관찰 영역의 우측의 일부 영역에 있어서는, 박동이 발생하지 않는다. 즉, 박동은, 이 우측의 일부 영역에는 전파되지 않는다. 또한, 좌측에 비하여 박동의 전파 속도가 느리다.

DL-소탈롤을 투여하면 이완 과정에서 작용하는 칼륨 채널 기능의 변화에 따라 이완 과정이 변화한다. 이에 의해, 각 세포의 박동의 파형이 변동이 발생하여, 도 4 내지 도 6의 좌측의 예와 같이, 박동이 원활하게 전파되지 않게 된다.

평가부(104)는, 각 블록의 움직임량 절대값을 이와 같은 2차원 컬러 맵으로 표현한다. 평가부(104)는, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 소정의 프레임 간격(프레임마다이어도 되고, 복수 프레임 걸러이어도 됨)으로 이와 같은 2차원 컬러 맵을 생성한다. 즉, 평가부(104)는, 이 2차원 컬러 맵의 시간적 변화에 따라, 박동의 전파를 표현한다.

평가부(104)는, 이 2차원 컬러 맵을 화상으로서 유저에게 제시할 수 있다. 즉, 약제 평가 장치(100)는, 박동의 전파 모습을 용이하면서 비침습으로 관찰하고, 그 관찰 결과를 제시할 수 있다. 유저는, 제시된 이 2차원 컬러 맵의 화상에서의 박동의 전파 모습으로부터, 투여한 약제에 의한 영향(효과나 독성 등)을 용이하면서 비침습으로 평가할 수 있다.

또한, 평가부(104)는, 이 2차원 컬러 맵을 이용하여, 박동이 전파하는 모습을 정량적으로 평가할 수도 있다. 도 4의 예의 경우, 우측 맵으로 나타내는 약제 투여 후에서의 박동의 전파 모습(직선적으로 전파하는 모습)은 좌측 맵으로 나타내는 약제 투여 전에서의 박동의 전파 모습(관찰 영역 내를 회전하도록 전파하는 모습)과는 상이하다. 평가부(104)는, 예를 들어 이와 같은 약제 투여 전후에서의 박동의 전파 모습을 비교하여, 그 차분값의 크기에 기초하여 약제 투여 후의 박동의 전파 모습이 정상인지 여부를 판정할 수 있다.

또한, 평가부(104)는, 전파 방향의 변화나 방향(예를 들어 역방향 등)을 검출함으로써, 약제 투여 후의 박동의 전파 모습이 정상인지 여부를 판정할 수도 있다. 또한, 평가부(104)는, 전파 속도가 충분히 빠른지 여부를 판정함으로써, 약제 투여 후의 박동의 전파 모습이 정상인지 여부를 판정할 수도 있다.

평가부(104)는, 이와 같은 평가 결과를 평가값(114)으로서 출력할 수 있다. 즉, 약제 평가 장치(100)는, 박동의 전파 모습을, 용이하면서 비침습으로 관찰하여, 평가 대상(투여한 약제에 의한 영향)을 용이하면서 비침습으로 평가할 수 있다.

또한, 약제 평가 장치(100)는, 관찰 대상으로서 배양 심근 세포(110) 이외의 것을 이용하도록 하여도 된다. 예를 들어, 심근 세포 이외의 세포를 관찰 대상으로 하여도 되고, 세포 이외를 관찰 대상으로 하여도 된다. 단, 관찰 대상은, 자신이 움직여서, 그 움직임의 평가에 의해, 그 관찰 대상에 투여한 약제를 평가 가능한 것이 바람직하다. 또한, 이 움직임은, 자율적(자발적(능동적))인 것이어도 되고, 외부로부터 공급되는 전기 신호 등에 의한 수동적인 것이어도 된다.

[평가 지표 데이터 생성부]

도 7은, 도 1의 평가 지표 데이터 생성부(103)의 주된 구성예를 나타내는 블록도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 평가 지표 데이터 생성부(103)는, 움직임 검출부(121), 움직임량 절대값 산출부(122) 및 움직임량 절대값 저장부(123)를 갖는다.

움직임 검출부(121)는, 평가 대상 화상 데이터 생성 기록부(102)로부터 기록된 평가 대상 화상 데이터(112)를 입력하여 블록마다 움직임 검출을 행하고, 그 검출 결과(움직임 벡터)를 움직임 검출 데이터로서, 움직임량 절대값 산출부(122)에 공급한다.

움직임량 절대값 산출부(122)는, 공급된 각 움직임 검출 데이터(움직임 벡터)의 크기인 움직임량 절대값을 산출한다. 움직임량 절대값 산출부(122)는, 산출한 움직임량 절대값을 움직임량 절대값 저장부(123)에 공급하고, 저장시킨다.

움직임량 절대값 저장부(123)는, 소정의 타이밍에 있어서 또는 평가부(104)로부터의 요구에 기초하여, 저장되어 있는 움직임량 절대값을 평가 지표 데이터(113)로서 평가부(104)에 공급한다.

또한, 움직임 검출부(121) 내지 움직임량 절대값 저장부(123)는, 평가 대상 화상 데이터의 각 프레임 화상에 대하여 이 처리를 행한다.

[평가 대상 화상 데이터의 구조]

도 8은, 평가 지표 데이터 생성부(103)에 공급되는 평가 대상 화상 데이터(112)의 구조 예를 나타내고 있다. 촬상은, 소정 길이의 평가 구간(예를 들어 T+1 프레임(T는 임의의 자연수))에서 행해진다. 즉, 평가 지표 데이터 생성부(103)에 공급되는 평가 대상 화상 데이터(112)는, 예를 들어 그 평가 구간에 대응하는 1번째로부터 (T+1)번째까지의 프레임 화상 데이터(132-1 내지 132-(T+1))로 이루어진다.

[움직임 검출부의 구성예]

도 9는, 움직임 검출부(121)의 주된 구성예를 나타내는 블록도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 움직임 검출부(121)는, 프레임 메모리(141) 및 움직임 벡터 산출부(142)를 갖는다. 프레임 메모리(141)는, 평가 대상 화상 데이터(112)로서 1 프레임 기간마다 순차 입력되어 오는 프레임 화상 데이터(132)를 유지한다.

움직임 벡터 산출부(142)는, 현 시각의 평가 대상 화상 데이터(112)로서 입력되는 프레임 화상 데이터와, 프레임 메모리(141)에 유지되어 있는 하나 앞의(시간적으로 전의) 시각의 프레임 화상 데이터를 입력한다. 그리고, 이들 2개 프레임 화상 데이터 간의 움직임을 나타내는 움직임 벡터를, 블록마다 산출한다. 산출된 움직임 벡터는, 움직임 검출 데이터(151)로서 움직임량 절대값 산출부(122)에 공급된다.

도 9의 움직임 검출부(121)가 실행하는 처리에 대하여 보다 상세히 설명한다. 움직임 벡터 산출부(142)는, 현 시각의 프레임 화상 데이터(132)와 하나 앞의(시간적으로 전의) 시각의 프레임 화상 데이터(132)를 입력한다. 움직임 벡터 산출부(142)는, 이들 입력된 프레임 화상 데이터(132)를, 도 10에 도시된 바와 같이, M×N개(M, N은 임의의 자연수)의 블록(161)으로 분할하고, 각 블록(161)에 대하여, 예를 들어 프레임 화상 간의 블록 매칭 등의 방법에 의해 움직임 검출을 행하고, 움직임 벡터를 생성한다. 블록(161)의 각각은, 예를 들어 (16×16)에 의한 화소로 이루어진다.

움직임 벡터 산출부(142)는, 이 움직임 검출 처리를 1번째부터 (T+1)번째까지의 프레임 화상 데이터(132)를 순차 이용하여 실행해 간다. 즉, 움직임 벡터 산출부(142)는, (T+1)개의 프레임 화상을 이용하여, (M×N×T)개의 움직임 검출 데이터(움직임 벡터)를 생성한다. 움직임 벡터 산출부(142)는, 이와 같이 산출한 움직임 벡터를 움직임 검출 데이터로서, 움직임량 절대값 산출부(122)에 공급된다.

T번째와 (T+1)번째의 프레임 화상 데이터(132)를 이용한 마지막 움직임 검출 처리가 완료되면, 움직임량 절대값 산출부(122)에는, 도 11에 도시된 바와 같이, T개의 프레임 단위 움직임 검출 데이터(171-1 내지 171-T)로 이루어지는 움직임 검출 데이터가 공급된다.

프레임 단위 움직임 검출 데이터(171-1 내지 171-T)의 각각은, 프레임 기간마다 얻어지는 현 시각의 프레임 화상 데이터(132)와 하나 앞의(시간적으로 전의) 프레임 화상 데이터(132)를 대상으로 움직임 검출 처리를 행하여 얻어진다.

예를 들어, 3번째의 프레임 단위 움직임 검출 데이터(171-3)는, 4번째의 프레임 화상 데이터(132-4)와 3번째의 프레임 화상 데이터(132-3)를, 각각 현 시각과 하나 앞의 시각의 프레임 화상 데이터로서 입력하여 움직임 검출을 행함으로써 얻어진다.

또한, 프레임 단위 움직임 검출 데이터(171-1 내지 171-T)의 각각은, (M×N)개의 블록 단위 움직임 검출 데이터(181)에 의해 형성된다. 블록 단위 움직임 검출 데이터(181)는, 각각이 하나의 블록(161)에 대응하고, 대응하는 블록(161)에 대하여 검출된 움직임 벡터를 나타내는 데이터가 된다.

이와 같이, 본 실시 형태의 움직임 검출 데이터(151)는, 프레임 단위 움직임 검출 데이터(171)마다 (M×N)개의 블록 단위 움직임 검출 데이터(181)를 갖는 구조로 되어 있다.

[평가부]

도 12는, 평가부(104)의 주된 구성예를 나타내는 블록도이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 평가부(104)는 움직임량 절대값 취득부(201), 맵핑부(202), 경시 변화 해석부(203), 움직임 평가부(204), 표시부(205) 및 출력부(206)를 갖는다.

움직임량 절대값 취득부(201)는, 평가 지표 데이터 생성부(103)의 움직임량 절대값 저장부(123)로부터, 원하는(예를 들어, 유저에게 관찰 대상으로서 지정된) 평가 대상 화상 데이터(112)의 움직임량 절대값을 평가 지표 데이터(113)로서 취득한다. 움직임량 절대값 취득부(201)는, 취득한 움직임량 절대값을 맵핑부(202)에 공급한다.

맵핑부(202)는, 공급된 움직임량 절대값을, 그 블록의 좌표에 따라서 평면상에 맵핑하고, 도 4에 도시된 바와 같은 2차원 컬러 맵을 생성한다. 맵핑부(202)는, 복수 프레임(평가 대상 화상 데이터(112)의 전부 또는 일부의 프레임)에 대하여서, 전술한 2차원 컬러 맵을 생성한다.

맵핑부(202)는, 생성한 2차원 컬러 맵을, 표시부(205)에 공급하여 그 화상을 표시시키거나, 출력부(206)에 공급하여 데이터를 약제 평가 장치(100)의 외부(다른 장치 등)로 출력시키거나 한다. 또한, 맵핑부(202)는, 생성한 2차원 컬러 맵을 경시 변화 해석부(203)에도 공급한다.

또한, 맵핑부(202)는, 움직임량 절대값의 분포를 나타낼 수 있는 정보를 생성하면 되며, 생성하는 정보는 2차원 컬러 맵으로 한정하지 않는다. 예를 들어, 3차원 이상의 컬러 맵이어도 된다. 또한, 컬러 맵이 아니라 그레이스케일(농도 또는 모양)의 맵이어도 된다. 또한, 맵핑부(202)가, 움직임량 절대값을 곡면상에 맵핑하도록 하여도 된다.

경시 변화 해석부(203)는, 공급된 각 2차원 컬러 맵(움직임량 절대값의 분포)의 시간적 변화(경시 변화)의 모습을 해석한다. 예를 들어, 경시 변화 해석부(203)는, 2차원 컬러 맵 내의 소정의 특징을 갖는 영역(또는 점)을 주목 영역( 또는 주목점)으로서 설정하고, 그 경시 변화를 구한다. 경시 변화 해석부(203)는, 각 2차원 컬러 맵과, 이 경시 변화 해석 결과(예를 들어, 주목 영역의 크기, 형태, 위치 등의 경시 변화)를 움직임 평가부(204)에 공급한다.

움직임 평가부(204)는, 공급된 정보에 기초하여 움직임량 분포를 평가한다. 예를 들어, 움직임 평가부(204)는, 주목 영역의 움직임 등에 대한 평가를 행한다. 예를 들어, 움직임 평가부(204)는, 약제 투여 전후에 주목 영역의 경로에 변화가 있는지 여부를 판정하거나, 주목 영역의 진행 방향의 극단적인 변화가 있는지 여부를 판정하거나, 주목 영역의 진행 속도가 변화하는지 여부를 판정하거나 한다. 움직임 평가부(204)는, 이들과 같은 평가 결과의 데이터를 표시부(205)에 공급하여 표시시키거나, 출력부(206)에 공급하여 약제 평가 장치(100)의 외부(다른 장치 등)로 출력시키거나 한다.

표시부(205)는, 임의의 표시 디바이스를 갖고, 촬상부(101)에 의해 얻어진 화상 신호(111: 세포 화상)를 그 표시 디바이스에 표시한다. 또한, 표시부(205)는, 맵핑부(202)로부터 공급되는 2차원 컬러 맵을 화상화하고, 그 표시 디바이스에 표시시킨다. 예를 들어, 표시부(205)는, 세포 화상(동화상)의 각 프레임 화상과, 그 프레임 화상에 대응하는 2차원 컬러 맵의 화상을 중첩시키거나, 배열하거나 하여 표시 디바이스에 표시시킨다. 또한, 표시부(205)는, 움직임 평가부(204)로부터 공급되는 평가 결과를 화상화하여, 그 표시 디바이스에 표시시킨다. 또한, 이 평가 결과의 화상은, 정지 화상이어도 되고, 동화상이어도 된다. 또한, 표시부(205)는, 이 평가 결과의 화상을, 세포 화상 및 2차원 컬러 맵의 화상 중 어느 한쪽 또는 양쪽과 함께 표시시킬 수 있다. 그 경우, 표시부(205)는, 평가 결과의 화상을, 세포 화상 및 2차원 컬러 맵의 화상 중 어느 한쪽 또는 양쪽에 중첩시켜서 표시시킬 수도 있고, 각 화상을 배열하여 표시시킬 수도 있다. 또한, 평가 결과를 동화상으로서 표시시키는 경우, 표시부(205)는, 평가 결과의 각 프레임 화상을, 세포 화상이나 2차원 컬러 맵의 동화상의, 대응하는 프레임 화상과 함께 표시시킬 수도 있다.

출력부(206)는, 임의의 출력 인터페이스를 갖고, 맵핑부(202)로부터 공급되는 2차원 컬러 맵의 데이터를, 그 출력 인터페이스를 통해 약제 평가 장치(100)의 외부 장치나 네트워크 등으로 출력한다. 또한, 출력부(206)는, 움직임 평가부(204)로부터 공급되는 평가 결과의 데이터를, 그 출력 인터페이스를 통해 약제 평가 장치(100)의 외부 장치나 네트워크 등으로 출력한다.

[움직임 평가부]

도 13은, 도 12의 움직임 평가부(204)의 주된 구성예를 나타내는 블록도이다. 도 13에 도시된 바와 같이, 움직임 평가부(204)는, 부동 영역 평가부(211), 박동 전파 속도 평가부(212), 움직임량 무게 중심 평가부(213) 및 상관 히스토그램 평가부(214)를 갖는다.

부동 영역 평가부(211)는, 박동이 전파되지 않는 영역(즉, 박동하지 않는 영역)의 수, 면적 또는 그와 같은 시간적 변화를 평가한다.

투약 후, 관찰 영역 내에, 명백하게 움직이지 않는(박동하지 않는) 영역(부동 영역)이 존재하는 경우가 있다. 예를 들어, 도 6의 경우, DL-소탈롤을 투여 후, 관찰 영역의 우측 부분으로 박동이 전파되지 않는다. 즉, 박동이 정지하고 있다.

DL-소탈롤은 칼륨 채널을 저해한다. 배양 심근 세포에 DL-소탈롤을 투여하면 이완 과정에서 작용하는 칼륨 채널 기능의 변화에 의해 이완 과정이 변화하고, 박동 시간(예를 들어 활동 전위 유지 시간)이 연장되는 경우가 있다. 또한, 경우에 따라서는, 박동 자체가 정지하는 경우도 고려된다. 이와 같이 약제의 독성에 의해 세포의 운동이 정지하는 경우가 있다.

이와 같은 부동 영역의 수나 면적(또는 그들의 시간적 변화)은 투여한 약제의 독성과 관련성이 있는 경우가 있다. 예를 들어, 투약 후, 부동 영역의 수가 많을수록, 또는 부동 영역의 면적이 넓을수록, 약제의 독성이 강하다고 평가할 수 있는 경우도 있다. 또한, 투여 직후부터 부동 영역이 증대할 때까지의 시간이나, 그 후, 부동 영역이 저감할 때까지의 시간 등에 의해서도 약제의 독성 강도를 평가할 수 있는 경우도 있다.

따라서, 부동 영역 평가부(211)는, 예를 들어 부동 영역을 주목 영역으로 하고, 투약 전과 투약 후에 2차원 컬러 맵 내의 주목 영역을 비교하여, 그 차분의 크기(변화량)에 따라 부동 영역의 수, 크기, 위치, 형상 등을 평가한다. 물론, 부동 영역 평가부(211)는, 투약 후의 복수 시각에서의 2차원 컬러 맵 내의 주목 영역을 비교할 수도 있다. 부동 영역 평가부(211)는, 이와 같은 부동 영역의 평가에 의해, 투여한 약제의 독성이나 효과를 평가한다.

박동 전파 속도 평가부(212)는, 관찰 영역 내에서의 박동의 전파 속도 또는, 그 시간적 변화를 평가한다.

투여한 약제의 독성에 의해 박동의 전파가 저해되면, 박동의 전파 속도에도 영향을 미치는 경우가 있다. 예를 들어, 각 세포의 박동 시간이 연장되면, 박동 전파 속도가 변화하는 경우가 있다. 즉, 박동의 전파 속도의 변화는, 투여한 약제의 독성과 관련성이 있는 경우가 있다. 예를 들어, 투약 후 박동의 전파 속도의 저감 폭이 클수록, 약제의 독성이 강하다고 평가할 수 있는 경우도 있다. 또한, 투여 직후부터 전파 속도가 저감할 때까지의 시간이나, 그 후 전파 속도가 회복될 때까지 시간 등에 따라서도 약제의 독성 강도를 평가할 수 있는 경우도 있다.

따라서, 박동 전파 속도 평가부(212)는, 예를 들어 크게 박동하는 부분을 주목 영역으로 하고, 투약 전과 투약 후에 2차원 컬러 맵 내의 주목 영역의 움직임(속도)을 비교하여, 그 주목 영역의 움직임의 속도(소정 시간 내의 이동량)의 차에 따라 박동의 전파 속도의 변화를 평가한다. 물론, 박동 전파 속도 평가부(212)는, 투약 후의 복수 시각에서의 2차원 컬러 맵 내의 주목 영역의 움직임을 비교할 수도 있다. 박동 전파 속도 평가부(212)는, 이와 같은 박동의 전파 속도의 평가에 의해, 투여한 약제의 독성이나 효과를 평가한다.

움직임량 무게 중심 평가부(213)는, 관찰 영역 내에서의 움직임량의 무게 중심의 위치나 궤적을 평가한다.

일반적으로, 박동이 전파되면, 관찰 영역 내의 각 부분의 움직임도 변화하므로, 관찰 영역 내의 움직임량의 무게 중심의 위치도 변화한다. 즉, 박동의 전파는, 이 움직임량의 무게 중심의 위치 궤적에 따라 나타낼 수 있다. 다시 말하자면, 투여한 약제의 독성에 의해 박동의 전파 모습(경로나 속도 등)이 변화하면, 움직임량의 무게 중심의 위치 변화의 방식에도 영향을 미친다.

예를 들어, 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명한 바와 같이, 투약 전에는 일 방향으로 직선적으로 전파되고 있던 박동이, 투약 후에 회전하도록 전파되거나, 복수 방향으로 전파되거나 하는 경우가 있다. 예를 들어, 투약에 의해 부동 영역이 발생하면, 박동의 전파가 그 부동 영역의 주위를 돌아 들어가는(회전하는) 경우가 있다. 또한, 부동 영역으로까지 되지 않아도, 영역 간에서 각 세포의 박동 주기에 편차가 발생하면, 그 편차에 따라서 전파 방향이 변화하는(회전하는) 경우가 있다.

또한, 부동 영역 등에 있어서 박동의 전파가 복수 방향으로 분할되는 경우가 있다. 또한, 심근 세포에서는, 일부의 세포가 페이스 메이크의 역할을 담당하고, 그 세포의 박동을 기준으로 하여 다른 세포로의 박동의 전파가 행해진다. 약제 투여의 영향에 의해, 이 페이스 메이크를 행하는 세포가 다른 세포를 대신할 수도 있다. 경우에 따라서는, 그 페이스 메이크를 행하는 세포의 수가 증감하는 경우도 있다. 그 경우, 박동 전파 경로가 대폭 변화한다.

또한, 전파가 도중에 멈추는 경우도 있다. 예를 들어, 부동 영역에서 박동 전파가 도중에 끊어지는 경우도 있다. 또한, 전파 속도가 변화하는 경우도 있다. 예를 들어, 각 세포의 박동 시간이 연장함으로써 전파 속도가 변화하는 경우가 있다.

이들과 같은 전파 모습의 변화에 따라, 동일 영역에 복수 방향으로부터 서로 다른 타이밍에 박동이 전파되는 경우가 있다. 그 경우, 각 세포의 박동에 혼란이 발생하여, 국부적으로 리엔트리(re-entry)가 발생하는 경우가 있다(부정맥의 요인이 되는 경우가 있음).

이들과 같은 박동 전파의 변화에 따라, 움직임량의 무게 중심의 궤적도 변화한다. 따라서, 움직임량 무게 중심 평가부(213)는, 도 14의 A에 도시된 바와 같이, 2차원 컬러 맵의 전체 영역을, 세로 방향으로 N개 가로 방향으로 M개의 소 영역으로 분할하고, 그 소 영역(m, n)마다 움직임량 v(m, n)을 구한다. 움직임량 무게 중심 평가부(213)는, 이하의 수학식 1 및 수학식 2와 같이 움직임의 무게 중심의 좌표(Gx, Gy)를 산출한다.

각 2차원 컬러 맵에 대하여, 이와 같이 움직임량의 무게 중심의 좌표를 구하면, 움직임량 무게 중심 평가부(213)는, 도 14의 B에 도시된 바와 같이, 각 2차원 컬러 맵(각 시각)의 무게 중심의 위치를 2차원 맵 위에 플롯하고, 그 변화(궤적)를 그린다. 움직임량 무게 중심 평가부(213)는, 이와 같은 무게 중심의 궤적을, 투약 전후에 비교하여 그 궤적의 변화를 평가한다. 물론, 움직임량 무게 중심 평가부(213)는, 투약 후의 복수 시각에서의 무게 중심의 궤적을 비교할 수도 있다. 움직임량 무게 중심 평가부(213)는, 이와 같은 움직임량의 무게 중심의 궤적의 평가에 의해, 투여한 약제의 독성이나 효과를 평가한다.

또한, 궤적을 평가하는 무게 중심은 복수이어도 된다. 또한, 무게 중심의 움직임량(박동의 크기)도 함께 평가하도록 하여도 된다. 예를 들어, 움직임량 무게 중심 평가부(213)가, 움직임량의 무게 중심을 XY 좌표로 위치를 나타내고, Z 좌표로 움직임량을 나타내는 3차원 맵 위에 플롯하도록 하여도 된다. 무게 중심의 움직임량의 산출 방법은 임의이다. 예를 들어, 구해진 무게 중심의 위치의 움직임량을 무게 중심의 움직임량으로 하여도 되고, 그 무게 중심의 근방의 움직임량의 평균값을 무게 중심의 움직임량으로 하여도 된다. 또한, 관찰 영역 전체의 움직임량을 이용하여 무게 중심의 움직임량이 산출되도록 하여도 된다.

상관 히스토그램 평가부(214)는, 관찰 영역 내의 움직임의 분포(속도나 방향 등)를 평가한다.

투약 전, 정상인 상태에 있어서, 심근 세포는 소정의 리듬으로 박동을 반복한다. 따라서, 관찰 영역 내의 움직임의 분포(속도나 방향 등)는 대략 일정해진다. 투약 후, 투여한 약제의 독성에 의해, 전술한 바와 같이 박동의 전파 모습이 변화하면, 이 움직임의 분포도 변화하게 된다. 따라서, 상관 히스토그램 평가부(214)는, 투약 전후에 이 움직임의 속도나 방향에 대하여 분포(히스토그램)를 구하고, 그 분포의 변화를 평가함으로써, 투여한 약제의 독성이나 효과를 평가한다.

보다 구체적인 예에 대하여 설명한다. 예를 들어, 상관 히스토그램 평가부 (214)는, 도 15에 도시된 바와 같이, 인접하는 소 영역 간의 박동의 상관 계수 d를 구한다. 이 상관 계수 d는, 도 15의 중앙에 도시된 바와 같이, 박동의 타이밍의 어긋남을 나타내는 파라미터이며, 도 15의 우측에 도시된 바와 같이, 그 어긋남이 클수록 값이 커진다. 즉, 상관 계수 d는, 양쪽 소 영역의 박동 타이밍이 반주기만큼 어긋난 상태가 가장 크다. 양쪽 소 영역의 박동 타이밍이 일치하는 경우, 상관 계수 d의 값은 0으로 된다.

상관 히스토그램 평가부(214)는, 이러한 상관 계수 d를, 도 16의 A에 도시된 바와 같이, 처리 대상의 소 영역의 상하 좌우에 인접하는 소 영역에 대하여 각각 산출한다(d₀ 내지 d₃). 상관 히스토그램 평가부(214)는, 그 상관 계수 d(d₀ 내지 d₃)를 이용하여, 이하의 수학식 3 및 수학식 4와 같이, 수평 방향의 움직임량 v_x와 수직 방향의 움직임량 v_y를 산출한다.

상관 히스토그램 평가부(214)는, 그들 움직임량 v_x와 움직임량 v_y로부터, 도 16의 B에 도시된 바와 같이, 처리 대상의 소 영역(m, n)의 움직임량 v(m, n)과, 그 방향 θ(m, n)을 구한다. 상관 히스토그램 평가부(214)는, 각 소 영역에 대하여, 이와 같이 움직임량 및 그 방향을 구하고, 도 17에 도시된 바와 같은, 움직임량(속도)과 방향의 히스토그램(도수 분포)을 각각 생성한다.

도 17의 A는, 약제 투여 전의 움직임의 속도와 방향의 히스토그램을 나타내고, 도 17의 B는, 약제 투여 후의 움직임의 속도와 방향의 히스토그램을 나타낸다. 도 17의 A와 도 17의 B에 도시된 바와 같이, 투약 전후에, 이들 분포가 서로 다른 경우, 약제 투여에 의한 영향이 있다고 판정할 수 있다. 즉, 상관 히스토그램 평가부(214)는, 투약 전과 후에, 이 움직임의 속도나 방향에 대하여 분포(히스토그램)를 구하고, 그 분포의 변화를 평가함으로써, 투여한 약제의 독성이나 효과를 평가한다.

부동 영역 평가부(211) 내지 상관 히스토그램 평가부(214)는, 각각, 얻어진 평가 결과를 평가 결과 데이터 생성부(215)에 공급한다. 평가 결과 데이터 생성부 (215)는, 각 평가 결과를 적절히 정리하여, 평가 결과 데이터로서, 표시부(205)나 출력부(206: 도 12)에 공급한다.

또한, 이상으로 설명한 움직임 평가부(204)의 구성은 일례이다. 움직임 평가부(204)는, 임의의 구성을 가질 수 있으며, 관찰 대상의 움직임에 관한 것이면, 임의의 지표의 평가를 행할 수 있다.

이상과 같이, 약제 평가 장치(100)는, 배양 심근 세포(110)의 박동의 전파 모습을, 용이하면서 비침습으로 관찰하고, 평가 대상(투여한 약제에 의한 영향)을 용이하면서 비침습으로 평가할 수 있다.

[평가 처리의 흐름]

이어서, 도 18의 흐름도를 참조하여, 약제 평가 장치(100)에 의해 실행되는 평가 처리의 흐름의 예를 설명한다.

평가 처리가 개시되면, 약제 평가 장치(100)의 촬상부(101)는, 스텝 S101에 있어서, 관찰 대상인 배양 심근 세포(110)를 촬상한다. 스텝 S102에 있어서, 평가 대상 화상 데이터 생성 기록부(102)는, 스텝 S101의 촬상에 의해 얻어진 화상 신호(111)로부터 평가 대상 화상 데이터(112)를 생성한다.

스텝 S103에 있어서, 평가 지표 데이터 생성부(103)는, 스텝 S102에 있어서 생성된 평가 대상 화상 데이터(112)를 이용하여 움직임 검출을 행하고, 움직임량 절대값을 산출하여, 평가 지표 데이터(113)를 생성한다. 스텝 S104에 있어서, 평가부(104)는, 스텝 S103에 있어서 생성된 평가 지표 데이터(113)를 이용하여 2차원 컬러 맵을 생성하고, 평가값(114)을 산출한다.

스텝 S105에 있어서, 평가부(104)는, 스텝 S104에 있어서 산출된 평가값(114)을 출력하고, 평가 처리를 종료한다.

[평가 지표 데이터 생성 처리의 흐름]

이어서, 도 18의 스텝 S103에 있어서 실행되는 평가 지표 데이터 생성 처리의 흐름의 예를, 도 19의 흐름도를 참조하여 설명한다.

평가 지표 데이터 생성 처리가 개시되면, 평가 지표 데이터 생성부(103)의 움직임 검출부(121)는, 스텝 S121에 있어서, 평가 대상의 움직임을 블록마다 검출하고, 움직임 벡터를 생성한다. 스텝 S122에 있어서, 움직임량 절대값 산출부(122)는, 스텝 S121에 있어서 생성된 각 블록의 움직임 벡터의 움직임량 절대값을 산출한다.

스텝 S123에 있어서, 움직임량 절대값 저장부(123)는, 스텝 S122에 있어서 산출된 움직임량 절대값을 기억한다.

스텝 S124에 있어서, 움직임 검출부(121)는, 미리 정해진 소정의 기간(평가 구간)만큼의 데이터를 처리했는지 여부를 판정한다. 소정의 평가 구간에 있어서, 움직임 검출을 행하고 있지 않은 프레임 화상이 존재한다고 판정된 경우, 움직임 검출부(121)는, 처리를 스텝 S121로 되돌아가서, 새로운 처리 대상 프레임 화상에 대하여 움직임 검출을 반복한다.

또한, 스텝 S124에 있어서, 소정의 평가 구간에 있어서 처리 대상으로 하는 모든 프레임 화상에 있어서 움직임 검출을 행하였다고 판정된 경우, 평가 지표 데이터 생성 처리를 종료하고, 처리를 도 18로 되돌아가서, 스텝 S104로 처리를 진행시킨다.

[상관 평가 처리의 흐름]

이어서, 도 20의 흐름도를 참조하여, 도 18의 스텝 S104에 있어서 실행되는 영향 평가 처리의 흐름의 예를 설명한다.

영향 평가 처리가 개시되면, 움직임량 절대값 취득부(201)는, 스텝 S141에 있어서, 움직임량 절대값 저장부(123)로부터 움직임량 절대값을 취득한다.

스텝 S142에 있어서, 맵핑부(202)는, 스텝 S141에 있어서 취득된 움직임량 절대값을 평면상에 맵핑하고, 2차원 컬러 맵을 작성한다.

스텝 S143에 있어서, 경시 변화 해석부(203)는, 스텝 S142에 있어서 작성된 움직임량 절대값의 각 2차원 컬러 맵에 있어서, 2차원 컬러 맵의 경시 변화를 해석한다.

스텝 S144에 있어서, 움직임 평가부(204)는, 스텝 S143에 있어서 해석된 2차원 컬러 맵의 시간적 변화(각 2차원 컬러 맵 간에서의 움직임)를 평가한다. 즉, 움직임 평가부(204)는, 약제 투여의 영향을 평가한다. 움직임 평가부(204)는, 그 평가값(114)을 표시부(205)에 표시시키거나, 출력부(206)를 통해 약제 평가 장치(100)의 외부로 출력하거나 한다.

스텝 S144의 처리가 종료하면, 움직임 평가부(204)는, 영향 평가 처리를 종료하고, 처리를 도 18로 되돌린다.

[움직임 평가 처리의 흐름]

이어서, 도 21의 흐름도를 참조하여, 도 20의 스텝 S144에 있어서 실행되는 움직임 평가 처리의 흐름의 예를 설명한다.

움직임 평가 처리가 개시되면, 스텝 S161에 있어서, 부동 영역 평가부(211)는 부동 영역을 평가한다. 스텝 S162에 있어서, 박동 전파 속도 평가부(212)는, 박동 전파 속도를 평가한다. 스텝 S163에 있어서, 움직임량 무게 중심 평가부(213)는 움직임량의 무게 중심을 평가한다. 스텝 S164에 있어서, 상관 히스토그램 평가부(214)는 박동의 전파 속도나 방향을 히스토그램으로 평가한다. 스텝 S165에 있어서, 평가 결과 데이터 생성부(215)는, 출력 또는 표시용 평가 결과 데이터를 생성한다.

스텝 S165의 처리를 종료하면, 평가 결과 데이터 생성부(215)는, 움직임 평가 처리를 종료하고, 처리를 도 20으로 되돌린다.

이상과 같이, 각종 처리를 행함으로써, 약제 평가 장치(100)는 관찰 대상을 용이하면서 비침습으로 관찰할 수 있어, 약제 투여의 배양 심근 세포(110)에 대한 영향을, 보다 용이하면서 비침습으로 평가할 수 있다.

즉, 본 기술의 경우, 특수한 배양 접시나 형광 시약이 불필요하기 때문에, 간편, 비침습, 저렴하게 세포 박동 거동의 변화를 파악할 수 있어, 약제 독성 등을 용이하면서 정확하게 평가할 수 있다. 또한 자동화에도 바람직하다.

또한, 약제의 독성에는, 일반적으로, 크게 구별하여 투약 후 수초부터 수분 정도의 단기간에 영향이 나타나는 단기 독성과, 투약 후 수시간에서 수일 정도의 장기간 경과 후에 영향이 나타나는 장기 독성이 있다. 형광 시약이나 전극을 이용하는 경우, 관찰 대상에 영향을 미치기 때문에 장기 독성의 관찰에는 부적합한 경우가 있다. 이에 반하여, 본 기술의 경우, 관찰 대상을 비침습으로 관찰할 수 있다. 또한, 본 기술의 경우, 장기 독성의 관찰을, 단기 독성을 관찰하는 경우와 마찬가지의 방법으로 용이하게 행할 수 있다. 따라서, 본 기술은, 단기 독성의 관찰뿐만 아니라, 장기 독성의 관찰에도 바람직하다.

또한, 본 기술은, 단기 독성의 관찰과 장기 독성의 관찰을 서로 마찬가지의 방법으로 행할 수 있으므로, 투약 직후부터 예를 들어 수일간 등, 장기간의 관찰을 행할 수 있다. 즉, 본 기술은, 독성의 경시 변화의 관찰이나 평가를 행하는 것도 가능하다.

또한, 관찰 대상인 배양 세포가 성장하여 밀하게 되면, 형광 시약에 의한 염색이 일반적으로 곤란해지지만, 본 기술의 경우, 관찰 대상을 비침습으로 관찰할 수 있으므로, 배양 세포의 성장 정도에 관계없이, 안정적으로 관찰이나 평가를 행할 수 있다.

그런데, 심근 세포의 박동은, 수축과 이완에 의해 구성된다. 일반적으로 심근의 이완은, 심전도에서 말하는 부분인 T파에 대응하고 있으며, 심근 세포막의 재 분극에 대응하고 있다. 이 T파의 연장은 Q파와 T파간 시간의 연장으로서 일반적으로 QT 연장이라 불리고, 이 증상이 나오는 경우, 부정맥의 가능성이 지적된다. 예를 들어, 배양 심근 세포에 투여된 약제에 의해 칼륨 채널로의 이온의 나오고 들어감이 저해되면, 이와 같은 QT 연장이 발생한다. 예를 들어, DL-소탈롤은, 칼륨 채널을 저해하는 것이 알려져 있다. 즉, 배양 심근 세포에 DL-소탈롤을 투여하면 이완 과정에서 작용하는 칼륨 채널 기능의 변화에 의해 이완 과정이 변화한다.

그러나, 실제로는, QT 연장이 발생하는 경우이더라도, 예를 들어 심근 세포 전체에서 대략 균일한 QT 연장이 발생할 때에는, 세포 사이에서 박동이 큰 어긋남이 발생하지 않으므로, 부정맥으로 되지 않는 경우도 있을 수 있다. 또한, 반대로, 전술한 바와 같이 갭 정션이 저해되거나 하면, QT 연장이 발생하지 않아도 부정맥이 발생할 우려도 있다. 본 기술의 경우, 용이하면서 비침습으로 박동의 전파를 관찰할 수 있으므로, 이와 같은 QT 연장의 발생의 유무에 관계없이, 부정맥의 발생을 검출할 수 있다.

또한, 본 기술의 경우, 관찰 영역은, 예를 들어 0.6㎜ 평방 정도로 비교적 좁은 범위이어도 되고, 적은 세포 수와 적은 시약으로 시험이 가능하다. 또한, 일반적으로 시판되고 있는 고밀도의 배양 플레이트(1536 구멍 플레이트(1.7㎜ 직경/1well)나 384 구멍 플레이트(3.6㎜ 직경/1well))에 의해서도 충분히 평가 가능하고, 약제 개발 시의 최초의 스크리닝에도 바람직하다. 또한, 본 기술의 경우, 관찰 범위의 넓이에 관계없이, 마찬가지의 방법으로 관찰이 가능하다. 따라서 관찰 범위의 변경에도 용이하게 대응할 수 있다.

또한, 약제의 독성의 평가 방법은, 현재도 연구가 진행되고 있으며, 향후 새로운 평가 방법이나 평가 기준이 제안될 가능성이 있다. 본 기술의 경우, 비침습으로, 관찰 대상의 상태를 관찰할 수 있으므로, 보다 다양한 평가 방법이나 평가 기준에 대한 적용이 용이하다.

본 기술은, 또한, 배양 심근 세포(110)를 관찰함으로써 평가 가능한 것이면 어떤 것을 평가하는 경우에도 적용할 수 있다. 예를 들어, 기체이어도 되고, 액체이어도 되며, 고체이어도 된다. 또한, 관찰시의 환경 조건(예를 들어, 온도, 습도, 기압, 명도, 진동, 자장 등)이어도 된다.

또한, 본 기술은, 박동의 전파를 용이하게 관찰할 수 있으므로, 형광 색소를 집어넣어, 세포의 흥분(활동 전위)에 따라 변동하는 칼슘 농도를 검출함으로써 세포의 박동 리듬을 검출하고, 세포의 정보 전파 패턴을 평가하는 방법에도 적용할 수 있다.

<2. 제2 실시 형태>

[퍼스널 컴퓨터]

전술한 일련의 처리는, 하드웨어에 의해 실행시킬 수도 있고, 소프트웨어에 의해 실행시킬 수도 있다. 이 경우, 예를 들어 도 22에 도시된 바와 같은 퍼스널 컴퓨터로서 구성되도록 하여도 된다.

도 22에 있어서, 퍼스널 컴퓨터(300)의 CPU(301: Central Processing Unit)는, ROM(302: Read Only Memory)에 기억되어 있는 프로그램 또는 기억부(313)로부터 RAM(303: Random Access Memory)에 로드된 프로그램에 따라서 각종 처리를 실행한다. RAM(303)에는 또한, CPU(301)가 각종 처리를 실행하는 데 있어서 필요한 데이터 등도 적절히 기억된다.

CPU(301), ROM(302) 및 RAM(303)은, 버스(304)를 통해 서로 접속되어 있다. 이 버스(304)에는 또한, 입출력 인터페이스(310)도 접속되어 있다.

입출력 인터페이스(310)에는 키보드, 마우스 등으로 이루어지는 입력부(311), CRT(Cathode Ray Tube)나 LCD(Liquid Crystal Display) 등으로 이루어지는 디스플레이와 스피커 등으로 이루어지는 출력부(312), 하드디스크 등으로 구성되는 기억부(313), 모뎀 등으로 구성되는 통신부(314)가 접속되어 있다. 통신부(314)는, 인터넷을 포함하는 네트워크를 통한 통신 처리를 행한다.

입출력 인터페이스(310)에는 또한, 필요에 따라서 드라이브(315)가 접속되고, 자기디스크, 광디스크, 광자기디스크, 또는 반도체 메모리 등의 리무버블 미디어(321)가 적절히 장착되고, 그들로부터 판독된 컴퓨터 프로그램이, 필요에 따라서 기억부(313)에 인스톨된다.

전술한 일련의 처리를 소프트웨어에 의해 실행시키는 경우에는, 그 소프트웨어를 구성하는 프로그램이, 네트워크나 기록 매체로부터 인스톨된다.

이 기록 매체는, 예를 들어 도 22에 도시된 바와 같이, 장치 본체와는 별도로, 유저에게 프로그램을 배신(配信)하기 위해 배포되는, 프로그램이 기록되어 있는 자기디스크(플렉시블 디스크를 포함함), 광디스크(CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory), DVD(Digital Versatile Disc)를 포함함), 광자기디스크(MD(Mini Disc)를 포함함), 또는 반도체 메모리 등으로 이루어지는 리무버블 미디어(321)에 의해 구성될 뿐만 아니라, 장치 본체에 미리 내장된 상태에서 유저에게 배신되는, 프로그램이 기록되어 있는 ROM(302)이나, 기억부(313)에 포함되는 하드디스크 등으로 구성된다.

또한, 컴퓨터가 실행하는 프로그램은, 본 명세서에서 설명하는 순서를 따라서 시계열로 처리가 행해지는 프로그램이어도 되고, 병렬로, 또는 호출이 행해졌을 때 등의 필요한 타이밍에 처리가 행해지는 프로그램이어도 된다.

또한, 본 명세서에 있어서, 기록 매체에 기록되는 프로그램을 기술하는 스텝은, 기재된 순서를 따라서 시계열적으로 행해지는 처리는 물론, 반드시 시계열적으로 처리되지 않고도, 병렬적 또는 개별로 실행되는 처리도 포함하는 것이다.

또한, 본 명세서에 있어서, 시스템이란, 복수의 디바이스(장치)에 의해 구성되는 장치 전체를 나타내는 것이다.

또한, 이상에 있어서, 하나의 장치(또는 처리부)로서 설명한 구성을 분할하고, 복수의 장치(또는 처리부)로서 구성하도록 하여도 된다. 반대로, 이상에 있어서 복수의 장치(또는 처리부)로서 설명한 구성을 통합하여 하나의 장치(또는 처리부)로서 구성되도록 하여도 된다. 또한, 각 장치(또는 각 처리부)의 구성에 전술한 이외의 구성을 부가하도록 하여도 물론 된다. 또한, 시스템 전체적으로의 구성이나 동작이 실질적으로 동일하면, 어떤 장치(또는 처리부)의 구성의 일부를 다른 장치(또는 다른 처리부)의 구성에 포함하도록 하여도 된다. 즉, 본 기술은, 전술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니라, 본 기술의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능하다.

또한, 본 기술은 이하와 같은 구성도 취할 수 있다.

(1) 세포를 포함하는 하나 또는 복수의 화상에 의해, 세포 화상의 표시 제어를 행하는 제1 표시 제어부와,

상기 하나 또는 복수의 화상에 의해 부분 영역마다 생성된 움직임량의 일부 또는 전부를, 상기 부분 영역마다 대응지어, 상기 세포 화상에 중첩 표시하도록 표시 제어를 행하는 제2 표시 제어부

를 구비하는 표시 제어 장치.

(2) 상기 세포는, 수동적 또는 능동적으로 움직이는 세포이며,

상기 제2 표시 제어부는, 상기 세포의 움직임의 전파 모습을 표현하도록, 상기 움직임량의 일부 또는 전부를 표시시키는

상기 (1)에 기재된 표시 제어 장치.

(3) 상기 제2 표시 제어부는, 상기 세포의 움직임의 전파 모습을, 상기 세포 화상에서의 상기 움직임량의 분포의 경시 변화로서 표시시키는

상기 (2)에 기재된 표시 제어 장치.

(4) 상기 제2 표시 제어부는, 상기 움직임량의 분포를 표현하는 곡면 또는 평면상의 2차원 맵을, 복수의 시각 각각에 대하여 표시시킴으로써, 상기 움직임량의 분포의 경시 변화를 표현하는

상기 (3)에 기재된 표시 제어 장치.

(5) 상기 제2 표시 제어부는, 상기 세포 화상에서의 상기 움직임량의 위치를 상기 2차원 맵 위의 위치로서 표현하고, 상기 움직임량의 절대값을, 색, 농도, 또는 모양으로서 표현하는

상기 (4)에 기재된 표시 제어 장치.

(6) 상기 세포 화상은, 동화상이며,

상기 제2 표시 제어부는, 상기 세포 화상의 각 프레임 화상에, 상기 프레임 화상에 대응하는 상기 움직임량의 일부 또는 전부를 중첩 표시시키는

상기 (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 기재된 표시 제어 장치.

(7) 상기 제2 표시 제어부는, 상기 움직임량과 함께 상기 움직임량의 분포의 평가 결과를 표시시키는

상기 (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 기재된 표시 제어 장치.

(8) 표시 제어 장치의 표시 제어 방법으로서,

제1 표시 제어부가, 세포를 포함하는 하나 또는 복수의 화상에 의해, 세포 화상의 표시 제어를 행하고,

제2 표시 제어부가, 상기 하나 또는 복수의 화상에 의해 부분 영역마다 생성된 움직임량의 일부 또는 전부를, 상기 부분 영역마다 대응지어 상기 세포 화상에 중첩 표시하도록 표시 제어를 행하는

표시 제어 방법.

(9) 컴퓨터를,

세포를 포함하는 하나 또는 복수의 화상에 의해, 세포 화상의 표시 제어를 행하는 제1 표시 제어부,

로서 기능시키기 위한 프로그램.

(10) 세포를 포함하는 하나 또는 복수의 화상에 대하여, 부분 영역마다 움직임량을 생성하는 움직임량 생성부와,

상기 움직임량 생성부에 의해 생성된 상기 움직임량의 일부 또는 전부를 이용하여, 상기 세포의 움직임의 전파 모습을 평가하는 평가부

를 구비하는 화상 처리 장치.

(11) 상기 평가부는, 상기 움직임량에 의해 나타나는 상기 세포의 움직임의 전파 모습의, 상기 세포의 움직임이 정상인 것이 확실한 경우와의 비교 결과를 화상으로서 표시시키는

상기 (10)에 기재된 화상 처리 장치.

(12) 상기 평가부는, 상기 세포 화상의 움직임량에 대하여, 상기 세포의 움직임이 정상인 것이 확실한 경우와의 차분을 구하고, 상기 차분을 평가함으로써, 상기 세포의 움직임의 전파 모습의 변화를 정량적으로 평가하는

상기 (10) 또는 (11)에 기재된 화상 처리 장치.

(13) 상기 평가부는, 상기 세포 화상에서의 움직임이 없는 부동 영역의 변화를 평가하는

상기 (12)에 기재된 화상 처리 장치.

(14) 상기 평가부는, 상기 움직임량이 큰 영역의 이동 속도의 변화를 평가하는

상기 (12) 또는 (13)에 기재된 화상 처리 장치.

(15) 상기 평가부는, 상기 움직임량의 무게 중심의 궤적의 변화를 평가하는

상기 (12) 내지 (14) 중 어느 하나에 기재된 화상 처리 장치.

(16) 상기 평가부는, 상기 세포 화상에서의 움직임의 속도나 방향에 대한 히스토그램을 평가하는

상기 (12) 내지 (15) 중 어느 하나에 기재된 화상 처리 장치.

(17) 상기 평가부는, 수시간 내지 수일간의 관찰 기간에 대하여, 상기 세포의 움직임의 전파 모습을 평가하는

상기 (10) 내지 (16) 중 어느 하나에 기재된 화상 처리 장치.

(18) 상기 평가부는, 심근 세포의 Q파와 T파간 시간의 연장인 QT 연장의 발생에 구애되지 않고, 상기 심근 세포의 부정맥의 발생을 검출하도록, 상기 세포의 움직임의 전파 모습을 평가하는

상기 (10) 내지 (17) 중 어느 하나에 기재된 화상 처리 장치.

(19) 화상 처리 장치의 화상 처리 방법으로서,

움직임량 생성부가, 세포를 포함하는 하나 또는 복수의 화상에 대하여, 부분 영역마다 움직임량을 생성하고,

평가부가, 생성된 상기 움직임량의 일부 또는 전부를 이용하여, 상기 세포의 움직임의 전파 모습을 평가하는

화상 처리 방법.

(20) 컴퓨터를,

세포를 포함하는 하나 또는 복수의 화상에 대하여, 부분 영역마다 움직임량을 생성하는 움직임량 생성부,

로서 기능시키기 위한 프로그램.

100: 약제 평가 장치
101: 촬상부
102: 평가 대상 화상 데이터 생성 기록부
103: 평가 지표 데이터 생성부
104: 평가부
121: 움직임 검출부
122: 움직임량 절대값 산출부
123: 움직임량 절대값 저장부
141: 프레임 메모리
142: 움직임 벡터 산출부
201: 움직임량 절대값 취득부
202: 맵핑부
203: 경시 변화 해석부
204: 움직임 평가부
205: 표시부
206: 출력부

Claims

표시 제어 장치로서,
세포를 포함하는 하나 또는 복수의 화상에 의해, 세포 화상의 표시 제어를 행하는 제1 표시 제어부와,
상기 하나 또는 복수의 화상에 의해 부분 영역마다 생성된 움직임량의 일부 또는 전부를, 상기 부분 영역마다 대응지어, 상기 세포 화상에 중첩 표시하도록 표시 제어를 행하는 제2 표시 제어부
를 구비하는, 표시 제어 장치.
제1항에 있어서,
상기 세포는, 수동적 또는 능동적으로 움직이는 세포이며,
상기 제2 표시 제어부는, 상기 세포의 움직임의 전파 모습을 표현하도록, 상기 움직임량의 일부 또는 전부를 표시시키는, 표시 제어 장치.
제2항에 있어서,
상기 제2 표시 제어부는, 상기 세포의 움직임의 전파 모습을, 상기 세포 화상에서의 상기 움직임량의 분포의 경시(經時) 변화로서 표시시키는, 표시 제어 장치.
제3항에 있어서,
상기 제2 표시 제어부는, 상기 움직임량의 분포를 표현하는 곡면 또는 평면 상의 2차원 맵을, 복수의 시각 각각에 대하여 표시시킴으로써, 상기 움직임량의 분포의 경시 변화를 표현하는, 표시 제어 장치.
제4항에 있어서,
상기 제2 표시 제어부는, 상기 세포 화상에서의 상기 움직임량의 위치를 상기 2차원 맵 위의 위치로서 표현하고, 상기 움직임량의 절대값을, 색, 농도, 또는 모양으로서 표현하는, 표시 제어 장치.
제1항에 있어서,
상기 세포 화상은 동화상이며,
상기 제2 표시 제어부는, 상기 세포 화상의 각 프레임 화상에, 상기 프레임 화상에 대응하는 상기 움직임량의 일부 또는 전부를 중첩 표시시키는, 표시 제어 장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 표시 제어부는, 상기 움직임량과 함께 상기 움직임량의 분포의 평가 결과를 표시시키는, 표시 제어 장치.
표시 제어 장치의 표시 제어 방법으로서,
제1 표시 제어부가, 세포를 포함하는 하나 또는 복수의 화상에 의해, 세포 화상의 표시 제어를 행하고,
제2 표시 제어부가, 상기 하나 또는 복수의 화상에 의해 부분 영역마다 생성된 움직임량의 일부 또는 전부를, 상기 부분 영역마다 대응지어, 상기 세포 화상에 중첩 표시하도록 표시 제어를 행하는, 표시 제어 방법.
프로그램으로서,
컴퓨터를,
세포를 포함하는 하나 또는 복수의 화상에 의해, 세포 화상의 표시 제어를 행하는 제1 표시 제어부,
상기 하나 또는 복수의 화상에 의해 부분 영역마다 생성된 움직임량의 일부 또는 전부를, 상기 부분 영역마다 대응지어, 상기 세포 화상에 중첩 표시하도록 표시 제어를 행하는 제2 표시 제어부
로서 기능시키기 위한, 프로그램.
화상 처리 장치로서,
세포를 포함하는 하나 또는 복수의 화상에 대하여, 부분 영역마다 움직임량을 생성하는 움직임량 생성부와,
상기 움직임량 생성부에 의해 생성된 상기 움직임량의 일부 또는 전부를 이용하여, 상기 세포의 움직임의 전파 모습을 평가하는 평가부
를 구비하는, 화상 처리 장치.
제10항에 있어서,
상기 평가부는, 상기 움직임량에 의해 나타나는 상기 세포의 움직임의 전파 모습의, 상기 세포의 움직임이 정상인 것이 확실한 경우와의 비교 결과를 화상으로서 표시시키는, 화상 처리 장치.
제10항에 있어서,
상기 평가부는, 상기 세포 화상의 움직임량에 대하여, 상기 세포의 움직임이 정상인 것이 확실한 경우와의 차분을 구하고, 상기 차분을 평가함으로써, 상기 세포의 움직임의 전파 모습의 변화를 정량적으로 평가하는, 화상 처리 장치.
제12항에 있어서,
상기 평가부는, 상기 세포 화상에서의 움직임이 없는 부동 영역의 변화를 평가하는, 화상 처리 장치.
제12항에 있어서,
상기 평가부는, 상기 움직임량이 큰 영역의 이동 속도의 변화를 평가하는, 화상 처리 장치.
제12항에 있어서,
상기 평가부는, 상기 움직임량의 무게 중심의 궤적의 변화를 평가하는, 화상 처리 장치.
제12항에 있어서,
상기 평가부는, 상기 세포 화상에서의 움직임의 속도나 방향에 대한 히스토그램을 평가하는, 화상 처리 장치.
제10항에 있어서,
상기 평가부는, 수시간 내지 수일간의 관찰 기간에 대하여, 상기 세포의 움직임의 전파 모습을 평가하는, 화상 처리 장치.
제10항에 있어서,
상기 평가부는, 심근 세포의 Q파와 T파간 시간의 연장인 QT 연장의 발생에 구애되지 않고, 상기 심근 세포의 부정맥의 발생을 검출하도록, 상기 세포의 움직임의 전파 모습을 평가하는, 화상 처리 장치.
화상 처리 장치의 화상 처리 방법으로서,
움직임량 생성부가, 세포를 포함하는 하나 또는 복수의 화상에 대하여, 부분 영역마다 움직임량을 생성하고,
평가부가, 생성된 상기 움직임량의 일부 또는 전부를 이용하여, 상기 세포의 움직임의 전파 모습을 평가하는, 화상 처리 방법.
프로그램으로서,
컴퓨터를,
세포를 포함하는 하나 또는 복수의 화상에 대하여, 부분 영역마다 움직임량을 생성하는 움직임량 생성부,
상기 움직임량 생성부에 의해 생성된 상기 움직임량의 일부 또는 전부를 이용하여, 상기 세포의 움직임의 전파 모습을 평가하는 평가부
로서 기능시키기 위한, 프로그램.