JP5783043B2 - 細胞塊の状態判別手法、この手法を用いた画像処理プログラム及び画像処理装置、並びに細胞塊の製造方法 - Google Patents
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Description
小領域の空間的な解析では、各時刻画像における各小領域について、小領域Aの輝度分布から空間的な輝度値の変化(ばらつき)を算出する。空間的な輝度値変化の評価指標として、小領域Aの輝度値の分散や、空間方向に対する輝度値の微分の総和などが例示され、この値(スコア)aによって空間的な輝度値変化の特徴が定量的に表現される。スコアaが大きな小領域は、輝度値が空間的に大きく変化している領域であり、細胞塊中で複層化している部位や、細胞塊内外の境界の部分が該当する。
小領域の時系列解析では、時系列画像における小領域Aの時間的な輝度値の変化(ばらつき)を算出する。時間的な輝度値変化の評価指標として、時系列画像間での小領域Aの輝度値の分散や、微分値などが例示され、この値(スコア)bによって時間的な輝度値変化の特徴を定量的に表現することができる。スコアbが大きな小領域は輝度値が時間的に大きく変化している領域であり、細胞塊中で複層化している部分が該当する。
GP 画像処理プログラム MC 細胞塊
5 観察ユニット 6 制御ユニット
54 マクロ観察系 54c 撮像装置
55 顕微観察系 55c 撮像装置
61 CPU(コンピュータ) 62 ROM
63 RAM 100 画像処理装置
120 画像解析部 130 出力部
Claims (20)
- 撮像装置により撮影された細胞塊の時系列画像を取得し、
取得された画像中の前記細胞塊の大きさに比べて小さい局所領域である細胞塊内部の小領域の空間的な輝度値の変化を算出するとともに、前記小領域の時間的な輝度値の変化を算出し、
算出された前記小領域の空間的な輝度値の変化および前記小領域の時間的な輝度値の変化に基づいて、細胞塊の複層化の状態を判別することを特徴とする細胞塊の状態判別手法。 - 複層化の状態判別は、前記小領域の空間的な輝度値の変化を示す値が閾値以上であり、かつ前記小領域の時間的な輝度値の変化を示す値が閾値以上である場合に、複層化されていると判別することを特徴とする請求項1に記載の細胞塊の状態判別手法。
- 前記小領域の空間的な輝度値の変化は、前記小領域内の輝度値の分散または輝度値の微分の総和により算出されることを特徴とする請求項2に記載の細胞塊の状態判別手法。
- 前記小領域の時間的な輝度値の変化は、前記時系列画像において対応する前記小領域の輝度値の分散または微分値により算出されることを特徴とする請求項2または3に記載の細胞塊の状態判別手法。
- コンピュータにより読み取り可能であり、撮像装置により撮影された画像を取得して画像処理する画像処理装置としてコンピュータを機能させるための画像処理プログラムであって、
撮像装置により撮影された細胞塊の時系列画像を取得するステップと、
取得された画像中の前記細胞塊の大きさに比べて小さな局所領域である細胞塊内部の小領域の空間的な輝度値の変化を算出するとともに、前記小領域の時間的な輝度値の変化を算出するステップと、
算出された前記小領域の空間的な輝度値の変化および前記小領域の時間的な輝度値の変化に基づいて、細胞塊の複層化の状態を判別するステップと、
判別結果を出力するステップとを備え、
細胞塊の時系列画像から細胞塊の複層化の状態を判別して出力するようにコンピュータを機能させるための画像処理プログラム。 - 前記細胞塊の複層化の状態を判別するステップは、
前記小領域の空間的な輝度値の変化を示す値が閾値以上であり、かつ前記小領域の時間的な輝度値の変化を示す値が閾値以上である場合に、複層化されていると判別するように構成されることを特徴とする請求項5に記載の画像処理プログラム。 - 前記小領域の空間的な輝度値の変化は、前記小領域内の輝度値の分散または輝度値の微分の総和により算出されることを特徴とする請求項6に記載の画像処理プログラム。
- 前記小領域の時間的な輝度値の変化は、前記時系列画像において対応する前記小領域の輝度値の分散または微分値により算出されることを特徴とする請求項6または7に記載の画像処理プログラム。
- 前記判別結果を出力するステップは、前記細胞塊の複層化の状態を判別するステップにおいて複層化されていると判断された部位の前記細胞塊における位置情報を出力するように構成されることを特徴とする請求項5〜8のいずれかに記載の画像処理プログラム。
- 前記判別結果を出力するステップは、前記細胞塊の複層化の状態を判別するステップにおいて複層化されていると判断された部位の前記細胞塊に占める大きさの情報を出力するように構成されることを特徴とする請求項5〜9のいずれかに記載の画像処理プログラム。
- 前記時系列の各画像中に複数の細胞塊が含まれる場合において、
前記細胞塊の複層化の状態を判別するステップは、細胞塊ごとに複層化の状態を判別するとともに、複層化部位を持つ細胞塊と複層化部位をもたない細胞塊とに分別し、
前記判別結果を出力するステップは、前記分別された判別結果を出力するように構成されることを特徴とする請求項5〜10のいずれかに記載の画像処理プログラム。 - 撮像装置により撮影された細胞塊の時系列画像を取得し画像を解析する画像解析部と、前記画像解析部による解析結果を出力する出力部とを備えた画像処理装置であって、
前記画像解析部は、取得された画像中の前記細胞塊の大きさに比べて小さい局所領域である細胞塊内部の小領域の空間的な輝度値の変化を算出するとともに、前記小領域の時間的な輝度値の変化を算出し、算出された前記小領域の空間的な輝度値の変化および前記小領域の時間的な輝度値の変化に基づいて、細胞塊の複層化の状態を判別し、
前記出力部が、前記画像解析部により判別された細胞塊の複層化の状態を出力するように構成したことを特徴とする画像処理装置。 - 前記画像解析部は、前記小領域の空間的な輝度値の変化を示す値が閾値以上であり、かつ前記小領域の時間的な輝度値の変化を示す値が閾値以上である場合に、複層化されていると判別するように構成されることを特徴とする請求項12に記載の画像処理装置。
- 前記小領域の空間的な輝度値の変化は、前記小領域内の輝度値の分散または輝度値の微分の総和により算出されることを特徴とする請求項13に記載の画像処理装置。
- 前記小領域の時間的な輝度値の変化は、前記時系列画像において対応する前記小領域の輝度値の分散または微分値により算出されることを特徴とする請求項13または14に記載の画像処理装置。
- 前記画像解析部は、複層化されていると判断された部位の前記細胞塊における位置を算出し、前記出力部は、前記画像解析部により算出された複層化の位置情報を出力するように構成したことを特徴とする請求項12〜15のいずれかに記載の画像処理装置。
- 前記画像解析部は、複層化されていると判断された部位の前記細胞塊に占める大きさの情報を算出し、前記出力部は、画像解析部により算出された複層化の大きさの情報を出力するように構成したことを特徴とする請求項12〜16のいずれかに記載の画像処理装置。
- 前記時系列の各画像中に複数の細胞塊が含まれる場合において、前記画像解析部は、細胞塊ごとに複層化の状態を判別するとともに、複層化部位を持つ細胞塊と複層化部位をもたない細胞塊とに分別し、
前記出力部は、前記分別された判別結果を出力するように構成したことを特徴とする請求項12〜17のいずれかに記載の画像処理装置。 - 細胞を培養する培養ステップと、
前記培養ステップにおいて培養される細胞を、請求項12〜18のいずれかに記載の画像処理装置を用いて観察し、培養により変化する前記細胞における細胞塊の複層化の状態を判別する判別ステップとを備えることを特徴とする細胞塊の製造方法。 - 細胞を培養する培養ステップと、
前記培養ステップにおいて培養される細胞を、撮像装置により撮影し、培養により変化する前記細胞における細胞塊の時系列画像を取得する取得ステップと、
前記取得ステップにおいて取得した前記時系列画像の中の前記細胞塊の大きさに比べて小さい局所領域である細胞塊内部の小領域の空間的な輝度値の変化を算出するとともに、前記小領域の時間的な輝度値の変化を算出する算出ステップと、
前記算出ステップにおいて算出された前記小領域の空間的な輝度値の変化および前記小領域の時間的な輝度値の変化に基づいて、細胞塊の複層化の状態を判別する判別ステップとを備えることを特徴とする細胞塊の製造方法。
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