WO2012043498A1 - 情報処理装置、情報処理システム、情報処理方法、プログラム及び記録媒体 - Google Patents

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WO2012043498A1
WO2012043498A1 PCT/JP2011/071930 JP2011071930W WO2012043498A1 WO 2012043498 A1 WO2012043498 A1 WO 2012043498A1 JP 2011071930 W JP2011071930 W JP 2011071930W WO 2012043498 A1 WO2012043498 A1 WO 2012043498A1
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WO
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image
information processing
tissue specimen
display data
processing apparatus
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PCT/JP2011/071930
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慶子 吉原
朝春 喜友名
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日本電気株式会社
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    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
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    • G06T7/0012Biomedical image inspection
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
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    • G06T5/70Denoising; Smoothing
    • GPHYSICS
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    • G06T2207/30Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30004Biomedical image processing
    • G06T2207/30024Cell structures in vitro; Tissue sections in vitro
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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    • G06T2207/00Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30242Counting objects in image

Definitions

  • the present invention relates to an information processing apparatus, an information processing system, an information processing method, a program, and a recording medium.
  • IHC staining immunohistochemical staining
  • the stromal cell nucleus is stained in the same blue color as that of the parenchymal cell nucleus. It could not be separated by image processing.
  • the present invention aims to provide an information processing apparatus, an information processing system, an information processing method, a program, and a recording medium that can accurately separate stromal cells and parenchymal cells regardless of the staining intensity of the cells. To do.
  • an information processing apparatus of the present invention provides: The luminance value of the cell component of the parenchymal cell is smaller than the luminance value of the cell component of the stromal cell with respect to the tissue specimen image obtained by staining the biological tissue including the parenchymal cell and the stromal cell.
  • Image processing means for performing a smoothing process on Generate a mask for removing the stromal cell region from the tissue specimen image by binarizing the tissue specimen image that has been smoothed by the image processing means to generate a binary image Mask generating means for Including A diagnosis based on the tissue specimen image is supported.
  • the information processing system of the present invention Including the information processing apparatus of the present invention, an input terminal, and a display terminal;
  • the information processing apparatus of the present invention comprises: Superimposing means for superimposing the mask generated by the mask generating means on the tissue specimen image; Counting means for counting the number of parenchymal cells included in the tissue specimen image superimposed with the mask for each staining intensity; Receiving means for receiving the tissue specimen image via a network; Transmitting means for transmitting the number of the parenchymal cells counted by the counting means or the display data generated by the display data generating means via a network; Further including The input terminal inputs the tissue specimen image received by the receiving means and transmits it via a network, The display terminal receives and displays the number of the parenchymal cells counted by the counting means or the display data generated by the display data generating means via a network.
  • the information processing method of the present invention includes: Using the information processing apparatus of the present invention, An image processing step of performing a smoothing process on the tissue specimen image so that the luminance value of the cell component of the parenchymal cell is smaller than the luminance value of the cell component of the stromal cell by the image processing means; By generating a binarized image by binarizing the tissue specimen image smoothed in the image processing step by the mask generating means, the stromal cell region is extracted from the tissue specimen image. A mask generation step for generating a mask for removal; Including A diagnosis based on the tissue specimen image is supported.
  • the program of the present invention is characterized in that the information processing method of the present invention can be executed on a computer.
  • the recording medium of the present invention records the program of the present invention and is readable by a computer.
  • parenchymal cells and stromal cells can be accurately separated regardless of the staining intensity of the cells.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a result obtained by binarizing the lower diagram of FIG. 9 with the threshold illustrated in FIG. 10 and an example in which post-processing is performed on the binarized result. It is a figure which shows the example of the result of having max-processed the selection area of FIG. 8 with the mask produced
  • FIG. 13 is a diagram showing a data storage configuration when a bar graph is generated by counting cell collections from the masked selection area of FIG.
  • a cell component is a concept including the element which comprises a cell widely, and includes a cell nucleus, a cell membrane, cytoplasm, a lymphocyte, etc.
  • FIG. 1 shows an information processing apparatus 100 that supports diagnosis based on a tissue specimen image 150 obtained by immunostaining biological tissue including parenchymal cells 151 and stromal cells 152.
  • the information processing apparatus 100 performs a smoothing processing unit (smoothing processing unit) 111 on the tissue specimen image 155 so that the luminance value of the cell component of the parenchymal cell is smaller than the luminance value of the cell component of the stromal cell.
  • the image processing unit (image processing means) 110 for performing the smoothing process is provided.
  • tissue specimen image 115 that has been subjected to the smoothing process by the image processing unit 110 is binarized by the binarization processing unit (binarization processing means) 121 to generate a binarized image, thereby generating a tissue specimen image.
  • a mask generation unit (mask generation means) 120 that generates a mask 125 for removing an interstitial region from 115 is provided. With this configuration, it is possible to generate a mask that accurately separates the parenchymal cells 151 and the stromal cells 152 regardless of the staining intensity of the cells.
  • the information processing system 250 of the present embodiment excludes the interstitial portion in the tissue specimen image that has been stained (for example, immunostaining, here IHC staining) in order to select the treatment method for cancer as accurately as possible.
  • cell nucleus and cell membrane staining information is used for stroma recognition as an example of a cell component, and cell nucleus staining information is used for counting the number of cells.
  • IHC staining there are three types of ER staining, PgR staining, and HER2 staining. Among these, according to ER staining and PgR staining, the cell nucleus is stained brown for positive cells, and the negative cells remain blue of hematoxylin that is stained first. On the other hand, the cell membrane is not stained in both positive and negative cases.
  • the cell membrane is stained brown for positive cells, but the cell membrane is not visible for negative cells.
  • the cell nucleus is blue regardless of positive / negative.
  • the stroma can be recognized relatively easily. it can. Therefore, in the case of binarization processing, not only the information on the cell nucleus but also the information on the brown color of the cell membrane is used when HER2 is positive.
  • the blue color of the cell nucleus is concentrated in the region to be noted other than the stroma. To do.
  • Step 1 A mask is generated by smoothing a cell nucleus and using it for a binarization process.
  • ER / PgR positive: Information on brown and blue nuclei is used.
  • ER / PgR negative: Information on blue nuclei is used.
  • HER2 positive: Information on brown cell membrane and blue nucleus is used.
  • HER2 negative: Information on blue nuclei is used.
  • Step 2 For ER / PgR using cell nuclei for cell number counting: Count the number of brown and blue nuclei. For HER2: Count blue nuclei. In addition, the staining intensity of the cell membrane present around the nucleus is determined.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an information processing system 250 including a pathological image diagnosis support apparatus 200 as an information processing apparatus according to the second embodiment.
  • a pathological image diagnosis support apparatus 200 and a plurality of client PCs 220 connected to a color scanner 221 that reads (inputs) a tissue specimen image are connected via a network 240.
  • a pathological image diagnosis center 230 is also connected for transmitting images processed by the pathological image diagnosis support apparatus 200 or processing results to perform analysis / diagnosis by a specialist doctor.
  • the pathological image diagnosis support apparatus 200 corresponds to the information processing apparatus of the present invention.
  • the network 240 may be a public network including the Internet or a hospital LAN.
  • the pathological image diagnosis support apparatus 200 receives the tissue specimen image transmitted from the client PC 220 via the network 240 by the communication control unit 201. That is, it can be said that the communication control unit 201 corresponds to a “reception unit” that receives a tissue specimen image via the network 240.
  • the received tissue specimen image is stored in the image storage unit (image storage unit) 202.
  • An area selection unit (area selection means) 203 selects a plurality of selection areas from the received tissue specimen image.
  • the image in each selected area is processed by the image processing unit (image processing unit) 204, and the mask generation unit (mask generation unit) 205 generates a mask. This process is repeated for all selected areas.
  • the entire mask may be generated as it is.
  • the received tissue specimen image 206, the mark 207 surrounding the selection area, and the tissue specimen image 208 of each selection area are sent to the display data generation unit 210 that generates display data.
  • the mask 209 generated by the mask generation unit 205 is also sent to the display data generation unit 210.
  • the display data generation unit (display data generation means) 210 generates various display data from the received tissue specimen image 206, the mark 207 surrounding the selection area, the tissue specimen image 208 of each selection area, and the mask 209. As the display data, desired display data is selected by the client PC 220. The selected display data is returned from the communication control unit 201 via the network 240 to the client PC 220 and displayed on the display screen. Alternatively, it is transmitted to the pathological image diagnosis center 230 for analysis / diagnosis by a specialist. That is, the communication control unit 201 also corresponds to a “transmission unit” that transmits the number of the parenchymal cells counted by the counting unit or the display data generated by the display data generation unit via the network 240. it can.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating further detailed configurations of the image processing unit 204, the mask generation unit 205, and the display data generation unit 210.
  • the image processing unit 204 the mask generation unit 205
  • the display data generation unit 210 the display data generation unit 210.
  • an example of handling a tissue specimen image of breast cancer that has been subjected to IHC staining will be described.
  • the present invention is not limited to this.
  • the image processing unit 204 includes a reduction processing unit (reduction processing unit) 301, a gray scale processing unit (gray scale processing unit) 302, and a smoothing processing unit (smoothing processing unit) 303.
  • the reduction processing unit 301 reduces the tissue specimen image in each selection area.
  • the reduction process is a process for filling in a blank portion (in the image, the background color of the film) around the parenchymal cells (concentrating the parenchymal cells).
  • the reduction ratio which is a parameter, is a value determined from the resolution in each selection area, the part of the living tissue, and the like.
  • the reduced tissue specimen image of each selected area is sent to the gray scale processing unit 302.
  • the gray scale processing unit 302 converts the color tissue specimen image into a gray scale image.
  • the grayscale image is then sent to the smoothing processing unit 303.
  • the smoothing processing unit 303 smoothes the gray scale image so that the luminance of the cell nucleus and the luminance of the stroma can be separated by binarization processing.
  • smoothing is performed by a Gaussian filter.
  • the matrix size and weighting of the Gaussian filter influence the smoothing result.
  • the matrix size and weighting which are parameters of the smoothing process, include, for example, only a small interstitial stained part in the matrix size in accordance with the density of the interstitial stained part, and the weighting is a non-stained part around It is selected so that the influence of.
  • the tissue specimen image generated by the processing of the image processing unit 204 is also referred to as a post-processing tissue specimen image.
  • the parenchymal cells and the stromal cells are separated based on the brightness of the cell nucleus, but the present invention is not limited to this, and other cell components (cell nucleus, cell membrane, cytoplasm, Separation may be performed using differences in lymphocytes).
  • the mask generation unit 205 includes a binarization processing unit (binarization processing unit) 304, a luminance value histogram generation unit (luminance value histogram generation unit) 305, a threshold calculation unit (threshold calculation unit) 306, and a post-processing unit (post-processing). Means) 307.
  • the binarization processing unit 304 binarizes the image that has been subjected to the image processing by the image processing unit 204, in particular, the stroma and the cell nucleus can be separated by the smoothing by the smoothing processing unit 303.
  • the threshold value calculation unit 306 calculates the threshold value for the binarization process from the luminance value histogram generated by the luminance value histogram generation unit 305.
  • threshold calculation by the threshold calculation unit 306 dynamic programming (DP) is used in the present embodiment.
  • DP dynamic programming
  • the present invention is not limited to this, and other threshold calculation methods may be used.
  • the reliable threshold value obtained from various examples of IHC staining is, for example, between 190 and 215 when the gray scale is 0 to 255. Therefore, in this embodiment, when the threshold value calculated by dynamic programming (DP) is less than 190, the threshold value is corrected to 190, and the threshold value calculated by dynamic programming (DP) exceeds 215. Suppose that the threshold is corrected to 215.
  • the binarization processing unit 304 binarizes the threshold value obtained by the threshold value calculation unit 306 and sets a portion having a luminance value higher than the threshold value as a mask candidate region.
  • the post-processing unit 307 performs various processes on the mask candidate area to generate a final mask that can be trusted as a mask. For example, in the mask candidate region in the binarized image output from the binarization processing unit 304, many discrete points remain near the boundary between the real cell region and the stromal cell region to be observed. The purpose of this mask is to facilitate the counting of the parenchymal cells to be observed, and it is better to avoid removing the parenchymal cells to be observed with the mask.
  • the post-processing unit 307 performs, for example, a discrete point connection process for communicating the discrete points with the region of the real cell to be observed as much as possible.
  • a discrete point connection process for example, an opening / closing process, particularly a black closing process representing a substantial cell is preferable.
  • many isolated points are scattered in the mask candidate region.
  • the post-processing unit 307 preferably performs isolated point removal processing for removing the isolated points.
  • the noise of isolated points is removed by expanding the white area in the reduced mask candidate area.
  • unnecessary holes appear in the region of the parenchymal cell to be observed. This hole becomes a part of the generated mask as it is.
  • the post-processing unit 307 perform the hole filling process such as a closing process in a black region of the substantial cells.
  • a suitable value is also selected for these post-processing parameters. As described above, in this example, the condition that does not remove the real cells to be observed is given the highest priority in the selection of values.
  • a display data generation unit (display data generation unit) 210 includes a superimposition unit (superimposition unit) 308, a count unit (count unit) 309, a bar graph generation unit (bar graph generation unit) 311, a mapping unit (mapping unit) 312 and a display.
  • a data storage unit (display data storage means) 313 is included. As shown in FIG. 2, the display data generation unit 210 includes the received tissue specimen image 206, the mark 207 surrounding the selection area, the tissue specimen image 208 in each selection area, and the mask 209 for generating display data. Entered. However, other display data can be generated by using other data according to a request from the client PC 220. In this example, five display data are prepared in the display data storage unit 313.
  • the first display data 321 is image data (see FIG. 6) in which the tissue specimen image 206 received by the mapping unit 312 and the mark 207 surrounding the selection area are superimposed.
  • the second display data 322 is image data of the tissue specimen image 208 in each selected area (see FIG. 8).
  • the third display data 323 is image data (see FIG. 12) obtained by superimposing the mask 209 on the tissue specimen image 208 of each selection area with the superimposing unit 308 minus the mask 209.
  • the fourth display data 324 is a value (see 1904 in FIG. 19) obtained by the count unit 309 counting the number of cells in the parenchymal cell region to be observed of the third display data 323 according to the staining intensity.
  • the fifth display data 325 is bar graph image data generated by the bar graph generation unit 311 based on the count value for each staining intensity (see FIGS. 17, 18, and 20).
  • the five display data prepared in the display data storage unit 313 are transmitted and displayed in various combinations as a request from the client PC 220 or as a service of the pathological image diagnosis support apparatus 200.
  • a superimposing unit (superimposing unit) 308 and a counting unit (counting unit) 309 are incorporated in a display data generating unit (display data generating unit) 210.
  • the structure of the information processing apparatus of the present invention is not limited to this.
  • the first display data 321 to the fifth display data 325 are used as display data.
  • the present invention is not limited to this.
  • a means corresponding to the “display data generating means” can be omitted.
  • FIG. 4A is a block diagram illustrating a hardware configuration of a pathological image diagnosis support apparatus 200 that is an information processing apparatus according to the second embodiment.
  • the pathological image diagnosis support apparatus 200 includes a CPU (Central Processing Unit) 410, a ROM (Read Only Memory) 420, a communication control unit 201, and a RAM (Random Access Memory). [Random Access Memory]) 430 and storage 440.
  • CPU Central Processing Unit
  • ROM Read Only Memory
  • a communication control unit 201 a communication control unit 201
  • RAM Random Access Memory
  • a CPU 410 is a processor for arithmetic control, and implements each part of FIGS. 2 and 3 by executing a program.
  • the ROM 420 stores fixed data and programs such as initial data and programs.
  • the communication control unit 201 communicates with the client PC 220, which is an external device, the pathological image diagnosis center 230, and the like via the network 240 as described in FIG.
  • the RAM 430 is used by the CPU 410 as a work area for temporary storage.
  • an area for storing the following data necessary for realizing the present embodiment is secured. That is, the RAM 430 has an area for temporarily storing the processing target image data 431 on which various processes according to the present embodiment are performed and the display data 432 transmitted to the client PC 220 via the communication control unit 201. Further, the RAM 430 includes a program execution area 433.
  • the storage 440 stores diagnosis support information 441, various parameters 442, and various programs 443 in a nonvolatile manner.
  • the processing target image data 431 in the RAM 430 includes the following data.
  • the tissue specimen image 451 received via the communication control unit 201 An image 452 of one selected area selected from the received tissue specimen image Reduced image 453 reduced to fill the blank in the image of the selected area
  • a smoothed image 455 obtained by smoothing the grayscale image 454 A luminance value histogram 456 generated from the smoothed image 455
  • a mask image 459 for deleting an interstitial region obtained by performing post-processing such as discrete point connection, isolated point deletion, hole filling, etc. on the binarized image
  • the display data 432 includes the following data.
  • Mapping image 461 The first selection area image 462 for the first selection area First mask superimposed image 463 obtained by masking first selection area image 462 with a mask image First cell count value 464, which is the number of cancer cells counted for each staining intensity from the mask superimposed image First bar graph image 465 generated from the number of cancer cells counted by staining intensity Similar data is included in the display data 432 for the second selection area and thereafter.
  • the diagnosis support information 441 of the storage 440 includes the following data.
  • Received tissue specimen image 471 The position / size 472 of the selected area, which is a partial area selected from the tissue specimen image -Count value 473 for cancer cells in the selected area
  • the various parameters 442 of the storage 440 include the following parameters.
  • -Reduction ratio 481 used in reduction processing A grayscale parameter 482 used to change to a grayscale image
  • Threshold calculation parameter 484 for calculating threshold for binarization processing.
  • the maximum / minimum threshold values are stored.
  • -Post-processing parameters 485 such as discrete point connection, isolated point deletion, hole filling
  • a staining intensity discrimination parameter 486 for discriminating the degree of staining of the cell membrane of each cell by IHC staining. When a score (4 levels (0, +1, +2, +3)) is determined from the ratio of the number of cells for each staining intensity, such a score is also stored.
  • the various programs 443 in the storage 440 include the following programs.
  • Diagnosis support program 491 for providing diagnosis support
  • An area selection program 492 for selecting a cancer cell area from a tissue specimen image
  • Image processing program 493 that implements the processing of the image processing unit 204 (executes S701 to S709 in FIG. 7)
  • Mask generation program 494 that implements the processing of the mask generation unit 205 (executes S711 to S719 in FIG. 7)
  • Cell count program 495 for counting the number of cells for each staining intensity from the masked selection area image (execute S509 of FIG. 5 (see FIG.
  • a bar graph generation program 496 that generates a bar graph indicating the ratio of the number of cells by counting the number of cells for each staining intensity (executes S511 in FIG. 5 (see FIG. 14 for details))
  • a transmission data generation program 497 that generates display data to be served to the client PC 220 via the network 240 (executes S515 in FIG. 5 (see FIG. 16 for details))
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a procedure of the entire diagnosis support process according to the present embodiment.
  • step S501 reception step
  • reception of a tissue specimen image from the client PC 220 is awaited. If there is image reception, the process proceeds to step S503 to store the tissue specimen image.
  • step S505 a predetermined number of areas are selected from the received tissue specimen image.
  • the display screen 600 in FIG. 6 includes the received tissue specimen image 601 and its reduced image 602.
  • Reference numeral 603 denotes a selection area where a mask is generated in the following example.
  • five selection areas “1” to “5” are automatically selected and shown.
  • the selection area selection algorithm a known method may be used, or the user may instruct selection from the client PC 220.
  • the display screen 600 may be transmitted to the client PC 220 to be confirmed by the user, but is omitted in FIG.
  • steps S507 to S513 are repeated while processing each selected area in order until the processing of all the selected areas is completed.
  • step S507 mask generation step and superposition step
  • a mask for removing the interstitium is generated for the tissue specimen image in the selected area, and the interstitial portion is masked by superimposing the generation mask on the tissue specimen image.
  • a superimposed image is generated (FIG. 7).
  • step S509 counting step
  • the number of cells for each staining intensity is counted from the masked tissue specimen image in each selected area (FIG. 13 described later).
  • step S511 (part of the display data generation step), a bar graph indicating the ratio of the number of cells for each staining intensity obtained in step S509 is generated (FIG. 14).
  • Various methods can be used to determine the staining intensity when the ratio of the number of cells for each staining intensity is shown. In this example, a bar graph in which each color was divided was generated.
  • step S513 it is determined whether or not the processing of all selected areas has been completed. If there remains a selection area that has not yet been processed, the processing from step S507 is repeated.
  • step S515 another part of the display data generation step
  • step S517 transmission step
  • the display data generated in S515 is transmitted to the client PC 220 (or pathological image diagnosis center 230) via the network 240.
  • step S519 it is determined whether or not it is an instruction to end the process.
  • the process returns to step S515 to repeat generation and transmission of display data.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a detailed procedure of mask generation / superimposed image generation shown in S507 of FIG.
  • FIG. 8 is an enlarged view displayed when a selection area (hereinafter referred to as a third selection area) displayed as “3” is selected from the five selection areas 603 in FIG. 6.
  • a cancer parenchymal cell region 801 observed as a thick lump, a stromal cell region 802 where dark discrete points spread, and a ground that is not a tissue specimen image (for example, a preparation for a microscope) ) Region 803.
  • FIG. 8 is a black and white image, in reality, the region 801 is a region where nuclei stained in light blue and cell membranes stained in brown around the region are densely packed.
  • a region 802 is a region where lymphocytes stained in dark blue are discrete. The staining intensity of the cell membrane will be described in the next section on cell count processing.
  • step S703 of FIG. 7 the acquired tissue specimen image of the selected area is stored and saved.
  • the processing in the next steps S705 to S709 corresponds to the processing of the image processing unit 204.
  • step S705 reduction step
  • the tissue sample image in the acquired selected area is subjected to reduction processing in order to fill in the blank portion other than the cells in the region 801 of the cancer parenchymal cell in the tissue sample image.
  • step S707 grayscale processing step
  • the color image is converted into, for example, a grayscale image having a luminance value of “0” to “255” in this example.
  • An upper image 910 in FIG. 9 is an image after the reduction process and the conversion to the grayscale image.
  • step S709 image processing step
  • the image changes to the lower image 920 in FIG.
  • the density difference is reduced in the cancer parenchymal cell region 801 by the smoothing process, and the whole is formed into one lump.
  • the stromal cell region 802 the discrete stromal cell nucleus stained in dark blue is changed to a high luminance value due to the influence of surrounding pixels having a high luminance value.
  • step S711 luminance value histogram generation step
  • a luminance value histogram of the smoothed image 920 is generated.
  • An example of the luminance value histogram 1000 generated from the lower image 920 in FIG. 9 is shown in FIG.
  • the horizontal axis is the luminance value from “0” to “255”, and the vertical axis is the number of pixels.
  • the luminance value in the image 920 is between “80” and “230”.
  • a peak 1010 of the number of pixels having the highest luminance value (brightest) is a region 803 of the ground color (preparation color of a portion having no tissue).
  • the next highest luminance value (thin) peak 1020 is the stromal cell region 802.
  • a portion 1030 having a low luminance value (dark) is a region 801 of cancer parenchymal cells, and a peak 1040 therein is a cell nucleus of parenchymal cells.
  • a suitable binarization threshold for separating the stromal cell region 802 from the cancer parenchymal cell region 801 is calculated by dynamic programming. In this example, calculation is performed by dynamic programming, but the present invention is not limited to this.
  • the difference in luminance value between the stromal cell region 802 and the cancer parenchymal cell region 801 has already been significantly separated by the smoothing process or the like. Therefore, the stromal cell region 802 and the cancer parenchymal cell region 801 can be separated from each other by binarization processing, even if there is some difference in the threshold value calculation method.
  • step S715 binarization processing step
  • binarization processing is executed on the tissue specimen image in the selected area after the smoothing processing using the threshold value calculated in step S713.
  • the tissue image of the selected area after binarization is shown in the upper image 1110 in FIG.
  • Reference numeral 1111 denotes an area of cancer parenchymal cells that has become “0” (black) by binarization
  • 1112 denotes an area of stromal cells that has become “255” (white) by binarization.
  • discrete points 1113 discrete from the parenchymal cell mass remain at the boundary between the parenchymal cell area and the stromal cell area.
  • isolated points 1114 remain in the white stromal cell region
  • small holes 1115 remain in the black parenchymal cell region.
  • post-processing step post-processing is performed to connect or delete these singular points.
  • Opening / closing processing is performed to connect the discrete points 1113, white expansion processing is performed to remove the isolated points 1114, and filling processing such as closing processing in a black region is performed to fill the small holes 1115.
  • how much black is used as a discrete point or isolated point and how much white is used as a hole can be selected based on, for example, experience values.
  • an appropriate parameter may be selected from the enlargement ratio or resolution of the image and their experience values.
  • the purpose is to count the number of cells in the black area (not masked) by staining concentration, so the parameters are determined in the direction of leaving the black area so as not to mask the area with cells. Is done.
  • a white area 1121 is a mask area.
  • the discrete point 1113 is connected to the black region, the isolated point 1114 is removed, and the small hole 1115 is filled by the post-processing.
  • step S719 enlargement processing is performed on the post-processed image (lower image 1120 in FIG. 11) at the same ratio as the reduction processing performed in step S705, and a formal mask is formed using the white area as a mask area. Generate.
  • step S721 the generated mask is applied to the tissue specimen image of the original selection area, and the mask region is removed, whereby a tissue specimen image 1200 of the masked selection area as shown in FIG. 12 is generated.
  • step S723 the tissue specimen image 1200 of the masked selection area is stored in correspondence with the selection area ID for identifying the selection area.
  • FIG. 13 is a flowchart showing a detailed procedure for counting the number of cells shown in S509 of FIG.
  • step S1301 the mask superimposed image (see FIG. 12) stored in S723 of FIG. 7 is acquired.
  • step S1303 it is determined whether the receptor in the IHC staining in this example is “HER2” or other “ER” or “PgR”.
  • the process proceeds to step S1305, and in this example, the staining intensity is divided into three stages (none, weak, strong). Count the number of cells.
  • “none” is a cell in which the cell nucleus is stained blue but the cell membrane is not stained.
  • “Weak” is a cell in which part of the cell membrane is stained brown.
  • “Strong” is a cell in which the entire cell membrane is stained to form a closed curve.
  • step S1307 the number of cells counted for each staining intensity is stored in association with the staining intensity.
  • step S1311 the number of cells is stored in association with the presence or absence of staining.
  • FIG. 14 is a flowchart showing a detailed procedure for generating the bar graph shown in S511 of FIG.
  • step S1401 it is determined whether the receptor in the IHC staining in this example is “HER2” or other “ER” or “PgR”. In the case of “HER2”, the process proceeds to step S1403, and the ratio of the number of cells having three levels of staining intensity is calculated. In this example, the total number of cells is 100, and the ratio of the number of cells for each staining intensity is expressed as a percentage. Subsequently, in step S1405, a bar graph in which each staining intensity is color-coded so as to be identifiable is generated.
  • the percentage of cells with no staining is green
  • the percentage of cells with weak staining is yellow
  • the percentage of cells with strong staining is red
  • (none: green-weak: A bar graph displayed in the order of yellow-strong: red) is generated.
  • step S1407 where the ratio of the number of cells with or without staining is obtained, and in step S1409, the bar graph is displayed in the order of (absence: green-present: red). Is generated.
  • step S1411 the bar graph generated in association with the selected area of the tissue specimen image is stored.
  • the determination criterion of the HER2 score (+3, +2, +1, 0) is determined by the ratio of the number of cells having a strong staining intensity or the combination of the ratio of weak and strong. Therefore, if it is possible to intuitively determine or assist the determination of the ratio and the combination visually using a bar graph, it is useful for diagnosis using a tissue specimen image. Therefore, in this example, an example of normalization by percentage display is shown, but if it is necessary to observe the total number of cells, the real number may be represented by bars of different colors to indicate the ratio.
  • the score of each selected area and the resulting score of the entire tissue specimen image may be automatically determined.
  • FIG. 15 is a diagram showing the configuration of the display data storage unit 313 in FIG.
  • the configuration of the display data 432 on the RAM 430 or the display data 474 of the storage 440 may be similar to that shown in FIG. 15, for example.
  • FIG. 15 shows a configuration for one received tissue specimen image 310.
  • the tissue specimen image 310 has a plurality of selection area IDs 1510 and 1520 associated with the tissue specimen image ID 1500.
  • the tissue specimen image 310 also holds various image data (such as a tissue specimen image without a mask and a masked tissue specimen image) 1530 and 1540 in association with the selection area IDs 1510 and 1520. Further, in association with the selection area ID 1510, the total cell count 1511, the staining intensity (strong) count number and ratio 1512, the staining intensity (weak) count number and ratio 1513, and the staining intensity (none) count number and ratio 1514 is stored.
  • a bar graph image 1550 generated by pointing to the bar graph image pointer 1515 is stored.
  • the length of the red bar 1551 in the bar graph image 1550 corresponds to the ratio of the staining intensity (strong), the length of the yellow bar 1552 is the ratio of the staining intensity (weak), and the length of the green bar 1553 is the staining intensity (none). ) Respectively.
  • the display data storage unit 313 manages the received tissue specimen image, but the present invention is not limited to this.
  • the data stored in the display data storage unit 313 may further include a diagnosis history and the like, and a plurality of images accumulated according to the diagnosis history may be managed by patient ID, hospital ID, case ID, and the like. Good.
  • FIG. 16 is a flowchart showing a detailed procedure of the display data generation process shown in S515 of FIG.
  • the display data may be generated in advance as a service of the pathological image diagnosis support apparatus as in this example, or may be generated in response to a request from the user client PC 220. In this case, display data is generated interactively, but not described in detail.
  • step S1601 it is determined whether or not the entire received tissue specimen image is displayed in S515.
  • the process proceeds to step S1603, where the selection area is mapped on the tissue specimen image, and a bar graph is added to the thumbnail image of each selection area. Further, an image indicating the score of the tissue specimen image with a color frame is added. Such a display image is generated as display data.
  • FIG. 17 is a diagram showing a display screen 1700 in which the display data generated in step S1603 is displayed on the client PC 220.
  • the display screen 1700 includes a tissue specimen image 1701 on which five selection areas are superimposed, a reduced image 1702 of a tissue specimen image, a thumbnail image 1703 of a tissue specimen image having a score color frame, and within the five selection areas.
  • a thumbnail image 1704 including a bar graph is included.
  • the thumbnail images 1703 and 1704 serve as buttons for selecting a display image by the user.
  • step S1605 it is determined whether one selected area is displayed in S515.
  • the process proceeds to step S1607, and a bar graph corresponding to this selection area is added to the enlarged image of one selection area, and an image obtained by adding the bar graph to the thumbnail image of each selection area is displayed. And generated as display data.
  • FIG. 18 is a diagram showing a display screen 1800 in which the display data generated in step S1607 is displayed on the client PC 220.
  • the display screen 1800 includes an enlarged tissue specimen image 1801 of one selected area, a reduced image 1802 of the selected area, and a bar graph 1803 corresponding to the selected area.
  • a thumbnail image 1703 of the entire tissue specimen image and a thumbnail image 1704 including a bar graph in the five selection areas are displayed as buttons.
  • the example of FIG. 18 is a case where the third selection area “3” of FIG. 17 is selected, and the dark frame of the third selection area “3” of the thumbnail images in the five selection areas represents the selection result.
  • the bar graph 1803 corresponding to the third selection area “3” is the bar graph image 1550 of FIG. 15, and 1804 to 1806 correspond to 1551 to 1553 of FIG.
  • step S1609 it is determined whether or not to display the count number for each staining intensity and the distribution in one selected area in S515.
  • the process proceeds to step S1611 to generate an image in which each cell of the enlarged image of one selection area is colored by the staining intensity, and the count number by the staining intensity is set. The added image is generated as display data.
  • FIG. 19 is a diagram showing a display screen 1900 in which the display data generated in step S1611 is displayed on the client PC 220.
  • the display screen 1900 includes an enlarged tissue specimen image of one selected area and a count number 1904 for each staining intensity.
  • each cell is colored with a color depending on the staining intensity.
  • Reference numeral 1901 represents a cell colored in red with a staining intensity (strong)
  • 1902 represents a cell colored in yellow with a staining intensity (weak)
  • 1903 represents a cell colored in green with a coloring intensity (none).
  • step S1613 it is determined whether or not to display the mask superimposed image obtained by applying the mask generated to the tissue specimen image in the selected area in S515.
  • the process proceeds to step S1615, and the mask superimposed image (see FIG. 12) is incorporated into the display data.
  • a display example in which a mask superimposed image is incorporated is not particularly shown, it may be displayed instead of the tissue specimen image in the selection area or may be added to another display screen area. By displaying the mask superimposed image, it can be confirmed that there is no mistake in counting the number of cells for each staining intensity by comparing with the non-mask superimposed image.
  • step S1601, S1605, and S1609 If it is determined in steps S1601, S1605, and S1609 that the combination is not any display data, the process proceeds to step S1617 to provide display data in another combination or a combination requested by the user from the client PC 220.
  • the pathological image diagnosis support apparatus 200 automatically selects a selection area, in the example of the second embodiment, five selection areas, and counts the number of cells for each staining intensity.
  • the user in addition to the selection area automatically selected by the pathological image diagnosis support apparatus 200, the user can select an area for counting the number of cells for each staining intensity.
  • a selection area 2005 automatically selected by the pathological image diagnosis support apparatus 200 and a selection area 2006 selected by the user are displayed superimposed on the transmitted tissue specimen image 2001.
  • the client PC 220 of the screen as shown in FIG. 6 before counting the number of cells for each staining intensity, or after counting the number of cells for each staining intensity as shown in FIG.
  • it may be input from the client PC 220.
  • the reduced image 2002 and the thumbnail images 2003 and 2004 in FIG. 20 are the same as those in FIGS. 17 and 18.
  • the selection area 2006 selected by the user may be added to the thumbnail image 2004 or replaced.
  • the present invention may be applied to a system composed of a plurality of devices, or may be applied to a single device. Furthermore, the present invention is also applicable to a case where a control program that implements the functions of the embodiments is supplied directly to a system or apparatus or executed remotely. Therefore, in order to realize the functions of the present invention on a computer, a control program installed in the computer, a storage medium storing the control program, and a WWW server that downloads the control program are also included in the scope of the present invention.
  • Information processing apparatus 110 Image processing unit (image processing means) 111 Smoothing processor (smoothing processor) 115 Tissue Sample Image 120 Mask Generation Unit (Mask Generation Unit) 121 Binarization processing unit (binarization processing means) 125 mask 150 tissue specimen image 151 parenchymal cell 152 stromal cell 155 tissue specimen image 200 pathological image diagnosis support apparatus (information processing apparatus) 201 Communication control unit (reception means, transmission means) 202 Image storage unit (image storage means) 203 Area selection unit (area selection means) 204 Image processing unit (image processing means) 205 Mask generator (mask generator) 206 Tissue Sample Image 207 Received Mark 208 Surrounding Selection Area Tissue Sample Image 209 in Each Selection Area Mask 210 Display Data Generation Unit (Display Data Generation Unit) 220 Client PC (input terminal, display terminal) 221 Color scanner (input terminal) 230 Pathological Image Diagnosis Center (Display Terminal) 240 Network 250 Information Processing System 301 Reduction Processing Unit (Reduction Processing Unit) 302 Gray scale processing unit (gray scale processing means
  • Reduction ratio 482 used Grayscale parameter 483 used for change to grayscale image Smoothing parameter 484 used for smoothing Threshold calculation parameter 485 for calculating threshold of binarization processing Discrete point concatenation, Post-processing parameters 486 such as isolated point deletion, hole filling, etc.
  • Staining intensity determination parameter 491 for determining the degree of staining of the cell membrane of each cell by IHC staining
  • Diagnosis support program 492 for performing diagnosis support Selecting a cancer cell area from a tissue specimen image Area selection program 493 Image processing program for realizing the processing of the image processing unit 204 (S701 to S709 in FIG.
  • Mask generation program that implements the processing of the mask generation unit 205 (executes S711 to S719 in FIG. 7) 495 A cell count program that counts the number of cells for each staining intensity from the masked selection area image (executes S509 in FIG. 5 (see FIG. 13 for details)) 496 Bar graph generation program for generating a bar graph indicating the ratio of the number of cells by counting the number of cells for each staining intensity (execution of S511 in FIG. 5 (see FIG. 14 for details)) 497 Transmission data generation program for generating display data to be served to the client PC 220 via the network 240 (execute S515 in FIG. 5 (see FIG.

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Abstract

 細胞の染色強度にかかわらず、間質細胞と実質細胞とを正確に分離することができる情報処理装置を提供する。 実質細胞151と間質細胞152とを含む生体組織を染色して撮像した組織標本画像150に対し、実質細胞151の細胞構成要素の輝度値が間質細胞152の細胞構成要素の輝度値よりも小さくなるように平滑化処理を施す画像処理手段110と、 画像処理手段110による平滑化処理が施された組織標本画像115を2値化処理して2値化画像を生成することにより、組織標本画像115から前記間質細胞の領域を除くためのマスク125を生成するマスク生成手段120と、 を含み、 前記組織標本画像に基づく診断を支援することを特徴とする情報処理装置100。

Description

情報処理装置、情報処理システム、情報処理方法、プログラム及び記録媒体
 本発明は、情報処理装置、情報処理システム、情報処理方法、プログラム及び記録媒体に関する。
 生体組織の組織標本画像に基づく診断を支援する技術として、生体組織の切片を染色し、その染色状態を観察して診断する方法が知られている。診断では、染色後に、組織標本画像から間質部分を分離することが重要であり、特許文献1には、ヘマトキシリン・エオシン染色(HE染色)による生体組織からの間質の分類が記載されている。具体的には、段落[0073]に「組織間質は、赤色で占められる。強度差異d、「赤色比」r=R/(R+G+B)、及び画像オブジェクトの赤色チャネル標準偏差σRを使用して、間質オブジェクトを分類することができる。」との記載がある。すなわち、間質がエオジンにより染色されて赤色となるため、その色から間質を分類している。
特表2010-523979号公報
 しかしながら、免疫組織化学染色(以降IHC染色)を行なった場合、間質細胞の核が実質細胞の核と同様の青色に染色されるため、特に細胞膜の染色が弱い場合、上記従来技術に記載の画像処理によって分離することはできなかった。
 そこで、本発明は、細胞の染色強度にかかわらず、間質細胞と実質細胞とを正確に分離することができる情報処理装置、情報処理システム、情報処理方法、プログラム及び記録媒体の提供を目的とする。
 上記目的を達成するため、本発明の情報処理装置は、
 実質細胞と間質細胞とを含む生体組織を染色して撮像した組織標本画像に対し、前記実質細胞の細胞構成要素の輝度値が前記間質細胞の細胞構成要素の輝度値よりも小さくなるように平滑化処理を施す画像処理手段と、
 前記画像処理手段による平滑化処理が施された組織標本画像を2値化処理して2値化画像を生成することにより、前記組織標本画像から前記間質細胞の領域を除くためのマスクを生成するマスク生成手段と、
 を含み、
 前記組織標本画像に基づく診断を支援することを特徴とする。
 また、本発明の情報処理システムは、
 前記本発明の情報処理装置と、入力端末と、表示端末とを含み、
 前記本発明の情報処理装置が、
 前記マスク生成手段で生成したマスクを前記組織標本画像に重畳させる重畳手段と、
 前記マスクを重畳された組織標本画像に含まれる実質細胞の数を染色強度別にカウントするカウント手段と、
 前記組織標本画像を、ネットワークを介して受信する受信手段と、
 前記カウント手段でカウントした前記実質細胞の数又は前記表示データ生成手段で生成した表示データを、ネットワークを介して送信する送信手段と、
 をさらに含み、
 前記入力端末は、前記受信手段が受信する前記組織標本画像を、入力するとともに、ネットワークを介して送信し、
 前記表示端末は、前記カウント手段でカウントした前記実質細胞の数又は前記表示データ生成手段で生成した表示データを、ネットワークを介して受信し、表示することを特徴とする。
 また、本発明の情報処理方法は、
 前記本発明の情報処理装置を用い、
 前記画像処理手段により、前記実質細胞の細胞構成要素の輝度値が前記間質細胞の細胞構成要素の輝度値よりも小さくなるように前記組織標本画像に対し平滑化処理を施す画像処理ステップと、
 前記マスク生成手段により、前記画像処理ステップで平滑化処理が施された組織標本画像を2値化処理して2値化画像を生成することにより、前記組織標本画像から前記間質細胞の領域を除くためのマスクを生成するマスク生成ステップと、
 を含み、
 前記組織標本画像に基づく診断を支援することを特徴とする。
 本発明のプログラムは、前記本発明の情報処理方法をコンピュータ上で実行可能なことを特徴とする。
 本発明の記録媒体は、前記本発明のプログラムを記録しており、コンピュータで読み取り可能なことを特徴とする。
 本発明によれば、細胞の染色強度にかかわらず、実質細胞と間質細胞とを、正確に分離することができる。
本発明の第1実施形態に係る情報処理装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第2実施形態に係る情報処理システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第2実施形態に係る病理画像診断支援装置の機能構成を示すブロック図である。 本発明の第2実施形態に係る病理画像診断支援装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 本発明の第2実施形態に係る病理画像診断支援装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 本発明の第2実施形態に係る病理画像診断支援装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 本発明の第2実施形態に係る病理画像診断支援装置の動作手順を示すフローチャートである。 第2実施形態で診断対象となる組織標本画像の一例を示す図である。 本発明の第2実施形態に係るマスク/重畳画像生成処理の手順を示すフローチャートである。 図6から選択された1つの選択エリアの例を示す図である。 図8の選択エリアを縮小処理した例及びさらに平滑化処理した例を示す図である。 図9の下図から生成した輝度値ヒストグラムの例と、該輝度値ヒストグラムから算出された2値化の閾値の例を示す図である。 図9の下図を図10に示した閾値で2値化した結果の例と、該2値化した結果に後処理を施した例を示す図である。 図11の下図から生成されたマスクで図8の選択エリアをマクス処理した結果の例を示す図である。 本発明の第2実施形態に係る細胞数のカウント処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の第2実施形態に係るバーグラフの生成処理の手順を示すフローチャートである。 第2実施形態の処理により図12のマスクされた選択エリアから細胞集をカウントしてバーグラフを生成した場合の、データの記憶構成を示す図である。 本発明の第2実施形態に係る表示データの生成処理の手順を示すフローチャートである。 第2実施形態の処理で生成された表示データによる第1表示例を示す図である。 第2実施形態の処理で生成された表示データによる第2表示例を示す図である。 第2実施形態の処理で生成された表示データによる第3表示例を示す図である。 第3実施形態の処理で生成された表示データによる第4表示例を示す図である。
 以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態について例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の技術範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。なお、本実施形態中、細胞構成要素とは広く細胞を構成する要素を含む概念であり、細胞核、細胞膜、細胞質、リンパ球などを含む。
 [第1実施形態]
 本発明の第1実施形態としての情報処理装置100について、図1を用いて説明する。図1は、実質細胞151と間質細胞152とを含む生体組織を免疫染色して撮像した組織標本画像150に基づく診断を支援する情報処理装置100を示す。この情報処理装置100は、実質細胞の細胞構成要素の輝度値が間質細胞の細胞構成要素の輝度値よりも小さくなるように組織標本画像155に対し平滑化処理部(平滑化処理手段)111で平滑化処理を施す画像処理部(画像処理手段)110を備える。また、画像処理部110による平滑化処理が施された組織標本画像115を2値化処理部(2値化処理手段)121で2値化して2値化画像を生成することにより、組織標本画像115から間質領域を除くためのマスク125を生成するマスク生成部(マスク生成手段)120を備える。
 かかる構成により、細胞の染色強度にかかわらず、実質細胞151と間質細胞152とを、正確に分離するマスクを生成することができる。
 [第2実施形態]
 本発明の第2実施形態としての情報処理システム250について、図2~図19を用いて説明する。本実施形態の情報処理システム250は、癌に対する治療法の選択をできるだけ正確に行なうため、染色(一例として免疫染色、ここではIHC染色)を施した組織標本画像において、間質部分を排除して、癌細胞の数をカウントすることを目的とするシステムである。本実施形態では細胞構成要素の一例として細胞核及び細胞膜の染色情報を間質認識に使用し、細胞核の染色情報を細胞数のカウントに使用する。
 なお、ここで対象としているIHC染色としては、ER染色とPgR染色とHER2染色の3種類が挙げられる。このうち、ER染色とPgR染色によれば、陽性の細胞については細胞核が茶色に染まり、陰性の細胞は、最初に染色するヘマトキシリンの青色のままである。一方、細胞膜は陽性の場合にも陰性の場合にも染色されない。
 HER2染色によれば、陽性の細胞については細胞膜が茶色に染まるが、陰性の細胞について、細胞膜は見えない。そして、陽性/陰性に関わらず、細胞核は青色である。このような染色の傾向に鑑みれば、ER染色またはPgR染色の場合に細胞核が茶色に染まっている、あるいは、HER2染色の場合に細胞膜が茶色に染まっていれば、比較的容易に間質を認識できる。そのため、2値化処理する場合に、細胞核の情報だけでなく、HER2陽性の場合には、細胞膜の茶色の情報を使っている。ER染色またはPgR染色の場合に細胞核が茶色に染まっていなくても、あるいは、HER2染色の場合に細胞膜が茶色に染まっていなくても、間質以外の注目したい領域には、細胞核の青色が密集する。
 また、ER、PgR、HER2のどの場合でも、細胞数のカウントは細胞核である。つまり核の数=細胞の数となる。
 まとめると以下のようになる。
(ステップ1)細胞核を平滑化、2値化処理に使用してマスクを生成する。
ER/PgR陽性の場合:茶色の核と青色の核の情報を利用する。
ER/PgR陰性の場合:青色の核の情報を利用する。
HER2 陽性の場合:茶色の細胞膜と青色の核の情報を利用する。
HER2 陰性の場合:青色の核の情報を利用する。
(ステップ2)細胞核を細胞数カウントに使用する
ER/PgRの場合:茶色の核と青色の核の数をカウントする。
HER2の場合:青色の核をカウントする。また、核の周囲に存在する細胞膜の染色強度を判定する。
 〈第2実施形態に係る情報処理システムの構成〉
 図2は、第2実施形態に係る情報処理装置としての病理画像診断支援装置200を含む情報処理システム250の構成を示すブロック図である。図2に示すように、病理画像診断支援装置200と、各々が組織標本画像を読み込む(入力する)カラースキャナ221に接続された複数のクライアントPC220とがネットワーク240を介して接続されている。また、病理画像診断支援装置200において処理された画像あるいは処理結果を送信して、専門医師による分析・診断を行なうための病理画像診断センター230も接続されている。病理画像診断支援装置200は、本発明の情報処理装置に該当する。クライアントPC220及びカラースキャナ221は、本発明の情報処理システムにおける前記「入力端末」に該当するということができる。また、クライアントPC220は、本発明の情報処理システムにおける前記「表示端末」にも該当するということができる。さらに、病理画像診断センター230も、本発明の情報処理システムにおける前記「表示端末」に該当するということができる。なお、ネットワーク240は、インターネットを含む公衆ネットワークであっても良いし、病院内のLANであってもよい。
 病理画像診断支援装置200は、クライアントPC220からネットワーク240を介して送信された組織標本画像を、通信制御部201で受信する。すなわち、通信制御部201は、組織標本画像を、ネットワーク240を介して受信する「受信手段」に該当するということができる。受信した組織標本画像は画像記憶部(画像記憶手段)202に保存される。エリア選択部(エリア選択手段)203は、受信した組織標本画像から複数の選択エリアを選択する。選択された各選択エリア内の画像について画像処理部(画像処理手段)204で処理し、マスク生成部(マスク生成手段)205でマスクを生成する。この処理は、選択された全選択エリアに対して繰り返し行なわれる。なお、受信した組織標本画像が既に選択され細胞数のカウントが容易な解像度の画像であれば、そのまま全体のマスクを生成してもよい。一方、受信した組織標本画像206、選択エリアを囲むマーク207、各選択エリアの組織標本画像208は、表示データを生成する表示データ生成部210に送られる。また、マスク生成部205で生成されたマスク209も表示データ生成部210に送られる。
 表示データ生成部(表示データ生成手段)210は、受信した組織標本画像206、選択エリアを囲むマーク207、各選択エリアの組織標本画像208、マスク209から、各種の表示データを生成する。表示データは、クライアントPC220により所望の表示データが選択される。選択された表示データは、通信制御部201からネットワーク240を介して、クライアントPC220に返信されて、表示画面に表示される。あるいは、専門医師の分析・診断のために、病理画像診断センター230に送信される。すなわち、通信制御部201は、前記カウント手段でカウントした前記実質細胞の数又は前記表示データ生成手段で生成した表示データを、ネットワーク240を介して送信する「送信手段」にも該当するということができる。
 〈病理画像診断支援装置200の機能構成〉
 図3は、画像処理部204、マスク生成部205、表示データ生成部210のさらに詳細な構成を示すブロック図である。なお、本例ではIHC染色を施した乳癌の組織標本画像を扱った例で説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
 画像処理部204は、縮小処理部(縮小処理手段)301、グレースケール処理部(グレースケール処理手段)302、及び平滑化処理部(平滑化処理手段)303を含む。縮小処理部301は、各選択エリア内の組織標本画像を縮小する。縮小処理は、特に実質細胞の周りにある空白部分(画像上は、フィルムの地色)を埋める(実質細胞を密集させる)ための処理である。そのパラメータである縮小率は、各選択エリアにおける解像度や生体組織の部位などから決まる値である。
 縮小された各選択エリアの組織標本画像は、グレースケール処理部302に送られる。グレースケール処理部302は、カラーの組織標本画像をグレースケール画像に変換する。なお、ここでは、グレースケールを0から255とした例を示す。グレースケール画像は、次に平滑化処理部303に送られる。平滑化処理部303では、グレースケール画像を平滑化して細胞核の輝度と間質の輝度を2値化処理で分離可能とする。ここでは一例としてガウシアンフィルタにより平滑化を行なう。なお、ガウシアンフィルタのマトリクスサイズや重み付けが、平滑化の結果を左右する。本例では、平滑化処理のパラメータであるマトリクスサイズや重み付けは、たとえば、間質の染色部の密度にしたがって、マトリクスサイズに少ない間質の染色部しか入らず、かつ重み付けは回りの非染色部の影響が強くなるように選択される。なお、縮小処理部301とグレースケール処理部302と平滑化処理部303との前後関係は本例に限定されない。この画像処理部204の処理によって生成された組織標本画像を処理後組織標本画像とも称す。なお、本実施形態では、細胞核の輝度に基づいて、実質細胞と間質細胞とを分離したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の細胞構成要素(細胞核、細胞膜、細胞質、リンパ球など)の違いを用いて分離しても良い。
 マスク生成部205は、2値化処理部(2値化処理手段)304、輝度値ヒストグラム生成部(輝度値ヒストグラム生成手段)305、閾値算出部(閾値算出手段)306及び後処理部(後処理手段)307を含む。画像処理部204で画像処理された、特に平滑化処理部303による平滑化で間質と細胞核とが分離可能となった画像を、2値化処理部304で2値化する。この2値化処理の閾値を、輝度値ヒストグラム生成部305で生成した輝度値ヒストグラムから閾値算出部306で算出する。閾値算出部306の閾値算出の好適な例として、本実施形態では動的計画法(DP)を利用する。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、他の閾値算出手法を利用しても構わない。なお、本発明者らの検討によれば、種々のIHC染色の例から得た信頼できる閾値の値は、グレースケールを0から255とした場合に、例えば、190から215の間である。したがって、本実施形態では、動的計画法(DP)で算出した閾値が190未満の場合は、前記閾値を190に修正し、動的計画法(DP)で算出した前記閾値が215を超える場合は、前記閾値を215に修正するものとする。
 2値化処理部304では、閾値算出部306で求めた閾値より2値化して輝度値が閾値より高い部分をマスク候補領域とする。後処理部307では、マスク候補領域に種々の処理を加えてマスクとして信頼できる最終マスクを生成する。たとえば、2値化処理部304から出力された2値化画像中のマスク候補領域には、観察対象の実質細胞の領域と間質細胞の領域との境界付近に離散点が多く残る。このマスクの目的は、観察対象の実質細胞のカウントを容易にするためであり、観察対象の実質細胞がマスクにより取り除かれることは避けたほうがよい。したがって、後処理部307では、たとえば、できるだけ前記離散点を観察対象の実質細胞の領域と連絡するための離散点連結処理を行なう。前記離散点連結処理としては、たとえば、オープニング・クロージング処理、特に実質細胞を表わす黒のクロージング処理が好適である。また、たとえば、マスク候補領域には多くの孤立点が散在する。後処理部307により、この孤立点を除去する孤立点除去処理を行なうことが好ましい。たとえば、縮小後のマスク候補領域中の白領域が膨張することにより孤立点のノイズは除去される。さらに、たとえば、観察対象の実質細胞の領域内には、不必要な穴が現われる。この穴は、そのままでは生成したマスクの一部になってしまう。したがって、後処理部307により、実質細胞の黒い領域中でのクロージング処理などで穴埋め処理を行なうことが好ましい。なお、これらの後処理のパラメータにも好適な値が選択される。上述のように、本例では、観察対象の実質細胞を取り除くことの無い条件が、値の選択において最優先される。
 表示データ生成部(表示データ生成手段)210は、重畳部(重畳手段)308、カウント部(カウント手段)309、バーグラフ生成部(バーグラフ生成手段)311、マッピング部(マッピング手段)312及び表示データ記憶部(表示データ記憶手段)313を含む。図2でも示したように、表示データ生成部210には、受信した組織標本画像206、選択エリアを囲むマーク207、各選択エリアの組織標本画像208、マスク209が、表示データの生成のために入力される。ただし、クライアントPC220からの要望に応じて、他のデータが使用されて他の表示データを生成するようにも構成できる。本例では、表示データ記憶部313に5つの表示データが準備される。第1表示データ321は、マッピング部312で受信した組織標本画像206と選択エリアを囲むマーク207とを重畳した画像データ(図6参照)である。第2表示データ322は、各選択エリアの組織標本画像208の画像データ(図8参照)である。第3表示データ323は、各選択エリアの組織標本画像208にマスク209を重畳部308でマスク209をマイナスとして重畳した画像データ(図12参照)である。第4表示データ324は、カウント部309で第3表示データ323の観察対象の実質細胞領域の細胞数を染色強度別にカウントした値(図19の1904参照)である。第5表示データ325は、染色強度別のカウント値に基づいてバーグラフ生成部311で生成したバーグラフの画像データ(図17、図18、図20参照)である。表示データ記憶部313に準備された5つの表示データは、クライアントPC220からの要望、あるいは病理画像診断支援装置200のサービスとして、種々に組み合わせて送信され表示される。なお、本例では、重畳部(重畳手段)308及びカウント部(カウント手段)309が表示データ生成部(表示データ生成手段)210の内部に組み込まれている。しかし、本発明の情報処理装置の構造は、これに限定されない。また、本例では、表示データとして、前記のとおり、第1表示データ321から第5表示データ325までを用いている。しかし、本発明は、これに限定されない。例えば、カウント部309でカウントした前記実質細胞の数(第4表示データ324)をそのまま表示するのみであれば、特に、「表示データ生成手段」に相当する手段を設けないこともできる。
 〈病理画像診断支援装置200のハードウェア構成〉
 図4Aは、第2実施形態の情報処理装置である病理画像診断支援装置200のハードウェア構成を示すブロック図である。図に示すように病理画像診断支援装置200は、CPU(Central Processing Unit[中央演算処理装置])410、ROM(Read Only Memory[読み出し専用メモリ])420、通信制御部201、RAM(Random Access Memory[ランダムアクセスメモリ])430、ストレージ440を含む。
 図4Aで、CPU410は演算制御用のプロセッサであり、プログラムを実行することで図2及び図3の各部を実現する。ROM420は、初期データ及びプログラムなどの固定データ及びプログラムを記憶する。通信制御部201は、図2でも説明したようにネットワーク240を介して外部装置であるクライアントPC220、病理画像診断センター230等と通信する。
 RAM430は、CPU410により、一時記憶のワークエリアとして使用される。RAM430には、本実施形態の実現に必要な以下のデータを記憶する領域が確保される。すなわち、RAM430は、本実施形態に係る各種処理が施される処理対象画像データ431と、通信制御部201を介してクライアントPC220に送信される表示データ432とを一時的に記憶する領域を有する。またさらに、RAM430は、プログラム実行領域433を備える。
 一方、ストレージ440は、診断支援情報441、各種パラメータ442、各種プログラム443を不揮発に記憶する。
 図4Bに示すように、RAM430の処理対象画像データ431は、以下のデータを含む。
 ・通信制御部201を介して受信された組織標本画像451
 ・受信された組織標本画像中から選択された1つの選択エリアの画像452
 ・選択エリアの画像の空白を埋めるため縮小した縮小画像453
 ・縮小画像453をグレースケールに変換したグレースケール画像454
 ・グレースケール画像454を平滑化した平滑化画像455
 ・平滑化画像455から生成された輝度値ヒストグラム456
 ・輝度値ヒストグラム456から算出された2値化処理のための2値化閾値457
 ・グレースケール画像を2値化した2値化画像458
 ・2値化画像に離散点連結、孤立点削除、穴埋めなどの後処理を施した間質領域を削除するためのマスク画像459
 また、表示データ432は、以下のデータを含む。
 ・受信した組織標本画像に選択エリアをマッピングした選択エリア・マッピング画像461
 ・第1選択エリアについての、第1選択エリア画像462
 ・第1選択エリア画像462をマスク画像でマスクした第1マスク重畳画像463
 ・マスク重畳画像から染色強度別にカウントされた癌細胞数である第1細胞数カウント値464
 ・染色強度別にカウントされた癌細胞数から生成された第1バーグラフ画像465
 第2選択エリア以降についても同様のデータが表示データ432に含まれる。
 一方、図4Cに示すように、ストレージ440の診断支援情報441は、以下のデータを含む。
 ・受信した組織標本画像471
 ・組織標本画像から選択された一部領域である、選択エリアの位置・サイズ472
 ・選択エリア内の癌細胞に関するカウント値473
 ・各組織標本画像単位、患者単位、あるいは、症例単位などで検索可能に蓄積された処理後の表示データ474
 さらに、図4Cに示すように、ストレージ440の各種パラメータ442は、以下のパラメータを含む。
 ・縮小処理で使用される縮小率481
 ・グレースケール画像への変化に使用されるグレースケール・パラメータ482
 ・平滑化に使用される平滑化パラメータ483。ガウシアン処理ではマトリクスサイズや重み付け
 ・2値化処理の閾値を算出するための閾値算出パラメータ484。ここでは、動的計画法のパラメータの他に、閾値の最大値/最小値が記憶されている。
 ・離散点連結、孤立点削除、穴埋めなどの後処理パラメータ485
 ・IHC染色で、各細胞の細胞膜の染色の度合いを判別する染色強度判別パラメータ486。染色強度別の細胞数の割合からスコア(4段階(0,+1,+2,+3))を判断する場合には、そのようなスコアも格納される。
 さらに、図4Cに示すように、ストレージ440の各種プログラム443は、以下のプログラムを含む。
 ・診断支援を行なう診断支援プログラム491
 ・組織標本画像から癌細胞のエリアを選択するためのエリア選択プログラム492
 ・画像処理部204の処理を実現する画像処理プログラム493(図7のS701~S709を実行する)
 ・マスク生成部205の処理を実現するマスク生成プログラム494(図7のS711~S719を実行する)
 ・マスクされた選択エリアの画像から染色強度別の細胞数をカウントする細胞数カウントプログラム495(図5のS509(詳細は、図13)を実行する)
 ・染色強度別の細胞数をカウントから細胞数の割合を示すバーグラフを生成するバーグラフ生成プログラム496(図5のS511(詳細は、図14)を実行する)
 ・ネットワーク240を介してクライアントPC220にサービスする表示データを生成する送信データ生成プログラム497(図5のS515(詳細は、図16)を実行する)
 〈病理画像診断支援装置200の動作手順〉
 以下、上記構成による病理画像診断支援装置200の動作手順をフローチャート及び表示画面例を参照に詳細に説明する。なお、各フローチャートにより示されるプログラムは、CPU410により実行されて、図2及び図3の各機能構成部を実現する。
 (診断支援処理の手順)
 図5は、本実施形態の診断支援処理全体の手順を示すフローチャートである。
 ステップS501(受信ステップ)において、クライアントPC220からの組織標本画像の受信を待つ。画像受信があると、ステップS503に進んで組織標本画像を記憶する。ステップS505において、受信した組織標本画像上から所定数のエリアを選択する。
 組織標本画像上に選択エリアを表示した一例を図6に示す。図6の表示画面600は、受信した組織標本画像601とその縮小画像602とを含む。603は、以下の本例でマスクを生成する対象の選択エリアを示す。図6では“1”から“5”の5つの選択エリアが自動的に選択されて示されている。選択エリアの選択アルゴリズムは、既知の方法が使用されればよく、あるいはユーザがクライアントPC220から選択指示してもよい。なお、この表示画面600は、クライアントPC220に送信されて、ユーザに確認を受けるような構成もあるが、図5では省かれている。
 以下、ステップS507からS513が、各選択エリアを順に処理しながら全選択エリアの処理が終了するまで繰り返される。まず、ステップS507(マスク生成ステップ及び重畳ステップ)においては、選択エリア内の組織標本画像について間質を取り除くためのマスクを生成し、生成マスクを組織標本画像に重畳して間質部分がマスクされた重畳画像を生成する(図7)。ステップS509(カウントステップ)においては、各選択エリアのマスクされた組織標本画像から染色強度別の細胞数をカウントする(後述の図13)。ステップS511(表示データ生成ステップの一部)においては、ステップS509において求めた染色強度別の細胞数の割合を示すバーグラフを生成する(図14)。なお、染色強度別の細胞数の割合を示す場合の染色強度の判別は種々の方法が考えられるが、本例ではそれぞれを色で分けたバーグラフを生成した。次に、ステップS513において、選択された全選択エリアの処理が完了したかを判断し、まだ処理してない選択エリアが残っている場合はステップS507からの処理を繰り返す。
 全選択エリアの処理が完了すると、ステップS515(表示データ生成ステップの別の一部)に進んでさらに表示データの生成を行なう(図16)。ステップS517(送信ステップ)において、S515で生成された前記表示データを、ネットワーク240を介してクライアントPC220(あるいは病理画像診断センター230)に送信する。ステップS519において処理の終了指示か否かを判断し、別の表示データが要求された場合などは、ステップS515に戻って表示データの生成・送信を繰り返す。
 (マスク生成/重畳画像生成処理S507の手順)
 図7は、図5のS507に示したマスク生成/重畳画像生成の詳細な手順を示すフローチャートである。
 まず、ステップS701において、1つの選択エリア内の組織標本画像を取得する。図8は、図6の5つの選択エリア603から、「3」と表示された選択エリア(以下、第3選択エリア)を選択した場合に表示される拡大図である。第3選択エリア800には、濃い塊として観察される癌の実質細胞の領域801と、濃い離散点が広がる間質細胞の領域802と、組織標本画像ではない地(たとえば、顕微鏡であればプレパラート)の領域803と、が含まれる。なお、図8は白黒画像であるが、実際には、領域801は薄い青に染色された核とその周囲の茶色に染色された細胞膜が密集した領域である。また、領域802は濃い青に染色されたリンパ球などが離散している領域である。なお、細胞膜の染色強度については、次の細胞数カウント処理の項で説明する。
 図7のステップS703において、取得した選択エリアの組織標本画像を記憶して保存する。次のステップS705からS709の処理が画像処理部204の処理に相当する。ステップS705(縮小ステップ)においては、組織標本画像内の特に癌の実質細胞の領域801にある細胞以外の空白部を埋めてしまうために、取得した選択エリアの組織標本画像を縮小処理する。次に、ステップS707(グレースケール処理ステップ)において、カラー画像を、たとえば本例では“0”から“255”の輝度値のグレースケール画像に変換する。図9の上段の画像910は、前記縮小処理と前記グレースケール画像への変換を施した後の画像である。次に、ステップS709(画像処理ステップ)において、図9の上段の画像910に平滑化処理(本例ではガウシアンフィルタによる処理)を行なうと、図9の下段の画像920に変化する。図9の下段の画像920では、平滑化処理によって、癌の実質細胞の領域801では濃度差が減少して全体が1つの塊になっている。一方、間質細胞の領域802では輝度値の高い周囲の画素の影響を受けて、濃い青に染色された離散する間質細胞核は高い輝度値に変化している。
 以下のステップS711からS719の処理がマスク生成部205の処理に相当する。まず、ステップS711(輝度値ヒストグラム生成ステップ)において、平滑化処理された画像920の輝度値ヒストグラムを生成する。図9の下段の画像920から生成された輝度値ヒストグラム1000の例を図10に示す。横軸が“0”から“255”の輝度値、縦軸が画素数である。図示のとおり、本例では、画像920における前記輝度値は、“80”付近から“230”付近の間にある。その内、輝度値が最も高い(最も明るい)画素数のピーク1010は、地色(組織のない部分のプレパラートの色)の領域803である。次に高い輝度値(薄い)のピーク1020は、間質細胞の領域802である。輝度値の低い(濃い)部分1030が、癌の実質細胞の領域801であり、その中のピーク1040は、実質細胞の細胞核である。ステップS713(閾値算出ステップ)においては、間質細胞の領域802を癌の実質細胞の領域801から分離するための好適な2値化の閾値を動的計画法により算出する。本例では動的計画法により算出したが、本発明はこれに限定されない。すでに、平滑化処理などによって、間質細胞の領域802と癌の実質細胞の領域801との輝度値の差は、有意な程度に離れている。したがって、閾値の算出方法によって多少の善し悪しはあっても、2値化処理による間質細胞の領域802と癌の実質細胞の領域801との分離が可能である。
 ステップS715(2値化処理ステップ)においては、ステップS713において算出された閾値による平滑化処理後の選択エリアの組織標本画像に対して2値化処理が実行される。図11の上段の画像1110に、2値化後の選択エリアの組織標本画像を示す。1111は2値化で“0”(黒)となった癌の実質細胞の領域、1112は2値化で“255”(白)となった間質細胞の領域である。ところが、図11の上段の画像1110の2値化画像には、実質細胞の領域と間質細胞の領域との境に実質細胞の塊から離散した離散点1113が残る。また、白い間質細胞の領域中には孤立点1114が、黒い実質細胞の領域中には小さな穴1115が残る。ステップS717(後処理ステップ)において、これらの特異点を連結したり削除したりするために後処理を行なう。
 離散点1113の連結にはオープニング・クロージング処理、孤立点1114の除去には白の膨張処理、小さな穴1115を埋めるには黒領域でのクロージング処理などの穴埋め処理が施される。なお、どの程度の面積の黒を離散点あるいは孤立点とするか、どの程度の面積の白を穴とするかは、たとえば、経験値に基づいて選択することができる。具体的には、たとえば、画像の拡大率や解像度とそれらの経験値とから適切なパラメータを選択してもよい。基本的には、(マスクされない)黒い領域にある細胞数を染色濃度別にカウントすることが目的であるので、細胞のある領域をマスクしてしまわないように黒の領域を残す方向でパラメータが決定される。図11の下段の画像1120に、後処理後の画像の例を示す。同図において、1121で示す白の領域がマスクとなる領域である。図11の上段の画像1110と比較すると、上記後処理によって、離散点1113が黒い領域に連結され、孤立点1114が除去され、小さな穴1115が埋められているのが分かる。
 ステップS719においては、後処理後の画像(図11の下段の画像1120)に対して、ステップS705において行なった縮小処理と同じ比率での拡大処理を行ない、白い領域をマスク領域として正式なマスクを生成する。
 次に、ステップS721において、生成されたマスクを元の選択エリアの組織標本画像にかけて、マスク領域を取り除くと、図12に図示したような、マスクされた選択エリアの組織標本画像1200が生成される。ステップS723においては、マスクされた選択エリアの組織標本画像1200を、選択エリアを識別する選択エリアIDに対応して記憶する。
 (細胞数カウント処理S509の手順)
 図13は、図5のS509に示した細胞数カウントの詳細な手順を示すフローチャートである。
 まず、ステップS1301において、図7のS723で記憶されたマスク重畳画像(図12参照)を取得する。ステップS1303においては、本例におけるIHC染色における受容体が“HER2”か、それ以外の“ER”又は“PgR”であったかを判定する。“HER2”の場合は細胞膜が染色されるものであって染色強度の変化を観察できるので、ステップS1305に進んで、本例では染色強度を3段階(無、弱、強)に分けてそれぞれに細胞数をカウントする。ここで、「無」は、細胞核が青く染色されているが細胞膜は染色されていない細胞である。「弱」は、細胞膜の一部が茶色に染色されている細胞である。「強」は、細胞膜全体が染色されて閉曲線となっている細胞である。ステップS1307においては、染色強度別にカウントされた細胞数を染色強度に対応付けて記憶する。
 一方、“ER”又は“PgR”であった場合は、細胞核が染色されるものであって染色は「有」「無」の2段階であるので、ステップS1309において細胞核の染色有無のそれぞれで細胞数をカウントする。そして、ステップS1311において染色有無に対応付けて細胞数を記憶する。
 (バーグラフ生成処理S511の手順)
 図14は、図5のS511に示したバーグラフ生成の詳細な手順を示すフローチャートである。
 まず、ステップS1401においては、本例におけるIHC染色における受容体が“HER2”か、それ以外の“ER”又は“PgR”であったかを判定する。“HER2”の場合はステップS1403に進んで、3段階の染色強度の細胞数の割合を算出する。本例では、全体の細胞数を100として各染色強度別の細胞数の割合をパーセントで表わす。続いて、ステップS1405において、各染色強度が識別可能に色分けされたバーグラフを生成する。本例では、染色が「無」の細胞の割合は緑色で、染色が「弱」の細胞の割合は黄色で、染色が「強」の細胞の割合は赤色で、(無:緑-弱:黄-強:赤)の順に表示したバーグラフを生成する。
 一方、“ER”又は“PgR”であった場合はステップS1407に進んで、染色有無の細胞数の割合を求めて、ステップS1409において、(無:緑-有:赤)の順に表示したバーグラフを生成する。ステップS1411において、組織標本画像の選択エリアに対応付けて生成されたバーグラフを記憶する。
 バーグラフを表示データに付加することは、組織標本画像の選択エリアにおける細胞膜の反応性のスコアを判定する場合の補助情報として有用である。たとえば、HER2のスコア(+3,+2,+1,0)の判定基準は、強い染色強度の細胞数の割合や、弱と強の割合の組合せなどで判定される。そのため、バーグラフで視覚的に割合やその組合せを直感的に判定あるいは判定補助ができれば、組織標本画像による診断に有用である。したがって、本例では、パーセント表示で正規化した例を示したが、全体の細胞数を観察する必要があれば実数をそれぞれ異なる色のバーで表わして割合を示してもよい。
 なお、本例では、スコアの自動判定処理には言及しないが、各選択エリアのスコア、その結果としての組織標本画像全体のスコアを自動判定処理してもよい。
 (表示データ記憶部313の構成)
 図15は、図3の表示データ記憶部313の構成を示す図である。なお、RAM430上の表示データ432あるいはストレージ440の表示データ474の構成も、たとえば、図15と類似の構成であってもよい。
 図15は、受信した1つの組織標本画像310についての構成を示す。図示のとおり、組織標本画像310は、組織標本画像ID1500に対応付けられて、複数の選択エリアID1510及び1520を有する。また、組織標本画像310には、各選択エリアID1510、1520に対応付けて、各種画像データ(マスク無しの組織標本画像、マスクされた組織標本画像など)1530及び1540も保持されている。さらに、選択エリアID1510に対応付けて、総細胞カウント数1511、染色強度(強)のカウント数と割合1512、染色強度(弱)のカウント数と割合1513、染色強度(無)のカウント数と割合1514、が記憶される。また、バーグラフ画像ポインタ1515にポイントされて、生成されたバーグラフ画像1550が記憶されている。バーグラフ画像1550の赤色バー1551の長さは染色強度(強)の割合に対応し、黄色バー1552の長さは染色強度(弱)の割合に、緑色バー1553の長さは染色強度(無)の割合に、それぞれ対応する。
 なお、本例では、表示データ記憶部313において、受信した1つの組織標本画像に基づいて管理したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、表示データ記憶部313に記憶されるデータに、さらに診断履歴などを含めて、前記診断履歴に応じて蓄積された複数の画像を、患者ID、病院ID、症例IDなどによって管理してもよい。
 (表示データ生成処理の手順)
 図16は、図5のS515に示した表示データ生成処理の詳細な手順を示すフローチャートである。なお、表示データの生成は、本例のように病理画像診断支援装置のサービスとして予め準備されても、ユーザのクライアントPC220からの要求に応じて生成されてもよい。この場合には、表示データの生成を対話的に行なうことになるが、詳説はしない。
 ステップS1601においては、受信した組織標本画像の全体をS515において表示するか否かを判断する。受信した組織標本画像全体を表示する場合は、ステップS1603に進んで、組織標本画像上に選択エリアをマッピングし、各選択エリアのサムネイル画像にバーグラフを付加する。さらに、組織標本画像のスコアを色枠で示す画像を追加する。このような表示画像を、表示データとして生成する。
 図17は、ステップS1603において生成された表示データをクライアントPC220に表示した表示画面1700を示す図である。図示のとおり、表示画面1700には、5つの選択エリアが重畳された組織標本画像1701、組織標本画像の縮小画像1702、スコアの色枠を有する組織標本画像のサムネイル画像1703、5つの選択エリア内のバーグラフを含むサムネイル画像1704、が含まれる。このサムネイル画像1703及び1704は、ユーザによる表示画像を選択するボタンの役割を果たす。
 ステップS1605においては、1つの選択エリアをS515において表示するか否かを判断する。1つの選択エリアを表示する場合は、ステップS1607に進んで、1つの選択エリアの拡大画像にこの選択エリアに対応するバーグラフを付加し、各選択エリアのサムネイル画像にバーグラフを付加した画像を、表示データとして生成する。
 図18は、ステップS1607において生成された表示データをクライアントPC220に表示した表示画面1800を示す図である。図示のとおり、表示画面1800には、1つの選択エリアの拡大された組織標本画像1801、選択エリアの縮小画像1802、選択エリアに対応するバーグラフ1803、が含まれる。なお、全体の組織標本画像のサムネイル画像1703、5つの選択エリア内のバーグラフを含むサムネイル画像1704は、ボタンとして表示される。図18の例は、図17の第3選択エリア“3”が選択された場合であり、5つの選択エリア内の、サムネイル画像の第3選択エリア“3”の濃い枠が、選択結果を表わしている。また、第3選択エリア“3”に対応するバーグラフ1803は、図15のバーグラフ画像1550であり、1804~1806は図15の1551~1553に対応する。
 ステップS1609においては、染色強度別のカウント数と1つの選択エリア内の分布をS515において表示するか否かを判断する。前記カウント数と前記分布とを表示する場合は、ステップS1611に進んで、1つの選択エリアの拡大画像の各細胞に染色強度別の色を付けた画像を生成し、染色強度別のカウント数を付加した画像を、表示データとして生成する。
 図19は、ステップS1611において生成された表示データをクライアントPC220に表示した表示画面1900を示す図である。図示のとおり、表示画面1900には、1つの選択エリアの拡大された組織標本画像と染色強度別のカウント数1904が含まれる。1つの選択エリアの拡大された組織標本画像は、各細胞に染色強度別の色で着色されている。1901は染色強度(強)の赤色に着色された細胞、1902は染色強度(弱)の黄色に着色された細胞、1903は着色強度(無)の緑色に着色された細胞を表わしている。
 ステップS1613においては、選択エリアの組織標本画像に生成されたマスクをかけたマスク重畳画像の表示をS515においてするか否かを判断する。マスク重畳画像を表示する場合は、ステップS1615に進んで、マスク重畳画像(図12参照)を表示データに組み込む。なお、マスク重畳画像を組み込んだ表示例は特に示さないが、選択エリアの組織標本画像に代えて表示しても、他の表示画面領域に追加してもよい。マスク重畳画像の表示により、非マスク重畳画像と比べることで染色強度別の細胞数のカウントに間違いが無いことが確認できる。
 ステップS1601、S1605、S1609の判断において、いずれの表示データの組合せでもない場合は、ステップS1617に進んで他の組み合わせあるいはユーザがクライアントPC220から要求する組み合わせで表示データを提供する。
 [第3実施形態]
 本発明の第3実施形態について、図20を用いて説明する。第2実施形態においては、病理画像診断支援装置200が自動的に選択エリア、第2実施形態の例では5つの選択エリアを選択して、染色強度別の細胞数のカウントを行なった。第3実施形態では、図20に示すように、病理画像診断支援装置200が自動的に選択した選択エリアの他に、ユーザが染色強度別の細胞数のカウントを行なうエリアを選択できる。
 図20の表示画面2000では、送信した組織標本画像2001に重畳して、病理画像診断支援装置200が自動的に選択した選択エリア2005と、ユーザが選択した選択エリア2006が表示されている。たとえば、染色強度別の細胞数のカウントをする前に図6のような画面のクライアントPC220への表示に応答して、あるいは染色強度別の細胞数のカウントをした後の図17のような結果表示に応答して、クライアントPC220から入力されてよい。なお、図20の縮小画像2002、サムネイル画像2003、2004は、図17や図18と同様である。なお、サムネイル画像2004にユーザが選択した選択エリア2006が追加されても、入れ替えられてもよい。
 [他の実施形態]
 以上、本発明の実施形態について詳述したが、それぞれの実施形態に含まれる別々の特徴を如何様に組み合わせたシステム又は装置も、本発明の範疇に含まれる。
 また、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用しても良いし、単体の装置に適用しても良い。さらに、本発明は、実施形態の機能を実現する制御プログラムが、システムあるいは装置に直接あるいは遠隔から供給されて実行される場合にも適用可能である。したがって、本発明の機能をコンピュータで実現するために、コンピュータにインストールされる制御プログラム、あるいはその制御プログラムを格納した記憶媒体、その制御プログラムをダウンロードさせるWWWサーバも、本発明の範疇に含まれる。
 以上、実施形態及び実施例を参照して本願発明を説明したが、本願発明は、上記実施形態及び実施例に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。
 この出願は、2010年9月30日に出願された日本出願特願2010-223049を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
100 情報処理装置
110 画像処理部(画像処理手段)
111 平滑化処理部(平滑化処理手段)
115 組織標本画像
120 マスク生成部(マスク生成手段)
121 2値化処理部(2値化処理手段)
125 マスク
150 組織標本画像
151 実質細胞
152 間質細胞
155 組織標本画像
200 病理画像診断支援装置(情報処理装置)
201 通信制御部(受信手段、送信手段)
202 画像記憶部(画像記憶手段)
203 エリア選択部(エリア選択手段)
204 画像処理部(画像処理手段)
205 マスク生成部(マスク生成手段)
206 受信した組織標本画像
207 選択エリアを囲むマーク
208 各選択エリアの組織標本画像
209 マスク
210 表示データ生成部(表示データ生成手段)
220 クライアントPC(入力端末、表示端末)
221 カラースキャナ(入力端末)
230 病理画像診断センター(表示端末)
240 ネットワーク
250 情報処理システム
301 縮小処理部(縮小処理手段)
302 グレースケール処理部(グレースケール処理手段)
303 平滑化処理部(平滑化処理手段)
304 2値化処理部(2値化処理手段)
305 輝度値ヒストグラム生成部(輝度値ヒストグラム生成手段)
306 閾値算出部(閾値算出手段)
307 後処理部(後処理手段)
308 重畳部(重畳手段)
309 カウント部(カウント手段)
311 バーグラフ生成部(バーグラフ生成手段)
312 マッピング部(マッピング手段)
313 表示データ記憶部(表示データ記憶手段)
321 第1表示データ
322 第2表示データ
323 第3表示データ
324 第4表示データ
325 第5表示データ
410 CPU
420 ROM
430 RAM
431 処理対象画像データ
432 表示データ
433 プログラム実行領域
440 ストレージ
441 診断支援情報
442 各種パラメータ
443 各種プログラム
451 通信制御部201を介して受信された組織標本画像
452 受信された組織標本画像中から選択された1つの選択エリアの画像
453 選択エリアの画像の空白を埋めるため縮小した縮小画像
454 縮小画像453をグレースケールに変換したグレースケール画像
455 グレースケール画像454を平滑化した平滑化画像
456 平滑化画像455から生成された輝度値ヒストグラム
457 輝度値ヒストグラム456から算出された2値化処理のための2値化閾値
458 グレースケール画像を2値化した2値化画像
459 2値化画像に離散点連結、孤立点削除、穴埋めなどの後処理を施した間質領域を削除するためのマスク画像
461 受信した組織標本画像に選択エリアをマッピングした選択エリア・マッピング画像
462 第1選択エリアについての、第1選択エリア画像
463 第1選択エリア画像462をマスク画像でマスクした第1マスク重畳画像
464 マスク重畳画像から染色強度別にカウントされた癌細胞数である第1細胞数カウント値
465 染色強度別にカウントされた癌細胞数から生成された第1バーグラフ画像
471 受信した組織標本画像
472 組織標本画像から選択された一部領域である、選択エリアの位置・サイズ
473 選択エリア内の癌細胞に関するカウント値
474 各組織標本画像単位、患者単位、あるいは、症例単位などで検索可能に蓄積された処理後の表示データ
481 縮小処理で使用される縮小率
482 グレースケール画像への変化に使用されるグレースケール・パラメータ
483 平滑化に使用される平滑化パラメータ
484 2値化処理の閾値を算出するための閾値算出パラメータ
485 離散点連結、孤立点削除、穴埋めなどの後処理パラメータ
486 IHC染色で、各細胞の細胞膜の染色の度合いを判別する染色強度判別パラメータ
491 診断支援を行なう診断支援プログラム
492 組織標本画像から癌細胞のエリアを選択するためのエリア選択プログラム
493 画像処理部204の処理を実現する画像処理プログラム(図7のS701~S709を実行する)
494 マスク生成部205の処理を実現するマスク生成プログラム(図7のS711~S719を実行する)
495 マスクされた選択エリアの画像から染色強度別の細胞数をカウントする細胞数カウントプログラム(図5のS509(詳細は、図13)を実行する)
496 染色強度別の細胞数をカウントから細胞数の割合を示すバーグラフを生成するバーグラフ生成プログラム(図5のS511(詳細は、図14)を実行する)
497 ネットワーク240を介してクライアントPC220にサービスする表示データを生成する送信データ生成プログラム(図5のS515(詳細は、図16)を実行する)
600 表示画面
601 受信した組織標本画像
602 受信した組織標本画像の縮小画像
603 マスクを生成する対象の選択エリア
800 第3選択エリア
801 濃い塊として観察される癌の実質細胞の領域
802 濃い離散点が広がる間質細胞の領域
803 組織標本画像ではない地の領域
910 縮小処理とグレースケール画像への変換を施した後の画像
920 画像910に平滑化処理した画像
1000 画像920から生成された輝度値ヒストグラム
1010 地色(組織のない部分のプレパラートの色)の領域803に由来するピーク
1020 間質細胞の領域802に由来するピーク
1030 癌の実質細胞の領域801に由来するピーク
1040 実質細胞の細胞核に由来するピーク
1110 2値化後の選択エリアの組織標本画像
1111 2値化で“0”(黒)となった癌の実質細胞の領域
1112 2値化で“255”(白)となった間質細胞の領域
1113 実質細胞の塊から離散した離散点
1114 孤立点
1115 穴
1120 後処理後の画像
1121 マスクとなる領域
1200 マスクされた選択エリアの組織標本画像
310 受信した1つの組織標本画像
1500 組織標本画像ID
1510、1520 選択エリアID
1511 総細胞カウント数
1512 染色強度(強)のカウント数と割合
1513 染色強度(弱)のカウント数と割合
1514 染色強度(無)のカウント数と割合
1515 バーグラフ画像ポインタ
1530、1540 各種画像データ
1550 バーグラフ画像
1551 赤色バー(染色強度(強)の割合)
1552 黄色バー(染色強度(弱)の割合)
1553 緑色バー(染色強度(無)の割合)
1700 ステップS1603において生成された表示データをクライアントPC220に表示した表示画面
1701 5つの選択エリアが重畳された組織標本画像
1702 組織標本画像の縮小画像
1703 スコアの色枠を有する組織標本画像のサムネイル画像
1704 5つの選択エリア内のバーグラフを含むサムネイル画像
1800 ステップS1607において生成された表示データをクライアントPC220に表示した表示画面
1801 組織標本画像
1802 選択エリアの縮小画像
1803 選択エリアに対応するバーグラフ
1804 赤色バー(染色強度(強)の割合)
1805 黄色バー(染色強度(弱)の割合)
1806 緑色バー(染色強度(無)の割合)
1900 ステップS1611において生成された表示データをクライアントPC220に表示した表示画面
1901 染色強度(強)の赤色に着色された細胞
1902 染色強度(弱)の黄色に着色された細胞
1903 着色強度(無)の緑色に着色された細胞
1904 染色強度別のカウント数
2000 表示画面
2001 送信した組織標本画像
2002 選択エリアの縮小画像
2003 スコアの色枠を有する組織標本画像のサムネイル画像
2004 5つの選択エリア内のバーグラフを含むサムネイル画像
2005 病理画像診断支援装置200が自動的に選択した選択エリア
2006 ユーザが選択した選択エリア

Claims (24)

  1.  実質細胞と間質細胞とを含む生体組織を染色して撮像した組織標本画像に対し、前記実質細胞の細胞構成要素の輝度値が前記間質細胞の細胞構成要素の輝度値よりも小さくなるように平滑化処理を施す画像処理手段と、
     前記画像処理手段による平滑化処理が施された組織標本画像を2値化処理して2値化画像を生成することにより、前記組織標本画像から前記間質細胞の領域を除くためのマスクを生成するマスク生成手段と、
     を含み、
     前記組織標本画像に基づく診断を支援することを特徴とする情報処理装置。
  2.  前記画像処理手段は、前記組織標本画像に対し平滑化処理を施して、前記実質細胞の細胞構成要素の周囲の輝度値に応じた値を当該実質細胞の細胞構成要素の輝度値から減じ、前記間質細胞の細胞構成要素の周囲の輝度値に応じた値を当該間質細胞の細胞構成要素の輝度値に加えることを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。
  3.  前記画像処理手段は、前記平滑化処理の前に前記組織標本画像をグレースケール画像に変換するグレースケール処理手段を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の情報処理装置。
  4.  前記画像処理手段は、前記平滑化処理の前に前記組織標本画像のサイズを縮小する縮小処理手段を含むことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の情報処理装置。
  5.  前記マスク生成手段は、前記画像処理手段により前記平滑化処理を施された処理後組織標本画像に基づいて輝度値ヒストグラムを生成し、該輝度値ヒストグラムに基づいて閾値を算出し、該閾値を用いて前記処理後組織標本画像を2値化処理することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の情報処理装置。
  6.  前記マスク生成手段は、動的計画法を利用して前記2値化処理のための閾値を算出することを特徴とする請求項5に記載の情報処理装置。
  7.  算出された前記2値化処理のための閾値が、予め決められた最大値と最小値との間に入らない場合に、前記最大値又は前記最小値を前記2値化処理のための閾値として使用することを特徴とする請求項5又は6に記載の情報処理装置。
  8.  前記マスク生成手段は、
      前記2値化画像中の離散点を連結して塊に変換する離散点連結処理手段と、
      前記2値化画像中の孤立点を除去する孤立点除去処理手段と、
      前記2値化画像中の穴を埋める穴埋め処理手段と、
     からなる群から選択される少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の情報処理装置。
  9.  前記マスク生成手段で生成したマスクを前記組織標本画像に重畳させる重畳手段と、
     前記マスクを重畳された組織標本画像に含まれる実質細胞の数を染色強度別にカウントするカウント手段と、
     をさらに含むことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の情報処理装置。
  10.  前記カウント手段でカウントした前記実質細胞の数を染色強度別に表示するための表示データを生成する表示データ生成手段をさらに含むことを特徴とする請求項9に記載の情報処理装置。
  11.  前記表示データ生成手段は、前記カウント手段でカウントした前記実質細胞の数を染色強度別にバーグラフで表示するための表示データを生成することを特徴とする請求項10に記載の情報処理装置。
  12.  前記表示データ生成手段は、前記カウント手段でカウントした前記実質細胞の染色強度ごとの割合をバーグラフで表示するための表示データを生成することを特徴とする請求項11に記載の情報処理装置。
  13.  前記表示データ生成手段は、前記マスク生成手段で生成したマスクを前記組織標本画像に重畳した画像を表示するための表示データを生成することを特徴とする請求項10乃至12のいずれか1項に記載の情報処理装置。
  14.  前記情報処理装置に前記組織標本画像を入力する入力手段と、
     前記カウント手段でカウントした前記実質細胞の数又は前記表示データ生成手段で生成した表示データを染色強度別に表示する表示手段と、
     をさらに含むことを特徴とする請求項9乃至13のいずれか1項に記載の情報処理装置。
  15.  前記組織標本画像を、ネットワークを介して受信する受信手段と、
    前記カウント手段でカウントした前記実質細胞の数又は前記表示データ生成手段で生成した表示データを、ネットワークを介して送信する送信手段と、
     をさらに含むことを特徴とする請求項9乃至13のいずれか1項に記載の情報処理装置。
  16.  請求項15に記載の情報処理装置と、入力端末と、表示端末とを含み、
     前記入力端末は、前記受信手段が受信する前記組織標本画像を、入力するとともに、ネットワークを介して送信し、
     前記表示端末は、前記カウント手段でカウントした前記実質細胞の数又は前記表示データ生成手段で生成した表示データを、ネットワークを介して受信し、表示することを特徴とする情報処理システム。
  17.  請求項1乃至15のいずれか1項に記載の情報処理装置を用い、
     前記画像処理手段により、前記実質細胞の細胞構成要素の輝度値が前記間質細胞の細胞構成要素の輝度値よりも小さくなるように前記組織標本画像に対し平滑化処理を施す画像処理ステップと、
     前記マスク生成手段により、前記画像処理ステップで平滑化処理が施された組織標本画像を2値化処理して2値化画像を生成することにより、前記組織標本画像から前記間質細胞の領域を除くためのマスクを生成するマスク生成ステップと、
     を含み、
     前記組織標本画像に基づく診断を支援することを特徴とする情報処理方法。
  18.  前記情報処理装置が、請求項9に記載の情報処理装置であり、
     前記重畳手段により、前記マスク生成手段で生成したマスクを前記組織標本画像に重畳させる重畳ステップと、
     前記カウント手段により、前記マスクを重畳された組織標本画像に含まれる実質細胞の数を染色強度別にカウントするカウントステップと、
     をさらに含むことを特徴とする請求項17に記載の情報処理方法。
  19.  前記情報処理装置が、請求項10乃至13のいずれか1項に記載の情報処理装置であり、
     前記表示データ生成手段により、前記カウント手段でカウントした前記実質細胞の数を染色強度別に表示するための表示データを生成する表示データ生成ステップをさらに含むことを特徴とする請求項18に記載の情報処理方法。
  20.  前記情報処理装置が、請求項14に記載の情報処理装置であり、
     前記入力手段により、前記情報処理装置に前記組織標本画像を入力する入力ステップと、
     前記表示手段により、前記カウント手段でカウントした前記実質細胞の数又は前記表示データ生成手段で生成した表示データを染色強度別に表示する表示ステップと、
     をさらに含むことを特徴とする請求項18又は19に記載の情報処理方法。
  21.  前記情報処理装置が、請求項15に記載の情報処理装置であり、
     前記受信手段により、前記組織標本画像を、ネットワークを介して受信する受信ステップと、
     前記送信手段により、前記カウント手段でカウントした前記実質細胞の数又は前記表示データ生成手段で生成した表示データを、前記ネットワークを介して送信する送信ステップと、
     をさらに含むことを特徴とする請求項18乃至20のいずれか1項に記載の情報処理方法。
  22.  請求項16に記載の情報処理システムを用い、
     前記入力端末により、前記受信手段が受信する前記組織標本画像を、入力するとともに、ネットワークを介して送信する入力送信ステップと、
     前記表示端末により、前記カウント手段でカウントした前記実質細胞の数又は前記表示データ生成手段で生成した表示データを、ネットワークを介して受信し、表示する受信表示ステップと、
     をさらに含むことを特徴とする請求項21に記載の情報処理方法。
  23.  請求項17乃至22のいずれか1項に記載の情報処理方法をコンピュータ上で実行可能なことを特徴とするプログラム。
  24.  請求項23に記載のプログラムを記録しており、コンピュータで読み取り可能なことを特徴とする記録媒体。
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