(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
細胞を含む試料を保持する保持部を有する試料ケースによって保持された前記細胞から放出された光を測定する光測定装置であって、
前記試料ケースの前記保持部の内部に保持された前記試料から放出された光を含む前記試料ケースの二次元光像を検出して、前記二次元光像の動画像データを取得する動画像取得手段と、
前記動画像データに対して解析処理を行う解析処理手段と、
を備え、
前記解析処理手段は、
前記動画像データに含まれる前記保持部に対応する領域から、前記保持部に対応する領域を構成する複数の画素毎における輝度値の経時変化を示す輝度値データを取得する輝度値データ取得手段と、
前記輝度値データから前記輝度値のピーク値とボトム値とを抽出する輝度値抽出手段と、
前記輝度値の経時変化を評価する評価値を前記ピーク値と前記ボトム値とに基づいて計算し、前記評価値に基づいて前記複数の画素から所定の前記細胞の像を構成する対象画素を抽出する画素抽出手段と、
を含み、
前記画素抽出手段は、前記評価値として、前記ピーク値と前記ボトム値との差分により得られる輝度値の振幅、及び前記ボトム値に対する前記ピーク値の比率により得られる輝度値の変化率のうち少なくとも一つに基づいて前記対象画素を抽出する光測定装置。
【請求項２】
前記画素抽出手段は、前記評価値として、ピーク周期、ピーク回数、所定のタイミングからピークに達するまでの時間により規定されるピーク時間、前記ボトム値から前記ピーク値に達するまでの時間により規定される立ち上がり時間、前記ピーク値から前記ボトム値に戻るまでの時間により規定される下がり時間、及び一の画素における前記ピーク時間と前記一の画素と隣接する他の画素における前記ピーク時間との差分であるピーク変動幅、のうち少なくとも一つに基づいて前記対象画素をさらに抽出する請求項１に記載の光測定装置。
【請求項３】
前記解析処理手段は、
複数の前記輝度値データ間における位相のずれを補正して、位相補正された補正輝度値データを算出する補正手段と、
複数の前記補正輝度値データを処理して、複数の前記補正輝度値データの平均である平均輝度値データを算出する処理手段と、をさらに含む請求項１又は請求項２に記載の光測定装置。
【請求項４】
前記解析処理手段は、
前記平均輝度値データと、予め取得された標本輝度値データとを対比して、前記対象画素により構成される像を同定する同定手段、をさらに含む請求項３に記載の光測定装置。
【請求項５】
細胞を含む試料を保持する保持部を有する試料ケースによって保持された前記細胞から放出された光を測定する光測定方法であって、
前記試料ケースの前記保持部の内部に保持された前記試料から放出された光を含む前記試料ケースの二次元光像を検出して、前記二次元光像の動画像データを取得する動画像取得ステップと、
前記動画像データに対して解析処理を行う解析処理ステップと、
を備え、
前記解析処理ステップは、
前記動画像データに含まれる前記保持部に対応する領域から、前記保持部に対応する領域を構成する複数の画素毎における輝度値の経時変化を示す輝度値データを取得する輝度値データ取得ステップと、
前記輝度値データから前記輝度値のピーク値とボトム値とを抽出する輝度値抽出ステップと、
前記輝度値の経時変化を評価する評価値を前記ピーク値と前記ボトム値とに基づいて計算し、前記評価値に基づいて前記複数の画素から所定の前記細胞の像を構成する対象画素を抽出する画素抽出ステップと、
を含み、
前記画素抽出ステップは、前記評価値として、前記ピーク値と前記ボトム値との差分により得られる輝度値の振幅、及び前記ボトム値に対する前記ピーク値の比率により得られる輝度値の変化率のうち少なくとも一つに基づいて前記対象画素を抽出する光測定方法。
【請求項６】
細胞を含む試料を保持する保持部を有する試料ケースによって保持された前記細胞から放出された光を測定する光測定プログラムであって、
コンピュータを、
動画像取得手段によって取得された、前記試料ケースの前記保持部の内部に保持された前記試料から放出された光を含む前記試料ケースの二次元光像を検出した動画像データに対し、前記動画像データに含まれる前記保持部に対応する領域から、前記保持部に対応する領域を構成する複数の画素毎における輝度値の経時変化を示す輝度値データを取得する輝度値データ取得手段、
前記輝度値データから前記輝度値のピーク値とボトム値とを抽出する輝度値抽出手段、
前記輝度値の経時変化を評価する評価値を前記ピーク値と前記ボトム値とに基づいて計算し、前記評価値に基づいて前記複数の画素から所定の前記細胞の像を構成する対象画素を抽出する画素抽出手段、
として機能させ、
前記画素抽出手段は、前記評価値として、前記ピーク値と前記ボトム値との差分により得られる輝度値の振幅、及び前記ボトム値に対する前記ピーク値の比率により得られる輝度値の変化率のうち少なくとも一つに基づいて前記対象画素を抽出する機能を有する光測定プログラム。
【請求項７】
細胞を含む試料を保持する保持部を有する試料ケースによって保持された前記細胞から放出された光を測定する光測定装置であって、
前記試料ケースの前記保持部の内部に保持された前記試料から放出された光を含む前記試料ケースの二次元光像を検出して、前記二次元光像の動画像データを取得する動画像取得手段と、
前記動画像データに対して解析処理を行う解析処理手段と、
を備え、
前記解析処理手段は、
前記動画像データに含まれる前記保持部に対応する領域から、前記保持部に対応する領域を構成する複数の画素における輝度値の経時変化を示す輝度値データを取得する輝度値データ取得手段と、
前記輝度値の経時変化を評価する評価値を前記輝度値データの波形の特徴を示す特徴値に基づいて計算し、前記評価値に基づいて前記複数の画素から所定の前記細胞の像を構成する対象画素を抽出する画素抽出手段と、
前記対象画素における前記輝度値データに対して所定の処理を行うデータ処理部と、を含む光測定装置。
【請求項８】
前記画素抽出ステップでは、前記評価値として、ピーク周期、ピーク回数、所定のタイミングからピークに達するまでの時間により規定されるピーク時間、前記ボトム値から前記ピーク値に達するまでの時間により規定される立ち上がり時間、前記ピーク値から前記ボトム値に戻るまでの時間により規定される下がり時間、及び一の画素における前記ピーク時間と前記一の画素と隣接する他の画素における前記ピーク時間との差分であるピーク変動幅、のうち少なくとも一つに基づいて前記対象画素をさらに抽出する請求項５に記載の光測定方法。
【請求項９】
前記解析処理ステップは、
複数の前記輝度値データ間における位相のずれを補正して、位相補正された補正輝度値データを算出する補正ステップと、
複数の前記補正輝度値データを処理して、複数の前記補正輝度値データの平均である平均輝度値データを算出する処理ステップと、をさらに含む請求項５又は請求項８に記載の光測定方法。
【請求項１０】
前記解析処理ステップは、
前記平均輝度値データと、予め取得された標本輝度値データとを対比して、前記対象画素により構成される像を同定する同定ステップ、をさらに含む請求項９に記載の光測定方法。
【請求項１１】
前記画素抽出手段は、前記評価値として、ピーク周期、ピーク回数、所定のタイミングからピークに達するまでの時間により規定されるピーク時間、前記ボトム値から前記ピーク値に達するまでの時間により規定される立ち上がり時間、前記ピーク値から前記ボトム値に戻るまでの時間により規定される下がり時間、及び一の画素における前記ピーク時間と前記一の画素と隣接する他の画素における前記ピーク時間との差分であるピーク変動幅、のうち少なくとも一つに基づいて前記対象画素をさらに抽出する請求項６に記載の光測定プログラム。
【請求項１２】
前記コンピュータを、
複数の前記輝度値データ間における位相のずれを補正して、位相補正された補正輝度値データを算出する補正手段、
複数の前記補正輝度値データを処理して、複数の前記補正輝度値データの平均である平均輝度値データを算出する処理手段、としてさらに機能させる請求項６又は請求項１１に記載の光測定プログラム。
【請求項１３】
前記コンピュータを、
前記平均輝度値データと、予め取得された標本輝度値データとを対比して、前記対象画素により構成される像を同定する同定手段、としてさらに機能させる請求項１２に記載の光測定プログラム。
【請求項１４】
前記解析処理手段は、
複数の前記輝度値データ間における位相のずれを補正して、位相補正された補正輝度値データを算出する補正手段と、
複数の前記補正輝度値データを処理して、複数の前記補正輝度値データの平均である平均輝度値データを算出する処理手段と、をさらに含む請求項７に記載の光測定装置。
【請求項１５】
前記解析処理手段は、
前記平均輝度値データと、予め取得された標本輝度値データとを対比して、前記対象画素により構成される像を同定する同定手段、をさらに含む請求項１４に記載の光測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞から放出される光を測定する光測定装置、光測定方法、及び光測定プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
創薬分野では、細胞などの試料に投与した薬品の影響を、細胞から放出された光を測定して評価する場合がある。特許文献１には、動植物の細胞画像を画像処理して細胞を評価する方法が開示されている。この方法は、神経細胞などの細胞本体から外側に突出する突起を画像処理手法によって細胞画像から抽出する。この画像処理手法では、画像を構成する複数の画素から、所定の閾値を超える輝度値を有する画素を解析処理の対象として抽出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３‐１４７３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般には、細胞の種類によって光の時間的放出特性が異なることがある。例えば、神経細胞の反応は時間変化に特徴がある。また、染色された細胞等の特定の細胞から放出された光が含まれた画像には、一定の輝度値を有する光を受ける画素と、経時的に変化する輝度値を有する光を受ける画素とが含まれている場合がある。しかし、特許文献１に記載の画像処理手法では、一定の輝度値を有する光が放出されている細胞画像と、経時的に変化する輝度値を有する光が放出されている細胞画像とを区別することができない。また、特許文献１に記載の画像処理手法では、光の時間的放出特性が異なる複数の種類の細胞画像を区別することができない。【０００５】
上述した問題点に鑑みて、本発明は、神経細胞等の細胞を含む試料から放出された光を含む画像において、輝度値が経時的に変化する細胞の像を区分けすることが可能な光測定装置、光測定方法、及び光測定プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面に係る光測定装置は、細胞を含む試料を保持する保持部を有する試料ケースによって保持された細胞から放出された光を測定する光測定装置である。この装置は、試料ケースの保持部の内部に保持された試料から放出された光を含む試料ケースの二次元光像を検出して、二次元光像の動画像データを取得する動画像取得手段と、動画像データに対して解析処理を行う解析処理手段と、を備える。解析処理手段は、動画像データに含まれる保持部に対応する領域から、保持部に対応する領域を構成する複数の画素における輝度値の経時変化を示す輝度値データを取得する輝度値データ取得手段と、輝度値データから輝度値のピーク値とボトム値とを抽出する輝度値抽出手段と、輝度値の経時変化を評価する評価値をピーク値とボトム値とに基づいて計算し、評価値に基づいて複数の画素から所定の細胞の像を構成する対象画素を抽出する画素抽出手段と、を含む。画素抽出手段は、評価値として、ピーク値とボトム値との差分により得られる輝度値の振幅、及びボトム値に対するピーク値の比率により得られる輝度値の変化率のうち少なくとも一つに基づいて対象画素を抽出する。【０００７】
本発明の一側面に係る光測定方法は、細胞を含む試料を保持する保持部を有する試料ケースによって保持された細胞から放出された光を測定する光測定方法である。この方法は、試料ケースの保持部の内部に保持された試料から放出された光を含む試料ケースの二次元光像を検出して、二次元光像の動画像データを取得する動画像取得ステップと、動画像データに対して解析処理を行う解析処理ステップと、を備える。解析処理ステップは、動画像データに含まれる保持部に対応する領域から、保持部に対応する領域を構成する複数の画素における輝度値の経時変化を示す輝度値データを取得する輝度値データ取得ステップと、輝度値データから輝度値のピーク値とボトム値とを抽出する輝度値抽出ステップと、輝度値の経時変化を評価する評価値をピーク値とボトム値とに基づいて計算し、評価値に基づいて複数の画素から細胞の像を構成する対象画素を抽出する画素抽出ステップと、を含む。画素抽出ステップは、評価値として、ピーク値とボトム値との差分により得られる輝度値の振幅、及びボトム値に対するピーク値の比率により得られる輝度値の変化率のうち少なくとも一つに基づいて対象画素を抽出する。【０００８】
本発明の一側面に係る光測定プログラムは、細胞を含む試料を保持する保持部を有する試料ケースによって保持された細胞から放出された光を測定する光測定プログラムである。このプログラムは、コンピュータを、動画像取得手段によって取得された、試料ケースの保持部の内部に保持された試料から放出された光を含む試料ケースの二次元光像を検出した動画像データに対し、動画像データに含まれる保持部に対応する領域から、保持部に対応する領域を構成する複数の画素における輝度値の経時変化を示す輝度値データを取得する輝度値データ取得手段、輝度値データから輝度値のピーク値とボトム値とを抽出する輝度値抽出手段、輝度値の経時変化を評価する評価値をピーク値とボトム値とに基づいて計算し、評価値に基づいて複数の画素から所定の細胞の像を構成する対象画素を抽出する画素抽出手段、として機能させる。画素抽出手段は、評価値として、ピーク値とボトム値との差分により得られる輝度値の振幅、及びボトム値に対するピーク値の比率により得られる輝度値の変化率のうち少なくとも一つに基づいて対象画素を抽出する機能を有する。【０００９】
光測定装置、光測定方法、或いは光測定プログラムによれば、試料ケースの保持部内に保持された細胞を含む試料から放出された光を含む試料ケースの二次元光像を検出して、二次元の動画像データを取得する。次に、動画像データを構成する複数の画素における輝度値の経時変化を示す輝度値データを取得する。そして、輝度値データから輝度値のピーク値とボトム値とを取得する。ピーク値とボトム値との差分により得られる輝度値の振幅、及びボトム値に対するピーク値の比率により得られる輝度値の変化率の何れか一方に基づいて、複数の画素中から所定の細胞の像を構成する対象画素を抽出する。このように、光測定装置、光測定方法、或いは光測定プログラムは、輝度値データに基づいて対象画素を抽出しているので、経時的に変化する輝度値を有する光が放出されている所定の細胞の像を構成する対象画素を区分けすることができる。【００１０】
本発明の一側面に係る光測定装置では、画素抽出手段が、評価値として、ピーク周期、ピーク回数、所定のタイミングからピークに達するまでの時間により規定されるピーク時間、ボトム値からピーク値に達するまでの時間により規定される立ち上がり時間、ピーク値からボトム値に戻るまでの時間により規定される下がり時間、及び一の画素におけるピーク時間と、一の画素と隣接する他の画素におけるピーク時間との差分であるピーク変動幅のうち少なくとも一つに基づいて対象画素をさらに抽出してもよい。これによれば、光測定装置は、対象画素を抽出するためのパラメータとして、ピーク周期、ピーク回数、ピーク時間、立ち上がり時間、下がり時間、及びピーク変動幅を用いている。従って、輝度値の経時変化の特徴を詳細に判別することができるので、所定の細胞の像を構成する対象画素を精度良く区分けすることができる。【００１１】
本発明の一側面に係る光測定装置は、解析処理手段が、複数の輝度値データ間における位相のずれを補正して、位相補正された補正輝度値データを算出する補正手段と、複数の補正輝度値データを処理して、複数の補正輝度値データの平均である平均輝度値データを算出する処理手段と、をさらに含んでいてもよい。これによれば、補正手段が、画素抽出部により選択された画素の輝度値データを補正して補正輝度値データを算出する。そして、処理手段が、複数の補正輝度値データを平均化して平均輝度値データを算出する。従って、細胞から放出された光に対する測定感度を向上させた解析処理を行うことができる。【００１２】
本発明の一側面に係る光測定装置は、解析処理手段が、平均輝度値データと、予め取得された標本輝度値データとを対比して、対象画素により構成される像を同定する同定手段、をさらに含んでいてもよい。これによれば、所望の細胞画像により構成される像の種類を判別することができる。【００１３】
本発明の一側面に係る光測定装置は、細胞を含む試料を保持する保持部を有する試料ケースによって保持された細胞から放出された光を測定する光測定装置である。この装置は、試料ケースの保持部の内部に保持された試料から放出された光を含む試料ケースの二次元光像を検出して、二次元光像の動画像データを取得する動画像取得手段と、動画像データに対して解析処理を行う解析処理手段と、を備える。解析処理手段は、動画像データに含まれる保持部に対応する領域から、保持部に対応する領域を構成する複数の画素における輝度値の経時変化を示す輝度値データを取得する輝度値データ取得手段と、輝度値の経時変化を評価する評価値を輝度値データの波形の特徴を示す特徴値に基づいて計算し、評価値に基づいて複数の画素から所定の細胞の像を構成する対象画素を抽出する画素抽出手段と、対象画素における輝度値データに対して所定の処理を行うデータ処理部と、を含む。
【発明の効果】
【００１４】
本発明による光測定装置、光測定方法、及び光測定プログラムによれば、神経細胞等を含む試料から放出された光を含む画像において、経時的に輝度値が変化する細胞の像を構成する画素を区分けすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】光測定装置の一実施形態を模式的に示す図である。
【図２】マイクロプレートの構成の一例を示す図である。
【図３】図２に示したマイクロプレートを側面視した断面構造を示す図である。
【図４】データ解析装置の構成の一例を示す図である。
【図５】光測定方法の一実施形態を示す図である。
【図６】記録媒体に記録されたプログラムを実行するためのコンピュータのハードウェア構成を示す図である。
【図７】記録媒体に記録されたプログラムを実行するためのコンピュータを示す図である。
【図８】光測定方法の一実施例を説明するための図である。
【図９】光測定方法の他の実施例を説明するための図である。
【図１０】解析結果の表示の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照しながら光測定装置、光測定方法、及び光測定プログラムの実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１７】
図１は、光測定装置１の一実施形態の構成を模式的に示す図である。図２は、マイクロプレートの構成の一例を示す図である。図３は、図２に示したマイクロプレートを側面視した断面の構造を示す図である。光測定装置１では、試料ケースの一例としてマイクロプレート２０を用いてもよい。光測定装置１は、マイクロプレート２０によって保持された状態で測定位置Ｐに配置された試料Ｓ（図３参照）からの蛍光を測定する装置である。
【００１８】
試料Ｓは所定の細胞を含む。所定の細胞には、例えば神経細胞がある。また、一実施形態に係る光測定装置、光測定方法、及び光測定プログラムは、蛍光測定以外にも、例えば燐光や発光など、試料から放出された光を測定する光測定に一般に適用可能である。以下、光測定装置１の構成について説明する。
【００１９】
図１に示すように、光測定装置１は、データ取得装置１０と、励起光源３０と、データ解析装置５０とを備えて構成されている。データ取得装置１０は、暗箱１５と動画像取得部４０とを有している。暗箱１５は、蛍光測定の対象となる細胞を保持したマイクロプレート２０を内部に収容する。動画像取得部４０は、暗箱１５の内部に設置されて測定位置Ｐに配置された試料Ｓからの蛍光を測定する。
【００２０】
図２及び図３に示すように、マイクロプレート２０は、複数のウェル（保持部）２１が二次元アレイ状に並設された板状部材である。複数のウェル２１のそれぞれは、試料Ｓを保持可能に構成されている。例えば、図２に示すように、複数のウェル２１として、８×１２＝９６個のウェル２１が二次元アレイ状に配置されている。ウェル２１の形状は円形でも矩形状でもよい。また、マイクロプレート２０の底面２２は、試料Ｓに照射される蛍光測定用の励起光と、及び試料Ｓから放出される蛍光とを透過可能な材質によって形成されている。なお、一般に、光測定装置１が有するマイクロプレート２０の底面２２は、測定対象となる試料Ｓから放出された光を透過可能な材質によって形成されていればよい。
【００２１】
暗箱１５には、マイクロプレート２０が設置されている。マイクロプレート２０は、蛍光観察用の開口を有するマイクロプレートホルダ１１に保持されている。また、暗箱１５には、マイクロプレート搬送機構１２が設置されている。マイクロプレート搬送機構１２は、マイクロプレート２０を保持したホルダ１１を、暗箱１５内で所定の方向に搬送する。所定の方向は、図１中においては、右側から左側へと向かう方向である。
【００２２】
搬入側マイクロプレートストッカー１３は、マイクロプレート２０の搬送方向に対して搬入側となる暗箱１５の一方側１５ａに設置されている。搬入側マイクロプレートストッカー１３は、試料Ｓが保持された測定前のマイクロプレート２０を所定枚数（例えば、２５枚）ストックする。また、搬出側マイクロプレートストッカー１４は、マイクロプレート２０の搬送方向に対して搬出側となる暗箱１５の他方側１５ｂに設置されている。搬出側マイクロプレートストッカー１４は、測定後のマイクロプレート２０をストックする。
【００２３】
このような構成において、搬入側マイクロプレートストッカー１３から暗箱１５内へと搬入されたマイクロプレート２０は、マイクロプレートホルダ１１によって保持されるとともに搬送機構１２によって搬送される。そして、マイクロプレート２０は測定位置Ｐで一旦停止させられ、この状態で、マイクロプレート２０によって保持された試料Ｓに対して必要な光測定が行われる。測定完了後、マイクロプレート２０は再び搬送機構１２によって搬送され、搬出側マイクロプレートストッカー１４へと搬出される。なお、図１では、マイクロプレート２０を搬入、搬送、及び搬出するための搬送機構１２、及びストッカー１３、１４における具体的な構成の図示を省略している。
【００２４】
分注装置１６は、測定位置Ｐの上方に設置されている。分注装置１６は、マイクロプレート２０のウェル２１内に試薬等を注入する。測定位置Ｐは、蛍光測定の実行時にマイクロプレート２０、及びそれに保持された試料Ｓが配置される位置である。動画像取得部４０は、測定位置Ｐの下方に設置されている。動画像取得部４０は、ウェル２１内に収容された試料Ｓからマイクロプレート２０の底面２２を介して放出される蛍光を検出する。
【００２５】
動画像取得部４０は、二次元光像の動画像データを取得する動画像取得手段である。動画像取得部４０は、マイクロプレート２０の複数のウェル２１からの光像を含む二次元光像を検出する。この二次元光像は、マイクロプレート２０のウェル２１内に保持された試料Ｓから放出された光を含んでいる。本実施形態では、動画像取得部４０は、複数の画素が二次元に配列された二次元画素構造を有し、試料Ｓから放出される蛍光による二次元の光検出画像である蛍光画像を取得可能な撮像装置４５を有している。この撮像装置４５には、例えば高感度のＣＣＤカメラやＣＭＯＳイメージカメラを用いることができる。また、必要があれば、動画像取得部４０は、撮像装置４５の前段に配置されるイメージ増倍管、リレーレンズ等を有していてもよい。
【００２６】
導光光学系４１は、マイクロプレート２０が配置される測定位置Ｐと、撮像装置４５との間に設置されている。導光光学系４１は、マイクロプレート２０を底面２２側からみた二次元光像を撮像装置４５へと導く光学系である。このマイクロプレート２０には、複数のウェル２１のそれぞれに試料Ｓが保持されている。導光光学系４１は、マイクロプレート２０及び撮像装置４５の構成等に応じ、必要な機能（例えば集光機能、光像縮小機能等）を実現可能な光学素子によって適宜構成することができる。そのような導光光学系４１としては、一細胞あたり一画素以上の分解能を与える光学縮小機能をもつ光学素子であればよく、例えばテーパファイバがある（特開２００１−１８８０４４号公報参照）。
【００２７】
光学フィルタ部４２は、導光光学系４１と撮像装置４５との間に設置されている。光学フィルタ部４２は、必要に応じて蛍光の導光光路上への光学フィルタの配置、切換等を行う。ただし、このような光学フィルタ部４２については、不要であれば設けなくてもよい。
【００２８】
光測定装置１は、励起光源３０を有する。励起光源３０は、試料Ｓに対して蛍光測定用の励起光を供給するための励起光供給手段である。励起光源３０は、蛍光測定の対象となる試料Ｓの種類、試料Ｓに照射する励起光の波長等に応じて適宜構成することができる。励起光源３０は、例えば、光を供給する照明光源と、励起光の波長の選択、切換を行うための光学フィルタ部とによって構成することができる。また、試料Ｓに対して行われる光測定の種類により、励起光の供給が不要な場合には、光測定装置１は励起光源３０を設けない構成としてもよい。
【００２９】
図１に示すように、励起光源３０は、暗箱１５の外側に配置され励起光供給用ライトガイド３１を介して導光光学系４１に接続されている。励起光源３０から供給される励起光は、励起光供給用ライトガイド３１及び導光光学系４１を介して試料Ｓへと照射される。このような構成では、導光光学系４１は、マイクロプレート２０及び試料Ｓからの二次元光像を撮像装置４５へと導くとともに、励起光源３０からの励起光を試料Ｓへと導くことが可能な光学系である。このような光学系は、例えば、マイクロプレート２０からの蛍光を通過させるとともに、励起光源３０からの励起光を反射させるダイクロイックミラー等を用いて構成することができる。なお、図１では、導光光学系４１における蛍光及び励起光の光路を、それぞれ実線及び破線によって模式的に示している。
【００３０】
光測定装置１は、データ解析装置５０を有する。データ解析装置５０は、動画像取得部４０によって取得された光検出画像を含む動画像データに対して解析処理を行う解析処理手段である。データ解析装置５０は、データ取得装置１０及び励起光源３０の各部の動作を制御することによって、光測定装置１における試料Ｓに対する蛍光測定を制御する。データ解析装置５０には、測定結果等を表示する表示装置６１と、データの入力や蛍光測定に必要な指示の入力等に用いられる入力装置６２とが接続されている。
【００３１】
以上の構成により、蛍光測定用の励起光が、試料Ｓに照射される。この励起光は、ライトガイド３１及び導光光学系４１を介して、励起光源３０から供給されている。試料Ｓは、マイクロプレート２０のウェル２１内に保持されると共に、暗箱１５内で測定位置Ｐに配置されている。そして、試料Ｓから放出された蛍光を含む二次元光像は、導光光学系４１を介して撮像装置４５へと導かれ、撮像装置４５によって所定のフレームレートで二次元光像の動画像データが取得される。動画像取得部４０によって取得された蛍光画像を含む動画像データは、データ解析装置５０へと送られる。そして、データ解析装置５０は、入力された動画像データから神経細胞の像を構成する対象画素を抽出し、評価等に必要な解析処理を行う。
【００３２】
なお、試料ケースは、上述したマイクロプレートに限定されるものではない。複数の試料Ｓは、試料ケースとしてシャーレのようなディッシュに保持されてもよい。光測定装置１は、顕微鏡を介してシャーレに保持された試料を観察する装置構成であってもよい。
【００３３】
図４は、一実施形態に係る光測定装置１が備えるデータ解析装置の構成の一例を示す図である。
【００３４】
データ解析装置５０は、動画像データから画素毎の輝度値データを取得し、その輝度値データに基づいて解析対象となる神経細胞の像を構成する対象画素を抽出して、対象画素に対して所定の解析処理を実行するための情報処理装置である。この動画像データは、上述したウェル２１内に保持された試料Ｓから放射される光を含むマイクロプレート２０を撮影した画像をデジタルデータに変換したものである。動画像データは、通信ネットワークやＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、半導体メモリ等の記録媒体を介してデータ解析装置５０に入力されてもよい。
【００３５】
データ解析装置５０は、機能的構成要素として、解析処理部５１と、閾値記録部５４と、標本輝度値データ記録部５５とを備えている。データ解析装置５０は、データ取得装置１０、表示装置６１及び入力装置６２に接続されている。
【００３６】
解析処理部５１は、機能的構成要素として、抽出部５２と、データ処理部５３とを備えている。解析処理部５１は、動画像取得部４０によって取得された動画像データから解析の対象となる神経細胞などの細胞の像を構成する対象画素を抽出する。解析処理部５１は、対象画素が有する輝度値データを解析データとして解析処理を行う。
【００３７】
抽出部５２は、輝度値データ取得部（輝度値データ取得手段）５２ａと、輝度値抽出部（輝度値抽出手段）５２ｂと、画素抽出部（画素抽出手段）５２ｃとを含んでいる。抽出部５２は、ウェル２１に対応する測定領域から、実際に解析処理の対象となる神経細胞などの細胞の像を構成する対象画素を抽出する。対象画素は、輝度値データの波形の特徴を示す特徴値に基づいて抽出される。この特徴値には、例えば、輝度値データの波形が有するピーク値、ボトム値、Ｒａｔｉｏ計算時の変化率、周波数、周期、ピーク値の間隔、立上り速度、立下り速度、積分値等がある。本実施形態では、特徴値をピーク値及びボトム値とした場合について説明する。抽出部５２は、データ処理部５３に接続されている。また、抽出部５２は、閾値記録部５４に接続されている。
【００３８】
閾値記録部５４は、対象画素を抽出するときに用いられる各種評価値に関する閾値を記録している。閾値には、例えばピーク値閾値、振幅閾値、及び変化率閾値などがある。閾値記録部５４は、抽出部５２から参照可能に構成されている。
【００３９】
輝度値データ取得部５２ａは、動画像取得部４０から入力された動画像データから輝度値データを取得する。即ち、輝度値データ取得部５２ａは、データ取得装置１０から入力された動画像データの測定領域における画素毎に輝度値データを取得する。輝度値データは、画素が有する輝度値の経時変化を示す。輝度値データ取得部５２ａにおいて取得された輝度値データは、輝度値抽出部５２ｂに出力される。
【００４０】
輝度値抽出部５２ｂは、輝度値データ取得部５２ａにより入力された画素の輝度値データからピーク値とボトム値を抽出する。ピーク値とボトム値は、画素抽出部５２ｃに出力される。
【００４１】
画素抽出部５２ｃは、輝度値抽出部５２ｂから入力されたピーク値とボトム値とに基づいて、神経細胞の像を構成する対象画素を抽出する。対象画素の情報は、データ処理部５３に出力される。対象画素を抽出する方法は、後に詳細に説明する。
【００４２】
データ処理部（データ処理手段）５３は、位相補正部（補正手段）５３ａと、輝度値データ処理部（処理手段）５３ｂと、輝度値データ同定部（同定手段）５３ｃとを含んでいる。データ処理部５３は、抽出部５２において抽出された対象画素を参照し、対象画素が有する輝度値データを解析データとして、神経細胞の像を構成する対象画素について解析処理を行う。データ処理部５３は、抽出部５２に接続されている。また、データ処理部５３は、標本輝度値データ記録部５５に接続されている。
【００４３】
位相補正部５３ａは、抽出された対象画素が有する輝度値データにおいて、画素毎の輝度値データの位相をそろえる為に、ボトム値からピーク値に変化するタイミングを補正する。位相補正部５３ａは、立ち上がり時間やピーク時間などに基づいて、各輝度値データの位相を補正する。位相補正部５３ａにより補正された輝度値データは、輝度値データ処理部５３ｂに出力される。
【００４４】
輝度値データ処理部５３ｂは、位相補正部５３ａにより位相補正された補正輝度値データの平均を算出する。輝度値データ処理部５３ｂにより算出された平均輝度値データは、表示装置６１又は輝度値データ同定部５３ｃに出力される。
【００４５】
輝度値データ同定部５３ｃは、対象画素により構成される像を同定する。この同定は、輝度値データ処理部５３ｂにより算出された平均輝度値データと、標本輝度値データ記録部５５に記録された標本輝度値データとを用いて行われる。
【００４６】
次に、光測定装置１によって実行される光測定方法を説明すると共に、本実施形態の光測定方法について詳細に説明する。ここでは、動画像データから神経細胞の像を構成する対象画素を抽出する工程を説明する。図５は、一実施形態に係る光測定方法の主要なステップを説明するための図である。
【００４７】
工程Ｓ１０は、データ取得装置１０の動画像取得部４０により実行される。工程Ｓ１０では、二次元光像の動画像データを取得する（動画像取得ステップ）。この二次元光像は、マイクロプレート２０のウェル２１の内部に保持された細胞を含む試料Ｓからの光を含むマイクロプレートの像である。ここで、動画像データとは、所定の時間間隔で検出された二次元画像データを経時的に並べた二次元画像データの集まりである。この動画像データにより、各画素の輝度値の時間変化を抽出することが可能となる。
【００４８】
はじめに、マイクロプレート２０の二次元画像を動画像取得部４０の撮像装置４５で検出して、動画像データを取得する。このマイクロプレート２０は、ウェル２１内に細胞を含む試料Ｓを保持している。動画像データは、予め設定された時間の間だけ取得される。設定される時間は、輝度値の変化においてボトム値からピーク値へ変化し、その後ボトム値まで戻るまでの時間である。即ち、設定される時間は、少なくとも一周期分の波形が確認できる時間であればよく、例えば、１０秒以上であればよい。また、設定される時間は、一周期分の波形が確認される時間よりも長く設定され、複数の波形が確認できる時間であってもよい。取得された動画像データは、データ取得装置１０からデータ解析装置５０へ入力される。
【００４９】
工程Ｓ１１は、データ解析装置５０により実行される。工程Ｓ１１では、工程Ｓ１０でデータ取得装置１０により取得された動画像データに対して解析処理を行う（解析処理ステップ）。工程Ｓ１１は、解析の対象となる対象画素を抽出するステップ（抽出ステップ）と、対象画素について解析処理を実施するステップ（データ処理ステップ）とを有する。
【００５０】
工程Ｓ２０は、データ解析装置５０の抽出部５２により実行される。工程Ｓ２０では、工程Ｓ１０で取得された動画像データの画素における輝度値データに基づいて、解析領域の対象となる対象画素を抽出する。工程Ｓ２０は、輝度値データ取得ステップＳ２１と、輝度値抽出ステップＳ２２と、画素抽出ステップＳ２３とを有する。輝度値データ取得ステップＳ２１では、画素毎における輝度値データを取得する。輝度値抽出ステップＳ２２では、輝度値データの特徴の一例として各画素の輝度値データからピーク値とボトム値とを取得する。画素抽出ステップＳ２３では、ピーク値とボトム値とに基づいて対象画素を抽出する。
【００５１】
工程Ｓ２１は、輝度値データ取得部５２ａにより実行される。工程Ｓ２１では、画素毎の輝度値データを取得する。
【００５２】
工程Ｓ２２は、輝度値抽出部５２ｂにより実行される。工程Ｓ２２では、工程Ｓ２１において取得された輝度値データからピーク値とボトム値とを抽出する。ピーク値は、一つの画素における輝度値データの経時変化から、少なくとも１つ抽出される。同様に、ボトム値は、一つの画素における輝度値データの経時変化から、少なくとも１つ抽出される。
【００５３】
工程Ｓ２３は、画素抽出部５２ｃにより実行される。工程Ｓ２３では、工程Ｓ２２において取得されたピーク値とボトム値とに基づいて、対象画素を抽出する。まず、輝度値の変化の状態を評価する評価値を計算する。この評価値には、輝度値の振幅及び輝度値の変化率（レシオ値）のいずれか一方が用いられる。ピーク値とは、輝度値データに現われるピークの絶対値Ｌである。ボトム値とは、輝度値データに現われるボトムの絶対値Ｂである。ボトム値は予め取得されたバックグラウンドの輝度値データを用いてもよい。輝度値の振幅とは、ピーク値とボトム値との差分（Ｌ−Ｂ）である。輝度値の変化率とは、ボトム値に対するピーク値の比率（Ｌ／Ｂ）である。
【００５４】
評価値として、輝度値の振幅のみを用いてもよいし、輝度値の変化率のみを用いてもよい。また、評価値として輝度値の振幅と輝度値の変化率との両方を用いてもよい。評価値として輝度値の振幅と輝度値の変化率との両方を用いるときには、輝度値の振幅を用いて画素を抽出した後に、抽出された画素から輝度値の変化率を用いてさらに抽出してもよい。輝度値の変化率を用いて画素を抽出した後に、抽出された画素から輝度値の振幅を用いてさらに抽出してもよい。
【００５５】
また、上述した輝度値の振幅及び輝度値の変化率の他に、評価値として、ピーク周期、ピーク回数、ピーク時間、立ち上がり時間、下がり時間、及びピーク変動幅を用いることができる。ピーク周期とは、閾値以上のピークが繰り返される場合の周期をいう。ピーク回数とは、閾値以上のピークが出現する回数をいう。ピーク時間とは、例えば投薬したタイミングのような所定のタイミングからピークに到達するまでの時間をいう。立ち上がり時間とは、ボトム値からピーク値に達するまでの時間をいう。下がり時間とは、ピーク値からボトム値に戻るまでの時間をいう。ピーク変動幅とは、一の画素におけるピーク時間と、該一の画素に隣接する他の画素におけるピーク時間との時間差をいう。
【００５６】
これらの評価値は、輝度値の振幅及び輝度値の変化率の少なくとも何れか一方と組み合わせて用いることができる。ピーク周期、ピーク回数、ピーク時間、立ち上がり時間、下がり時間、及びピーク変動幅から１つを選択して評価値として組み合わせて用いてもよいし、複数個を選択して評価値として組み合わせて用いてもよい。複数の評価値を用いて画素を抽出するときには、評価値を適用する順番には特に制限はなく、所望の順番で適用することができる。
【００５７】
一実施形態における抽出には、動画像データから所望の細胞画像を選別する場合と、動画像データに含まれた異なる種類の細胞画像を種類ごとに分類する場合とがある。
【００５８】
動画像データから所望の細胞画像を選別する場合は、例えば複数の評価値を組み合わせて用いることにより所望の細胞画像を選別することができる。所望の細胞画像が有する輝度値データが、例えば所定の輝度値の振幅及び所定のピーク時間により特定できる場合には、これらの評価値を用いて画素を抽出することにより、動画像データから所望の細胞画像を選別することができる。
【００５９】
動画像データに含まれた異なる種類の細胞画像を種類ごとに分類する場合は、例えば少なくとも１つの評価値について、複数の閾値を設定することにより種類ごとに分類することができる。例えば、輝度値の振幅について、Ｘ１、Ｘ２の閾値を設定する。閾値Ｘ１は閾値Ｘ２より大きい値であるとする。この場合には、輝度値の振幅がＸ１以上であるグループと、輝度値の振幅がＸ２以上Ｘ１未満であるグループと、輝度値の振幅がＸ２未満であるグループとに分類することができる。
【００６０】
工程Ｓ３０は、データ処理部５３により実行される。この工程Ｓ３０では、工程Ｓ２０において抽出された神経細胞の像を構成する対象画素に対して解析処理を実行する。工程Ｓ３０は、補正ステップＳ３１と、処理ステップＳ３２と、同定ステップＳ３３とを有する。補正ステップＳ３１では、解析領域における画素の輝度値データの位相を補正した補正輝度値データを算出する。処理ステップＳ３２では、補正輝度値データに基づいて平均輝度値データを算出する。同定ステップＳ３３では、平均輝度値データと予め取得された標本輝度値データとの対比により、対象画素により構成される像を同定する。
【００６１】
工程Ｓ３１は、位相補正部５３ａにより実行される。この工程Ｓ３１では、ボトム値からピーク値に変化するタイミングを補正する。細胞から放射される輝度値の経時変化は、細胞の位置や投薬により刺激の伝わり方が異なる場合があるため、反応が現われるタイミングにずれが生じる場合がある。例えば、刺激の中心から離れた位置にある神経細胞の像を構成する画素において反応が現われるタイミングは、刺激の中心に近い位置にある神経細胞の像を構成する画素において反応が現われるタイミングよりも遅い。このタイミングのずれは、ボトム値からピーク値に変化するタイミングを複数の画素間で合わせるようにして、位相補正部５３ａにより補正される。これにより、測定感度を向上させることができる。なお、タイミングのずれが予め設定された時間の範囲内である場合には、工程Ｓ３１を省略してもよい。
【００６２】
工程Ｓ３２は、輝度値データ処理部５３ｂにより実行される。工程Ｓ３２では、補正輝度値データに基づいて輝度値データの平均化処理が行われる。平均化処理では、平均輝度値データが算出される。平均輝度値データとは、抽出された対象画素の輝度値データを二次元画像データ毎に平均したデータである。これにより、特定の時間における細胞から放出される光の平均輝度を算出することができる。工程Ｓ３１で位相補正された補正輝度値データを用いて、各時間における平均輝度値データを算出するので、測定感度を向上させることができる。また、ウェル２１中に複数の神経細胞がある場合は、対象画素が構成する神経細胞の領域毎に対象画素の輝度値データを平均した平均輝度データを算出してもよい。
【００６３】
工程Ｓ３３は、輝度値データ同定部５３ｃにより実行される。この工程Ｓ３３では、標本輝度値データを用いて対象画素により構成される像の種類を同定する。この同定処理は、工程Ｓ３２において算出された平均輝度値データと、予め取得され標本輝度値データ記録部５５に記録された標本輝度値データとを対比することにより実行される。例えば、平均輝度値データが標本輝度値データに対して設定される許容差の範囲に含まれるとき、平均輝度値データを有する細胞画像は、標本輝度値データで表される特定の細胞であると同定される。また、工程Ｓ３３では、標本輝度値データを特定可能な評価値を用いて同定してもよい。
【００６４】
以下、コンピュータをデータ解析装置５０として動作させる光測定プログラムについて説明する。
【００６５】
一実施形態に係る光測定プログラムは、記録媒体に格納されて提供される。記録媒体としては、フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、或いはＲＯＭ等の記録媒体、或いは半導体メモリ等が例示される。
【００６６】
図６は、記録媒体に記録されたプログラムを実行するためのコンピュータのハードウェア構成を示す図である。図７は、記録媒体に記録されたプログラムを実行するためのコンピュータの図である。コンピュータは、ＣＰＵを具備しソフトウエアによる処理や制御を行うサーバ装置、パーソナルコンピュータ等の各種データ処理装置を含む。
【００６７】
図６に示すように、コンピュータ７０は、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ装置、ＣＤ−ＲＯＭドライブ装置、ＤＶＤドライブ装置等の読取装置７２と、オペレーティングシステムを常駐させた作業用メモリ（ＲＡＭ）７３と、記録媒体７１に記憶されたプログラムを記憶するメモリ７４と、ディスプレイといった表示装置７５と、入力装置であるマウス７６及びキーボード７７と、データ等の送受を行うための通信装置７８と、プログラムの実行を制御するＣＰＵ７９とを備えている。コンピュータ７０は、記録媒体７１が読取装置７２に挿入されると、読取装置７２から記録媒体７１に格納された光測定プログラムにアクセス可能になり、当該光測定プログラムによって、本実施形態の光測定装置１として動作することが可能になる。
【００６８】
図７に示すように、光測定プログラムは、搬送波に重畳されたコンピュータデータ信号７９としてネットワークを介して提供されるものであってもよい。この場合、コンピュータ７０は、通信装置７８によって受信した光測定プログラムをメモリ７４に格納し、当該光測定プログラムを実行することができる。
【００６９】
光測定装置１、光測定方法、及び光測定プログラムによれば、マイクロプレート２０の二次元光像を検出して、二次元の動画像データを取得する（Ｓ１０）。
この二次元光像は、マイクロプレート２０のウェル２１内に保持された細胞を含んでいる。次に、動画像データを構成する複数の画素における輝度値の経時変化を示す輝度値データを取得する（Ｓ２１）。続いて、輝度値データから輝度値のピーク値とボトム値とを取得する（Ｓ２２）。ピーク値とボトム値との差分により得られる輝度値の振幅、及びボトム値に対するピーク値の比率により得られる輝度値の変化率の何れか一方に基づいて、複数の画素中から神経細胞の像を構成する対象画素を抽出する（Ｓ２３）。このように、輝度値の経時変化に基づく輝度値の振幅及び輝度値の変化率を用いているので、経時的に変化する輝度値を有する光が放出されている神経細胞の像を構成する画素を区分けすることができる。
【００７０】
また、光測定装置１では、評価値が、ピーク周期、ピーク回数、所定のタイミングからピークに達するまでの時間により規定されるピーク時間、ボトム値からピーク値に達するまでの時間により規定される立ち上がり時間、ピーク値からボトム値に戻るまでの時間により規定される下がり時間、及び一の画素におけるピーク時間と、一の画素と隣接する他の画素におけるピーク時間との差分であるピーク変動幅をさらに含んでいる。画素抽出部５２ｃは、ピーク周期、ピーク回数、ピーク時間、立ち上がり時間、下がり時間、及びピーク変動幅のうち少なくとも一つに基づいて対象画素を抽出する。これによれば、輝度値の経時変化を表す評価値としてピーク周期、ピーク回数、ピーク時間、立ち上がり時間、下がり時間、及びピーク変動幅を、神経細胞の像を構成する対象画素を抽出するためのパラメータとして用いて、対象画素を抽出している（Ｓ２３）。従って、輝度値の経時変化の特徴を詳細に判別することができるので、神経細胞の像を構成する対象画素を精度良く区分けすることができる。
【００７１】
評価値としてピーク周期を用いた場合は、オシレーション（例えば、神経や筋肉のＣａイオン変化）する細胞のオシレーション周期に基づく分類や、薬効後の周期変化に基づく分類が可能となる。また、評価値としてピーク回数を用いた場合は、細胞のオシレーション回数に基づく分類や、薬効後のオシレーション回数に基づく分類が可能となる。また、評価値として立ち上がり時間を用いた場合は、薬効レスポンスの効果として、ピーク値までの到達時間（速度）に基づく分類が可能となる。また、評価値として下がり時間を用いた場合は、薬効後のダメージで戻りが悪い細胞を分類することが可能となる。
【００７２】
光測定装置１は、解析処理部５１が、対象画素を抽出した後に、複数の輝度値データ間における位相のずれを補正することにより補正輝度値データを算出する位相補正部５３ａと、複数の補正輝度値データを時間毎に平均化して平均輝度値データを算出する輝度値データ処理部５３ｂと、をさらに含んでいてもよい。これによれば、画素抽出部５２ｃにより抽出された画素の輝度値データを補正して補正輝度値データを算出する（Ｓ３１）。そして、複数の補正輝度値データを平均化して平均輝度値データを算出する（Ｓ３２）。従って、細胞から放出された光に対する測定感度を向上させた解析処理を行うことができる。
【００７３】
光測定装置１は、解析処理部５１が、平均輝度値データと、予め取得された標本輝度値データとを対比して、対象画素により構成される像を同定する輝度値データ同定部５３ｃをさらに含んでいてもよい。これによれば、所望の細胞画像により構成される像の種類を判別することができる。
【００７４】
＜実施例１＞
動画像データを構成する複数の画素から、所定の輝度値データを有する画素を選別する工程を具体的に説明する。図８（ａ）は、工程Ｓ２１（輝度値データ取得ステップ）を実行した結果を示す。複数の画素Ｃ１〜Ｃ６のそれぞれは、グラフＧ１〜Ｇ６に示された輝度値データを有する。本実施例１では、輝度値データＧ１を有する画素Ｃ１を区分けする過程を例に説明する。
【００７５】
画素Ｃ１を区分けするための評価値には、ピーク回数と、輝度値の振幅と、ピーク時間と、下がり時間とを用いる。ピーク回数の閾値は、１以上２未満である。輝度値の振幅の閾値は、所定の振幅閾値以上である。ピーク時間の閾値は、ｔｓ以下である。下がり時間の閾値は、ｄｓ以下である。
【００７６】
次に、各輝度値データＧ１〜Ｇ６からピーク値Ｐ１〜Ｐ６とボトム値Ｂ１〜Ｂ６とを取得する（Ｓ２２）。続いて、ピーク回数を評価値として適用して画素を抽出する。ここで用いられる閾値は‘１以上２未満’である。輝度値データＧ１〜Ｇ６において、輝度値データＧ１，Ｇ３，Ｇ５，Ｇ６のピーク回数は‘１’であり、輝度値データＧ２のピーク回数は‘０’であり、輝度値データＧ４のピーク回数は‘２’である。このため、輝度値データＧ１〜Ｇ６のうち、閾値‘１以上２未満’を満たすものは、輝度値データＧ１，Ｇ３，Ｇ５，Ｇ６であるので、図８（ｂ）に示すように、画素Ｃ１、Ｃ３、Ｃ５、Ｃ６が抽出される。
【００７７】
続いて、輝度値の振幅を評価値として適用して画素を抽出する。抽出された画素Ｃ１、Ｃ３、Ｃ５、Ｃ６が有するピーク値Ｐ１、Ｐ３、Ｐ５、Ｐ６とボトム値Ｂ１，Ｂ３，Ｂ５，Ｂ６とを用いて輝度値の振幅を計算する。各輝度値データＧ１，Ｇ３，Ｇ５，Ｇ６から計算された輝度値の振幅のうち、閾値を満たすものは輝度値データＧ１，Ｇ５，Ｇ６であるとすると、図８（ｃ）に示すように、画素Ｃ１、Ｃ５、Ｃ６が抽出される。
【００７８】
続いて、ピーク時間を評価値として適用して画素を抽出する。まず、抽出された画素Ｃ１，Ｃ５，Ｃ６が有するピーク時間Δｔ１，Δｔ５，Δｔ６を取得する。ここで用いられる閾値は‘ｔｓ以下’である。このため、輝度値データＧ１，Ｇ５，Ｇ６のうち、閾値を満たすものは、輝度値データＧ１，Ｇ６である。従って、図８（ｄ）に示すように、画素Ｃ１、Ｃ６が対象画素として抽出される。
【００７９】
そして、下がり時間を評価値として適用して画素を抽出する。まず、抽出された画素Ｃ１、Ｃ６が有する下がり時間ｄ１、ｄ２を取得する。ここで用いられる閾値は‘ｄｓ以下’である。このため、輝度値データＧ１，Ｇ６のうち、閾値を満たすものは、輝度値データＧ１である。従って、図８（ｅ）に示すように、画素Ｃ１が所定の細胞の像を構成する画素として抽出される。このようにして動画像データから、輝度値データＧ１を有する複数の画素が区分けされる。
【００８０】
上述した実施例１の方法は、例えば、カルシウムイオンによる細胞のオシレーション解析に用いることができる。まず、ウェル２１の像を構成する全ての画素の輝度値データを取得する。次に、輝度値データから、所定の輝度値データを有する画素を抽出する。続いて、抽出された輝度値データについて平均化処理を行う。そして、ウェル２１毎に表示装置６１に表示する。例えば、図１０に示すように、画面を二次元に配列された複数の表示領域（図１０では８×１２＝９６個の表示領域）に区分し、そのそれぞれに対応するウェル２１での平均輝度値データを表示する。
【００８１】
上述した実施例１の方法は、例えば、細胞画像の同定に用いることができる。まず、ウェル２１内における所定の細胞を染色させる。次に、動画像取得部４０において観察する光の波長を切り替えて、動画像データを取得する。続いて、ウェル２１の像を構成する全ての画素の輝度値データを取得する。次に、上述した実施例１のような方法を用いて所定の染色試薬により染色された細胞の像を構成する画素を抽出する。さらに、抽出された画素の輝度値データについて平均化処理を行う。そして、標準輝度値データを用いて、平均化処理された輝度値データの同定を行う。これより、細胞画像の同定を行うことができる。
【００８２】
＜実施例２＞
動画像データを構成する複数の画素を所定の分類条件により区分けし、分類した輝度値データを表示させる工程を具体的に説明する。図９（ａ）は、工程Ｓ１０（動画像取得ステップ）を実行した後に、工程Ｓ２１（輝度値データ取得ステップ）を実行した結果を示す。複数の画素Ｃ７〜Ｃ１４のそれぞれは、グラフＧ７〜Ｇ１４に示された輝度値データを有する。本実施例２では、所定条件を満たす輝度値データごとに複数の画素Ｃ７〜Ｃ１４を分類する過程を説明する。ここでは、評価値として輝度値の振幅を用いて複数の画素を３つのグループに分類する。そのため、２つの振幅閾値ｖ０，ｖ１が用いられる。振幅閾値ｖ１は振幅閾値ｖ０よりも大きいとする。これによれば、輝度値の振幅がｖ１以上である画素のグループと、輝度値の振幅がｖ１未満ｖ０以上である画素のグループと、輝度値の振幅がｖ０未満である画素のグループに区分けすることができる。
【００８３】
はじめに各輝度値データＧ７〜Ｇ１４からピーク値Ｐ７〜Ｐ１４及びボトム値Ｂ７〜Ｂ１４を取得する。そして、ピーク値Ｐ７〜Ｐ１４及びボトム値Ｂ７〜Ｂ１４から輝度値の振幅を計算する。
【００８４】
次に、計算された輝度値の振幅と二つの振幅閾値を用いて複数の画素を分類する。そうすると、図９（ｂ）に示すように、輝度値の振幅がｖ１以上である画素として、画素Ｃ７，Ｃ９，Ｃ１２が抽出される。また、輝度値の振幅がｖ１未満ｖ０以上である画素としてＣ８，Ｃ１４が抽出される。さらに、輝度値の振幅がｖ０未満である画素としてＣ１１，Ｃ１３が抽出される。このように、複数の画素Ｃ７〜Ｃ１４を３つのグループに区分けすることができる。
【００８５】
続いて、同じグループに属する輝度値データは、工程Ｓ３１（補正ステップ）において、画素Ｃ７，Ｃ９及びＣ１２の間で位相の補正がなされる。同様に、画素Ｃ８及びＣ１４間で位相の補正がなされる。さらに、画素Ｃ１１及びＣ１３の間で位相の補正がなされる。そして、図９（ｃ）に示すように、工程Ｓ３２（データ処理ステップ）において、補正された輝度値データが合成される。その後、補正された輝度値データＧ７，Ｇ９，Ｇ１２が合成され、平均輝度値データＧ１５が算出される。補正された輝度値データＧ８，Ｇ１４が合成され、平均輝度値データＧ１６が算出される。補正された輝度値データＧ１１，Ｇ１３が合成され、平均輝度値データＧ１７が算出される。そして、合成された輝度値データＧ１５，Ｇ１６，Ｇ１７が、表示装置６１に表示される。なお、上述の実施例２では、複数の画素Ｃ７〜Ｃ１４を３つのグループに区分けした後に位相補正を行ったが、位相補正は３つのグループに区分けする前に実施してもよい。
【００８６】
上述した実施例２のように、複数の画素を分類する方法は、例えば、カルシウムイオンを用いた神経細胞等の機能解析に用いることができる。まず、ウェル２１の像を構成する全ての画素の輝度値データを取得する。次に、所定の分類条件を用いて輝度値データを分類する。続いて、同じグループに分類された輝度値データについて平均化処理を行う。そして、抽出条件ごとに表示装置６１に表示する。
【００８７】
以上、光測定装置、光測定方法、及び光測定プログラムの一実施形態について説明したが、光測定装置、光測定方法、及び光測定プログラムは、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上述した実施形態では所定の細胞として神経細胞を例に説明したが、所定の細胞は神経細胞とは異なる細胞であってもよい。例えば、上皮細胞、平滑筋細胞、骨格筋細胞、血管内皮細胞、血球細胞、骨芽細胞、破骨細胞、臓器細胞、株化細胞であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
光測定装置、光測定方法、及び光測定プログラムによれば、神経細胞等を含む試料から放出された光を含む画像において、経時的に輝度値が変化する細胞の像を構成する画素を区分けすることができる。
【符号の説明】
【００８９】
１…光測定装置、２０…マイクロプレート、２１…ウェル、４０…動画像取得部、５０…データ処理装置、５１…解析処理部、５２ａ…輝度値データ取得部、５２ｂ…輝度値抽出部、５２ｃ…画素抽出部、Ｓ…試料。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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