JP2006343573A - 顕微鏡システム、観察方法および観察プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 広視野かつ高解像である顕微鏡画像を病理医等の専門家による作業を必要とせずに構築することができ、病理医の観察および／または診断確定後に、記録・保管するための記憶容量を削減することができ、さらに広視野でかつ高精細な顕微鏡画像の形成および表示することのできる顕微鏡システム等を提供すること。
【解決手段】 対物レンズと標本とを光軸に対して直交方向に相対的に移動させることにより標本の全体もしくは一部の画像情報を取得する手段と、取得した画像情報の特定領域を指定する手段と、指定された特定領域の画像情報を保存する手段と、取得した画像情報のうち、指定されなかった画像情報の情報量を削減する手段と、削減された画像情報を保存する手段と、これら保存された画像情報の位置関係を保存する手段とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、標本の全体またはその一部分を、顕微鏡を用いて広視野かつ高精細でディジタル画像記録・観察する顕微鏡システム、顕微鏡システムによる観察方法および観察プログラムに関するものである。

従来、顕微鏡を用いて標本を観察する場合、一度に観察できる範囲は主に対物レンズの倍率によって決定される。高倍率になるほど、高精細な画像が得られる反面、観察範囲が狭くなってしまう。そこで、電動ステージ等を利用して視野を移動しながら複数枚の画像を撮影し、それらを貼合せるまたは結合することで、広視野かつ高解像な顕微鏡画像を作成し、病理診断に活用することが行われている（例えば、特許文献１、２、３、４、５参照。）。

さらに、異なる焦点位置を有する３次元の広視野でかつ高精細な画像の取得についても同様のことが行われている（例えば、特許文献６、７参照。）。
特開平９−２８１４０５号公報 特開２００３−９５０６３号公報 特表２００１−５１９９４４号公報 特表２００２−５１４３１９号公報 特表２００４−５１４９２０号公報 特開２００４−１５１２６３号公報 特開２００５−３７９０２号公報

しかしながら、従来の技術においては、例えば、最初に１．２５倍等の対物レンズで標本全体をスキャンして画像取得を行い、該画像をベースに注目領域を選択し、順次対物レンズの倍率を上げて画像を取得することにより、標本全体像並びに標本の一部分の広視野かつ高解像な顕微鏡画像を取得しているが、この手法では、目的とする広視野かつ高解像な顕微鏡画像を構築するまでに手間がかかるという問題点があった。

また、上述の手法では、本来診断業務に携わる病理医といった有識者が画像取得操作を行わなければならないので診断業務に支障をきたすという問題点があった。
また、上述の手法では、低倍画像からの注目部位の選択に起因する重要部位の見落としてしまうという問題点があった。

また、従来の技術においては、所望する最高の解像度を満たす高倍率の対物レンズを用いて標本全体をスキャンし画像取得するので、病理学の知識を有しないオペレータでも広視野かつ高解像な顕微鎖画像を構築することができるが、本来は高解像画像または異なる焦点位置を有するスライス画像が不要な部分も一律的に入力・保存してしまうために、保存のための記憶容量が膨大になるという問題点があった。

また、従来の技術においては、焦点位置が異なる３次元画像を２次元画像に変換するので、細胞診において、重要な重積細胞の上下関係の情報が失われるという問題点があった。

本発明は、上記従来技術の欠点に鑑みてなされたもので、広視野かつ高解像（異なる焦点位置を有するスライス画像も含む）である顕微鏡画像を病理医等の専門家による作業を必要とせずに構築することができ、病理医の観察および／または診断確定後に、記録・保管するための記憶容量を削減することができ、さらに広視野でかつ高精細な顕微鏡画像の形成および表示することのできる顕微鏡システム、顕微鏡システムによる観察方法および観察プログラムを提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、下記のような構成を採用した。
すなわち、本発明の一態様によれば、本発明の顕微鏡システムは、対物レンズと標本とを光軸に対して直交方向に相対的に移動させることにより上記標本の全体もしくは一部の画像情報を取得する画像情報取得手段と、上記画像情報取得手段によって取得した画像情報の特定領域を指定する特定領域指定手段と、上記特定領域指定手段によって指定された特定領域の画像情報を保存する特定領域画像保存手段と、上記画像情報取得手段によって取得した画像情報のうち、上記特定領域指定手段によって指定されなかった画像情報の情報量を削減する画像情報削減手段と、上記画像情報削減手段によって削減された画像情報を保存する削減画像保存手段と、上記特定領域画像保存手段によって保存された画像情報と上記削減画像保存手段によって保存された画像情報との位置関係を保存する画像位置関係保存手段とを備えることを特徴とする。

これにより、病理専門家でない一般のオペレータによる操作で広視野でかつ高精細な顕微鏡画像を構築でき、かつ診断上重要な部位のみを高精細に記録し、標本画像全体については解像度といった情報量を落とすことにより、必要十分な画像情報を保持して記憶容量を削減した広視野でかつ高精細な顕微鏡画像を構築できる。

また、本発明の顕微鏡システムは、上記特定領域画像保存手段によって保存された画像情報と上記削減画像保存手段によって保存された画像情報とから構成される標本画像全体を任意の倍率で表示する全体領域画像表示手段と、上記特定領域画像保存手段によって保存された画像情報を任意の倍率で表示する特定領域画像表示手段と、上記特定領域画像表示手段によって表示される画像情報のうち、上記特定領域指定手段によって指定された画像情報を表示する特定領域表示手段と、上記全体領域画像表示手段によって表示された標本画像全体中に上記特定領域画像表示手段によって表示された画像情報を示す領域を矩形表示する標本全体ナビゲーション手段と、上記特定領域画像表示手段によって表示された画像情報中に上記特定領域表示手段によって表示された画像情報を示す領域を矩形表示する特定領域ナビゲーション手段とを備えることが望ましい。

これにより、標本全体像から強拡画像までの一連の顕微鏡画像を、現在の観察部位の位置関係を把握しながら形態観察できる。
また、本発明の顕微鏡システムは、上記画像情報取得手段が、対物レンズと標本とを光軸に対して直交方向および光軸方向に相対的に移動させることにより上記標本の全体もしくは一部の３次元の画像情報を取得することが望ましい。

これにより、異なる焦点位置を有する３次元の広視野でかつ高精細な画像に対応し、必要部位を強拡大かつ焦点位置を変えての形態観察が可能となる。
また、本発明の一態様によれば、本発明の観察方法は、顕微鏡システムが実行する観察方法であって、対物レンズと標本とを光軸に対して直交方向に相対的に移動させることにより上記標本の全体もしくは一部の画像情報を取得し、上記取得した画像情報の特定領域を指定し、上記指定された特定領域の画像情報を特定領域画像データベースに保存し、上記取得した画像情報のうち、指定されなかった画像情報の情報量を削減し、上記削減された画像情報を削減画像データベースに保存し、上記特定領域画像データベースに保存された画像情報と上記削減画像データベースに保存された画像情報との位置関係を保存し、上記特定領域画像保存手段によって保存された画像情報と上記削減画像保存手段によって保存された画像情報とから構成される標本画像全体を任意の倍率で表示し、上記特定領域画像データベースに保存された画像情報を任意の倍率で表示し、上記表示される画像情報のうち、上記指定された画像情報を表示し、上記表示された標本画像全体中に上記表示された特定領域の画像情報を示す領域を矩形表示し、上記表示された特定領域の画像情報中に上記表示された特定領域の画像情報を示す領域を矩形表示することを特徴とする。

これにより、病理専門家でない一般のオペレータによる操作で広視野でかつ高精細な顕微鏡画像を構築でき、かつ診断上重要な部位のみを高精細に記録し、標本画像全体については解像度といった情報量を落とすことにより、必要十分な画像情報を保持して記憶容量を削減した広視野でかつ高精細な顕微鏡画像を構築できる。また、標本全体像から強拡画像までの一連の顕微鏡画像を、現在の観察部位の位置関係を把握しながら形態観察できる。

また、本発明の一態様によれば、観察プログラムは、顕微鏡システムに実行させるための観察プログラムであって、対物レンズと標本とを光軸に対して直交方向に相対的に移動させることにより上記標本の全体もしくは一部の画像情報を取得する手順と、上記取得した画像情報の特定領域を指定する手順と、上記指定された特定領域の画像情報を特定領域画像データベースに保存する手順と、上記取得した画像情報のうち、指定されなかった画像情報の情報量を削減する手順と、上記削減された画像情報を削減画像データベースに保存する手順と、上記特定領域画像データベースに保存された画像情報と上記削減画像データベースに保存された画像情報との位置関係を保存する手順と、上記特定領域画像保存手段によって保存された画像情報と上記削減画像保存手段によって保存された画像情報とから構成される標本画像全体を任意の倍率で表示する手順と、上記特定領域画像データベースに保存された画像情報を任意の倍率で表示する手順と、上記表示される画像情報のうち、上記指定された画像情報を表示する手順と、上記表示された標本画像全体中に上記表示された特定領域の画像情報を示す領域を矩形表示する手順と、上記表示された特定領域の画像情報中に上記表示された特定領域の画像情報を示す領域を矩形表示する手順とを実行させるためのコンピュータ実行可能な観察プログラムである。

これにより、病理専門家でない一般のオペレータによる操作で広視野でかつ高精細な顕微鏡画像を構築でき、かつ診断上重要な部位のみを高精細に記録し、標本画像全体については解像度といった情報量を落とすことにより、必要十分な画像情報を保持して記憶容量を削減した広視野でかつ高精細な顕微鏡画像を構築できる。また、標本全体像から強拡画像までの一連の顕微鏡画像を、現在の観察部位の位置関係を把握しながら形態観察できる。

本発明によれば、誰でも簡単に、多焦点・広視野でかつ高精細な顕微鏡画像の取得ができ、かつ注目部位、非注目部位で適切に情報量を変えることにより、記録するための記憶容量を削減できる。

また、本発明によれば、注目部位が明示されることにより、該標本から得られた知見の対象部位を明確にすることができる。
また、本発明によれば、標本全体といった極低倍であるマクロ画像、注目部位の弱拡画像および強拡画像を同時観察することにより、標本からの形態学的知見が得やすくすることができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について述べる。
まず、第１の実施の形態について説明する。
図１は、第１の実施の形態における顕微鏡システムの全体構成を示す図である。

顕微鏡システム１００は、顕微鏡ユニット１１０、画像入力ユニット１２０、および市販のパーソナルコンピュータと同等の制御コンピュータユニット１３０を備えている。
まず、顕微鏡ユニット１１０について説明する。

例えば、ハロゲンランプからなる透過照明光源１から照明光を発生し、コレクタレンズ２で集光して、各種フィルター３（ＮＤ（Neutral Density）フィルター、ＬＢＤフィルター（青フィルター）など）を透過後、視野絞り４にて照野を絞り、ミラー５にてステージ８方向へ角度偏向する。

ミラー５にてステージ８方向に角度偏向した照明光は、開口絞り６、コンデンサレンズユニット７を透過後、ステージ８上の照明用開口部（不図示）を通過することによりステージ８上のスライドガラス９の標本Ｓを照明できるようになっている。対物レンズ１０は、ステージ８上方に複数個がレボルバ１１に保持されることにより選択的に光路に挿入可能に構成されている。

対物レンズ１０に入射したスライドガラス９の標本像は、結像レンズ１２を通してＴＶカメラ１３へ導かれるようになっている。
ＴＶカメラ１３により撮像された標本像は、画像キャプチャー回路１４でディジタル化され、制御コンピュータユニット１３０内に取り込まれる。

なお、顕微鏡ユニット１１０内の各部位は電動化制御するために、不図示のモータ、モータドライバ、センサ等が組み込まれており、ＣＰＵ２１から顕微鏡ユニット制御Ｉ／Ｆ回路１７、顕微鏡コントローラ１８を介して駆動制御される。

例えば、照明光量を調整するＮＤフィルタ等の各種フィルター３の光路への挿脱制御、視野絞り４および開口絞り６の開閉制御、ステージ８を光軸と直交するＸＹ平面、および光軸と平行するＺ方向に移動するための３軸（ＸＹＺ）移動制御、対物レンズ１０を選択的に光路に挿入するためのレボルバ１１の回転制御が可能となっている。もちろん、Ｚ方向の移動制御は、ステージ８を駆動する代わりに、対物レンズ１０を保持するレボルバ１１を駆動制御しても良い。

次に、画像入力ユニット１２０について説明する。
ＴＶカメラ１３は、ＣＰＵ２１からの制御指示に基づいて、制御用Ｉ／Ｆ回路１６を介して制御される。

そして、ＴＶカメラ１３により撮像された顕微鏡標本像は、画像キャプチャー回路１４においてディジタル化され、画像キャプチャーＩ／Ｆ回路１５を介して、メモリ２３に格納され、ＣＰＵ２１の制御に基づき、表示装置２５への画像表示や記録媒体２２に画像ファイルとして保存される。

次に、制御コンピュータユニット１３０について説明する。
本顕微鏡システム１００では、ＣＰＵ２１が中心となり、上記顕微鏡ユニット１１０、および画像入力ユニット１２０が制御される。ＣＰＵ２１は、ＣＰＵバス２０に接続し、さらにこのＣＰＵバス２０には、ＴＶカメラ１３の制御用Ｉ／Ｆ回路１６、顕微鏡ユニットＩ／Ｆ回路１７を接続し、各ユニットの制御をＣＰＵ２１から可能にしている。

また、同ＣＰＵバス２０には、ハードディスクなどの記録媒体２２や、メモリ２３、表示用のフレームメモリ２４、画像キャプチャーＩ／Ｆ回路１５、キーボードおよびマウス制御Ｉ／Ｆ回路２６も接続されている。

記録媒体２２に格納される顕微鏡制御、画像入力、画像処理、画像表示等の種々のプログラムにより、本顕微鏡システム１００の技術を実現する。
次に、上述のように構成された顕微鏡システム１００の動作について説明する。

図２は、画像入力処理の流れを示すフローチャートである。
また、図３は、スライドガラス上に載せられた標本を示す図であり、図４は、標本全体の合焦位置を求めるために、サンプリングする部位例を示した図であり、図５は、顕微鏡画像を取得するための座標マップを示した図である。

本画像入力処理においては、広視野でかつ高精細な画像の取得を実行するのであるが、その取得方法の一例については、本願出願人が出願した特許文献１に詳細が記述しているのでその詳細は割愛し、ここでは簡単に説明する。

まず、図２のステップＳ１０１において、１．２５×（１．２５倍）といった低倍の対物レンズ１０を光路に挿入し、スライドガラスの所定の領域（例、縦：２５ｍｍ×横：５０ｍｍ）を、ステージ８をＴＶカメラ１３の撮影領域幅に応じてＸＹ移動して、ＴＶカメラ１３を介して顕微鏡像を取得し、各画像間の結合を行い、記録媒体２３にスライドガラスの全体像を格納する。

次に、ステップＳ１０２において、上記ステップＳ１０１で取得したスライドガラスの全体像を基に、図３に示すスライドガラス９上に実際に標本Ｓが載っている領域を自動抽出（標本領域の決定）し、かつ標本Ｓが存在する領域の中から標本Ｓ全体に対する個々のフォーカス位置を決定するために、図４に示すサンプリングするフォーカス位置抽出ポイントを自動抽出する。

次に、ステップＳ１０３において、予め決められている４０×（４０倍）といった高倍の対物レンズ１０を光路に挿入し、ステップＳ１０２で抽出した各ポイントに対して、ステージ８をＸＹ移動して光軸位置に移動し、その後Ｚ移動制御をしながらＴＶカメラ１３を介して標本像を入力・評価し、実際の合焦位置（座標）を求める。

そして、ステップＳ１０４において、非抽出ポイントの合焦位置（座標）は近傍の実測合焦位置（座標）から補間して求め、図５に示す、Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標で構成されるフォーカスマップを作成し、記録媒体２２に格納する。

そして、ステップＳ１０５において、上記フォーカスマップの情報を基に、ステージ８をフォーカスマップに登録されているＸＹＺ座標に移動し、ＴＶカメラ１３を介して画像を入力し、隣接する位置の画像と結合しながら、記録媒体２２に画像ファイルとして格納する。

本画像入力処理をフォーカスマップで定義した全ＸＹ座標に対して完了するまで繰り返すことで、広視野でかつ高精細な顕微鎖画像の取得が完了し、記録媒体２２に画像ファイルとして格納される。

なお、ステップＳ１０１からＳ１０５までの処理は自動化されており、オペレータはスライド標本Ｓをステージ８に載せて、不図示の操作画面で走査開始操作を行うだけで、広視野でかつ高精細な顕微鏡画像の取得を完了できる。

また、記録媒体２２に格納される画像ファイルは、公知のＪＰＥＧ、ＪＰＥＧ２０００といった圧縮アルゴリズムで圧縮保存可能なことは当然のこととする。
加えて、各ステップで一時停止し、オペレータの操作介在を可能とし、標本領域の変更、サンプリングするフォーカス位置抽出ポイントの変更／追加／削除、使用する高倍対物レンズ１０の倍率変更といった、各ステップでの調整作業が可能なことは当然のこととする。

さらに、対物レンズ１０の変換に伴う顕微鏡の照明系の最適化は、当然のこととする。
また、低倍対物レンズ１０の代わりに、別途マクロ撮影光学系にてスライドガラス９全体を一度に撮影し、スライドガラス９全体像の撮影時間を短縮することも可能である。

さらに、ステージ８のＸＹ移動をする際に隣接画像とのオーバラップ領域を設けて移動を行い、画像貼合せ処理を行うことにより、ステージ精度に伴う画像の不連続を解消するといったことも可能である。

次に、上記画像入力処理にて構築した広視野でかつ高精細な顕微鏡画像に対して、病理医等の専門家の操作により、所見・診断上で重要な部位のみを高解像で記録し、他部位は解像度を落として保管し、ファイル容量を削減する実施例について、図６および図７を用いて説明する。

図６は、注目部位付きの広視野でかつ高精細な顕微鏡画像を構築するためのフローチャートであり、図７は、注目部位付きの広視野でかつ高精細な顕微鏡画像を構築するための操作画面を示した図である。

また、図８は、注目部位付きの広視野でかつ高精細な顕微鏡画像のファイル構成の第一例を示した図であり、図９は、注目部位付きの広視野でかつ高精細な顕微鏡画像のファイル構成の第二例を示した図である。

まず、図６のステップＳ２０１において、記録媒体２２に格納されている広視野でかつ高精細な顕微鏡画像を不図示の操作により、オープンする。
そうすると、ステップＳ２２０において、表示装置２５に図７の操作画面が表示される。メイン画面５０には、取得した標本画像の全体が表示されるように適切な倍率にて全体像が初期表示され、取得した標本画像の全体を病理医が把握できる。

次に、ステップＳ２３０において、表示倍率変更ボタン５２をマウス２８でクリックすることにより、所望する弱拡大倍率を選択する。例えば、１×（１倍）を選択した場合は、取得時の顕微鏡倍率が４０×（４０倍）の場合は間引き処理等により１／４０に解像度を落とした顕微鏡画像の一部分がメイン画面５０に表示されることになる。

なお、標本全体像ナビゲーション画面５１には常に標本全体像が縮小表示されており、画面内には現在、メイン画面５０に表示されている観察領域を示す、観察中矩形カーソル５５が表示されている。従って、病理医は標本のどの部位を現在拡大観察しているかが容易に把握できるようになっている。

そして、ステップＳ２４０において、視野移動ボタン５３、またはキーボード２７の矢印キー操作、またはメイン画面５０上でのマウス２８のドラッグ操作等により、観察したい部位の移動を行い、悪性腫瘍等の非正常な注目部位を探すことになる。

注目部位が見つかった場合（Ｓ２５０：Ｙｅｓ）は、ステップＳ２６０において、マークボタン５４をマウス２８でクリックすることにより、現在メイン画面５０に表示されている観察領域を注目領域として、メモリ２３に記録する。

なお、マークボタン５４をマウスクリックすることにより、注目領域指定モードに入り、メイン画面５０内をマウス２８のドラッグ操作で矩形指定することにより、注目領域を決定しても良いことは当然のこととする。

さらに、注目部位を探す場合（Ｓ２９０：Ｙｅｓ）は、倍率の変更の要／不要に応じて、ステップＳ２３０からステップＳ２６０の操作を繰り返す。
注目部位の検索・マーキングが完了した場合（Ｓ２７０：Ｙｅｓ）は、ステップＳ２８０において、図８に示すようなファイル構成で、注目領域の情報量を保った状態で元画像の全体の情報量（解像度）を落とすことにより、注目部位と非注目部位に応じて適切な情報量を保った状態でかつ記録・保持するためのファイル容量を削減した、注目領域情報付きの広視野でかつ高精細な顕微鏡標本画像を記録媒体２２に保存する。

なお、非注目部位に対してどれだけ情報量（解像度）を削減するかは、４×（４倍）対物レンズ相当といった所定の倍率もしくは、不図示の倍率選択操作にて、現画像取得時の対物レンズ倍率未満の任意の倍率を選択できるものとする。

例えば、４０×（４０倍）対物レンズ１０を使用して顕微鏡標本Ｓの広視野でかつ高精細な画像を取得した場合において、４×（４倍）相当に情報量を削減した場合は、標本全体領域画像情報を１／１００に削減でき、１０×（１０倍）相当に情報量を削減した場合は、１／１６に削減できる。

なお、標本全体領域を何倍相当の倍率に変換したかは、図８中に示すように情報として記録される。
注目領域画像情報は、顕微鏡標本の広視野でかつ高精細な画像を取得時の倍率情報、標本全体領域画像上における位置情報、次注目領域画像情報へのポインタといった注目領域管理情報と、上記位置座標で特定される範囲において原画像の情報量を保持した画像データが格納される。

なお、図８に示す専用のファイル形式として構築するのではなく、図９に示すようなテキストベースの管理情報ファイルと、標本全体弱拡画像ファイル、１または複数個からなる注目領域画像ファイルといった構成とし、市販のソフトウェア、Ｗｅｂブラウザソフト等で扱える一般的なファイル構成として保存しても良い。

さらに、各注目領域の保存倍率は、不図示の選択操作により、標本全体領域の情報削減変換倍率より大きく、元画像である顕微鏡標本の広視野でかつ高精細な画像を取得した倍率以下の範囲で任意かつまたは個々に選択しても良い。

以上、本第１の実施の形態によれば、病理医といった専門家ではなく一般のオペレータの操作により、広視野でかつ高精細な顕微鏡画像の構築ができ、加えて病理医等の専門家の操作により、該画像の注目部位のみを高精細に記録し、標本全体の情報量（解像度）を削減することにより、必要十分な情報量を確保しつつ、保存のための記憶容量を削減することができる。

次に、第２の実施の形態について説明する。
図１０は、注目部位付きの広視野でかつ高精細な顕微鏡画像の観察操作を示したフローチャートであり、図１１は、注目部位付きの広視野でかつ高精細な顕微鏡画像の観察画面を示した図である。

まず、ステップＳ３１０において、上述の第１の実施の形態で説明した注目領域情報付きの広視野でかつ高精細な顕微鎖画像ファイルをオープンする。
そして、ステップＳ３２０において、表示モードの初期値として“全体モード”を設定し、ステップＳ３２１において、図１１に示す操作画面を表示するための初期化処理を行う。例えば、標本全体ナビゲーション画面５１に、標本全体像をサムネイル表示したり、視野移動ボタン５３を表示したりといった内容である。

以後のステップは、表示モードが“全体モード”か“注目部位モード”かにより（Ｓ３３０）、処理内容が若干異なるが、各ステップ単位での説明を行う。
ステップＳ３４０において、メイン画面５０には、“全体モード”の場合は標本全体領域の画像データから得られる標本の全体像が初期値表示され、“注目部位モード”の場合は、後述のユーザ選択操作により選択された注目領域の全体像が初期値として表示される。

ステップＳ３４１において、注目部位ナビゲーション画面６０は、“全体モード”の場合は非表示に、“注目部位モード”の場合は表示され、選択された注目領域の全体像がサムネイル表示される。

ステップＳ３４２において、表示倍率変更ボタン５２には、表示モードに従って選択可能な倍率が表示される。“全体モード”の倍率は、該画像ファイルに格納されている標本全体領域画像の倍率情報を最高倍率とし、“注目部位モード”の場合は、該注目部位の管理情報に格納されている倍率情報を最高倍率として表示される。

そして、ステップＳ３４３において、“全体モード”の場合は標本全体に対しての観察を、“注目部位モード”の場合は、該注目領域に対しての観察を行う。
すなわち、表示倍率変更ボタン５２の選択による倍率の変更、視野移動ボタン５３、またはキーボード２７の矢印キー操作、またはメイン画面５０上でのマウス２８のドラッグ操作等により、メイン観察したい部位の移動を行い、目的とする領域をメイン画面５０上に表示し観察する。なお、観察倍率の変更、および視野移動に伴い、現在どの部位を観察しているかといった領域表示が各ナビゲーション画面に矩形表示される。

“全体モード’’の場合は、メイン画面５０に表示されている標本全体画像のどの領域を観察しているかが、標本全体ナビゲーション画面５１内の観察中矩形カーソル５５に表示される。

そして、メイン画面５０には、注目部位として登録されている１個または複数個の注目領域が、現在の観察領域内に存在する場合は、矩形表示される。
“注目部位モード”の場合は、標本全体ナビゲーション画面５１内の観察中矩形カーソル５５には、選択されている注目領域が矩形表示され、注目部位ナビゲーション画面６０内の観察中矩形カーソル６１に、メイン画面５０に示されている注目部位領域が矩形表示される。

そして、表示モードを変更する場合は、以下の操作を行う。（Ｓ３５０）
“全体モード”から“注目部位モードへの変更は、メイン画面５０上に表示される、不図示の注目部位表示矩形カーソルをマウス２８でダブルクリック操作することにより、該注目部位の表示モードに移行する。また、“注目部位モード”から“全体モード”への移行は、ボード２７のＥｓｃキーを押下することにより移行する。

以上、本第２の実施の形態によれば、注目部位としてどの領域を選んだかという知見の根拠を明示できるとともに、標本全体像、弱拡像、強拡像といった異なる倍率情報を関連付けて画面上で同時観察できるので、形態的な特徴を容易に把握することができる。

次に、第３の実施の形態について説明する。
図１２は、異なる焦点位置を有する広視野でかつ高精細な顕微鏡画像を合成する様子を示した図であり、図１３は、異なる焦点位置を表示するための操作ボタンを示した図であり、図１４は、注目部位付きの多焦点・広視野でかつ高精細な顕微鏡画像のファイル構成例を示した図である。

第３の実施の形態において、異なる焦点位置を有する３次元の広視野でかつ高精細な画像の取得方法については、第１の実施の形態の説明で用いた図２を用いて説明する。
ステップＳ１０１からステップＳ１０４までは第１の実施の形態と同様であるので説明を省略する。

そして、ステップＳ１０５の処理では、図５のフォーカスマップ情報を基に、ステージ８をフォーカスマップに登録されているＸＹＺ座標に移動し、フォーカスマップで定義されているＺ座標を中心（配列番号０）として、Ｚ軸座標を上下に予め決められている所定距離（対物レンズ１０の焦点深度で決定される）移動を行い、焦点位置が異なる複数の顕微鏡画像をＴＶカメラ１３を介して入力し、図１２に示すように同一Ｚ軸配列番号のＸＹ平面で隣接する位置の画像と結合しながら、記録媒体２２に画像ファイルとして格納する。

本画像入力処理をフォーカスマップで定義した全ＸＹ座標に対して完了するまで繰り返すことで、異なる焦点位置を持つ広視野でかつ高精細な顕微鏡画像の取得が完了し、記録媒体２２に画像ファイルとして格納される。

上記ステップで取得した多焦点・広視野でかつ高精細な画像は、だい１の実施の形態で説明した図６の処理フローおよび図７の操作画面と同様な方法で、注目部位情報付きの多焦点・広視野でかつ高精細な顕微鏡画像に変換し、保存のための記憶容量を削減できる。

以下、本第３の実施の形態に特有な部分の処理のみを説明する。
図６のステップＳ２１０では、画像取得時に合焦位置として求められた、Ｚ中心座標（配列番号０）の画像ファイルをオープンする。

ステップＳ２４０の顕微鏡画像から注目部位を探す処理では、前述の視野移動の他に、図１３に示すフォーカス移動ボタンを操作することにより、Ｚ軸画像上下のコマ送り、“＋方向→−方向→＋方向”もしくは、“−方向→＋方向→−方向”の繰返しＺ軸画像再生を行いメイン画面５０にて焦点位置の異なる標本画像も観察できる。

そして、ステップＳ２８０の画像ファイルの再構築処理では、以下の処理が行われる。
注目領域に関しては、焦点位置の異なる画像も含め全ての原画像情報を保持し、標本Ｓ全体に関しては、焦点位置の異なる複数枚の画像から公知の画像加算および回復フィルター処理により、光軸方向の異なる位置に存在する物質にも合焦している１枚の画像を合成し、かつ第１の実施の形態で説明した処理と同様にその解像度を落とし、図１４で示す構成で記録媒体２２に格納される。

例えば、４０×（４０倍）の対物レンズ１０を使用して１１箇所の焦点位置が異なる情報を有する広視野でかつ高精細な画像を取得した場合で、４×（４倍）相当に情報量を削減した場合は、標本全体領域の画像情報報量としては、１／１１００に削減でき、１０×（１０倍）相当に情報量を削減した場合は、１／１７６に削減できる。

なお、上記処理により記録媒体２２に格納された、注目部位情報付きの多焦点・広視野でかつ高精細な顕微鏡画像は、第２の実施の形態で説明した方法でも同様に観察できる。加えて、表示モードが“注目部位モード”の場合は、図１３に示すフォーカス移動ボタンが操作画面に表示され、異なる焦点位置の画像も観察可能になる。

また、第１の実施の形態の場合と同様に、各注目領域の保存倍率および異なる焦点位置の複数枚画像を１枚の画像に統合することにより、注目領域の情報量を選択的に削減可能にすることにより、さらに保存のための記憶容量を削減することが可能である。

以上、本第３の実施の形態によれば、細胞診標本や厚みのある組織標本でも、注目部位でフォーカス位置を変えて細胞の重積情報、核の詳細等を光軸方向に焦点を変えての観察ができる。

加えて、標本の合焦位置を近傍の情報から予測算出することにより生じるピント不良問題も回避できる。
以上、本発明の各実施の形態を、図面を参照しながら説明してきたが、本発明が適用される顕微鏡システムは、その機能が実行されるのであれば、上述の各実施の形態等に限定されることなく、単体の装置であっても、複数の装置からなるシステムあるいは統合装置であっても、ＬＡＮ、ＷＡＮ等のネットワークを介して処理が行なわれるシステムであってもよいことは言うまでもない。

また、バスに接続されたＣＰＵ、ＲＯＭやＲＡＭのメモリ、入力装置、出力装置、外部記録装置、媒体駆動装置、可搬記憶媒体、ネットワーク接続装置で構成されるシステムでも実現できる。すなわち、前述してきた各実施の形態のシステムを実現するソフトェアのプログラムコードを記録したＲＯＭやＲＡＭのメモリ、外部記録装置、可搬記憶媒体を、顕微鏡システムに供給し、その顕微鏡システムのコンピュータがプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。

この場合、可搬記憶媒体等から読み出されたプログラムコード自体が本発明の新規な機能を実現することになり、そのプログラムコードを記録した可搬記憶媒体等は本発明を構成することになる。

プログラムコードを供給するための可搬記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリーカード、ＲＯＭカード、電子メールやパソコン通信等のネットワーク接続装置（言い換えれば、通信回線）を介して記録した種々の記憶媒体などを用いることができる。

また、コンピュータがメモリ上に読み出したプログラムコードを実行することによって、前述した各実施の形態の機能が実現される他、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によっても前述した各実施の形態の機能が実現される。

さらに、可搬型記憶媒体から読み出されたプログラムコードやプログラム（データ）提供者から提供されたプログラム（データ）が、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によっても前述した各実施の形態の機能が実現され得る。

すなわち、本発明は、以上に述べた各実施の形態等に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の構成または形状を取ることができる。

第１の実施の形態における顕微鏡システムの全体構成を示す図である。 画像入力処理の流れを示すフローチャートである。 スライドガラス上に載せられた標本を示す図である。 標本全体の合焦位置を求めるために、サンプリングする部位例を示した図である。 顕微鏡画像を取得するための座標マップを示した図である。 注目部位付きの広視野でかつ高精細な顕微鏡画像を構築するためのフローチャートである。 注目部位付きの広視野でかつ高精細な顕微鏡画像を構築するための操作画面を示した図である。 注目部位付きの広視野でかつ高精細な顕微鏡画像のファイル構成の第一例を示した図である。 注目部位付きの広視野でかつ高精細な顕微鏡画像のファイル構成の第二例を示した図である。 注目部位付きの広視野でかつ高精細な顕微鏡画像の観察操作を示したフローチャートである。 注目部位付きの広視野でかつ高精細な顕微鏡画像の観察画面を示した図である。 異なる焦点位置を有する広視野でかつ高精細な顕微鏡画像を合成する様子を示した図である。 異なる焦点位置を表示するための操作ボタンを示した図である。 注目部位付きの多焦点・広視野でかつ高精細な顕微鏡画像のファイル構成例を示した図である。

符号の説明

１ 透過照明用光源
２ コレクタレンズ
３ 各種フィルター
４ 視野絞り
５ ミラー
６ 開口絞り
７ コンデンサレンズユニット
８ ステージ
９ スライドガラス
１０ 対物レンズ
１１ レボルバ
１２ 結像レンズ
１３ ＴＶカメラ
１４ 画像キャプチャー回路
１５ 画像キャプチャーＩ／Ｆ回路
１６ 制御用Ｉ／Ｆ回路
１７ 顕微鏡ユニット制御Ｉ／Ｆ回路
１８ 顕微鏡コントローラ
２０ ＣＰＵバス
２１ ＣＰＵ
２２ 記憶媒体
２３ メモリ
２４ フレームメモリ
２５ 表示装置
２６ キーボードおよびマウス制御Ｉ／Ｆ回路
２７ キーボード
２８ マウス
５０ メイン画面
５１ 標本全体像ナビゲーション画面
５２ 表示倍率変更ボタン
５３ 視野移動ボタン
５４ マークボタン
５５ 矩形カーソル
１００ 顕微鏡システム
１１０ 顕微鏡ユニット
１２０ 画像入力ユニット
１３０ 制御コンピュータユニット
Ｓ 標本

Claims (5)

1. 対物レンズと標本とを光軸に対して直交方向に相対的に移動させることにより前記標本の全体もしくは一部の画像情報を取得する画像情報取得手段と、
   前記画像情報取得手段によって取得した画像情報の特定領域を指定する特定領域指定手段と、
   前記特定領域指定手段によって指定された特定領域の画像情報を保存する特定領域画像保存手段と、
   前記画像情報取得手段によって取得した画像情報のうち、前記特定領域指定手段によって指定されなかった画像情報の情報量を削減する画像情報削減手段と、
   前記画像情報削減手段によって削減された画像情報を保存する削減画像保存手段と、
   前記特定領域画像保存手段によって保存された画像情報と前記削減画像保存手段によって保存された画像情報との位置関係を保存する画像位置関係保存手段と、
   を備えることを特徴とする顕微鏡システム。
2. 前記特定領域画像保存手段によって保存された画像情報と前記削減画像保存手段によって保存された画像情報とから構成される標本画像全体を任意の倍率で表示する全体領域画像表示手段と、
   前記特定領域画像保存手段によって保存された画像情報を任意の倍率で表示する特定領域画像表示手段と、
   前記特定領域画像表示手段によって表示される画像情報のうち、前記特定領域指定手段によって指定された画像情報を表示する特定領域表示手段と、
   前記全体領域画像表示手段によって表示された標本画像全体中に前記特定領域画像表示手段によって表示された画像情報を示す領域を矩形表示する標本全体ナビゲーション手段と、
   前記特定領域画像表示手段によって表示された画像情報中に前記特定領域表示手段によって表示された画像情報を示す領域を矩形表示する特定領域ナビゲーション手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡システム。
3. 前記画像情報取得手段は、対物レンズと標本とを光軸に対して直交方向および光軸方向に相対的に移動させることにより前記標本の全体もしくは一部の３次元の画像情報を取得することを特徴とする請求項１または２に記載の顕微鏡システム。
4. 顕微鏡システムが実行する観察方法であって、
   対物レンズと標本とを光軸に対して直交方向に相対的に移動させることにより前記標本の全体もしくは一部の画像情報を取得し、
   前記取得した画像情報の特定領域を指定し、
   前記指定された特定領域の画像情報を特定領域画像データベースに保存し、
   前記取得した画像情報のうち、指定されなかった画像情報の情報量を削減し、
   前記削減された画像情報を削減画像データベースに保存し、
   前記特定領域画像データベースに保存された画像情報と前記削減画像データベースに保存された画像情報との位置関係を保存し、
   前記特定領域画像保存手段によって保存された画像情報と前記削減画像保存手段によって保存された画像情報とから構成される標本画像全体を任意の倍率で表示し、
   前記特定領域画像データベースに保存された画像情報を任意の倍率で表示し、
   前記表示される画像情報のうち、前記指定された画像情報を表示し、
   前記表示された標本画像全体中に前記表示された特定領域の画像情報を示す領域を矩形表示し、
   前記表示された特定領域の画像情報中に前記表示された特定領域の画像情報を示す領域を矩形表示することを特徴とする観察方法。
5. 顕微鏡システムに実行させるための観察プログラムであって、
   対物レンズと標本とを光軸に対して直交方向に相対的に移動させることにより前記標本の全体もしくは一部の画像情報を取得する手順と、
   前記取得した画像情報の特定領域を指定する手順と、
   前記指定された特定領域の画像情報を特定領域画像データベースに保存する手順と、
   前記取得した画像情報のうち、指定されなかった画像情報の情報量を削減する手順と、
   前記削減された画像情報を削減画像データベースに保存する手順と、
   前記特定領域画像データベースに保存された画像情報と前記削減画像データベースに保存された画像情報との位置関係を保存する手順と、
   前記特定領域画像保存手段によって保存された画像情報と前記削減画像保存手段によって保存された画像情報とから構成される標本画像全体を任意の倍率で表示する手順と、
   前記特定領域画像データベースに保存された画像情報を任意の倍率で表示する手順と、
   前記表示される画像情報のうち、前記指定された画像情報を表示する手順と、
   前記表示された標本画像全体中に前記表示された特定領域の画像情報を示す領域を矩形表示する手順と、
   前記表示された特定領域の画像情報中に前記表示された特定領域の画像情報を示す領域を矩形表示する手順と、
   を実行させるためのコンピュータ実行可能な観察プログラム。