(57)【要約】【課題】バイオチップの画像を高精度、かつ効率的に扱うことができるバイオチップ検査装置を提供する。【解決手段】バイオチップ検査装置２は、光学検査装置１からの撮像信号に基づいてバイオチップの画像を取得する画像取得手段２１と、画像取得手段２１により取得された画像を対数スケール変換する画像変換手段２２と、画像変換手段２２により生成された画像をモニタ５に表示する表示手段２３と、を備える。画像変換手段２２により生成された画像は、記憶装置５に格納可能とされるとともに、記憶装置５に格納された画像は表示手段２３によりモニタ５に表示可能とされる。【選択図】図１
2010217087.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイオチップの画像に基づいて前記バイオチップの検査を行うバイオチップ検査装置において、
バイオチップの画像を取得する画像取得手段と、
前記画像取得手段により取得された前記バイオチップの画像の各サイトの階調の代表値、または前記各サイトを構成する各画素の階調値を対数スケール変換する画像変換手段を備えることを特徴とするバイオチップ検査装置。
【請求項２】
前記画像変換手段は前記バイオチップの各サイトの前記階調の前記代表値、または前記バイオチップを構成する各画素の前記階調値から前記バイオチップのブランクサイトの階調値を差引いた値を対数スケール変換することを特徴とする請求項１に記載のバイオチップ検査装置。
【請求項３】
前記各サイトの前記階調の前記代表値は当該サイトを構成する画素の階調値の平均値または中央値であることを特徴とする請求項１または２に記載のバイオチップ検査装置。
【請求項４】
前記画像変換手段は、前記バイオチップを構成する画素の前記階調値の平均値が、前記各サイトの前記階調の前記代表値に一致するような補正を、前記バイオチップを構成する画素の前記階調値に対して行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のバイオチップ検査装置。
【請求項５】
前記画像変換手段により得られた画像を表示する表示手段を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のバイオチップ検査装置。
【請求項６】
前記表示手段は、各サイトの表示位置を、各サイトの実際の位置または予め規定された位置として、各サイトの画像を表示することを特徴とする請求項５に記載のバイオチップ検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオチップの画像に基づいてバイオチップの検査を行うバイオチップ検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体高分子を検出する複数のサイトと、少なくとも１つのブランクサイトを持つバイオチップを用いた診断を行う場合、検査装置を用いてバイオチップの画像を取得し各サイトの発現量を解析する。この場合、ユーザは検査装置で得られた各サイトの発現量を対数スケール変換して解析するのが通例となっている。これは、発現量の変化を比ではなく差分で表した方が分散分析の際に都合がよいためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３０８５０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、発現量の解析に際して対数スケール変換を毎回行うことは煩雑な作業となる。また、ユーザが対数スケール変換を行う際に、ユーザごとに対数スケール変換後のゼロ点の取り方が異なるため、解析結果にばらつきを生じる。さらに、バイオチップ画像は、一般に高いビット画像（グレイスケールの多値画像）を扱うが、大量の高ビット画像を保存して管理するには、大容量の保存媒体が必要となる。ファイルサイズを抑制するためにビット数の低いグレイスケール画像に変換すると、本来、バイオチップ画像で注意深く解析したい低階調側の分解能が落ちてしまう。
【０００５】
本発明の目的は、バイオチップの画像を高精度、かつ効率的に扱うことができるバイオチップ検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のバイオチップ検査装置は、バイオチップの画像に基づいて前記バイオチップの検査を行うバイオチップ検査装置において、バイオチップの画像を取得する画像取得手段と、前記画像取得手段により取得された前記バイオチップの画像の各サイトの階調の代表値、または前記各サイトを構成する各画素の階調値を対数スケール変換する画像変換手段を備えることを特徴とする。
このバイオチップ検査装置によれば、バイオチップの各サイトの階調の代表値、またはバイオチップを構成する各画素の階調値を対数スケール変換するので、バイオチップの画像を高精度、かつ効率的に扱うことができる。
【０００７】
前記画像変換手段は前記バイオチップの各サイトの前記階調の前記代表値、または前記バイオチップを構成する各画素の前記階調値から前記バイオチップのブランクサイトの階調値を差引いた値を対数スケール変換してもよい。
【０００８】
前記各サイトの前記階調の前記代表値は当該サイトを構成する画素の階調値の平均値または中央値であってもよい。
【０００９】
前記画像変換手段は、前記バイオチップを構成する画素の前記階調値の平均値が、前記各サイトの前記階調の前記代表値に一致するような補正を、前記バイオチップを構成する画素の前記階調値に対して行ってもよい。
【００１０】
前記画像変換手段により得られた画像を表示する表示手段を備えてもよい。
【００１１】
前記表示手段は、各サイトの表示位置を、各サイトの実際の位置または予め規定された位置として、各サイトの画像を表示してもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のバイオチップ検査装置によれば、バイオチップの各サイトの階調の代表値、またはバイオチップを構成する各画素の階調値を対数スケール変換するので、バイオチップの画像を高精度、かつ効率的に扱うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１のバイオチップ検査装置の構成を示すブロック図。
【図２】バイオチップ検査装置の動作手順を示すフローチャート。
【図３】元画像の階調値と変換後画像の階調値との関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明によるバイオチップ検査装置の実施形態について説明する。
【実施例１】
【００１５】
以下、図１〜図３を参照して、本発明によるバイオチップ検査装置の実施例１について説明する。
【００１６】
図１は、実施例１のバイオチップ検査装置の構成を示すブロック図である。
【００１７】
図１に示すように、バイオチップ検査装置２は、バイオチップ３からの蛍光を読取る光学検査装置１からの撮像信号を受け、検査結果を出力する。このバイオチップ３の表面には、所定の基準ピッチに準じた間隔で円形状のサイトが２次元的に（マトリクス状に）配列している。
【００１８】
光学検査装置１は、光源１１と、光源１１を屈折させるダイクロイックミラー１２と、対物レンズ１４と、蛍光を選択的に透過するフィルタ１５と、レンズ１６と、カメラ１７と、を備える。
【００１９】
また、バイオチップ検査装置２は、光学検査装置１からの撮像信号に基づいてバイオチップの画像を取得する画像取得手段２１と、画像取得手段２１により取得された画像を対数スケール変換する画像変換手段２２と、画像変換手段２２により生成された画像をモニタ５に表示する表示手段２３と、を備える。
【００２０】
図１に示すように、画像変換手段２２により生成された画像は、記憶装置５に格納可能とされるとともに、記憶装置５に格納された画像は表示手段２３によりモニタ５に表示可能とされる。
【００２１】
次に、光学検査装置１およびバイオチップ検査装置２の動作について説明する。
【００２２】
光学検査装置１の光源１１からの励起光は、ダイクロイックミラー１２および対物レンズ１４を経て、バイオチップ３に照射される。バイオチップ３上の各サイトにおいて励起光により励起された蛍光は、対物レンズ１４、ダイクロイックミラー１２、フィルタ１５およびレンズ１６を経て、カメラ１７に入射する。カメラ１７の撮像面には、バイオチップ３の光学像が結像する。
【００２３】
カメラ１７から出力された撮像信号は、バイオチップ検査装置２に与えられる。
【００２４】
図２のステップＳ１〜ステップＳ７は、バイオチップ検査装置２の動作手順を示すフローチャートである。
【００２５】
図２のステップＳ１では、画像取得手段２１によりバイオチップ３の画像（以下、「元画像」という。）を取得する。次に、ステップＳ２では、画像取得手段２１において、バイオチップ３の元画像に対し光学読取装置１等に由来するノイズの補正を行う。
【００２６】
次に、ステップＳ３では、画像変換手段２２において、バイオチップ３の元画像に基づく像画像処理を行うことにより、バイオチップ３上の各サイトの位置を検出し、各サイトを構成する画素群の代表階調値（平均階調値または中央階調値）を算出する。
【００２７】
次に、ステップＳ４では、ステップＳ３による算出結果に基づいて、画像変換手段２２において、バイオチップ３上の複数のブランクサイトにおける上記代表階調値の平均（以下、「ゼロ点補正値」という。）を算出する。
【００２８】
次に、ステップＳ５では、画像変換手段２２において、通常サイト（上記ブランクサイト以外のサイト）の代表階調値から、上記ゼロ点補正値を差引いた階調値（以下、「シグナル階調値」という。）を算出する。
【００２９】
次に、ステップＳ６では、画像変換手段２２において、以下の式（１）によって、シグナル階調値を変換後の画像フォーマットに合わせて対数スケール変換する。
【００３０】
【数１】
2010217087.tif 000003
【００３１】
例えば、元画像フォーマットおよび変換後画像フォーマットの最大値が１６ビットグレイスケール画像フォーマットならば６５５３５階調、８ビットグレイスケール画像ならば２５５階調となる。図３は、元画像の階調値と変換後画像の階調値との関係を示している。
【００３２】
次に、ステップＳ７では、ステップＳ６での算出結果に基づいて、表示手段２３により擬似的なバイオチップ画像を作成してモニタ５に表示し、処理を終了する。
【００３３】
擬似的なバイオチップ画像とは、各サイトに対応する対数スケール変換後のシグナル階調値の表示パターンを並べた画像である。各表示パターン内の階調値は均一な値（シグナル階調値）である。
【００３４】
各表示パターンは、実際のバイオチップ３のサイトと同一位置において、実際のバイオチップ３のサイトと同一形状とすることができる。また、表示パターンの表示位置を予め定め、あるいは表示パターンの大きさや形状を予め定めてもよい。この場合、表示パターンの表示位置、大きさあるいは形状は、実際のバイオチップ３上のサイトとは異なっていてもよい。表示パターンの並び順を、実際のサイトとは異なる並び順に設定してもよい。解析の目的等のユーザの都合に応じて並び替えることもできる。
【００３５】
以上のように、本実施例のバイオチップ検査装置によれば、対数スケールに変換した画像を出力するので、解析時にユーザが改めて対数スケール変換する作業が不要となる。
【００３６】
また、対数スケール変換する際の対数スケール変換後のゼロ点は、システムにおいて決定するため、ユーザによるばらつき等が発生しない。
【００３７】
また、等分にスケール変換する場合と比較して、ファイルサイズを小さくしても、低階調側の分解能を維持できるため、解析に必要な情報を保ったままファイルのサイズを縮小できる。したがって、記憶装置５の記憶容量をいたずらに消費することを防止できる。
【００３８】
元画像の画像フォーマットおよび変換後の画像フォーマットは、１６ビットまたは８ビットグレイスケール画像に限らず任意のビット数とすることができる。例えば、６ビット、１２ビット、１４ビット、３２ビットなどでもよい。また、ファイルサイズは大きくなるものの、変換後画像のビット数を元画像よりも大きくしてもよい。
【００３９】
さらに、撮影感度（レンジ）を変えて複数回撮影することで、広いレンジで取得された元画像（特開２００５−３０８５０４号公報参照）に対し、対数スケール変換を実行してもよい。
【実施例２】
【００４０】
以下、実施例２のバイオチップ検査装置について説明する。
【００４１】
本実施例のバイオチップ検査装置では、各サイトの表示パターン内の階調を均一階調とせず、元画像における画素ごとの階調を反映させる例を示す。以下、実施例１との相違点を中心に説明する。
【００４２】
図２のステップＳ１１〜ステップＳ１７は、バイオチップ検査装置２の動作手順を示すフローチャートである。
【００４３】
図２のステップＳ１１では、画像取得手段２１によりバイオチップ３の画像（以下、「元画像」という。）を取得する。次に、ステップＳ１２では、画像取得手段２１において、バイオチップ３の元画像に対し光学読取装置１等に由来するノイズの補正を行う。
【００４４】
次に、ステップＳ１３では、画像変換手段２２において、バイオチップ３の元画像に基づく像画像処理を行うことにより、バイオチップ３上の各サイトの位置を検出し、各サイトを構成する画素群の代表階調値（平均階調値または中央階調値）を算出する。
【００４５】
次に、ステップＳ１４では、ステップＳ１３による算出結果に基づいて、画像変換手段２２において、バイオチップ３上の複数のブランクサイトにおける上記代表階調値の平均（以下、「ゼロ点補正値」という。）を算出する。
【００４６】
次に、ステップＳ１５では、画像変換手段２２において、以下の式（２）に従い、通常サイト（上記ブランクサイト以外のサイト）を構成する各画素の階調値から、それぞれ上記ゼロ点補正値を差引いた階調値（以下、「ゼロ点補正後の階調値」という。）を算出する。ただし、減算結果がマイナスの場合は、この値（ゼロ点補正後の階調値）をゼロとする。
【００４７】
ゼロ点補正後の階調値
＝（各サイトを構成する各画素の元の階調値）−（ゼロ点補正値）・・・式（２）
【００４８】
次に、ステップＳ１６では、画像変換手段２２において、以下の式（３）によって、画像ごとにゼロ点補正後の階調値を変換後の画像フォーマットに合わせて対数スケール変換し、新たな階調値によって置換したバイオチップ画像（以下、「変換画像」という。）を作成する。
【００４９】
【数２】
2010217087.tif 000004
【００５０】
次に、ステップＳ１７では、ステップＳ１６で作成された変換画像を表示手段２３によりモニタ５に表示し、処理を終了する。
このように、本実施例では、元画像を対数スケール変換して得たバイオチップ画像（変換画像）が生成され、記憶手段４に記憶されるとともにモニタ５に表示される。
【実施例３】
【００５１】
以下、実施例３のバイオチップ検査装置について説明する。
【００５２】
本実施例のバイオチップ検査装置では、各サイトの表示パターンに対し、元画像における画素ごとの階調を反映させつつ、その階調平均値をシグナル階調値(実施例１)と同様となるように補正する例を示す。以下、実施例２との相違点について説明する。
【００５３】
図２のステップＳ２１〜ステップＳ２９は、バイオチップ検査装置２の動作手順を示すフローチャートである。
【００５４】
図２のステップＳ２１では、画像取得手段２１によりバイオチップ３の画像（以下、「元画像」という。）を取得する。次に、ステップＳ２２では、画像取得手段２１において、バイオチップ３の元画像に対し光学読取装置１等に由来するノイズの補正を行う。
【００５５】
次に、ステップＳ２３では、画像変換手段２２において、バイオチップ３の元画像に基づく像画像処理を行うことにより、バイオチップ３上の各サイトの位置を検出し、各サイトを構成する画素群の代表階調値（平均階調値または中央階調値）を算出する。
【００５６】
次に、ステップＳ２４では、ステップＳ２３による算出結果に基づいて、画像変換手段２２において、バイオチップ３上の複数のブランクサイトにおける上記平均階調値の平均（以下、「ゼロ点補正値」という。）を算出する。
【００５７】
次に、ステップＳ２５では、画像変換手段２２において、式（２）に従い、通常サイト（上記ブランクサイト以外のサイト）を構成する各画素の階調値から、それぞれ上記ゼロ点補正値を差引いた階調値（以下、「ゼロ点補正後の階調値」という。）を算出する。ただし、減算結果がマイナスの場合は、この値（ゼロ点補正後の階調値）をゼロとする。
【００５８】
次に、ステップＳ２６では、画像変換手段２２において、式（３）によって、画像ごとにゼロ点補正後の階調値を変換後の画像フォーマットに合わせて対数スケール変換し、新たな階調値によって置換したバイオチップ画像（以下、「変換画像」という。）を生成する。
【００５９】
次に、ステップＳ２７では、各サイトについて、実施例１のステップＳ６で対数スケール変換されるシグナル階調値と、対数スケール変換後におけるゼロ点補正後の階調値の代表階調値（平均階調値または中央階調値）との比（以下、「補正係数」という。）を式（４）に従って求める。
【００６０】
補正係数
＝シグナル階調値／ゼロ点補正後の階調値の代表階調値・・・式（４）
【００６１】
次に、ステップＳ２８では、バイオチップ画像の各サイトを構成する各画素に対して各サイトの補正係数をそれぞれ掛けて、新たなバイオチップ画像を作成する。
【００６２】
次に、ステップＳ２９では、表示手段２３により、ステップＳ２８において作成されたバイオチップ画像をモニタ５に表示し、処理を終了する。
【００６３】
このように、本実施例では、各サイトの代表階調値がシグナル階調値に一致するような補正をしたバイオチップ画像を作成、表示している。
【００６４】
以上説明したように、本発明のバイオチップ検査装置によれば、バイオチップの各サイトの階調の代表値、またはバイオチップを構成する各画素の階調値を対数スケール変換するので、バイオチップの画像を高精度、かつ効率的に扱うことができる。
【００６５】
本発明の適用範囲は上記実施形態に限定されることはない。本発明は、バイオチップの画像に基づいてバイオチップの検査を行うバイオチップ検査装置に対し、広く適用することができる。
【符号の説明】
【００６６】
２１    画像取得手段
２２    画像変換手段
２３    表示手段
【図１】
2010217087.tif 000005
【図２】
2010217087.tif 000006
【図３】
2010217087.tif 000007