DE69525680T2

DE69525680T2 - Bildanalysegerät

Info

Publication number: DE69525680T2
Application number: DE69525680T
Authority: DE
Inventors: Takashi Kaneko; Masato Some
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 1994-05-20
Filing date: 1995-05-16
Publication date: 2002-07-18
Anticipated expiration: 2015-05-17
Also published as: EP0684581A2; EP0684581B1; DE69525680D1; US6415038B1; EP0684581A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bildanalysevorrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere eine Vorrichtung, die Bilder in gewünschter Weise analysieren kann.

BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK

Es sind verschiedene Bildanalysierverfahren bekannt. Diese beinhalten einen autoradiographischen Prozeß, der die Schritte des Einführens einer radioaktiv markierten Substanz in einen Organismus, der Verwendung des Organismus oder eines Teils des Gewebes des Organismus als Probe, des Plazierens der Probe und eines radiographischen Films, beispielsweise eines hochempfindlichen Röntgenfilms, gemeinsam in Schichten während einer gewissen Zeitspanne zum Exponieren des radiographischen Films und zum Erhalten von Ortsinformation bezüglich der radiaktiv markierten Substanz in der Probe aus dem aufgelösten Muster des radiographischen Films umfaßt, weiterhin einen Chemilumineszenz-Prozeß mit den Schritten: selektives Markieren einer fixierten hochmolekularen Substanz, beispielsweise eines Proteins oder einer Nukleinsäuresequenz mit einer Markierungssubstanz, die Chemilumineszenz-Emission hervorruft, wenn sie mit einer Chemilumineszenz-Substanz in Berührung tritt, Kontaktieren der mit der Markierungssubstanz und der Chemilumineszenz-Substanz selektiv markierten hochmolekularen Substanz, Erfassen der Chemilumineszenz- Emission in der Wellenlänge sichtbaren Lichts, welches erzeugt wird durch den Kontakt der Chemilumineszenz-Substanz und der Markierungssubstanz, und Gewinnen von Information über die hochmolekulare Substanz, beispielsweise genetische Information; ferner ein Nachweisverfahren unter Einsatz eines Elektronenmikroskops, umfassend die Schritte: Bestrahlen einer metallischen oder nicht metallischen Probe mit einem Elektronenstrahl, Detektieren eines Beugungsbildes, eines Transmissionsbildes oder dergleichen und Bewirken einer Elementar-Analyse, einer Zusammensetzungs-Analyse der Probe, einer Strukturanalyse der Probe oder dergleichen, oder Bestrahlen des Gewebes eines Organismus mit einem Elektronenstrahl und Detektieren eines Bildes des Gewebes des Organismus, ferner ein Prozeß zum Detektieren eines radiographischen Beugungsbildes, umfassend die Schritte des Bestrahlens einer Probe mit Strahlung, des Detektierens eines radiographischen Beugungsbildes und des Bewirkens einer Strukturanalyse der Probe oder dergleichen.
Üblicherweise werden diese Verfahren unter Einsatz eines photographischen Films als Detektormaterial verwendet, um ein radiographisches Bild, ein Chemilumineszenz-Bild, ein Elektronenmikroskop-Bild, ein radiographisches Beugungsbild oder dergleichen auf dem photographischen Film aufzuzeichnen und visuell ein sichtbares Bild zu betrachten. Falls allerdings ein photographischer Film als Detektormaterial eingesetzt wird, gibt es aufgrund der geringen Empfindlichkeit eines radiographischen Films insofern ein Problem, als beträchtliche Zeit aufgewendet werden muß zum Aufzeichnen eines Bildes in einem autoradiographischen Prozeß und dem radiographischen Beugungsbild-Detektorverfahren. Außerdem ist es bei dem Chemilumineszenz-Prozeß, wenngleich man einen hochempfindlichen Film mit einem hohen Gammawert zum Nachweisen sehr schwacher ,Chemilumineszenz-Emission verwenden muß, bei Verwendung eines hochempfindlichen Films mit hohem Gammawert schwierig, den Film zuverlässig unter Ausnutzung eines geraden Abschnitts der Kennlinie zu belichten. Aus diesem Grund wird der Film häufig unrichtig belichtet, und man muß die Filme wiederholt unter verschiedenen Belichtungsbedingungen belichten. Darüber hinaus ist es beim Detektieren unter Verwendung des Elektronenmikroskops wegen der Kürze des geraden Abschnitts der Kennlinie eines photographischen Films für ein Elektronenmikroskop schwierig, die richtige Belichtungsbedingung zu bestimmen, und man muß die Filme wiederholt belichten. Bei jedem dieser Verfahren ist es unerläßlich, die Filme chemisch zu entwickeln, so daß sich die Arbeitsabläufe unvermeidlich verkomplizieren.
Im Hinblick auf das oben Gesagte wurde ein autoradiographischer Prozeß, ein Chemilumineszenz-Prozeß, ein Nachweisverfahren unter Verwendung eines Elektronenmikroskops und ein Nachweisverfahren für ein radiographisches Beugungsbild entwickelt, umfassend die Schritte: als Detektormaterial für die Strahlung, das sichtbare Licht, den Elektronenstrahl oder dergleichen wird nicht ein photographischer Film, sondern ein anregbarer Leuchtstoff verwendet, der Energie von Strahlung, sichtbarem Licht, einem Elektronenstrahl oder dergleichen absorbieren und speichern kann, wenn er mit dieser Strahlung beaufschlagt wird, und der außerdem eine angeregte oder stimulierte Emission freisetzen kann, deren Betrag proportional ist zu der Menge aufgenommener Strahlung, sichtbaren Lichts, des Elektronenstrahls oder dergleichen, wenn er mit einer elektromagnetischen Welle stimuliert wird, die einen spezifischen Wellenlängenbereich besitzt, photoelektrisches Erfassen der von dem anregbaren Leuchtstoff freigesetzten stimulierten Emission, Umwandeln des so detektierten Signals in ein digitales Signal, Ausführen einer vorbestimmten Bildverarbeitung bezüglich der gewonnenen Bilddaten, und Reproduzieren eines Bildes auf eine Anzeigevorrichtung, beispielsweise einer Kathodenstrahlröhre oder dergleichen, oder auf einem photographischen Film (vergleiche zum Beispiel die japanische Patentveröffentlichung 1-60784, die japanische Patent-Veröffentlichung 1- 60782, die japanische Patent-Veröffentlichung 4-3952, das US-Patent 5 028 793, die UK-Patentanmeldung 2 246 197 A, die japanische Patent- Offenlegungsschrift 61-51738, die japanische Patent-Offenlegungsschrift 61-93538, die japanische Patent-Offenlegungsschrift 59-15843 und dergleichen).
Durch die Detektierverfahren, die von anregbarem Leuchtstoff Gebrauch machen, erübrigt sich eine Entwicklung, bei der es sich um eine chemische Verarbeitung handelt. Darüber hinaus läßt sich die Belichtungszeit bei dem Autoradiographieverfahren und bei dem Bildnachweisverfahren anhand eines radiographischen Beugungsbildes deutlich verkürzen. Unpassende Belichtung wird selten, der Belichtungsvorgang wird bei dem Chemilumineszenz-Verfahren und dem Elektronenmikroskop-Detektierverfahren einfach. Da außerdem das Bild wiedergegeben wird, nachdem das detektierte Signal in ein digitales Signal umgewandelt wurde, läßt sich das Bild in einer gewünschten Weise reproduzieren, indem man die Bilddaten einer Signalverarbeitung unterzieht; außerdem ist es möglich, mit Hilfe eines Rechners eine quantitative Analyse vorzunehmen. Die Verwendung eines anregbaren Leuchtstoffs bei diesem Verfahren hat daher Vorteile.
Bei dem Autoradiographieverfahren, dem Chemilumineszenz-Verfahren, dem Detektierverfahren unter Einsatz eines Elektronenmikroskops und bei dem Detektierverfahren mit Hilfe eines radiographischen Beugungsbildes ist es für die quantitative Analyse von Bildern häufig erforderlich, einen besonderen Bildbereich zu spezifizieren und die Dichte der Pixel in diesem Bildbereich aufzuaddieren.
Wird die quantitative Analyse unter Verwendung einer Anzeigevorrichtung, beispielsweise einer Kathodenstrahlröhre, vorgenommen, so läßt sich nur eine Dichte gleich oder höher als ein vorbestimmter Wert bei einem üblichen Bildanalysegerät spezifizieren, und wenn es folglich einen Bildbereich gibt, dessen Dichte höher ist als der quantitativ zu analysierende Bildbereich des Bildes, so ist es unmöglich, einen gewünschten Bildbereich zu spezifizieren und diesen quantitativ zu analysieren.
Die gleichen Probleme ergeben sich dann, wenn nach Aufzeichnung eines autoradiographischen Bildes, eines Chemilumineszenz-Bildes, eines Elektronenmikroskop-Bildes, eines radiographischen Beugungsbildes oder dergleichen auf einem photographischen Film das so aufgezeichnete Bild photoelektrisch gelesen und in ein digitales Signal umgewandelt wird, um das so erhaltene Bildsignal in gewünschter Weise einer Signalverarbeitung unterziehen, um dadurch auf eine Anzeigevorrichtung, beispielsweise einer Kathodenstrahlröhre, oder auf einem photographischen Bild ein sichtbares Bild zu reproduzieren.
Proceeding of the SPIE - THE INTERNATIONAL SOCIETY FOR OPTICAL ENGINEERING, CONF: MEDICAL IMAGING II, Vol. 914, PT B, 31. Januar 1988, NEWPORT BEACH, CA, USA, Seiten 1210-1217 HSUAN CHANG & FITZPATRICK J M 'DISPLAY-TOOL: An Image Display Utility for SUN Workstations' offenbart eine Bildanalysevorrichtung, in der Mittel vorgesehen sind zum Ändern der Farbe oder der Graustufe eines Bilds, um gewisse Bildmerkmale hervorzuheben.
INTERNATIONAL JOURNAL OF BIO-MEDICAL COMPUTING, Vol. 10, Nr. 1, Januar 1979, NETHERLANDS, Seiten 23-28, MAAYAN CH ET AL 'Computer Image Analysis of Kidney Histopathological Sections' offenbart eine Bildanalysevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die darzustellenden Teile eines Bildes mit Dichten zwischen dem oberen und dem unteren Grenzwert werden als weiße Bereiche dargestellt, die übrigen Bildbereiche als schwarze Bereiche.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Bildanalysevorrichtung zur Erzeugung von Bildern auf einer Anzeigeeinrichtung, zum Beispiel einer Kathodenstrahlröhre, basierend auf Bilddaten und zum quantitativen Analysieren der Bilder zu schaffen, die einen gewünschten Bildbereich spezifizieren und den Bildbereich quantitativ analysieren kann.
In Übereinstimmung mit dem Anspruch 1 läßt sich das obige Ziel und lassen sich weitere Ziele der Erfindung erreichen durch eine Bildanalysevorrichtung zum Erzeugen von Bildern auf einer Anzeigevorrichtung, die basieren auf Bilddaten, und zum Ausführen einer quantitativen Analyse, umfassend: eine Bilddichte-Untergrenzen-Einstelleinrichtung zum Einstellen eines unteren Grenzwerts der Bilddichte, eine Bilddichten-Obergrenzen- Einstelleinrichtung zum Einstellen eines oberen Grenzwerts der Bilddichte, und eine Bildbereichs-Spezifiziereinrichtung zum Spezifizieren von Bildbereichen mit einer Dichte gleich oder höher als der untere Grenzwert der Bilddichte, wie er von der Bilddichten-Untergrenzen-Einstelleinrichtung eingestellt wird, und gleich oder niedriger als der obere Grenzwert der Bilddichte, wie er von der Bilddichten-Obergrenzen-Einstelleinrichtung eingestellt wurde, wobei der Bildbereich aus den auf der Anzeigevorrichtung dargestellten Bildern spezifiziert wird.
Gemäß einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt die Bildanalysevorrichtung außerdem eine Bildbereichsumriß-Spezifiziereinrichtung zum Spezifizieren eines Umrisses des quantitativ zu analysierenden Bildbereichs, wobei die Bildbereichs-Spezifiziereinrichtung dazu ausgebildet ist, einen Bildbereich zu spezifizieren, dessen Dichte gleich oder höher ist als der untere Grenzwert der Bilddichte, wie er von der Bilddichten-Untergrenzen-Einstelleinrichtung eingestellt wird, und gleich oder geringer ist als der obere Grenzwert der Bilddichte, wie er von der Bilddichten-Obergrenzen-Einstelleinrichtung eingestellt ist, wobei sich diese Bilddichte auf das Bild in dem Bildbereich innerhalb des Umrisses bezieht, der von der Bildbereichsumriß-Spezifiziereinrichtung spezifiziert wird.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Aspekt der Erfindung enthält die Bildanalysevorrichtung außerdem eine Bilddaten-Speichereinrichtung zum Speichern von Bilddaten, ferner eine Speichereinrichtung zum zweidimensionalen Abbilden und vorübergehenden Speichern der in der Bilddaten- Speichereinrichtung abgespeicherten Bilddaten, wobei die Bildbereichs- Spezifiziereinrichtung dazu ausgebildet ist, die Bilddaten innerhalb eines Bilddatenbereichs einer Datenverarbeitung zu unterziehen, der einem Bildbereich entspricht, welcher von der Spezifiziereinrichtung spezifiziert wurde und in der Speichereinrichtung abgespeichert ist, so daß der Bildbereich auf der Anzeigevorrichtung mit vorbestimmter Dichte angezeigt werden kann.
In einem weiteren bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält die Bildanalysevorrichtung außerdem eine Graphikdaten- Speichereinrichtung zum Speichern von Graphikdaten entsprechend Mustern, die auf der Anzeigevorrichtung darzustellen sind, wobei die Bildbereichsumriß-Spezifiziereinrichtung dazu ausgebildet ist, den Umriß des zu analysierenden Bildbereichs basierend auf den in der Graphikdaten- Speichereinrichtung abgespeicherten Graphikdaten zu spezifizieren.
In einem weiteren bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält die Speichereinrichtung eine Zwischenspeichereinrichtung zum zweidimensionalen Abbilden und Zwischenspeichern von in der Bilddaten- Speichereinrichtung abgespeicherten Bilddaten, ausgewählte Bilddaten- Speichermittel zum zweidimensionalen Abbilden und Zwischenspeichern eines Teils der in der Zwischenspeichereinrichtung abgespeicherten Bilddaten, und eine Speichereinrichtung für vergrößerte, verkleinerte oder im Maßstab unveränderte zusammengesetzte Daten zum zweidimensionalen Abbilden und Zwischenspeichern von Daten, die erhalten werden durch Zusammensetzen der in der ausgewählten Bilddaten-Speichereinrichtung gespeicherten Bilddaten und von in der Graphikdaten-Speichereinrichtung abgespeicherten Graphikdaten, und eine Fensterspeichereinrichtung zum zweidimensionalen Abbilden und Zwischenspeichern eines Teils der in der Speichereinrichtung für zusammengesetzte Daten abgespeicherten Bilddaten, wobei die Bildanalysiervorrichtung außerdem aufweist: eine Bilddaten-Auswahleinrichtung zum Auswählen eines Teils der in der Zwischenspeichereinrichtung abgespeicherten Bilddaten, eine Bilddaten- Vergrößerungs/Verkleinerungs-Einrichtung zum Vergrößern oder Verkleinern der von der Bilddaten-Auswahleinrichtung ausgewählten Bilddaten, eine Datensynthetisiereinrichtung zum Zusammensetzen der in der ausgewählten Bilddaten-Speichereinrichtung abgespeicherten Bilddaten und der in der Graphikdaten-Speichereinrichtung abgespeicherten Graphikdaten, und zum zweidimensionalen Abbilden und Zwischenspeichern dieser Daten in der Speichereinrichtung für zusammengesetzte Daten, und eine Datenbereichs-Auswahleinrichtung zum Auswählen eines Teils der Bereiche der Bilddaten und der Graphikdaten, die in der Speichereinrichtung für zusammengesetzte Daten gespeichert sind, und zum zweidimensionalen Abbilden und Zwischenspeichern dieses Teils der Daten in der Fensterspeichereinrichtung, wobei die Bildbereichs-Spezifiziereinrichtung dazu ausgebildet ist, die in der Fensterspeichereinrichtung abgespeicherten Bilddaten einer Datenverarbeitung zu unterziehen, um Bildbereiche mit einer Dichte zu spezifizieren, die gleich oder höher ist als der untere Grenzwert der Bilddichte, wie er von der Bilddichte-Untergrenzen- Einstelleinrichtung eingestellt ist, und gleich oder kleiner ist als der obere Grenzwert der Bilddichte, wie er von der Bilddichte-Obergrenzen- Einstelleinrichtung eingestellt ist, wobei diese Bilddaten Teil der auf der Anzeigeeinrichtung dargestellten Bilder sind.
In einem weiteren bevorzugten Aspekt bestehen die Bilddaten aus solchen Bilddaten, die ausgewählt sind aus einer Gruppe, welche Autoradiographiebilddaten, radiographische Beugungsbilddaten, Elektronenmikroskop- Bilddaten und Chemilumineszenz-Bilddaten umfaßt.
In einem weiteren bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die Autoradiographiebilddaten, die radiographischen Beugungsbilddaten und die Elektronenmikroskop-Bilddaten dadurch erzeugt, daß die Energie einer Strahlung oder eines Elektronenstrahls, der von einer Probe emittiert wird, in einem anregbaren Leuchtstoff absorbiert und gespeichert wird, der anregbare Leuchtstoff mit einer elektromagnetischen Welle bestrahlt wird, und das von dem anregbaren Leuchtstoff emittierte Licht photoelektrisch umgewandelt wird.
In einem noch weiteren bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden Chemilumineszenz-Bilddaten dadurch erzeugt, daß die Energie von aus einer Probe emittiertem sichtbarem Licht in einem anregbaren Leuchtstoff absorbiert und gespeichert wird, der anregbare Leuchtstoff mit einer elektromagnetischen Welle bestrahlt wird, und das von dem anregbaren Leuchtstoff emittierte Licht photoelektrisch umgewandelt wird.
Erfindungsgemäß kann der zum Erzeugen eines Autoradiographiebildes, eines radiographischen Beugungsbildes und eines Elektronenmikroskop- Bildes verwendete anregbare Leuchtstoff von jeglichem Typ sein, soweit er in der Lage ist, Strahlungsenergie oder Elektronenstrahlenergie zu speichern und außerdem mit einer elektromagnetischen Welle angeregt werden kann, um die Strahlungsenergie oder die Elektronenstrahlenergie, die in ihm gespeichert ist, in Form von Licht freizugeben. Allerdings wird bevorzugt ein anregbarer Leuchtstoff verwendet, der durch Licht im sichtbaren Bereich des Spektrums angeregt werden kann. Insbesondere umfassen bevorzugt verwendete anregbare Leuchtstoffe Erdalkalimetall- Fluorhalogenid-Leuchtstoffe (Ba1-x, M²&spplus;x)FX:yA (wobei M²&spplus; mindestens ein Erdalkalimetall aus der Gruppe Mg, Ca, Sr, Zn und Cd ist; X mindestens ein Halogen aus der Gruppe Cl, Br und I ist, A mindestens ein Element aus der Gruppe Eu, Tb, Ce, Tm, Dy, Pr, He, Nd, Yb und Er ist; x gleich oder größer 0 und gleich oder kleiner 0,6 ist, und y gleich oder größer 0 und gleich oder kleiner 0,2 ist), offenbart in dem US-Patent 4 239 968, weiterhin Erdalkalimetall-Fluorhalogenid-Leuchtstoffe SrFX:Z (wobei X mindestens ein Halogen aus der Gruppe Cl, Br und I ist; und Z mindestens eins der Elemente Eu und Ce ist); offenbart in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift 2-276997, mittels Europium aktivierte Komplexhalogenid-Leuchtstoffe BaFXxNaX':aEu²&spplus; (mit X oder X' jeweils mindestens als ein Halogen aus der Gruppe Cl, Br und I; x größer 0 und gleich oder kleiner als 2; und y größer als 0 und gleich oder kleiner 0,2), offenbart in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift 589-56479, mit Cer aktivierte dreiwertige Metalloxyhalogenid-Leuchtstoffe MOX:xCe (mit M als mindestens ein dreiwertiges Metall aus der Gruppe Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb und Bi ist; X mindestens ein Halogen aus der Gruppe Br und I ist und x größer als 0 und kleiner als 0,1 ist), offenbart in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift 58-69281, mit Cer aktivierte Seltenerd-Oxyhalogenid-Leuchtstoffe LnOX:xCe (wobei Ln mindestens ein Seltenerdelement aus der Gruppe Y, La, Gd und Lu ist; X mindestens ein Halogen aus der Gruppe Cl, Br und I ist, und x größer als 0 und gleich oder kleiner 0,1 ist, offenbart in dem US-Patent 4 539 137 und mit Europium aktivierte Komplexhalogenid-Leuchtstoffe MIIFX·aMIX'· bM'IIX"&sub2; cMIIIX'''&sub3;·xA:yEu²&spplus; (wobei MII mindestens ein Erdalkalimetall aus der Gruppe Ba, Sr und Ca ist; MI mindestens ein Alkalimetall aus der Gruppe Li, Na, K, Rb und Cs ist; M'II mindestens ein zweiwertiges Metall aus der Gruppe Be und Mg ist; MIII mindestens ein dreiwertiges Metall aus der Gruppe Al, Ga, In und Tl ist; A mindestens ein Metalloxid ist; X mindestens ein Halogen aus der Gruppe Cl, Br und I ist; X', X" und X''' mindestens ein Halogen aus der Gruppe F, Cl, Br und I ist; a gleich oder größer 0 und gleich oder kleiner 2 ist; b gleich oder größer 0 und gleich oder kleiner 10&supmin;² ist; c gleich oder größer 0 und gleich oder kleiner 10&supmin;² ist; a+b+c gleich oder größer 10&supmin;² ist; x größer als 0 und gleich oder kleiner 0,5; und y größer als 0 und gleich oder kleiner 0,2 ist) offenbart in dem US-Patent Nr. 4 962 047.
Erfindungsgemäß kann der zum Erzeugen eines Chemilumineszenz-Bildes verwendete anregbare Leuchtstoff von irgendeinem Typ sein, soweit dieser in der Lage ist, Energie von Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich zu speichern und durch eine elektromagnetische Welle zum Freisetzen der Energie von Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich, gespeichert in der Form von Licht, angeregt werden kann. Allerdings wird vorzugsweise ein anregbarer Leuchtstoff verwendet, der durch Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich angeregt werden kann. Insbesondere werden vorzugsweise anregbare Leuchtstoffe verwendet, die Metallhalophosphate, mit Seltenerdelementen aktivierte Leuchtstoffe, Leuchtstoffe mit Aluminat- Wirtsmaterial, Leuchtstoffe mit Silicat-Wirtsmaterial und Leuchtstoffe mit Fluorid-Wirtsmaterial enthalten, offenbart in der UK-Patentanmeldung 2 246 197 A.
Die obigen sowie weitere Ziele und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine schematische, perspektivische Ansicht einer Bildlesevorrichtung zum Erzeugen von Bilddaten, die von einem Autoradiographiebild-Analysegerät als Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu analysieren sind;
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm einer Autoradiographie-Analysevorrichtung und einer Bildlesevorrichtung;
Fig. 3 ist ein Blockdiagramm einer Datenverarbeitungseinrichtung;
Fig. 4 ist ein Flußdiagramm eines Beispiels für die quantitative Analysenprozedur, die von der eine Ausführungsform der Erfindung bildenden Autoradiographiebild-Analysevorrichtung durchgeführt wird;
Fig. 5 zeigt ein Beispiel von Bildbereichen, die quantitativ zu analysieren und auf einer Kathodenstrahlröhre zu reproduzieren sind mit Hilfe einer Autoradiographiebild-Analysevorrichtung, die eine Ausführungsform der Erfindung darstellt;
Fig. 6 ist ein Flußdiagramm eines weiteren Beispiels für die quantitative Analyseprozedur, die von der eine Ausführungsform der Erfindung bildenden Autoradiographiebild-Analysevorrichtung durchzuführen ist;
Fig. 7 zeigt ein Muster und einen Bildbereich, die von der eine Ausführungsform der Erfindung bildenden Autoradiographiebild- Analysevorrichtung auf eine Kathodenstrahlröhre wiedergegeben werden;
Fig. 8 zeigt ein Muster und einen Bildbereich, vergrößert und reproduziert auf einer Kathodenstrahlröhre mit Hilfe der eine Ausführungsform der Erfindung bildenden Autoradiographiebild-Analysevorrichtung;
Fig. 9 zeigt ein weiteres Beispiel für Bildbereiche, die von einer eine Ausführungsform der Erfindung bildenden Autoradiographiebild- Analysevorrichtung quantitativ zu analysieren und auf einer Kathodenstrahlröhre wiederzugeben sind;
Fig. 10 zeigt ein weiteres Beispiel von Bildbereichen, die von einer eine Ausführungsform der Erfindung bildenden Autoradiographiebild- Analysevorrichtung quantitativ zu analysieren und auf einer Kathodenstrahlröhre wiederzugeben sind.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Ein in Fig. 1 gezeigtes anregbares Leuchtstoffblatt 1 speichert Ortsinformation bezüglich radioaktiven Markierungsmaterials, das in einer (nicht dargestellten) Probe in Form von radioaktiver Energie enthalten ist. Bei dieser Ausführungsform speichert das anregbare Leuchtstoffblatt 1 Ortsinformation über eine radioaktiv markierte Substanz, die in einem Gen enthalten ist, welches nach dem Southern-Blotting-Verfahren und dem Hybridisierverfahren hergestellt wurde. Lokale Information bedeutet hier eine Vielfalt von Information bezüglich der Lage radioaktiv markierter Substanzen oder deren Aggregationen in einer Probe, so zum Beispiel die Lage, die Form, die Konzentration, die Verteilung oder Kombinationen daraus.
Bei dieser Ausführungsform speichert und aufzeichnet das anregbare Leuchtstoffblatt 1 Ortsinformation über eine radioaktiv markierte Substanz, um Metabolismus, Absorption, Ausscheidungsweg und Zustand einer in eine Testmaus eingegebenen Substanz zu studieren.
Das anregbare Leuchtstoffblatt, das die Ortsinformation bezüglich eines radioaktiven Materials in der Probe auf diese Weise speichert, wird mit einem Laserstrahlbündel 2 abgetastet und angeregt, um dadurch die angeregte Emission zu veranlassen.
Das Laserstrahlbündel 2 wird von einer Laserstrahlquelle 3 erzeugt und durchläuft ein Filter 4 zum Sperren von Licht in dem Wellenlängenbereich, welcher dem Wellenlängenbereich stimulierter Emission seitens des anregbaren Leuchtstoffblatts 1 ansprechend auf die Anregung durch das Laserstrahlbündel 2 entspricht. Der Strahlbündeldurchmesser des Laserstrahlbündels 2 wird von einem Strahlaufweiter 5 exakt einjustiert, und das Laserstrahlbündel 2 gelangt in einen Strahlablenker 6, beispielsweise in Form eines Galvanometers. Das von dem Strahlablenker 6 abgelenkte Laserstrahlbündel 2 läuft durch eine fθ-Linse 7 und wird von einem ebenen reflektierenden Spiegel 8 reflektiert und trifft dadurch auf das anregbare Leuchtstoffblatt 1 auf. Die fθ-Linse 7 stellt sicher, daß das anregbare Leuchtstoffblatt 1 stets von dem Laserstrahlbündel mit gleichförmiger Strahlgeschwindigkeit abgetastet wird.
Das anregbare Leuchtstoffblatt 1 wird in Pfeilrichtung in Fig. 4 synchron mit dem oben erläuterten Abtastvorgang durch das Laserstrahlbündel 2 transportiert, so daß die gesamte Oberfläche des anregbaren Leuchtstoffblatts 1 von dem Laserstrahlbündel 2 abgetastet wird.
Bei Bestrahlung mit dem Laserstrahlbündel 2 setzt das anregbare Leuchtstoffblatt 1 stimulierte Emission in einer Menge frei, die proportional ist zu der darin gespeicherten Strahlungsenergie, und die stimulierte Emission tritt in ein Lichtführungs-Flachstück 9 ein.
Das Lichtempfangsende des Lichtführungs-Flachstücks 9 hat lineare Form und befindet sich in der Nähe des anregbaren Leuchtstoffblatts 1, so daß es der Abtastlinie auf dem anregbaren Leuchtstoffblatt 1 gegenüberliegt. Das Austrittsende des Lichtführungs-Flachstücks 9 hat die Form eines Rings und ist mit einer Lichtempfangsfläche eines Lichtdetektors 10 verbunden, beispielsweise eines Photoelektronenvervielfachers zur photoelektrischen Detektion des Lichts. Das Lichtführungs-Flachstück 9 wird hergestellt durch Verarbeiten eines transparenten Thermoplast-Flachstücks, beispielsweise aus Acrylharz, so daß die aus dem Lichtaufnahmeende eingeleitete Emission übertragen wird zu dem Austrittsende bei wiederholter Totalreflexion innerhalb des Lichtführungs-Flachstücks 9, um schließlich von der Lichtempfangsfläche des Lichtdetektors 10 über das Austrittsende empfangen zu werden.
Deshalb tritt die durch das anregbare Leuchtstoffblatt 1 bei Bestrahlung mit dem Laserstrahlbündel 2 hervorgerufene stimulierte Emission in das Lichtführungs-Flachstück 9 ein und wird von dem Lichtdetektor 10 über das Austrittsende nach wiederholter Totalreflexion innerhalb des Flachstücks 9 empfangen.
Auf der Lichtempfangsfläche des Lichtdetektors 10 befindet sich ein Filter, welches nur Licht in dem Wellenlängenbereich der von dem anregbaren Leuchtstoffblatt 1 freigesetzten angeregten Emission durchläßt, während Licht im Wellenlängenbereich des Laserstrahlbündels gesperrt wird, demzufolge der Lichtdetektor 10 nur stimulierte Emission detektieren kann, die aus dem anregbaren Leuchtstoffblatt 1 stammt.
Die von dem Lichtdetektor 10 photoelektrisch detektierte stimulierte Emission wird in ein elektrisches Signal umgewandelt, von einem Verstärker 11 vorbestimmten Verstärkungsgrads verstärkt, um ein elektrisches Signal vorbestimmten Pegels zu bilden, und gelangt dann in einen A/D-Wandler 12. Das elektrische Signal wird mit einem geeigneten Skalenfaktor in ein digitales Signal umgewandelt, wobei der Skalenfaktor sich für die Signalschwankungsbreite eignet, bevor das Signal in einen Zeilenpuffer 13 eingegeben wird. Der Zeilenpuffer 13 speichert vorübergehend Bilddaten entsprechend einer Abtastzeile. Wenn die der einen Abtastzeile entsprechenden Bilddaten in dem Zeilenpuffer 13 in der oben beschriebenen Weise gespeichert sind, gibt der Zeilenpuffer 13 die Daten an einen Übertragungspuffer 14, dessen Fassungsvermögen größer ist als dasjenige des Zeilenpuffers 13, und wenn in dem Übertragungspuffer 14 eine vorbestimmte Menge Bilddaten gespeichert sind, gibt er die Bilddaten an eine Autoradiographiebild-Erzeugungsvorrichtung.
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm der Autoradiographiebild-Erzeugungsvorrichtung und einer Bildlesevorrichtung.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, enthält die Autoradiographiebild- Erzeugungseinrichtung 30 eine Datenverarbeitungseinrichtung 60 zum Empfangen von Bilddaten, die Ortsinformation über radioaktives Markierungsmaterial enthalten, das in einer Probe enthalten ist, wobei die Information in dem anregbaren Leuchtstoffblatt 1 gespeichert und aufgezeichnet ist, ausgelesen von der Bildlesevorrichtung 20 und in ein digitales Signal umgewandelt. Die Daten werden dann zur Wiedergabe eines sichtbaren Bildes mit gewünschter Dichte, Farbton, Kontrast und dergleichen verarbeitet, so daß das Bild eine hervorragende Betrachtungs- und Analysefähigkeit besitzt, weiterhin enthält sie eine Daten-Speichereinrichtung 40 zum Speichern von Bilddaten, die in die Datenverarbeitungseinrichtung 60 aus der Bildlesevorrichtung 20 eingegeben und von dieser verarbeitet werden, und eine Kathodenstrahlröhre (CRT) 50 zur Wiedergabe eines Bildes anhand der Bilddaten, die in der Ortsinformation über das in einer Probe enthaltene radioaktive Markierungsmaterial vorliegt.
Die vorübergehend in dem Übertragungspuffer 14 der Bildlesevorrichtung 20 gespeicherten Bilddaten werden in einen Aufnahmepuffer 62 in der Datenverarbeitungseinrichtung 60 der Autoradiographiebild- Analysevorrichtung 30 eingegeben und dort vorübergehend gespeichert. Wenn eine vorbestimmte Menge Bilddaten gespeichert wurde, werden die gespeicherten Bilddaten an einen Bilddaten-Zwischenspeicherabschnitt 41 innerhalb der Bilddaten-Speichereinrichtung 40 ausgegeben und dort gespeichert. Auf diese Weise werden die von dem Übertragungspuffer 14 der Bildlesevorrichtung 20 zu dem Empfangspuffer 62 der Datenverarbeitungseinrichtung 60 gelangten und dort zwischengespeicherten Bilddaten von dem Übertragungspuffer 14 zu dem Bilddaten- Zwischenspeicherabschnitt 41 in der Bilddaten-Speichereinrichtung 40 übertragen. Wenn die durch Abtasten der gesamten Oberfläche des anregbaren Leuchtstoffblatts 1 mit dem Laserstrahlbündel 2 gewonnenen Bilddaten in dem Bilddaten-Zwischenspeicherabschnitt 41 innerhalb der Bilddaten-Speichereinrichtung 40 gespeichert sind, liest der Datenverarbeitungsteil 64 der Datenverarbeitungseinrichtung 60 die Bilddaten aus dem Bilddaten-Zwischenspeicherabschnitt 41 und speichert sie in einem Zwischenspeicher 66 der Datenverarbeitungseinrichtung 60. Nachdem die Bilddaten der notwendigen Datenverarbeitung innerhalb des Datenverarbeitungsteils 64 unterzogen wurden, speichert der Datenverarbeitungsteil 64 nur die verarbeiteten Bilddaten in einem Bilddaten-Speicherteil 42 innerhalb der Bilddaten-Speichereinrichtung 40. Der Datenverarbeitungsteil 64 löscht dann die in dem Bilddaten-Zwischenspeicherabschnitt 41 gespeicherten Bilddaten.
Die in dem Bilddaten-Speicherteil 42 innerhalb der Bilddaten- Speichereinrichtung 40 gespeicherten Bilddaten können von dem Datenverarbeitungsteil 64 gelesen und auf der Kathodenstrahlröhre 50 dargestellt werden, so daß eine Bedienungsperson das Bild betrachten und analysieren kann.
Fig. 3 ist ein Blockdiagramm der Datenverarbeitungseinrichtung 60.
Wie in Fig. 3 zu sehen ist, enthält die Datenverarbeitungseinrichtung 60 den Aufnahmepuffer 62 zum Empfangen von Bilddaten von dem Übertragungspuffer 14 innerhalb der Bildlesevorrichtung 20, den Datenverarbeitungsteil 64 zur Durchführung der Datenverarbeitung und den Zwischenspeicher 66 zur zweidimensionalen Abbildung von Bilddaten und deren Zwischenspeicherung.
Die Datenverarbeitungseinrichtung 60 enthält außerdem einen Bilddaten- Auswahlteil 68 zum Auswählen eines Teils der Bilddaten aus den in dem Zwischenspeicher 66 zwischengespeicherten Bilddaten, einen Bilddaten- Vergrößerungs/Verkleinerungs-Teil 70 zum Vergrößern oder Verkleinern der von dem Bilddaten-Auswahlteil 68 ausgewählten Bilddaten, einen Speicherabschnitt 72 für vergrößerte/verkleinerte Bilddaten zwecks zweidimensionaler Abbildung und Zwischenspeicherung der von dem Bilddaten-Vergrößerungs/Verkleinerungs-Teil 70 vergrößerten oder verkleinerten Bilddaten, einem Graphikdaten-Speicherteil 74 zum Speichern verschiedener Graphikdaten, die auf der Kathodenstrahlröhre 50 dargestellt werden sollen, einen Datensynthetisierteil 76 zum Zusammensetzen der in dem Bilddaten-Vergrößerungs/Verkleinerungs-Teil 70 zwischengespeicherten Bilddaten und der Graphikdaten, die in dem Graphikdaten-Speicherteil 74 abgespeichert sind, um die Daten auf der Kathodenstrahlröhre 50 darzustellen, einen Speicherteil 77 für zusammengesetzte Bilddaten, um die von dem Datensynthetisierteil 76 zusammengesetzten Bilddaten und Graphikdaten zweidimensional abzubilden und zwischenzuspeichern, einen Datenbereichs-Auswahlteil 78 zum Auswählen eines vorbestimmten Datenbereichs aus den Bilddaten und Graphikdaten, die in dem Datenspeicherteil 77 für zusammengesetzte Bilddaten zwischengespeichert sind, einen Fensterspeicher 79 zum zweidimensionalen Abbilden und Zwischenspeichern der Daten innerhalb des Datenbereichs der Bilddaten und Graphikdaten, die von dem Datenbereichs-Auswahlteil 78 ausgewählt wurden, einen Bilddaten-Spezifizierteil 80 für die Datenverarbeitung der Bilddaten, die in dem Fensterspeicher 79 gespeichert sind, und einen Bildanzeigeteil 82.
Wie in Fig. 3 dargestellt ist, wird ein Bilddaten-Auswahlsignal in den Bilddaten-Auswahlteil 68 von der Auswahlbilddaten- Bestimmungseinrichtung 88 eingegeben, und ein Vergrößerungs/Verkleinerungs-Signal wird in den Bilddaten-Vergrößerungs- /Verkleinerungs-Teil 70 aus der Datenvergrößerungsfaktor- Bestimmungseinrichtung 90 eingegeben. Außerdem wird ein Graphikdaten-Auswahlsignal von einer Graphikdaten-Auswahleinrichtung 94 sowie ein Vergrößerungs/Verkleinerungs-Signal von dem Bilddaten- Vergrößerungsfaktor-Bestimmungsteil 90 in den Graphikdaten- Speicherteil 74 eingegeben, und ein Datensynthetisiersignal wird in den Datensynthetisierteil 76 aus einer Datensynthese-Befehlseinrichtung 76 eingegeben, die festlegt, welche Graphikdaten ausgewählt werden sollten, und wie die Bilddaten und die Graphikdaten für die Anzeige auf der Kathodenstrahlröhre 50 zusammengesetzt werden sollen. Außerdem wird ein Datenbereichs-Spezifiziersignal in den Datenbereichs-Auswahlteil 78 aus einer Datenbereichs-Spezifiziereinrichtung 98 eingegeben, und ein Toneinstellsignal wird in den Vergrößerungs-/Verkleinerungs- Bilddatenspeicherteil 74 und den Fensterspeicher 79 aus der Toneinstelleinrichtung 92 eingegeben. Ein Bildanzeige-Befehlssignal wird an den Bildanzeigeteil 82 aus einer Bildanzeige-Befehlseinrichtung 100 eingegeben. Außerdem wird das Datensynthetisiersignal an den Bilddaten- Spezifizierteil 80 von der Datensynthese-Befehlseinrichtung 96 eingegeben, und der Bildbereichs-Spezifizierteil 80 empfängt ein Bilddichte- Untergrenzen-Einstellsignal von einer Bilddichte-Untergrenzen- Einstelleinrichtung 102, die den unteren Grenzwert der Bilddichte einstellt, und empfängt ein Bilddichten-Obergrenzen-Einstellsignal von einer Bilddichten-Obergrenzen-Einstelleinrichtung 104, die den oberen Grenzwert der Bilddichte einstellt, so daß die in dem Fensterspeicher 79 gespeicherten Bilddaten einer Datenverarbeitung unterzogen werden und ein Bildbereich mit einer vorbestimmten Dichte auf der Kathodenstrahlröhre 50 von dem Bildbereichs-Spezifizierteil 80 spezifiziert wird. Ein Dichteänderungssignal wird außerdem in den Bildbereich-Spezifizierteil 80 von einer Dichteänderungseinrichtung 106 eingegeben, die, wenn von der Grahikdaten-Auswahleinrichtung 94 das Graphikdaten-Auswahlsignal eingegeben wird, die Dichte eines Bildbereichs zu einer gewünschten Dichte ändert, wobei der Bildbereich von einem Muster umgeben ist, das den Graphikdaten entspricht, welches von der Graphikdaten-Auswahleinrichtung 94 ausgewählt wurden, und dessen Dichte gleich oder höher ist als der von der Bilddichten-Untergrenzen-Einstelleinrichtung 102 eingestellte Bilddichten-Untergrenzenwert, und gleich oder geringer ist als der von der Bilddichten-Obergrenzen-Einstelleinrichtung eingestellte Bilddichten- Obergrenzenwert.
Bei dieser Ausführungsform können der Bestimmungsteil 88 für ausgewählte Bilddaten, der Bestimmungsteil 90 für den Bilddaten- Vergrößerungsfaktor, der Toneinstellteil 92, die Graphikdaten- Auswahleinrichtung 94, die Datensynthese-Befehlseinrichtung 96, die Datenbereichs-Spezifiziereinrichtung 98, die Bildanzeige-Befehlseinrichtung 100, die Bilddichten-Untergrenzen-Einstelleinrichtung 102, die Bilddichten-Obergrenzen-Einstelleinrichtung 104 und die Dichteänderungseinrichtung 106 von einer (nicht dargestellten) Maus aktiviert werden.
Fig. 4 ist ein Blockdiagramm eines Beispiels für die quantitative Analyse eines spezifizierten Bildbereichs mit einer vorbestimmten Dichte innerhalb eines Bildes, welches auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre 50 dargestellt wird, entsprechend der Autoradiographiebild-Analysevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Als erstes werden auf der Kathodenstrahlröhre 50 darzustellende Bilddaten aus dem Bildspeicherteil 42 der Bildspeichereinrichtung 40 in den Zwischenspeicher 66 eingelesen und zweidimensional abgebildet und dort gespeichert. Wenn die Bedienungsperson ein Bilddaten-Auswahlsignal an den Bilddaten-Auswahlteil 68 gibt, indem er mit Hilfe der Maus die Bestimmungseinrichtung 88 für ausgewählte Bilddaten betätigt, werden die in einem zu betrachtenden Bildbereich enthaltenen und zu analysierenden Bilddaten aus den Bilddaten ausgewählt, die in dem Zwischenspeicher 66 zweidimensional einkopiert und dort zwischengespeichert sind. Je nach Bedarf gibt die Bedienungsperson ein Vergrößerungs/Verkleinerungs- Signal an den Bilddaten-Vergrößerungs-/Verkleinerungs-Teil 70 durch Betätigen einer Bilddaten-Vergrößerungsfaktor-Bestimmungseinrichtung 90, um die ausgewählten Bilddaten zu vergrößern oder zu verkleinern, und er bildet sie zweidimensional ab und speichert sie vorübergehend in dem Speicherabschnitt 72 für vergrößerte/verkleinerte Bilddaten. Außerdem stellt die Bedienungsperson den Ton des auf der Kathodenstrahlröhre 50 darzustellenden Bildes durch Betätigen der Toneinstelleinrichtung 92 ein. Dann nimmt die Bedienungsperson eine zweidimensionale Abbildung der in dem Speicherteil 72 für vergrößerte/verkleinerte Bilddaten gespeicherten Bilddaten vor und speichert sie dort vorübergehend in dem Speicherteil 77 für zusammengesetzte Daten, ohne damit die Graphikdaten zu verknüpfen, indem die Datensynthese-Befehlseinrichtung 96 betätigt wird. Als nächstes gibt die Bedienungsperson ein Datenbereichs-Spezifiziersignal in den Datenbereichs-Auswahlteil 78 ein, indem sie die Datenbereichs- Spezifiziereinrichtung 98 betätigt, um den Bereich der Bilddaten auszuwählen, der auf der Kathodenstrahlröhre 50 angezeigt werden soll, wodurch die Daten zweidimensional abgebildet und vorübergehend in dem Fensterspeicher 79 abgespeichert werden. Wenn dann ein Bildanzeige- Befehlssignal über die Bildanzeige-Befehlseinrichtung 100 eingegeben wird, werden die in dem Fensterspeicher 79 zweidimensional kopierten und zwischengespeicherten Bilddaten über den Bildanzeigeteil 82 auf der Kathodenstrahlröhre 50 angezeigt, und von der Kathodenstrahlröhre 50 wird ein Bild wiedergegeben, dessen Ton von der Toneinstelleinrichtung 92 eingestellt ist.
Wenn das Bild mit dem gewünschten Ton auf der Kathodenstrahlröhre 50 in dieser Weise dargestellt ist, betrachtet die Bedienungsperson das dargestellte Bild und bestimmt einen Bildbereich, der quantitativ analysiert werden soll, außerdem den oberen und den unteren Grenzwert der Dichte, den der Bildbereich hat. Anschließend gibt die Bedienungsperson an den Bildbereich-Spezifizierteil 80 ein Bilddichten-Untergrenzen-Einstellsignal, indem sie die Bilddichten-Untergrenzen-Einstelleinrichtung 102 betätigt, und gibt ein Bilddichten-Obergrenzen-Einstellsignal an den Bildbereich- Spezifizierteil 80, indem sie die Bilddichten-Obergrenzen- Einstelleinrichtung 104 bedient, wodurch die Dichte des quantitativ zu analysierenden Bildbereichs auf einen Wert gleich oder höher einem Wert eingestellt wird, der gleich oder höher ist als der Bilddichten- Untergrenzenwert, der durch die Bilddichten-Untergrenzen- Einstelleinrichtung 102 eingestellt wurde, und gleich oder kleiner ist als der Bilddichten-Obergrenzenwert, der von der Bilddichten-Obergrenzen- Einstelleinrichtung 104 eingestellt wurde. Außerdem gibt die Bedienungsperson ein Dichteänderungssignal dadurch an den Bildbereich- Spezifizierteil 80, daß sie die Dichteänderungseinrichtung 106 bedient, um die Dichte des Bildbereichs, dessen Dichte gleich oder höher ist als der Bilddichten-Untergrenzenwert, der von der Bilddichten-Untergrenzen- Einstelleinrichtung 102 eingestellt wurde, und gleich oder höher ist als der Bilddichten-Obergrenzwert, der von der Bilddichten-Obergrenzen- Einstelleinrichtung 104 eingestellt wurde, in eine gewünschte Dichte zu ändern.
Fig. 5 zeigt ein Beispiel für die so ausgewählten Bildbereiche auf der Kathodenstrahlröhre 50, die quantitativ analysiert werden sollen. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, gibt es bei diesem Beispiel zwei oder mehr Bildbereiche, deren Dichte gleich oder höher ist als der Bilddichte- Untergrenzenwert, der von der Bilddichte-Untergrenzen- Einstelleinrichtung 102 eingestellt wurde, und gleich oder geringer ist als der Bilddichten-Obergrenzenwert, der von der Bilddichte-Obergrenzen- Einstelleinrichtung 104 eingestellt wurde. Deshalb kann die Bedienungsperson das Ausmaß der Strahlung abschätzen, die in einem speziellen Organ der Testmaus oder dergleichen enthalten ist, indem sie die quantitativen Daten selektiert, die den quantitativ zu analysierenden Bildbereichen entsprechen, wenn sie die Bildbereiche quantitativ analysiert.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform ist es selbst dann, wenn ein Bildbereich mit einer höheren Dichte als in den quantitativ zu analysierenden Bildbereichen auf der Kathodenstrahlröhre 50 dargestellt wird, möglich, die Bildbereiche, die quantitativ zu analysieren sind, zu identifizieren und die quantitative Analyse in der gewünschten Weise auszuführen.
Fig. 6 ist ein Flußdiagramm, das ein Beispiel zeigt, gemäß dem die Bedienungsperson einen in quantitativ zu analysierenden Bildbereichen auf einer Kathodenstrahlröhre 50 enthaltenen Bildbereich unter Verwendung eines Musters spezifiziert, welches Graphikdaten entspricht, die durch Bedienen der Graphikdaten-Auswahleinrichtung 94 ausgewählt werden, um die Bildbereiche quantitativ zu analysieren.
Als erstes werden die auf der Kathodenstrahlröhre 50 darzustellenden Bilddaten aus dem Bildspeicherteil 42 der Bildspeichereinrichtung 40 ausgelesen und in den Zwischenspeicher 66 zweidimensional abgebildet und vorübergehend gespeichert. Wenn die Bedienungsperson ein Bilddaten- Auswahlsignal an den Bilddaten-Auswahlteil 68 gibt, indem sie die Bestimmungseinrichtung 88 für ausgewählte Bilddaten mit der Maus auswählt, so werden in einem zu betrachtenden und zu analysierenden Bildbereich enthaltene Bilddaten aus den im Zwischenspeicher 66 zweidimensional abgebildeten und dort zwischengespeicherten Bilddaten ausgewählt. Je nach Bedarf gibt die Bedienungsperson ein Vergrößerungs- /Verkleinerungs-Signal an den Bilddaten-Vergrößerungs/Verkleinerungs- Teil 70, indem sie die Bilddaten-Vergrößerungsfaktor- Bestimmungseinrichtung 90 bedient, um die ausgewählten Bilddaten zu vergrößern und zu verkleinern und sie zweidimensional in dem Speicherteil 72 für vergrößerte/verkleinerte Bilddaten abzubilden und zwischenzuspeichern. Außerdem stellt die Bedienungsperson den Ton des auf der Kathodenstrahlröhre 50 darzustellenden Bildes durch Bedienen der Toneinstelleinrichtung 92 ein. Anschließend wählt die Bedienungsperson vorbestimmte Graphikdaten durch Betätigen der Graphikdaten- Auswahleinrichtung 94 aus und betätigt die Datensynthetisier- Befehlseinrichtung 96, um den Daten-Synthetisierteil 96 zu veranlassen, die ausgewählten vorbestimmten Graphikdaten und die in dem Speicherteil 72 für vergrößerte/verkleinerte Bilddaten abgespeicherten Bilddaten zu synthetisieren und die synthetisierten Daten in dem Speicherteil 77 für synthetisierte Daten abzuspeichern. Als nächstes gibt die Bedienungsperson ein Datenbereichs-Spezifziersignal an den Datenbereichs-Auswahlteil 78, indem sie die Datenbereichs-Spezifiziereinrichtung 98 bedient, um den Bereich von Bilddaten auszuwählen, der auf der Kathodenstrahlröhre 50 darzustellen ist, um damit die Daten in den Fensterspeicher 79 zweidimensional abzubilden und zwischenzuspeichern. Wenn somit das Bildanzeige- Befehlssignal über die Bildanzeige-Befehlseinrichtung 100 eingegeben wird, werden die in dem Fensterspeicher 79 zweidimensional abgebildeten und zwischengespeicherten Bilddaten und Graphikdaten auf der Kathodenstrahlröhre 50 über den Bildanzeigeteil 82 dargestellt, und auf der Kathodenstrahlröhre 50 wird ein Bild wiedergegeben, dessen Ton von der Toneinstelleinrichtung 92 eingestellt ist.
Die Bedienungsperson betrachtet das so erhaltene Bild und das Muster auf der Kathodenstrahlröhre 50 und beurteilt, ob der quantitativ zu analysierende Bildbereich von dem ausgewählten Muster umgeben und spezifiziert ist oder nicht.
Sieht die Bedienungsperson, daß der quantitativ zu analysierende Bildbereich weder von dem ausgewählten Muster umgeben noch durch das Muster spezifiziert ist, so betätigt sie die Datensynthese-Befehlseinrichtung 96 und justiert die Stelle der ausgewählten vorbestimmten Graphikdaten solange, bis der quantitativ zu analysierende Bildbereich von dem ausgewählten Muster umgeben und spezifiziert ist.
Wie in Fig. 7 gezeigt ist, gibt die Bedienungsperson, wenn das Bild mit dem gewünschten Ton auf der Kathodenstrahlröhre 50 dargestellt ist und der quantitativ zu analysierende Bildbereich von dem ausgewählten Muster auf diese Weise umgeben und spezifiziert ist, ein Vergrößerungssignal an den Bilddaten-Vergrößerungs/Verkleinerungs-Teil 70 und den Graphikdaten-Speicherteil 74, indem sie eine Bilddaten-Vergrößerungsfaktor- Bestimmungseinrichtung 90 betätigt, um die dem quantitativ zu analysierenden Bildbereich und den dem Muster 120 entsprechenden Graphikdaten entsprechenden Bilddaten zu vergrößern, indem derselbe Vergrößerungsfaktor hergenommen wird, wodurch in dem Speicherteil 77 für zusammengesetzte Daten die vergrößerten Bilddaten und die Graphikdaten zweidimensional abgebildet und zwischengespeichert werden. Außerdem bewirkt die Bedienungsperson, daß der Datenbereichs-Auswahlteil 78 einen vorbestimmten Bereich der Bilddaten und der Graphikdaten, die in dem Speicherteil 77 für zusammengesetzte Daten gespeichert sind, ausgewählte werden, indem sie die Datenbereichs-Spezifiziereinrichtung 98 betätigt, wodurch der so ausgewählte vorbestimmte Bereich von Bilddaten und Graphikdaten in dem Fensterspeicher 79 zweidimensional abgebildet und zwischengespeichert wird, wodurch die Bilddaten und die Graphikdaten, die dort zweidimensional abgebildet und zwischengespeichert sind, einander überlagert werden. Fig. 8 zeigt ein Bild eines Musters, das auf der Kathodenstrahlröhre 50 dargestellt wird, basierend auf den Bilddaten und den Graphikdaten, die in dem Fensterspeicher 79 zweidimensional abgebildet und zwischengespeichert sind. Wie aus Fig. 8 hervorgeht, ist der quantitativ zu analysierende und von dem Muster 120 umgebene Bildbereich auf der Kathodenstrahlröhre 50 vergrößert dargestellt.
Die Bedienungsperson betrachtet das auf der Kathodenstrahlröhre 50 dargestellte Bild und gibt entsprechend der Dichte des spezifizierten Bildbereichs ein Bilddichte-Untergrenzen-Einstellsignal an den Bildbereichs- Spezifizierteil 80, indem sie die Bilddichten-Untergrenzen- Einstelleinrichtung 102 betätigt, und gibt ein Bilddichten-Obergrenzen- Einstellsignal an den Bildbereich-Spezifizierteil 80, indem sie die Bilddichten-Obergrenzen-Einstelleinrichtung 104 betätigt, um so die Dichte des von dem Muster 120 umgebenen und spezifizierten Bildbereichs so einzustellen, daß die Dichte gleich oder größer ist als der über die Bilddichten-Untergrenzen-Einstelleinrichtung 120 eingestellte Bilddichten- Untergrenzenwert, und gleich oder geringer ist als der von der Bilddichten- Untergrenzen-Einstelleinrichtung 104 eingestellte Bilddichten- Obergrenzenwert. Außerdem gibt die Bedienungsperson ein Dichteänderungssignal an den Bildbereichs-Spezifizierteil 80, indem sie die Dichteänderungseinrichtung 106 betätigt, um so die Dichte des von dem Muster 120 umgebenen und spezifizierten Bildbereichs auf eine gewünschte Dichte zu ändern.
Fig. 9 zeigt ein Beispiel für den so ausgewählten, quantitativ zu analysierenden Bildbereich, wie er auf der Kathodenstrahlröhre 50 dargestellt wird. Wie in Fig. 9 zu sehen ist, wird durch Auswählen von Graphikdaten und Synthetisieren der Graphikdaten und der Bilddaten der quantitativ zu analysierende Bildbereich von dem den ausgewählten Graphikdaten entsprechenden Muster 120 auf der Kathodenstrahlröhre 50 umgeben und spezifiziert, und die Dichte nur des Bildbereichs innerhalb des Musters 120 wird auf eine gewünschte Dichte geändert.
Im Hinblick auf das oben Gesagte ist es bei dieser Ausführungsform möglich, nur den quantitativ zu analysierenden Bildbereich unter Verwendung eines Musters zu spezifizieren und in einfacher Weise eine quantitative Analyse vorzunehmen. Es ist darüber hinaus möglich, einen quantitativ zu analysierenden Bildbereich unter Verwendung eines Musters ähnlich der Ausführungsform nach den Fig. 6 bis 9 zu spezifizieren und den Bilddichte-Untergrenzenwert und den Bilddichte-Obergrenzenwert so einzustellen, daß auf der Kathodenstrahlröhre 50 lediglich der Umrißbereich des quantitativ zu analysierenden Bildbereichs mit der gewünschten Dichte dargestellt wird. Fig. 10 zeigt das so erhaltene Bild, wie es auf der Kathodenstrahlröhre 50 dargestellt wird. Bei dieser Ausführungsform ist es möglich, eine quantitative Analyse des gewünschten Bildbereichs vorzunehmen, während ein Bild im Inneren des zu analysierenden Bildbereichs betrachtet wird.
Die vorliegende Erfindung ist in Bezug auf spezielle Ausführungsbeispiele dargestellt und beschrieben worden. Allerdings sollte gesehen werden, daß die Erfindung keineswegs auf die Einzelheiten der beschriebenen Anordnung beschränkt ist, sondern daß Abänderungen und Modifikationen möglich sind, ohne vom Schutzumfang gemäß den beigefügten Ansprüchen abzuweichen.
Beispielsweise ist bei den obigen Ausführungsbeispielen die Ortsinformation über eine radioaktiv markierte Substanz zur Untersuchung von Metabolismus, Absorption, Ausscheidungswege und Zustand der Substanz, die in eine Testmaus eingegeben wurde, in dem anregbaren Leuchtstoffblatt 1 abgespeichert und aufgezeichnet, welches dann photoelektrisch ausgelesen wurde, woraufhin in vorbestimmter Weise eine Datenverarbeitung vorgenommen und das Bild auf der Kathodenstrahlröhre 50 dargestellt wurde, wobei das so dargestellte Bild quantitativ analysiert wurde. Allerdings ist die Erfindung nicht auf eine solche Autoradiographie beschränkt, sie kann vielmehr angewendet werden bei Autoradiographiebildern von beispielsweise einem Gen, welches durch das Southern-Blotting-Verfahren und das Hydrierverfahren erhalten wurde, weiterhin ist die Anwendung möglich bei einem Autoradiographiebild eines Proteins, welches durch Dünnschicht-Chromatographie (TLC) gewonnen wurde, bei einem Autoradiographiebild, welches durch Polyacrylamid-Gel-Elektrophorese zum Separieren oder Identifizieren eines Proteins oder für die Abschätzung des Molekulargewichts oder die Eigenschaften eines Proteins oder dergleichen erstellt wurde. Darüber hinaus ist die Erfindung einsetzbar zum Analysieren von Chemilumineszenzbildern, die durch ein Chemilumineszenzverfahren erstellt wurden, beispielsweise ein Chemilumineszenzbild eines Gens, das nach dem Southern-Blotting-Hydrierverfahren erstellt wurde, ein Chemilumineszenzbild eines Proteins, welches durch Dünnschichtchromatographie erstellt wurde, ein Chemilumineszenzbild, das durch Polyacrylamid-Gel-Elektrophorese zur Separierung oder Identifizierung eines Proteins oder zur Abschätzung des Molekulargewichts oder der Eigenschaften eines Proteins oder dergleichen erstellt wurde. Darüber hinaus läßt sich die Erfindung in großem Umfang anwenden bei der Analyse eines Elektronenstrahl-Transmissionsbildes oder eines Elektronenstrahl-Beugungsbildes eines Metalls oder eines Nicht-Metalls, erstellt von einem Elektronenmikroskop, eines Elektronenstrahlbildes von Gewebe eines Organismus und eines Radiographie-Beugungsbildes eines Metalls oder eines Nicht- Metalls.
Wenngleich die oben beschriebenen Ausführungsformen ein auf der Kathodenstrahlröhre 50 dargestelltes Farbbild betreffen, so kann auch ein monochromes Bild angezeigt werden.
Wenngleich bei den oben beschriebenen Ausführungsformen die Bilddaten unter Verwendung eines anregbaren Leuchtstoffblatts 1 und durch Umwandeln der Ortsinformation über eine radioaktive Markierungssubstanz in ein elektrisches Signal erzeugt werden und dann als sichtbares Bild auf der Kathodenstrahlröhre 50 angezeigt werden, ist es möglich, einmal ein sichtbares Bild auf einem photographischen Film anstatt in dem anregbaren Leuchtstoffblatt 1 zu erzeugen, das sichtbare Bild photoelektrisch zu lesen, es in ein elektrisches Signal umzuwandeln und die so erhaltenen Bilddaten in ähnlicher Weise, wie es oben erläutert wurde, zu verarbeiten.
Obschon bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ein Bild auf einer Kathodenstrahlröhre 50 dargestellt wird, läßt sich das Bild auch auf irgendeiner anderen Anzeigevorrichtung als einer Kathodenstrahlröhre 50 darstellen.
Erfindungsgemäß müssen die einzelnen "Einrichtungen" nicht notwendigerweise bauliche Einrichtungen und Anordnungen sein, sondern ihre Funktionen lassen sich im Rahmen der Erfindung durch Software realisieren. Darüber hinaus läßt sich die Funktion einer einzelnen Einrichtung auch durch zwei oder mehr bauliche Einheiten realisieren, wobei die Funktionen von zwei oder mehr Einrichtungen auch durch eine einzelne bauliche Einheit realisiert werden können.
Erfindungsgemäß ist es möglich, eine Bildanalysevorrichtung zur Erzeugung von Bildern auf einer Anzeigevorrichtung, beispielsweise einer Kathodenstrahlröhre, auf der Grundlage von Bilddaten zu schaffen und die Bilder quantitativ zu analysieren, wobei die Bilder einen gewünschten Bildbereich spezifizieren können und der Bildbereich quantitativ analysiert wird.

Claims

1. Bildanalysevorrichtung (30) zur Erzeugung von auf Bilddaten basierenden Bildern auf einer Anzeigevorrichtung (50) und zum Bewirken einer quantitativen Analyse, umfassend: eine Bilddichten-Untergrenzen- Einstelleinrichtung (102) zum Einstellen eines unteren Grenzwerts für die Bilddichte, eine Bilddichten-Obergrenzen-Einstelleinrichtung (104) zum Einstellen eines oberen Grenzwerts für die Bilddichte, und eine Bildbereich-Bestimmungseinrichtung (80) zum Bestimmen von Bildbereichen mit einer Dichte gleich oder höher als der untere Grenzwert der Bilddichte, wie er von der Bilddichten-Untergrenzen-Einstelleinrichtung (102) eingestellt wird, und gleich oder niedriger als der obere Grenzwert der Bilddichte, wie er von der Bilddichten-Obergrenzen-Einstelleinrichtung (104) eingestellt wird, unter den auf der Anzeigeeinrichtung (50) dargestellten Bildern; gekennzeichnet durch eine Dichtenänderungseinrichtung (106) zum Ändern der Dichte des vorbestimmten Bereichs oder der vorbestimmten Bereiche auf eine gewünschte Dichte;

eine Bildbereichs-Umriß-Einstelleinrichtung (94) zum Einstellen einer Umrißlinie (120) des Bildbereichs, der quantitativ analysiert werden soll, wobei die Bildbereichs-Bestimmungseinrichtung (80) dazu ausgebildet ist, in dem in dem Bildbereich innerhalb der Umrißlinie, die von der Bildbereichs-Umriß-Einstelleinrichtung (94) spezifiziert wurde, enthaltenen Bild einen Bildbereich zu bestimmen, dessen Dichte gleich oder höher ist als der untere Grenzwert der Bilddichte, der von der Bilddichten- Untergrenzen-Einstelleinrichtung (102) eingestellt wird, und gleich oder niedriger ist als der obere Grenzwert der Bilddichte, der von der Bilddichten-Obergrenzen-Einstelleinrichtung (104) eingestellt wird, wobei der Bildbereichs-Umriß eine unregelmäßige Form hat und eine grobe Annäherung eines interessierenden Objekts innerhalb des Bildes darstellt.

2. Bildanalysevorrichtung nach Anspruch 1, die außerdem aufweist: eine erste Bilddaten-Speichereinrichtung (14) zum Speichern von Bilddaten, und eine zweite Bilddaten-Speichereinrichtung (79) zum zweidimensionalen Abbilden und Zwischenspeichern der Bilddaten von der ersten Bilddaten-Speichereinrichtung (66), wobei die Bildbereich-Einstelleinrichtung (94) dazu ausgebildet ist, die Bilddaten innerhalb desjenigen Bilddatenbereichs einer Datenverarbeitung zu unterziehen, der einem von ihr spezifizierten Bildbereich entspricht und in der zweiten Bilddaten- Speichereinrichtung (79) gespeichert ist, so daß der Bildbereich auf der Anzeigeeinrichtung (50) mit vorbestimmter Dichte angezeigt werden kann.

3. Bildanalysevorrichtung (30) nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin umfassend eine Graphikdaten-Speichereinrichtung (74) zum Speichern von Graphikdaten entsprechend auf der Anzeigeeinrichtung (50) darzustellenden Mustern, wobei die Bildbereichs-Umriß-Einstelleinrichtung dazu ausgebildet ist, den Umriß des zu analysierenden Bildbereichs basierend auf den in der Graphikdaten-Speichereinrichtung (74) gespeicherten Graphikdaten zu spezifizieren.

4. Bildanalysevorrichtung nach Anspruch 3, bei der die zweite Bilddaten- Speichereinrichtung eine Zwischenspeichereinrichtung (66) zum zweidimensionalen Abbilden und Zwischenspeichern von Bilddaten, die in der ersten Bilddaten-Speichereinrichtung (14) gespeichert sind, aufweist, weiterhin eine Speichereinrichtung (72) aufweist für ausgewählte Bilddaten, um einen Teil der in der Zwischenspeichereinrichtung (66) gespeicherten Bilddaten zweidimensional abzubilden und zwischenzuspeichern, und eine Speichereinrichtung (77) für vergrößerte, verkleinerte oder im Maßstab unveränderte zusammengesetzte Daten aufweist, um durch Zusammensetzen der in der Speichereinrichtung (72) für ausgewählte Bilddaten gespeicherten Bilddaten und in der Graphikdaten-Speichereinrichtung (74) gespeicherten Graphikdaten erhaltene Daten zweidimensional abzubilden und zwischenzuspeichern, und eine Fensterspeichereinrichtung (79) zum zweidimensionalen Abbilden und Zwischenspeichern eines Teils der Bilddaten, die in der Speichereinrichtung (77) für zusammengesetzte Daten enthalten sind, und weiterhin umfassend eine Bilddaten- Auswahleinrichtung (68) zum Auswählen eines Teils der in der Zwischenspeichereinrichtung (66) gespeicherten Bilddaten, eine Bilddaten- Vergrößerungs/Verkleinerungs-Einrichtung (70) zum Vergrößern oder Verkleinern der von der Bilddaten-Auswahleinrichtung (68) ausgewählten Bilddaten, eine Daten-Synthetisiereinrichtung (76) zum Zusammensetzen der in der Speichereinrichtung (72) für ausgewählte Bilddaten gespeicherten Bilddaten und der in der Graphikdaten-Speichereinrichtung (74) gespeicherten Graphikdaten und zum zweidimensionalen Abbilden und Zwischenspeichern dieser Bilddaten in der Speichereinrichtung (77) für zusammengesetzte Daten, und eine Datenbereichs-Auswahleinrichtung (78) zum Auswählen eines Teils der Bereiche der Bilddaten und der in der Speichereinrichtung (77) für zusammengesetzte Daten gespeicherte Graphikdaten, und zum zweidimensionalen Abbilden und Zwischenspeichern des Teils der Daten in der Fensterspeichereinrichtung (79), wobei die Bildbereich-Bestimmungseinrichtung (80) dazu ausgebildet ist, die in der Fensterspeichereinrichtung (79) gespeicherten Bilddaten einer Datenverarbeitung zu unterziehen, um Bildbereiche zu spezifizieren, deren Dichte gleich oder höher ist als der untere Grenzwert der Bilddichte, der von der Bilddichten-Untergrenzen-Einstelleinrichtung (102) eingestellt wird, und gleich oder niedriger ist als der obere Grenzwert der Bilddichte, der von der Bilddichten-Obergrenzen-Einstelleinrichtung (104) eingestellt wird, und zwar als Bereiche aus den auf der Anzeigeeinrichtung (50) dargestellten Bildern.

5. Bildanalysevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Bilddaten unter Verwendung eines anregbaren Leuchtstoffblatts (1) erzeugt werden.

6. Bildanalysevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis S. bei der die Bilddaten gebildet werden durch Bilddaten, die ausgewählt sind aus einer Gruppe bestehend aus audioradiographischen Bilddaten, radiographischen Beugungsbilddaten, Elektronenmikroskop-Bilddaten und Chemilumineszenz-Bilddaten.

7. Bildanalysevorrichtung (30) nach Anspruch 6, bei der die audioradiographischen Bilddaten, die radiographischen Beugungsbilddaten und die Elektronenmikroskop-Bilddaten erzeugt werden durch Absorbieren und Speichern der Energie einer Strahlung oder eines Elektronenstrahls, der von einer Probe in einem anregbaren Leuchtstoff emittiert wird, durch Bestrahlen des anregbaren Leuchtstoffs mit einer elektromagnetischen Welle und photoelektrisches Umwandeln des von dem anregbaren Leuchtstoff emittierten Lichts.

8. Bildanalysevorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Chemilumineszenz-Bilddaten erzeugt werden durch Absorbieren und Speichern der Energie sichtbaren Lichts, das von einer Probe in einem anregbaren Leuchtstoff emittiert wird, Bestrahlen des anregbaren Leuchtstoffs mit einer elektromagnetischen Welle, und photoelektrisches Umwandeln von Licht, das von dem anregbaren Leuchtstoff emittiert wird.