(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非蛍光染色が施された標本を互いに異なる複数の波長帯域で撮像することにより取得された複数の画像を入力する画像入力部と、
入力された前記複数の画像の全画素の画素値に基づく量に対する主成分分析演算により、前記標本が発する自家蛍光の特徴量を表す固有ベクトルを算出する特徴量算出部と、
前記固有ベクトルと、前記標本に対して重畳しようとする蛍光標識抗体が発する既知の蛍光の強度スペクトルに対応する特徴ベクトルとの相関を表す評価値を算出する評価値算出部と、
前記評価値を所定の閾値と比較して、前記評価値が前記所定の閾値より大きい場合には前記既知の蛍光が使用不可であると判定し、前記評価値が前記所定の閾値以下の場合には前記既知の蛍光が使用可能であると判定する評価値判定部と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記評価値は、前記固有ベクトルと前記特徴ベクトルとの内積を正規化した値であり、
前記評価値判定部は、前記評価値が所定の閾値よりも大きい場合に、前記特徴ベクトルに対応する波長帯域の蛍光は、重畳が不可能であると判定することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記評価値は、前記固有ベクトルを前記特徴ベクトルの方向に射影したベクトルと前記特徴ベクトルとの差分ベクトル同士の内積であり、
前記評価値判定部は、前記評価値が所定の閾値よりも小さい場合に、前記特徴ベクトルに対応する波長帯域の蛍光は、重畳が不可能であると判定することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像処理装置と、
前記標本に対する蛍光観察が可能な顕微鏡装置と、
前記顕微鏡装置に設けられ、互いに異なる複数の波長帯域において撮像を行うことにより、複数の画像を取得する画像取得部と、
を備えることを特徴とする顕微鏡システム。
【請求項５】
前記画像取得部は、可視領域及び近赤外領域を含む波長領域で撮像可能であることを特徴とする請求項４に記載の顕微鏡システム。
【請求項６】
非蛍光染色が施された標本を互いに異なる複数の波長帯域で撮像することにより取得された複数の画像を入力する画像入力ステップと、
入力された前記複数の画像の全画素の画素値画素値に基づく量に対する主成分分析演算により、前記標本が発する自家蛍光の特徴量を表す固有ベクトルを算出する特徴量算出ステップと、
前記固有ベクトルと、前記標本に対して重畳しようとする蛍光標識抗体が発する既知の蛍光の強度スペクトルに対応する特徴ベクトルとの相関を表す評価値を算出する評価値算出ステップと、
前記評価値を所定の閾値と比較して、前記評価値が前記所定の閾値より大きい場合には前記既知の蛍光が使用不可であると判定し、前記評価値が前記所定の閾値以下の場合には前記既知の蛍光が使用可能であると判定する評価値判定ステップと、
を含むことを特徴とする画像処理方法。
【請求項７】
非蛍光染色が施された標本を互いに異なる複数の波長帯域で撮像することにより取得された複数の画像を入力する画像入力ステップと、
入力された前記複数の画像の全画素の画素値画素値に基づく量に対する主成分分析演算により、前記標本が発する自家蛍光の特徴量を表す固有ベクトルを算出する特徴量算出ステップと、
前記固有ベクトルと、前記標本に対して重畳しようとする蛍光標識抗体が発する既知の蛍光の強度スペクトルに対応する特徴ベクトルとの相関を表す評価値を算出する評価値算出ステップと、
前記評価値を所定の閾値と比較して、前記評価値が前記所定の閾値より大きい場合には前記既知の蛍光が使用不可であると判定し、前記評価値が前記所定の閾値以下の場合には前記既知の蛍光が使用可能であると判定する評価値判定ステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とする画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡を用いて取得された画像を処理する画像処理装置、顕微鏡システム、画像処理方法、及び画像処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、顕微鏡による標本観察においては、観察対象や観察目的に応じて種々の染色手法や観察法が選択して用いられる。例えば、組織や細胞の形態を観察するための形態観察染色として、ヘマトキシリン及びエオジンの２つの色素を用いるヘマトキシリン・エオジン染色（以下、「ＨＥ染色」と記す）や、パパニコロウ染色（Ｐａｐ染色）等の非蛍光染色が知られている。このような形態観察染色がなされた標本に対しては、通常、光学顕微鏡において透過照明による明視野観察が行われる。
【０００３】
また、例えば病理観察においては、形態情報に基づく形態診断を補完する目的で、標本に分子情報の発現を確認するための分子標的染色を施し、標的分子（特定の遺伝子やタンパク）の発現異常といった機能異常を診断する分子学的病理検査が行われることもある。この場合、例えば、ＩＨＣ（immunohistochemistry：免疫組織化学）法、ＩＣＣ（immunocytochemistry：免疫細胞化学）法、ＩＳＨ（in  situ  hybridization）法等で標本に蛍光標識（染色）を施し、落射照明による蛍光観察を行ったり、酵素標識を施して明視野観察を行ったりする。
【０００４】
顕微鏡観察に関連する技術として、例えば特許文献１には、主成分分析法と多変量カーブ分解法を組み合わせた方法を繰り返すことにより主成分数を減じ、顕微鏡画像のノイズを除去する方法が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、互いに波長が異なるレーザ光に基づいて取得された複数枚の画像について、画像内において指定された観察領域に対応するデータとして、例えば輝度分布をグラフ表示する蛍光観察装置が開示されている。
【０００６】
また、特許文献３には、複数の染色色素によって多重染色された標本を載置した電動ステージをＸＹ平面内で移動させながら、標本領域を部分毎に撮像した複数の標本領域区画画像を取得する顕微鏡システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−２５７０２５号公報
【特許文献２】特開２０１０−２８６５６５号公報
【特許文献３】特開２０１１−２３４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、病理観察においては、上述した手法を併用して診断を行うことも検討されている。例えば、ＨＥ染色を施した標本（以下、ＨＥ染色標本ともいう）に蛍光色素で標識された抗体（以下、蛍光標識抗体という）を重畳した標本（多重染色標本ともいう）に対し、明視野観察により形態異常の診断を行うと共に、ＦＩＳＨ法（fluorescence in situ hybridization）、蛍光抗体法などの蛍光観察により分子発現異常といった機能異常の診断を行う。
【０００９】
しかしながら、ＨＥ染色標本は、本来、蛍光顕微鏡において蛍光観察するものではない。このため、多重染色標本に対し、蛍光観察を行うために落射照明を照射すると、ＨＥ染色標本から自家蛍光が発生し、蛍光標識抗体が発する蛍光の検出の妨げになる場合がある。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、非蛍光色素によって染色された標本において、非蛍光色素が発する自家蛍光波長帯域を特定することができる画像処理装置、顕微鏡システム、画像処理方法、及び画像処理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】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る画像処理装置は、非蛍光染色が施された標本を互いに異なる複数の波長帯域で撮像することにより取得された複数の画像を入力する画像入力部と、入力された前記複数の画像に基づいて、前記標本が発する自家蛍光を表す特徴量を算出する特徴量算出部とを備えることを特徴とする。
【００１２】
上記画像処理装置は、前記特徴量に基づいて、前記非蛍光染色が施された標本に対して蛍光標識抗体を重畳可能又は重畳不可能な蛍光の波長帯域を判定する判定部をさらに備えることを特徴とする。
【００１３】
上記画像処理装置において、前記特徴量は、前記複数の画像の各々に対して、各画像内の画素の画素値から算出された蛍光強度であり、前記判定部は、前記蛍光強度を所定の閾値と比較することにより、前記重畳可能又は重畳不可能な蛍光の波長帯域を判定することを特徴とする。
【００１４】
上記画像処理装置において、前記特徴量算出部は、前記複数の画像内の画素の画素値に基づいて、波長に応じて定まる強度スペクトルを抽出し、前記判定部は、前記強度スペクトルと、既知の蛍光の強度スペクトルとの相関に基づいて、前記重畳可能又は重畳不可能な蛍光の波長帯域を判定することを特徴とする。
【００１５】
上記画像処理装置において、前記特徴量算出部は、前記複数の画像内の画素の画素値に基づく量に対する主成分分析演算により固有ベクトルを算出し、前記判定部は、前記固有ベクトルと前記既知の蛍光の強度スペクトルに対応する特徴ベクトルとの相関を表す評価値を算出する評価値算出部と、前記評価値を所定の閾値と比較する評価値判定部とを有することを特徴とする。
【００１６】
上記画像処理装置において、前記評価値は、前記固有ベクトルと前記特徴ベクトルとの内積を正規化した値であり、前記評価値判定部は、前記評価値が所定の閾値よりも大きい場合に、前記特徴ベクトルに対応する波長帯域の蛍光は、重畳が不可能であると判定することを特徴とする。
【００１７】
上記画像処理装置において、前記評価値は、前記固有ベクトルを前記特徴ベクトルの方向に射影したベクトルと前記特徴ベクトルとの差分ベクトル同士の内積であり、前記評価値判定部は、前記評価値が所定の閾値よりも小さい場合に、前記特徴ベクトルに対応する波長帯域の蛍光は、重畳が不可能であると判定することを特徴とする。
【００１８】
上記画像処理装置は、前記複数の画像内の画素の画素値に基づいて、波長に応じて定まる強度スペクトルを抽出する第２の特徴量算出部と、前記強度スペクトルと、既知の蛍光の強度スペクトルとの相関に基づいて、前記重畳可能又は重畳不可能な蛍光の波長帯域を判定する第２の判定部とをさらに備え、前記第２の判定部は、前記判定部において重畳可能と判定された蛍光の波長帯域に対して、さらに、前記重畳可能又は重畳不可能な蛍光の波長帯域を判定することを特徴とする。
【００１９】
上記画像処理装置は、前記既知の蛍光に関する情報を記憶する記憶部をさらに備えることを特徴とする。
【００２０】
本発明に係る顕微鏡システムは、上記画像処理装置と、前記標本に対する蛍光観察が可能な顕微鏡装置と、前記顕微鏡装置に設けられ、互いに異なる複数の波長帯域において撮像を行うことにより、複数の画像を取得する画像取得部とを備えることを特徴とする。
【００２１】
上記顕微鏡システムにおいて、前記画像取得部は、可視領域及び近赤外領域を含む波長領域で撮像可能であることを特徴とする。
【００２２】
本発明に係る画像処理方法は、非蛍光染色が施された標本を互いに異なる複数の波長帯域で撮像することにより取得された複数の画像を入力する画像入力ステップと、入力された前記複数の画像に基づいて、前記標本が発する自家蛍光を表す特徴量を算出する特徴量算出ステップとを含むことを特徴とする。
【００２３】
本発明に係る画像処理プログラムは、非蛍光染色が施された標本を互いに異なる複数の波長帯域で撮像することにより取得された複数の画像を入力する画像入力ステップと、入力された前記複数の画像に基づいて、前記標本が発する自家蛍光を表す特徴量を算出する特徴量算出ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、非蛍光染色が施された標本を互いに異なる複数の波長帯域で撮像することにより取得された複数の顕微鏡画像に基づいて、上記標本が発する自家蛍光を表す特徴量を算出するので、非蛍光色素が発する自家蛍光波長帯域を容易に特定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る顕微鏡システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、図１に示す顕微鏡装置の構成例を示す模式図である。
【図３】図３は、図１に示す顕微鏡システムの動作を示すフローチャートである。
【図４】図４は、波長帯域毎に取得された一連の顕微鏡画像を概念的に示す模式図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態２に係る顕微鏡システムの構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、図４に示す一連の顕微鏡画像間で対応する画素における強度スペクトルと、既知の蛍光の強度スペクトルとを示すグラフである。
【図７】図７は、本発明の実施の形態２に係る顕微鏡システムの動作を示すフローチャートである。
【図８】図８は、評価値Ｓ１が表す量を説明する図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態３に係る顕微鏡システムの動作を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、評価値Ｓ２が表す量を説明する図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態４に係る顕微鏡システムの構成を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、図１１に示す顕微鏡システムの動作を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態５に係る顕微鏡システムの構成を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、図１３に示す顕微鏡システムの動作を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、変形例３に係る顕微鏡システムの構成例を示す模式図である。
【図１６】図１６は、液晶チューナブルフィルタの構成を説明する図である。
【図１７】図１７は、変形例４に係る顕微鏡システムの構成例を示す模式図である。
【図１８】図１８は、音響光学式波長可変フィルタにおける波長分離の原理を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明に係る画像処理装置、顕微鏡システム、画像処理方法、及び画像処理プログラムの実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、これらの実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、各図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。
【００２７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る顕微鏡システムの構成を示すブロック図である。図１に示すように、実施の形態１に係る顕微鏡システム１は、顕微鏡装置１０と、該顕微鏡装置１０において観察している標本の画像（顕微鏡画像）を取得する画像取得部２０と、画像取得部２０によって取得された顕微鏡画像を処理する画像処理装置３０とを備える。
【００２８】
図２は、顕微鏡装置１０の構成を概略的に示す模式図である。図２に示すように、顕微鏡装置１０は、略Ｃ字形のアーム部１００と、該アーム部１００に取り付けられた標本ステージ１０１と、該標本ステージ１０１と対向して配置された対物レンズ１０２と、アーム部１００に取り付けられた三眼鏡筒ユニット１０３と、該三眼鏡筒ユニット１０３を介して設けられた接眼レンズユニット１０４と、三眼鏡筒ユニット１０３に連結された結像レンズユニット１０５とを有する。結像レンズユニット１０５の端部には、画像取得部２０が設けられている。また、アーム部１００には、照明系として、透過照明光源１０６ａ及び透過照明光学系１０６ｂと、落射照明光源１０７ａ及び落射照明光学系１０７ｂと、複数の光学キューブ１０８ａ、１０８ｂを切換可能に保持するキューブユニット１０８とが設けられている。
【００２９】
対物レンズ１０２は、倍率が互いに異なる複数の対物レンズ（例えば、対物レンズ１０２’）を保持可能なレボルバ１０９に取り付けられている。このレボルバ１０９を回転させて、標本ステージ１０１と対向する対物レンズ１０２、１０２’を変更することにより、画像取得部２０が撮像する画像の倍率を変化させることができる。
【００３０】
三眼鏡筒ユニット１０３は、対物レンズ１０２から入射した標本ＳＰの観察光を、画像取得部２０の方向と接眼レンズユニット１０４の方向とに分岐する。接眼レンズユニット１０４は、ユーザが標本ＳＰを直接観察するためのものである。
【００３１】
結像レンズユニット１０５には、複数のズームレンズと、これらのズームレンズの位置を変化させる駆動部（いずれも図示せず）とを含むズーム部が設けられている。ズーム部は、ズームレンズの位置を調整することにより、撮像視野内の撮像対象を拡大又は縮小させる。
【００３２】
透過照明光学系１０６ｂは、透過照明用光源１０６ａから出射した透過照明光を集光して観察光路Ｌの方向に導く種々の光学部材（コレクタレンズ、フィルタユニット、視野絞り、シャッタ、開口絞り、コンデンサ光学素子ユニット、トップレンズユニット等）を含む。一方、落射照明光学系１０７ｂは、落射照明用光源１０７ａから出射した落射照明光を集光して観察光路Ｌの方向に導く種々の光学部材（フィルタユニット、シャッタ、視野絞り、開口絞り等）を含む。
【００３３】
キューブユニット１０８は、内部に複数の光学キューブ１０８ａ、１０８ｂを備え、例えば透過明視野観察や蛍光観察といった各種検鏡法に応じて、観察光路Ｌ上に配置される光学キューブを切り替える。例えば、顕微鏡装置１０において蛍光観察を行う場合には、落射照明光学系１０７ｂから出射した光の内、特定の波長帯域の光（励起光）を選択的に透過させる励起フィルタと、励起フィルタによって選択された励起光を反射し、標本ＳＰにおいて発生した蛍光を透過させるダイクロイックミラーと、標本ＳＰにおいて発生した蛍光の内、特定の波長帯域の光のみを選択的に透過させる吸収フィルタとをキューブ状に組み合わせた光学キューブ（蛍光キューブ）が用いられる。
【００３４】
画像取得部２０は、例えばＣＣＤ等の撮像素子を含み、各画素において互いに異なる複数の波長帯域（バンド）における画素レベル（画素値）を持つカラー画像を撮像可能なマルチバンドカメラによって実現される。実施の形態１においては、画像取得部２０として、可視領域から近赤外領域の範囲である約４００ｎｍ〜約９００ｎｍにおいて、少なくとも３バンドで撮像可能なマルチバンドカメラを用いる。画像取得部２０は、対物レンズ１０２にから出射し、結像レンズユニット１０５を介して入射した光（観察光）を受光し、観察光に対応する画像データを生成して画像処理装置３０に出力する。
【００３５】
画像処理装置３０は、当該画像処理装置３０に対する指示や情報の入力を受け付ける入力部３１と、画像取得部２０から出力された顕微鏡画像の入力を受け付けるインタフェースである画像入力部３２と、顕微鏡画像やその他の情報を表示する表示部３３と、記憶部３４と、顕微鏡画像に対して所定の画像処理を施す演算部３５と、これらの各部の動作及び画像取得部２０の動作を制御する制御部３６とを備える。
【００３６】
入力部３１は、キーボード、各種ボタン、各種スイッチ等の入力デバイスや、マウスやタッチパネル等のポインティングデバイスを含み、これらのデバイスを介して入力された信号を受け付けて制御部３６に入力する。
【００３７】
表示部３３は、例えば、ＬＣＤ（Liquid  Crystal  Display）やＥＬ（Electro  Luminescence）ディスプレイ、ＣＲＴ（Cathode  Ray  Tube）ディスプレイ等の表示装置によって実現され、制御部３６から出力された制御信号に従って、各種画面を表示する。
【００３８】
記憶部３４は、更新記録可能なフラッシュメモリ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の半導体メモリや、内蔵若しくはデータ通信端子で接続されたハードディスク、ＭＯ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−Ｒ等の記録媒体及び該記録媒体に記録された情報を読み取る読取装置等によって実現される。記憶部３４は、画像取得部２０から出力された画像データや、演算部３５及び制御部３６がそれぞれ実行する各種プログラムや各種設定情報を記憶する。具体的には、記憶部３４は、顕微鏡画像から自家蛍光を検出し、この自家蛍光に基づき、非蛍光染色標本に蛍光標識抗体を重畳して蛍光観察を行う際に使用を避けるべき蛍光染色を判別する画像処理プログラム３４１を記憶する。また、記憶部３４は、この画像処理プログラム３４１の実行に際して使用される情報として、例えば、市販の蛍光色素に関する情報（蛍光色素の名称、蛍光色素が発する蛍光の波長帯域、中心波長、蛍光強度、蛍光の強度スペクトル等）を記憶する。
【００３９】
演算部３５及び制御部３６は、例えば、ＣＰＵ等のハードウェアに、記憶部３４に記憶された各種プログラムを読み込むことにより実現される。
演算部３５は、記憶部３４に記憶された画像データに対応する顕微鏡画像に基づいて、ＨＥ染色等の非蛍光染色が施された標本（以下、非蛍光染色標本という）が発する自家蛍光を検出し、この自家蛍光に基づき、非蛍光染色標本に蛍光標識抗体を重畳して蛍光観察を行う際に重畳可能又は重畳不可能な蛍光の波長帯域を判別する画像処理を実行する。より詳細には、演算部３５は、複数の顕微鏡画像の各々の特徴量として蛍光強度を算出する特徴量算出部としての蛍光強度算出部３５１と、各顕微鏡画像の蛍光強度を所定の閾値と比較した比較結果に基づいて、重畳可能又は重畳不可能な蛍光の波長帯域を判定する蛍光強度比較判定部３５２とを有する。
【００４０】
制御部３６は、記憶部３４に記憶された各種データや入力部３１から入力される各種情報に基づき、顕微鏡装置１０、画像取得部２０、及び画像処理装置３０の各部に指示やデータの転送を行うことにより、顕微鏡システム１全体の動作を統括的に制御する。
このような画像処理装置３０は、例えばパーソナルコンピュータやワークステーション等の汎用の装置によって実現される。
【００４１】
次に、顕微鏡システム１の動作について説明する。図３は、顕微鏡システム１の動作を示すフローチャートである。
本実施の形態１に係る顕微鏡システム１は、非蛍光染色標本に蛍光標識抗体を重畳して蛍光観察する際に、非蛍光染色標本が発する自家蛍光が、蛍光標識抗体が発する蛍光の検出に与える影響を抑制するために、蛍光標識抗体を染色する前の非蛍光染色標本において自家蛍光が生じる波長帯域を把握し、自家蛍光の波長帯域を除く波長帯域の蛍光（以下、重畳可能な蛍光ともいう）を発する蛍光色素をユーザが選択できるようにするためのものである。
【００４２】
まず、ステップＳ１０において、顕微鏡システム１は、標本ステージ１０１に載置された非蛍光染色標本を、互いに異なる複数の波長帯域において撮像した複数の顕微鏡画像を取得する。より詳細には、顕微鏡装置１０の観察光軸Ｌ上に所定の蛍光キューブ（例えば光学キューブ１０８ａ）を配置し、落射照明光学系１０７ｂを介して落射照明光を非蛍光染色標本に照射する。画像取得部２０は、蛍光キューブに応じた蛍光光の検出が可能な複数の波長帯域で撮像を行い、複数の顕微鏡画像を取得する。このような操作を、蛍光光の波長帯域が異なる種類の蛍光キューブに交換しつつ複数回行う。それによって取得された波長帯域毎の顕微鏡画像の画像データは画像処理装置３０に出力され、画像入力部３２を介して記憶部３４に記憶される。
【００４３】
ステップＳ１１において、蛍光強度算出部３５１は、記憶部３４に記憶された画像データに基づき、各顕微鏡画像内の各画素の画素値を取得する。具体的には、蛍光強度算出部３５１は、図４に示すように、波長λn（ｎ＝１〜Ｎ）を中心波長とする波長帯域毎の顕微鏡画像Ｇ（λn）から、各画素Ｐk（ｋ＝１〜Ｋ）を取得する。
【００４４】
ステップＳ１２において、蛍光強度算出部３５１は、各顕微鏡画像Ｇ（λn）に対し、自家蛍光を表す蛍光強度Ｆnを特徴量として算出する。蛍光強度Ｆnは、顕微鏡画像Ｇ（λn）内の画素の画素値に基づく量ｘ(n,k)から算出される。ここで、画素値に基づく量ｘ(n,k)とは、画素値そのものであっても良いし、画素値に所定の演算処理を施した値（例えば、輝度値）であっても良い。また、蛍光強度Ｆnとしては、画素値に基づく量ｘ(n,k)の最大値、最小値、最頻値、平均値、合計値等が用いられる。各顕微鏡画像Ｇ（λn）は、異なる波長帯域毎に撮像されている為、該波長帯域毎の蛍光強度（自家蛍光の強さ）が算出されることになる。
【００４５】
また、本実施形態では、次に以下のステップＳ１３に進むが、この特徴量としての蛍光強度を算出した段階で、処理を終了しても良い。これは、経験がある者であれば、自家蛍光の強さの値が分かれば、蛍光標識抗体を重畳することが可能か否か判断できる為である。
【００４６】
ステップＳ１３において、蛍光強度比較判定部３５２は、顕微鏡画像Ｇ（λn）の蛍光強度Ｆnを、予め設定された所定の閾値ａと比較する。この閾値ａは、例えば、記憶部３４が情報を保有する既知の蛍光（例えば、市販の蛍光色素が発する蛍光）の強度情報に基づいて設定される。
【００４７】
蛍光強度比較判定部３５２は、蛍光強度Ｆnが閾値ａよりも大きい場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、判定対象である顕微鏡画像Ｇ（λn）の波長帯域は、自家蛍光が強く蛍光標識抗体に影響を及ぼす波長帯域であるため、非蛍光染色標本に蛍光標識抗体を重畳した蛍光観察を行う際に、蛍光を重畳する波長帯域として適切ではない（重畳不可能）と判定する（ステップＳ１４）。言い換えると、このような波長帯域の蛍光を発する蛍光色素を用いて抗体を標識し、非蛍光染色標本に重畳するのは適切でない。以下、このような波長帯域のことを、重畳不可能な蛍光の波長帯域、又は単に、重畳不可能な波長帯域という。
【００４８】
一方、蛍光強度Ｆnが閾値ａ以下であった場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）、判定対象である顕微鏡画像Ｇ（λn）の波長帯域は、自家蛍光が弱い若しくは自家蛍光が無く、蛍光標識抗体に影響を及ぼさない波長帯域であるため、非蛍光染色標本に蛍光標識抗体を重畳した蛍光観察を行う際に、蛍光を重畳する波長帯域として適切である（重畳可能）と判定する（ステップＳ１５）。言い換えると、このような波長帯域の蛍光を発する蛍光色素を用いて抗体を標識し、非蛍光染色標本に重畳して蛍光観察を行うことができる。以下、このような波長帯域のことを、重畳可能な蛍光の波長帯域、又は単に重畳可能な波長帯域という。
【００４９】
ステップＳ１６において、演算部３５は、ステップＳ１４又はＳ１５において判定した結果を制御部３６に出力する。これに応じて、制御部３６は、判定結果を記憶部３４に記憶させると共に、表示部３３に表示させる。
【００５０】
ステップＳ１７において、制御部３６は、全ての顕微鏡画像Ｇ（λn）に対する判定が終了したか否かを判断する。全ての顕微鏡画像Ｇ（λn）に対する判定が終了した場合（ステップＳ１７：Ｙｅｓ）、顕微鏡システム１の動作は終了する。一方、未だ判定がなされていない顕微鏡画像Ｇ（λn）が残っている場合（ステップＳ１７：Ｎｏ）、顕微鏡システム１の動作はステップＳ１３に戻る。
【００５１】
以上説明したように、実施の形態１によれば、波長帯域毎に非蛍光染色標本を撮像した顕微鏡画像の蛍光強度を所定の閾値と比較することにより、蛍光強度が強い波長帯域を判定する。従って、ユーザは、この判定結果を参照することにより、非蛍光染色標本が発する自家蛍光の波長帯域を把握して、非蛍光染色標本に重畳する蛍光標識抗体を染色する蛍光色素を容易に選択することが可能となる。従って、ユーザは、非蛍光染色標本に蛍光標識抗体を重畳した標本を蛍光観察する際に、自家蛍光の影響が低減された正確な観察結果を得ることが可能となる。
【００５２】
また、実施の形態１においては、波長帯域毎の顕微鏡画像から算出された蛍光強度を閾値と比較するという比較的簡単な処理により、各波長帯域における蛍光の使用の可否を判定するので、簡易且つ高速な処理により、幅広い波長帯域に対する判定結果を取得することができる。
【００５３】
また、実施の形態１によれば、画像取得部２０として３バンド以上のマルチバンドカメラを用いるので、自家蛍光が生じる波長帯域を精密に特定することが可能となる。
また、実施の形態１によれば、可視領域から近赤外領域の範囲である約４００ｎｍ〜約９００ｎｍにおいて撮像可能なマルチバンドカメラを用いるので、自家蛍光が可視領域を含む広帯域に渡って出現している場合においても、ユーザは、近赤外蛍光の波長帯域における自家蛍光の有無を確認することができ、自家蛍光の影響が少ない蛍光色素を選択することが可能となる。
【００５４】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。
図５は、実施の形態２に係る顕微鏡システムの構成を示すブロック図である。図５に示すように、実施の形態２に係る顕微鏡システム２は、図１に示す画像処理装置３０の代わりに、演算部４１を有する画像処理装置４０を備える。
【００５５】
演算部４１は、図２に示す蛍光強度比較判定部３５２の代わりに、一連の顕微鏡画像Ｇ（λn）に基づいて、非蛍光染色標本が発する自家蛍光の特徴量を算出する特徴量算出部としての主成分分析演算部４１１と、自家蛍光の特徴量と既知の蛍光（例えば、市販の蛍光色素が発する蛍光）の特徴量との相関に基づいて、該既知の蛍光が非蛍光染色標本に蛍光標識抗体を重畳して蛍光観察する際の蛍光として使用可能であるか否かを判定する特徴量判定部４１２とを備える。
【００５６】
この内、特徴量判定部４１２は、自家蛍光の特徴量と既知の蛍光の特徴量とを用いて評価値を算出する評価値算出部４１２ａと、該評価値に基づいて当該既知の蛍光の使用の可否を判定する評価値判定部４１２ｂとを有する。
なお、主成分分析演算部４１１及び特徴量判定部４１２以外の画像処理装置４０の構成及び顕微鏡システム全体の構成については、実施の形態１と同様である。
【００５７】
次に、本実施の形態２における演算処理の原理について説明する。
図６は、図４に示す一連の顕微鏡画像Ｇ（λn）間で対応する画素Ｐkにおける光の強度をプロットして得られた波形（強度スペクトル）Ｉkに、既知の蛍光（例えば、Ｃｙ３等の市販の蛍光色素が発する蛍光）の強度スペクトルＩCを重ねたものである。なお、図６において、横軸は波長λnを示し、縦軸は光の強度を示す。各画素Ｐkにおける光の強度は、所定の演算により画素値を変換することにより算出される。
【００５８】
一連の顕微鏡画像Ｇ（λn）から、波長に応じて定まる強度スペクトルＩkが検出された場合、その強度スペクトルＩkは、非蛍光染色標本が発する自家蛍光に対応すると考えることができる。このため、既知の蛍光の強度スペクトルＩCとの相関が高い強度スペクトルＩkが検出された場合、その既知の蛍光は自家蛍光の影響を受けてしまう可能性がある。そこで、実施の形態２においては、各画素Ｐkに対応する強度スペクトルＩkを非蛍光染色標本が発する自家蛍光の特徴量として扱い、この強度スペクトルＩkに基づいて各波長帯域における蛍光の使用の可否を判定する。
【００５９】
ここで、強度スペクトルＩkは、顕微鏡画像Ｇ（λn）の画素数Ｋの分だけ得られる。そこで、実施の形態２においては、主成分分析演算を実行することにより、Ｋ個の強度スペクトルＩkの内から注目すべき強度スペクトルＩkのみを抽出することとしている。
【００６０】
次に、顕微鏡システム２の動作について説明する。図７は、顕微鏡システム２の動作を示すフローチャートである。なお、図７に示すステップＳ１０及びＳ１１の動作は、実施の形態１と共通である。
【００６１】
ステップＳ１１に続くステップＳ２１において、主成分分析演算部４１１は、蛍光強度算出部３５１が算出した一連の顕微鏡画像Ｇ（λn）（ｎ＝１〜Ｎ）内の各画素Ｐk（ｋ＝１〜Ｋ）の画素値に基づく量ｘ(n,k)に対して主成分分析演算を実行する。
【００６２】
具体的には、主成分分析演算部４１１は、まず、次式（１）に示すように、画素Ｐkごとに、画素値に基づく量ｘ(n,k)を成分とする特徴ベクトルＸkを作製する（k＝１〜Ｋ）。
Ｘk＝（ｘ(1,k)，ｘ(2,k)，…，ｘ(N,K)）t  …（１）
式（１）において、特徴ベクトルの肩のｔは転置ベクトルであることを示す。なお、この特徴ベクトルＸkが、図６に示す強度スペクトルＩkに対応する。
【００６３】
より詳細には、各特徴ベクトルＸkは以下のように表される。
【数１】
0005940288.tif 000002
【００６４】
また、主成分分析演算部４１１は、次式（２）に示すように、画素値に基づく量ｘ(n,k)の画素Ｐkごとの平均値を成分とする平均ベクトルＭを算出する。
【数２】
0005940288.tif 000003
【００６５】
さらに、主成分分析演算部４１１は、特徴ベクトルＸk及び平均ベクトルＭを用いて、次式（３）に示す分散共分散行列Ｓを算出する。
【数３】
0005940288.tif 000004
【００６６】
主成分分析演算部４１１は、この分散共分散行列Ｓに対し、Ｓｕ＝λｕを満たす固有ベクトルｕを算出する。この固有ベクトルｕが、非蛍光染色標本が発する自家蛍光の特徴量（特徴ベクトル）として用いられる。
【００６７】
続くステップＳ２２において、評価値算出部４１２ａは、固有ベクトルｕを用いて、次式（４）によって与えられる評価値Ｓ１を算出する。
【数４】
0005940288.tif 000005
式（４）において、ベクトルｖは、既知の蛍光の特徴ベクトルであり、例えば図６に示すような蛍光の強度スペクトルＩCから取得した各波長λnにおける蛍光強度を成分とする。このようなベクトルｖは、記憶部３４に記憶されている蛍光色素に関する情報から順次作成される。
【００６８】
式（４）に示すように、評価値Ｓ１は、ベクトルｖと固有ベクトルｕとの内積を正規化した値の絶対値である。
なお、ステップＳ２１において複数の固有ベクトルが算出された場合には、式（４）において、１つのベクトルｖに対して固有ベクトルが順次代入されて、複数の評価値Ｓ１が算出される。
【００６９】
続くステップＳ２３において、評価値判定部４１２ｂは、評価値Ｓ１を、予め設定された所定の閾値ｂと比較する。なお、ステップＳ２２において複数の評価値Ｓ１が算出された場合には、各評価値Ｓ１に対して判定が行われる。
【００７０】
ここで、図８に示すように、固有ベクトルｕとベクトルｖとの相関は、両者のなす角度θが小さいほど、即ち、ｃｏｓθの値が大きいほど高くなる。このとき、自家蛍光が既知の蛍光に対して与える影響が大きくなる。そこで、評価値判定部４１２ｂは、評価値Ｓ１が閾値ｂよりも大きい場合（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）、その既知の蛍光が分布する波長帯域は重畳不可能と判定する（ステップＳ２４）。一方、評価値判定部４１２ｂは、評価値Ｓ１が閾値ｂ以下である場合（ステップＳ２３：Ｎｏ）、その波長帯域は重畳可能と判定する（ステップＳ２５）。なお、複数の評価値Ｓ１が算出された場合、その内の１つでも閾値ｂより大きい評価値Ｓ１が存在するときには、その波長帯域は重畳不可能と判定される。
【００７１】
ステップＳ２６において、演算部３５は、ステップＳ２４又はＳ２５における判定結果を制御部３６に出力する。これに応じて、制御部３６は、判定結果を記憶部３４に記憶させると共に、表示部３３に表示させる。表示形式としては、全ての波長帯域λ1〜λNに対して使用の可否を表示する形式であっても良いし、重畳可能と判定された波長帯域のみを表示する形式でも良いし、重畳可能と判定された波長帯域に分布する蛍光を発する蛍光色素名を表示する形式でも良い。
【００７２】
ステップＳ２７において、制御部３６は、記憶部３４が情報を保有する全ての蛍光に対する判定が終了したか否かを判断する。全ての蛍光に対する判定が終了した場合（ステップＳ２７：Ｙｅｓ）、顕微鏡システム２の動作は終了する。一方、未だ判定がなされていない蛍光が残っている場合、顕微鏡システム２の動作はステップＳ２２に戻る。
【００７３】
以上説明したように、実施の形態２においては、一連の顕微鏡画像内の全画素の画素値に基づく量を用いて演算を行うので、より高精度な判定結果を取得することができる。従って、ユーザは、この判定結果に基づいて、自家蛍光の影響が少ない蛍光色素をより確実に選択することが可能となる。それにより、ユーザは、非蛍光色素標本に蛍光標識抗体が重畳された標本を蛍光観察する際に、自家蛍光による影響が抑制された、より正確な観察結果を得ることが可能となる。
【００７４】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について説明する。
実施の形態３に係る顕微鏡システムの構成は図５に示すものと同様であり、特徴量判定部４１２における動作の内容が実施の形態２とは異なっている。
【００７５】
図９は、実施の形態３に係る顕微鏡システムの動作を示すフローチャートである。図９に示すように、実施の形態３に係る顕微鏡システムの動作の内、ステップＳ１０、Ｓ１１、Ｓ２１、及びＳ２６〜Ｓ２７の動作は実施の形態２と共通である。
【００７６】
ステップＳ２１に続くステップＳ３１において、評価値算出部４１２ａは、特徴量として算出された固有ベクトルｕを用いて、次式（５）によって与えられる評価値Ｓ２を算出する。
【数５】
0005940288.tif 000006
式（５）において、ベクトルｖは、既知の蛍光の特徴ベクトルであり、各波長λnにおける強度を成分とする。このようなベクトルｖは、記憶部３４に記憶されている蛍光色素に関する情報から、順次作成される。
【００７７】
式（５）に示すように、評価値Ｓ２は、固有ベクトルｕをベクトルｖの方向に射影したベクトルとベクトルｖとの差分ベクトル同士の内積に相当する。
なお、ステップＳ３１において複数の固有ベクトルが算出された場合には、式（５）において、１つのベクトルｖに対して固有ベクトルが順次代入されて、複数の評価値Ｓ２が算出される。
【００７８】
続くステップＳ３２において、評価値判定部４１２ｂは、評価値Ｓ２を予め設定された所定の閾値ｃと比較する。なお、ステップＳ３１において複数の評価値Ｓ２が算出された場合には、各評価値Ｓ２に対して判定が行われる。
【００７９】
ここで、図１０に示すように、固有ベクトルｕとベクトルｖとの相関は、両者の差分が小さいほど高くなる。即ち、自家蛍光が既知の蛍光に対して与える影響が大きくなる。そこで、評価値判定部４１２ｂは、評価値Ｓ２が閾値ｃよりも小さい場合（ステップＳ３２：Ｙｅｓ）、その既知の蛍光が分布する波長帯域は重畳不可能であると判定する（ステップＳ３３）。一方、評価値判定部４１２ｂは、評価値Ｓ２が閾値ｃ以上である場合（ステップＳ３２：Ｎｏ）、その波長帯域は重畳可能であると判定する（ステップＳ３４）。
その後の動作については、実施の形態２と同様である。
【００８０】
以上説明したように、実施の形態３によれば、自家蛍光の特徴ベクトルである固有ベクトルｕと既知の蛍光の特徴ベクトルｖとの相関をより忠実に表す評価値に基づいて、既知の蛍光が分布する波長帯域の使用の可否を判定するので、ユーザは、この判定結果に基づいて、自家蛍光の影響が少ない蛍光色素を容易且つ確実に選択することが可能となる。
【００８１】
（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４について説明する。
図１１は、実施の形態４に係る顕微鏡システムの構成を示すブロック図である。図１１に示すように、実施の形態４に係る顕微鏡システム４は、図１に示す画像処理装置３０の代わりに、演算部５１を有する画像処理装置５０を備える。
【００８２】
演算部５１は、図１に示す演算部３５の構成に加えて、主成分分析演算部４１１及び特徴量判定部４１２とを有する。これらの主成分分析演算部４１１及び特徴量判定部４１２動作は、実施の形態２において説明したものと同様である。
【００８３】
次に、顕微鏡システム４の動作について説明する。図１２は、顕微鏡システム４の動作を示すフローチャートである。なお、図１２に示すステップＳ１０〜Ｓ１５の動作は、実施の形態１と共通である。
【００８４】
ステップＳ１４又はＳ１５に続くステップＳ４１において、演算部５１は判定結果を出力し、記憶部３４に一時的に記憶させる。
ステップＳ４２において、演算部５１は、全ての顕微鏡画像Ｇ（λn）について判定を行ったか否かを判断する。未だ判定を行っていない顕微鏡画像Ｇ（λn）が残っている場合（ステップＳ４２：Ｎｏ）、動作はステップＳ１３に戻る。
【００８５】
一方、全ての顕微鏡画像Ｇ（λn）について判定が終了した場合（ステップＳ４２：Ｙｅｓ）、主成分分析演算部４１１は、一連の顕微鏡画像Ｇ（λn）内の画素Ｐkの画素値に基づく量ｘ(n,k)に対して主成分分析演算を実行し、自家蛍光の特徴ベクトルである固有ベクトルｕを算出する（ステップＳ４３）。なお、固有ベクトルｕの算出方法の詳細は、実施の形態２において説明したものと同様である。
【００８６】
ステップＳ４４において、演算部５１は、ステップＳ１５において重畳可能と判定された波長帯域の情報を記憶部３４から抽出する。
ステップＳ４５において、演算部５１は、ステップＳ４４において抽出された波長帯域に分布する既知の蛍光（例えば、市販の蛍光色素が発する蛍光）に関する情報を記憶部３４から取得する。
【００８７】
ステップＳ４６において、評価値算出部４１２ａは、ステップＳ４３において算出された固有ベクトルｕと、ステップＳ４５において取得された既知の蛍光に関する情報から作成した特徴ベクトルｖとを用いて、式（４）によって与えられる評価値Ｓ１を算出する。なお、ステップＳ４３において複数の固有ベクトルが算出された場合には、式（４）において、１つの特徴ベクトルｖに対して固有ベクトルが順次代入されて、複数の評価値Ｓ１が算出される。
【００８８】
ステップＳ４７において、評価値判定部４１２ｂは、評価値Ｓ１を予め設定された所定の閾値ｂと比較する。なお、ステップＳ４６において複数の評価値Ｓ１が算出された場合には、各評価値Ｓ１に対して判定が行われる。
【００８９】
評価値判定部４１２ｂは、評価値Ｓ１が閾値ｂよりも大きい場合（ステップＳ４７：Ｙｅｓ）、その既知の蛍光が分布する波長帯域は重畳不可能と判定する（ステップＳ４８）。一方、評価値判定部４１２ｂは、評価値Ｓ１が閾値ｂ以下である場合（ステップＳ４７：Ｎｏ）、その波長帯域は重畳可能と判定する（ステップＳ４９）。なお、複数の評価値Ｓ１が算出された場合、その内の１つでも閾値ｂより大きい評価値Ｓ１が存在するときには、その波長帯域は重畳不可能と判定される。
【００９０】
ステップＳ５０において、演算部５１は、ステップＳ１４、及びステップＳ４８又はＳ４９の判定結果を出力する。これに応じて、制御部３６は、判定結果を記憶部３４に記憶させると共に、表示部３３に表示させる。表示形式としては、全ての波長帯域λ1〜λNに対する使用の可否を表示する形式であっても良いし、重畳可能と判定された波長帯域のみを表示する形式でも良いし、重畳可能と判定された波長帯域に分布する蛍光を発する蛍光色素名を表示する形式でも良い。
【００９１】
ステップＳ５１において、制御部３６は、ステップＳ４５において情報を取得した全ての蛍光に対する判定が終了したか否かを判断する。全ての蛍光に対する判定が終了した場合（ステップＳ５１：Ｙｅｓ）、顕微鏡システム４の動作は終了する。一方、未だ判定がなされていない蛍光が残っている場合（ステップＳ５１：Ｎｏ）、顕微鏡システム４の動作はステップＳ４６に戻る。
【００９２】
以上説明したように、実施の形態４においては、各顕微鏡画像の蛍光強度に基づいて、自家蛍光の強度が大きい波長帯域を除外した後、残った波長帯域について、主成分分析法により算出された固有ベクトルと、既知の蛍光の特徴ベクトルとの相関に基づいて、各波長帯域の使用の可否を判断する。従って、演算処理を効率化しつつ、高精度な判定結果を取得することが可能となる。
【００９３】
なお、上記実施の形態４においては、式（４）によって与えられる評価値Ｓ１の代わりに、式（５）によって与えられる評価値Ｓ２を算出して判定を行っても良い。
【００９４】
（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態５について説明する。
図１３は、実施の形態５に係る顕微鏡システムの構成を示すブロック図である。図１３に示すように、実施の形態５に係る顕微鏡システム５は、図１１に示す画像処理装置５０の代わりに、演算部６１を有する画像処理装置６０を備える。
【００９５】
演算部６１は、図１１に示す演算部５１の構成に加えて、蛍光色素情報取得部６１１をさらに有する。蛍光色素情報取得部６１１は、入力部３１が入力受け付けた信号に従って、記憶部３４が保有する既知の蛍光（例えば、市販の蛍光色素が発する蛍光）に関する情報の内から、所定の蛍光に関する情報を取得する。
なお、蛍光色素情報取得部６１１以外の画像処理装置６０の構成及び顕微鏡システム５全体の構成については、実施の形態４において説明したものと同様である。
【００９６】
次に、顕微鏡システム５の動作について説明する。顕微鏡システム５においては、非蛍光染色標本に重畳する蛍光標識抗体を染色する蛍光色素としてユーザが使用を検討している蛍光色素の使用の可否を判定することを特徴とする。なお、ユーザが使用を検討している蛍光色素は、入力部３１を用いてユーザが入力した選択信号により特定される。
図１４は、顕微鏡システム５の動作を示すフローチャートである。なお、図１４に示すステップＳ１０及びＳ１１の動作は、実施の形態１と共通である。
【００９７】
ステップＳ１１に続くステップＳ６０において、入力部３１が蛍光色素の選択信号の入力を受け付けると、蛍光色素情報取得部６１１は、記憶部３４が保有する蛍光に関する情報の内から、当該蛍光色素が発する蛍光（以下、使用候補の蛍光という）に関する情報（波長帯域及び各波長における蛍光強度）を取得する（ステップＳ６１）。
【００９８】
ステップＳ６２において、蛍光強度比較判定部３５２は、使用候補の蛍光が分布する波長帯域で撮像された顕微鏡画像Ｇ（λn）について、蛍光強度Ｆnを算出する。なお、蛍光強度Ｆnの算出方法は、実施の形態１において説明したものと同様である。
【００９９】
ステップＳ６３において、蛍光強度比較判定部３５２は、ステップＳ６２において算出された各蛍光強度Ｆnを、予め設定された所定の閾値ａと比較する。
蛍光強度比較判定部３５２は、閾値ａよりも値が大きい蛍光強度Ｆnが１つでも存在する場合（ステップＳ６３：Ｙｅｓ）、選択された蛍光色素は使用不可能と判定する（ステップＳ６４）。
【０１００】
一方、閾値ａよりも値が大きい蛍光色素Ｆnは存在しない場合（ステップＳ６３：Ｎｏ）、主成分分析演算部４１１は、一連の顕微鏡画像Ｇ（λn）内の画素Ｐkの画素値に基づく量ｘ(n,k)に対して主成分分析演算を実行し、自家蛍光の特徴ベクトルである固有ベクトルｕを算出する（ステップＳ６５）。なお、固有ベクトルｕの算出方法の詳細は、実施の形態２において説明したものと同様である。
【０１０１】
ステップＳ６６において、評価値算出部４１２ａは、使用候補の蛍光に関する情報から当該蛍光の特徴ベクトルｖを作成し、この特徴ベクトルｖと、ステップＳ６５において算出された固有ベクトルｕとを用いて、式（４）によって与えられる評価値Ｓ１を算出する。なお、ステップＳ６５において複数の固有ベクトルｕが算出された場合には、各固有ベクトルｕを用いて複数の評価値Ｓ１が算出される。
【０１０２】
ステップＳ６７において、評価値判定部４１２ｂは、評価値Ｓ１を予め設定された所定の閾値ｂと比較する。なお、ステップＳ６６において複数の評価値Ｓ１が算出された場合には、各評価値Ｓ１に対して判定が行われる。
【０１０３】
評価値判定部４１２ｂは、閾値ｂよりも値が大きい評価値Ｓ１が１つでも存在する場合（ステップＳ６７：Ｙｅｓ）、選択された蛍光色素は使用不可能と判定する（ステップＳ６４）。一方、閾値ｂよりも値が大きい評価値Ｓ１は存在しない場合（ステップＳ６７：Ｎｏ）、選択された蛍光色素は使用可能と判定する（ステップＳ６８）。
ステップＳ６９において、演算部６１は、ステップＳ６４又はＳ６８の判定結果を出力する。これに応じて、制御部３６は、判定結果を表示部３３に表示させる。
【０１０４】
以上説明したように、実施の形態５によれば、ユーザは、表示部３３に表示された判定結果を参照して、非蛍光染色標本に重畳する蛍光標識抗体を染色する蛍光色素を容易に決定することができる。従って、ユーザは、そのような蛍光色素を用いて多重染色を施した標本を蛍光観察することにより、自家蛍光の影響の少ない正確な観察結果を得ることができる。
【０１０５】
なお、ユーザが使用を検討している蛍光色素に関する情報が記憶部３４に記憶されていない場合、その蛍光色素に関する情報を画像処理装置６０において作成することとしても良い。具体的には、顕微鏡装置１０及び画像取得部２０により、当該蛍光色素のみで染色した標本を複数の波長帯域で撮像することにより、波長帯域毎の一連の顕微鏡画像Ｇ（λn）を取得する。続いて、一連の顕微鏡画像Ｇ（λn）内の各画素Ｐkの画素値に基づく量ｘ(n,k)を取得し、これらの画素値に基づく量ｘ(n,k)に対して主成分分析演算を行うことにより、固有ベクトルを算出する。この固有ベクトルが、当該蛍光色素が発する蛍光の特徴ベクトルとなる。
【０１０６】
（変形例１）
次に、実施の形態１〜５の変形例１について説明する。
顕微鏡装置１０としては、好ましくは、共焦点レーザ顕微鏡を用いると良い。この場合、標本ＳＰを照射する励起光の波長を厳密に限定することが可能となり、自家蛍光が生じる波長帯域を画像処理装置３０等において正確に把握することが可能となる。また、共焦点レーザ顕微鏡においては、厚みのある標本に対して光学的連続切片における画像を撮像して再構築することにより、３次元情報をイメージ化することができるので、厚みのある標本に対しても、厚み方向の各位置において自家蛍光が生じる波長帯域を、画像処理装置３０等において正確に把握することが可能となる。
【０１０７】
（変形例２）
次に、実施の形態１〜５の変形例２について説明する。
顕微鏡装置１０は、好ましくは、２光子レーザ顕微鏡を用いても良い。２光子レーザ顕微鏡においては、脳スライスのように、例えば１００μｍ以上の厚い標本に対しても、深部における観察像を得ることができるので、厚い標本から発生する自家蛍光の波長帯域を画像処理装置３０等において正確に把握することが可能となる。
【０１０８】
（変形例３）
次に、実施の形態１〜５の変形例３について説明する。
波長帯域毎の顕微鏡画像を取得する画像取得部の構成としては、マルチバンドカメラを用いる代わりに、広帯域な撮像が可能なカメラと、カメラに入射する光を波長毎に分離するフィルタ部とを組み合わせて用いても良い。
【０１０９】
図１５は、変形例３に係る顕微鏡システムの構成例を示す模式図である。図１５に示すように変形例３に係る顕微鏡システム６は、図２に示す画像取得部２０の代わりに、結像レンズユニット１０５の端部に設けられた液晶チューナブルフィルタ７１と、該液晶チューナブルフィルタ７１に取り付けられたカメラ７２とを有する画像取得部７０を備える。なお、画像取得部７０以外の顕微鏡システム２の構成については、図２に示すものと同様である。
【０１１０】
液晶チューナブルフィルタ７１は、画像処理装置３０の制御の下で動作し、結像レンズユニット１０５を介して入射した光（観察光）から任意の波長成分を抽出する。
図１６に示すように、液晶チューナブルフィルタ７１は、偏光子７１ａと複屈折フィルタ７１ｂと液晶（ネマティック液晶）セル７１ｃとを複数段に渡って繰り返し積層した構造を有し、各段の液晶セル７１ｃに印加する電圧を変化させることにより、抽出する波長成分を、例えば１ｎｍ単位で変化させることができる。このような液晶チューナブルフィルタ７１としては、例えば、ＣＲＩ社（米国）製のバリスペック（ＶａｒｉＳｐｅｃ）液晶チューナブルフィルタが知られている。
【０１１１】
カメラ７２は、例えばＣＣＤ等の撮像素子を含み、少なくとも可視領域から近赤外領域である約４００ｎｍ〜約９００ｎｍを含む広帯域において撮像可能な撮像機器である。カメラ７２は、画像処理装置３０の制御の下で動作し、液晶チューナブルフィルタ７１が抽出した波長成分を入射させ、この波長成分に対応する画像データを出力する。
【０１１２】
このような構成を有する画像取得部７０を用いて標本ＳＰを撮像することによって、より狭帯域に分離させた複数の顕微鏡画像を取得することができる。それにより、画像処理装置３０において、自家蛍光が生じる波長帯域をより精密に特定することができる。従って、ユーザは、画像処理装置３０における判定結果に基づいて、自家蛍光の影響の少ない蛍光色素を確実に選択することが可能となる。
【０１１３】
（変形例４）
次に、実施の形態１〜５の変形例４として、波長帯域毎の顕微鏡画像を取得する画像取得部の別の構成を説明する。
図１７は、変形例４に係る顕微鏡システムの構成例を示す模式図である。図１７に示すように、変形例４に係る顕微鏡システム７は、図２に示す画像取得部２０の代わりに、結像レンズユニット１０５の端部に設けられた音響光学式波長可変フィルタ８１と、該音響光学式波長可変フィルタ８１に取り付けられたカメラ８２とを有する画像取得部８０を備える。なお、画像取得部８０以外の顕微鏡システム３の構成については、図２に示すものと同様である。
【０１１４】
音響光学式波長可変フィルタ８１は、画像処理装置３０の制御の下で動作し、結像レンズユニット１０５を介して入射した光（観察光）から任意の波長成分を抽出する。
図１８に示すように、音響光学式波長可変フィルタ８１は、例えば二酸化テルル結晶のように異方性の高い結晶からなり、入射光から印加される音波（超音波）の振動数及び振幅に応じた波長成分を抽出して出射する音響光学素子８１ａと、印加される電圧に応じて伸縮することにより音響光学素子８１ａに音波を印加する振動子（圧電素子）８１ｂと、振動子８１ｂに電圧を印加する高周波発振器８１ｃと、音響光学素子８１ａの振動を吸収するダンパー８１ｄとを有する。このような音響光学式波長可変フィルタ８１においては、高周波発振器８１ｃにおける発振周波数及び振幅を調整して、振動子８１ｂが音響光学素子８１ａに印加する超音波を制御することにより、音響光学素子８１ａが抽出する波長成分を制御することができる。
【０１１５】
カメラ８２は、例えばＣＣＤ等の撮像素子を含み、少なくとも可視領域から近赤外領域である約４００ｎｍ〜約９００ｎｍを含む広帯域において撮像可能な撮像機器である。カメラ８２は、画像処理装置３０の制御の下で動作し、音響光学式波長可変フィルタ８１が抽出した波長成分を入射させ、この波長成分に対応する画像データを出力する。
【０１１６】
このような構成を有する画像取得部８０を用いて標本ＳＰを撮像することによって、より狭帯域に分離させた複数の顕微鏡画像を取得することができる。また、音響光学式波長可変フィルタ８１は温度変化による影響を受け難いため、例えば、高温又は温度変化が激しい環境下においても非蛍光染色標本から生じる自家蛍光を正確に反映した顕微鏡画像を取得することができる。このため、そのような環境下においても、画像処理装置３０において、自家蛍光が生じる波長帯域を精密に特定することができる。従って、ユーザは、画像処理装置３０における判定結果に基づいて、自家蛍光の影響の少ない蛍光色素を確実に選択することが可能となる。
【０１１７】
以上説明した実施の形態１〜５及びこれらの変形例１〜４においては、１種類以上の非蛍光染色に対して１種類以上の蛍光標識抗体を重畳する場合にも適用することができる。
また、本発明は、上述した各実施の形態１〜５及びこれらの変形例１〜４はそのままに限定されるものではなく、各実施の形態及び変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明を形成することができる。例えば、実施の形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を除外して形成してもよい。あるいは、異なる実施の形態に示した構成要素を適宜組み合わせて形成してもよい。
【符号の説明】
【０１１８】
１〜５  顕微鏡システム
１０  顕微鏡装置
２０、７０、８０  画像取得部
３０、４０、５０、６０  画像処理装置
１００  アーム部
１０１  標本ステージ
１０２、１０２’  対物レンズ
１０３  三眼鏡筒ユニット
１０４  接眼レンズユニット
１０５  結像レンズユニット
１０６ａ  透過照明用光源
１０６ｂ  透過照明光学系
１０７ａ  落射照明用光源
１０７ｂ  落射照明光学系
１０８  キューブユニット
１０８ａ、１０８ｂ  光学キューブ
１０９  レボルバ
３１  入力部
３２  画像入力部
３３  表示部
３４  記憶部
３４１  画像処理プログラム
３５、４１、５１、６１  演算部
３６  制御部
３５１  蛍光強度算出部
３５２  蛍光強度比較判定部
４１１  主成分分析演算部
４１２  特徴量判定部
４１２ａ  評価値算出部
４１２ｂ  評価値判定部
６１１  蛍光色素情報取得部
７１  液晶チューナブルフィルタ
７２、８２  カメラ
７１ａ  偏光子
７１ｂ  複屈折フィルタ
７１ｃ  液晶セル
８１  音響光学式波長可変フィルタ
８１ａ  音響光学素子
８１ｂ  振動子
８１ｃ  高周波発振器
８１ｄ  ダンパー
【図１】
0005940288.tif 000007
【図２】
0005940288.tif 000008
【図３】
0005940288.tif 000009
【図４】
0005940288.tif 000010
【図５】
0005940288.tif 000011
【図６】
0005940288.tif 000012
【図７】
0005940288.tif 000013
【図８】
0005940288.tif 000014
【図９】
0005940288.tif 000015
【図１０】
0005940288.tif 000016
【図１１】
0005940288.tif 000017
【図１２】
0005940288.tif 000018
【図１３】
0005940288.tif 000019
【図１４】
0005940288.tif 000020
【図１５】
0005940288.tif 000021
【図１６】
0005940288.tif 000022
【図１７】
0005940288.tif 000023
【図１８】
0005940288.tif 000024